长沙理工大学考试试卷
………………………………………………………….…………………………….………………………...
试卷编号 3 拟题教研室（或老师）签名 应化与化工教研室 教研室主任签名 ………………………………………………………….…………………………….………………………...
课程名称（含档次） 化工原理A（一） 课程代号 0811019 专 业 化工、轻工、环工、应化 层次（本、专 本科 考试方式（开、闭卷） 闭卷
一、 填空题（每空1分，共20分）
1、 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于 侧的对
流传热系数，而壁温接近于 侧流体的温度值。 2、热传导的基本定律是 。
3、 写出三种循环型蒸发器的名称 、 、 。
4、离心泵的特性曲线通常包括 曲线、 和 曲线，这些曲线表示在一定 下，输送某种特定的液体时泵的性能。 5、处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是 、 、 。 6、气体的粘度随温度升高而 ，水的粘度随温度升高而 。 7、重力沉降器的生产能力只与 和 有关，而与 无关。 8、往复泵的流量调节采用 。
9、 已知旋风分离器平均旋转半径为0. 5m，气体的切向进口速度为20m/s，则
该分离器的分离因数为 。
二、 选择题（每题1分，共10分）
1、对流传热系数关联式中普兰特准数是表示 的准数。
A 对流传热 B 流动状态 C 物性影响 D 自然对流影响 2、蒸气—空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的＿＿在工程上可行。 A 提高蒸气流速 B 提高空气流速 C 采用过热蒸气以提高蒸气温度 D 在蒸气一侧管壁加装翅片，增加冷凝面积
3、蒸发某种粘度随浓度和温度变化较大的溶液，应采用＿＿流程。
A 并流加料 B 逆流加料 C 平流加料 D 混合加料 4、流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用?????流量计测量。 A 皮托管 B 孔板流量计 C 文丘里流量计 D 转子流量计 5、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生??????。
A 气缚现象 B汽蚀现象 C 汽化现象 D 气浮现象 6、离心泵的调节阀开大时，
A 吸入管路阻力损失不变 B 泵出口的压力减小 C 泵入口的真空度减小 D 泵工作点的扬程升高 7、在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数?数值
A 与光滑管一样 B 只取决于Re C 取决于相对粗糙度 D 与粗糙度无关
8、U形管压差计不可能测出的值为____________。
A．表压 B. 真空度 C. 压强差 D. 绝对压
第1页（共3页）
长沙理工大学考试试卷
9、雷诺准数的物理意义为
A.重力和惯性力 B.惯性力和粘性力之比 C.重力和粘性力 D.浮升力和粘性力
10、在下面几种换热器中，单位传热面积的金属耗量较大的是
A. 套管式 B. 列管式 C. 板式
三、判断题（每题1分，共10分）（对的打√，错的打×） 1、流体流动类型有：层流、湍流、过渡流。（ ） 2、物体的吸收率和黑度在数值上是相等的。（ ）
3、流体静力学方程只适于重力场，其他（如离心力场）不适用。（ ）
4、在定态流动中，各截面上流体的流速、压强等有关物理量不随时间和位置而
变。（ ）
5、离心泵开泵之前要先灌液，目的是防止气蚀现象发生。 （ ） 6、离心泵的轴功率一般随流量增大而增大，当流量为零时，轴功率亦为零。（ ） 7、在同一流体中，不可能同时发生自然对流传热和强制对流传热。（ ） 8、对于同一种流体，有相变时的?比无相变时的?要大。（ ） 9、多层圆筒壁稳定导热时，通过各层的热通量相等。（ ） 10、采用错流和折流可以提高换热器的传热速率。（ ）
四、问答题（每题5分，共15分）
1、不凝结气体对蒸汽凝结时的对流换热系数值有和影响？冷凝器中如何解决
这个问题？
2、下图是离心泵性能测定实验装置，现发现共存在5处错误或遗漏，试指出并加以改正，简要说明原因。（13为文丘里流量计）
离心泵性能测定实验装置
3、板框过滤机有几种洗涤方式？各有什么优、缺点。
第2页（共3页）
长沙理工大学考试试卷
五、计算题 （共45分，每小题15分）
1、 某车间需要安装一台换热器，将流量为30m3/h、浓度为10%的NaOH水溶液由20℃预热到60℃。加热剂为127℃的饱和蒸汽（在饱和温度下排除冷凝水）。该车间现库存一台列管式换热器，其规格为φ25×2mm；长度为3m；总管数72根。试问库存的换热器能否满足传热任务？蒸汽冷凝走壳程，NaOH水溶液走管程。管内NaOH水溶液一侧的?1＝2560W/m2℃。蒸汽冷凝一侧的α2＝10000 W/m2℃，钢的导热系数??46.5w/m??C，污垢热阻总和 ?R?0.0003m2??C/w，NaOH水溶液的Cp＝3.77kJ/kg.℃。
2、每小时将2×104kg、45℃氯苯用泵从反应器A输送到高位槽B（如下所示），出口处距反应器液面的垂直高度为15m，反应器液面上方维持26.7kPa的绝压，高位槽液面上方为大气压，管子为?76mm×4mm、长26.6m的不锈钢管。管线上有两个全开的闸阀、5个90°标准弯头。45℃氯苯的密度为1075 kg?m-3，粘度为6.5×10-4 Pa·s。泵的效率为70%，求泵的轴功率。附：λ＝0.0293，各局部阻力系数为：
全开闸阀 ζ1 = 0.17 90℃标准弯头 ζ2 = 0.75
3、板框过滤机加压过滤某悬浮液.一个操作周期内过滤20分钟以后共得滤液4m3 (滤饼不可压缩,介质阻力忽略不计)。在一个操作周期内共用去辅助时间为30分 钟。 求:(1)该机的生产能力为多少？
(2)若过滤压强差加倍,其他条件不变(物性、过滤面积、过滤与辅助时间不变), 该机的生产能力提高了多少?
