化工原理考試資料

化工原理考試資料淮海工學(xué)院12-13學(xué)年第2學(xué)期化工原理A（一）復(fù)習(xí)參考一、單項(xiàng)選擇題離心泵在葉輪直徑為40cm時(shí)的軸功率為40Kw現(xiàn)在切割葉輪直徑至20cm，此時(shí)的軸功率為（A）A:5KwB:10KwC:20KwD:40Kw離心泵在葉輪直徑為40cm時(shí)的流量為40m3/h,現(xiàn)在切割葉輪直徑至20cm，此時(shí)的流量為（B）A：10m3/hB:20m3/hC:40m3/hD:80m3/h離心泵在葉輪直徑為40cm時(shí)的揚(yáng)程為40m，現(xiàn)在切割葉輪直徑至20cm，此時(shí)的揚(yáng)程為（A））A:10m3/hB:20m3/hC:40m3/hD:80m3/h在泵的分類中，齒輪泵屬于（B）A:離心泵B:旋轉(zhuǎn)泵C:往復(fù)泵在泵的分類中，計(jì)量泵屬于（C）A:離心泵B:旋轉(zhuǎn)泵C:往復(fù)泵在泵的分類中，隔膜屬于（C）A:離心泵B:旋轉(zhuǎn)泵C:往復(fù)泵在泵的分類中，螺桿泵屬于（B）A:離心泵B:旋轉(zhuǎn)泵C:往復(fù)泵氣體輸送設(shè)備中，終壓在1-3個(gè)壓力（表壓）的機(jī)械是（B）A:通風(fēng)機(jī)B:鼓風(fēng)機(jī)C:壓縮機(jī)D:真空泵氣體輸送設(shè)備中，終壓在0-1個(gè)壓力(表壓)的機(jī)械是(A)A:通風(fēng)機(jī)B:鼓風(fēng)機(jī)C:壓縮機(jī)D:真空泵氣體輸送設(shè)備中，終壓在小于1個(gè)壓力(表壓)的機(jī)械是(D)A:通風(fēng)機(jī)B:鼓風(fēng)機(jī)C:壓縮機(jī)D:真空泵氣體輸送設(shè)備電壓縮比大于4的機(jī)械是(C)A:通風(fēng)機(jī)B:鼓風(fēng)機(jī)C:壓縮機(jī)D:真空泵42.固液分離設(shè)備中，分離速度最快的操作是(B)A:重力沉降B:離心分離C:板框壓濾D旋風(fēng)分離流體的特性對(duì)對(duì)流傳熱系數(shù)a有一定影響，采取什么措施能使a增大(B)A:降低導(dǎo)熱系數(shù)B:降低粘度C:減小熱容量pCpD:減小體積膨脹系數(shù)g流體的特性對(duì)對(duì)流傳熱系數(shù)a有一定影響，采取什么措施能使a增大(A)A:增大導(dǎo)熱系數(shù)B:增大粘度C:減小熱容量pCpD:減小體積膨脹系數(shù)g62、燃燒爐墻壁由兩種材料構(gòu)成，已知，t1=1000°C,t3=100°C,b1=2b2，導(dǎo)熱系數(shù)入1=0.5入2;則t2=(B)°C(a)360(b)280t1t2t3(c)200(d)380入1入2blb272.列管換熱器中，需設(shè)置溫度補(bǔ)償裝置的是（A）式換熱器A:固定管板B:浮頭C:U型管D：填料函二、簡(jiǎn)述題簡(jiǎn)述離心泵的氣蝕現(xiàn)象及產(chǎn)生的危害當(dāng)葉片入口附近液體的靜壓力等于或低于輸送溫度下液體的飽和蒸汽壓時(shí)，液體將在該處部分氣化，產(chǎn)生氣泡。含氣泡的液體進(jìn)入葉輪高壓區(qū)后，氣泡就急劇凝結(jié)或破裂。因氣泡的消失產(chǎn)生局部真空，此時(shí)周?chē)囊后w以極高速度流向原氣泡占據(jù)的空間，產(chǎn)生了極大的局部沖擊壓力，在這種沖擊力的反復(fù)作用下，導(dǎo)致泵殼和葉輪被損壞，這種現(xiàn)象稱為氣蝕①離心泵性能下降，泵的流量、壓頭和效率均降低。②產(chǎn)生噪聲和震動(dòng)，影響離心泵的正常運(yùn)行和工作環(huán)境③泵殼和葉輪的材料遭受損壞，降低了泵的使用壽命2.離心泵的主要部件及作用葉輪——將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳給液體使液體的靜壓能和動(dòng)能都有所提高泵殼——匯集液體，作導(dǎo)出液體的通道。