化工原理考试资料

化工原理考试资料淮海工学院12-13学年第2学期化工原理A（一）复习参考一、单项选择题离心泵在叶轮直径为40cm时的轴功率为40Kw现在切割叶轮直径至20cm，此时的轴功率为（A）A:5KwB:10KwC:20KwD:40Kw离心泵在叶轮直径为40cm时的流量为40m3/h,现在切割叶轮直径至20cm，此时的流量为（B）A：10m3/hB:20m3/hC:40m3/hD:80m3/h离心泵在叶轮直径为40cm时的扬程为40m，现在切割叶轮直径至20cm，此时的扬程为（A））A:10m3/hB:20m3/hC:40m3/hD:80m3/h在泵的分类中，齿轮泵属于（B）A:离心泵B:旋转泵C:往复泵在泵的分类中，计量泵属于（C）A:离心泵B:旋转泵C:往复泵在泵的分类中，隔膜属于（C）A:离心泵B:旋转泵C:往复泵在泵的分类中，螺杆泵属于（B）A:离心泵B:旋转泵C:往复泵气体输送设备中，终压在1-3个压力（表压）的机械是（B）A:通风机B:鼓风机C:压缩机D:真空泵气体输送设备中，终压在0-1个压力(表压)的机械是(A)A:通风机B:鼓风机C:压缩机D:真空泵气体输送设备中，终压在小于1个压力(表压)的机械是(D)A:通风机B:鼓风机C:压缩机D:真空泵气体输送设备电压缩比大于4的机械是(C)A:通风机B:鼓风机C:压缩机D:真空泵42.固液分离设备中，分离速度最快的操作是(B)A:重力沉降B:离心分离C:板框压滤D旋风分离流体的特性对对流传热系数a有一定影响，采取什么措施能使a增大(B)A:降低导热系数B:降低粘度C:减小热容量pCpD:减小体积膨胀系数g流体的特性对对流传热系数a有一定影响，采取什么措施能使a增大(A)A:增大导热系数B:增大粘度C:减小热容量pCpD:减小体积膨胀系数g62、燃烧炉墙壁由两种材料构成，已知，t1=1000°C,t3=100°C,b1=2b2，导热系数入1=0.5入2;则t2=(B)°C(a)360(b)280t1t2t3(c)200(d)380入1入2blb272.列管换热器中，需设置温度补偿装置的是（A）式换热器A:固定管板B:浮头C:U型管D：填料函二、简述题简述离心泵的气蚀现象及产生的危害当叶片入口附近液体的静压力等于或低于输送温度下液体的饱和蒸汽压时，液体将在该处部分气化，产生气泡。含气泡的液体进入叶轮高压区后，气泡就急剧凝结或破裂。因气泡的消失产生局部真空，此时周围的液体以极高速度流向原气泡占据的空间，产生了极大的局部冲击压力，在这种冲击力的反复作用下，导致泵壳和叶轮被损坏，这种现象称为气蚀①离心泵性能下降，泵的流量、压头和效率均降低。②产生噪声和震动，影响离心泵的正常运行和工作环境③泵壳和叶轮的材料遭受损坏，降低了泵的使用寿命2.离心泵的主要部件及作用叶轮——将电动机的机械能传给液体使液体的静压能和动能都有所提高泵壳——汇集液体，作导出液体的通道。使液体的能量发生转换，一部分动能转变为静压能轴封装置——防止泵壳内高压液体沿轴漏出或外界空气吸入泵的低压区3.画出离心泵的特性曲线图，并说明随流量变化的关系.H~Q离心泵的压头普遍是随流量的增大而下降N~Q离心泵的轴功率随流量的增加而上升n~Q：流量为零时，效率也为零；流量增大效率随之增大，并达到一个最大值，以后流量再增，效率便下降4.分别采取下列措施,试分析转筒过滤机的生产能力将是原来的到时倍.滤布阻力可忽略.（1）转筒尺寸按比例增大50%;（2）转筒浸没度增大50%；（3）操作真空度增大50%;（4）转速增大50%;（5）粘度减小50%5.如图所示为同一管路四种不同安装方位，管路内A、B两点安装水银压差计。若管内水流速相同，流向如图所示，则（1）比较Rl、R2、R3、R4的大小；（2）试以大小为序，列出四种情况A、B两点的压差。（8分）6列举强化对流传热的方法。设法减薄层流底层的热阻例如增加流体的湍动程度以减薄层流底层的厚度提高平均温差、改变传热方式、增加传热面积和提高传热系数三、填空题旋风分离器一般用来分离气固非均相物系；旋液分离器一般用来分离液固悬浮_物系。对流传热的热阻主要集中在层流底层中，因此减薄层流底层热阻是强化对流传热的主要途径。15工业上的过滤操作分为饼层过滤和床深过滤两大类。16.板框压滤机的洗涤速率是过滤终了速率的1/4倍，叶滤机的洗涤速率是过滤终了速率的1倍。设备上真空表的读数为13KPa，当地大气压为750.2mmHg，则设备内的绝压二87KPa，表压强二-13KPa。