第一学期化工基础A试卷A答案.doc

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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）答案

班级：

任课教师：

李明海

学号：

姓名：

题号

一

二

三

四

总分

得分

得分

一.填空题（本题共38分）

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

（1）m/s。

2、流体在圆形直管内流动时，当Re>4000时，流体的流型为

（2）。

3、在兰州操作的苯乙烯真空蒸馏塔顶的真空表读数为80×103Pa。

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（3）。

兰州地区的平均大气压强为85.3×103Pa，天津地区的平均大气压强为101.33×103Pa。

4、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），需在炉外装有安全封装置，其作用是当炉内压强超过规定值时，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=（4）m

5、离心泵的工作点是（5）与（6）两条曲线的交点。

6、离心泵气蚀现象产生的原因为（7）。

7、泵起动时应先关闭出口开关，原因是（_____8_______）。

8、离心泵的扬程含义是（____9_______）。

9、试计算直径为95μm，密度为3000kg/m3的固体颗粒在20℃的水中的自由沉降速度（10）m/s，已知水的密度为998.2kg/m3，粘度为1.005X10-5Pa·s。

10、当旋转半径R=0.4m，切向速度ut=20m/s时，离心分离因数为（11）。

11、重力沉降净化器流体处理量计算公式为（12），对于一定的净化器，为了增大流体处理量，往往做成（13）结构。

12、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V2=2Vl时，则操作压差由ΔPl增大至ΔP2=（14）。

13、旋风分离器性能的好坏，主要以（15）来衡量。

14、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）（16）W/m2。

已知该温度范围内平壁的平均导热系数λ=1.72W/（m•℃）

15、两流体在间壁式换热器中进行换热时，管壁温度接近于（17）侧流体的温度。

（请选择填入热阻大一侧、热阻小一侧、高温一侧、低温一侧）

16、对流传热系统的准数关联式中，Pr的表达式为（18），它表示（19）。

得分

三.计算题（本题62分）

17、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108×4mm，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=35´103kg/h

d=108－4´2=100mm=0.1m，m=2840cP=2.84Pa×s

Ne=Nh=85´103´0.5=4.25´104W

Ws=Ne/W=4.25´104´3600/（35´103）=4371J/kg

1--1与2--2间列柏努利方程

gz1+u12/2+p1/r+Ws=gz2+u22/2+p2/r+Shf

z1=0，z2=H=20m，u1=u2=0，p1=p2

\Ws=gH+Shf

\Shf=Ws－gH=4371－9.81´20=4175J/kg

u===35´103/（3600´952´´0.12）=1.30m/s

Re===43.6<2000\层流

l===1.47

∵Shf=l××u2/2

\=×2/u2=´2/1.302=336m

1.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（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?

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：

3.有一内管为Ф38×3mm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总传热系数K1；

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