化工原理试卷上5套

1、化工原理（上）试卷填空题（每空1分，共20分）.用管子从高位槽放水， 当管径增大一倍，则水的流量为原流量的 倍。（假定槽内高 度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变）.在管道任意截面液体质点的速度沿管径而变，管壁处的速度为 ,管中心速度.在流动系统中，若截面上液体压强、密度、流速等仅随 改变，不随 改变,称为稳定流动。.离心泵启动步骤为 ；常用 调节流量；往复泵常用 调节流量。.用离心泵向锅炉供水，若锅炉中的压力突然升高，则泵提供的流量 ，扬程。.牛顿冷却定律的表达式为 ，给热系数（或对流传热系数 ）”的单位是_。.在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温接近 流体的温度，总传热系数

2、K接近 流体的对流传热系数。.若降尘室的高度增加，则沉降时间 ，生产能力。.当微粒在介质中作自由沉降时，若颗粒沉降的Rep相同，球形度越大的微粒，介质阻力系数越.球形颗粒的球形度为 .工业上常用过滤方式有 和滤饼过滤；悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是 二.简答题（每题5分，共20分）.简述流体阻力实验测入Re曲线的基本方法和原理。.何谓离心泵的气蚀”现象，对泵的操作有何危害 ？应如何防止？.为什么工业上气体的除尘（在沉降室进行，RepV 2）常放在冷却后进行？而在悬浮液的过滤分离中,滤浆却不宜在冷却后才进行过滤？.在热传导中，管外绝热层材料包的越厚，热损失就越少，对否？为什么?三.计算题（共

3、60分） A1。（20分）如本题附图所示，槽内水位维持不变。槽底部与内径B为100mm钢管相连，管路上装有一个闸阀，阀前离管路入口端15m处安有一个指示液为汞的U96型管压差计，测压点 B与管路出口端之间距离为20m。（1）当闸阀关闭时测得 R= 600mm, h= 1500mm;当闸阀部计算题1附图分开启时,测得R= 400mm, h= 1400mm,管路摩擦系数 入取0.02,问每小时从管中流出水量为 多少。（2）当阀全开时（取闸阀全开局部阻力l/d=15,管路摩擦系数 入=0。018）,测压点B处的静压强为多少？（表压）2。（10分）用离心泵经6 57X 3.5mm的钢管， 将敞口贮槽内

4、的有机溶剂 （密度为800kg/m3,粘度 为20X 10 3 Pas）输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高度保持16m,见附图.已知钢管总长度（包括局部阻力当量长度）为25m,反应器内的压力恒定为 4 kgf/cm2 （表压） 有机溶 液输送量为6 m3/h,试确定泵提供的压头。计算题2附图. （ 10分）用降尘室精制含尘气，尘粒的最小粒径 10 dm，密度为1400 kg/m3,气体温度为25 C , 此温度下 =0.018 x 10 3Pas,密度为1。2 kg/m 3,含尘气接近常温，处理量为2m3/s,气体进入降尘室保持流速0。2m/s,若6fek室宽2.5m,长5m,计

5、算降尘室的总高度、层数及每层高度？4。（20分）一单壳程单管程列管换热器 ，由多根6 25X2.5mm的钢管组成管束，管程走某有机溶 液，流速为0.5 ms-1,流量为每小时15吨，比热为1。76kJkg1 K-1,密度为858 kg m-3,温度由20c加热至 50 Co壳程为130c的饱和水蒸汽冷凝。管程、壳程的对流传热系数分别为700W m-2 K-1和10000W m 2 K 10钢导热系数为 45 W m 1 K-1,求：（1）总传热系数；（2）管子根 数及管长。化工原理（上）试卷二一.填空题（共20分，每空1分）. 边界层的定义是 。边界层按其中的流型 可分为 和。.流体机械能衡算

