化工原理试题

1、化工原理试题及答案一填空题（每空1分，共24分）1. 处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是静止的 、连续的、_ 同一种 。2. 流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能减小 。3气体的粘度随温度升高而增大，水的粘度随温度升高而减小。4. 流体在圆形直管中作滞流流动时，其温度分布是 抛物线型曲线，其管中心最大流速为平均流速的2倍，摩擦系数入与Re的关系为64/Re。5. 压强除了用不同的单位计量外，还可以用绝对压强，表压强 和真空度 三种不同的方法来表示。6. 流体在管内作湍流流动时（不是阻力平方区），其摩擦系数入与_Re和 & /d 有关；完全湍流时（阻力平方区）入只取决于

2、& Id。7. 离心泵的主要部件有叶轮、泵壳、和轴封装置 。8离心泵的流量调节有改变出口调节阀开度、 改变叶轮转速和改变叶轮直径三种，其中最常用的方法是 改变调节阀开度，其优点表现在 操作简便和连续调节 。二. 判断题（每题2分，共10分）1 .理想流体无外功加入时，任一截面上各项机械能均相等。（X）2 .湍流时，管中心处的最大速度小于平均速度的 2倍。（V）3 .离心泵的转速、叶轮直径增大时，流量、压头、轴功率都有所增加。（V ）4 .流体流动时摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的动能。（X ）5 .离心泵启动之前必须灌满液体是为了避免发生气蚀现象。（X ）三. 简答题（每题10分，共20分

3、）1 .离心泵安装高度不合适，会影响到什么？产生什么现象？答：离心泵安装高度不合适会影响到叶轮中心处的压强大小，当安装高度增加时，中心 处压强降低，其压强小于输送流体的饱和蒸汽压时，液体气化产生大量气泡，这些 气泡随流体进入高压区又会迅速凝结，周围液体以很高的速度冲向原来气泡所占位 置，对叶轮表面产生压强很高、频率很大的冲击，造成材料剥蚀，这种现象叫“气 蚀”2.如何选择适宜的管径答：管道的管径大小从设备费用和操作费用两个方面影响着流体输送总费用。采用较大 的管径时，输送量一定，流速较小，阻力减小，操作费用降低（这里主要是动力费 用）；而管径较大，管子自身价格以及管道铺设等基建费用都会增大，即

4、设备费用 增加。管径减小时则相反，适宜的管径应为设备费用与操作费用之和最低时的管径。 对于工厂内部工艺管线可采用已有的经验数据。一. 计算题（1题20分，2题16分）1用泵将贮槽中温度为20C，密度为1200Kg/m的硝基苯送往反应器，每小时进料量为 30 X 103Kg。贮槽液面为常压，反应器内保持9810Pa的表压强。管路为89X 4mm的钢管（摩 擦系数入=）管子总长45m其上装有孔板流量计（E=） 个；全开闸阀（E=）两个； 90标准弯头（E=）四个。贮槽液面与反应器入口管之间垂直距离为15m求泵的轴功率。泵的总效率取，贮槽液面恒定，硝基苯粘度s。解：以贮槽液面为1- 1截面，反应器入

5、口管内侧为 2-2截面，且以1-1截面为基准水平面，在1 1, 2-2截面间列柏努利方程2 2gzi+ui/2+pi/ p +We=gz+u2/2+p 2/ p + 艺 hf其中 zi=0 u 1=0pi (表)=0 We=?Z 2=15mu 2=ws/ p A=s p 2 (表)=9810Pa艺 hf=(入 l/d+ WE )u 2/2= X 45/+8025+2 X +4X +2=Kg代入柏努利方程 We=15X +9810/1200+2+=181J/Kgws=3X 103/3600=sN=We ws/ n =2320W=答：2. 定量的液体在圆形直管内作滞流流动。若管长及液体物性不变，而

6、管径减至原来的 1/2，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的若干倍。解：据哈根泊谡叶方程2 Pf=32 卩 lu/d当 d =d/2 时 u =4u则厶 Pf =32 卩 l(4u)/(d/2)2=16X 32 卩 lu/d 2 = 164 Ff答:一、选择题：(每题2 分，共24分)1. 利用因次分析法的目的在于_A。A减少实验工作量B增加实验结果的可靠性C 建立数学表达式D避免出现因次错误2. 牛顿流体在管内作层流流动，流体层之间的剪应力在_B_。A 管中心最大B管壁处最大C 管中处处相等D管壁处最小3 .流体通过离心泵所获得的能量主要表现为B。A动能增加 B 静压能增加C位能增加 D流量

