2.（20分）如图的输水系统。已知管内径d=50mm,在阀门全开时输送系统的Σ(L+Le)=50m，摩擦系数可取λ=0.03, 泵的特性曲线在流量为6m3/h至15m3/h范围内可用下式描述：H=18.92-0.82Q
0.8
，此处H为泵的扬程m，Q为泵的流量（m3/h），问：⑴如要求流量为10m3/h，单位质量的水
所需外加功为多少?单位重量的水所需外加功为多少?此泵能否完成任务? ⑵如要求输送量减至8m3/h(通过关小阀门来达到)，泵的轴功率减少百分之几?(设泵的效率变化忽略不计)
计算题2附图
3.（10分）在底面积A = 40m2的除尘室内回收含尘气体中的球形固体颗粒。含尘气体流量为3600m3/h(操作条件下体积)，气体密度ρ=1.06kg/m3，黏度μ=0.02cP，尘粒密度ρs= 3000kg/m3。试计算理论上能完全除去的最小颗粒直径。
4.（20分） 100℃的水蒸气在管壳式换热器的管外冷凝，冷凝潜热为2258.4kJ/kg ，总传热系数为2039W/(m2?℃)，传热面积为12.75m2，15℃的冷却水以2.25×105kg/h 的流量流进管内，水的比热为4.187kJ/(kg?oC)，求冷水的出口温度和水蒸气冷凝量。
化工原理（上）试卷三
一. 填空题（19分）
1. 流体在等径管中作稳定流动，流体流动时产生阻力的根本原因是____________，流体的流速
沿管长 ________。
2. 流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的____ 倍；如果
只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的_____倍。
3. 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，
水的流量将________，摩擦系数_______，管道总阻力损失_______。
4. 若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头 ，流量 ，效率 ，轴功
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率 。
5. 某有机溶液在长为L、直径为?108×10mm的钢管中强制湍流，其?=310W/(m2?K)，若体积流
量不变，改用?152×10mm的钢管代替原钢管，流动仍为湍流(两种情况下L / d均大于60)，此时?= W/(m2?K)。
6. 在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温接近________流体的温度，总
传热系数K接近______流体的对流给热系数。
7. 厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知 b1>b2>b3，导热系数λ1<λ2<λ3。在
稳定传热过程中，各层的热阻R1______R2______R3，各层导热速率Q1___Q2___Q3。 8. 某板框压滤机的框的尺寸为：长×宽×厚=810×810×25 mm，若该机有10块框，其过滤面
积约为________m2。
9. 为了提高降尘室的生产能力，可采取 措施。
10. 一降尘室长8m，中间装有14块隔板，板间距为0.1m。最小颗粒沉降速度为0.02 m/s，欲将
最小直径的颗粒全部沉降下来，则含尘气体的最大流速不能超过 m/s。 二. 选择题（16分）
1. 图中所表示R值的大小反映______。
A. A、B两截面间压差值 B. A－B截面间流动阻力损失 C. A、B两截面间动压头变化 D. 突然扩大或突然缩小流动损失
选择题1附图
2. 流体在管内流动时，层流底层的厚度随流速的增加而（ ）。 A. 变小 B. 变大 C. 不变
3. 水在一等径的垂直管内作稳定连续流动,其流速（ ）。 A. 会越流越快 B. 会越流越慢 C. 不变 4. 离心泵常用（ ）调节流量，往复泵常用（ ）调节流量。
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A. 出口阀 B. 进口阀 C. 旁路阀 5. 工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（ ）。 A. 增加热阻，减少热量损失； B. 节约钢材、增强美观； C. 增加传热面积，提高传热效果
6. 对一台正在工作的列管式换热器，已知α1＝116 W?m-2?K-1，α2＝11600 W?m-2?K-1，要提高总传
热系数K，最简单有效的途径是（ ）。 A. 设法增大α1； B. 设法增大α2； C. 同时增大α1和α2
7. 旋风分离器的分离因数α愈大，表明它的分离能力愈（ ）。 A. 差； B. 强； C. 低 三. 问答题（10分）
1. 为什么工业上气体的除尘（在沉降室中进行，Ret<2）常放在冷却之后进行？而在悬浮液的过
滤分离中，滤浆却不宜在冷却后才进行过滤？
2. 当间壁两侧流体作稳定变温传热时，工程上为何常采用逆流操作？ 四. 计算题(55分)
1.（20分）如本题附图所示，高位槽内水位维持不变。槽底部与内径为100mm钢管相连，管路
上装有一个闸阀，阀前离管路入口端15m处安有一个指示液为汞的U型管压强计，测压点与管路出口端之间距离为20m。(汞的密度为13.6?103 kg/m3，高位槽上端和管出口均与大气相通)
（1） 当闸阀关闭时测得R＝600mm，h＝1500mm；当闸阀部分开启时， 测得R＝400mm，h＝
1400mm，管路摩擦系数取0.02，入口处局部阻力系数取0.5，问每小时从管中流出水量为多少m3。
（2）当闸阀全开时（闸阀全开时，闸阀的le/d＝15，λ＝0.0 18），测压点处的静压强为多少（表
压）。
计算题1附图
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2.（10分）某液体由一敝口贮槽经泵送至精馏塔A，管道入塔处与贮槽液面间的垂直距离为12m，
泵吸入管路压力损失为1（m液柱），吸入管径为φ114×4 mm。液体流经换热器B的压力损失为29430 Pa，精馏塔压强为1kgf?cm-2（表），排出管路为φ114×4 mm的钢管，管长为120m（包括局部阻力的当量长度），流速为1.5m?s-1，密度为960kg/m3，摩擦系数为0.03，其它物性均与水极为接近。
（1）试通过计算，选择下列较合适的离心泵。
（2）泵与贮槽液面间的最大垂直距离不能超过多少米？(已知Hs/=6.67m)
表1 几种离心泵的特性参数
型号
Q m3.h-1
2B19 3B57A 4B91
22 50 90
H m 16 37.5 91
η ％ 66 64 68
计算题2附图
3.（10分） 一小型板框压滤机有框10块，长宽各为0.2m，在1.96×105Pa(表压)下作恒压过滤。
共2小时滤框充满共得滤液160L，每次洗涤与装卸时间为1h，若介质阻力可忽略不计，求: （1）过滤常数K和洗涤液流量（m3/h）。
（2）若表压增加一倍，其它条件不变，同样过滤到滤饼刚充满滤框为止，计算此时过滤机的生
产能力?设滤饼不可压缩。
4.（15分） 用一传热面积为3m2由φ25×2.5mm的管子组成的单程列管式换热器，用初温为10℃
的水将机油由200℃冷却至100℃，水走管程，油走壳程。已知水和机油的质量流量分别为1000kg/h和1200kg/h，其比热分别为4.18kJ?kg-1?K-1和2.0kJ?kg-1?K-1；水侧和油侧的对流传热系数分别为2000 W?m-2?K-1和250 W?m-2?K-1，两流体呈逆流流动，忽略管壁和污垢热阻。
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