6、式如衡算基准以J/kg表示，则该方程可表示为,若用 N/m2 （Nm/m3）表示则可表示为 。（无外加机械能）.毕托管用于测量管道中流体的,而孔板流量计则用于测量管道中流体的. 离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：Q = 0.05m3/s时，H= 20m ;管路特性为Qe= 0005m3/s时，He = 18m，则在该流量下，消耗在调节阀门上的扬程值为 m。.两厚度相同但导热系数不同的双层平壁稳定热传导过程，已知两层温度差t1t2,则97通过两层传热量。.对于通风机，习惯上将压头表示成 ，其国际制 单位为,所以风机的压头称为 。.在滤饼过滤中真正有效的过滤介质是,深层过滤中固体颗粒沉积.压

7、强有绝对压强、表压强和真空度三种表示方式，其中绝对压强是以 基准测得的压强，表压或真空度则是以 为基准测得的压强。.板框过滤机过滤面积为0.3m2,在表压150 kPa恒压下过滤某种悬浮液。5h后得滤液100m3,过滤介质阻力可忽略。如过滤面积加倍其它情况不变可得滤液 ;若过滤 5h后再用8m3与滤液性质相近的水洗涤滤饼，需洗涤时间 ;当表压加倍，滤饼压 缩指数为0。4时,5h后得滤液 .用常压水蒸气冷凝来加热空气，空气平均温度为20 C,则壁温约为 .二。问答题（每题5分，共20分）.如图，有一敞口高位槽，由管线与密闭的低位水槽相连接，在什么条件下，水由高位槽向 低位槽流动？为什么？问答题1

8、附图.什么是汽蚀现象？汽蚀现象对泵有那些危害？.用一板框压滤机恒压过滤某悬浮液，若滤浆的固含量降低（假设比阻不变），则滤饼充满滤框所需时间将如何变化（滤饼阻力可以忽略）？试分析之。.传热过程中冷热流体有几种接触方式？分别举一实习见过的或你熟悉的换热设备。三.计算题 （60分）1。（10分）水在下图管道中流动， dA=50mm, dB=100mm,从A流向B的扩大阻力为 ua2/2,从 B流向A的缩小阻力为 工2 ua2/2,可取 工1=0。56,工2=0。42。压差计指示液为汞。当水由 A流向 B,已知Ri=0o 055m,求水流量。若维持此水流量不变 ，水由B流向A,则R2等于多少？计算题1

9、附图（20分）如图的输水系统.已知管内径d=50mm,在阀门全开时输送系统的2（L+Le） =50m,摩擦系数可取入=0.03,泵的特性曲线在流量为 6m3/h至15m3/h范围内可用下式描述：H=18.92-0。82Q 0.8, 此处H为泵的扬程 m, Q为泵的流量（m3/h）,问：如要求流量为 10m3/h,单位质量的水所需外 加功为多少？单位重量的水所需外加功为多少？此泵能否完成任务？如要求输送量减至8m3/h（通过关小阀门来达到），泵的轴功率减少百分之几？（设泵的效率变化忽略不计）计算题2附图（ 10分）在底面积 A = 40m2的除尘室内回收含尘气体中的球形固体颗粒。含尘气体流量为9

10、83600m3/h（操作条件下体积），气体密度p=1.06kg/m3,黏度w=0.02cP,尘粒密度p s= 3000kg/m 3.试计 算理论上能完全除去的最小颗粒直径。（20分）100c的水蒸气在管壳式换热器的管外冷凝，冷凝潜热为2258。4kJ/kg，总传热系数为2039W/（m2?C）,传热面积为12。75m2, 15c的冷却水以2.25X 105kg/h的流量流进管内，水的比热 为4.187kJ/ （kg?C）,求冷水的出口温度和水蒸气冷凝量。化工原理（上）试卷三一。 填空题（19分）流体在等径管中作稳定流动，流体流动时产生阻力的根本原因是 ,流体的流速沿管长.流体在圆形管道中作层流

11、流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的 倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的 倍。水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，水的流量将 ,摩擦系数 ,管道总阻力损失 。若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头 ,流量 ,效率,轴功率。某有机溶液在长为 L、直径为 108x 10mm的钢管中强制湍流 淇=310W/（m2?）,若体积流量不变，改用152 x 10mm的钢管代替原钢管，流动仍为湍流（两种情况下L / d均大于60）,此时 =W/ （ m2?K）。在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温接近 流体的温度，总传