7、增大4. 用离心泵把地下贮槽中的液体送入高位槽，完好的离心泵却无法泵送液体，可能导致故障的原因是_C。A贮槽内液面上升B液体温度下降C吸入管堵塞D容器内压强升高5. 回转真空过滤机的转速越快，单位时间所获得的滤液量就越 ，形成的滤饼层厚度就越，过滤阻力越。 C少，厚，大A少，薄，小多，薄，大C多，薄，小6 离心沉降速度是BA颗粒运动的绝对速度B径向速度C切向速度D气流速度7、气力输送过程中，垂直管中稀相输送时气速的下限为 BA颗粒的沉降速度B 噎噻速度 C 起始流化速度 D 表观气速8.穿过三层平壁的稳定导热过程，已知各层温差为 ti = 40T，A t2= 35E，A ta= 5C, 则第一

8、层的热阻R与第二、三层热阻R2、R3的关系为 B。A R （艮+ R3）BR=（艮+ R3）C R （ R+ R）D无法比较；9. 在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在 ，减少热阻的有效措施是 CA层流底层，使流体处于层流状态B 流体湍动区域，使层流底层减薄C层流底层，提高流体湍动程度D 流体过渡区域，提高流体湍动程度10. 在蒸汽冷凝传热中，不凝性气体的存在对对流传热系数a的影响是 A 0A不凝性气体的存在会使a值大大降低B不凝性气体的存在会使a值升高C不凝性气体的存在与否，对数据无影响D 不一定11. 把一壳程用饱和水蒸气加热管内水的列管式换热器由单管程改为双管程，会引起B_ oA管内

9、对流传热系数减小B 对数平均温差减小C管内阻力减小12.真空蒸发的优点有 CD总对流传热系数减小A不凝气无需用泵即可从冷凝器中排除B溶液沸点升高C溶液沸点降低D沸腾给热系数大、填空题：（每空1分，共16分）1. ?流体在圆形直管中作层流流动，如果只将流速增加一倍，管径不变，则阻力损 失为原来的_2_倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的1/4倍。.是将原动机的能量传递给液体的部件，而泵壳2. 在离心泵的运转过程中， 叶轮 则是将动能转变为静压能的部件。3. 离心泵的流量调节阀应安装在离心泵出口管路 的位置上，而正位移泵调节阀只能安装在 旁路 位置上。4. 在操作压力相同的条件下

10、，当滤液粘度与洗液粘度相同时，叶滤机洗涤速率与最终过 滤速率的比值为J。5. 流化床在正常操作范围内，随着操作气速的增加，流体在颗粒缝隙间的流速 不变 ， 床层空隙率 增大 ，床层压降 不变 ，颗粒沉降速度 不变 ，床层高度 升6. 对流传热过程中，在其它条件相同下，短管的对流传热系数比长管的对流传热系数 大 。7. 温度相差100C的两灰体间进行辐射传热，现因某种原因，两者的温度各下降了 10C,贝吐匕时的辐射传热量与原来的相比将 小。8. 单效蒸发操作中，二次蒸汽温度低于生蒸汽温度的原因有溶质的存在 和。三、有一循环管路如图所示，管路内安装一台离心泵，安装高度Hg = 3 m在高效范围内，

11、此离心泵的特性曲线可近似表示为叽I（式中qv以m/s表示），管路总长为130 m其中吸入管长为18 m （均为包括局部阻力的当量长度），管内径 d = 50 mm 摩擦系数入=。试求：1、?管路内的循环水量；2、?泵的进、出口压强；解：1、在两水平截面之间列柏努利方程 其中：h 心丹护齐叫吟 H. =23_l-l_433xlO53 且= 23 1-1433x1（1）（ 2）两式联立，解得 2、在1、B两截面间列柏努利方程:。亠王十亠一小叫寓即En _ 59 2（真空度）在C、2两截面间列柏努利方程尽1血（表压）四、用板框压滤机恒压过滤某悬浮液，20 min后每平方米过滤面积得滤液 m3,继续过

12、滤 至1 h可充满滤框，共得滤液4 m,然后每平方米洗涤面积用 m3的清水在相同的压差下洗 涤（水的粘度与滤液大致相等），其它辅助时间为 12 min。试求：1、?此过滤机每平方米过滤面的生产能力（以所得滤液量计）；2、 ?若每次正式过滤之前，用5 min预涂一层助滤剂，使滤布当量滤液量降低一半，涂层厚度可以忽略，过滤机的生产能力可提高多少？解：1、由恒压过滤方程丫 +却弘总则|?-解得 1 JC1.=二一二 0_0283jH3/rm= -nm) 且洗涤速率血2、且洗涤速率-45+ 2x4x463 得二1250x75xl0= L552故假设成立六、有一单管程列管换热器，传热面积为 40 m2 （按管外表面积计），共有 25? mm的传 热管86根，现用该换热器以循环水冷却流量为 28000 kg/h的石油产品，石油产品走壳程， 循环水走管程，两流体逆流换热。实际测得石油产品的进、出口温度分别为90C和50C,冷却水的进、出口温度分别是 25C和40E，已知石油产品的比热容为 CP= kJ/（kg - K），水的有关物性分别为：P= 995 kg/m3，Cp= kJ/(kg - K)，卩=?10-3Pa s，入=W/(m - K)。试求:1、?冷却水用