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《化工原理 上》期末试卷 专业班级 化学工程与工艺、环境工程 学 号 姓 名 开课系室 化学工程系 考试日期 一、填空（每空1分，共20分） ⒈牛顿型流体在圆直管道中作稳态层流流动时，现保持流量不变，管直径变为原来的二分之一，则管路摩擦阻力系数是原来的 倍，产生的摩擦阻力为原来的 倍。 ⒉某设备入口真空表上读数为120mmHg，当地大气压0.98atm，则入口处绝压为 Pa；出口压力表读数为1.8kgf/cm2，则其绝对压力为 Pa。 ⒊离心泵的工作点由 确定；如关小离心泵出口阀门开度则离心泵扬程 ，轴功率 。 ⒋固体颗粒在流体中呈层流自由沉降时，如温度降低，则固体颗粒在气体中的沉降速度 ；固体颗粒在液体中的沉降速度 。 ⒌对于连续转筒真空过滤机的操作，当转速提高时，过滤机的生产能力 、滤饼层厚度 。 ⒍对于聚式固体流态化，常出现的不正常操作现象有 ， 。 ⒎面积和厚度相同的三层导热平壁，测得一维稳态导热时各层导热平壁两侧的温度差大小顺序为Δt2大于Δt3大于Δt1，则各层导热平壁的导热系数大小顺序为 、各层导热平壁的导热热阻大小顺序为 。 8.液体在圆直管内作强制湍流对流传热时，如液体的流量和定性温度不变，管直径减小为原来的二分之一，则对流传热系数（给热系数）变为原来的 倍。 9.在铜质套管换热器中，用饱和蒸汽冷凝加热空气，总传热系数应接近于 的对流传热系数（给热系数），传热壁面温度接近于 的温度。 10.黑体的定义为 ，透明体的定义为 。 二、分析简答题（共20分） ⒈（本小题8分）试分析影响加热炉热效率的因素有哪些？提出提高加热炉热效率的措施。⒉（本小题8分）画出往复式压缩机工作循环的P-V图，标出每一过程的名称。分析说明为何当压缩气体终压较高时采用多级压缩？ ⒊（本小题4分）试说明冷、热两流体在管壳式换热器中换热时，安排流体流程（管程或壳程）的基本原则。（每项1分） 三、计算题（共60分）： ⒈（25分）用离心泵将40℃的水从敞口储水池送入一敞口高位槽（当地气压为1atm）。泵进出口分别安装真空表和压力表，两表间垂直距离可以忽略不计。已知水的物性参数如下，密度ρ为992.7kg/m3 ，粘度μ为0.624cP，水的饱和蒸气压为55.32mmHg。已知泵入口真空表读数为400mmHg，铭牌上泵的允许吸上真空度为7.2m，输送管路为Φ108×4mm的钢管，总长度（包括当量长度）为40m，其中吸入管路为6m（包括当量长度），储水池与高位槽高度差为20m，管路摩擦阻力系数λ为0.02，流量为65m3/h。 试问：⑴泵最大可能的安装高度；（8分） ⑵泵的扬程；（6分） ⑶泵出口处压力表的读数；（6分） ⑷设摩擦阻力系数不随流量改变而改变，写出管路特性方程中。（5分） ⒉（15分）用一板框过滤机过滤CaCO3的水悬浮液，滤饼可视为不可压缩。压滤机的过滤面积为20m2，某过滤压强下测得过滤常数K=2×10-2 m2/h。 试求：⑴在此压强下将过滤进行至滤饼充满全部滤框时，所获得的滤液为2m3，滤布阻力可以忽略不计，问此时所需过滤时间为多少小时？（6分） ⑵现改用一种较厚的滤布，其常数为qe=2×10-2m，过滤完毕后，洗涤、拆装等辅助时间共为30分钟，问此时的生产能力为多少？（5分） ⑶如①，设CaCO3的水悬浮液的浓度（以m3滤饼/m3滤液计）提高一倍，此时所需的过滤时间为多少？（4分） ⒊（20分）一单管程、单壳程列管换热器，有多根Φ25×2.5mm的钢管组成管束。管程走有机溶剂，流量为1.5×104 kg/h，流速为0.5m/s；壳程通入130℃的饱和蒸汽，将有机溶剂从20℃加热至50℃。已知在定性温度下有机溶剂的物性参数为：密度=884.2kg/m3，比热Cp=1.76kJ/(kg·K)，导热系数λ=0.143W/(m·K)，粘度μ=0.8cP；蒸汽的冷凝对流传热系数为104 W/(m2·K)