使液體的能量發(fā)生轉(zhuǎn)換，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能軸封裝置——防止泵殼內(nèi)高壓液體沿軸漏出或外界空氣吸入泵的低壓區(qū)3.畫(huà)出離心泵的特性曲線圖，并說(shuō)明隨流量變化的關(guān)系.H~Q離心泵的壓頭普遍是隨流量的增大而下降N~Q離心泵的軸功率隨流量的增加而上升n~Q：流量為零時(shí)，效率也為零；流量增大效率隨之增大，并達(dá)到一個(gè)最大值，以后流量再增，效率便下降4.分別采取下列措施,試分析轉(zhuǎn)筒過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力將是原來(lái)的到時(shí)倍.濾布阻力可忽略.（1）轉(zhuǎn)筒尺寸按比例增大50%;（2）轉(zhuǎn)筒浸沒(méi)度增大50%；（3）操作真空度增大50%;（4）轉(zhuǎn)速增大50%;（5）粘度減小50%5.如圖所示為同一管路四種不同安裝方位，管路內(nèi)A、B兩點(diǎn)安裝水銀壓差計(jì)。若管內(nèi)水流速相同，流向如圖所示，則（1）比較Rl、R2、R3、R4的大??；（2）試以大小為序，列出四種情況A、B兩點(diǎn)的壓差。（8分）6列舉強(qiáng)化對(duì)流傳熱的方法。設(shè)法減薄層流底層的熱阻例如增加流體的湍動(dòng)程度以減薄層流底層的厚度提高平均溫差、改變傳熱方式、增加傳熱面積和提高傳熱系數(shù)三、填空題旋風(fēng)分離器一般用來(lái)分離氣固非均相物系；旋液分離器一般用來(lái)分離液固懸浮_物系。對(duì)流傳熱的熱阻主要集中在層流底層中，因此減薄層流底層熱阻是強(qiáng)化對(duì)流傳熱的主要途徑。15工業(yè)上的過(guò)濾操作分為餅層過(guò)濾和床深過(guò)濾兩大類。16.板框壓濾機(jī)的洗滌速率是過(guò)濾終了速率的1/4倍，葉濾機(jī)的洗滌速率是過(guò)濾終了速率的1倍。設(shè)備上真空表的讀數(shù)為13KPa，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?50.2mmHg，則設(shè)備內(nèi)的絕壓二87KPa，表壓強(qiáng)二-13KPa。密度為1930Kg/m3、、粘度為32x10-3Pa..s的硫酸在長(zhǎng)100m,|內(nèi)徑為50mm的鉛管內(nèi)以0.6m/s流速流過(guò)，摩擦因數(shù)入二0.035。湍流與層流的本質(zhì)區(qū)別是前者流體質(zhì)點(diǎn)在沿管軸向前運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還有徑向運(yùn)動(dòng)。銅板厚500mm，兩側(cè)溫度維持在500^與4501，已知入銅=374W/m-K,則通過(guò)銅板單位面積的傳熱量為242000O35.離心泵的特性曲線有H-Q曲線、N-Q曲線、n-Q曲線。管子在管板上的排列方法有正三角形、轉(zhuǎn)角正三角形、正方形。轉(zhuǎn)角正方形常用的列管換熱器形式是固定管板式、U型管式換熱器、浮頭式換熱57.液體流動(dòng)時(shí)，流體間的內(nèi)摩擦力隨速度梯度增大而（增大），隨液體溫度升高而（減小）（填增大，減小，不變）62.過(guò)濾過(guò)程中（介質(zhì)）阻力不變,（）阻力增大.76.板框過(guò)濾機(jī)處理某懸浮液，已知過(guò)濾終了時(shí)的過(guò)濾速率為0.04m3/s，現(xiàn)采用橫穿洗滌法洗滌10min，洗滌時(shí)操作壓力與過(guò)濾終了時(shí)相同，洗水和濾液為相同溫度的水，則洗滌速率為0.01m3/s，所消耗的洗水體積為6m3。81.流動(dòng)的流體通過(guò)溫度與其不同的固體壁面時(shí)的傳熱過(guò)程稱為對(duì)流傳熱其中在靠近壁面的層流底層的傳熱方式為熱傳導(dǎo)，在湍流主體中的傳熱方式為熱對(duì)流86以小型板框壓濾機(jī)對(duì)某懸浮液進(jìn)行恒壓過(guò)濾試驗(yàn)，過(guò)濾壓強(qiáng)差分別為Ap1和△p2,且Ap1=2Ap2,s=0。