化工原理模拟题及参考答案要点

1、化工原理试卷一、填空：）次方成正比；流量1）层流条件下，管径一定时，阻力损失与流量（ 定时，阻力损失与管径（ ）次方成反比。2）离心泵的轴功率随流量的增大而（），启动离心泵前应（），以减少启动电流，保护电机。另外，离心泵启动前，还要 （ ） ，否则就会造成（）现象。（ 3）层流时，圆管内的流速呈（）分布， u/u max=（）； 当温度升高时，处于层流状态的空气的阻力损失（ ）。（ 4）往复泵的流量与压头（），需采用（ ）调节流量。（ 5）研究流体流动时，常将流体视为由无数分子集团所组成的（），其目的是为了摆脱（ ），而从（ ）角度来研究流体的流动规律。6 ）在化工生产中，流体静力学基本方程式

2、主要应用于（ ）， ）， （ ）。7）离心分离因数 Kc=（）,若旋转半径R=0.4m切向速度uT=20m/s15时，则 Kc=（） , 结果表明在上述条件（）（8 ）通过三层平壁的热传导中，若测得各面的温度tl,t 2,t 3和t4分别为500r ,400 C ,200 C和100C，则各平壁层热阻之比（）（假设各层壁面间接触良好）。9）为了减少辐射热损失，可采用（），散热愈少。）方法，而且材料的黑度（ 10）当管壁和污垢热阻可以忽略时， 如果当两个对流传热系数相差较大时， 要 提高K值，关键在于提高（）的a。若两侧a相差不大时，则必须将（）才能提高K值。、计算题：1用降尘室来除去含尘气流中

3、的球形尘粒，颗粒在气流中均匀分布，尘粒密度为3000kg/m3，降尘室长 4n,宽2m,高1m 含尘气流密度为 1.2kg/m3,流量为 7200nVh，粘度为3X 10-5Pas,设在斯托克斯区沉降，试求：（ 1 ）可被完全除去的最小粒径；（ 2）可被 50%除去的粒径。2.在3X 105Pa的压强下对钛白粉在水中的悬浮液进行过滤实验，测得过滤常数 K=5X 10-5m2/s,q e=0.0lH7m2,又测得滤饼体积与滤液体积之比 v =0.08。现拟用有 38个框的BMY50/810-25型板框压滤机处理此料浆，过滤推动力及所用滤布也与 试验用的相同。试求： 过滤至框内全部充满滤渣所需时间

4、； 过滤完毕以相当于滤液量1/10的清水进行洗涤，求洗涤时间；若每次卸渣、重整等全部辅助操作时间共需15min，求每台过滤机的生产能力（以每小时平均可得多少m滤饼计）。3.有一管长为2m的列管冷却器，将油从150C冷却到100C，冷却水的进口温 度为15C,出口温度为40C，油和水作并流流动，若用增加管长的办法，使油 的出口温度降到80 E。设油和水的流速、进口温度及冷却器的其它尺寸均保持 不变，问新冷却器的管长应等于多少才能满足要求？（假设Cp比热不随温度而变）。参考答案：解1:（1）可被完全除去的最小粒径Vs7200ut0.25m/ sbl 3600 2 4u d2gUt =dmin18

5、3 10。25 = 0.0677mm, 3000-1.29.81_ 18Hjt 二sg可被50%除去的粒径H = H 50% = 1 50% = 0.5m丄=4Sut 0.25Ut dH 0.50.125m/s日 4二 18呱=18 3 10* 0.125 一，；- 'g 一 ； 3000-1.29.81解2:(1)滤框总容积过滤面积A=0.812 38 0.025 = 0.623m3=0.812 2 38 二 49.86m2滤液体积V0.62337.79m0.08V 7.79A 49.86 ".15亦3/赤由恒压过滤方程式 q22qqeK20.1562 0.156 0.01

6、5 10“= 549S(2)洗涤时间Vw广dV '2日1KA5 曲笹86 “88 10dr w 8q qe8 0.156 0.01m3 /sVw1.88 10” 414S(3过滤机的生产能力3600V 饼Q =-T3600 0.623549 414 15 30 一1.59m "解3：根据 WhCph T1 -T2 二 WcCpc t2 7WhCph 150 -100 = WcCpc 4151WhCph 150 -80 = WcCpc t-152则50 _ 2570 t -15Q 二 KS 叽t =50 C由150 > 100及150 > 10015； 4015；

