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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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【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

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。

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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

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: