化工原理样卷及答案

内蒙古科技大学2005/2006学年第2学期

《化工原理》考试试题（A卷）课程号：020203020233 考试方式：闭卷使用专业、年级：化工2003生物2003任课教师：赫文秀题号 .二三总分得分一、填空（38分）1、写出属于质量传递过程的单元操作（）、（）、（）。2、离心泵流量调节的方法是（）、（）。3、启动离心泵前（）是为了减小启动电流，以保护电机。4、局部阻力的计算方法有（）和（）。5、在静止的同一种连续流体的内部，各截面上（）与（）之和为常数。6、蒸汽的冷凝方式为（）、（）。7、当Re为已知时，流体在圆形直管内呈层流时的摩擦系数人二（），在管内呈湍流时，摩擦系数人与（）、（）有关。8、某液体在套管环隙内流动，大管规格为e56X3mm,小管规格为e30X2.5mm,液体粘度为ImPa.s.,密度为1000kg.m-3,流速为1m.s-i,则该液体在套管环隙内流动的Re=（）。9、有两种不同的固体材料，它们的导热系数第一种为人1，第二种为人2,且入1》入2,若作为换热器材料，应选用（）种；当作为保温材料时，应选用（）种。10、离心泵产生气缚现象的主要原因是（）。11、并联管路的特点是（）和（）。12、某离心泵在转速为1450r/min下测得流量为65m3/h、压头为60m,若将转速调节为1200r/min,此时泵的流量为（），压头为（）。13、牛顿冷却定律表达式为（），其中温度差代表（）。14、流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为（），邻近管壁处存在（）层，Re值越大,则该层厚度越（）。15、克希霍夫定律表明（）和（）。16、灰体的特点是（）和（）。二、选择（20分）1、离心泵的扬程是指泵给予（）液体的有效能量。A、1kg B、1NC、1m2、在阻力平方区内，摩察系数人（）。A、为常数，与£；d和Re均无关B、随Re值加大而减小C、与Re值无关，是£dd的函数D、是Re值和3d的函数3、牛顿粘性定律适用于牛顿型流体,且流体（）A、应作层流流动； B、应作湍流流动；C、应作过渡流流动； D、静止的；4、流体流动时产生阻力的原因很多，属于内在原因的是（）A、流体具有粘性（U）； B、流体的密度（P）；C、流动类型加6）； D、接触壁面的状况（£）5、关于导热系数，下列说法正确的是（）A、纯金属的导热系数一般随温度升高而升高；B、大多数非金属的导热系数随温度升高而升高；C、气体的导热系数很大；D、液体中，水的导热系数最小。6、下面哪条不是影响对流传热系数的因素（）A、流体的流动状态； B、流体的物理性质；C、传热面的形状、大小、位置；D、流体的温度；7、离心泵的轴功率N和流量Q的关系为（）A、Q增大，N增大 B、Q增大，N先增大后减小C、Q增大，N减小 D、Q增大，N先减小后增大8、水在圆管中强制对流时的对流传热系数a‘.为^OOW：’机2・℃,若将水的流量增加一倍，而且其他条件不变，则aj为（）A、2000B、1740C、1000D、5009、因此分析的目的是（）A、得到各变量间定量关系B、用无因次数群替代变量，使实验简化C、得到无因次数群间定量关系D、实验结果更可靠10、工业生产中，沸腾传热应设法保持在（）A、自然对流区 B、核状沸腾区C、膜状沸腾区 D、过渡区三、计算题（42分）1、（12分）粘度为30cP、密度为900kg/m3的液体，自开口槽A经①45mmX2.5mm管道流至开口槽B,两槽液面恒定。如本题附图所示，在水平管路上设置一个阀门，当阀门全关时，阀门前后的压强表上分别指示压强为88.3X103Pa及44.15X103Pa。将阀门调至1/4开度，流量为3.34m3/h,阀门前后管长分别为50m及20m（包括一切局部阻力的当量长度）。试求阀门开度为1/4时阀门的当量长度。摩擦系数计算式为滞流：九=6%« 光滑管湍流：九二°.316/Re0252、（8分）平壁炉的炉壁由三种材料组成，最内层是耐火砖，其厚度、=2001^,导热系数人1=1.07W/（m-℃）,中间为绝缘砖，其厚度b2=100mm,导热系数32=0.14W/（m-℃）,最外层为钢板，其b3=6mm,入3=45W/（m-℃）。若耐火砖层内表面的温度为1150c，钢板外表面温度为30℃,实际测得炉壁的热损失为300W/m2,求导热的热通量。若计算结果与实测的热损失不符，试分析原因和计算附加热阻。3、（12分）某离心泵的特性曲线可用以下方程表示H=25—2°Q2（式中H单位为m,Q单位为m3min）。若用该泵将20℃水从贮槽送到某设备，已知管路系统中位压头和静压头之和为20m,输送管路直径为。140mmX5mm，管路总长为150m（包括流动系统所有局部阻力的当量长度），流动摩察系数为定值，可取为0.02,试求离心泵运行时的流量和压头；若将调节阀关小，使工作点的流量变至60m3；%,试求关小阀门需多消耗的压头和关小阀门后的管路特性方程。4.（10分）在并流换热器中，用水冷却油，水的进出口温度分别为15℃和40℃,油的进出口温度分别为150℃和100℃。现因生产任务要求油的出口温度降至80℃,假设油和水的流量，进口温度及物性都不变，试求换热器管长增至原来的多少倍才能满足要求，假设换热器的热损失可以忽略。

化工原理试题答案一、填空1、过滤、蒸馏、吸收2、改变阀门开度、改变泵的转速3、关闭出口阀门4、当量长度法.阻力系数法5、位能、静压能6、膜状冷凝、滴状冷凝7、64ReRe"d8、2x1049、九］九210、启动前未向泵内灌满被输送液体11、Vs=Vsi+Vs2+-£hf=£hfi=£hf2…12、53.8m3/h41.1m13、Q=asAt、液体温度与壁面温度差14、速度为0层流底层薄15、同一温度下物体的吸收率和黑度在数值上是相同的物体的吸收率愈大，辐射能力愈大16、灰体的吸收率不随辐射线波长而变灰体是不透热体即A+R=1二、选择1、B2、C3、A4、A5、B6、D7、A8、B9、B 10、B3.34=0.738m3.34=0.738m/s1、解：u——冗3600x-x0.042

4「 dup 0.04x0.738x900「 dup 0.04x0.738x900Re—— —— 30x10-3=885.6(2100 属于滞流2分「64人—— Re885.664——0.07232分在A、B两槽之间列柏努利方程pu2 pgz+—+ ——gz+T+1p2 2pp=p——0PJp=p——0PJPr——入u——u——0l+leu2P(88.3-44.15)6分900le=29.66m50+20+le0.7382

x 0.0411501150-30■02~~01—0.006

++1.070.14 45Qt—t2、解：q——亍=b1b4b六+广45分=1120——1242w；m20.9015分计算结果的导热热通量大于实测的热损失，表明平壁层间接触不良，有空气层存在，产生附加热阻。设附加热阻为R,则

q=1120=300 R=2.83m2•W0.901+R8九L+L、/。、c3、解：z+PgAp+.（苗）（荀）28x0.02 150Q、=2。+TTT7X0135（60）2=20+L86纥与离心泵特性方程联立得Q=1.138m3min=68.3m3hH=22.4m4分由离心泵特性方程求得工作点下的压头H=25—2.0Q2=25—2.0x(60)2=23m在流量为60m3M时原管路所要求的压头为=21.86mH=20+1.86Q2=20+1.86（竺=21.86mTOC\o"1-5"\h\ze e 60AH=H—H=23—21.86=1.14m 4分关小阀门的管路特性方程为H=K+BQ2e e23=20+B（丝）2 B=360管路特性方程为He=20+3纥4、解:Q=WC（T-T2）=WCP（t2—4）=K.n冗dLAtQ，=WCT-T'）=WC（t，-t）=K.n冗dLAtt'h