7、50所以Ln玉氏1所以'：tm1135-6092.47 ,135Ln60"m2135-30,135Ln30-69.81Q1Q 2Kn 二 dL1Kn 二 dL2 :tm1'：tm2L2 = 3.71m化工原理试卷二一、填空题：( 1)在流体流动中，圆形直管内流体滞流时的速度分布为()形状，且平均速度 u 与管中心最大速度 umax 之比等于()；湍流时的速度分布为( )。(2)有一串联管道，分别由管径为di与d2的两管段串联而成，di<d2o某流体稳 定地流过该管道。今确知di管段内流体呈滞流，则流体在 d2管段内的流型为()o( 3)离心泵的工作点是()曲线与

8、( )曲线的交点；离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵发生()现象。(4)离心泵无自吸作用，开泵前要先()，以防止( )现象的产生。( 5)在列管式换热器中，用饱和水蒸气加热空气，则传热管的壁温接近( )，总传热系数 K 的值接近()o( 6)为了减少辐射热损失， 可采用()方法，而且材料的黑度()，散热愈少。( 7)某球形颗粒在一定密度及黏度的空气中沉降 , 若处于滞流沉降区 ,当空气温 度升高时 ,空气的黏度()，颗粒的沉降速度()o(8)测定流量常用的流量计有()、()、()o( 9)降尘室的生产能力只与降尘室的()和()有关，而与()无关。(10)工业过滤一般采用()过程最合理。

9、过滤常数的测定一般在( )进行。、计算题：1 某车间用离心泵将原料送到塔中，如附图所示。塔内压强为491kPa(表压)，槽内液面维持恒定，其上方为大气压。槽内液面和塔进料口之间的垂直距离为 20m假设输送管路的阻力损失为 5m液柱，料液的密度为900kg/m3,管子内经皆 为25mm送液量为2000kg/h。试求：( 1 )泵的有效功率；（2）如果泵的效率是60%求其轴功率2. 用板框过滤机恒压过滤某水悬浮液，滤框共 10个，其规格为810X 810mm 框的厚度为42mm现已测得过滤10分钟后的滤液1.31m3，再过滤10分钟，共 得滤液1.905m3。滤饼体积和滤液体积之比为0.1。试计算

10、： 将滤框完全充满滤饼时所需的时间（h）; 若洗涤时间和辅助时间共45分钟，该装置的生产能力（以每小时滤饼体积计）。3. 常压贮槽中盛有石油产品，其密度为760kg/m3,粘度小于20cst。在贮存条件 下的饱和蒸汽压强为80X 103Pa。现拟用65Y 60B型油泵将此油品以15m3/h的 流量送往表压为177X 103Pa的设备内。贮槽液面恒定，设备的油品入口比贮槽 液面高5m吸入管路和排出管路的全部压头损失分别为1m和4m。试核算该泵是否合用。若油泵位于贮槽液面以下 1.2m处，问此泵能否正常操作？当地大气压 按 101.33KPa 计。附：65Y 60B型油泵性能参数如下：流量m3/h

11、19.8扬程m38效率%55轴功率KW3.75允许气蚀余量m2参考答案:解1:（1）取料液槽液面为1 _1截面，兼做基准水平面，料液进塔处为2_2截面, 在两截面之间列柏努力 方程式：2 2PlUiP2U2gzi二亍We二 gz2-2二hf2其中：乙=0, z2 = 20m, p1 =（表压），p2 =491kp（表压），-900kg/m3 5=0ws2000U21.26m / sA PH 23600疋一疋d汉P4将已知数据代入柏努力 方程式，得2,P2 一 P1 U2 We 二g Z2 -乙 2 、 hf2 =791.7J/kgPg2ws =2000/3600kg/s则泵的有效功率为Ne =

12、WeWs= 791.720003600= 439.8W（2）泵的轴功率为N =世二 4398 =733W =0.733kW.0.6解2：（1）将滤框完全充满滤饼时所需的过滤时间一个框的体积：0.812 0.042 = 0.0276m3 10个框所得滤饼的总体积3Vc =0.0276 10 =0.276mV =2.76m'(滤液)滤饼体积0.276=01=滤液体积 V过滤面积：A =0.812 2 10=13.12m2q1V1AV2qr恒压过滤方程式1.310.1m13.121.9050.15m13.122(0.1 +qe ) =K(600 +兔)2 .0.15 qe 二 K 1200

13、忑 q； =KQ解得：K =1.75 10-5, qe =2.5 10 二 入=0.357 过滤基本方程式：(q 十2.5 汇 10, 丫 =1.75 汇 10-5(日 +0.357 )当过滤时间q=V 2.760.21m,贝心-0.72hA 13.12(2)生产能力VcVc0.2760.720.753-0.19m /h解3：在贮槽液面11与输送管出口外侧截面 2_2间列柏努力方程,并以 截面1_1为基准水平面，得：2丄P1亠U1 乙He巾2g式中：z-i =0, z25 = 0, u2二 z22P2 U22- H f2;g 2g二 5m=05=0表压 ，p2H 心=14 = 5m，将上列数值

