大学化工原理上册模拟试题及参考答案.docx
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大学化工原理上册模拟试题及参考答案
大学化工原理上册模拟试题及参考答案
化工原理上册模拟试题及参考答案2016 一、填空 ⒈牛顿型流体在圆直管道中作稳态层流流动时,现保持流量不变,管直径变为原来的二分之一,则管路摩擦阻力系数是原来的 倍,产生的摩擦阻力为原来的 倍。
⒉某设备入口真空表上读数为120mmHg,当地大气压,则入口处绝压为 Pa;出口压力表读数为/cm2,则其绝对压力为 Pa。
⒊离心泵的工作点 确定;如关小离心泵出口阀门开度则离心泵扬程 ,轴功率 。
⒋固体颗粒在流体中呈层流自沉降时,如温度降低,则固体颗粒在气体中的沉降速度 ;固体颗粒在液体中的沉降速度 。
⒌对于连续转筒真空过滤机的操作,当转速提高时,过滤机的生产能力 、滤饼层厚度 。
⒍对于聚式固体流态化,常出现的不正常操作现象有 , 。
⒎面积和厚度相同的三层导热平壁,测得一维稳态导热时各层导热平壁两侧的温度差大小顺序为Δt2大于Δt3大于Δt1,则各层导热平壁的导热系数大小顺序为 、各层导热平壁的导热热阻大小顺序为 。
8.液体在圆直管内作强制湍流对流传热时,如液体的流量和定性温度不变,管 1页第 化工原理上册模拟试题及参考答案2016 直径减小为原来的二分之一,则对流传热系数变为原来的 倍。
9.在铜质套管换热器中,用饱和蒸汽冷凝加热空气,总传热系数应接近于 的对流传热系数,传热壁面温度接近于 的温度。
10.黑体的定义为 ,透明体的定义为 。
二、分析简答题 ⒈试分析影响加热炉热效率的因素有哪些?
提出提高加热炉热效率的措施。
⒉画出往复式压缩机工作循环的P-V图,标出每一过程的名称。
分析说明为何当压缩气体终压较高时采用多级压缩?
⒊试说明冷、热两流体在管壳式换热器中换热时,安排流体流程的基本原则。
三、计算题:
2页第 化工原理上册模拟试题及参考答案2016 ⒈用离心泵将40℃的水从敞口储水池送入一敞口高位槽。
泵进出口分别安装真空表和压力表,两表间垂直距离可以忽略不计。
已知水的物性参数如下,密度ρ为/m3,粘度μ为,水的饱和蒸气压为。
已知泵入口真空表读数为400mmHg,铭牌上泵的允许吸上真空度为,输送管路为Φ108×4mm的钢管,总长度为40m,其中吸入管路 为6m,储水池与高位槽高度差为20m,管路摩擦阻力系数λ为,流量为65m3/h。
试问:
⑴泵最大可能的安装高度; ⑵泵的扬程; ⑶泵出口处压力表的读数; ⑷设摩擦阻力系数不随流量改变而改变,写出管路特性方程中。
⒉用一板框过滤机过滤CaCO3的水悬浮液,滤饼可视为不可压缩。
压滤机的过滤面积为20m2,某过滤压强下测得过滤常数K=2×10-2m2/h。
试求:
⑴在此压强下将过滤进行至滤饼充满全部滤框时,所获得的滤液为2m3,滤布阻力可以忽略不计,问此时所需过滤时间为多少小时?
⑵现改用一种较厚的滤布,其常数为qe=2×10-2m,过滤完毕后,洗涤、拆 3页第 化工原理上册模拟试题及参考答案 装等辅助时间共为30分钟,问此时的生产能力为多少?
2016 ⑶如①,设CaCO3的水悬浮液的浓度提高一倍,此时所需的过滤时间为多少?
⒊一单管程、单壳程列管换热器,有多根Φ25×的钢管组成管束。
管程走有机溶剂,流量为×104kg/h,流速为/s;壳程通入130℃的饱和蒸汽,将有机溶剂从20℃加热至50℃。
已知在定性温度下有机溶剂的物性参数为:
密度=/m3,比热Cp=/(kg·K),导热系数λ=/(m·K),粘度μ=;蒸汽的冷凝对流传热系数为104W/(m2·K);钢的导热系数取45W/(m·K);污垢热阻可以忽略不计。
求:
⑴管内的对流传热系数α,W/(m2·K); ⑵换热器的总传热系数K,W/(m2·K);⑶管子的根数和长度; ⑷在有机溶剂的初始温度和流量不变的前提下,若通过提高加热蒸汽温度将上述换热器的传热速率提高10%,则加热蒸汽温度应为多少?
注:
蒸汽冷凝对流传热系数和有机溶剂的物性参数可看作常数。
一、填空4页第 化工原理上册模拟试题及参考答案 ⒈1/2倍,1 ⒉×104Pa;×105Pa2016 ⒊泵的特性曲线和管路特性曲线;增大,减小⒋增大;下降⒌增大、减小⒍沟流,节涌⒎λ1﹥λ3﹥λ2、R2﹥R3﹥R1 8. 9.空气,饱和蒸汽 10.具有黑表面的物体ε=1,ρ=1 二、分析简答题⒈答:
影响加热炉效率的因素有:
炉墙损失的热量,烟气带走的热量,燃料燃烧情况及空气的入炉温度、过剩空气系数等。
提高加热炉热效率的措施有:
提高空气入炉温度;尽量降低过剩空气系数及降低其温度,减少其带走热量;被加热流体选择适当的入炉温度;选择5页第
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141℃ 一、填空和选择题 ⒈(表压)= kPa= mmHg。
⒉连续性方程是 ,柏努利方程是 。
A、物料衡算式B、能量衡算式C、相平衡式D、过程速率式 ⒊空气在一等径水平圆直管中作等温、稳定流动,则沿流动方向其雷诺准数将 ;若沿流动方向空气温度升高,其雷诺准数将 。
⒋减小阀门开度,管中流体流量减小,这是因为 。
A、减小了阻力系数; B、增加了当量直径; C、增加了当量长度; D、增加了流体动能。
⒌一台压缩机的工作循环包括 、 、 和 四个阶段。
⒍降沉室内颗粒沉降下来的条件是 。
第12页 化工原理上册模拟试题及参考答案2016 ⒎固体流态化可分为 流化和聚式流化两种,聚式流化常出现的不正常操作有 和 两种。
⒏传热方式主要有 、 、 三种。
⒐列管式换热器按照热补偿方式的不同可以分为:
、 和 。
⒑在饱和水蒸汽冷凝加热空气的套管换热器中,传热壁面的温度接近于__ 的温度,总传热系数K接近于___ __的对流传热系数,传热过程的热阻主要集中在_ _侧。
⒒管式加热炉的结构包括 、对流室、 、 和余热回收系统。
⒓过剩空气系数α的定义是 ;α越高,出炉烟气温度越 ;α过高,炉子热效率η 。
二、简答题 ⒈指出离心泵的气蚀与气缚现象有什么区别。
⒉简述强化换热器传热的途径,举出若干具体措施。
第13页 化工原理上册模拟试题及参考答案 ⒊试述罗伯-伊万斯假定的基本内容。
2016 三、计算题:
⒈如图所示输水系统,用泵将水池中的水输送到敞口高位水槽,已知水的密度为1000kg/m3,管道直径均为φ45×,泵的进、出口管路上分别安装有真空表及压力表。
真空表安装位置距贮水池的水面高为,压力表安装位置距贮水池的水面高度为5m。
当输入量为4m3/h时,进水管道的全部阻力损失 为10J/kg,出水管道的全部阻力损失为40J/kg,压力表的读数为/cm2。
泵的效率为70%。
。
试求:
⑴泵扬程H,m; ⑵两液面高度差h,m;⑶泵所需的轴功率N,kW。
⒉某厂用板框压滤机在恒压下过滤一种悬浮液,滤框的空间尺寸为 第14页 化工原理上册模拟试题及参考答案2016 1000×l000×40mm,有20个滤框,经过2h过滤,滤框完全充满滤饼,且每m2过滤面积得到滤液。
卸饼、清理、组装等辅助时间为,忽略过滤介质阻力,滤饼未洗涤。
试求:
⑴该扳框压滤机的生产能力; ⑵过滤后用l/8滤液体积的洗涤水在同样压力差下进行横穿洗涤滤饼时的生产能力(设洗涤水与滤液粘度相近)。
⒊一内管尺寸为φ25×2..5mm的套管换热器作为精馏塔顶全凝器,冷却水走管程,塔顶蒸汽走壳程。
已知塔顶蒸汽流量为500kg/h,汽化潜热为270kJ/kg,饱和温度为80℃;冷却水入口温度为15℃,出口温度为45℃,忽略管壁及污垢热阻。
此时蒸汽侧的对流传热系数 αo=104W/(m2·K),水侧的对流传热系数αi=W/(m2·K);水的比热CP=/(kg?
K),忽略热损失。
试求:
⑴换热器的热负荷Q,kW; ⑵冷凝水的用量W2,kg/h; ⑶换热过程的对数平均温差Δtm,℃; 2⑷换热过程的总传热系数KO,W/(m?
K);(以内管的外表面积为基准) ⑸若达到要求,换热器长度不短于几米?
第15页
化工原理上册模拟试题及参考答案2016 ?
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15)P221⑵冷却水用量:
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