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(考试时间:75分钟)
(总分:150分)
说明:请在答题纸的相应位置上作答,在其它位置上作答的无效。
一、单项选择题(本大题共9小题,每小题3分,共27分。在每小题给出的四个备选项中,选出一个正确的答案,并将所选项前的字母填写在答题纸的相应位置上。)
1.某设备上真空表读数为0.09MPa,若当地大气压强为0.1MPa,则设备内绝对压强为________。
A)101.33kPa; B)10kPa; C)0.91kPa; D)90kPa。
2.不可压缩流体在等径水平直管中作稳定流动时,由于内摩擦阻力损失的能量是机械能中的______。
A)位能; B)静压能; C)内能; D)动能。
3.关于水流流向的正确说法是。
A)水一定是从高处流向低处;
B)水一定是从流速大处流向流速小处;
C)水一定是从压强大处流向压强小处;
D)水一定是从机械能高处流向机械能低处。
4.当离心泵内充满空气时,将发生气缚现象,这是因为______。
A)气体的粘度太小; B)气体的密度太小;
C)气体比液体更容易起旋涡; D)气体破坏了液体的连续性。
5.改变下列条件,对往复泵允许的安装高度没有影响______。
A)减小泵的出口管路阻力; B)泵从北京搬迁到拉萨;
C)改变液体的温度; D)改变泵吸入管道的(l+Σle)。
6.在稳定流动系统中,水由粗管连续地流入细管,若粗管直径是细管的2倍,则细管流速是粗管的______。
A)0.25倍; B)2倍; C)4倍; B)8倍。
7.套管冷凝器的内管走空气,环隙走饱和水蒸汽,如果蒸汽压力一定,空气进口温度一定,当空气流量增加时,空气出口温度______。
A)增大; B)减小; C)不变; D)不确定。
8.在化工传热中,对流给热的推动力是。
A)冷流体进出口的温度差;B)热流体进出口的温度差;
C)冷热流体间的温度差; D)冷(热)流体与壁面之间的温度差。
9.在间壁式换热器中,用常压下的饱和水蒸气加热空气,空气的进出口温度分别为20℃和50℃,则换热器的壁面温度接近于℃。
A)100; B)20; C)50; D)63。
二、填空题(本大题共7小题,每空3分,共21分。请将答案填写在答题纸的相应位置上。)
1.柏努利方程中的u2/2g项,表示单位重量流体所具有的。
2.流体在湍流的阻力平方区流动,若其他条件不变,其压降随着管子的相对粗糙度增加而___________。
3.离心泵的主要性能参数有流量、___________、轴功率和效率。
4.含尘气体通过长为4m,宽为2m,高为0.5m的除尘室,已知颗粒的沉降速度为0.03m/s,则该除尘室的最大生产能力为_______________m3/s。
5.过滤介质忽略不计,滤饼不可压缩,若恒速过滤过程中滤液体积由V1增多至V2 (V2=2V1)时,则操作压差由△p1增大至△p2=_____________。
6.热流密度(或称热通量)是指单位时间,通过_______________________所传递的热量。
7.两流体在一套管换热器中换热,热流体温度由90℃降至60℃,冷流体温度由20℃升至50℃,若并流操作,则Dtm=℃。
三、计算题(本大题共4小题,其中第1题25分,第2题27分,第3题24分,第4题26分,共102分。请在答题纸的相应位置上作答。)
1.(25分)用φ168×9 mm的钢管输送原油。管线总长100 km,油量为60000 kg/h。已知50 ℃时油的密度为890 kg/m3,黏度为181×10-3 Pa·s。假定输油管水平放置,其局部阻力忽略不计。问:为完成上述输油任务,需要的压差为多少Pa?
2.(27分)密度为850 kg/m3的料液从高位槽送入塔中,高位槽内的液面维持恒定。塔内表压强为9.81×103 Pa,进料量为5 m3/h。连接管直径为φ38×2.5 mm,料液在连接管内流动时的能量损失为30J/kg(不包括出口的能量损失)。求:高位槽内的液面应比塔的进料口高出多少?
3.(24分)某厂准备采用多层降尘室来净制温度为50℃的常压含尘空气流4500m3/h。若降尘室中隔板长度为5m,宽度为2m,气体速度u=0.5m/s。固体颗粒在室内的沉降速度ut=0.0042m/s。
问:(1)沉降分离的条件是什么?
(2)相邻隔板间的距离为多少米?
(3)隔板层数是多少?
4.(26分)在一套管换热器中,冷热两流体进行逆流传热。冷流体的流量为7200kg/h,比热容为4.2kJ/(kg·℃),进出口温度为15℃、40℃。热流体从130℃降至45℃。该换热器的总传热系数为1kW/(m2·℃)。
试求(1)换热器热负荷;
(2)所需传热面积。