化工试题(修改版)

化工原理（上）试题九（1）某物体的质量为1000kg，则其重量为____________。A1000NB9810NC9810kgfD1000/9.81kgf（2）某液体在内径为d1的管路中稳定流动，其平均流速为u1，当它以相同的体积流量通过长度相等内径为d2(d2=d1/2)的管子时，流速将变为原来的______倍；流动为层流时，管子两端压力降△pf为原来的______倍；湍流时(完全湍流区且管壁相对粗糙度相等)△pf为原来的______倍。A4B16C32D8(3)如图所示,用U形压差计与管道A、B两点相连。已知各图中管径、A、B间的管长L及管道中流体流量均相同,管内流体均为20℃水,指示液均为汞,则________。AR1≠R2,R1=R2=R4BR1=R2=R3=R4CR1=R2R3R4DR1≠R2≠R3≠R4(4)由于离心泵叶轮形状不同,流体阻力损失也不同,阻力损失最大的为()A后弯叶轮B直叶轮C前弯叶轮Dβ2=90°的叶轮(5)“离心泵启动时应全关出口阀”“漩涡泵启动时则应全开出口阀”,则()Ａ这两种说法都不对Ｂ这两种说法都对Ｃ第一种说法不对Ｄ第二种说法不对(6)说明下列各公式的导出方法：⑴流体通过颗粒床层压降的kozeny方程；⑵层流时管内截面速度分布表达式u=umax(1r2/R2)；⑶强制对流无相变流体的给热系数关联式;A理论方法B因次分析法C纯经验方法D数学模型法(7)在长为Lm，高为Hm的降尘室中，颗粒的沉降速度为uTm/s，气体通过降尘室的水平流速为um/s，则颗粒能在降尘室内分离的条件是：____。AL/u＜H/uTBL/uT＜H/uCL/uT≥H/uDL/u≥H/uT(8)①在列管换热器中，用饱和蒸汽加热空气，下面两项判断是否合理：____________甲.传热管的壁温将接近加热蒸汽温度；乙．换热器总传热系数Ｋ将接近空气侧的对流给热系数。A)甲乙均合理B)甲乙均不合理C)甲合理,不合理D)乙合理,甲不合理②已知当温度为Ｔ时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度____________耐火砖的黑度。A)大于B)等于C)不能确定是否大于D)小于③在一列管式加热器中，壳程为饱和水蒸气冷凝以加热管程中的空气。若空气流量大10%,为保证空气出口温度不变，可采用的办法是______________。A)壳程加折流挡板,增大壳程α值B)将原先的并流改为逆流流动以增大ΔtmC)开大蒸汽进口阀门以便增大水蒸气流量D)开大蒸汽进口阀门以便提高加热蒸汽压力[二](1)在下图中定性地画出流体流动时，各支管的液面高度(忽略阻力损失):(2)U形压差计用水作指示液，测量气体管道中的压降，若指示液读数R=20mm，则表示压降为______Pa，为使R读数增大，而△P值不变，应更换一种密度比水______的指示液。(3)泵铭牌上的轴功率和允许吸上真空高度是指＿＿＿＿＿＿＿时的数值。产品样本上离心泵的性能曲线是在一定的＿＿＿＿＿＿下，输送＿＿＿＿＿＿＿时的性能曲线。(4)离心通风机全风压的单位是＿＿＿＿＿＿＿＿＿其物理意义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。(5)写出两种真空泵的名称：＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿。(6)当旋转半径为r，每秒钟转速为n，则分离因数为＿＿＿＿＿＿＿＿，当旋转物圆周速度为u则分离因数为＿＿＿(7)根据有无热补偿或补偿方法不同，列管式换热器的一般结构型式有_________、_________、_________。(8)通过一换热器，用饱和水蒸气加热水，可使水的温度由20℃升高至80℃，现发现水的出口温度降低了，经检查水的初温与流量均无变化，可能是因为：1________________________________________,2________________________________________,3________________________________________,4_______________________________________。[三]如图所示输水系统。已知:管路总长度(包括所有局部阻力当量长度)为100m，压出管路总长80m,管路摩擦系数λ=0.025，管子内径为0.05m，水的密度ρ=1000kg/m3,泵的效率为0.8,输水量为10m3/h，求:⑴泵轴功率N轴的值？⑵压力表的读数为多少kgf/cm2。[四]以某板框压滤机恒压过滤某悬浮液,过滤1.5小时得滤液30.3m3。过滤介质阻力可略。试问:(1)若再过滤0.5h,操作条件不变,又可得多少滤液?(2)在上述条件下共过滤2h后以4m3水洗涤滤饼,水与滤液黏度相同,洗涤与过滤压力相同,求洗涤时间是多少？[五]有一列管式换热器,装有φ25×2.5mm钢管300根,管长为2m。要求将质量流量为8000kg/h的常压空气于管程由20℃加热到85℃,选用108℃饱和蒸汽于壳程冷凝加热之。若水蒸气的冷凝给热系数为1×104W/(m2·K),管壁及两侧污垢的热阻均忽略不计,而且不计热损失。已知空气在平均温度下的物性常数为cp=1kJ/(kg·K),λ=2.85×10-2W/(m·K),μ=1.98×10-5(Pa·S),Pr=0.7。试求:(A)空气在管内的对流给热系数;(B)求换热器的总传热系数(以管子外表面为基准);(C)通过计算说明该换器能否满足需要?(D)计算说明管壁温度接近于哪一侧的流体温度。[六]某单效蒸发器每小时将1000kg的15%(质量百分数，下同)的NaOH溶液浓缩到50%。已知：加热蒸汽温度为120℃，进入冷凝器的二次蒸汽温度为60℃，总温度差损失为45℃，蒸发器的总传热系数为1000W/m2℃，溶液预热至沸点进入蒸发器，蒸发器的热损失和稀释热可忽略，加热蒸汽与二次蒸汽的汽化潜热可取相等，为2200kJ/kg。试求：蒸发器的传热面积及加热蒸汽消耗量。化工原理(上)试题九(答案)[一](1)B(2)A；B；C(3)B(4)C(5)B(6)（1）D（2）A（3）B(7)D(8)①A)②D)③D)[二](1)图略。(2)196.2Pa；小(3)效率最高转速20℃的水(或答：水)(4)N/m2风机提供给每m3气体的能量(5)水环真空泵喷射泵(或其它种类均可)(6)(2πn)2r/gu2/rg(7)固定管板式，浮头式，U形管式(8)传热速率下降引起。根据Q=KAtm分析,可能有几种情况:1、蒸汽压力下降,tm减小;2、蒸汽侧有不凝气,使冷凝给热系数大幅度地下降,K减小;3、水侧污垢积累,污垢热阻增大,K减小;4、冷凝水排除器不通畅,有积水现象,使K减小。[三]⑴Na=Ne/ηNe=W·WeW=10×1000/3600=2.778kg/sWe--泵对单位质量流体所做的有效功。为此：选取1-1与2-2截面，并以1-1截面为基准面。在两截面间作机械能衡算：gZ1+(p1/ρ)+(u12/2)+We=gZ2+(p2/ρ)+(u22/2)+Σhf∵Z1=0Z2=2+18=20Mp1=p2=0u1=u2=0We=g·Z2+ΣhfΣhf=λ(ΣL/d)(u2/2)u=(V/3600)/[(π/4)d2]=(10/3600)/(0.785×0.052)=1.415m/sΣhf=0.025×(100/0.05)(1.4152/2)=50.06J/kgWe=9.81×20+50.06=246.25J/kgNe=W·We=2.778×246.25=684J/sNa=Ne/0.8=684/0.8=855W⑵再就3-3与2-2截面作机械能衡算，并取3-3为基准面gZ3+(p3/ρ)+(u32/2)=gZ2+(p2/ρ)+(u22/2)+Σhf，压∵Z3=0Z2=18p2=0u2=0∴p3/ρ=gZ2+Σhf，压-(u32/2)=9.81×18+λ(L压/d)(u32/2)-(u32/2)=176.58+0.025(80/0.05)×(1.4152/2)-(1.4152/2)=215.6J/kgp3=1000×215.6=215.6×103Pap3=215.6×103/(9.81×104)=2.198kgf/cm2(表)[四](1)∵V2=KA2t则(V2/V1)2=t2/t1即(V2/30.3)2=2/1.5∴V2=35.0m3可多得滤液V2-V1=35.0-30.3=4.7m3(2)∵(dV/dt)E=KA2/(2VE)=VE/(2tE)=V2/(2t2)=35.0/(2×2)=8.75m3/h∴tw=Vw/(dV/dt)w=Vw/[(dV/dt)E/4]=4×4/8.75=1.83h=109.7min[五](1)Re=dG/μ=0.02×8000/[(3600×0.785×0.022×300)×(1.98×10-5)]=2.38×104>104Pr=0.7L/d=2/0.025=80∴α=0.023(λ/d)Re0.8Pr0.4=0.023×(2.85×10-2/0.02)×(2.38×104)0.8×0.70.4=90.1W/(m2·℃)(2)1/K1=1/1+d1/(2·d2)=1/104+25/(90.1×20)=0.01397(m2·℃)/W∴K1=71.6W/(m2·℃)(3)Q=W2cp2(t2-t1)=(8000/3600)×103×(85-20)=1.44×105WΔtm=[(108-20)-(108-85)]/Ln[(108-20)/(108-85)]=48.4℃A1=nπd1L=300×3.14×0.025×2=47.1m2Q=K1A1/ΔtmA1’=Q/K1Δtm=1.44×105/(71.6×48.4)=41.6m2A1’<A1满足要求(4)求壁温Tw∵壁的热阻忽略∴Tw=tw空气平均温度tm=(20+85)/2=52.5℃∵(T-Tw)/(1/1)=(Tw-tm)/[d1/(d2)]即（108-Tw）/(1×10-4)=(Tw-52.5)/[25/(90.1×20)]∴Tw=107.6℃即壁温接近外侧蒸汽温度(或α大的一侧流体的温度)[六]W=F(1–x0/x)=1000×(1-15/50)=700kg/h=0.1944kg/sQ=Dr0=Wrt=t/+Δ=60+45=105℃化工原理（上）试题十[一](1)在完全湍流(阻力平方区)时，粗糙管的摩擦系数λ数值________。A与光滑管一样B只取决于ReC只取决于相对粗糙度D与粗糙度无关(2)如图，U形压差计测得：________。(A)A、B间的阻力损失(B)A、B间的压强差(C)A、B间的位头差加阻力损失(D)A、B间位头差(3)①将含晶体10％的悬浮液送往料槽宜选用（）Ａ离心泵Ｂ往复泵Ｃ齿轮泵Ｄ喷射泵②某泵在运行１年后发现有气缚现象，应（）Ａ停泵，向泵内灌液Ｂ降低泵的安装高度Ｃ检查进口管路有否泄漏现象Ｄ检查出口管路阻力是否过大(4)当两台规格相同的离心泵并联时，只能说()Ａ在新的工作点处较原工作点处的流量增大一倍Ｂ当扬程相同时，并联泵特性曲线上的流量是单台泵特性曲线上流量的两倍Ｃ在管路中操作的并联泵较单台泵流量增大一倍Ｄ在管路中操作的并联泵扬程与单台泵操作时相同，但流量增大两倍(5)一般在产品样本中所列的旋风分离器的压降数据是____________。Ａ气体密度＝1.0kg/m3时的数值Ｂ所要求的操作状况下的数值Ｃ1atm，30℃空气的数值Ｄ气体密度为＝1.2kg/m3时的数值(6)推导过滤基本方程式时一个最基本的依据是____________。A固体颗粒的沉降速度B滤饼的可压缩性C流体的层流流动D过滤介质的比阻(7)棉花保温性能好，主要是因为______。A棉纤维素导热率小；B棉花中含有相当数量的油脂；C棉花中含有大量空气，而空气的运动又受到阻碍；D棉花白色，因而黑度小。(8)①在列管换热器中，用饱和蒸汽加热空气，下面两项判断是否合理：____________甲.传热管的壁温将接近加热蒸汽温度；乙．换热器总传热系数Ｋ将接近空气侧的对流给热系数。A)甲乙均合理B)甲乙均不合理C)甲合理,不合理D)乙合理,甲不合理②已知当温度为Ｔ时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度____________耐火砖的黑度。A)大于B)等于C)不能确定是否大于D)小于③在一列管式加热器中，壳程为饱和水蒸气冷凝以加热管程中的空气。若空气流量大10%,为保证空气出口温度不变，可采用的办法是______________。A)壳程加折流挡板,增大壳程α值B)将原先的并流改为逆流流动以增大ΔtmC)开大蒸汽进口阀门以便增大水蒸气流量D)开大蒸汽进口阀门以便提高加热蒸汽压力[二](1)米糠油在管中作层流流动，若流量不变，μ、L不变，管径增加一倍，则摩擦阻力损失________________________。(2)1atm=mH2O=N/m2；1cP=P=Pa·s(3)

如图所示系统，其大管内径d1=45mm，液体在管内流速为0.5m/s，小管内径d2=19mm，从1-1到2-2断面的阻力损失为15J/kg，则2-2断面处的流速为__________m/s，是根据＿＿＿＿＿＿＿＿方程而得。(4)流体输送设备按工作原理大致可分为四类即＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿。(5)已知每kg流体经过泵后机械能增加200J，则泵的扬程等于＿＿＿＿＿＿＿。(6)离心泵用出口阀调节流量实质上是改变＿＿＿＿＿＿＿曲线，用改变转速来调节流量实质上是改变＿＿＿＿＿＿＿曲线，旋涡泵常采用＿＿＿＿＿＿＿方法来调节流量。(7)在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，则沉降时间____________，气流速度____________，生产能力_____________。(8)①稳定热传导是指______________________________不随时间而改变。②套管换热器，内管外径d1、外管内径d2，则环隙的当量直径de=_________________。[三]在管路系统中装有离心泵，如图。管路的管径均为60mm,吸入管长度为6m,压出管长度为13米,两段管路的摩擦系数均为λ=0.03,压出管装有阀门,其阻力系数为ζ=6.4，管路两端水面高度差为10m，泵进口高于水面2m，管内流量为0.012m3/s试求：⑴泵的扬程；⑵泵进口处断面上的压强为多少；⑶如果是高位槽中的水沿同样管路流回，不计泵内阻力，是否可流过同样流量。(用数字比较)

