1、第 1 页 共 9 页南京师范大学 2011-2012 学年第一学期化学与材料科学学院化学专业 2009 年级化工基础 A课程期末试卷 (A)班 级： 任课教师： 李明海 学 号： 姓 名： 题 号 一 二 三 四 总分得 分二. 填空题 (本题共 20 分)12. 2 分 (4295)1、润滑油流过一内径为 8mm，长度为 3m 的铅垂向管段。已知润滑油的运动粘度为 1.5cm2/s，密度为 850kg/m3。油由下向上流动，油的流型为层流流动。测得上、下游的油的压差值为 5X104Pa，则油的流速为（ ）m/s。1、以内径为 150mm 的钢管输送石油，测得 100m 长水平管段的压强降为
2、1.5X104Pa。已知石油的粘度为 120cP，密度为 800kg/m3。石油的流型为层流流动。则石油的流速为（ ）m/s。1、流体在圆形直管内流动时，当 Re4000 时，流体的流型为（ ） 。1、流体在圆形直管内层流流动时，其 Re 数的值应小于（ ） 。1、在兰州操作的苯乙烯真空蒸馏塔顶的真空表读数为 80103Pa。在天津操作时，若要求塔内维持相同的绝对压强，真空表的读数应为（1） 。兰州地区的平均大气压强为 85.3103Pa，天津地区的平均大气压强为 101.33103Pa。1、 、如本题附图所示，某厂为了控制乙炔发生炉 a 内的压强不超过10.7X103Pa(表压) ，需在炉外
3、装有安全封装置，其作用是当炉内压强超过规得分专业： 班级： 系主任签字： -装-订-线-第 2 页 共 9 页定值时，气体就从液封管 b 中排出。试求此炉的安全液封管应插入槽内水面下的深度 h=(3)m2、离心泵的工作点是（ ）与（ ）两条曲线的交点。2、离心泵的流量调节可采用（）与（）等方法。2、离心泵气缚现象产生的原因为（ ） 。2、离心泵气蚀现象产生的原因为（ ） 。2、泵起动时应先关闭出口开关，原因是_。2、离心泵的扬程含义是_。 2、离心泵铭牌上标出的性能参数即 点对应的数值。 （请选择填写 最大流量、最高效率、最大轴功率）3、试计算直径为 95m，密度为 3000kg/m3的固体颗
4、粒在 20的水中的自由沉降速度（ ）m/s，已知水的密度为 998.2kg/m3，粘度为 1.005X10-5Pas。3、一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，若空气温度由 20升至 50，则其沉降速度将_.3、当旋转半径 R = 0.4m，切向速度 ut = 20m/s 时，离心分离因数为（ ） 。3、重力沉降净化器流体处理量计算公式为（ ），对于一定的净化器，为了增大流体处理量，往往做成（ ）结构。5、试计算直径为 95m、密度为 3000kg/m3 的固体颗粒在 20的水中的自由沉降速度(5)m/s。5、过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩，则恒速过滤过程中滤液体积由 Vl 增多至
5、V2=2Vl 时，则操作压差由 Pl增大至 P2=_。 5、旋风分离器性能的好坏，主要以_来衡量。 第 3 页 共 9 页4、现有一厚度为 400mm 的平壁，内壁温度为 1500，外壁温度为 300。试求通过每平方米壁面的导热速率（热流密度） （ ）W/m 2。已知该温度范围内平壁的平均导热系数 =1.72W/(m)4、现有一厚度为 240mm 的砖壁，内壁温度为 600，外壁温度为 150。试求通过每平方米砖壁壁面的导热速率（热流密度） （ ）W/m 2。已知该温度范围内砖壁的平均导热系数 =0.6W/(m)4、两流体在间壁式换热器中进行换热时，管壁温度接近于（ ）侧流体的温度。 （请选择
6、填入热阻大一侧、热阻小一侧、高温一侧、低温一侧）4、液体的粘度随温度升高而_,气体的粘度随温度的升高而_。4、对流传热系统的准数关联式中，Pr 的表达式为 ，它表示。Gr的表达式为 ，它表示 。三. 计算题 (本题 60 分)20. 12 分 (5733)用泵自储油池向高位槽输送矿物油，流量为 35T/h。池及槽皆敞口。高位槽中液面比池中液面高 20m。管径为 1084mm，油的粘度为 2840cP，密度为 952kg/m3，泵的效率为 50%，泵的轴功率为 85kW。求包括局部阻力当量管长的总管长。解： W = 35T/h = 3510 3kg/hd = 10842 = 100mm = 0.
7、1m ， = 2840cP = 2.84PasNe = N = 851030.5 = 4.25104 WWs = Ne/W = 4.251043600/(35103) = 4371 J/kg1-1 与 2-2 间列柏努利方程gz1+u12/2+p1/+ Ws = gz2+ u22/2+p2/+hfz1 = 0，z 2 = H = 20m，u 1= u2= 0，p 1= p2 Ws = gH+hfhf = WsgH = 43719.8120 = 4175 J/kg得分第 4 页 共 9 页u = = =35103/ (3600952 0.12) = 1.30 m/sVAW4Re = = = 43
8、.6 2000 层流d0195284.= = = 1.4764Re3. hf = u2/2 led = 2/u2 = 2/1.302 = 336 mlf41750.1. 如图所示的一输水管路。用泵将水池中的水输送到敞口高位槽，管道直径均为 1084mm，泵的进、出口管路上分别安装有真空表和压力表。已知在阀门全开时，水池液面至入口真空表所在截面的管路长 50m，真空表所在截面至高位槽液面的管路长 150m(以上长度均包括局部阻力的当量长度)。设流动已进入阻力平方区，摩擦系数 =0.03 。管路的输水量为 36m3/h。水的密度 =1000kg/m 3，系统为稳态流动，两水池液面高度保持不变。试求
9、:(l)泵入口真空表的读数是多少 kPa；(2)离心泵的有效压头是多少 m；若泵的效率为 =0.6，泵的轴功率为多少 kW；(3)写出该系统管路特性曲线方程； m30gpzHe3kw7.5s/.26.054N.eg/3.48195Heeg.381.934.270kg/48. kg/)2.1.53(2udlh/27.10436s/m0u0ppmz01- huZe2upZ3- a6.45.210.27.10p890kg/3.udlh/27.10460es/mupm3Z0hfge2ug-1 3-f3 13f23322f221 22ABQJWJmmJJsAVgHgkPJAVWWSS）（故 ： （ 表
10、压 ）（ 表 压 ）为 基 准以 之 间 列 伯 努 利 方 程、在真 空 表 的 读 数 为 （ 表 压 ）故 （ 表 压 ）为 基 准以 间 列 伯 努 利 方 程、在 截 面、解 ： 如 图 所 示 取第 6 页 共 9 页2 223- 2ece035.e14.96.1401.496.20. .368.115. 0gdQHAlB）（ ）（）（ ）（）（ ）（）（ 2. 以 80Y-60 型离心式油泵输送汽油。根据工作情况和泵的特性曲线已确定流量为50m3/h。操作时油温 20，汽油在此温度下的蒸气压为 193mmHg，密度为 650kg/ m3。已知低位油槽液面上方压强为 752mmHg
11、（绝） ，汲入管路在该流量时的阻力为 3.35m。查得在该流量时 h 允 =3.2m。问，泵的最大安装高度为多少 m?mHhgPHmPHfhf 14.53.2)81.9650/(3.1)9752( ,2/kg/p,.3,./k60193752 21,v1ax,g2, 3v1 允允允 ，（ 则 ， （ 绝 ） ，（ 绝 ） ，解 ： 已 知 ： 在离心泵特性曲线的测定实验中，已测出如下的一组数据：泵出口处压强表读数 1.28atm；泵进口处真空表读数 3.12mH2O；泵的流量 V=10 L/s；泵的轴功率为 2976W，吸入管直径 80mm，排出管直径为 60mm；两测压点间的垂直距离为 80
12、mm，实验介质为 20的水，水的密度为 1000kg/m3。试计算此流量下泵的压头 He 和效率 。欲过滤分离某固体物料与水构成的悬浮液，经小试知，在某恒压差条件下过滤常量 ，滤布阻力 ，每 1m3滤饼中含485水，固相密度为 2100 ，悬浮液中固体的质量分率为 0.075。现拟采用叶滤机恒压差过滤此料浆，使用的滤布、压差和料浆温度均与小试时的相同。每只滤叶一个侧面的过滤面积为 0.4m2，每次过滤到滤饼厚度达 30mm 便停止过滤，问：每批过滤的时间为多少？若滤饼需以清水洗涤，每批洗涤水用量为每批滤液量的 1/10，洗涤压差及洗涤水温均与过滤时的相同，问：洗涤时间是多少？解 已知：第 7
13、页 共 9 页min06.7.3106.85)/( )/(. )21.85.2)()min4.301826 1023.81.285.52 /30/.(: /85.1207.1504852).1, 485.01/485,/.,/3. 4552333225 SdqsqKdsKq mXXmmqsKEweEee 洗 涤 时 间 （过 滤 终 了 式 的 过 滤 速 度 洗 涤 时 间 ：每 批 过 滤 时 间 即过 滤 终 了 时 ， 基 准 ）以 一 只 滤 叶 的 单 侧 面 为 叶 滤 机 过 滤 滤 饼滤 液（ 由 物 料 横 算 得 ：滤 饼 对 应 的 滤 液 量 为设 滤 饼 空 隙 率
14、11. 15 分以叶滤机对某悬浮液进行恒压过滤。使用 8 只滤叶，每只滤叶的一个侧面的过滤面积为 0.25 。已知过滤 5 分钟，得滤液 448.6 ，再过滤 5 分钟，2ml又得滤液 198.2 ，问：总共过滤 15 分钟可得滤液总量为多少？l解 ，s30in51 31m46.0lV，6i0232 8.2.986.4l0.5.8A代入 2e2KV得 30.4486.02486.02eKV(a)2648.02eKV(b)由(a)、(b)式联立，解得/sm1785.42K3em0168.即该恒压过滤式为 250.47.4. VV或 216.03.现以 代入上式，由s9min153 90165.7
15、03. 423 解得 lVm.3第 8 页 共 9 页3.有一内管为 383mm 套管换热器，管内是湍流流动的水，流量为3000kg/h，入口温度为 20，比热为 4.18kJ/(kg )，且管内侧的对流传热系数为 1800W/(m2)；管隙间是湍流流动的油，与水流动方向相反，流量为 2100kg/h，入口温度为 100，比热为 1.88kJ/(kg) ，管内的对流传热系数为 500W/(m2)。要求将油冷却到 40，忽略管壁热阻、污垢热阻和热损失，试求：（1） 冷却水的出口温度；（2） 要完成此传热任务，套管换热器的管长；（3） 若水的质量流量增大一倍，而其他条件不变，求以管外表面积为基准的
16、总传热系数 K1；)/(36.420)079.2./(1 1348dm/w3.390.7564.d756.48./ m/w3760.2.9/13801/d1K.6)2.(6)t/n(-tm2041.9.381t2.t kw8.6540-18.3602tcm)c122 2.02. 11 22112ps21ps 2 K KLtQAnTQm）（ 总 传 热 系 数以 管 外 表 面 积 为 基 准 的倍 ， 而 其 他 条 件 不 变 ，若 水 的 质 量 流 量 增 大 一 ）（）（ 管 换 热 器 的 管 长要 完 成 此 传 热 任 务 ， 套 ）（）（冷 却 水 的 进 出 口 温 度解 ：
17、12. 15 分120饱和水蒸汽将空气从 20加热至 80，空气流量 1.20104kg/h。现第 9 页 共 9 页有单程列管换热器，252.5mm 钢管 300 根，管长 3m， 0 = 104W/(m2)，污垢及管壁热阻不计。问此换热器能否满足要求。50空气， = 1.093kg/m3，C p = 1.005kJ/(kg)， = 0.02824W/(m)， = 1.9610-5 Pas。解： t208550空气， = 1.093kg/m 3，C p = 1.005kJ/(kg) ， = 0.02824W/(m) = 1.9610-5 Pas ，Pr = 0.698m/suVnd412036943024242.10000Re.016154 4.08.044.08. 6916.302.83Pre23. iidW/(m2)5.1 0 i K i = i = 124.5 W/(m2)Q = WcCpct = 1.00560 = 201 kJ/s20364.tm = 1405ln.Q = KiAitm 即 201103 = 124.5Ai65.5 A i = 24.6 m2又，A i = ndiL 即 24.6 = 3000.020L L = 1.31 m3 m 满足要求
