化工原理試卷試題(上1-5套)

1、化工原理（上）試卷一 一. 填空題（每空1分，共20分）1. 用管子從高位槽放水，當(dāng)管徑增大一倍，則水的流量為原流量的_倍。（假定槽內(nèi)高度、管長(zhǎng)、局部阻力及摩擦系數(shù)均不變）2. 在管道任意截面液體質(zhì)點(diǎn)的速度沿管徑而變，管壁處的速度為_，管中心速度_。3. 在流動(dòng)系統(tǒng)中，若截面上液體壓強(qiáng)、密度、流速等僅隨_改變，不隨_改變，稱為穩(wěn)定流動(dòng)。4. 離心泵啟動(dòng)步驟為_；常用_調(diào)節(jié)流量；往復(fù)泵常用_調(diào)節(jié)流量。5. 用離心泵向鍋爐供水，若鍋爐中的壓力突然升高，則泵提供的流量_，揚(yáng)程_。6. 牛頓冷卻定律的表達(dá)式為_，給熱系數(shù)（或?qū)α鱾鳠嵯禂?shù)）的單位是_ _。7. 在列管式換熱器中，用飽和蒸氣加熱空氣,此時(shí)

2、傳熱管的壁溫接近_流體的溫度，總傳熱系數(shù)K接近_流體的對(duì)流傳熱系數(shù)。8. 若降塵室的高度增加，則沉降時(shí)間 ，生產(chǎn)能力 。9. 當(dāng)微粒在介質(zhì)中作自由沉降時(shí)，若顆粒沉降的Rep相同，球形度越大的微粒，介質(zhì)阻力系數(shù)越_ 。球形顆粒的球形度為_ 。10. 工業(yè)上常用過濾方式有 和濾餅過濾；懸浮液中加入助濾劑進(jìn)行過濾的目的是_。二. 簡(jiǎn)答題 (每題5分，共20分)1. 簡(jiǎn)述流體阻力實(shí)驗(yàn)測(cè)Re曲線的基本方法和原理。2. 何謂離心泵的“氣蝕”現(xiàn)象，對(duì)泵的操作有何危害應(yīng)如何防止3. 為什么工業(yè)上氣體的除塵(在沉降室進(jìn)行, Rep2)常放在冷卻后進(jìn)行而在懸浮液的過濾分離中，濾漿卻不宜在冷卻后才進(jìn)行過濾4. 在熱

3、傳導(dǎo)中，管外絕熱層材料包的越厚，熱損失就越少，對(duì)否為什么三. 計(jì)算題（共60分）BAC1.（20分）如本題附圖所示，槽內(nèi)水位維持不變。槽底部與內(nèi)徑為100mm鋼管相連，管路上裝有一個(gè)閘閥，閥前離管路入口端15m處安有一個(gè)指示液為汞的U型管壓差計(jì)，測(cè)壓點(diǎn)B與管路出口端之間距離為20m。（1）當(dāng)閘閥關(guān)閉時(shí)測(cè)得R600mm，h1500mm；當(dāng)閘閥部 計(jì)算題1附圖分開啟時(shí)， 測(cè)得R400mm，h1400mm，管路摩擦系數(shù)取0.02，問每小時(shí)從管中流出水量為多少。（2）當(dāng)閥全開時(shí)（取閘閥全開局部阻力l/d15，管路摩擦系數(shù)0.018），測(cè)壓點(diǎn)B處的靜壓強(qiáng)為多少？（表壓）2.（10分）用離心泵經(jīng)57

4、15;3.5mm的鋼管, 將敞口貯槽內(nèi)的有機(jī)溶劑(密度為800kg/m3, 粘度為20×10-3 Pa·s)輸送到反應(yīng)器中。設(shè)貯槽內(nèi)的液面離反應(yīng)器內(nèi)的液面高度保持16m，見附圖。已知鋼管總長(zhǎng)度(包括局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度) 為25m，反應(yīng)器內(nèi)的壓力恒定為4 kgf/cm2(表壓) ,有機(jī)溶液輸送量為6 m3/h，試確定泵提供的壓頭。16m計(jì)算題2附圖3.（10分）用降塵室精制含塵氣，塵粒的最小粒徑10m，密度為1400 kg/m3，氣體溫度為25，此溫度下m=0.018×10-3Pa·s，密度為1.2 kg/m3，含塵氣接近常溫，處理量為2m3/s，氣體進(jìn)入降