注：标准弯头的局部阻力系数ζ=0.75，当地大气压强为760mmHg，高位槽水面维持不变。[四]某板框过滤机框空的长、宽、厚为250mm×250mm×20mm,框数为8,以此过滤机恒压过滤某悬浮液,测得过滤时间为8.75min与15min时的滤液量分别为0.15m3及0.20m3，试计算过滤常数K。[五]16℃的盐水以3840kg/h的流率通过套管换热器的内管而被加热。内管为φ38×2.5mm的钢管，每段长6m。105℃的热水以4m3/h的流率在环隙内流过，而被冷却至48℃。两流体作逆流流动。热水对管壁的对流给热系数αo为5000W/(m2·℃)，已知盐水物性(平均温度下)ρ=1200kg/m3，cp=3.3kJ/(kg·℃)，μ=0.95×10–3Pa·s,λ=0.56W/(m·℃)，管内外污垢热阻分别为Rs1=1/3788(m2·℃)/W，Rso=1/3846(m2·℃)/W。求盐水出口温度和所需套管的段数。忽略管壁热阻及热损失。(热水在平均温度下的cp=4.18kJ/(kg·℃),ρ=1000kg/m3)[六]将21℃、8%(质量百分数,下同)的NaOH水溶液在单效蒸发器内浓缩至18%。进料量为4540kg/h。操作条件下总传热系数为2350W/m2℃,18%NaOH溶液的沸点为88℃。加热饱和蒸汽和二次蒸汽的绝对压强分别为140及55.6kPa。原料液的平均比热为3.85kJ/(kg℃)。忽略稀释热的影响及热损失,求加热蒸汽用量及蒸发器的传热面积。饱和水蒸汽的性质为:压强:kPa1406050温度:℃109.285.681.2汽化热:kJ/kg2234.42293.92304.5化工原理(上)试题十(答案)[一]单选择题(1)C(2)A(3)①A②C(4)B(5)D(6)C(7)C(8)①A)②D)③D)[二](1)Δp2/Δp1=1/16(2)10.33；1.0133105；0.01；0.001(3)2.8m/s；连续性(4)离心式，往复式，旋转式，流体动力作用式(5)200/9.81=20.39m流体柱(6)管路特性泵的性能调节回流支路的阀的(7)增加一倍减少一倍不变(8)①传热系统中各点的温度仅随位置变②d2-d1[三]⑴u=V/[(π/4)d2]=0.012/[(π/4)×0.062]=4.24m/s吸入管阻力损失：hf.s=0.5u2/2g+0.75u2/2g+0.03(6/0.06)(4.242/2g)=(0.5+0.75+3)×4.242/(2×9.81)=3.90m压出管阻力损失：hf.D=(2×0.75+6.4+1+0.03×13/0.06)×4.242/2g=14.1m故泵的扬程为H=△Z+△p/(ρg)+hf=28m⑵在泵进口断面上，从液面至此截面列伯努利方程：0=pb/(ρg)+2+4.242/(2×9.81)+hf.s=pb/(ρg)+2+0.92+3.9∴pb=0.682at(真)⑶当高位槽沿原路返回时，在槽面与水面间列伯努利式：10=hf，s′+hf，D′10=[（0.5+0.75+0.03×(6/0.06)+2×0.75+6.4+1+0.03×(13/0.06)]×u2/2g∴u′=3.16m/sV′=8.93×10-3m3/s流量小于原值[四]过滤面积A=8×2×0.25×0.25=1.0m2已知:τ1=8.75minV1=0.15m3τ2=15minV2=0.20m3∵V2+2VVe=KA2τ可得0.152+2×0.15Ve=K×12×8.75(1)0.202+2×0.20Ve=K×12×15(2)(1)、(2)式联立,解得K=0.0030m2/min=5.0×10-5m2/s[五]由两流体的热衡算得：4×1000×4.18(105-48)=3840×3.3(t2-16)解得t2=91.2℃传热速率方程式为:Q=KoπdoLΔtm其中：Δtm=[(48-16)-(105-91.2)]/Ln[(48-16)/(105-91.2)]=21.6℃Q=(3840/3600)×3.3×103×(91.2-16)=2.647×105WRe=diG/μ={0.033×3840/[3600×(π/4)×0.0332]}/(0.95×10-3)=4.334×104>104Pr=cpμ/λ＝3.3×103×0.95×10-3/0.56=5.6αi=0.023(λ/di)Re0.8Pr0.4=0.023×(0.56/0.033)×(4.334×104)0.8×5.60.4＝3983W/(m2·℃)Ko=1/(1/αo＋do/(diαi)＋Ro＋Rido/di)(忽略管壁热阻)Ko=1/[1/5000＋38/(33×3983)＋1/3846＋38/(33×3788)]=950W/(m2·℃)∴2.647×105=950×π×0.038L×21.6解得:L=108m108/6=18段[六]由题给数据查出：当Pk＝55.6kPa时，t=83.7℃,r=2298.6kJ/kg当P＝140kPa时，T=109.2℃,r0=2234.4kJ/kgW=F(1-x0/x)=4540(1-8/18)=2522kg/h△t=T-t=109.2-88=21.2℃传热速率：Q=FCpo（t1–t0）+Wr=(4540/3600)×3.85×103×(88-21)+(2522/3600)×2298.6×103=1936×103w传热面积：A=Q/(K△t)=1936×103/(2350×21.2)=38.9m2蒸汽消耗量：D=Q/r0=1936×103/(2234.4×103)=0.866kg/s=3120kg/h化工原理（上）试题十一[一]1．孔板流量计的孔流系数Co，当Re数增大时，其值________。A总在增大B先减小，当Re数增大到一定值时，Co保持为某定值C总是减小D不定2．一个工程大气压等于_______Pa；_______Kgf/cm2。A1.013×105B9.81×104C760D735.6E10.33F10G13．在某校离心泵特性曲线实验装置中泵的安装高度为-1m，则测得入口处的压力()Ａ自始至终大于大气压力Ｂ随着流量的增大，经历大于大气压力，等于大气压力，小于大气压力三个阶段Ｃ自始至终小于大气压力Ｄ自始至终等于大气压力4．用离心通风机将空气输入加热器中，由20℃加热至140℃。该通风机安于加热器前，或加热器后，则()。Ａ输送的流量不变Ｂ需要的全风压不变Ｃ需要的全风压不变，但流量要变Ｄ输送的流量和需要的全风压都要变5．颗粒的沉降速度不是指_______。Ａ等速运动段的颗粒降落的速度Ｂ加速运动段任一时刻颗粒的降落速度Ｃ加速运动段结束时颗粒的降落速度Ｄ净重力（重力减去浮力）与流体阻力平衡时颗粒的降落速度6．为了蒸发浓缩某种粘度随浓度和温度变化较大的溶液，应采用A并流加料流程B逆流加料流程C平流加料流程[二]1．阻力实验，测阀门的局部阻力如图所示，阀门的阻力=mm水柱。2．在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，则沉降时间________，气流速度______，生产能力_____________。3．冷凝现象有______冷凝和______冷凝，工业冷凝器的设计都按_______冷凝设计。4．举出五种间壁式换热器____________、____________、____________、____________、___________。5．有一台单效蒸发器。原来的加热介质为压力为0.5MPa的饱和蒸汽，沸点加料，若改用压力为0.4MPa的饱和蒸汽加热，其生产强度将______，原因是__________；单位蒸汽消耗量将_______________，原因是_____________________。[三]1．根据化工原理所学内容，提出一种测量液体粘度的简易方法并叙述其原理。2．如图示，用一单级悬臂式B型离心泵，将水由槽A送到槽B。试问：(1)为了调节流量，拟装一调节阀，应装在何处?并说明理由。(2)调节阀开大时试说明装在泵进口和出口处的真空表及压力表将如何变化?3.现拟做传热实验，以饱和水蒸气加热空气，冷凝水在饱和蒸汽温度下排除。采用套管换热器，换热面积Ai已知，试问：（1）如何确定流程、流向；（2）写出以α表示的传热速率方程；（3）若要测定Ｋ值，应测定哪些参数；测得Ｋ值后，如何定性考查Ｋ值对否？（4）现要提高Ｋ值，应该采取什么措施最方便？为什么？[四]如图所示，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形压差计，测压点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)当阀全开时（取闸阀全开Le/d=15，λ=0.018），测压点Ｂ处的静压强为若干N/m2（表压）。[五]在一板框过滤机上恒压过滤某种悬浮液。在1atm表压下20分钟在每平方米过滤面积上得到0.197m3的滤液,再过滤20分钟又得滤液0.09m3。试求共过滤1小时可得总滤液量为若干立方米。[六]16℃的盐水以3840kg/h的流率通过套管换热器的内管而被加热。内管为φ38×2.5mm的钢管，每段长6m。105℃的热水以4m3/h的流率在环隙内流过，而被冷却至48℃。两流体作逆流流动。热水对管壁的对流给热系数αo为5000W/(m2·℃)，已知盐水物性(平均温度下)ρ=1200kg/m3，cp=3.3kJ/(kg·℃)，μ=0.95×10–3Pa·s,λ=0.56W/(m·℃)，管内外污垢热阻分别为Rs1=1/3788(m2·℃)/W，Rso=1/3846(m2·℃)/W。求盐水出口温度和所需套管的段数。忽略管壁热阻及热损失。(热水在平均温度下的cp=4.18kJ/(kg·℃),ρ=1000kg/m3)[七]在单效蒸发器中,每小时将2000kg的某种水溶液从10%连续浓缩至30%(均为质量百分数)。二次蒸汽温度为75.4℃,相应的汽化热为2319kJ/kg。溶液的沸点为80℃,加热蒸汽的温度为119.6℃,相应的汽化热为2206kJ/kg。原料液的比热为3.77kJ/kg·℃,热损失为12000W,忽略脱水时所需热量。试求:⑴单位时间内蒸发的水量；⑵分别求算原料液温度为30℃和80℃时,单位时间内所需的加热蒸汽量,并比较经济程度(指蒸发1kg水所耗的加热蒸汽kg数)。化工原理（上）试题十一(答案)[一](1)B(2)BG(3)B(4)D(5)B(6)B[二](1)126(2)增加一倍减少一倍不变(3)膜状，滴状，膜状(4)套管式换热器，列管式换热器，夹套式换热器，板式换热器，螺旋板式换热器，蛇管式换热器，板翅式换热器等任选五种。(5)下降传热温差减小基本不变二种压力蒸汽的冷凝潜热基本相同每空0.5分[三]1．依式△p=32μuL/d2,选定某一长L、管径d的圆截面等径直管，用U形压差计测压差△p，用测速管测速u，或用流量计测流量v,即可用上式算出粘度μ。但须校核雷诺准数，保证Re<2000。2．①装在泵的出口。因装在吸入管在阀关小时容易导致汽蚀发生,损坏叶轮,所以应装在出口。（2分）②在0-0与1-1之间列伯努利方程（3分）gZ+U2/2+P/ρ+∑hf=Const∵阀开大时,U↑而U↑导致∑hf↑和U2/2↑,从而导致P/ρ↓即:p1上的读数(真空度)增大(而绝对压力下降)。在0-0与2-2之间列伯努利方程式：Ws+E0=gZ+U2/2+P/ρ+∑hf∵阀开大使U↑导致U2/2↑和∑hf↑另一方面泵的新工作点处He下降(亦即Ws下降),故P/ρ也下降∴压力表2的读数p2也降低。

3．（１）饱和水蒸气走环隙，空气走管程。蒸汽可从任一侧通入，无逆流、并流之分。（２）Ｑ＝αiＡiΔｔmΔｔ2=ｔw2-ｔ2Δｔ1=ｔw1-ｔ1Δｔm=(Δｔ2-Δｔ1)/Ln(Δｔ2/Δｔ1)（３）测定饱和水蒸气温度Ｔ、ｔ1、ｔ2和Wh或Wc，所测Ｋ值应与空气的对流给热系数相近。（4）设法提高管内空气的流速最方便∴此时Ｋ≈αi,而αi∝ui0.8[四]解:(1)当闸阀全关时,根据静力学关系:(ZA+h)ρg=RρHgg得水槽液位高度:ZA=RρHg/ρ-h=0.6×13.6-1.5=6.66m(2)闸阀部分开启时列A-A与B-B截面伯努利方程式ZA=uB2/2g+PB/ρg+∑hfABPB/ρg=(RρHg-hρ)/ρ=(0.4×1.36×104-1.4×1000)/1000=4.04mZA-PB/ρg=uB2/2g+(λ(L/d)+ζ)uB2/2g=(1+λ(L/d)+ζ)uB2/2g6.66-4.04=(1+0.02×15/0.1+0.5)uB2/2g=4.5uB2/2g∴uB==3.38m/sV=(π/4)×d2u×3600=0.785×0.12×3.38×3600=95.5m3/h(3)当闸阀全开时,列A-A与C-C截面伯努利方程:ZA=uc2/2g+∑hfA-C=(1+λ(L+Le)/d+ζ)uc2/2g6.66=(1+0.018(35/0.1+15)+0.5)uc2/2g解得uc=4.02m/s由A-A与B-B截面间伯努利方程式得:ZA=uB2/2g+PB/ρg+∑hfAB=PB/ρg+(1+λ(L/d)+ζ)uB2/2g∴PB/ρg=ZA-(1+λ(L/d)+ζ)uB2/2g=6.66-(1+0.018×15/0.1+0.5)×4.022/(2×9.81)=3.20m∴PB=3.20×1000×9.81=3.14×104N/m2[五]对于恒压过滤q2+2qqe=Kτ0.1972＋２×0.197ｑe＝２０Ｋ(0.197+0.09)2＋２×(0.197+0