2023年第一学期化工09级化工原理(上)试卷A答案

Ａ卷Ａ卷2023—2023《化工原理〔上》试卷答案专业班级化学工程与工艺09级 姓 名学 号阅卷人开课系室 化学工程系考试日期 2023年1月10日阅卷人题号一二三四五总分得分第页第页2一、填空选择题〔130〕mmHg，设备上真空表的读数是120mmHg，设备内确实定压强为 84 kPa，表压强为 -16 kPa。2158mm90mm2/s则最大流速不能超过

_1.14__m/s。供水管路管内径一样假定系统为稳定流淌，现将阀门由全开变为半开，则压力表读数PA 增大 ，PB 减小 。134、泵的扬程的单位是 米(或J/N) ，其物理意义是 位重量液体所供给的有效能量 。5、内径为27mm的自来水管，其设计输水力量宜为_ B A)0.2m3/h； B)2m3/h； C)20m3/h； D)200m3/h6、推导过滤根本方程式的一个最根本依据是_ C 。A)滤液通过滤饼时呈湍流流淌；B)假定滤渣大小均一；C)滤液通过滤饼时呈层流流淌；D)假设过滤介质的阻力可无视不计7某降尘室高宽长用于矿石焙烧炉的炉气除尘矿尘密度为4500其外形近于圆球，操作条件下气体流量为25000m3/h，气体密度为0.6kg/m3，黏度为3×10-5Pa·s。则理论上能除去矿尘颗粒的最小直径为_ _91.3_ _μｍ。8用一回转真空过滤机过滤某悬浮液介质阻力可无视不计假设因故滤浆的浓度下降，致使滤饼体积与所获滤液体积之比变为原来的80〔设滤饼比阻不变，现假设保持其余操作条件不变则过滤机的生产力量〔以每小时的滤液计为原来的 1.118 滤饼厚度为原来的 0.9 倍。9、在固体流态化操作中，增大流体的流速，则单位高度流化床层的压降 降低 膨胀比 增大 。聚式流化床操作是否正常可以通过床层压降的变化来进展推断。当发生节涌时，床层压降 波动猛烈 ；发生沟流时，床层压降 比正常值偏小 。11120℃关系为R1=R2+R3 。12、对流传热系数不属于〔属于，不属于〕流体本身的一种物理性质，提高管内值的有效方法是增大流体的流速值的有效方法是增流体的扰动程度。30℃489054℃，则传热效率为0.6，热容量比为0.5。14、有一套管换热器，长为Lm，管间用饱和水蒸气作加热剂。肯定流量下且做湍流流淌的空气由内管流过，温度可升至指定温度。现将空气流量增加一倍，要使空气出口温度仍保持原指定温度，则套管换热器的长度应为原来的1.15倍。15、依据热补偿方式不同，列管式换热器可分为三种，其热补偿方式分别为波形胀节、浮头和U型管。底面对其余5面的角系数为1，其余5面对底面的角系数为 0.2。17、冬天，隔着玻璃晒太阳感觉更温存的缘由是由于玻璃可以透过太阳光中的可见光而室内物体的热辐射(主要是红外线)大局部会被玻璃挡住。墙壁度夏天高、冬天低，所以冬天辐射多。二、简答题〔20〕1〔7〕试验题：试设计一套装置测定离心泵的标准特性曲线。要求画出装置示意、写出试验原理、试验留意事项和简洁数据处理过程。答：示意图：HZ出

Z 入

P P出 入gHQgN e 1000

HQ102eNeN留意事项：数据点分布〔0流量点频器换算；温度确定物性，对轴功率进展换算。2〔3〕假设滤饼不行压缩，试绘图定性分析表示恒压过滤操作时的p~、K~和q~的关系。p~关系为一水2p1sK

r”C

可知，当滤饼不行压缩、恒压过滤时，KK~关系为一水平线。K、qeq~关系为抛物线。3〔5〕简要表达传热试验中以饱和水蒸汽为热介质，测定管内空气对流传热系数的根本原理。答：根本原理：QmC t tK A ti p 2 1 O O mAOKo。饱和水蒸汽和空气进展换热，属于掌握性热阻问题，掌握性热阻在空气侧，故有K ，Ko数值即为空气的对流传热系数。O i4〔5分〕承受罗伯-伊万斯方法进展辐射室传热计算时的主要假定有哪些？写出计算所用主要方程的名称。答：假定内容：①烟气在炉膛内的有效辐射温度Tg

等于烟气离开辐射室温度Tg

(烟气在炉膛内充热面；50℃；一全反射面；主要方程：传热速率方程和热平衡方程。三、〔15〕2800kg/m3的油品。油罐上方0.2kgf/cm〔表φ57×3.5mm管路总长〔包括全部当量长度〕为360m，摩擦系数λ=0.03，可视为常数，管路中有R=20mm，泵的特性曲线方程为：=30-2.202×1062〔式中：H为扬程，m；Q为流量，m3/s。试求：①列出管路特性曲线方程；〔m3/s〕〔m；③计算管路中截止阀的局部阻力系数ζ。2计算题三附图解：12uu2 p 2 puz 1 1Hez 2 2 h /g1 2g g 2 2g g f

z〕 p

〔lle)u222 1 g2

d 2g8

0.29.81049.8800

0.03

360 Q20.05 10.52.86106Q2

( 4

2)29.8与管路特性曲线联立求解得： Q=1.9625×10-3m3/s H=21.52m③流速u=0.0019625 =1.0m/s/40.052gRu22

gR2u2

9.80.02212

0.392〔15〕650mm0.1MPa、20℃下分别某水悬浮液。10m3/h3%〔质量分率，固相密度为2930kg/m3，每m31503kgK=0.6m2/h，过滤介质阻力可无视不计。过滤终了用20℃清水进展横穿洗涤，洗涤水量为滤液量的10%。卸30min。V，m3；②完成生产任务至少要配置滤框的数目；C〔1m3滤液体积为基准进展计算；④滤框的厚度应为多少，mm。解：①到达最大生产力量时有：D

W由Q V V 10

V10m3 2 60W D Dn，由于

V2 ，KA2

8VVWKA2

KA2

0.8到达最大生产力量时有： 30min1.816.67minD代入方程：V2KA2102

0.660

(20.650.65n)2

16.67n28.98n=29，才能完成指定的生产任务。C1m3滤液体积为基准，可列方程悬浮液的固相质量悬浮液总质量

饼中的固相质量饼中固相质量 饼中液相质量 滤液质量

3%即： C1503 C1503

0.03C0.0208m3

/m3C1503C 100011000 2930 ④滤饼的体积：CV 0.0208100.208m3框厚： 0.208 17mm0.650.6529〔20〕330m3/h10％NaOH20℃预热至60℃，溶液走管程，然后参加压强为19.62kPa〔表压〕的反响器内。加热介质为127℃Ф76×3mm全部局部阻力的当量长度之和为200m〔不包括的换热器阻力。摩擦阻力系数可取为0.02。该车间库存一台两管程列管换热器，其规格为：列管尺寸：Ф25×2mm 长度：3m 操作条件下，NaOH水溶液的物性常数为：密度ρ=1100kg/m3， 比热Cp=3.77kJ/(kg·℃)， 黏度μ=1.5cP。1×104W/(m2·℃)，0.0003m2·℃/W，无视管内污垢热阻、管壁热阻和热损失。α试求：①管内溶液的对流传热系数，W/(m2·℃)；αiK，W/(m2·℃)；o③校核库存换热器能否满足传热任务；④假设离心泵的特性曲线方程为：H=41.17-0.007Q2，Hm，Q的单位多少？〔流体物性可视为不变〕解：①由题意有：u

V

3计算题五附图30/36000.669m/s1 d2n i2

1

0.0212Re

4dui

2 40.0210.66911001.5103

1.03104＞104C 3.771.5Pr p

0.58

9.75l/di3/0.021142.8＞100 0.023i

Re0.8Pr0.4di0.0230.580.021

1.031040.89.750.42567.4W/m2K1OKO③

1 R O

dodi

KO

1156.4W/

m2KQ K实际 o

Ato

K ndlo o

tt1 2tln 1t21156.4720.02532566.4kW

1272012760107ln67Q mCpt t需要 2 13011003.776020/36001382.3kW故能够满足换热任务。④H 41.170.007Q241.170.00730234.87me碱液管内的流速u30/3600

2.1〔m/s)依据H gp e 2

0.0724g(Z Z)2 1

lu2pd 2 p

，代入数据34.8711009.80719.62103

11009.807(61)0.02

20011002.1620.07 2

pfpf

155975(Pa)由Q