化工原理考试试
昆明理工大学试卷B（期末考）2008年12月
课程名称：化工原理（上册）化学工程学院2006级化工、轻化、制药专业
请将答案写在答题卷上，否则无效！
一、填空题（20分）
1、连续性假定是指流体是由、、的介质；
2、在离心泵工作时，用于将动能转变为压强能的部件是，离心泵性能曲线测定是在下得到
的。
3、在降尘室中除去某粒径的颗粒,若降尘室高度增加一倍,则颗粒的沉降时间________,气流速度_______,降尘室的生产能力___________。
4、斯托克斯公式为___________。
5、在辐射传热中，黑体的反射率为，黑体的透过率为。
6、多层平壁定态导热中，若某层的热阻最大，则该层两侧的温差________。
7、随着温度的增加，空气的导热系数，金属的导热系数。
8、蒸发器的生产能力是指，提高蒸发器的生产能力的主要途径是。多效蒸发加料的方式有、、。
二、选择题（20分，每空两分）
1、有一敞口容器，底部有一出（进）水管（如图示）。容器内水面保持恒定，管内水流动的速度头为0.5m水柱（流速u＝3.132m/s）。
（1）对图(1),水由容器流入管内，则2点的表压P2＝（）m水柱。
A.1.5m
B.1.0m
C.0.75m
D.0.5m
(2) 对图（2），水由水管进入容器，则2点的表压P2＝（）m水柱
2、（1）离心泵的设计点是指。
A）管路特性曲线B）离心泵特性曲线
C）管路特性曲线和离心泵特性曲线D）效率最高点（2）开大排出阀时，离心泵入口真空表的读数按什么规律变化？。出口压力表的读数又按什么规律变化？
A）增大B）减小C）先增大再减小D）先减小后增大
3、（1）在湍流区颗粒的沉降速度正比于（）。
(A)（ρs-ρ）的1次方(B)μ的零次方
(C)粒子直径的0.5次方(D)粒子直径的平方
（2）当介质阻力不计时，对于恒压过滤（）。
(A)滤液体积增大一倍，则过滤时间增大为原来的2倍
(B)滤液体积增大一倍，则过滤时间增大至原来的2倍
(C)滤液体积增大一倍，则过滤时间增大至原来的4倍
(D)滤液体积增大一倍，则过滤时间增大至原来的2倍
4、在两灰体间进行辐射传热,两灰体的温度差为30℃,现因某种原因,两者的温度各升高50℃,则此时的辐射传热量与原来的相比,应该________。
A.增大
B.变小
C.不变
D.不确定
5、（1）某套管换热器，管间用119.6℃饱和水蒸气加热管内空气（空气在管内作湍流流动）
使空气温度由20℃升至60℃，若管壁清洁无垢，则管壁温度应接近于
A. 60℃
B. 119.6℃
C. 20℃
D. 40℃
（2）现需空气流量增加为原来的2倍，若要保持空气进出口温度不变，则此时的传热温差应为原来的。
A）1.084倍B）1.149倍C）2倍D）不变
三、简答题（5分）
简述工业上传热为什么常采用逆流流动？什么情况下采用并流？
四、用泵输送密度为710kg/m3的油品，如附图所示，从贮槽经泵出口后分为两路：一路送到A塔顶部，最大流量为10800kg/h，塔内表压强为
98.07×104Pa。另一路送到B塔中部，最大流量为
6400kg/h，塔内表压强为118×104Pa。贮槽C内液面
维持恒定，液面上方的表压强为49×103Pa。
现已估算出当管路上的阀门全开，且流量达到规
定的最大值时油品流经各段管路的阻力损失是：由截
面1―1至2―2为20J/kg；由截面2―2至3－3为
60J/kg；由截面2－2至4―4为50J/kg。油品在管内流
动时的动能很小，可以忽略。各截面离地面的垂直距
离见本题附图。
已知泵的效率为60%，求此情况下泵的轴功率。（20分）
五、实验室中在与生产条件相同的压差下对某种颗粒在水中的悬浮液进行过滤实验，测得q e=0.01m3/m2，k=1.579×10-4m2/s。每m3滤液得0.0722m3滤饼。今选用一台直径1.5m，长10m的转筒真空过滤机处理此种料浆，所用滤布与实验相同，转筒浸没角为120°，转速为0.5转/分，操作真空度为8.0×104Pa，试求：（1）该过滤机的生产能力（以每小时获滤液体积计）；（2）滤饼厚度（15分）
六、有一台运转中的单程逆流列管式换热器，热空气在管程由120℃降至80℃，其对流传热系数α1=50W/（m2·K）。壳程的冷却水从15℃升至90℃，其对流传热系数α2=2000W/（m2·K），管壁热阻及污垢热阻皆可不计。当冷却水量增加一倍时，试求①水和空气的出口温度t'2和T'2，忽略流体物性参数随温度的变化；②传热速率Q'比原来增加了多少？
昆明理工大学试卷B（期末考）答题卷
课程名称：化工原理（上册）化学工程学院2006级化工、轻化、制药专业
班级学号姓名2008年12月
一、填空题
1、、、、。
2、、。
3、、、。
4、。
5、、。
6、。
7、、。
8、、、、。
二、选择题
1、、、
2、、、、
3、、、
4、、
5、、、
三、简答题
2006级化工、轻化、制药专业化工原理（上册）期末考B卷规范答案
一、填空题
1、大量质点组成的、彼此间没有间隙的、完全充满所占空间的、连续。
2、泵壳、恒定转速。
3、增大、减小、不变。
4、u t=gdp2(ρP-ρ) /18μ。
5、0、0 。
6、最大。
7、增大、减小。
8、单位时间单位面积蒸发的水分量、提高总传热系数K、并流加料、逆流加料、平流加料。
二、选择题
1、 C 、B、
2、 D 、A、 B 、
3、 C 、C、
4、 A 、
5、 B 、B、
三、简答题