5、塵室保持流速0.2m/s，若降塵室寬2.5m，長(zhǎng)5m，計(jì)算降塵室的總高度、層數(shù)及每層高度？4.（20分）一單殼程單管程列管換熱器, 由多根25×2.5mm 的鋼管組成管束,管程走某有機(jī)溶液,流速為0.5 m·s-1，流量為每小時(shí)15噸，比熱為1.76kJ·kg-1·K-1,密度為858 kg·m-3，溫度由20加熱至50。殼程為130的飽和水蒸汽冷凝。管程、殼程的對(duì)流傳熱系數(shù)分別為700 W·m-2·K-1和10000W·m-2·K-1。鋼導(dǎo)熱系數(shù)為45 W·m-1·K-1, 求: (

6、1)總傳熱系數(shù)；(2)管子根數(shù)及管長(zhǎng)?；ぴ恚ㄉ希┰嚲矶? 填空題（共20分，每空1分）1. 邊界層的定義是 。邊界層按其中的流型可分為 和 。2. 流體機(jī)械能衡算式如衡算基準(zhǔn)以J/kg表示, 則該方程可表示為 ， 若用N/m2(N×m/m3)表示則可表示為 。（無(wú)外加機(jī)械能）3. 畢托管用于測(cè)量管道中流體的_，而孔板流量計(jì)則用于測(cè)量管道中流體的_。4. 離心泵用來輸送常溫的水，已知泵的性能為：Q = 0.05m3/s時(shí)，H= 20m ；管路特性為Qe= 0.05m3/s時(shí)，He = 18m ，則在該流量下，消耗在調(diào)節(jié)閥門上的揚(yáng)程值為 m。5. 兩厚度相同但導(dǎo)熱系數(shù)不同的雙層平壁

7、穩(wěn)定熱傳導(dǎo)過程，已知兩層溫度差t1>t2，則通過兩層傳熱量 。6. 對(duì)于通風(fēng)機(jī)，習(xí)慣上將壓頭表示成 ，其國(guó)際制單位為 ，所以風(fēng)機(jī)的壓頭稱為 。7. 在濾餅過濾中真正有效的過濾介質(zhì)是 ，深層過濾中固體顆粒沉積于 。8. 壓強(qiáng)有絕對(duì)壓強(qiáng)、表壓強(qiáng)和真空度三種表示方式，其中絕對(duì)壓強(qiáng)是以                 基準(zhǔn)測(cè)得的壓強(qiáng)，表壓或真空度則是以 為基準(zhǔn)測(cè)得的壓強(qiáng)。9. 板框過濾機(jī)過濾面積為0.3m2，在表壓150 kPa

8、恒壓下過濾某種懸浮液。5h后得濾液100m3，過濾介質(zhì)阻力可忽略。如過濾面積加倍其它情況不變可得濾液 ；若過濾5h后再用8m3與濾液性質(zhì)相近的水洗滌濾餅，需洗滌時(shí)間 ；當(dāng)表壓加倍，濾餅壓縮指數(shù)為0.4時(shí)，5h后得濾液 。10. 用常壓水蒸氣冷凝來加熱空氣，空氣平均溫度為20，則壁溫約為_。二. 問答題（每題5分，共20分）1. 如圖，有一敞口高位槽，由管線與密閉的低位水槽相連接，在什么條件下，水由高位槽向低位槽流動(dòng)為什么 問答題1附圖2. 什么是汽蝕現(xiàn)象汽蝕現(xiàn)象對(duì)泵有那些危害3. 用一板框壓濾機(jī)恒壓過濾某懸浮液,若濾漿的固含量降低(假設(shè)比阻不變),則濾餅充滿濾框所需時(shí)間將如何變化（濾餅阻力可以

