2018年江南大学食品学院802化工原理(含实验)考研强化五套模拟题
● 摘要
一、简答题
1. 离心泵启动或关闭时,为什么要先关闭出口阀门?
【答案】关闭泵的出口阀门启动离心泵是为了减小启动电流,以保护电机。停泵前关闭泵的出口阀门是为了防止高压液体倒流,对泵造成损害。
2. 为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作?
【答案】逆流操作可以获得较大的平均传热温度差,对传递相同热负荷而言,需较小的传热面积,节省设备费用。此外,逆流热流体出口温度
可接近冷流体进口温度
对相同热负荷而言,对相同热负荷而
需加热剂少;同样,就冷流体而言,逆流体出口温度可接近热流体进口温度言,需要冷却剂少,故对逆流就加热剂或冷却剂用量考虑,逆流操作费小。
3. 往复泵有无“汽蚀”和“气缚”现象?为什么?
【答案】往复泵无“气缚”现象,因为往复泵有自吸能力。存在“汽蚀”现象问题,任何泵安装高度不适都会发生“汽蚀”现象。
二、计算题
4. 如图所示,离心泵从低位水槽向高位水槽供水。两水槽均为立式圆筒,直径均为2m ,管线内径为50mm 、长度为200m (包括所有局部阻力的当量长度),管路的摩擦阻力系数可取泵在转速为
时的特性曲线方程为
(H 单位为m ;
单位为
)。开始
输水时,两槽水面相距15m , 输水终止时,低位水槽液面下降3m 。两水槽上方均通大气。水的密度可取为1000kg/m3, 试求:
(1)开始输水时的流量(3)该泵的效率为水时间(s )。
并不随流量改变,求整个输水过程所消耗的轴功(kJ );
(2)开始输水至停止输水所用的时间(s );
(4)当转速提高到1200r/min时,水槽起始与终止水面高度不变(同原题所设),所需的输
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图
【答案】(1)开始输水时,
在低位水槽液面1和高位水槽液面2间列柏努利方程
与泵的特性曲线
.
联立求解
得
(
2)在某一瞬间
,两槽垂直距离为h ,在低位水槽液面1和高位水槽液面2间列柏努利方程
x 为低位水槽液面下降距离。
与泵的特性曲线在某一瞬间,
开始输水至停止输水所用的时间为
(3)求整个输水过程所消耗的轴功
(4)当转速提高到瞬间管路特性曲线联立求解在某一瞬间,
开始输水至停止输水所用的时间为
联立求解得
时,泵的特性曲线变为
x 为低位水槽液面下降距离。
得
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5. 有一立式单程列管换热器,装有钢管19根,管长为2.5m , 欲将流量为
,液体苯的对
1260kg/h、温度为80°C 的苯蒸气在壳程冷凝并冷却至60°C ; 冷却水由下而上通过管程,其进、出口温度分别为20°C 和28°C 。已知苯蒸气的冷凝对流传热系数为流传热系数为
,苯的冷凝潜热为400kJ/kg,
液体苯的比热容为
,若不计换热器的热损失及污垢热阻,试求:(1)冷却水的用量;(2)该换
热器能否满足苯冷凝、冷却的要求;(3)若要求液体苯的出口温度为80°C ,有人认为水量减为原流量的70%即可,试计算说明其正确与否(设水的入口温度不变,水的物性也不变)。定性温度下水的物性:
【答案】⑴
(2)如图所示,分两段计算,设两段相连处水的温度为
图
求管程水的对流传热系数
应用管内强制湍流经验式,得
第一段内: