四川大学化工原理模拟考题参考答案-上册

四川大学化工原理模拟考题参考答案

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一、客观题

01．牛顿黏性定律的数学表达式是 ????dudy ，服从此定律的流体称为 牛顿流体 。 02．实际流体与理想流体的主要区别在于 实际流体具有黏性 ，实际流体柏努利方程与理想流体柏

努利方程的主要区别在于 实际流体柏努利方程中有阻力损失项 。 03．液体在两截面间的管道内流动时, 其流动方向是 D 。

A. 从位能大的截面流向位能小的截面； B. 从静压能大的截面流向静压能小的截面； C. 从动能大的截面流向动能小的截面； D. 从总能量大的截面流向总能量小的截面。 04．离心泵在启动前应 灌泵 ，否则会发生__气缚__现象；离心泵的安装高度应 小于 允许安装高度, 否则会发生 汽蚀 现象。

05．进出口温度分别为85℃和40℃的热流体对进口温度为20℃的冷流体进行加热，规定冷流体出

口温度不超过40℃，则必须采用 并流 操作。

06．冷热两流体的对流给热系数h相差较大时，提高总传热系数K值的措施是 A A. 提高小的h值； B. 提高大的h值；

C. 两个都同等程度提高； D. 提高大的h值，同时降低小的h值。 07．蒸汽冷凝时的热阻 B 。

A. 决定于汽膜厚度； B. 决定于液膜厚度；

C. 决定于汽膜和液膜厚度； D. 主要决定于液膜厚度，但汽膜厚度也有影响。 08．在空气-蒸汽间壁换热过程中可采用 C 方法来提高传热速率最合理。

A. 提高蒸汽速度； B. 采用过热蒸汽以提高蒸汽温度； C. 提高空气流速； D. 将蒸汽流速和空气流速都提高。 09．沉降室的生产能力与 B 有关。

A. 颗粒沉降速度和沉降室高度； B. 沉降面积；

C. 沉降面积和颗粒沉降速度； D. 沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度。

10．恒速过滤时，过滤速率 不变 ，过滤压差随滤饼厚度的增加而 增加 ；恒压过滤时，过滤压差 不变 ，过滤速率随滤饼厚度的增加而 减小 。 11．对流干燥过程按干燥速率一般分为：

（1） 恒速 段，该段中空气温度 下降 ，物料温度 不变 ，除去的是 非结合 水份； （2） 降速 段，该段中空气温度 下降 ，物料温度 上升 ，除去的是 结合 水份。

12．用对流干燥除去湿物料中的水份时，当干燥介质一定，湿物料中 自由 水份可以除去，

平衡 水份不可以除去。

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二、计算题

1．用水泵向高位水箱供水（如附图所示），管路流量为150m3/h，泵轴中心线距水池液面和水箱液面的垂直距离分别为2.0m和45m。泵吸入管与排出管分别为内径205mm和内径180mm的钢管。吸入管管长50m（包括吸入管路局部阻力的当量长度），排出管管长200m（包括排出管路局部阻力的当量长度），吸入管和排出管的管壁粗糙度均为0.3mm，水的密度1000 kg/m3，粘度1.0×10-3 Pa﹒s，泵的效率为65%，圆管内湍流摩擦系数用下式计算：

33??68???0.1????dRe?试求：

0.23

45m（1）吸入管和排出管内的流速、雷诺数各为多少？各属于哪种流

动类型？

（2）泵吸入口处A点的真空表读数？

（3）泵向单位质量流体所作的功为多少？泵的轴功率？ 解：（1）吸入管内流速 u1?A212m21V150/3600??1.263 m/s， 2A10.785?0.205Re1?d1u1???0.205?1.263?1000?258915，属于湍流； ?31.0?10V150/3600??1.638 m/s， A20.785?0.1802排出管内流速 u2?Re2?d2u2???0.180?1.638?1000?294840，属于湍流；

1.0?10?3（2）在1－1与2－2间列柏努利方程

2u0p1u12z0g???z1g????hf1?2 p0?pa?2?2p0u0?0z0?0

20.23?u12?u0l1u12?0.368??pA真＝p0－p1＝???z1?z0?g???1???0.023 1? ?1?0.1?2d12??20525891?5??1.26321.263250pA真＝1000??2?9.81??0.0231??20.2052?(3) 在1－1与3－3间列柏努利方程

???24911 Pa ??22u0p3u3z0g???he?z3g????hf1?3 p0?p3?pa?2?2p0u0?u3?0z0?0

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20.23l1u12l2u20.368?? ?2?0.1?he＝?z3?z0?g??1??2???0.0237 d12d22?180294840?22501.2632001.638he＝47?9.81?0.0231??0.0237??500.89 J/kg

0.20520.1802N?

Ne??heV??＝500.89?150/3600?1000?32108.36 W

0.652．在由118根?25?2.5，长为3m的钢管组成的列管式换热器中，用饱和水蒸汽加热空气，空气走管程。已知加热蒸汽的温度为132.9℃，空气的质量流量为7200kg/h，空气的进、出口温度分别20℃和60℃，操作条件下的空气比热为1.005 kJ/(kg?℃)，空气的对流给热系数为50 W/(m2?℃)，蒸汽冷凝给热系数为8000 W/(m2?℃)，假定管壁热阻、垢层热阻及热损失可忽略不计。试求： （1）加热空气需要的热量Q为多少？

（2）以管子外表面为基准的总传热系数K为多少？ （3）此换热器能否完成生产任务？

解：（1）Q?w2cp2?t2?t1??7200/3600?1.005??60?20??80.4 kJ/s (2) K2?1d1?2h2d1h1?110.025?80000.02?50?39.8 W/(m2?℃)

(3) A2?118?3.14159?0.025?3?27.8 m2

?tm??t1??t1?40??91.45 ℃ ?t172.9lnln112.9?t2J/s?101.184 kJ/s，能够完成生产任务。

Q?K2A2?tm?39.8?27.8?91.45?101184

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