第3页（共3页）
长沙理工大学试卷标准答案
课程名称：化工原理A（一） 试卷编号： 3
一、填空题（每空1分，共20分）
1、空气、饱和水蒸汽2、傅立叶定律3、中央循环管式 悬筐式 外加热式 4、H-Q 、
η-Q N-Q 转速 5、静止的 连通着的 同一种连续的液体
6、增加 降低 7、沉降面积 颗粒沉降速度 高度 8、旁路阀 9、82
二、选择题（每题1分，共10分）
1、C2、B3、B4、A5、A 6、B7、C8、D9、B10、A
三、判断题（每题1分，共10分）（对的打√，错的打×）
1、× 2、√ 3、√ 4、× 5、× 6、× 7、× 8、√ 9、× 10、×
四、问答题（每题5分，共15分）
1答：凝汽器设备的凝结温度下，蒸汽中所含有的空气等气体是不会凝结的，故称这些气体
成分为不凝结气体。当蒸汽凝结时，不凝结气体聚积在液膜附近，形成不凝结气体层，远处的蒸汽在抵达液膜表面进行凝结前，必须以扩散方式穿过这个气体层，这就使凝结换热过程增加了一个热阻，即气相热阻，所以 α c 降低。在一般冷凝温差下，当不凝结气体含量为 1% 时，换热系数将只达纯净蒸汽的 40% 左右，后果是很严重的。这是凝汽器必须装设抽气器的主要原因之一。定期排除不凝结性气体。 2答：1）在泵的进口要安装进口阀或底阀，因为离心泵在启动前需要灌水排气，二在灌水
排气之前，要将进口阀关闭，否则达不到目的。
2）需要在离心泵的进出口安装真空表、压力表。因为在测定扬程与流量曲线时（H－Q）需要测定离心泵进出口的表压。
3）文丘里流量计的取压点错误，按图中所示，压差计的读数为流体经过流量计时的压强降，而不能测定流体在管内的流速，正确的安装方法是测压点应在文丘里流量计的进口及其喉部利用能量转换从而达到测速的目的。
4）U形管压差计中指示剂的液位错误，当有流体流动时，应是左边低，右边高，原因是文丘里流量计进口处的静压头大于其喉部的静压头。 3、答：板框过滤机有两种洗涤方式，横穿洗涤法和置换洗涤法。
横穿洗涤法的优点是洗涤彻底，缺点是阻力大；置换洗涤法的优点是阻力小，但洗涤不
彻底，并易造成沟流。
三、 计算题（共45分）
1、解：对库存换热器进行传热能力核算 Q?KoSo?tm
其中 So?n?do(L?0.1)?72?3.14?0..025?(3?0.1)?16.4m2 ?t?（T?t1)?(T?t2)?t2?t1mlnT?t1T?t2lnT?t1?ln60?20127?20127?60?85.4?C
T?t2 第1页（共 2 页）
长沙理工大学试卷标准答案
课程名称：化工原理 试卷编号：
1
Ko??11?o??do?1di?bdo?di???R
0.002?0.02546.5?0.023?0.0003?110970.0252560?0.021100002 Ko?1097w/m??C
换热器的传热速率 Q?KoSo?tm?1097?16.4?85.4?1536kw 该换热器的热负荷 QL?WcCpc(t2?t1)?30?11003600?3.77?(60?20)?1382kw
因为 Q?QL 所以库存的换热器能够完成传热任务。 So＝1382000/1097×85.4＝14.8 m2
2 解：如图，取1-1、2-2界面，以1-1截面为基准面 p1?z1?u12?g2g?He?p2?g?z2?u222g??hf,1?2
p1 = 26.7kPa（绝压），z1 = 0, u1 ? 0 p2=101.3kPa
qV?2?104（绝压
?33）
?1z2
= 15m
1075?3600u2??5.168?10?3m?s
5.168?10?4?1.42m?s2?1
?0.068He?p2?p1?g?z2?u222g??hf,1?2
?hf,1?2?hf,直?hf,直?hf,进?2hf,闸?5hf,弯
hf,直??ld?u22g?0.0293?26.60.068?1.4222?9.811.422=1.178m
hf,局?(0.5?2?0.17?5?0.75)?2?9.81=0.4717m
第2页（共 2 页）
长沙理工大学试卷标准答案
课程名称：化工原理 试卷编号：
He?(101.3?26.7)?101075?9.813?15?1.4222?9.81?1.178?0.4717=23.83m
Ne = HeqV?g = 23.83 ? 5.168 ? 10-3 ? 1075 ? 9.81 = 1.30 ? 103W Na =
3、(1) 生产能力:Q=V/(θ+θD)=4/(20+30×60)=4.8 (m3/h) (2) V22=2kΔPA2θ 知
(V1/V2)2=(2kΔPA2θ)/(2k2ΔPA2θ) ∴V2=√2V1=6.79(m3/hr) 提高((6.79-4.8)/4.8)×100％=41.4％
Ne?1.30?100.73??1.86?10W?1.86kW
3
第3页（共 3页）