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1、化工原理试题库 试题一 一 填空题 18 分 1 某设备上 真空度的读数为 80mmHg 其绝压 0 2 mH Pa 该地区的大气压为 720mmHg 2 常温下水的密度为 1000 3 m Kg 粘度为 1cp 在mmd100 内 的管内以 s m 3 速度流动 其流动类 型为 3 流体在管内作湍流流动时 从中心到壁可以 4 气体的粘度随温度的升高而 水的粘度随温度的升高 5 水在管路中流动时 常用流速范围为 s m 低压气体在管路中流动时 常用流速范围 为 s m 6 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是 离心泵 往复泵 7 在非均相物糸中 处于 状态的物质 称为分散物质 处于 状态的物
2、质 称为分散介质 8 间竭过滤操作包括 9 传热的基本方式为 10 工业上的换热方法有 11 称为 其物理意义为 提高管内 值的有效方法 提高管外 值的有效方法 12 蒸汽冷凝有二种方式 即 和 其中 由于 其传热效果好 二 问答题 36 分 1 一定量的流体在圆形直管内作层流流动 若将其管径增加一倍 问能量损 失变为原来的多少倍 2 何谓气缚现象 如何防止 3 何谓沉降 沉降可分为哪几类 何谓重力沉降速度 4 在列管式换热器中 用饱和蒸汽加热空气 问 1 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度 2 传热糸数 K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数 3 那一种流体走管程 那一种流体走管外 为什么 5
3、 换热器的设计中为何常常采用逆流操作 6 单效减压蒸发操作有何优点 三 计算题 46 分 1 如图所示 水在管内作稳定流动 设管路中所有直管管路的阻力糸数为03 0 现发现压力表上 的读数为05 2 mH 若管径为 100mm 求流体的流量及阀的局部阻力糸数 2 在一 列管式换热器中 用冷却将C 0 100的热水冷却到C 0 50 热水流量为 h m3 60 冷却水在管 内 流动 温度从C 0 20升到C 0 45 已 知传热糸数 K 为 Cm w 2000 2 换热管为mm5 225 的钢管 长 为 3m 求冷却水量和换热管数 逆流 2 已知 3 960 m K 热水 KKg Kj CC 1
4、87 4 冷水热水 试题一答案 一 填充题 1 8 7m0 2 H pa 4 1053 8 2 5 3 103 10 1 1000 3 1 0 du Re 湍流 3 层流 过渡流和湍流 4 增加 降低 5 3 8 s m 8 15 s m 6 启动前应灌满液体 关出口阀门 用调节阀调节流量 往复泵启动前不需灌液 开旁路阀 用旁路阀来调节 流量的 7 分散 连续 8 过滤 洗涤 卸渣 清洗滤布 重整 9 热传导 对流传热 热辐射 10 间壁式 混合式 蓄热式 热管 11 称为对流传热膜糸数 当流体与壁面温度差为 1K 时 通过单位面积单位时间内所传递热量的多少 增加流程 加拆流挡板 12 滴状冷
5、凝和膜状冷凝 滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下 二 问答题 1 g u d l h 2 2 1 1 11 12 2dd 1 2 2 2 4 1 4 1 u d V u 1 22 2 2 64 ud 1 2 2 2 22 16 1 2 h g u d l h 2 离心泵只能空转而不能输送液体的现象 离心泵启动前应灌满液体 3 沉降是指依靠外力的作用 利用分散物质与分散介质的密度差异 使之发生相对运动而分离的过 程 沉降可分为重力沉降和离心沉降 颗粒以加速运动的末速度这一不变的速度作匀速沉降运动 这一速 度称为重力沉降速度 3 传热管的壁温接近于蒸汽的温度 传热糸数 K 接近于空气的对流传热膜糸数
6、空气走管内 饱和蒸 汽走管外 蒸汽散热快 4 因为逆流操作 推动力大 所需的传热面积小 减少载热体的用量 5 可以降低溶液的沸点 可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂 可以浓缩不耐高温的溶液 可以减少 蒸发器的热损失 三 计算题 1 图示 在 1 1 2 2 面间列板努利方程 g p g u z 1 2 1 1 2 2 2 2 2 2 h g p g u z g u g u d lu 2 2 81 92 500010 222 进 81 92 1 5 0 81 92 1 1 0 50 03 0 81 92 1 5 2 u 10m 50m 25m 图 1 1 3 s m u44 2 h m s m u
7、dV 33 2 9 68019 0 4 1 在 2 2 3 3 面间列板努利方程 g p g u z 2 2 2 2 2 3 2 3 3 2 h g p g u z g u g u g u d l 22 2 050 222 出 81 92 1 81 92 1 1 0 25 03 0 81 92 44 25 2 8 即流体的流量为 h m s m 33 9 68 019 0局部阻力糸数为 8 2 1 22 AKV 6030 30 4 2 22 K s m K 2 6 1056 3 102 3 3 2 V 2 222 2 1 2 1 VAKV 3 7 1 mV 3 2 22 AKV 36002 3
8、01056 32 2 2622 AKV 3 8 6 mV 3 21 1 1 TTCG s Kg G32 2 Ct 0 5 42 A 12 2 2 ttCG tK 2 4 39 m 167 n 即冷却水的流量为 s Kg 32和管子根数为 167 根 试题二 一 填充题 20 分 1 牛顿粘性定律 粘度在 SI 制中的单位是 2 常用测定流量的流 3 在流动糸统中 若截面上流体的流速 压强 密度等仅随 而变 不随 而变 称为稳定流动 若以上各量既随 而变 又随 而变 称为不稳定流动 4 等边三角形的边长为 a 其当量直径为 5 流体在圆形直管内滞流流动时 其速度分布是 型曲线 其管中心的最大流速
9、为平 均流速的 縻擦糸数 与 e R的关系为 6 泵是指 按其工作原理来分可分为 7 气体按压缩比来分 可分为 8 降沉室内颗粒得以沉降的条件 9 过滤操作实际上是滤液通过 和 的流动过程 过滤速率是指 10 传热一般采用逆流操作 但为 时采用并流操作 11 用二种厚度相同的材料保温时 往往把 的材料包在内 层 以达到好的保温效果 12 蒸发是利用溶液中溶质的 用加热的方法使部分溶剂汽化并除去 溶液的 浓度或析出溶质 4 13 金属的导热糸数大都随其纯度的增加而 随其温度的升高 14 对流传热的热阻主要集中在 因 强化对流传热的重要途径 15 工程上流体流经换热器的压降通常限定在 Kpa 二
10、问答题 30 分 1 流体的流动形态有哪几种 如何判断 2 何谓层流内层 其厚度受哪些因素影响 3 采用多级压缩的优点有哪些 4 列管式换热器为何要进行热补偿 5 单层圆筒壁的内 外半径分别为 1 r和 2 r 壁表面温度分别为 T和 t 若 t T 试写出圆 筒任意半径 r 处的温度表达式 三 计算题 50 分 1 流量为 5000 h m3 的水通过一根 20Km 长的水平管 总压降为 0 5Mpa 现在中央接一完全相同的 平行管到中点 问总流量变为多少 h m3 设总压降始终不变 流动始终为高度湍流 局部阻力 忽略 2 泵将C 0 20的水由一贮槽打到另一贮槽 其中吸入管和排出管的管径为
11、mmm498 的无缝钢管 吸入管长为 50m 排出管长为 160m 且泵到管出口的距离为 10m 其中流量 h m3 35 已知 atmp1 0 02 0 0 3 s Hm KwN2 电 94 0 电 C 0 20时水 3 1000 m Kg 2 3 1024 1 m sN 2 3 0 104 2 m N p 求 忽略动压头 求泵的安装高度 泵的轴功率和效率 3 一列式换热器规格如下 管长 3m 管数 30 根 管径为mm5 225 管程为 1 现拟选用此 换热器冷凝 冷却 2 CS饱和蒸汽 使之从饱和温度C 0 46降至C 0 10 2 CS走管外 其流量为 s Kg G07 0 1 其冷凝
