化工原理試題1

05（上）期末試題一、填空題（每空1分，共25分）1、某真空蒸餾塔頂真空表讀數(shù)為 9.81×104Pa，當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為 101.3×103Pa。則該設(shè)備內(nèi)的絕對(duì)壓強(qiáng)為（ ）Pa，相當(dāng)于（ ）kgf/cm2。2、某流體于內(nèi)徑為50mm的圓形直管中作穩(wěn)定的層流流動(dòng)。其管中心處流速為3m/s則該流體的流量（ 3/h管壁處的流速（ m/s3、水在直徑為252.5mm的直管中以u(píng)1.5m/s的速度做穩(wěn)態(tài)流動(dòng)，已知水的1000kg/m3,1103Pa.s，則水的流動(dòng)型態(tài)為（ 。4、在穩(wěn)態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)中，水連續(xù)地從粗管流入細(xì)管。粗管內(nèi)徑為細(xì)管的兩倍，細(xì)管內(nèi)水的流速是粗管內(nèi)的（ ）倍。5、當(dāng)流體作湍流流動(dòng)時(shí)，在靠近管壁處仍有一薄層流體處于層流，稱為（ ，該層流體對(duì)傳熱傳質(zhì)具有重要意義。6、除阻力平方區(qū)外，摩擦系數(shù)隨流體流速的增加而（ ；阻力損失流體流速的增加而（ 。7、20℃的水通過(guò)10m長(zhǎng)，內(nèi)徑為100mm的管路，流量V=10m3/h，摩擦系數(shù)λ＝0.02，則其阻力損失△p＝（f）Pa。8、離心泵的額定點(diǎn)是指在（率和軸功率等的數(shù)值。）對(duì)應(yīng)的揚(yáng)程、流量、效9、離心泵的工作點(diǎn)是指（）特性曲線和（）特性曲線的交點(diǎn)。10、原來(lái)用于輸送水的離心泵，現(xiàn)改用輸送密度為水的1.2倍的水溶液，其它性質(zhì)相同，管路布局等都不改變，則泵的軸功率是原來(lái)的（ ）倍；泵流量是原來(lái)的（ ）倍。11離心泵的泵殼做成蝸殼狀其作用（ （ 。12、間歇式過(guò)濾機(jī)一個(gè)完整的操作周期中所包括的時(shí)間有（ 、（ ）和（ 。13若濾布阻力可以忽略濾餅不可壓縮將轉(zhuǎn)筒過(guò)濾機(jī)的操作真空度增大則其生產(chǎn)能力是原來(lái)的（ ）倍。14、在恒定的操作壓差下，過(guò)濾某一水懸浮液。10min后獲得濾液5m3，則40min后獲得濾液（ ）m3（過(guò)濾介質(zhì)阻力忽略不計(jì)。15、在管殼式換熱器中，用100℃的飽和水蒸氣加熱空氣，空氣的進(jìn)出口溫分別為20℃和50℃。則管壁溫度約等于（ ，總傳熱系數(shù)K接近于（ ）的對(duì)流傳熱系數(shù)。16、一套管式換熱器，用水冷卻油，水走內(nèi)管，油走套管環(huán)隙，為強(qiáng)化傳熱加翅片，則翅片應(yīng)加在（ 。二、選擇題（每空2分，共30分）1、化工過(guò)程中研究流體是把流體看作由無(wú)數(shù)（ ）組成的連續(xù)介質(zhì)。A、分子； B、原子； C、離子； D、質(zhì)點(diǎn)。2、流體在圓形直管內(nèi)做層流流動(dòng)，若將流量增加一倍（仍保持層流則阻損失是原來(lái)的（ ）倍。A、1； B、2； C、3； D、43、如圖所示，流體穩(wěn)態(tài)流過(guò)三根安裝方式不同的管路，已知三根管路尺寸完相同，兩測(cè)壓口間距及管內(nèi)流量也相等，則下列說(shuō)法正確的是（ 。A、RR1 3