.09)ｑe＝４０Ｋ联解之：ｑe＝0.0223mＫ＝2.38×10-3m2/min＝3.96×10-5m2/s又因为q=-qe=∵A=1m2∴V=0.356m3[六]由两流体的热衡算得：4×1000×4.18(105-48)=3840×3.3(t2-16)解得t2=91.2℃传热速率方程式为:Q=KoπdoLΔtm其中：Δtm=[(48-16)-(105-91.2)]/Ln[(48-16)/(105-91.2)]=21.6℃Q=(3840/3600)×3.3×103×(91.2-16)=2.647×105WRe=diG/μ={0.033×3840/[3600×(π/4)×0.0332]}/(0.95×10-3)=4.334×104>104Pr=cpμ/λ＝3.3×103×0.95×10-3/0.56=5.6αi=0.023(λ/di)Re0.8Pr0.4=0.023×(0.56/0.033)×(4.334×104)0.8×5.60.4＝3983W/(m2·℃)Ko=1/(1/αo＋do/(diαi)＋Ro＋Rido/di)(忽略管壁热阻)Ko=1/[1/5000＋38/(33×3983)＋1/3846＋38/(33×3788)]=950W/(m2·℃)∴2.647×105=950×π×0.038L×21.6解得:L=108m108/6=18段[七]W=F(1-x0/x)x0=0.1x=0.3∴W=2000(1-0.1/0.3)=1333kg/h加热蒸汽温度为119.6℃2r0=2206kJ/kg热损QL=12000WD=[FC0(t-t0)+Wr+QL]/r030℃:D=[2000×3.77×(80-30)+1333×2319+12000×3600/1000]/2206=1592kg/hD/W=1592/1333=1.1980℃:D=(1333×2319+12000×3600/1000)/2206=1421kg/hD/W=1421/1333=1.07结论:原料液的温度愈高,蒸发1kg水的加热蒸汽量愈少。化工原理（上）试题十二[一]1．4℃水在SI制中密度为________；重度为________；在工程单位制中密度为________；重度为________。A1000kgf/m3B1000kg/m3C102kgf·s2/m4D9810N/m32．某液体在内径为d1的管路中稳定流动，其平均流速为u1，当它以相同的体积流量通过长度相等内径为d2(d2=d1/2)的管子时，流速将变为原来的______倍；流动为层流时，管子两端压力降△pf为原来的______倍；湍流时(完全湍流区且管壁相对粗糙度相等)△pf为原来的______倍。A4B16C32D83．往复泵在操作中()Ａ不开旁路阀时，流量与出口阀的开度无关Ｂ活塞的行程（移动距离）与流量无关Ｃ流量与转速无关Ｄ开启旁路阀后，输入设备中的液体流量与出口阀的开度无关4．球形度（形状系数）恒小于或等于1，此值越小，颗粒的形状离球形越远，球形度的定义式可写为______。A=Vp/V，V为非球形粒子的体积，Vp为球形粒子的体积B=Ap/A，A为非球形粒子的表面积,Ap为与非球形粒子体积相同的球形粒子的表面积C=ap/a，a为非球形粒子的比表面积,ap为球形粒子的比表面积D=6ap/(d)5．判断下面的说法中哪一种是错误的：()A在一定的温度下，辐射能力越大的物体，其黑度越大；B在同一温度下，物体的吸收率A与黑度ε在数值上相等，因此A和ε的物理意义相同；6．下列几条措施中,哪一条不能提高加热蒸汽的经济程度？()A采用多效蒸发流程B引出额外蒸汽C使用热泵蒸发器D增大传热面积[二]1．边长为0.4m的正方形通风管道，其润湿周边长为_________，当量直径为_________。2．并联管路的特点是：A)并联各管段压强降_______________；B)主管流量等于并联的各管段__________________；C)并联各管段中管子长、直径小的管段通过的流量____________________。3．管路特性曲线和离心泵特性曲线的交点称为＿＿＿＿＿＿，若需改变这一交点的位置，常采用＿＿＿＿＿＿＿＿＿的方法以改变管路特性曲线，或用＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿的方法以改变泵的特性曲线。4．已知旋风分离器的平均旋转半径为0.5m，气体的切向进口速度为20m/s，那么该分离器的分离因数为______________。5．A、B两种流体在管壳式换热器中进行换热，A为腐蚀性介质，而B无腐蚀性。______流体应走管程。6．在蒸发设备操作中，温度差损失一般包括：①______________________；②__________________________；③______________________________。[三]1．离心泵与旋涡泵在操作上有什么不同？2．现拟做传热实验，以饱和水蒸气加热空气，冷凝水在饱和蒸汽温度下排除。采用套管换热器,换热面积Ai已知，试问：（1）如何确定流程、流向；（2）写出以α表示的传热速率方程；（3）若要测定Ｋ值，应测定哪些参数；测得Ｋ值后，如何定性考查Ｋ值对否？（4）现要提高Ｋ值，应该采取什么措施最方便？为什么？[四]如图,离心泵将敞口槽中的碱液打入吸收塔，泵吸入管路为φ108×4mm、长2m的钢管。泵压出管路为φ76×3mm、长30m的钢管,压出管路上装有标准阀一只，闸阀一只，90℃弯头4只。在压出管路上还装有孔板流量计，孔板孔径为40mm，孔流系数Co=0.62，水银压差计读数R=456mm。吸收塔喷咀处压力为0.5kgf/cm2(表压)，碱液密度ρ=1100kg/m3，泵的效率η=0.6，直管阻力系数λ=0.02(吸入、压出管道近似取相同值)，弯头ζ=0.75，标准阀ζ=6，闸阀ζ=0.17，孔板ζ=8，试求泵所需功率。[五]在实验室用一过滤面积为0.1m2的滤叶对含钛白的水悬浮液进行试验,过滤压强差为6.67×104Pa，由实验测得K=8×10-7m2/s,滤饼压缩性指数S=0.3,且知每获得1L滤液使在滤布表面积累2mm厚滤饼。今拟用BMS20/635-25板框压滤机以3.04×105Pa的恒压差过滤此悬浮液,忽略滤布阻力,求过滤至滤框全部充满滤渣所需时间。(滤框内尺寸为635×635×25mm,总框数为26)[六]一套管换热器,内管尺寸为φ13×1.5mm,长1.25m，空气流经内管,温度由100℃冷却到30℃。水流经环隙，流速较低，温度由10℃上升到20℃，逆流操作。用孔板流量计测量空气的流量压差为100mmH2O,空气的物性数据及流量计算式如下:cp=1005[J/(kg·K)]μ=1.725×10-5[Pa·S]λ=0.02432+7.7×10-5t[W/(m·K)]W1=2.329×10-4Δg0.4688[kg/S]式中:Δg--mmH2Ot--℃试计算:（1）总传热系数K；(以外表面为计算基准)（2）空气对管壁的对流给热系数α。[七]某车间用单效蒸发装置对硝酸铵水溶液进行蒸发，进料量为104kg/h，用温度为164.2℃的饱和蒸汽将溶液由68%(质量百分数，下同)浓缩至90%。操作条件下二次蒸汽的温度为59.7℃,溶液的沸点为100℃。蒸发器的传热系数为1200W/m2℃。沸点进料。试求：不计热损失时的加热蒸汽消耗量和蒸发器的传热面积。已查得：饱和水蒸汽温度为164.2℃时，汽化热为2073kJ/kg;温度为59.7℃时汽化热为2356kJ/kg。化工原理（上）试题十二(答案)[一](1)B；D；C；A(2)A；B；C(3)A(4)B(5)B(6)D[二](1)1.6m0.4m(2)相等；流量之和；小(3)工作点调节出口阀开度调节转速车削叶轮(4)81.55(5)A(6)(1)由于溶液蒸汽压下降(沸点上升)而引起的温度差损失(2)由于蒸发器中溶液静压强而引起的温度差损失(3)由于管道流体阻力产生的压降所引起的温度差损失[三]1离心泵：用出口阀调节流量；启动时关出口阀。(各3分)旋涡泵：用回流支路来调节流量，启动时出口阀全开。2．（１）饱和水蒸气走环隙，空气走管程。蒸汽可从任一侧通入，无逆流、并流之分。（２）Ｑ＝αiＡiΔｔmΔｔ2=ｔw2-ｔ2Δｔ1=ｔw1-ｔ1Δｔm=(Δｔ2-Δｔ1)/Ln(Δｔ2/Δｔ1)（３）测定饱和水蒸气温度Ｔ、ｔ1、ｔ2和Wh或Wc，所测Ｋ值应与空气的对流给热系数相近。（4）设法提高管内空气的流速最方便∴此时Ｋ≈αi,而αi∝ui0.8[四]Ｖ=(π/4)×0.042×0.62[2g×0.456×(13.6×103-1100)/1100]0.5=0.00786m3/su1=0.00786/[(π/4)×0.12]=1.0m/su2=1.0×(0.1/0.07)2=2.04m/sΣhf=(0.02×2/0.1+0.5)×1.02/2g+(0.02×30/0.07+4×0.75+6+0.17+8)×2.042/2g=5.51mHe=5.51+(20-1.5)+0.5×104/1100+2.042/2g=28.77mNa=28.77×0.00786×1100×9.81/(103×0.6)=4.07kw[五]K'=K(ΔP'/ΔP)1-s=8×10-7×［3.04×105/(6.67×104)］1-0.3=2.313×10-6m2/s板框总容积VC=0.635×0.635×0.025×26=0.262m3过滤面积A=0.635×0.635×2×26=20.97m2滤饼滤液体积比x=0.1×0.002/0.001=0.2m3/m3总滤液量V=VC/x=0.262/0.2=1.31m3∴q=V/A=1.31/20.97=0.0625m3/m2依恒压过滤方程q2=Kτ∴τ=q2/K=0.06252/(2.313×10-6)=1689s=0.47h[六]1.Q=W1cp1(T1-T2)=2.329×10-4×1000.4688×1005(100-30)=141.9WAo=π×0.013×1.25=0.051m2Δtm=(Δt1-Δt2)/[Ln(Δt1/Δt2)]=(80-20)/Ln(80/20)=43.28℃K=Q/(AΔtm)=141.9/(0.051×43.28)=64.29W/(m2·K)2.tm=(100+30)/2=65℃λ=0.02432+7.7×10-5×65=2.933×10-2W/(m·K)μ=1.725×10-5[(273.2+65)/273.2]0.7625=2.03×10-5Pa·SPr=1005×2.03×10-5/(2.933×10-2)=0.6956L/d=125>50Re=4W/(πdμ)=4×2.329×10-4×1000.4688/(π×0.01×2.03×10-5)=1.265×104>104α=0.023×(2.933×10-2/0.01)×(1.265×104)0.8×(0.6956)0.3=115.7W/(m2·K)[七]蒸发水份量W=F(1-x0/x)=104(1-0.68/0.9)=0.244×104kg/h=0.679kg/s蒸汽用量D=Wr/r0=0.679×2356×103/(2073×103)=0.7717kg/s传热面积Q=KA(T-t)∴A=Q/[K(T-t)]=Dr0/[K(T-t)]=0.7717×2073×103/[1200×(164.2-100)]=20.76m2化工原理（上）试题十三[一](1)因次分析法的目的在于______。A得到各变量间的确切定量关系；B得到各无因次数群的确切定量关系；C用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化；D用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠。(2)某物体的质量为1000kg，则其重量为____________。A1000NB9810NC9810kgfD1000/9.81kgf(3)①将含晶体10％的悬浮液送往料槽宜选用（）Ａ离心泵Ｂ往复泵Ｃ齿轮泵Ｄ喷射泵②某泵在运行１年后发现有气缚现象，应（）Ａ停泵，向泵内灌液Ｂ降低泵的安装高度Ｃ检查进口管路有否泄漏现象Ｄ检查出口管路阻力是否过大(4)离心通风机的铭牌上标明的全风压为100mmH2O意思是()A输任何条件的气体介质全风压都达100mmH2OB输送空气时不论流量多少，全风压都可达100mmH2OC输送任何气体介质当效率最高时，全风压为100mmH2OD输送20℃，101325Pa的空气，在效率最高时，全风压为100mmH2O(5)操作条件下允许吸上真空高度为Hs，允许的最大安装高度为Hg,max，泵的入口速度为u1，Hf,0-1为吸入管路单位重量液体的阻力损失，则()。AHg,max=HsBHg,max=Hs＋u12/2gCHg,max=Hs－Hf,0-1DHg,max=Hs－u12/2g－Hf,0-1(6)降尘室的生产能力由________决定。A降尘室的高度和长度B降尘室的高度C降尘室的底面积D降尘室的体积(7)一般而言，旋风分离器长、径比大及出入口截面小时，其效率，阻力。A高B低C大D小(8)恒压过滤时，恒压过滤方程式表明滤液体积与过滤时间的关系是：____。A直线关系B椭圆关系C抛物线关系D双曲线关系(9)翅片管加热器一般用于____。A两侧均为液体B两侧流体均有相变化C一侧为气体，一侧为蒸汽冷凝D一侧为液体沸腾，一侧为高温液体(10)列管换热器管程常用流速范围为：一般液体_______，气体__________。A0.5-3m/sB3-15m/sC5-30m/s(11)蒸汽管道的保温层愈厚，则热损失愈小，这种说法。A正确B不正确C保温层直径dd临界时正确D保温层直径dd临界时正确[二](1)牛顿粘性定律的数学表达式为_______________，牛顿粘性定律适用于_______型流体。(2)离心泵的流量常用＿＿＿＿＿＿＿＿调节。(3)当旋转半径为r，每秒钟转速为n，则分离因数为＿＿＿＿＿，当旋转物圆周速度为u则分离因数为＿＿＿＿＿。(4)黑体A的表面温度为27℃,黑体B的表面温度627℃,黑体B的辐射能力为黑体A的________倍。(5)恒密度流体在水平等径直管中流动时的摩擦阻力损失Σhf所损失的是机械能中的_________项。恒密度流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长___________________。(6)①离心泵的轴封装置主要有两种：ａ；ｂ。②管路特性曲线的一般表达式是。[三]绘出三效并流加料蒸发装置流程示意图，标出各流股的名称，说明并流加料的优缺点。[四]在管路系统中装有离心泵，如图。管路的管径均为60mm,吸入管长度为6m,压出管长度为13米,两段管路的摩擦系数均为λ=0.03,压出管装有阀门,其阻力系数为ζ=6.4，管路两端水面高度差为10m，泵进口高于水面2m，管内流量为0.012m3/s试求：⑴泵的扬程；⑵泵进口处断面上的压强为多少；⑶如果是高位槽中的水沿同样管路流回，不计泵内阻力，是否可流过同样流量。(用数字比较)