12、潜热为 Kg Kj 356 比热为 CKg Kw 0 05 1 水走管内 且与 2 CS成逆 流流动 冷却水的进出口温度分别为C 0 5和C 0 30 已知冷凝和冷却段基于外表面的总传热糸数分 别为 Cm W K 02 1 2000 和 Cm W K 02 2 100 问此换热器是否造适用 4 用一传热面积为 2 10m的蒸发器将某溶液由 15 浓缩到 40 沸点进料 要求每小时蒸得 375Kg 浓缩液 已知加热蒸汽压强为 200Kpa 蒸发室的操作压强为 20Kpa 此操作条件下的温度差损失可 取C 0 8 热损失可忽略不计 试求 开始设入使用时 此蒸发器的传热糸数为多少 操作一段时间后 因
13、物料在传热面上结垢 为完成同样蒸发任务 需将加热蒸汽的压力提高到 350Kpa 问此时蒸发器的传热糸数为多少 查得 20Kpa 水蒸汽的饱和温度为C 0 1 60 汽化潜热为 Kg Kj 9 2354 查得 200Kpa 水蒸汽的饱和温度为C 0 2 120 查得 350Kpa 水蒸汽的饱和温度为C 0 8 138 试题二的答案 一 填充题 5 1 dy dw 2 m sN 2 孔板流量计 文丘里流量计 转子流量计 3 位置 时间 时 间 位置 4 a 3 3 5 抛物线 0 5 e R 64 6 为液体提供能量的输送机械 离心式 往复式 旋转式和流体作用式 7 通风机 鼓风机 压缩机 8 颗
14、粒的停留时间大于沉降时间 9 介质和滤渣层的流动 单位时间内所获到的滤液量 10 控制温度 降低粘度 减少阻力 11 导热糸数小的 12 不挥发性 提高 13 增加 增加 14 层流内层 减薄层流内层的厚度 15 10 13 101 3 二 问答题 1 流体的流动形态有两种 层流和湍流 用雷诺准数来判断 当2000 e R 为层流 当4000 e R 为湍流 2 在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动 的流体薄层 此薄层称为层流内层 受管径 流速 粘度和密度 3 避免压缩后气体温度过高 提高气缸容积糸数 减小功率 使压缩机结构更为合理 4 列管式换热器中 由于两流体的温度不同 使管束和
15、壳体的温度也不相同 因此它们的热膨胀程 度也有区别 若两流体的温度差较大 C 0 50以上 时 由于热应力会引起设备的变形 甚至弯 曲和破裂 因此我们要考虑热补偿 5 1 2 ln 2 r r tTL Q 1 ln 2 r r tTL 1 2 1 ln ln r r r r tT Tt 三 计算题 1 设接平行管道后 总流量为 h m V 3 3 二平行管流量为 h m V 3 1 和 h m V 3 2 板努利方程 3 2 3 2 pu 1 1 2 1 2 f h pu 3 2 3 2 pu 2 2 2 2 2 f h pu 总压降相同得 2 2 3 3 3 u d l 2 2 1 1 1
16、u d l 2 2 u d l 321 llll 2 1 321 31 2 1u u uu 5 8 3 h m VV 3 6330 5 8 2 s m d V u53 1 3600 09 0 4 1 35 4 1 22 1 s m u53 1 2 m g u d l g u Hh g u HZ s f s 555 1 81 9 2 53 1 09 0 50 02 0 81 9 2 53 1 0 3 2 22 2222 2 1 3 2 图 2 1 2 2 10m 1 1 图 2 2 6 考虑 0 5m 的安装安全糸数 则泵的安装高度为 1m KwNN88 194 0 2 电电轴 g u g u d l ZhZH 22 22 出进 81 9 2 53 1 5 01 09 0 50160 02 011 2 H mH75 16 KwgHQN6 13600 81 9 1000 35 75 16 85 电 N N 3 换热器已有的传热面积 2 07 73 025 0 14 3 30 mdlnA 求所需的传热面积 冷凝段的热量 1 Q Kwrw9 24356 07 0 冷却段的热量 KwTTCwQ6