答：工业上常采用逆流的原因是：（1）若传热任务相同，由于逆流的对数平均温度差大于并流的对数平均温度差，则逆流所需的传热面积大于并流所需的传热面积。
（2）若传热任务相同，由于逆流时的温差较大，从而所需的加热介质(或冷却介质)少。 在以下两种情况采用并流：对于某些热敏性物料的加热过程，并流操作可避免出口温度过高而影响产品质量。另外，在某些高温换热器中，逆流操作因冷热流体的最高温度集中在一端，会使该处的壁温特别高采用并流，以延长换热器的使用寿命。
四、解：在1―1与2―2截面间列柏努利方程，以地面为基准水平面。
212
2
22211122-+++=+++f e h u p gZ W u p gZ ∑ρρ （2分）
式中 Z 1=5m p 1=49×103Pa u 1≈0
Z 2、p 2、u 2均未知，Σh f 1－2=20J/kg （2分）
设E 为任一截面上三项机械能之和，则截面2―2上的E 2=gZ 2+p 2/ρ+u 22/2代入柏努利方程得
06.98710
104981.952023
2-=?-?-+=E E W e (a ) （2分）
由上式可知，需找出分支2―2处的E 2，才能求出W e 。根据分支管路的流动规律E 2可由E 3或E 4算出。但每千克油品从截面2―2到截面3－3与自截面2－2到截面4－4所需的能量不一定相等。为了保证同时完成两支管的输送任务，泵所提供的能量应同时满足两支管所需的能量。因此，应分别计算出两支管所需能量，选取能量要求较大的支管来决定E 2的值。（2分）
仍以地面为基准水平面，各截面的压强均以表压计，且忽略动能，列截面2－2与3－3的柏努利方程，求E 2。
60710
1007.9881.9374
3
23
32+?+?=++
=-f h p gZ E ρ
=1804J/kg （3分） 列截面2－2与4－4之间的柏努利方程求E 2
50710
1011881.9304
4
24
42+?+?=++
=-f h p gZ E ρ
=2006J/kg （2分）
比较结果，当E 2=2006 J/kg 时才能保证输送任务。将E 2值代入式（a ），得
W e =2006－98.06=1908 J/kg （2分）
通过泵的质量流量为
kg/s 78.43600640010800=+=s w （2分）
泵的有效功率为
N e =W e w s =1908×4.78=9120W=9.12kW （3分） 泵的轴功率为
kW 2.156
.012
.9==
=
η
e
N N （2分） 五、解：（1）过滤面积A ＝πDL ＝3.14 ×1.5 ×10＝47.1m 2 （2分） 浸没度φ＝120/360＝0.3333（2分） q= (K φ/n+q e 2)1/2-q e =
[1.579 ×10-4×0.3333/(1/120)+0.012]1/2-0.01=0.07m 3/m 2（3分）
生产能力Q=nqA=（1/120）×0.07×47.1=0.0275m 3/s=99m 3/h （2分） 滤液V ＝qA ＝0.07×47.1＝3.297m 3 （2分） 滤饼V C ＝νV ＝0.0722×3.297=0.238m 3（2分）
滤饼厚度δ＝V C /A=0.238/47.1=0.05m=5mm （2分）
六、解：①水量增加前 T 1=120℃，T 2=80℃，t 1=15℃，t 2=90℃，
α1=50W/（m 2·K ），α2=2000W/（m 2·K ），
K)W/(m 8.482000
1
501111
122
1
?=+
=
+
=
ααK （2分）
C 3.45158090
120ln )
1580()90120(ln )()(1
22
11221?=-----=-----=
?t T t T t T t T t m （2分）
m pc c ph h t KS t t c W T T c W Q ?=-=-=)()(1221
S c W c W pc c ph h 3.458.487540?== （a ） （2分）
水量增加后 28.022'αα=)K W/(m 3.492000
21
5011211
1'28
.02
8.01
?=?+=
+
=
ααK （2分）
15
''120ln )15'()'120(''ln )'()'('222212211221-----=
-----=
?T t T t t T t T t T t T t m （2分）
m pc c ph h t S K t t c W T T c W Q '')'(2)'(1221?=-=-=
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15''1203.49)15'(2)'120(222222-----?
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)
15'(275'1204022-=
-t T 或 )'120(807515'22T t -=- （c ）（2分） 15''120ln
)
15'('1203.493
.458.48'1204022222-----??=
-T t t T T （d ）（2分） 式（c ）代入式（d ），得0558.015''120ln 22=--T t 057.115''120ln 22=--T t （e ）（2分）
由式（c ）与（e ）得 t '2=61.9℃T '2=69.9℃ （2分）
②25.180
1209.69120''2
121=--=--=T T T T Q
Q 即传热速率增加了25%。（2分）