12、热系数K接近 流体的对流给热系数。厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良女已知b1b2b3,导热系数 出尬为。在稳定传热过程中，各层的热阻R1 R2 R3,各层导热速率Q1 Q2 Q3o某板框压滤机的框的尺寸为：长X宽X厚=810X810X25 mm,若该机有10块框，其过滤面积约为 m2。为了提高降尘室的生产能力，可采取 措施。一降尘室长8m,中间装有14块隔板，板间距为 0。1m。最小颗粒沉降速度为 0。02 m/s,欲将 最小直径的颗粒全部沉降下来，则含尘气体的最大流速不能超过 m/s。二。选择题（16分）.图中所表示R值的大小反映。A。 A、B两截面间压差值Bo A B截面间流动阻

13、力损失C. A、B两截面间动压头变化D.突然扩大或突然缩小流动损失选择题1附图99 TOC o 1-5 h z 2。流体在管内流动时，层流底层的厚度随流速的增加而（）.Ao 变小B.变大C.不变3。水在一等径的垂直管内作稳定连续流动，其流速（）。A.会越流越快B.会越流越慢C.不变.离心泵常用（）调节流量，往复泵常用（）调节流量.A.出口阀B.进口阀Co旁路阀.工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（）。Ao增加热阻，减少热量损失；B.节约钢材、增强美观；C.增加传热面积，提高传热效果.对一台正在工作的列管式换热器，已知oi= 116 W?mT2K1, 2= 11600 W?2米1,要提高

14、总传热系数K,最简单有效的途径是（）。A.设法增大a1；Bo设法增大 党C.同时增大0C1和027。旋风分离器的分离因数a愈大，表明它的分离能力愈（）。Ao 差；Bo 强；C.低三.问答题（10分）.为什么工业上气体的除尘（在沉降室中进行，Ret2）常放在冷却之后进行？而在悬浮液的过滤分离中，滤浆却不宜在冷却后才进行过滤？.当间壁两侧流体作稳定变温传热时，工程上为何常采用逆流操作？四。计算题（55分）（20分）如本题附图所示，高位槽内水位维持不变。槽底部与内径为100mm钢管相连，管路上装有一个闸阀，阀前离管路入口端15m处安有一个指示液为汞的U型管压强计，测压点与管路出口端之间距离为 20m

15、。（汞的密度为13。6 103 kg/m3,高位槽上端和管出口均与大气相通）（1）当闸阀关闭时测得 R= 600mm , h= 1500mm；当闸阀部分开启时，测得R= 400mm , h =1400mm,管路摩擦系数取 0.02,入口处局部阻力系数取 0。5,问每小时从管中流出水量为多 少m3。（2）当闸阀全开时（闸阀全开时，闸阀的le/d=15，入= 0.0 18）,测压点处的静压强为多少（表压）。计算题1附图（10分）某液体由一敝口贮槽经泵送至精微塔A,管道入塔处与贮槽液面间的垂直距离为12m,泵吸入管路压力损失为 1（m液柱），吸入管径为6 114X4 mm。液体流经换热器 B的压力损

16、 失为29430 Pa,精储塔压强为1kgf?cm-2（表），排出管路为6114X4 mm的钢管，管长为120m （包括局部阻力的当量长度 ，流速为1.5m?-1,密度为960kg/m3,摩擦系数为0.03,其它物性100均与水极为接近。（1）试通过计算，选择下列较合适的离心泵。（2）泵与贮槽液面间的最大垂直距离不能超过多少米？（已知Hs/=6o 67m）表1几种离心泵的特性参数QH刀m3。h 1m%2B192216663B57A5037。5644B91909168计算题2附图（10分）一小型板框压滤机有框 10块，长宽各为0。2m,在1.96X 105Pa（表压）下作恒压过滤。共2小时滤框充

17、满共得滤液160L,每次洗涤与装卸时间为1h,若介质阻力可忽略不计，求 ：（1）过滤常数K和洗涤液流量（m3/h）。（2）若表压增加一倍，其它条件不变，同样过滤到滤饼刚充满滤框为止，计算此时过滤机的生产 能力？设滤饼不可压缩。4。（15分）用一传热面积为3m2由6 25x 2.5mm的管子组成的单程列管式换热器，用初温为10c的水将机油由 200c冷去口至100C,水走管程，油走壳程。已知水和机油的质量流量分别为 1000kg/h和1200kg/h,其比热分另”为 4.18kJ/kg-1?C1和2。 0kJ?g-1? 0, N0(c) Qe0, Nv06。离心泵最常用的调节方法是 ()(a).