9、忽略） 試分析之。4. 傳熱過程中冷熱流體有幾種接觸方式？分別舉一實(shí)習(xí)見過的或你熟悉的換熱設(shè)備。三. 計(jì)算題 （60分）1.（10分）水在下圖管道中流動(dòng)，dA=50mm，dB=100mm，從A流向B的擴(kuò)大阻力為1uA2/2，從B流向A的縮小阻力為2 uA2/2，可取1=0.56，2=0.42。壓差計(jì)指示液為汞。當(dāng)水由A流向B，已知R1=0.055m，求水流量。若維持此水流量不變，水由B流向A，則R2等于多少？計(jì)算題1附圖2.（20分）如圖的輸水系統(tǒng)。已知管內(nèi)徑d=50mm,在閥門全開時(shí)輸送系統(tǒng)的(L+Le)=50m，摩擦系數(shù)可取=0.03, 泵的特性曲線在流量為6m3/h至15m3/h范圍內(nèi)可

10、用下式描述：H=18.92-0.82Q 0.8，此處H為泵的揚(yáng)程m，Q為泵的流量（m3/h），問：如要求流量為10m3/h，單位質(zhì)量的水所需外加功為多少單位重量的水所需外加功為多少此泵能否完成任務(wù) 如要求輸送量減至8m3/h(通過關(guān)小閥門來達(dá)到)，泵的軸功率減少百分之幾(設(shè)泵的效率變化忽略不計(jì))計(jì)算題2附圖3.（10分）在底面積A = 40m2的除塵室內(nèi)回收含塵氣體中的球形固體顆粒。含塵氣體流量為3600m3/h(操作條件下體積)，氣體密度=1.06kg/m3，黏度=0.02cP，塵粒密度s= 3000kg/m3。試計(jì)算理論上能完全除去的最小顆粒直徑。4.（20分） 100的水蒸氣在管殼式換熱

11、器的管外冷凝，冷凝潛熱為2258.4kJ/kg ，總傳熱系數(shù)為2039W/(m2)，傳熱面積為12.75m2，15的冷卻水以2.25×105kg/h 的流量流進(jìn)管內(nèi)，水的比熱為4.187kJ/(kgoC)，求冷水的出口溫度和水蒸氣冷凝量?；ぴ恚ㄉ希┰嚲砣? 填空題（19分）1. 流體在等徑管中作穩(wěn)定流動(dòng)，流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生阻力的根本原因是_，流體的流速沿管長(zhǎng) _。2. 流體在圓形管道中作層流流動(dòng)，如果只將流速增加一倍，則阻力損失為原來的_ 倍；如果只將管徑增加一倍，流速不變，則阻力損失為原來的_倍。 3. 水由敞口恒液位的高位槽通過一管道流向壓力恒定的反應(yīng)器，當(dāng)管道上的閥門開度減小

12、后，水的流量將_，摩擦系數(shù)_，管道總阻力損失_。4. 若被輸送的流體粘度增高，則離心泵的壓頭 ，流量 ，效率 ，軸功率 。5. 某有機(jī)溶液在長(zhǎng)為L(zhǎng)、直徑為F108×10mm的鋼管中強(qiáng)制湍流，其a=310W/(m2K)，若體積流量不變，改用F152×10mm的鋼管代替原鋼管，流動(dòng)仍為湍流(兩種情況下L / d均大于60)，此時(shí)a= W/(m2K)。6. 在列管式換熱器中，用飽和蒸氣加熱空氣，此時(shí)傳熱管的壁溫接近_流體的溫度，總傳熱系數(shù)K接近_流體的對(duì)流給熱系數(shù)。7. 厚度不同的三種材料構(gòu)成三層平壁，各層接觸良好，已知 b1>b2>b3，導(dǎo)熱系數(shù)1<2<

13、3。在穩(wěn)定傳熱過程中，各層的熱阻R1_R2_R3，各層導(dǎo)熱速率Q1_Q2_Q3。8. 某板框壓濾機(jī)的框的尺寸為：長(zhǎng)×寬×厚=810×810×25 mm，若該機(jī)有10塊框，其過濾面積約為_m2。 9. 為了提高降塵室的生產(chǎn)能力，可采取 措施。10. 一降塵室長(zhǎng)8m，中間裝有14塊隔板，板間距為0.1m。最小顆粒沉降速度為0.02 m/s，欲將最小直徑的顆粒全部沉降下來，則含塵氣體的最大流速不能超過 m/s。二. 選擇題（16分）1. 圖中所表示R值的大小反映_。 A. A、B兩截面間壓差值 B. AB截面間流動(dòng)阻力損失 C. A、B兩截面間動(dòng)壓頭變化 D.

14、 突然擴(kuò)大或突然縮小流動(dòng)損失選擇題1附圖2. 流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，層流底層的厚度隨流速的增加而（ ）。 A. 變小 B. 變大 C. 不變3. 水在一等徑的垂直管內(nèi)作穩(wěn)定連續(xù)流動(dòng),其流速（ ）。 A. 會(huì)越流越快 B. 會(huì)越流越慢 C. 不變4. 離心泵常用（ ）調(diào)節(jié)流量，往復(fù)泵常用（ ）調(diào)節(jié)流量。 A. 出口閥 B. 進(jìn)口閥 C. 旁路閥5. 工業(yè)采用翅片狀的暖氣管代替圓鋼管，其目的是（ ）。 A. 增加熱阻，減少熱量損失； B. 節(jié)約鋼材、增強(qiáng)美觀； C. 增加傳熱面積，提高傳熱效果6. 對(duì)一臺(tái)正在工作的列管式換熱器，已知1116 Wm-2K-1，211600 Wm-2K-1，要提高總傳熱系

15、數(shù)K，最簡(jiǎn)單有效的途徑是（ ）。 A. 設(shè)法增大1； B. 設(shè)法增大2； C. 同時(shí)增大1和27. 旋風(fēng)分離器的分離因數(shù)愈大，表明它的分離能力愈（ ）。 A. 差； B. 強(qiáng)； C. 低三. 問答題（10分）1. 為什么工業(yè)上氣體的除塵（在沉降室中進(jìn)行，Ret<2）常放在冷卻之后進(jìn)行而在懸浮液的過濾分離中，濾漿卻不宜在冷卻后才進(jìn)行過濾2. 當(dāng)間壁兩側(cè)流體作穩(wěn)定變溫傳熱時(shí)，工程上為何常采用逆流操作？四. 計(jì)算題(55分)1.（20分）如本題附圖所示，高位槽內(nèi)水位維持不變。槽底部與內(nèi)徑為100mm鋼管相連，管路上裝有一個(gè)閘閥，閥前離管路入口端15m處安有一個(gè)指示液為汞的U型管壓強(qiáng)計(jì)，測(cè)壓點(diǎn)與

16、管路出口端之間距離為20m。(汞的密度為13.6´103 kg/m3，高位槽上端和管出口均與大氣相通)（1） 當(dāng)閘閥關(guān)閉時(shí)測(cè)得R600mm，h1500mm；當(dāng)閘閥部分開啟時(shí)， 測(cè)得R400mm，h1400mm，管路摩擦系數(shù)取0.02，入口處局部阻力系數(shù)取0.5，問每小時(shí)從管中流出水量為多少m3。（2）當(dāng)閘閥全開時(shí)（閘閥全開時(shí)，閘閥的le/d15，0.0 18），測(cè)壓點(diǎn)處的靜壓強(qiáng)為多少（表壓）。 計(jì)算題1附圖2.（10分）某液體由一敝口貯槽經(jīng)泵送至精餾塔A，管道入塔處與貯槽液面間的垂直距離為12m，泵吸入管路壓力損失為1（m液柱），吸入管徑為114×4 mm。液體流經(jīng)換熱器B

17、的壓力損失為29430 Pa，精餾塔壓強(qiáng)為1kgfcm-2（表），排出管路為114×4 mm的鋼管，管長(zhǎng)為120m（包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度），流速為1.5ms-1，密度為960kg/m3，摩擦系數(shù)為0.03，其它物性均與水極為接近。（1）試通過計(jì)算，選擇下列較合適的離心泵。（2）泵與貯槽液面間的最大垂直距離不能超過多少米(已知Hs/=6.67m)表1 幾種離心泵的特性參數(shù)型號(hào)Qm3.h-1Hm2B192216663B57A5037.5644B91909168 計(jì)算題2附圖3.（10分） 一小型板框壓濾機(jī)有框10塊，長(zhǎng)寬各為0.2m，在1.96×105Pa(表壓)下作恒壓過濾

18、。共2小時(shí)濾框充滿共得濾液160L，每次洗滌與裝卸時(shí)間為1h，若介質(zhì)阻力可忽略不計(jì)，求: （1）過濾常數(shù)K和洗滌液流量（m3/h）。 （2）若表壓增加一倍，其它條件不變，同樣過濾到濾餅剛充滿濾框?yàn)橹?，?jì)算此時(shí)過濾機(jī)的生產(chǎn)能力?設(shè)濾餅不可壓縮。4.（15分） 用一傳熱面積為3m2由25×2.5mm的管子組成的單程列管式換熱器，用初溫為10的水將機(jī)油由200冷卻至100，水走管程，油走殼程。已知水和機(jī)油的質(zhì)量流量分別為1000kg/h和1200kg/h，其比熱分別為4.18kJkg-1K-1和2.0kJkg-1K-1；水側(cè)和油側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)分別為2000 Wm-2K-1和250 Wm-

19、2K-1，兩流體呈逆流流動(dòng)，忽略管壁和污垢熱阻。（1）計(jì)算說明該換熱器是否合用?（2）夏天當(dāng)水的初溫達(dá)到30，而油的流量及冷卻程度不變時(shí)，該換熱器是否合用(假設(shè)傳熱系數(shù)不變)化工原理（上）試卷四一.填空題（共20分，每空1分）1. 雷諾準(zhǔn)數(shù)的表達(dá)式為 ，根據(jù)雷諾數(shù)將流動(dòng)分為三個(gè)區(qū) 、 、 ，但是流體的流動(dòng)類型只有兩種，即 、 。2. 流體的黏度是指 。黏度值隨溫度變化而變化，對(duì)液體，溫度升高，黏度 ；對(duì)氣體， 溫度升高， 黏度 。3. 密度r=830kg/m3，黏度m=2cP的某液體，在內(nèi)徑為100mm，以流速2m/s在原管中流動(dòng)，流動(dòng)類型為 。4. 若被輸送的流體黏度升高，則離心泵的壓頭 ，

20、流量 ，效率 ，軸功率 。5. 在管道任意截面液體質(zhì)點(diǎn)的速度沿管徑而變，管壁處速度為_，管中心速度_。6. 流體在間壁換熱器中逆流流動(dòng)，T1=300，T2=200，t2=180，t1=25，tm=_。7. 多層平壁熱傳導(dǎo)中，通過各層的傳熱速率 。8. 熱傳導(dǎo)是由 而產(chǎn)生的，對(duì)流傳熱是由 而產(chǎn)生的。二 選擇題（共14分，每題2分）1. 某圓形管道外有兩層厚度相等的保溫材料A和B，溫度曲線如右圖，則A層導(dǎo)熱系數(shù)_B層導(dǎo)熱系數(shù)，將_層材料放在里層時(shí)保溫效果最好。 （a）大于、A；（b）小于、A；（c）小于、B。 選擇題1附圖 2.某一套管換熱器用管間飽和蒸汽加熱管內(nèi)空氣，設(shè)飽和蒸汽溫度為100，空氣

21、進(jìn)口溫度為20，出口溫度為80，則此列管換熱器內(nèi)壁溫度應(yīng)是_。（a）接近空氣平均溫度；（b）接近飽和蒸汽與空氣的平均溫度；（c）接近飽和蒸汽的溫度。3.工業(yè)采用翅片狀的暖氣管代替圓鋼管，其目的是（ ）。 （a）增加熱阻，減少熱量損失;（b）節(jié)約鋼材、增強(qiáng)美觀;(c)增加傳熱面積，提高傳熱效果。4. 從流體靜力學(xué)基本方程了解到U型管壓力計(jì)測(cè)量其壓強(qiáng)差是( )。 （a）與指示液密度、液面高度有關(guān)，與U形管粗細(xì)無(wú)關(guān) （b）與指示液密度、液面高度無(wú)關(guān)，與U形管粗細(xì)有關(guān) （c）與指示液密度、液面高度無(wú)關(guān)，與U形管粗細(xì)無(wú)關(guān)5. 離心泵起動(dòng)時(shí)，應(yīng)把出口閥關(guān)閉，以降低起動(dòng)功率，保護(hù)電機(jī)，不致超負(fù)荷工作，這是因