14、代入上式， 并整理得:= 177 103Pa 表压3卜=760kg/m177X0He =55 = 33.7m760 9.8133He : H =38m, Qe =15m / h =Q = 19.8m /h 所以65Y 60B型油泵合用。根据已知条件考虑泵能 否正常操作，应核算泵 的安装高度是否合适, 蚀现象，可应用下式计 算允许安装高度，即能否避免汽Hg =匹PgPg式中：p0 =1.0133 105Pa3P、，=80 10 Pa：h =2.6m则:1.0133-0.8105760 9.81-2.60.74m油泵的实际安装高度为-1.2 -0.74m,说明泵能正常操作化工原理试题三一、填空：）

15、次方成正比；流速1）层流条件下，管径一定时，阻力损失与流量（ 定时，阻力损失与管径（ ）次方成反比。（ 2）离心泵的压头与流量（）关，一般用（ ）调节流量。往复泵的压头与流量 （ ） 关，一般用（ ）调节流量。（ 3）层流时，圆管内的流速呈（）分布， u/u max=（）; 当温度升高时，处于层流状态的空气的阻力损失（ ）。（4）一小颗粒在空气中沉降服从斯托克斯定律，当空气温度升高时，则其沉降 速度（ ），且颗粒直径越大，沉降速度越（ ）。（ 5）降尘室的生产能力只与降尘室的（）和颗粒的（ ）有关，而与（ ）无关，因而工业上多采用（ ）降尘室。（6）工业上，沸腾传热一般控制在 （）状态下，冷凝

16、器的设计通常以 （ ）冷凝考虑。（7）离心分离某悬浮液，其切向速度为20m/s,旋转半径为0.4m,则其分离因数 为（）。（ 8）在列管式换热器中使用饱和水蒸气加热冷空气时 , 管壁的温度接近 （）侧温度.（9）为了减少辐射热损失， 可采用（ ）方法，而且材料的黑度（），散热愈少。（ 10）当管壁和污垢热阻可以忽略时， 如果当两个对流传热系数相差较大时， 要 提高K值,关键在于提高（）的口。若两侧a相差不大时，则必须将（）才能提高K值。、计算题：1 如图，一离心泵将水从贮槽抽至敞口容器中，两液面恒定且距离8m泵的吸入管线Li=20m排出管线L2=60m（以上均包括进出口及各种局部阻力），管径均

17、 为40mm摩擦系数均可取0.01，离心泵的特性曲线方程 H=22-7.2 X 105&（H m， Q m3/s ），泵的效率为 65%，试求：（ 1 ）管路的特性方程；（2）管内水的流量 m3/s ；(3)泵的轴功率.1111_2. 某悬浮液在一台过滤面积为0.4m2的板框过滤机中进行恒压过滤，2h后得滤 液35m，若滤饼不可压缩，过滤介质阻力可以忽略不计。求： 其它情况不变，过滤1.5h所得滤液量。 其它情况不变，过滤2h后用4m的水对滤饼进行横穿洗涤，需要洗涤时间为 多少小时？3. 除尘器高4m,长8m,宽6m,用于除去炉气中的灰尘。尘粒密度p s=3000kg/m3. 炉气密度

18、p =0.5kg/m3、粘度卩=0.035mPas,颗粒在气流中均匀分布。若要求完 全除去大于10mm勺尘粒，问：每小时可处理多少立方米的炉气。若要求处理量 增加一倍，可采取什么措施？参考答案：解1： (1)选贮槽液面为 兼做水平基准面。在两2P1U1:?g 2g代入已知数据1-1截面，敞口容器液面为 2_2截面，并以1-1截面 截面间列柏努力方程式：2p2u2- H f1 2H e = 8 H f 1 _29 2g-6.34 105Q280 H 2 =0.0120.042 疋 10 汉（0.785 汉 0.042 2管路的特性方程：He =8 6.34 105q2（2）管内水的流量 联立求解：He =8 6.34 105q2H =22 -7.2 105Q2Q =3.22 10m3/sH = He =14.56mH2O（3）泵的轴功率：HQ pg14.56 汉 3.22 "0"000"0N 轴0.756KW0.65 1000解2:(1)其它情况不变，过滤1.5小时所得滤液量23A = 0.4m ,円=2h = 7200s, V)= 35m 根据恒压过滤基本方程式V2二KA2r 则 K = 1.06m2/s当过滤1.5h时，所得滤液量V