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化工原理（上册）试卷A |
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一、填空（每空1分，共10分)
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１．某容器内压强低于大气压，用U型压差计测压，当一端与大气相通时读数R表示_________；若
R=459mmHg，则容器内绝对压强p绝=________kPa。
２．若离心泵的转速提高，则泵的流量________，压头________。
３．恒压过滤时，滤浆温度降低，则滤液粘度_________，过滤速率_________。
４．在间壁式换热器中，冷流体从10℃被加热到40℃，热流体从100℃被冷却到70℃，则并流时的对数平均温度差Δtm并=____℃；若其他条件保持不变，将并流改为逆流操作，则Δtm可提高____％。
５．流体的粘度值随温度变化而变，当温度升高时，液体粘度________，气体粘度________。 |
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二、单项选择题（每小题2分，共10分） |
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１．在下列有关流体流动的判断中，正确的是（ ）。
(A)雷诺实验将流动划分为三个区域(层流区、过渡区、湍流区)，因此流动有三种不同的形态；
(B)因为流速越大，阻力损失越大；所以流速相同，阻力损失相等；
(C)无论什么流动形态，牛顿型流体都符合牛顿粘性定律；
(D)无论什么流动形态，边界层内部一定存在呈层流流动的流体层。
２．离心泵铭牌上标明的扬程和流量是指（ ）
（A）功率最大时的扬程和流量； （B）效率最高时的扬程和流量；
（C）泵的最大扬程和流量； （D）最大流量时的扬程和流量。
３．在过滤操作中，下列说法正确的是（ ）
（A）在一个过滤周期内，过滤时间越长，生产能力越大；
（B）深层过滤适用于固体颗粒含量较多的悬浮液的分离；
（C）使用助滤剂的目的是增大滤饼的空隙率，降低可压缩性；
（D）洗液与滤液粘度相等、操作压差相同时，板框过滤机最终过滤速率是洗涤速率的四分之一。
４．间壁式换热器用冷却水使乙醇的饱和蒸气冷凝。若发现生产能力降低（即乙醇的冷凝量变小），下列判断中错误的是（ ）。
（A）夏季气温升高，使冷却水进口温度升高，传热平均温度差降低，导致总传热速率降低；
（B）传热表面污垢热阻增大；使总传热系数K降低，导致总传热速率降低；
（C）冷却水流量增大，使冷却水出口温度下降，传热平均温度差降低，导致总传热速率降低；
（D）乙醇蒸气流量减少，导致生产能力降低。
５．某液体在内径为d1的水平管路中层流流动，其平均流速为u1，当它以相同的体积流量通过等长
的内径为d2(d2=0.5d1)的管子时，则其流速为原来的（
）。
(A) 2倍； (B) 4倍； (C) 8倍； (D) 16倍
若流动为完全湍流(阻力平方区)，则压降△P是原来的（ ）。
(A) 4倍； (B) 8倍； (C)16倍； (D) 32倍 |
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三、简答题（每小题５分，共10分） |
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１．对管道中流动的流体而言，影响流动形态的主要因素有哪些？依据什么判定流体的流动形态？
２．影响对流给热的主要因素有哪些？如何强化管内、外对流给热？ |
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四、计算题（12分） |
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某项工程需用Ф108×4mm的钢管从江中取水送入一敞口蓄水池，水从池底进入，如图所示。要求流量不低于90m3/h。池中水面高出江面30米，吸入段管路阻力（包括局部阻力）为0.5mH2O；排出段管路阻力（包括局部阻力）为13.5mH2O。试求：
（1）现库存有下列四种离心泵，请选择一台合适的离心泵；（６分）
（2）如果该项工程地处黄土高原（当地大气压85kPa），夏季江水最高温度20℃（饱和蒸汽压2.34kPa），该泵可否于江面之上3m处正常工作？如果不能正常工作，应如何调整？（６分） |
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型 号 |
流量m3/h |
扬程m |
效率 % |
轴功率kW |
必需汽蚀余量（△hr）m |
IS80-50-200 |
50 |
50 |
69 |
9.87 |
2.5 |
IS100-80-125 |
100 |
20 |
78 |
7.00 |
4.5 |
IS100-65-200 |
100 |
50 |
76 |
17.9 |
3.6 |
IS125-100-400 |
100 |
50 |
65 |
21.0 |
2.5 |
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五、计算题（12分） |
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某生产过程需要对含碳酸钙（CaCO3）的悬浮液进行过滤。为测定过滤常数，先在试验装置上恒压过滤，并将测得的数据作图（见下图），又测得滤饼体积（V饼）与滤液体积（V）之比v=0.05m3/m3。现拟在生产中采用BMY50-810/25型板框过滤机过滤同样的料液，过滤压力和所用的滤布与实验时相同。已知该板框过滤机共有38个框，框尺寸810×810×25mm（长×宽×厚），试求：
（1）过滤常数K、qe，并在下图中标明读取的数据位置及其坐标值（5分）
（2）每个过滤周期得到的滤液量V=?（m3）（3分）
（3）如果辅助时间与洗涤时间之和为30分钟，则每台过滤机生产能力Q=？（m3/h）（4分） |
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六、计算题（23分） |
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如图所示，用泵将敞口水池中的水送往高位槽，两液面高差8m，高位槽压力表读数为0.1MPa，管路规格Φ56×3mm，总长（包括管件的当量长度）为100m，摩擦系数λ=0.03。U型管压差计两端分别接在出口管路A、B点，A点到B点距离为5m，指示液密度ρA=1480kg/m3，当地大气压为100kPa，如果阀门全开时流量为10m3/h，试求：
（１）管路系统总阻力损失Σhf=？（m）（7分）
（２）要求泵提供的机械能he=？（m）（7分）
（３）U型压差计读数R=？（mm）（９分） |
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七、计算题（23分） |
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拟采用套管式换热器用120℃的饱和水蒸气（汽化热 r=2205kJ/kg）加热空气。空气以150kg/h的流量流经规格为Φ58×4mm的内管，温度从10℃升到50℃。在此温度范围内，空气的物性按：比热容Cp=1.005kJ/kg℃，粘度μ=18.6μPa.s，导热系数λ=26.73×10-3W/m℃。管外饱和蒸汽冷凝给热系数αo=7500W/m2℃，忽略热损失、管壁热阻及污垢热阻，试求：
（１）空气与管壁间对流给热系数αi=?（W/m2℃） （7分）
（２）换热器传热面积A=?（m2），加热管长度L=?（m）（11分）
（３）若空气质量流量增加5%，空气进口温度不变，定性说明αi、Ko、Δtm及空气出口温度如何变
化（增大、减小）？（5分） |
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