化工原理综合题一
一．填空题
1.某容器内压强低于大气压，用U型压差计测压，当一端与大气相通时读数R表示_________；若R=459mmHg，则容器内绝对压强p绝=________kPa。
2.若离心泵的转速提高，则泵的流量________，压头________。
3.恒压过滤时，滤浆温度降低，则滤液粘度_________，过滤速率_________。
4.在间壁式换热器中，冷流体从10℃被加热到40℃，热流体从100℃被冷却到70℃，则并流时的对数平均温度差Δtm并=____℃；若其他条件保持不变，将并流改为逆流操作，则Δtm可提高____％。
5.精馏过程是利用和原理进行的。
精馏设计中，回流比越，所需理论塔板数越少。
二．选择题
1.在下列有关流体流动的判断中，正确的是。
A雷诺实验将流动划分为三个区域(层流区、过渡区、湍流区)，因此流动有三种不同的形态；
B因为流速越大，阻力损失越大；所以流速相同，阻力损失相等；
C无论什么流动形态，牛顿型流体都符合牛顿粘性定律；
D无论什么流动形态，边界层内部一定存在呈层流流动的流体层。
2.离心泵铭牌上标明的扬程和流量是指。
A功率最大时的扬程和流量； B效率最高时的扬程和流量；
C泵的最大扬程和流量； D最大流量时的扬程和流量。
3.在过滤操作中，下列说法正确的是。
A在一个过滤周期内，过滤时间越长，生产能力越大；
B深层过滤适用于固体颗粒含量较多的悬浮液的分离；
C使用助滤剂的目的是增大滤饼的空隙率，降低可压缩性；
D洗液与滤液粘度相等、操作压差相同时，板框过滤机最终过滤速率是洗涤速率的四分之一。
4.间壁式换热器用冷却水使乙醇的饱和蒸气冷凝。
若发现生产能力降低（即乙醇的冷凝量变小），下列判断中错误的是。
A夏季气温升高，使冷却水进口温度升高，传热平均温度差降低，导致总传热速率降低；
B传热表面污垢热阻增大，使总传热系数K降低，导致总传热速率降低；
C冷却水流量增大，使冷却水出口温度下降，传热平均温度差降低，导致总传热速率降低；
D乙醇蒸气流量减少，导致生产能力降低。
5.某液体在内径为d1的水平管路中层流流动，其平均流速为u1，当它以相同的体积流量通过等
长的内径为d2(d2=0.5d1)的管子时，则其流速为原来的（）。
A 2倍
B 4倍
C 8倍
D 16倍
若流动为完全湍流(阻力平方区)，则压降△P是原来的（）。
A 4倍
B 8倍
C 16倍
D 32倍
三．简答题
1.对管道中流动的流体而言，影响流动形态的主要因素有哪些？依据什么判定流体的流动形态？
2.影响对流给热的主要因素有哪些？如何强化管内、外对流给热？
四．计算题
1.某项工程需用Ф108×4mm的钢管从江中取水送入一敞口蓄水池，水从池底进入，如图所示。
要求流量不低于90m3/h。
池中水面高出江面30米，吸入段管路阻力（包括局部阻力）为0.5mH2O；排出段管路阻力（包括局部阻力）为13.5mH2O。
试求：（1）现库存有下列四种离心泵，请选择一台合适的离心泵；
（2）如果该项工程地处黄土高原（当地大气压85kPa），夏季江水最高温度20℃（饱和蒸汽压 2.34kPa），该泵可否于江面之上3m处正常工作？如果不能正常工作，应如何调整？
2.某生产过程需要对含碳酸钙（CaCO3）的悬浮液进行过滤。
为测定过滤常数，先在试验装置上
恒压过滤，并将测得的数据作图（见下图），又测得滤饼体积（Vc）与滤液体积（V）之比
v=0.05m3/m3。
现拟在生产中采用BMY50-810/25型板框过滤机过滤同样的料液，过滤压力和所用
的滤布与实验时相同。
已知该板框过滤机共有38个框，框尺寸810×810×25mm（长×宽×厚），试求：（1）过滤常数K、qe，并在下图中标明读取的数据位置及其坐标值；
（2）每个过滤周期得到的滤液量V，m3；
（3）如果辅助时间与洗涤时间之和为30分钟，则每台过滤机生产能力Q为多大，m3/h。
3.如图所示，用泵将敞口水池中的水送往高位槽，两液面高差8m，高位槽压力表读数为0.1MPa，管路规格Φ56×3mm，总长（包括管件的当量长度）为100m，摩擦系数λ=0.03。
U型管压差计两端分别接在出口管路A、B点，A点到B点距离为5m，指示液密度ρA=1480kg/m3，当地大气压为100kPa，如果阀门全开时流量为10m3/h，试求：
（1）管路系统总阻力损失Σhf，J/kg。
（2）要求泵提供的机械能He，m。
（3）U型压差计读数R，mm。
4.拟采用套管式换热器用120℃的饱和水蒸气（比汽化热r=2205kJ/kg）加热空气。
空气以150kg/h 的流量流经规格为Φ58×4mm的内管，温度从10℃升到50℃。
在此温度范围内，空气的物性按：比热容Cp=1.005kJ/（kg?℃），粘度μ=18.6μPa?s，导热系数λ=26.73×10-3W/（m?℃）。
管外饱和蒸汽冷凝给热系数αo=7500W/（m2?℃），忽略热损失、管壁热阻及污垢热阻，试求：
（1）空气与管壁间对流给热系数αi，W/（m2?℃）；
（2）换热器传热面积A，m2；加热管长度L，m；
（3）若空气质量流量增加5%，空气进口温度不变，定性说明αi、Ko、Δtm及空气出口温度如何变化（增大、减小）。