鄭州大學(xué)2004至2005第一學(xué)期化工原理期末考試試題及答案

1、鄭州大學(xué)2004至2005第一學(xué)期化工原理期末考試試題及答案A卷一、選擇題：（每題 2  分，共 24分）1利用因次分析法的目的在于  A   。   A  減少實(shí)驗(yàn)工作量                 B  增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性 C  

2、建立數(shù)學(xué)表達(dá)式                 D  避免出現(xiàn)因次錯(cuò)誤2牛頓流體在管內(nèi)作層流流動(dòng)，流體層之間的剪應(yīng)力在   B  。   A  管中心最大             

3、        B  管壁處最大 C  管中處處相等                   D  管壁處最小3流體通過離心泵所獲得的能量主要表現(xiàn)為 B   。 A 動(dòng)能增加  

4、60;  B 靜壓能增加   C 位能增加     D 流量增大4用離心泵把地下貯槽中的液體送入高位槽，完好的離心泵卻無法泵送液體，可能導(dǎo)致故障的原因是   C    。A 貯槽內(nèi)液面上升                 

5、;B 液體溫度下降C 吸入管堵塞                     D 容器內(nèi)壓強(qiáng)升高5回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)的轉(zhuǎn)速越快，單位時(shí)間所獲得的濾液量就越_，形成的濾餅層厚度就越_，過濾阻力越_。C A 少，薄，小           &

6、#160;          B 少，厚，大 C 多，薄，小                      D 多，薄，大6離心沉降速度是 B   。  A 顆粒運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)速

7、度              B 徑向速度 C 切向速度                        D 氣流速度7、氣力輸送過程中，垂直管中稀相輸送時(shí)氣速的下限為 &

8、#160; B  。  A 顆粒的沉降速度     B 噎噻速度     C 起始流化速度    D 表觀氣速8穿過三層平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱過程，已知各層溫差為t140，t235，t35，則第一層的熱阻R1與第二、三層熱阻R2 、R3的關(guān)系為    B     。A 

9、;R1（R2R3）                  B  R1（R2R3）C R1（R2R3）                  D 無法比較；9在無相變的對(duì)流傳熱過程中，熱阻主要集中在_，減少熱阻

10、的有效措施是_。C     A 層流底層，使流體處于層流狀態(tài)    B 流體湍動(dòng)區(qū)域，使層流底層減薄  C 層流底層，提高流體湍動(dòng)程度      D 流體過渡區(qū)域，提高流體湍動(dòng)程度10在蒸汽冷凝傳熱中，不凝性氣體的存在對(duì)對(duì)流傳熱系數(shù)的影響是_A_。 A 不凝性氣體的存在會(huì)使值大大降低      B 

11、不凝性氣體的存在會(huì)使值升高 C 不凝性氣體的存在與否，對(duì)數(shù)據(jù)無影響    D 不一定11把一殼程用飽和水蒸氣加熱管內(nèi)水的列管式換熱器由單管程改為雙管程，會(huì)引起   B 。A 管內(nèi)對(duì)流傳熱系數(shù)減小                 B 對(duì)數(shù)平均溫差減小C 管內(nèi)阻力減小  &

12、#160;                             D 總對(duì)流傳熱系數(shù)減小12. 真空蒸發(fā)的優(yōu)點(diǎn)有   C   。   A  不凝氣無需用泵即可從冷凝器中排除

13、60;    B  溶液沸點(diǎn)升高 C  溶液沸點(diǎn)降低                         D  沸騰給熱系數(shù)大二、填空題：（每空  1 分，共  16 分）1.

14、0;      流體在圓形直管中作層流流動(dòng)，如果只將流速增加一倍，管徑不變，則阻力損失為原來的  2  倍；如果只將管徑增加一倍，流速不變，則阻力損失為原來的   1/4   倍。2在離心泵的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中， 葉輪_是將原動(dòng)機(jī)的能量傳遞給液體的部件，而_泵殼_則是將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能的部件。3離心泵的流量調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在離心泵  出口管路 的位置上，而正位移泵調(diào)節(jié)閥只能安裝在  旁路&

15、#160; 位置上。4在操作壓力相同的條件下，當(dāng)濾液粘度與洗液粘度相同時(shí)，葉濾機(jī)洗滌速率與最終過濾速率的比值為  1    。 5流化床在正常操作范圍內(nèi)，隨著操作氣速的增加，流體在顆粒縫隙間的流速  不變   ，床層空隙率 增大    ，床層壓降  不變    ，顆粒沉降速度   不變   

16、0;，床層高度    升高。6. 對(duì)流傳熱過程中，在其它條件相同下，短管的對(duì)流傳熱系數(shù)比長管的對(duì)流傳熱系數(shù) 大    。7溫度相差100的兩灰體間進(jìn)行輻射傳熱，現(xiàn)因某種原因，兩者的溫度各下降了10，則此時(shí)的輻射傳熱量與原來的相比將  小   。8. 單效蒸發(fā)操作中，二次蒸汽溫度低于生蒸汽溫度的原因有溶質(zhì)的存在      和傳熱的推動(dòng)力   

17、0;    。三、（18分）有一循環(huán)管路如圖所示，管路內(nèi)安裝一臺(tái)離心泵，安裝高度Hg = 3 m，在高效范圍內(nèi)，此離心泵的特性曲線可近似表示為（式中qv以m3/s表示），管路總長為130 m，其中吸入管長為18 m（均為包括局部阻力的當(dāng)量長度），管內(nèi)徑d = 50 mm，摩擦系數(shù)= 0.03。試求：1、  管路內(nèi)的循環(huán)水量；2、  泵的進(jìn)、出口壓強(qiáng)；解：1、在兩水平截面之間列柏努利方程其中：     （1）且   &

18、#160;                                         （2）（1）（2）兩式聯(lián)立，解得     

19、60;2、在1、B兩截面間列柏努利方程：                則  即 （真空度）        在C、2兩截面間列柏努利方程             （表壓）  

20、60;    四、（10分）用板框壓濾機(jī)恒壓過濾某懸浮液，20 min后每平方米過濾面積得濾液1.5 m3，繼續(xù)過濾至1 h可充滿濾框，共得濾液4 m3，然后每平方米洗滌面積用0.5 m3的清水在相同的壓差下洗滌（水的粘度與濾液大致相等），其它輔助時(shí)間為12 min。試求：1、  此過濾機(jī)每平方米過濾面的生產(chǎn)能力（以所得濾液量計(jì)）；2、  若每次正式過濾之前，用5 min預(yù)涂一層助濾劑，使濾布當(dāng)量濾液量降低一半，涂層厚度可以忽略，過濾機(jī)的生產(chǎn)能力可提高多少？解：1、由恒壓過濾方程   

21、 則     解得  且洗滌速率2、當(dāng)由   得且洗滌速率增加了40.4五、（14分）采用降塵室除去礦石焙燒爐出口的爐氣中含有的粉塵。在操作條件下爐氣流量為25000 m3/h，在降塵室內(nèi)的流速為2 m/s，密度為0.6 kg/m3，粘度為2´10-5 Pa·s，其中氧化鐵粉塵的密度為4500 kg/m3。要求全部除掉直徑大于80m的粉塵。試求：1、  所需降塵室的長和高（其寬為2m）；2、  用上述計(jì)算確定的降塵室

22、，要將爐氣中直徑為75m的塵粒完全除掉，求爐氣的最大允許處理量。解：1、設(shè)沉降處于斯托克斯區(qū)    故假設(shè)成立      2、dp=75m的塵粒（設(shè)沉降處于斯托克斯區(qū)）    故假設(shè)成立六、（18分）有一單管程列管換熱器，傳熱面積為40 m2（按管外表面積計(jì)），共有25´2.5 mm的傳熱管86根，現(xiàn)用該換熱器以循環(huán)水冷卻流量為28000 kg/h的石油產(chǎn)品，石油產(chǎn)品走殼程，循環(huán)水走管程，兩流體逆流換熱。實(shí)際測(cè)得石油產(chǎn)品的進(jìn)、出口溫度分別為90和

23、50，冷卻水的進(jìn)、出口溫度分別是25和40，已知石油產(chǎn)品的比熱容為Cp=2.8 kJ/(kg·K)，水的有關(guān)物性分別為：995 kg/m3，Cp=4.17 kJ/(kg·K)，=0.8´10-3 Pa·s，=0.618 W/(m·K)。試求：1、  冷卻水用量；2、  該換熱器總傳熱系數(shù)；3、  管程和殼程的給熱系數(shù)（可忽略兩側(cè)的污垢熱阻和管壁熱阻）。解：1、          

24、;        解得  2、且         3、 由2004-2005第一學(xué)期  化工原理 課程試題（B卷）題號(hào)一二三四五六七總分分?jǐn)?shù)合分人：                   &#

25、160; 復(fù)查人：                  一、選擇題：（每題 2 分，共 22 分）分?jǐn)?shù)評(píng)卷人1在阻力平方區(qū)（完全湍流區(qū)）時(shí)，粗糙管的摩擦系數(shù)值_。   A 與光滑管一樣            &#

26、160;       B 只取決于Re   C  只取決于相對(duì)粗糙度             D 與粗糙度無關(guān)2離心泵工作時(shí)，通過改變出口閥的開度調(diào)節(jié)流量，其本質(zhì)是      。A 改變泵的工作特性曲線     

27、;       B 改變管路的特性曲線；C 改變泵的揚(yáng)程                    D 調(diào)節(jié)泵的功率。3離心通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓是指_。 A 靜壓頭與升舉高度之和         

28、60;  B 動(dòng)風(fēng)壓 C 靜風(fēng)壓                          D 動(dòng)風(fēng)壓與靜風(fēng)壓之和4在濾餅過濾操作中，實(shí)際上起到主要攔截固體顆粒作用的是_ _。A 濾餅層   B 過濾介質(zhì)   

29、; C 濾餅層與過濾介質(zhì)   D 濾漿、濾餅層與過濾介質(zhì)5在討論旋風(fēng)分離器分離性能時(shí)，分割直徑這一術(shù)語是指       。 A 旋風(fēng)分離器效率最高時(shí)的旋風(fēng)分離器的直徑 B 旋風(fēng)分離器分離所允許的最小直徑 C 旋風(fēng)分離器能夠全部除去的最小顆粒的直徑D 經(jīng)過旋風(fēng)分離器后能被除下50的顆粒直徑6、床層表觀速度大于顆粒沉降速度的階段是      

30、 。 A 固定床     B 散式流化床     C 聚式流化床     D  載流床7在多層平壁定態(tài)導(dǎo)熱中，通過最大熱阻的一層平壁的熱量      通過其余平壁的熱量。    A 大于     B 小于

31、60;    C 等于     D  不確定8冷熱流體在套管換熱器內(nèi)換熱，內(nèi)管走冷流體，如果冷流體流量增大一倍，則總傳熱系數(shù)     ，冷流體的出口溫度       。    A 增大，下降     B 增大，升高   

32、  C 減小，下降    D 減小，升高9在沸騰操作中，工業(yè)上一般維持在       。  A 自然對(duì)流區(qū)    B  核狀沸騰區(qū)    C   膜狀沸騰區(qū)    D 三個(gè)區(qū)域都可10描述灰體輻射和吸收能力的定律是  &

33、#160;   。A 普朗克定律    B 斯蒂芬玻耳茲曼定律     C 藍(lán)貝特定律     D 克希霍夫定律11. 多效蒸發(fā)時(shí)，隨著效數(shù)的增加，       。A 能耗減少的趨勢(shì)增大         

34、60;B 傳熱溫差增大C 生產(chǎn)強(qiáng)度降低                D 操作費(fèi)用減少二、填空題：（每空 1 分，共 16 分）分?jǐn)?shù)評(píng)卷人1在直管流體流動(dòng)，管道截面上產(chǎn)生流速分布的原因是            和   &

35、#160;         而產(chǎn)生的。2.       流體在圓形直管的流動(dòng)系統(tǒng)中，假定管徑不變；層流區(qū)：壓降與速度的_ _次方成正比。阻力平方區(qū)：壓降與速度的_次方成正比。3變截面流量計(jì)工作時(shí)，當(dāng)流量變大時(shí)，轉(zhuǎn)子上、下的壓差     。4. 輸送沸點(diǎn)      或溫度   &#

36、160; 的液體，泵的允許安裝高度將減小。5. 流化床的流化數(shù)是             與              之比。6. 在恒壓過濾操作中，忽略過濾介質(zhì)的阻力，且過濾面積恒定，則所得的濾液量與過濾時(shí)間的_次方成正比，當(dāng)濾液量一定時(shí)，需要的過濾時(shí)間與過濾面積的_次方成反比。6一定流量液體在2

37、5×2.5mm的直管內(nèi)作湍流流動(dòng)，其對(duì)流傳熱系數(shù)為2000W/(m2·)。如果流量與物性都不變，改用19×2mm的直管，其對(duì)流傳熱系數(shù)為         W/(m2·)。7、設(shè)置隔熱擋板是      輻射傳熱的有效方法。擋板材料的黑度愈      ，熱損失愈少。8. 提高蒸發(fā)器生產(chǎn)強(qiáng)度的主要途徑是   

38、60;            和          。三、（18分）分?jǐn)?shù)評(píng)卷人如圖所示，用泵將水送至吸收塔塔頂，水的密度為1000 kg/m3，該泵的特性曲線為（qv: m3/h）。塔頂操作壓強(qiáng)為19.62 kPa（表壓），泵入口段管路總長度（l+le）50 m，泵出口閥半開時(shí)，出口段管路總長度（l+le）200 m，摩擦系數(shù)為0.025，試求：1、  泵出

39、口閥半開時(shí)泵的工作點(diǎn)；2、泵的入口真空表及出口壓力表的讀數(shù)。四、（10分）分?jǐn)?shù)評(píng)卷人擬用一板框過濾機(jī)在恒壓下過濾某懸浮液，要求在1.5小時(shí)內(nèi)得到2 m3濾液，已知過濾常數(shù)，過濾介質(zhì)阻力可忽略不計(jì)，試求：1、  若用尺寸為900×900×30 mm的板框，則需要濾框和濾板各多少？2、  過濾終了時(shí)，用0.4 m3的洗滌水進(jìn)行洗滌，洗滌水的粘度和濾液粘度相同，洗滌壓強(qiáng)差與最終過濾壓強(qiáng)差相同，則洗滌時(shí)間為多少？3、  過濾輔助時(shí)間為0.5小時(shí)，則該過濾機(jī)的生產(chǎn)能力為多少？五、（15分）分?jǐn)?shù)評(píng)卷人采用降塵室除去礦石焙燒爐出

40、口的爐氣中含有的粉塵。在操作條件下爐氣流量為16000 m3/h，在降塵室內(nèi)的流速為2 m/s，密度為0.6 kg/m3，粘度為2´10-5 Pa·s，其中氧化鐵粉塵的密度為4500 kg/m3。要求全部除掉直徑大于80m的粉塵。試求：1、所需降塵室的底面積和高（其寬為2m）；2、用上述計(jì)算確定的降塵室，要將爐氣中直徑為70m的塵粒完全除掉，求爐氣的最大允許處理量。六、（19分）分?jǐn)?shù)評(píng)卷人有一列管式換熱器，裝有20´2.5 mm的鋼管400根，管長為2 m。要將質(zhì)量流量為7000 kg/h的常壓空氣由20加熱到90，選用108的飽和蒸汽于殼程冷凝加熱之。

41、若水蒸汽的冷凝給熱系數(shù)為1.0´104 W/(m2·K)，管壁及兩側(cè)污垢的熱阻均忽略不計(jì)，且不計(jì)熱損失。已知空氣在平均溫度下的物性參數(shù)Cp=1.0 kJ/(kg·K)，=2.82´10-2 W/(m·K)，=2.0´10-5Pa·s。試求：1、空氣在管內(nèi)的對(duì)流給熱系數(shù)；      2、換熱器的總傳熱系數(shù)；3、通過計(jì)算說明該換熱器是否滿足需要。B卷答案一、選擇題：（每題 2 分，共 22 分）1在阻力平方區(qū)（

42、完全湍流區(qū)）時(shí)，粗糙管的摩擦系數(shù)值_C_。   A 與光滑管一樣                    B 只取決于Re   C  只取決于相對(duì)粗糙度            

43、60;D 與粗糙度無關(guān)2離心泵工作時(shí)，通過改變出口閥的開度調(diào)節(jié)流量，其本質(zhì)是  B   。A 改變泵的工作特性曲線            B 改變管路的特性曲線；C 改變泵的揚(yáng)程                 

44、0;  D 調(diào)節(jié)泵的功率。3離心通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓是指_D_。 A 靜壓頭與升舉高度之和            B 動(dòng)風(fēng)壓 C 靜風(fēng)壓                      