22、為（ ）（a）Qe0， N0 （b）Qe0，N0 （c） Qe0， N06. 離心泵最常用的調(diào)節(jié)方法是 ( )（a）. 改變吸入管路中閥門開度；（b）. 改變壓出管路中閥門的開度；（c） 安置回流支路，改變循環(huán)量的大小 ；（d）. 車削離心泵的葉輪 7. 間壁傳熱時(shí)，各層的溫度降與各相應(yīng)層的熱阻( )。 （a） 成正比 （b） 成反比 （c） 沒關(guān)系三簡(jiǎn)答題（共16分，每題4分）1. 為什么安裝離心泵時(shí)要控制其安裝高度？2. 提高傳熱系數(shù)時(shí)，為什么要著重提高給熱系數(shù)小的這一側(cè)?3. 簡(jiǎn)述恒壓過濾常數(shù)K、qe、e如何測(cè)定。4. 解釋3B33型泵的含義 四計(jì)算題（共50分）1.（14分）用泵將密度

23、為1100kg/m3的某液體從敞口儲(chǔ)槽送至表壓為1kgf/cm2的塔中，儲(chǔ)槽液面恒定，其與輸送管出口端的垂直距離為20m，輸送管路采用f108×4mm的鋼管，管長(zhǎng)30m，管路上有吸濾底閥1個(gè)（z閥=7），90o標(biāo)準(zhǔn)彎頭2個(gè)（z彎=0.75），全開閘閥1個(gè)（z閘閥=0.17），管路摩擦系數(shù)l=0.02，問當(dāng)輸送量為43m3/h時(shí)泵所提供的有效功率為多少kW？2.（8分）有一臺(tái)離心泵，允許吸上真空高度Hs=6.5m，將貯液池的液體（液體比重為1.4，其粘度與水相似）抽送至高位槽，要求輸送量為29.4噸/小時(shí)。已知吸入管路的壓頭損失為1.5m，吸入管管內(nèi)徑為100mm，問離心泵的安裝高度為

24、多少（外界大氣壓P=10mH2O） 3.（14分）用降塵室精制含塵氣，塵粒的最小粒徑10mm，密度為1400 kg/m3，氣體溫度為25，此溫度下m=0.018mN·s·m-2，密度為1.2 kg/m3，含塵氣接近常溫，處理量為2m3/s，氣體進(jìn)入降塵室保持流速0.2m/s，若降塵室寬2.5m，長(zhǎng)5m，計(jì)算降塵室的總高度、層數(shù)及每層高度？4.（14分）在一個(gè)180×10mm的套管換熱器中，熱水流量為3500kg/h，需從100冷卻到60，冷水入口溫度為20，出口為30，內(nèi)管外表面總傳熱系數(shù)K=2326W/m2K，冷卻水走內(nèi)管，忽略熱損失。試求：（1）冷卻水用量；（

25、2）逆流時(shí)管長(zhǎng)。Cp水=4.18kJ/kgK。化工原理（上）試卷五一. 填空題(每空1分，共20分)1. 間壁二側(cè)液體的傳熱過程1，2相差大（1«2），K值總是接近_那側(cè)的值。2. 牛頓粘性定律的表達(dá)式為_。3. 單層園筒壁熱阻的表達(dá)式為_，用SI制表示的單位是_ _。4. 如果流體的流量不變,而圓形直管的內(nèi)徑減少二分之一,且管徑減少前后流體均保持層流,則因直管阻力引起的壓降損失為原來的 倍。若管徑減少前后流體均在阻力平方區(qū)流動(dòng),則因直管阻力引起的壓降損失為原來的 倍。5. P/(g)的物理意義是表示流動(dòng)系統(tǒng)某截面處單位_流體所具有的靜壓能，稱為_。6. 某換熱器，用工業(yè)冷卻水逆流冷卻油。熱油進(jìn)口條件（T1,Wh）不變，而在夏季冷卻水入口溫度t1升高，若要保證熱油出口溫度T2不變，則可采用冷卻水流量WC 的方法，結(jié)果使K ，tm ，Q 。(減小、增大、不變)7. 列管換熱器的管程設(shè)計(jì)成多程是為了_；在殼程設(shè)置折流擋板是為了_。 8. 離心分離因數(shù)K指_。為了提高旋風(fēng)分離器的分離效率，通常使旋風(fēng)分離器的_增加，而將它的_減少。9. 若