若濾布阻力不變，則K1=2K2,e1=1/2e2。四、計(jì)算題將一敞口貯槽中的溶液用泵輸送到另一敞口高位槽中，兩槽之間的垂直距離為18m，輸送管路的規(guī)格為卬108x4mm，溶液在管內(nèi)的平均流速為1.3m/s，管路摩擦系數(shù)取入二0.02，管路總長(zhǎng)為140m（包括全部局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度），試求：（1）溶液在管內(nèi)的流型。（2）泵的軸功率（？=60%）（計(jì)算時(shí)，取溶液密度為1500kg/m3,粘度為1.5cP）。Re=1.3*10人5湍流5.108kw在一管路系統(tǒng)中，用一臺(tái)離心泵將密度為1000kg/m3的清水從敞口地面水池輸送到高位密封貯槽（表壓為1kgf/cm2），兩端液面的位差A(yù)z=10m，管路總長(zhǎng)L=50m（包括所有局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度），管內(nèi)徑均為40mm，摩擦系數(shù)入二0.02。試求：（1）該管路的特性曲線方程；（4分）（2）若離心泵的特性曲線方程為H=40-200Q2（H為壓頭，m;Q為流量，m3/min），則該管路的輸送量為多少m3/min?揚(yáng)程為多少m?若此時(shí)泵的效率為0.6，泵的軸功率為多少W?（6分）3—板框過(guò)濾機(jī)，恒壓下過(guò)濾某種懸浮液，過(guò)濾1h后，得到濾液60m3，然后用5m3的清水（物性與濾液相近）進(jìn)行洗滌，拆裝時(shí)間為20min，已測(cè)得Ve=4m3，試求：（1）過(guò)濾末速率為多少m3濾液/h?（5分）（2）洗滌時(shí)間為多少h?（5分）（3）該機(jī)生產(chǎn)能力為多少m3濾液為？（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濾液/h(2)所以K2=K1A2=2A12K2A2=4K1A12=4x4080=16320m3/h濾布及操作條件未變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.在傳熱面積為20m2的某換熱器中，用溫度為201，流量為13200kg/h的冷卻水，冷卻進(jìn)口溫度為110°C的醋酸，兩流體呈逆流流動(dòng)。換熱器剛投入使用時(shí),令卻水出口溫度為45C。運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，兩流體的流量、進(jìn)口溫度均不變，而冷水的出口溫度降至38C,試求傳熱系數(shù)下降的百分率。(15分)1.如圖所示，用泵將20C的水從水池送至高位槽，槽內(nèi)水面高出池內(nèi)液面30m，輸送量為30m3/h，此時(shí)管路的全部能量損失為40J/kg。設(shè)泵的效率為70%,試求泵所需的功率。30m用離心泵將密閉容器中的有機(jī)液體抽出夕卜送，容器液面上方的壓強(qiáng)為350kPa，已知吸入管路的阻力損失為1.5m液柱，在輸送溫度下液體的密度為580Kg/m3，飽和蒸汽壓為314kPa,所用泵的允許汽蝕余量為3m，問(wèn)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離(容器中液面處于最低位置時(shí))為2.5m。6有一列管換熱器，熱水走管內(nèi)，冷水在管外，逆流操作。經(jīng)測(cè)定熱水的流量為200kg/h,熱水進(jìn)出口溫度分別為323K、313K,冷水的進(jìn)出口溫度分別為283K、296K換熱器的傳熱面積為1.85m2。試求該操作條件的傳熱系數(shù)K值。水的平均比熱取4.187kJ/（kgK）。7、 （15分）用泵將貯槽中的某油品以40m3/h的流量輸送至高位槽，兩槽的液位恒定，且相差20m，輸送管內(nèi)徑為100mm，管子總長(zhǎng)為45m（包括所有局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度）。已知油品的密度為890kg/m3，粘度為0.487Pa?s,（1）判斷流體的流動(dòng)類型（2）計(jì)算泵所需的有效功率。8、 （15分）BMS50/810-25型板框壓濾機(jī)，濾框尺寸為810x810x25mm,共36個(gè)框，現(xiàn)用來(lái)恒壓過(guò)濾某懸浮液。操作條件下的過(guò)濾常數(shù)為K=2.72x10-5m2/s;qe=3.45x10-3m3/m2。每濾出1m3濾液的同時(shí)，生成0.148m3的濾渣。求濾框充滿濾渣所需時(shí)間。若洗滌時(shí)間為過(guò)濾時(shí)間的2倍，輔助時(shí)間15min,其生產(chǎn)能力為多少？10.附圖1所示的是丙烯精餾塔的回流系統(tǒng)，丙烯由貯槽回流至塔頂。丙烯貯槽液面恒定，其液面上方的壓力為2.0MPa（表壓），精餾塔內(nèi)操作壓力為1.3MPa（表壓）。塔內(nèi)丙烯管出口處高出貯槽內(nèi)液面30m，管內(nèi)徑為140mm，丙烯密度為600kg/m3?，F(xiàn)要求輸送量為40x103kg/h，管路的全部能量損失為150J/kg（不包括出口能量損失），試核算該過(guò)程是否需要泵。（15分）附圖19、 （15分）用套管換熱器將901的熱油冷至60^,熱油流率為4000kg/h，令卻水進(jìn)口溫度為25^，水的流率為5000kg/h，總傳熱系數(shù)K0=200w/m2%,內(nèi)管尺寸為①180x10mm，忽略熱損失，熱容數(shù)據(jù)：水為4.18KJ/Kg%;油為3KJ/Kg%。求：（1）水的出口溫度（2）逆流平均溫差（3）套管長(zhǎng)度L11.用油泵從貯槽向反應(yīng)器輸送44°C的異丁烷，貯槽中異丁烷液面恒定，其上方絕對(duì)壓力為652kPa。泵位于貯槽液面以下1.5m處，吸入管路全部壓頭損失為1.6m°44C時(shí)異丁烷的密度為530kg/m3，飽和蒸汽壓為638kPa。所選用泵的允許汽蝕余量為3.5m，問(wèn)此泵能否正常操作？（10分）13.在逆流換熱器中，用初溫為201的水將1.25kg/s的液體（比熱容為1.9kJ/kg%、密度為850kg/m3），由80。^令卻到30°C換熱器的列管直徑為卬25x2.5mm,水走管方。水側(cè)和液體側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)分別為0.85kW/（m2?C）和1.70kW/（m2?C）,污垢熱阻可忽略。若水的出口溫度不能高于50C，試求換熱器的傳熱面積。（15分）答案有問(wèn)題用離心泵將密閉貯槽中60C熱水送至高位槽中，貯槽中水面上方的真空度為20kPa。在操作條件下，吸入管路中的壓頭損失估計(jì)為1.8m,泵的允許氣蝕余量為2.0m。試確定泵的安裝高度°60C熱水的飽和蒸汽壓1.992x104Pa,密度為983.1k如圖所示，丙烯精餾塔的回流系統(tǒng)，丙烯由貯槽回流至塔頂。丙烯貯槽液面恒定，其液面上方的壓強(qiáng)為2.0Mpa（表壓），精餾塔內(nèi)操作壓力為1.3Mpa（表壓），塔內(nèi)丙烯管出口處高出貯槽內(nèi)液面30m，管內(nèi)徑為140mm，丙烯密度為600kg/m3?，F(xiàn)要求輸送量為40x103kg/h,管路的全部能量損失為150J/kg（包括出口能量損失）。試核算該過(guò)程是否需要泵。30m用離心泵將密閉容器中的有機(jī)液體抽出外送，容器液面上方的壓強(qiáng)為350kPa，已知吸入管路的阻力損失為1.5m液柱，在輸送溫度下液體的密度為580Kg/m3，飽和蒸汽壓為314kPa,所用泵的允許汽蝕余量為3m，問(wèn)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離（容器中液面處于最低位置時(shí)）為2.5m。17用柴油和原油換熱，已知柴油進(jìn)口溫度為393K;出口溫度為433K；原油的進(jìn)，出口溫度分別為518K和448K