45、0;   D 動(dòng)風(fēng)壓與靜風(fēng)壓之和4在濾餅過濾操作中，實(shí)際上起到主要攔截固體顆粒作用的是_A_A 濾餅層   B 過濾介質(zhì)    C 濾餅層與過濾介質(zhì)  D 濾漿、濾餅層與過濾介質(zhì)5在討論旋風(fēng)分離器分離性能時(shí)，分割直徑這一術(shù)語是指_D_。 A 旋風(fēng)分離器效率最高時(shí)的旋風(fēng)分離器的直徑 B 旋風(fēng)分離器分離所允許的最小直徑 C 旋風(fēng)分離器能夠全部除去的最小顆粒的直徑D

46、0;經(jīng)過旋風(fēng)分離器后能被除下50的顆粒直徑6、床層表觀速度大于顆粒沉降速度的階段是        D。 A 固定床     B 散式流化床     C 聚式流化床     D  載流床7在多層平壁定態(tài)導(dǎo)熱中，通過最大熱阻的一層平壁的熱量      &

47、#160;C通過其余平壁的熱量。    A 大于     B 小于     C 等于     D  不確定8冷熱流體在套管換熱器內(nèi)換熱，內(nèi)管走冷流體，如果冷流體流量增大一倍，則總傳熱系數(shù)     ，冷流體的出口溫度       。 

48、;A      A 增大，下降     B 增大，升高     C 減小，下降    D 減小，升高9在沸騰操作中，工業(yè)上一般維持在（ B ）。  A 自然對(duì)流區(qū)    B  核狀沸騰區(qū)    C &

49、#160; 膜狀沸騰區(qū)    D 三個(gè)區(qū)域都可10描述灰體輻射和吸收能力的定律是   D  。A 普朗克定律     B 斯蒂芬玻耳茲曼定律        C 藍(lán)貝特定律            D 克

50、希霍夫定律11. 多效蒸發(fā)時(shí)，隨著效數(shù)的增加， C   。A 能耗減少的趨勢(shì)增大B 傳熱溫差增大C 生產(chǎn)強(qiáng)度降低D 操作費(fèi)用減少二、填空題：（每空 1 分，共 16分）1在直管流體流動(dòng)，管道截面上產(chǎn)生流速分布的原因是  流體具有粘性 和  固體壁面的存在 而產(chǎn)生的。2.       流體在圓形直管的流動(dòng)系統(tǒng)中，假定管徑不變；層流區(qū)：壓降與速度的_1

51、_次方成正比。阻力平方區(qū)：壓降與速度的_2_次方成正比。3變截面流量計(jì)工作時(shí)，當(dāng)流量變大時(shí)，轉(zhuǎn)子上、下的壓差   不變   。4. 輸送沸點(diǎn)低     或溫度高    的液體，泵的允許安裝高度將減小。5. 流化床的流化數(shù)是  實(shí)際操作流速  與  起始流化速度  之比。6. 在恒壓過濾操作中，忽略過濾介質(zhì)的阻力，且過濾面積恒定，則所得的濾

52、液量與過濾時(shí)間的_12_次方成正比，當(dāng)濾液量一定時(shí)，需要的過濾時(shí)間與過濾面積的_2_次方成反比。6一定流量液體在25×2.5mm的直管內(nèi)作湍流流動(dòng)，其對(duì)流傳熱系數(shù)為2000W/(m2)。如果流量與物性都不變，改用19×2mm的直管，其對(duì)流傳熱系數(shù)為   3356   W/(m2)。7、設(shè)置隔熱擋板是   減少輻射傳熱的有效方法。擋板材料的黑度愈    低，熱損失愈少。8. 提高蒸發(fā)器生產(chǎn)強(qiáng)度的主要途徑是增大總傳熱系數(shù)  和增大溫差。三、（18分）如圖所示，用泵將水送至吸收塔塔頂，水的密度為1000 kg/m3，該泵的特性曲線為（qv: m3/h）。塔頂操作壓強(qiáng)為19.62 kPa（表壓），泵入口段管路總長度（l+le）50 m，泵出口閥半開時(shí)，出口段管路總長度（l+le）200 m，摩擦系數(shù)為0.025，試求：1、  泵出口閥