北京化工大学2006一一2007学年第一学期 《化工原理》期末考试试卷 课程代码cHE2160/3E 班级： 姓名： 学号 分数： 题号 三 四 总分 得分 一、填空(40分) (1)牛顿黏性定律的数学表达式为 适用于 流动型态 (2)图示为某塔设备的液封装置，进塔气体压力为80m汞柱（表 P=80mHg(表 压)，为保证正常操作，水封高度F m。 (③)米糠油在管中作层流流动，若流量不变，山、L不变，管径增 加一倍，则摩擦阻力损失为原来的 倍。 (④)水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应 器，当管道上的阀门开度减小后，水流量将 ，摩擦系 数 ,管道总阻力损失 (⑤)孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒 ，变 ；后 者是恒 ,变 。(从流道截面与压差两方面考虑 (6)流体在一段圆形水平直管中流动，测得平均流速 为0.5m/s,压降为10Pa,Re为1000，则管中心处点 速度为m/s,若平均流速增加为1m/s,则压 降为 Pa. (7)如图所示，液体在等径倾斜管中定态流动，则阀 的局部阻力系数（与压差计读数R的关系式为 (⑧)离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是」 下的流量和扬程。 PDF文件使用"pdfFactory Pro”试用版兼创健mw,fineprint.col.cn
第 1 页 北京化工大学 2006——2007 学年第一学期 《化工原理》期末考试试卷 课程代码 C H E 2 1 6 0/3 E 班级： 姓名： 学号： 分数： 题号 一 二 三 四 总分 得分 一、填空（40 分） (1) 牛顿黏性定律的数学表达式为 ，适用于 流动型态。 (2) 图示为某塔设备的液封装置，进塔气体压力为 80mm 汞柱（表 压），为保证正常操作，水封高度 h= m。 (3) 米糠油在管中作层流流动，若流量不变，μ、L 不变，管径增 加一倍，则摩擦阻力损失为原来的________________倍。 (4) 水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应 器，当管道上的阀门开度减小后, 水流量将__________，摩擦系 数__________，管道总阻力损失______________。 (5) 孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒___________，变___________；后 者是恒_____________，变_____________。（从流道截面与压差两方面考虑） (6) 流体在一段圆形水平直管中流动，测得平均流速 为 0.5m/s，压降为 10Pa，Re 为 1000，则管中心处点 速度为_________m/s，若平均流速增加为 1m/s，则压 降为________Pa。 (7) 如图所示，液体在等径倾斜管中定态流动，则阀 的局部阻力系数 ζ 与压差计读数 R 的关系式为 ___________________________。 (8) 离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是 下的流量和扬程。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn
离心泵的扬程是指 (⑨)离心泵用出口阀调节流量实质上是改变 曲线，用改变转速来调节流量实质 上是改变 曲线，旋涡泵常采用 方法来调节流量。 (10)离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生 现象。 (11)在无相变的强制湍流对流传热过程中，热阻主要集中在」 ,减少热阻的最有效 的措施是 (12)流体在弯管内流动时的对流传热系数α，比流体在直管内流动时的对流传热系数α :原因是 (13)在传热实验中，用饱和水蒸气加热空气，总传热系数K接近于侧的对流传热系数， 而壁温接近于 侧流体的温度。 (14)①多层壁定态传热，凡热导率1大的一层，温差也大。() ②在多管程列管换热器中，无相变且进出口温度相同的两流体平均传热温差总是比纯逆流 时的小。() (判断以上两句话的正确性。对的打V,错的打×) (15)如图所示为间壁式换热器中冷热流体定态传热 过程的温度分布曲线，三个串联的热传递环节组成，。 由图分析可知：，控制热阻应在 侧，因此若强化该传热过程，应从 侧着手。 (16)为了增加电器设备的散热能力，可在表面涂上 烟气 黑度的油漆。 (17)在一卧式加热器中，利用水蒸气冷凝来加热某 壁 种液体，应让加热蒸汽在程流动，加热器顶部设置排气阀是为了 (18)采用套管式换热器，以水冷却空气，水走内管，空气走环隙，为强化传热，应在内管 的侧装翅片，因为加翅片后 和 PpF文件使用”pdfFactory Pro”试用版第创建页.fineprint,coL.cn
第 2 页 离心泵的扬程是指 。 (9) 离心泵用出口阀调节流量实质上是改变＿＿＿＿＿＿＿曲线，用改变转速来调节流量实质 上是改变＿＿＿＿＿＿＿曲线，旋涡泵常采用＿＿＿＿＿＿＿方法来调节流量。 (10) 离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生 现象。 (11) 在无相变的强制湍流对流传热过程中，热阻主要集中在____________，减少热阻的最有效 的措施是______________________。 (12) 流体在弯管内流动时的对流传热系数a弯，比流体在直管内流动时的对流传热系数a直 ；原因是 。 (13) 在传热实验中，用饱和水蒸气加热空气，总传热系数 K 接近于_______侧的对流传热系数， 而壁温接近于_____________侧流体的温度。 (14) ①多层壁定态传热，凡热导率 λ 大的一层，温差也大。（ ） ②在多管程列管换热器中，无相变且进出口温度相同的两流体平均传热温差总是比纯逆流 时的小。