注：标准弯头的局部阻力系数ζ=0.75，当地大气压强为760mmHg，高位槽水面维持不变。[五]有一套管换热器,内管为φ54×2mm,外管为φ116×4mm的钢管,内管中苯被加热,苯进口温度为50℃,出口温度为80℃,流量为4000kg/h。环隙为133.3℃的饱和水蒸气冷凝,其汽化热为2168.1kJ/kg,冷凝给热系数为11630W/(m2·K)。苯在50℃～80℃之间的物性参数平均值为密度ρ=880kg/m3,比热cp=1.86kJ/(kg·℃),黏度μ=0.39×10-3Pa·S,导热率λ=0.134W/(m·K),管内壁垢阻为0.000265(m2·℃)/W,管壁及管外侧垢阻不计。试求:(A)加热蒸汽消耗量;(B)所需的传热面积(C)当苯的流量增加50%,要求苯的进出口温度不变,加热蒸汽的温度应为多少?[六]某叶滤机在恒压下过滤某种悬浮液,第一小时得滤液2m3,问第二小时可得滤液多少立方米?如果从第二小时开始,[七]在单效蒸发器中,每小时将2000kg的某种水溶液从10%连续浓缩至30%(均为质量百分数)。二次蒸汽温度为75.4℃,相应的汽化热为2319kJ/kg。溶液的沸点为80℃,加热蒸汽的温度为119.6℃,相应的汽化热为2206kJ/kg。原料液的比热为3.77kJ/kg·℃,热损失为12000W,忽略脱水时所需热量。试求:⑴单位时间内蒸发的水量；⑵分别求算原料液温度为30℃和80℃时,单位时间内所需的加热蒸汽量,并比较经济程度(指蒸发1kg水所耗的加热蒸汽kg数)。化工原理（上）试题十三(答案)[一](1)C(2)B(3)①A②C(4)D(5)D(6)C(7)AC(8)C(9)C(10)A，C(11)C[二](1)τ=μdu/dy；牛顿(2)出口阀(3)(2πn)2r/gu2/rg(4)81=()4=81(5)静压能；不变(6)(1)a:填料密封b:机械密封(2)He=A+BV2[三](1)优点：①溶液从压强高的蒸发器流向压强低的蒸发器，溶液可以依靠效间的压差流动，不需要泵送。②溶液进入压强和温度较低的次一效时，可产生自蒸发，因而可产生较多的二次蒸汽。缺点：各效间随着溶液浓度的增高，溶液的温度反而降低。因此沿溶液流动方向溶液粘度逐渐增高，致使传热系数逐渐下降。[四]⑴u=V/[(π/4)d2]=0.012/[(π/4)×0.062]=4.24m/s吸入管阻力损失：hf.s=0.5u2/2g+0.75u2/2g+0.03(6/0.06)(4.242/2g)=(0.5+0.75+3)×4.242/(2×9.81)=3.90m压出管阻力损失hf.D=(2×0.75+6.4+1+0.03×13/0.06)×4.242/2g=14.1m故泵的扬程为H=△Z+△p/(ρg)+hf=28m⑵在泵进口断面上，从液面至此截面列伯努利方程：0=pb/(ρg)+2+4.242/(2×9.81)+hf.s=pb/(ρg)+2+0.92+3.9∴pb=0.682at(真)⑶当高位槽沿原路返回时，在槽面与水面间列伯努利式：10=hf，s′+hf，D′10=[（0.5+0.75+0.03×(6/0.06)+2×0.75+6.4+1+0.03×(13/0.06)]×u2/2g∴u′=3.16m/sV′=8.93×10-3m3/s流量小于原值[五](1)Q=Wcp(t2–t1)=4000×1.86(80–50)=2.232×105kJ/hD=2.232×105/2168.1=103kg/h(2)u=4000/(3600×0.785×0.052×880)=0.643m/sRe=(0.05×0.643×880)/(0.39×10–3)=7.25×104>104Pr=1.86×103×0.39×10–3/0.134=5.41i=0.023(0.134/0.05)(7.25×104)0.8(5.41)0.4=936.3W/(m2·K)∴Ki=707.9W/(m2·K)℃A=Q/(KΔtm)=2.232×105/(707.9×67.2×3.6)=1.30m2W'=1.5W=1.5×4000=6000kg/hQ'=1.5Q=2.232×105×1.5=3.348×105kJ/hαi'=(1.5)0.8α=936.3×1.383=1295W/(m2·K)Ki′=895.4W/(m2·K)Δtm'=Q'/(AK')=3.348×105/(895.4×1.30×3.6)=79.9℃∴T’=145.6℃[六]应用V2=KA2τ设第一小时末得到的滤液量为22=KA2=4V22=4×2V2=2.83m3∴第二小时得滤液量为2.83-2=0.83m3如第2小时在提高压强下过滤,则:V22-4=4×2×1V2==3.464m3∴第2小时得滤液为3.464-2=1.464m3[七]W=F(1-x0/x)x0=0.1x=0.3∴W=2000(1-0.1/0.3)=1333kg/h加热蒸汽温度为119.6℃2r0=2206kJ/kg热损QL=12000WD=[FC0(t-t0)+Wr+QL]/r030℃:D=[2000×3.77×(80-30)+1333×2319+12000×3600/1000]/2206=1592kg/hD/W=1592/1333=1.1980℃:D=(1333×2319+12000×3600/1000)/2206=1421kg/hD/W=1421/1333=1.07结论:原料液的温度愈高,蒸发1kg水的加热蒸汽量愈少。化工原理（上）试题十四[一](1)4℃水在SI制中密度为________；重度为________；在工程单位制中密度为________；重度为________。A1000kgf/m3B1000kg/m3C102kgf·s2/m4D9810N/m3(2)在完全湍流(阻力平方区)时，粗糙管的摩擦系数λ数值________。