密度为1930Kg/m3、、粘度为32x10-3Pa..s的硫酸在长100m,|内径为50mm的铅管内以0.6m/s流速流过，摩擦因数入二0.035。湍流与层流的本质区别是前者流体质点在沿管轴向前运动运动的同时，还有径向运动。铜板厚500mm，两侧温度维持在500^与4501，已知入铜=374W/m-K,则通过铜板单位面积的传热量为242000O35.离心泵的特性曲线有H-Q曲线、N-Q曲线、n-Q曲线。管子在管板上的排列方法有正三角形、转角正三角形、正方形。转角正方形常用的列管换热器形式是固定管板式、U型管式换热器、浮头式换热57.液体流动时，流体间的内摩擦力随速度梯度增大而（增大），随液体温度升高而（减小）（填增大，减小，不变）62.过滤过程中（介质）阻力不变,（）阻力增大.76.板框过滤机处理某悬浮液，已知过滤终了时的过滤速率为0.04m3/s，现采用横穿洗涤法洗涤10min，洗涤时操作压力与过滤终了时相同，洗水和滤液为相同温度的水，则洗涤速率为0.01m3/s，所消耗的洗水体积为6m3。81.流动的流体通过温度与其不同的固体壁面时的传热过程称为对流传热其中在靠近壁面的层流底层的传热方式为热传导，在湍流主体中的传热方式为热对流86以小型板框压滤机对某悬浮液进行恒压过滤试验，过滤压强差分别为Ap1和△p2,且Ap1=2Ap2,s=0。若滤布阻力不变，则K1=2K2,e1=1/2e2。四、计算题将一敞口贮槽中的溶液用泵输送到另一敞口高位槽中，两槽之间的垂直距离为18m，输送管路的规格为卬108x4mm，溶液在管内的平均流速为1.3m/s，管路摩擦系数取入二0.02，管路总长为140m（包括全部局部阻力的当量长度），试求：（1）溶液在管内的流型。（2）泵的轴功率（？=60%）（计算时，取溶液密度为1500kg/m3,粘度为1.5cP）。Re=1.3*10人5湍流5.108kw在一管路系统中，用一台离心泵将密度为1000kg/m3的清水从敞口地面水池输送到高位密封贮槽（表压为1kgf/cm2），两端液面的位差Az=10m，管路总长L=50m（包括所有局部阻力的当量长度），管内径均为40mm，摩擦系数入二0.02。试求：（1）该管路的特性曲线方程；（4分）（2）若离心泵的特性曲线方程为H=40-200Q2（H为压头，m;Q为流量，m3/min），则该管路的输送量为多少m3/min?扬程为多少m?若此时泵的效率为0.6，泵的轴功率为多少W?（6分）3—板框过滤机，恒压下过滤某种悬浮液，过滤1h后，得到滤液60m3，然后用5m3的清水（物性与滤液相近）进行洗涤，拆装时间为20min，已测得Ve=4m3，试求：（1）过滤末速率为多少m3滤液/h?（5分）（2）洗涤时间为多少h?（5分）（3）该机生产能力为多少m3滤液为？（5分）解：已知V=60m30=1hVe=4m30D=20minVW=5m3（1）V2+2VVe=KA20KA2=（V2+2VVe）/0=（602+2x60x4）/1=4080m6/hdVKA2二d02（V+Ve）（dV4080）E二二31.875m3/hd02（60+4）（dV1dV31.875)W=()E==7.97m3/hd04d04VW5==0.63hdV7.97()Wd00W=所以Q=V0+0W+0D=60201+0.63+60=30.6m3滤液/h(2)所以K2=K1A2=2A12K2A2=4K1A12=4x4080=16320m3/h滤布及操作条件未变Ve2=2Ve1=2x4=8所以V2+2VVe)602+2x60x802===0.28h216320K2A22K2A2dV16320()E2===120m3/hd02(V+Ve2)2x(60+8)(dV1dV120=30m3/h,)W2=()E2=d04d040W=25=0.167h30Q=V02+0W+0D2=60400.28+0.167+60=53.88m3/h24.在传热面积为20m2的某换热器中，用温度为201，流量为13200kg/h的冷却水，冷却进口温度为110°C的醋酸，两流体呈逆流流动。换热器刚投入使用时,令却水出口温度为45C。运转一段时间后，两流体的流量、进口温度均不变，而冷水的出口温度降至38C,试求传热系数下降的百分率。(15分)1.如图所示，用泵将20C的水从水池送至高位槽，槽内水面高出池内液面30m，输送量为30m3/h，此时管路的全部能量损失为40J/kg。设泵的效率为70%,试求泵所需的功率。30m用离心泵将密闭容器中的有机液体抽出夕卜送，容器液面上方的压强为350kPa，已知吸入管路的阻力损失为1.5m液柱，在输送温度下液体的密度为580Kg/m3，饱和蒸汽压为314kPa,所用泵的允许汽蚀余量为3m，问此泵能否正常操作。已知泵吸入口位于容器液面以上的最大可能垂直距离(容器中液面处于最低位置时)为2.5m。6有一列管换热器，热水走管内，冷水在管外，逆流操作。经测定热水的流量为200kg/h,热水进出口温度分别为323K、313K,冷水的进出口温度分别为283K、296K换热器的传热面积为1.85m2。试求该操作条件的传热系数K值。水的平均比热取4.187kJ/（kgK）。7、 （15分）用泵将贮槽中的某油品以40m3/h的流量输送至高位槽，两槽的液位恒定，且相差20m，输送管内径为100mm，管子总长为45m（包括所有局部阻力的当量长度）。已知油品的密度为890kg/m3，粘度为0.487Pa・s,（1）判断流体的流动类型（2）计算泵所需的有效功率。8、 （15分）BMS50/810-25型板框压滤机，滤框尺寸为810x810x25mm,共36个框，现用来恒压过滤某悬浮液。操作条件下的过滤常数为K=2.72x10-5m2/s;qe=3.45x10-3m3/m2。每滤出1m3滤液的同时，生成0.148m3的滤渣。求滤框充满滤渣所需时间。若洗涤时间为过滤时间的2倍，辅助时间15min,其生产能力为多少？10.附图1所示的是丙烯精馏塔的回流系统，丙烯由贮槽回流至塔顶。丙烯贮槽液面恒定，其液面上方的压力为2.0MPa（表压），精馏塔内操作压力为1.3MPa（表压）。塔内丙烯管出口处高出贮槽内液面30m，管内径为140mm，丙烯密度为600kg/m3。现要求输送量为40x103kg/h，管路的全部能量损失为150J/kg（不包括出口能量损失），试核算该过程是否需要泵。（15分）附图19、 （15分）用套管换热器将901的热油冷至60^,热油流率为4000kg/h，令却水进口温度为25^，水的流率为5000kg/h，总传热系数K0=200w/m2%,内管尺寸为①180x10mm，忽略热损失，热容数据：水为4.18KJ/Kg%;油为3KJ/Kg%。求：（1）水的出口温度（2）逆流平均温差（3）套管长度L11.用油泵从贮槽向反应器输送44°C的异丁烷，贮槽中异丁烷液面恒定，其上方绝对压力为652kPa。泵位于贮槽液面以下1.5m处，吸入管路全部压头损失为1.6m°44C时异丁烷的密度为530kg/m3，饱和蒸汽压为638kPa。所选用泵的允许汽蚀余量为3.5m，问此泵能否正常操作？（10分）13.在逆流换热器中，用初温为201的水将1.25kg/s的液体（比热容为1.9kJ/kg%、密度为850kg/m3），由80。^令却到30°C换热器的列管直径为卬25x2.5mm,水走管方。水侧和液体侧的对流传热系数分别为0.85kW/（m2・C）和1.70kW/（m2・C）,污垢热阻可忽略。若水的出口温度不能高于50C，试求换热器的传热面积。（15分）答案有问题用离心泵将密闭贮槽中60C热水送至高位槽中，贮槽中水面上方的真空度为20kPa。在操作条件下，吸入管路中的压头损失估计为1.8m,泵的允许气蚀余量为2.0m。试确定泵的安装高度°60C热水的饱和蒸汽压1.992x104Pa,密度为983.1k如图所示，丙烯精馏塔的回流系统，丙烯由贮槽回流至塔顶。丙烯贮槽液面恒定，其液面上方的压强为2.0Mpa（表压），精馏塔内操作压力为1.3Mpa（表压），塔内丙烯管出口处高出贮槽内液面30m，管内径为140mm，丙烯密度为600kg/m3。现要求输送量为40x103kg/h,管路的全部能量损失为150J/kg（包括出口能量损失）。试核算该过程是否需要泵。30m用离心泵将密闭容器中的有机液体抽出外送，容器液面上方的压强为350kPa，已知吸入管路的阻力损失为1.5m液柱，在输送温度下液体的密度为580Kg/m3，饱和蒸汽压为314kPa,所用泵的允许汽蚀余量为3m，问此泵能否正常操作。已知泵吸入口位于容器液面以上的最大可能垂直距离（容器中液面处于最低位置时）为2.5m。17用柴油和原油换热，已知柴油进口温度为393K;出口温度为433K；原油的进，出口温度分别为518K和448K