R； B、RRR2 1 2

C、RR1

R； D、都不對(duì)24、某管路要求Q＝80m3/h，H＝18m，有下列四種型號(hào)的離心泵，分別可供一定的流量和壓頭，則應(yīng)選用（ 。A、Q＝88m3/h，H＝28m； B、Q＝90m3/h，H＝28m；C、Q＝88m3/h，H＝20m； D、Q＝88m3/h，H＝16m。、離心泵的軸功率N與流量Q的關(guān)系為（ 。A、Q增大，N增大； B、Q增大，N減小；C、Q增大，N先增大后減?。?D、Q增大，N先減小后增大。6、降塵室生產(chǎn)能力增加1倍，則應(yīng)將（ 。A、高度增加1倍； B、高度增加2倍；C、長(zhǎng)度增加1倍； D、長(zhǎng)度增加2倍。7、下列關(guān)于過(guò)濾介質(zhì)的虛擬濾液體積的說(shuō)法正確的是（ 。A、過(guò)濾介質(zhì)相同，其虛擬濾液體積就相同；B、過(guò)濾介質(zhì)相同，其虛擬濾液體積不一定相同；C、過(guò)濾介質(zhì)不同，其虛擬濾液體積就一定不同；D、都不對(duì)。8、用板框過(guò)濾機(jī)進(jìn)行恒壓過(guò)濾操作，隨過(guò)濾時(shí)間增加，濾液量（ 。A、線性增加；B、線性減小；C、非線性增加；D、非線性減小。9、恒壓過(guò)濾操作中，隨過(guò)濾時(shí)間增加，濾液流動(dòng)遇到的阻力（ 。A、增大； B、減??； C、不變； D、無(wú)法確定。10、若洗滌壓差與最終過(guò)濾壓差相同，洗滌水粘度與濾液粘度相同，則板框?yàn)V機(jī)的洗滌速率是最終過(guò)濾速率的（ ）倍。A、1； B、0.5； C、0.25； D、0.1。11、由厚度相同的平壁組成的三層平壁，若λ>λ>λ1 2 3

，則熱阻R

、R、R之間1 2 3的關(guān)系為（ 。A、R

>R>R1 2

； B

<R<R1 2

； C

>R>R1 3

； D、R3

>R>R。1 212、用100℃的飽和水蒸氣冷凝成飽和液體加熱空氣，空氣的進(jìn)出口溫度分為20℃和80℃，則對(duì)數(shù)平均溫度差是（ 。A、67.5℃； B、99.2℃； C、43.3℃； D、無(wú)法計(jì)算。13、下列準(zhǔn)數(shù)中反映流體物性參數(shù)對(duì)對(duì)流傳熱影響的是（ 。A、Nu； B、Re； C、Pr； D、Gr。14、在通常操作條件下的同類換熱器中，設(shè)空氣、水和水蒸氣冷凝的對(duì)流傳系數(shù)分別為α、α和α，則應(yīng)有（ 。1 2 3A、α1

>α>α2

；B、α>α2

>α；C、α>α>α1 3 2

；D、α2

>α>α。1 315、下列關(guān)于導(dǎo)熱系數(shù)λ和對(duì)流傳熱系數(shù)α的說(shuō)法正確的是（ 。A、二者都是物性參數(shù)； B、二者具有相同的量綱C、僅λ為物性參數(shù)； D、僅α為物性參數(shù)三、(12分)用離心泵從敞口貯槽向密閉高位槽輸送清水，輸水量403/h。兩槽液面恒定。，管徑為1024mm（包括所有局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度為100m，密閉高位槽內(nèi)表壓強(qiáng)為9.81×104Pa，流動(dòng)在阻力平方區(qū)，管路的摩檫系數(shù)為0.015。已知水的密度1000kg/m3，試求：1、管路特性方程；2、泵的壓頭；3、若所用泵的效率η＝0.7，則泵的軸功率為多少千瓦。（12分）1.5atm（表壓）下恒壓過(guò)濾某種懸浮液，1.6h25m3，介質(zhì)阻力可忽略不計(jì)。試求：1、如果壓強(qiáng)提高一倍，濾餅的壓縮指數(shù)s＝0.3，則過(guò)濾1.6h后可得多少濾液；2、如果過(guò)濾時(shí)間縮短一半，其他條件不變，可得多少濾液；3、如果過(guò)濾面積增加一倍，其它條件不變，則過(guò)濾1.6h后可得多少濾液。（12分）在并流換熱器中，用水冷卻油。水的進(jìn)出口溫度分別為15℃和40℃，油的進(jìn)出口溫度分別為150℃和100℃?，F(xiàn)因生產(chǎn)任務(wù)要求油的出口溫度降至80流量、進(jìn)口溫度及物性均不變，若原換熱器的管長(zhǎng)為1m，試求此換熱器的管長(zhǎng)增至若干米才能滿足要求。設(shè)換熱器的熱損失可以忽略。（9分80m22.5104kg/h，進(jìn)口溫度30℃1103j/kg567kg/h，飽和蒸汽溫度，潛熱r2205kj/kg、若加大空氣流量，測(cè)得空氣的出口溫度為76℃，求此時(shí)空氣的流量為多少kg/h？設(shè)空氣的物性參數(shù)不變。一、填空題（25分，每空1分）1－32000.03262－10.6003－（湍流4－45－（層流內(nèi)層6－（減小（增大；7－（125.2；8－（最高效率點(diǎn)下9－（泵，管路；1－（1.2，1；1－（匯集液體，轉(zhuǎn)換能量12－（助時(shí)間13－（1.225；14－（10；15－（100℃，空氣；16－（管外。二、選擇題（30分，每題2分）1（2（3－4（C5（6（C7（8（C；9－10－C；1－（12－C13－（C14—C15—C。（12分）解：1、管路特性曲線方程H KBQ2e e由題意：

KZpg

12

9.81109.811000

22m， ll 8

100 8B

e

0.015 1.689104s

/m5 d 2d4g

0.094

20.094

49.81即：He

221.689104Q2（Qee或：He

220.0013Q2（Qe/h（6）e2、泵的壓頭可由管路特性曲線方程求得： 40 2

（2分）H 221.689104 24.1me 36003、泵的軸功率泵的有效功率：Ne

QHg

403600

24.110009.812.627kW泵的軸功率

N 2.627 分)N e 0.7

3.75W（12分）恒壓過(guò)濾方程：V2KA22kp1sA21、操作壓強(qiáng)增加一倍，即：p'2p則：V'22kp'1sA2VV2

p'1p1s

2p1s p1s

21s21sV21s

25

31.86m3（4分）210.32、過(guò)濾時(shí)間減半，即：'210.32122V'222

'

2 1

V'

17.68

3（4分）V2 23、過(guò)濾面積加倍，即：A'2AV'2

A

2A2 2

V'2V225 53（4）V2 A2 A2（12分）解：原工況平均溫度差：t m

tt1 t

13560 135

92.5Cln t2

ln 60由熱量衡算：QWch ph

T1

Wc tc pc

t1新工況：QWch ph

TT'Wc1 2 c

't2 1聯(lián)立解得：t'50C2新工況平均溫度差：tm由傳熱速率方程：

tt 1 2tln 1t2

135135ln30

70C

（6分）QWch ph

150100KStm

KndL92.5新工況：QWch ph

80KStm

KndL70L50

92.570

11.85m（6分）六（9分）解：1、根據(jù)熱量衡算：Wc tc pc 2

tWr1Wrt

t

5672205

3080℃（3分）2 Wc 1c pc

2.510411032、t1

1203090℃，t2

1208040℃t m

tt1 t

904090

61.66℃ln 1t2

ln 40QKStm

，K

Q Stm

5672205 36008061.66

0.07kW/m2.K

（3分）3、原工況：QKSt Wc t t （1）m c pc 2 1QKt

Wc

t

--------------------（2）2）比（1：

m c pc 2 1W t

Kt （3）c 2 1W ttc 2 1

mKtm計(jì)算tm

：t1

1203090℃，t2

1207644℃tm

tt1