化工原理试题及答案

1、中南大学考试试卷(A)2013 2014 学年 2 学期 时间110分钟 化工原理 课程 48 学时 3 学分 考试形式: 闭 卷 专业年级:化工制药应化11级总分100分，占总评成绩 70 %一、 选择填空(35分)1(2分) 某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ， 当地大气压为101kPa， 则泵入口处的绝对压强为(   )  A. 74.3kPa;    B. 101kPa;    C. 127.6kPa2(2分) 水在

2、圆形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的(    )         A. 1/4;          B. 1/2;           C. 2倍3(4分) 当地大气压为750mmHg时， 测得某体系的表压为100m

3、mHg，则该体系的绝对压强为 Pa， 真空度为 Pa4(2分) 一球形石英颗粒，分别在空气与水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将       ，在空气中的沉降速度将        5(5分) 套管由57×2.5mm与25×2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于 ，润湿周边等于 ，当量直径等于 6(2分) 板框压滤机中，最终的过滤速率是洗涤速率的( ) A.一倍 B.一半 C.四倍 D.四分之一7(4分)

4、冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90oC，出口温度为50oC，冷水进口温度为15oC，出口温度为53oC，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的(    )A5%;      B6%;      C7%;      D8%;8(2分) 为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是( )A表面光滑，颜色较浅; B表面粗糙，颜色较深;C表

5、面粗糙，颜色较浅; D表面光滑，颜色较深;9(4分) 黑体的表面温度从300升至600，其辐射能力增大到原来的      倍10(1分) 采用多效蒸发的目的是为了提高(    ) A. 完成液的浓度;  B. 加热蒸汽经济程度; C. 生产能力11、 (1分) 多效蒸发中，蒸汽消耗量的减少是通过增加(     )而换取的   A. 传热面积;  &

6、#160; B. 加热蒸汽压力;    C. 传热系数12 (1分) (    )加料的多效蒸发流程的缺点是料液粘度沿流动方向逐效增大，致使后效的传热系数降低 A. 并流;       B. 逆流;       C. 平流13(1分) 离心泵的调节阀 ( ) ， A.只能安在进口管路; B.只能安在出口管路上

7、; C.安装在进口管路与出口管路上均可; D.只能安在旁路上14(1分) 泵的工作点( ) A 由泵铭牌上的流量与扬程所决定; B 即泵的最大效率所对应的点;C 由泵的特性曲线所决定; D 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点15(3分) 在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4 m， 切向速度为15 m/s当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数Kc为 二(20分) 用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部，槽内水位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所示管路的直径均为76×2.5 mm在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66×103 Pa；水流经吸入管与排出

8、管(不包括喷头)单位质量流体的能量损失可分别按hf1=2u2 与 hf2=10u2计算由于管径不变，故式中u为吸入或排出管的流速m/s排水管与喷头处的压强为98.07×103 Pa(表压)求泵的有效功率(水的密度取为1000 kg/m3)三(10分) 某板框压滤机共有10个框，框空长宽各为500mm，在一定压力下恒压过滤30min 后，获得滤液5m3 ，假设滤布阻力可以忽略不计试求： (1)过滤常数K; (2)如果再过滤30min，还能获得多少m3 滤液? 四(10分) 用离心泵输送水，已知所用泵的特性曲线方程为：He=36-0.02V2当阀全开时的管路

9、特性曲线方程：He=12+0.06V2（两式中HeHem，Vm3/h）问：要求流量12m3/h，此泵能否使用?若靠关小阀的方法满足上述流量要求，求出因关小阀而消耗的轴功率已知该流量时泵的效率为0.65五(15分) 设计一燃烧炉，拟用三层砖，即耐火砖绝热砖与普通砖耐火砖与普通砖的厚度为0.5m与0.25m三种砖的热传导系数分别为1.02 W/(m·)0.14 W/(m·)与0.92 W/(m·)，已知耐火砖内侧温度为1000，外壁温度为35试问绝热砖厚度至少为多少才能保证绝热砖温度不超过940、普通砖不超过138？六(10分) 在一单效蒸发装置中将某原料液进行浓缩，

10、完成液的浓度为28%(质量%)，操作条件下沸点为98为了减少生蒸汽的消耗量，用二次蒸汽四分之一的冷凝潜热把原料液从20预热至 70原料液的流量为 1000 kg/h二次蒸汽的温度为 90相应的冷凝潜热为2283kJ/kg原料液的比热为3.8kJ/kg忽略热损失 试求：（1）溶液的沸点升高; （2）原料液的浓度x0中南大学考试试卷（A）2013 - 2014 学年 2 学期 时间110分钟 化工原理 课程 48 学时 3 学分 考试形式： 闭 卷 专业年级：化工、制药、应化11级总分100分，占总评成绩 70 %二、 选择填空（35分）1、（2分）某离心泵入口处真空表的读数为 200m

