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时间:2020-03-02
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1、专业:化学工程课程名称:化工原理学分:4试卷编号(A)一、填空题(每空1分,共20分)1.液柱11.浮力2.0.512.灰体3.文丘里13.管4.最高效率14.大5.并联15.1.56.圧力降。16.高度7.管式17.吸滤型连续&对流1&温度差9.热传导19.普郎克10.小20.蕃热二、单项选择题(每题2分,共10分,请填写在右边横线内)1d2a3c4b5a三、简答题(每题5分,共20分)1.简述流体边界层分离的过程。P40要点:^7.7分分分分分流体到达某阻碍点,流速为零,压强最大,后续液体绕道离开阻碍点。(1因流通截面逐渐减小,到某点处流速最大而压强最
2、低。(1过该点后,流通截面逐渐增加,流体又处于减速加压的情况。(1后续而來的流体在高压下被迫离开壁面,沿新的流动方向前进。(1这种边界层脱离壁面的现象称为流体边界层分离。(12.简述离心泵比例定律。P96要点、:转速改变前后,液体离开叶轮处的速度三角形相似。(1分)不同转速下离心泵的效率相同。(1分)泵的流量与转速间近似关系为:鱼=(^)1;(1分)泵的压头与转速间近似关系为:(^)2;(1分)H2,12(1分)泵的轴功率与转速间近似关系为:勺=(ZL)3只心1.简述减少对流传热热阻的主要方法。P269要点:1/17J/..)<.分分分分分提咼流体的流
3、速,(1加大流体的扰动,(1在流体屮加固体颗粒,(1采用短管换热器,(1防止垢层形成和及吋清除垢层。(12.热管的结构原理。P267要点、:它是一种真空容器,其基本组成部件为壳体、吸液芯和工作液。(1分)将壳体抽真空后充入适量的丁作液,密闭壳体便构成一只热管。(1分)当热源对其一端供热吋,工作液口热源吸收热量而蒸发气化,携带潜热的蒸气在压差作用下,高速传输至壳体的另一端,(1分)向冷源放出潜热而凝结,(1分)冷凝液回至热端,再次沸腾汽化。如此反复循环,热量即不断从热端传至冷端。(1分)四、计算题(每题10分,共50分)1.如本题附图所示,用泵2将储罐1屮的有
4、机混合液送至精馆塔3的屮部进行分离。已知储罐内液面维持恒定,其上方压力为1.0133x10%。流体密度为800kg/n?。精倔塔进口处的塔内压力为1.21x10’Pa,进料口高于储罐内的液面8m,输送管道直径为068mmx4mm,进料量为20m'/h。料液流经全部管道的能量损失为70J/kg,求泵的有效功率。解:在截面和截面之间列柏努利方程式,得(2分)(2分)虽+牛+gZ严鼻+专+必+羽P2p2p}=1.0133xl05Pa;p2=1.21xlO5Pa;Z2-Z1=8.0m;u}—0;工力f=70J/kgVVu2=—=~A盼4—-―2(^3600m/s=1
5、.966m/s岁x(0.068—2x0.004)2(2分)+gZ-乙)+工心(1.21-1.0133)x105800+9.81X&0+70J/kg=(24.6+1.94+78.48+70)J/kg=175J/kgPc=qmsWc=20/3600x800xl75W=777.8W(2分)(2分)解:联立管路和泵的特性方程便可求泵的工作点对应的q、H,进而计算代。联立管路特性方程和泵的特性方程,得到:t7=4.52X10_3m3/s;W=19.42m(2分)则Pc=Hqspg=19.42x4.52xl0_3xl000x9.81W=861W(2分)两台泵的并联8.8
6、+5.2x10冷2=28-4.2x10逬)2(2分)解得:q=5.54X103m3/s(1分)(2)两台泵的申联8.8+5.2xl05^2=2x(28-4.2xl05^2)(2分)解得:t7=5.89X10_3m3/s(1分)2.用离心泵将水库屮的清水送至灌溉渠,两液面维持恒差8.8m,管内流动在阻力平方区,管路特性方程为:^=8.8+5.2x10迓@的单位为m3/s),单台泵的特性方程为:H=28-4.2x10'/(q的单位为n?/s),试求泵的流量(m3/s).压头和有效功率。若用两台规格相同的离心泵并联和串联组合操作,求相应输水量(m3/s)o3.在弓
7、验室里用面积OJn?的滤叶对某悬浮液进行恒圧过滤实验,操作床力差为67kPa,测得过滤5min后得滤液1L,再过滤5min后,又得滤液0.6L。试求,过滤常数K,Ve,并写出恒压过滤方程式。解:恒压过滤方程为:(2分)q2+2qqc=K0由实验数据知:0.001=0.01m7nr(2分)q=10min,q}=0.016n?/m‘将上两组数据代入上式得:(0.01)2+2(0.01)么=5k(0.016)2+2(0.016)么=10K(2分)(2分)(2分)解得=0.007m3/m2K=4.8x10"m2/min=8x10m2/s所以,恒压过滤方程为+0.01
8、4^=8xl0-7&或V2+0.0014V=8x10
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