《化学工程学院《化工原理》第一学期期末考试试卷测试题及答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学工程学院《化工原理》第一学期期末考试试卷测试题及答案（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、化工原理第一学期期末考试试卷一：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 为 平 均 流 速 的 ， 縻 擦 糸 数 l 与 Re 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
2、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。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：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
3、进行热补偿？5、单层圆筒壁的内、外半径分别为 r1 和r 2 ，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）h1、 流量为 5000 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 m3h动始终为高度湍流，局部阻力忽略）。？（设总压降始终不变，流2、 泵将 200C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f98 4mmm 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 为35 m3h。（
4、 已 知 ：p 0 = 1atm ，ml= 0.02 , H s= 3.0 m, N电= 2Kw , h电= 0.94 ）.( 200C 时水， r= 1000 Kg3 ，m= 1.24 10-3 N.s， p 0 = 2.4 103 N)m2m2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f25 2.5mm ，管程为1，现拟选用此换热器冷凝、冷却CS 2 饱和蒸汽，使之从饱和温度 460C 降至100C 。CS 2 走管外， 其流量为 G1= 0.07 Kg s ， 其冷凝潜热为 356 Kj Kg ， 比热为021.05
5、 Kw。水走管内，且与CS 成逆流流动。冷却水的进出口温度分别为Kg. C50C和 300C。 已 知 冷 凝 和 冷 却 段 基 于 外 表 面 的 总 传 热 糸 数 分 别 为K 1= 2000W m2 .0 C 和 K 2= 100W m2 .0 C 。问此换热器是否造适用？4、 用一传热面积为10m2 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80C ，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
6、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60.10 C ，汽化潜热为 2354.9 Kj Kg查得 200Kpa 水蒸汽的饱和温度为120.20C 查得 350Kpa 水蒸汽的饱和温度为138.80C参考答案：一：填充题1、t= m. dw 、 N.s。dym22、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。334、a 。5、抛物线、0.5、64 Re 。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、颗粒的停留时间
7、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 Re p2000 ，为层流， 当 Re f4000 为湍流。1、 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。2、 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。3、 列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和
8、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（ 500C 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。4 、 Q =2p.L.l.(T -t )=ln r 2r12p.L.l.(T -t )ln r r1t =T -.(T -t ).ln rr1ln r 2r1三：计算题1、设接平行管道后，总流量为V m3。3h二平行管流量为V m31h板努利方程：和V m3。1322hu 3 2 +2p3 = u1 2 +r2p1 +r h f 1图 2-1u 3 2 +2p3 = u 2 2 +r2p 2 +h f 2101mr总压降相同得：22l
9、 l 3u 3 2l1 u1 2lu 23. d . 2+l1. d . 2=l.，d2l1=l2=l3= l， l1=l 2=l 3=l 。u1= 1 u 31221u 3=8u 5图 2-2V =8V = 6330 m35h。2、u1=V=3514 .p.0.092 .3600= 1.53 m s 。14p.d 2u 2 = 1.53 m s 。=uu 2Z =H s- 2g -h f2l u 2 H s- 2g - l. d . 2g2=1.533.0 - 0.02.2.9.81500.091.532.2.9.81= 1.555m考虑 0.5m 的安装安全糸数。则泵的安装高度为 1m.N
10、 轴=N电h电= 2.0.94 = 1.88Kw .=+ =+ l l u 2 + (V +V)u 2HZhZ.d 2g进出 2g .H = 11 + 0.02160 + 500.092+ 1.531 + 0.5. 2.9.81H = 16.75m .N = HQrg = 16.75.35.1000.9.81/ 3600 = 1.6Kw .h= N= 85% .N电3、换热器已有的传热面积： A = n.p.dl = 30.3.14.0.025.3 = 7.07m2 。求所需的传热面积：冷凝段的热量： Q1 = w.r = 0.07.356 = 24.9Kw冷却段的热量： Q 2 = w.C1
11、.(T 1-T 2 ) = 0.07.1.05.36 = 2.65Kw 。总热量为：Q= Q1 + Q 2 =27.55Kw冷却水的用量： G 水=Q=27.55= 0263 KgC.(t 2-t1 )4.187.(30 - 5)s冷却水离开冷却段的温度： t =t1+QG 水C比= 5 +2.650.263.4.187= 7.40C冷凝段的温度差： Dt =(46 - 7.4) - (46 - 30)ln 46 - 7.4= 25.70C冷却段的温度差： Dt =46 - 30(46 - 7.4) - (10 - 5)ln 46 - 7.4= 16.40C10 - 5冷凝段所需传热面积： A
12、1 =冷却段所需传热面积： A2 =QK.Dt QK.Dt= 24.9.1000 = 4.84m2 200.25.7= 2.65.1000 = 1.61m2 100.16.4所需的总的传热面积：A=6.45 m2 .x0 4、水分蒸发量：W = F.1 -x = 0.625F ， F - W = 375 .1 F=1000Kg,W=625Kg溶液的沸点为t = 60.1 + 8 = 68.10 C 。传热糸数 K 为： K =QADt625.2354.9.1000=10.3600.(120.2 - 68.1)= 785 wm2 .0 C改变压力后的传热糸数：K =QADt625.2354.9.1000=10.3600.(138.8 - 68.1)= 578 w。m2 .0 C可见结垢以后的传热糸数降低。