11、mHg ， 当地大气压为101kPa, 则泵入口处的绝对压强为（   ）。  A A. 74.3kPa；    B. 101kPa；    C. 127.6kPa。2、（2分）水在园形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的（    ）。   A       A. 1/4；

12、          B. 1/2；           C. 2倍。3、（4分）当地大气压为750mmHg时, 测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为_113404_Pa, 真空度为_ -13340_Pa。4、（2分）一球形石英颗粒，分别在空气与水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将    

13、;   ，在空气中的沉降速度将      。答案(增大，下降)5、（5分）套管由57×2.5mm与25×2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于1633mm2，润湿周边等于242mm，当量直径等于27mm 6、（2分）板框压滤机中，最终的过滤速率是洗涤速率的（ ）。C(A)一倍 (B)一半 (C)四倍 (D)四分之一7、（4分）冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90°C，出口温度为50°C，冷水进口温度为15°C，出口温度为53°C，冷

14、热水的流量相同，且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的（    ）。A、5%；      B、6%；      C、7%；      D、8%；答案：A8、（2分）为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是（）、表面光滑，颜色较浅；、表面粗糙，颜色较深；、表面粗糙，颜色较浅；、表面光颜色较深，； 9、（4分）黑体的表面温度从300升至600，其辐射能力增大到

15、原来的       倍.                                答案: 5.39    斯蒂芬-波尔兹曼定律表明黑体的辐射能力与绝对温度的4次方成

16、正比,  而非摄氏温度,即=5.3910、（1分）采用多效蒸发的目的是为了提高（  B  ）。    A. 完成液的浓度；  B. 加热蒸汽经济程度； C. 生产能力11 （1分）多效蒸发中，蒸汽消耗量的减少是用增加（    ）换取的。 A  A. 传热面积；    B. 加热蒸汽压力；  

17、;  C. 传热系数12、 （1分）（    ）加料的多效蒸发流程的缺点是料液粘度沿流动方向逐效增大，致使后效的传热系数降低。 A A. 并流；       B. 逆流；       C. 平流13、（1分）离心泵的调节阀 ( ) 答 (1) B, （）只能安在进口管路上 ； （）只能安在出口管路上 （）安装在进口管路与出口管路

18、上均可 ； （）只能安在旁路上 14、（1分）泵的工作点（）。DA 由泵铭牌上的流量与扬程所决定；B 即泵的最大效率所对应的点；C 由泵的特性曲线所决定；D 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点。15、（3分）在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4 m, 切向速度为15 m/s。当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数 为 。57 二、（20分）用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部，槽内水位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为76×2.5 mm。在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66×103 Pa；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的

19、能量损失可分别按 与 计算。由于管径不变，故式中u为吸入或排出管的流速m/s。排水管与喷头处的压强为98.07×103 Pa（表压）。求泵的有效功率。（水的密度取为1000 kg/m3）解：（1）水在管内的流速与流量。    设储槽水面为上游截面1-1，真空表连接处为下游截面2-2，并以截面1-1为基准水平面。在两截面间列柏努利方程。  式中：Z1 =0，Z2 =1.5 m，p1=0表压），p2=-24.66×103Pa（表压），  u1

20、0;0，     将上列数值代入柏努利方程式，解得水在管内的流速    m/s水的流量 =  ws = uA= kg/s     （2）泵的有效功率    设储槽水面为上游截面1-1，排水管与喷头连接处为下游截面2-2，仍以截面1-1为基准水平面。在两截面间列柏努利方程。  式中  Z1 = 0，Z2 = 14 m，u

21、1 0，u2 = 2 m/s，p1 = 0（表压）          p2 =98.07×103 Pa（表压），     将上列数值代入柏努利方程式，解得 J/kg 泵的有效功率  Ne = we·ws = 285.41×7.92 =2260 J/s三、（10分） 某板框压滤机共有10个框，框空长、宽各为500mm，在一定压力下恒压过滤30min 后，获得滤液m3 ，假设滤布阻力可以忽略不计。试求： （）求过滤常数； （）如果再过滤min，还能获得多少m3 滤液？ 答文（） 过滤面积××× m2 （） 过滤获得的滤液量m3 四、（10分）用离心泵输送水，已知所用泵的特性曲线方程为：。当阀全开时的管路特性曲线方程：（两式中He、Hem，Vm3/h）。问：要求流量12m3/h，此泵能否使用？若靠关小阀的方法满足上述流量要求，求出因关小阀而消耗的轴功率。已知该流量时泵的效率为0.6