（ ） (判断以上两句话的正确性。对的打√，错的打×) (15) 如图所示为间壁式换热器中冷热流体定态传热 过程的温度分布曲线，三个串联的热传递环节组成， 由图分 析可知 ： a1________a2 ， 控 制热 阻 应 在 ________侧，因此若强化该传热过程，应从________ 侧着手。 (16) 为了增加电器设备的散热能力，可在表面涂上 黑度_________的油漆。 (17) 在一卧式加热器中，利用水蒸气冷凝来加热某 种 液体， 应 让 加 热蒸汽 在 _____ 程 流 动 ， 加 热 器 顶 部 设 置 排 气 阀 是 为 了 ____________________________________。 (18) 采用套管式换热器，以水冷却空气，水走内管，空气走环隙，为强化传热，应在内管 的______侧装翅片，因为加翅片后 _____________________和____________________________。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn
二、计算题(15分) 如图所示，水以1m/5的流速稳定流过内径为0.025m,长为2m(AB段)的光滑管。A、B 两端接一U形液柱压差计，B端接一压强计，指示液密度均为1590kg/m。己知水的黏度为1cP, 管路摩系数可以下式计算：A-03164(档310<R<10时.求 Re0.25 (1)管路AB段的阻力： (2)压差计读数R及B点的压强(R=0.2m): (3)当A、B两截面的压强均升高到原来的1.4倍时，问：流量变为多少？ LP a PDF文件使用"pdfFactoryPro”试用版养e键w,fineprint.con.cn
第 3 页 二、计算题（15 分） 如图所示，水以 1m/s 的流速稳定流过内径为 0.025m，长为 2m（AB 段）的光滑管。A、B 两端接一 U 形液柱压差计，B 端接一压强计，指示液密度均为 1590kg/m3。已知水的黏度为 1cP， 管路摩擦系数可以下式计算： 0.25 Re 0.3164 l = (当 3×103 < Re< 105时)。求： （1）管路 AB 段的阻力； （2）压差计读数 R1及 B 点的压强（R2=0.2m）； （3）当 A、B 两截面的压强均升高到原来的 1.4 倍时，问:流量变为多少？ PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn
三、计算题(20分) 用泵将水由低位槽输至高位槽，两槽均敞口，两槽液面高度差20m,全部管路阻力（包括局 部阻力)共5mz0,管内径50mm,AB段管长6m,U形压差计指示液为汞。读得R=40mm,R=1200mm, F1m。设摩擦系数2=0.02。求： (1)管内流体流速： (2)泵所需的轴功率（泵的效率为70%）： (3)A处表压： (4)其他条件不变，现将敞口高位槽改为高压高位槽，定性分析泵的流量、压头、轴功率的 变化规律（给出图形分析过程）。 PpF文件使用”pdfFactory Pro”试用版来创键m,fineprint.col.cn
第 5 页 三、计算题（20 分） 用泵将水由低位槽输至高位槽，两槽均敞口，两槽液面高度差 20m，全部管路阻力(包括局 部阻力)共 5mH2O，管内径 50mm，AB 段管长 6m，U 形压差计指示液为汞。读得 R=40mm，R'=1200mm， H=1m。设摩擦系数l = 0.02。求： （1）管内流体流速； （2）泵所需的轴功率（泵的效率为 70％）； （3）A 处表压； （4）其他条件不变，现将敞口高位槽改为高压高位槽，定性分析泵的流量、压头、轴功率的 变化规律（给出图形分析过程）。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn
四、计算题(25分) 有一套管换热器，内管为p54×2mm,外管为ol16×4m的钢管，内管中苯被加热，苯进口温度 为50℃，出口温度为80℃，流量为4000kg/h。环隙为133.3℃的饱和水蒸气冷凝，其汽化热为 2168.1kJ/kg,冷凝传热系数为11630W/(m2K)。 苯在50℃~80℃之间的物性参数平均值为密度p=880kg/m,比热c=1.86kJ/(kg℃)，黏度 =0.39×10PaS,热导率=0.134W/(mK),管内壁垢阻为0.000265(m2℃)/m,管壁及管外侧垢 阻不计。试求： (1)加热蒸汽消耗量 (2)所需套管换热器的长度： (3)当苯的流量增加50%，而苯进口温度和加热蒸汽压力不变，计算苯的出口温度为多少？ (4)为了保证苯流量增加后加热程度不变，在换热器的设计及操作中，可采用什么措施？ (至少说出两种方案，并给出其中一种的计算过程) PDF文件使用"pdfFactoryPro”试用版养e建w,fineprint.con.cn
第 7 页 四、计算题（25 分） 有一套管换热器, 内管为 φ54×2mm，外管为 φ116×4mm 的钢管, 内管中苯被加热, 苯进口温度 为 50℃, 出口温度为 80℃, 流量为 4000kg/h。环隙为 133.3℃的饱和水蒸气冷凝, 其汽化热为 2168.1kJ/kg，冷凝传热系数为 11630W/(m2 ·K)。 苯在 50℃～80℃之间的物性参数平均值为密度 ρ=880kg/m3 , 比热 cp=1.86kJ/(kg·℃)，黏度 μ=0.39×10-3Pa·S, 热导率 λ=0.134W/(m·K), 管内壁垢阻为 0.000265(m2 ·℃)/W，管壁及管外侧垢 阻不计。试求： （1）加热蒸汽消耗量； （2）所需套管换热器的长度； （3）当苯的流量增加 50%，而苯进口温度和加热蒸汽压力不变，计算苯的出口温度为多少? （4）为了保证苯流量增加后加热程度不变，在换热器的设计及操作中，可采用什么措施？ （至少说出两种方案，并给出其中一种的计算过程） PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn