1、食工原理期末考试试卷（上）A 2004.1一 概念题（30 分）1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_。2离心泵的主要结构有： _、_和_。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_。4降尘室的生产能力只与降尘室的_有关，而与_无关。5流化床中有两种不同的流化形式，即_和_ 。 6两流体通过间壁换热，冷流体从 20被加热到 50, 热流体从 100 被冷却到 70，逆流时的tm=_。并流时的 tm=_。 7板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，则在每一框中
2、滤液穿过厚度为的滤饼，而洗涤时，洗涤液则穿过厚度为 的滤饼，洗涤液穿过的滤布面积等于 。8搅拌器放大时使用的一种重要工具是相似原则。在流化搅拌系统中，需要考虑试验系统（模型）与实际生产系统之间的三种相似，分别为、 、 _ 、_ 。 9层流底层越薄_。A) 近壁面速度梯度越小 B)流动阻力越小C)流动阻力越大 D)流体湍动程度越小10双液体 U 形差压计要求指示液的密度差_。 A)大 B)中等 C)小 D)越大越好11在完全湍流(阻力平方区)时，粗糙管的摩擦系数 数值_。A)与光滑管一样； B)只取决于 Re； C)只取决于相对粗糙度； D)与粗糙度无关。12离心泵的性能曲线中的 HQ 线是在(
3、 )情况下测定的。A)效率一定； B)功率一定； C)转速一定； D)管路(l le)一定。13离心泵调节阀的开度改变时，则( ) A)不会改变管路性能曲线 B)不会改变工作点 C)不会改变泵的特性曲线 D)不会改变管路所需的压头 14转子流量计的工作原理主要是靠流体（ ） 。 A)流动的速度 B)对转子的浮力 C)流动时在转子的上、下端产生了压强差。 15某板框过滤机，在恒定的操作压差下过滤某种水悬浮液，经两小时后，滤渣刚好充满滤框得滤液15m3，则第一小时可得滤液为：_。(过滤介质阻力略而不计) A)7.5m3 B)10m3 C)15/ 2m3 D)缺条件, 无法计算。 16 （判断题）
4、（正确的打错误的打）（1）稳定的圆筒壁传热，热通量为常数。_（2）在稳态传热中，凡热阻大处其温差也大。_（3）滴状冷凝的传热系数小于膜状冷凝表面传热系数。_（4）沸腾传热时，壁面与沸腾流体的温差愈大，则 愈大_ 。 二、计算题（70 分）1(20 分) 如图所示，水从槽底部沿内径为 100mm 的管子流出，槽中水位稳定。阀门关闭时测得R=50cm，h=1.8m 。求：（1）Z A 为多少 m?（2）阀门全开时的流量。 （3）阀门全开时 B 处的表压(阀全开时 le/d=15，设摩擦系数 =0.018) 2（15 分） 用 3B57A 离心泵将 20水由水池送到操作压力为 1.18105Pa(表
5、压)的塔内。 流程如图所示。已知管径为 108mm4mm， 水池液面到排出管出口处的高度为 15m，吸入管路和排出管路的阻力损失分别为 1.5m 和 3m（包括进出口阻力损失） ，要求输水量为 45m3/h。水密度 998.2kg/m 3。试求：1.管路需要的压头为多少 m？ 2.在图中读出泵实际工作（输水量为 45m3/h）的各特性参数值为多少？ 3. 已知该泵的允许汽蚀余量 h=4.2m，求泵的安装高度？泵工作地区的大气压为 9.81104 Pa。20水的饱和蒸汽压为 2.33103 Pa。3(15 分) 某板框压滤机的过滤面积为 0.4m2，在恒压下过滤某悬浮液，4h 后得滤液 80m3
6、，过滤介质阻力可略去不计。 试求： 若其它情况不变，但过滤面积加倍，可得多少滤液？ 若其它情况不变，但操作时间缩短为 2h，可得多少滤液？ 若在原表压下过滤 4h 后，再用 5m3 水洗涤滤饼，需多长洗涤时间？设滤液与水性质相近。 4（20 分）有一单壳程单管程列管换热器，管外用 120饱和蒸汽加热，干空气以 12m/s 的流速在管内流过，管径为 38mm2.5mm, 总管数为 200 根。已知空气进口温度为 26, 要求空气出口温度为 86，试求 (1)该换热器的管长应为多少 m？(2)若气体处理量、进口温度、管长均保持不变，而管径增大为54mm2mm。总管数减少 20%，此时的出口温度为多
7、少？(不计出口温度变化对物性的影响，忽略热损失, 忽略蒸汽冷凝、管壁和垢的热阻)。 定性温度下空气的物性数据如下：c p1.005kJ/kgK,1.07kg/m 3,1.9910 -5 Pas, 0.0287W/mK,Pr0.697。 食工原理期末考试试卷（上）A1减小； 增大； 不变 2泵壳 ；叶轮 ； 轴封装置3下降4面积 ； 高度 5散式流化； 聚式流化 650； 43.3 7框厚度之半； 框的厚度； 框的面积 8几何相似； 运动相似； 动力相似9 C 10C 11C 12C 13C 14C 15C16 （1） （2 ） （3） （4）二、计算题（70 分）1(20 分) 解：（1）阀关
8、时：(Z A +1.8)1000=0.513600 ZA =5m 4 分（2）阀全开：对 A-A 和 C-C 截面列柏努利方程： 8 分gZA +pA /+u2A /2=gZc+pC /+u2c /2+ hfA-CpA =0(表压), uA =0(大截面), Zc=0(基准面), pc =0(表压)9.815=0.018(50/0.1+15)+1+0.5(u2c /2) 解出：u c =3.02m/s/4)0.1V=(23.023600=88.29 m3/h（3）对 A-A 到 B-B 截面列柏努利方程： 8 分gZA +(pA /)+(u2A /2)=gZB +(pB /)+(u2B /2)
9、+ hfA-BpA =0, uA 0, ZB =0 , uB =uC =3.02m/s9.815=(pB /)+ (3.0252/2)+(0.01830/0.1+0.5)3.022/2 解出 pB =1.75104 N/m2（表压）2（15 分） 解：(1)取水池面为 00 面，流体(水) 从管线流到塔内处为 11 截面，并以 00面为基准面，在 00 和 11 截面间列柏努力方程为： 7 分Hezp/ g+H fZ 2(p 1p 0)/g1.5+3u45/(36000.7850.1 2) =1.59 m/sHe15+1.1810 5/(9.81998.2)+1.5+3=31.55 m 水柱当
10、 Q45m 3/h 时，管路需要的压头 He31.55m 水柱。(2) 3 分泵工作时 Q45 m 3/h，H40m N7.5KW ， 64。(3) Z=08.4512.81.9203.40 吸fvLgPm 5 分3(15 分) 解： (1) V2K S 2 V/800.8/0.4 4 分 V 802 160m (2) V/80 4/ V80/ 55.6m 4 分(3) KS2V 2/ 80 2/41600 m6/h 7 分 (V Ve )2KS 2( e )2(VVe )VK 2 V /KS 2/(2(VVe )KS 2/2V wV w/(1/4)(V/ )E) V w/(1/4)KS2/(
11、2V) 5/(1/4)1000/(280) 2 h4（20 分）解：（1）空气流量12200( /4)0.03321.072.2 kg/s 10 分Q2.21.005（86-26）132.7 kJ/s (0.0230.0287/0.033)(0.033121.07/0.019910-3)0.80.6970.4=0 .0230.0287/0.03329010.866 50.3 W/m 2K忽略蒸汽冷凝，管壁和垢的热阻 K tm(120-26)-(120-86)/l(120-26)/(120-86) 59A (132.7103)/(50.359)44.7m 2 管长 L 44.7/(2000.03
12、3)2.16 m(2) 原管截面(200 /4)0.03320.171 m 2 10 分现管截面(160/4)0.05 20.314 m 2现管内流速 u (0.171/0.314)126.54 m/s (0.0230.0287/0.05)0.056.541.07/(0.019910 -3)0.80.866 28.5 W/m 2K或 56.03)1254.6(2.8.0.08. d.56. W/m2K A 0.052.1616054.3 m 2Q2.21.005( t 出 26)10 3 28.554.3(120-26)-(120-t 出 )/ln(120-26)/(120-t 出 ) 28.554.3(t 出 26)/ln(120-26)/(120-t 出 ) l(94/(120 t 出 )28.554.3/(2.21.00510 3)t 出 73.3