18、改变吸入管路中阀门开度；(b).改变压出管路中阀门的开度；(c)安置回流支路，改变循环量的大小；(d)。车削离心泵的叶轮7。间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻()。(a)成正比 (b)成反比(c) 没关系.简答题(共16分，每题4分).为什么安装离心泵时要控制其安装高度？102.提高传热系数时，为什么要着重提高给热系数小的这一侧？.简述恒压过滤常数 K、qe、e e如何测定。.解释3B33型泵的含义？.计算题（共50分）1。（14分）用泵将密度为1100kg/m3的某液体从敞口储槽送至表压为1kgf/cm2的塔中，储槽液面恒定，其与输送管出口端的垂直距离为20m,输送管路采用 108 x

19、 4mm的钢管，管长30m,管路上有吸滤底阀1个（阀=7）, 90o标准弯头2个（弯=0。75）,全开闸阀1个（闸阀=0。17）,管路 摩擦系数=0.02,问当输送量为43m3/h时泵所提供的有效功率为多少kW?2. （8分）有一台离心泵，允许吸上真空高度 Hs=6.5m,将贮液池的液体（液体比重为 1。4,其粘度 与水相似）抽送至高位槽，要求输送量为29。4吨/小时。已知吸入管路的压头损失为 1.5m,吸入管管内径为100mm,问离心泵的安装高度为多少？（外界大气压P=10mH 2O）3。（14分）用降尘室精制含尘气，尘粒的最小粒径10mm,密度为1400 kg/m3,气体温度为25C,此温

20、度下 =0。018mN s- m-2,密度为1。2 kg/m3,含尘气接近常温，处理量为2m3/s,气体进入降 尘室保持流速0。2m/s,若降尘室宽2.5m,长5m,计算降尘室的总高度、层数及每层高度？4。（14分）在一个中180 x 10mm的套管换热器中，热水流量为3500kg/h ,需从100c冷却到60 C, 冷水入口温度为20C,出口为30 C,内管外表面总传热系数 K=2326W/m 2?K,冷却水走内管， 忽略热损失。试求：（1）冷却水用量；（2）逆流时管长.Cp水=4.18kJ/kg?Ko化工原理（上）试卷五一.填空题（每空1分，共20分）.间壁二侧液体的传热过程M相差大（M?

21、或），K值总是接近 那侧的值。. 牛顿粘性定律的表达式为 。.单层园筒壁热阻的表达式为 ,用SI制表示的单位是 o.如果流体的流量不变，而圆形直管的内径减少二分之一，且管径减少前后流体均保持层流，则因直管阻力引起的压降损失为原来的 倍.若管径减少前后流体均在阻力平方区流动，则因直管阻力引起的压降损失为原来的 倍。. P/ （ p g）的物理意义是表示流动系统某截面处单位 流体所具有的静压能，称为 O.某换热器，用工业冷却水逆流冷却油。热油进口条件（T1,Wh）不变，而在夏季冷却水入口温度t1升高，若要保证热油出口温度T2不变，则可采用冷却水流量Wc的方法，结果使103K, Atm,Q 。（减小、增大、不变 ）.列管换热器的管程设计成多程是为了 ；在壳程设置折流挡板是为 了。.离心分离因数 K指。为了提高旋风分离器的 分离效率，通常使旋风分离器的 增加，而将它的 减少。.若降尘室的高度增加，则沉降时间 ,气流速度 ,生产能力 。（减小、增 大、不变）二。简答题（每题5分，共25分）.层流与湍流的本质区别是什么？.如附图1所示管路，试问：B阀不动（半开着），A阀由全开逐渐关小，则hi,h2, （hih2）如何变化？说明原因。