A与光滑管一样B只取决于ReC只取决于相对粗糙度D与粗糙度无关(3)以下不是离心式通风机的性能参数()Ａ风量Ｂ扬程Ｃ效率Ｄ静风压(4)离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能()A泵壳和叶轮B叶轮C泵壳D叶轮和导轮(5)“在一般过滤操作中，实际上起到主要介质作用的是滤饼层而不是过滤介质本身”，“滤渣就是滤饼”则_______。Ａ这两种说法都对Ｂ两种说法都不对Ｃ只有第一种说法正确Ｄ只有第二种说法正确(6)当换热器中冷热流体进出口温度一定时，下面说法中正确的是。Atm并<tm逆<tm折Btm逆＝tm并＝tm折Ctm并<tm逆＝tm折Dtm并<tm逆>tm折(7)稳定传热是指______。A传热系统中各点的温度不随位置和时间而变。B传热系统中各点的温度仅随位置变，而不随时间变。C传热系统中各点的温度不随位置变而随时间变。D传热系统中各点的温度随位置和时间而变。(8)为了蒸发浓缩某种粘度随浓度和温度变化较大的溶液，应采用A并流加料流程B逆流加料流程C平流加料流程[二](1)气体的黏度随温度的升高而_________,水的黏度随温度的升高而______________。(2)雷诺准数是哪两个力之比，Re=____________________。欧拉准数是哪两个力之比，Eu=______________________。(3)图示为某塔设备的液封装置，进塔气体压力为80mm汞柱表压，为保证正常操作，水封高度h=。(4)降尘室与沉降槽均为气固或液固两相分离设备，它们的生产能力与该设备的______________有关，与________________无关。(5)旋风分离器当切向进口气速相同时，随着旋风分离器的直径越大，其离心分离因数越__________；而离心分离机随着转鼓直径的增大其离心分离因数越____________。(6)物体辐射能力的大小与________成正比，还与________成正比。(7)离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生现象。(8)离心通风机全风压的单位是＿＿＿＿＿＿＿＿＿其物理意义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。(9)离心泵的主要部件有＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿。[三](1)①一厚度相等的双层平壁，其导热率λⅠ>λⅡ试定性画出其温度分布图，为什么?(稳定传热)②套管式换热器的冷、热流体进、出口温度分别为t1、t2、T1、T2，试画出冷、热流体温度沿换热面积变化关系曲线。[四]如图示，水以1m/s的流速稳定流过内径为0.025m，长为2m(AB段)的光滑管。A、B两端接一U形液柱压差计,B端接一压强计,指示液密度均为1590kg/m3。已知水的黏度为1cP,管路摩擦系数可以下式计算：λ=0.3164/Re0.25(当3×103<Re<105时)求：⑴管路AB段的阻力⑵压差计读数R1及B点的压强(R2=0.2m)(3)当A、B两截面的压强均升高到原来的1.4倍时，问:流量变为多少?[五]一套管换热器,外管为φ83×3.5mm,内管为φ57×3.5mm的钢管,有效长度为60m。用120℃的饱和水蒸气冷凝来加热内管中的油。蒸汽冷凝潜热为2205kJ/kg。已知油的流量为7200kg/h,密度为810kg/m3,比热为2.2kJ/(kg·℃),黏度为5cP,进口温度为30℃,出口温度为80℃。试求:(A)蒸汽用量;(不计热损)(B)传热系数;(C)如油的流量及加热程度不变,加热蒸汽压力不变,现将内管直径改为Φ47×3.5mm的钢管。求管长为多少?已知蒸汽冷凝给热系数为1.2×104W/(m2·K),管壁及污垢热阻不计,管内油的流动类型为湍流。[六]有一板框过滤机,在一定压力下,过滤某种悬浮液。当滤渣完全充满滤框时的滤液量为10m3,过滤时间为1hr。随后在相同压力下,用10%滤液量的清水(物性可视为和滤液相同)洗涤,每次拆装需时间8min,且已知在这一操作中Ve=1.5m3。求该机的生产能力,以m3(滤液)/h表示。[七]在单效蒸发器中,每小时将2000kg水溶液以5%浓缩至20%(均为质量百分数),沸点进料。冷凝器中温度为70℃,水的相应汽化热为2350kJ/kg;加热蒸汽温度为110℃。蒸发器的传热面积为60m2,操作条件下总传热系数为800W/m2℃。试计算传热过程的有效温度差及总温度差损失。二次蒸汽的汽化潜热可取为2350kJ/kg。化工原理（上）试题十四(答案)[一](1)B；D；C；A(2)C(3)B(4)C(5)A(6)D(7)(B)(8)B[二](1)增大；降低(2)(1)惯性力/粘性力(du/)(2)压差/惯性力(p/u2)(3)h=13.680=1088mmH2O=1.088mH2O(4)沉降面积高度(5)小大(6)T4，ε(7)气蚀(8)N/m2风机提供给每m3气体的能量(9)叶轮；泵壳；轴封装置[三](1)①根据傅立叶定律;Q=λdt/dn;∵稳定传热即QI=QII因已知λI>λII∴(dt/dn)I<(dt/dn)II[四]⑴hf=λ(L/d)(u2/2)Re=duρ/μ=0.025×1×1000/10-3=2.5×104(湍流)λ=0.3164/Re0.25=0.3164/(2.5×104)0.25=0.025∴hf=0.025×(2/0.025)(12/2)=1J/kg⑵对于水平等径管Σhf=△p/ρ△PA-B=ρ∑hf=1000×1=1000Pa因为△PA-B=R1g(ρ'-ρ)所以R1=△P/[g(ρ'-ρ)]=1000/[9.81×(1590-1000)]=0.173m=173mm取O-O′等压面,列静力学方程可得:PB=ρhg+ρ/gR2=1000×9.81×(0.1+0.0125)+1590×9.81×0.2=4223N/m2⑶依题意:PA′=1.4PA，PB′=1.4PB,则△PA-B′=1.4△PA-BhfA-B′=λ′(L/d)(u′2/2)=△PA-B′/ρ而hfA-B=λ(L/d)(u2/2)=△pA-B/ρ则λ′(L/d)(u′2/2)/[λ(L/d)(u2/2)]=(△PA-B′/ρ)/(△PA-B/ρ)=△PA-B′/△PA-B=1.4λ′u′2/(λu2)=1.4而λ′/λ=(Re/Re′)0.25=(u/u′)0.25代入上式得:(u/u′)0.25(u′2/u2)=(u′/u)1.75=1.4而u=1m/s∴u′=1.22m/sV=0.785×0.0252×1.22=5.99×10-4m3/s=2.16m3/h[五](1)蒸汽用量D：Q=Wcp(t2-t1)=7200×2.2×(80-30)=7.92×105kJ/h∴D=7.92×105/2205≈359.2kg/h(2)传热系数的计算由Q=KAΔtmΔtm=((120-30)-(120-80))/Ln((120-30)/(120-80))=50/Ln(90/40)=61.66℃∴Ki=Q/(AiΔtm)=7.92×105/[60×π×0.050×61.66]≈1363（kJ/h·m2·℃)=378.6(W/(m