化工原理考试题及答案

化工原理考试题及答案

姓名____________班级____________学号_____________成绩______________

一、填空题：

1.（3分） 题号1164 第1章 知识点 300 难度 容易

写出以单位重量为基准的实际流体柏努利方程式:____________________ _____________________________________________________________。 各项的单位均为___________________。

***答案*** Zu/2g＋P/ρg＋He=Zu/2g＋P/ρg＋SHm流体柱。 2.（2分） 题号3004 第3章 知识点 100 难度 容易

当微粒在介质中作自由沉降时，若粒子沉降的Rep相同时，球形度越大的微粒，介质阻力系数越________ 。球形粒子的球形度为_________ 。 ***答案*** 小 1

3.（2分） 题号4097 第4章 知识点 300 难度 容易 沸腾传热中，保持__________沸腾是比较理想的。 ***答案*** 泡核

4.（3分） 题号4037 第4章 知识点 100 难度 中等

传导传热的傅立叶定律为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿___＿＿其各项表示为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿, ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿, ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 ***答案***

ｄQ/ｄτ＝－λAｄt/ｄδ,ｄQ/ｄτ表示单位时间传递的热量,－表示温度向降低方向传递,A表示传热面积,λ表示导然系数和ｄt/ｄδ表示温度梯度。

二、选择题：

1.（2分） 题号2079 第2章 知识点 100 难度 容易 离心泵铭牌上标明的流量是指( )

A. 效率最高时的流量 B. 泵的最大流量

C. 扬程最大时的流量 D. 最小扬程时的流量 ***答案*** A.

2.（2分） 题号4116 第4章 知识点 200 难度 容易 对流传热是由（ ）因素产生的。

A. 流体分子的热振动; B.流体体内电子的移动; C. 流体质点的位移、扰动。

1

***答案*** C

三、判断题：

1.（2分） 题号1265 第1章 知识点 400 难度 容易 流体在园管内流动时,管的中心处速度最大,而管壁处速度为零。（ ） ***答案*** √

2.（2分） 题号2160 第2章 知识点 100 难度 容易

离心泵启动前、应将出口阀关闭，目的是使轴功率为零. （ ） ***答案*** ×

3.（2分） 题号3063 第3章 知识点 120 难度 容易 粒子的离心沉降速度与重力沉降速度一样，是一个不变值。（ ） ***答案*** ×

4.（2分） 题号4192 第4章 知识点 300 难度 容易

为了提高间壁式换热器的传热系数K值，必须设法提高α值大的那一侧流体的对流传热系数。（ ） ***答案*** ×

五、计算题：

1.（12分） 题号1390 第1章 知识点 300 难度 容易 欲建一水塔向某工厂供水，如下图所示，从水塔到工厂的管长（包括局部阻力当量长度）为 500 m。最大流量为20 升/秒 。管出口处需保持10m 水柱的压头（表压）。若摩擦系数λ＝0.023，试求：1.当管内流速为1.05 m.s 时，所需管径及塔高； 2.当管内流速为4 m.s 时，所需管径及塔高；3.由计算1、2，分析满足一定流量时，塔高与管径的关系。

本题目有题图：titu079.bmp

2

***答案***

1.V=(π/4)du d=0.156 m H+P/ρg+u/2g=0+P/ρg+u/2g +λ(l/d)(u/2g) ∴H=14.2 m 2.d'=0.080 m

H'=128 m 3.管径越大,塔高越低

管径越小,塔高越高

2.（20分） 题号1401 第1章 知识点 340 难度 容易

某车间准备用一台离心泵将储槽内的热水送到敞口的高位槽内，已知管子规格为Φ60×3.5mm钢管，管内流速为2m.s19.6J.kg,压出管路的压头损失为4mHO (均包括全部的局部阻力损失在内）,其余参数见附图示。试求该泵提供的有效功率。

本题目有题图：titu168.bmp

***答案***

定储槽液面为1-1，且为基准面，高位槽液面为2-2，列柏式： Zg+P /ρ+u/2+We=Zg+P /ρ+u/2+∑h ∑h=h+hf压=19.6+4×9.807=58.84J.kg ∴ -100×13.6/1000+we=8×9.81+58.84 ∴ We=138.7J.kg m=π/4×0.0532=4.41×10kgs ∴ Ne=We m=138.7×4.41×10=0.612W

3.（12分） 题号2231 第2章 知识点 500 难度 容易 某厂准备用风机将40℃，3800m.h160℃，然后经管路排到常压设备内，输送系统所需的风压为350mmHO(按160℃的空气计）。试送一台合适的风机。（当地大气压按760mmHg） ***答案***

已知：H'=350mmHO(接160℃空气计），Q=3800m.h

3

因风机操作条件与性能条件不同，故风压要校正，3500mm水=350/13.6=25.7mmHg 风管内平均阻力

p=[760+（760+25.7）]/2=772.9mmHg 即：H '性=H 1.2/ρ' 而ρ'=1.2×293/（273＋160）772.9/760kg.m H '性=350× 1.2/1.2×293/（273＋160）=509mmHO 据 H '性=509mmHO Q=3.8×10m.h型号为9-27-101N05

4.（24分） 题号2233 第2章 知识点 120 难度 中等 某台离心泵铭牌上列出的性能为：Q=11～25m.h,H=21～16m,η=66.5%,H=6.4m，配套电机功率N电=2.2kw。今欲用它来将密度为1.4g.cm20℃液体（其它物性与水相近），从贮槽内送到某一高位槽中，要求的输送量为32t.h,输送流程如图示，若已知吸入管路和压出管路的阻力分别为1m和4m。试求：（1）此泵能否适用于此输送流程？（2）图中所示的吸上高度是否恰当？（吸上管路动压头可略）（3）此泵配套的电机要不要更换？

本题目有题图：titu192.bmp

***答案***

（1）求此泵能否适用？ 已知：ρ=1.4g.cm=1400kg.m

Q=32×1000/1400=22.86m.h(Q=11～25m.h)

H=△Z＋△p/ρg＋△u/2g＋H=12＋0＋0＋(1＋4)=17m(21～16m) 因QH

（2）验吸液高度H安 Hg=Hs /-u /2g-∑H 已知：u/2g=0∑H=1mH=6.4m

而Hs=Hs×ρ水/ρ=6.4×1000/1400=4.57m ∴Hg=4.57-1=3.57m

H安=Hg－(0.5～1)=3.57－(0.5～1)=(3.07～2.57)>2m 故吸液高度合适。

(2)验电机 N电=（1.1～1.2)N

而N=QHρ/102η=22.86×17×1400/102×0.665×3600 =2.23kw

即N电=（1.1～1.2)×2.23=(2.45～2.68)kw>2.2kw 故原配电机要更换

4

5.（16分） 题号3084 第3章 知识点 100 难度 容易

某厂准备建一个降尘室来净化常压，温度为40℃的含尘空气流，气体进入降尘室的流速保持在0.15m.s0.025m.s只允许做成宽为3m，高为2m。问：（1）降尘室的最小长度应为多少m？（2）降尘室的最大生产能力为多少标准m.h3）若因厂房面积有限，降尘室的长度仅允许为你计算的最小长度的一半，你认为应采取计什么措施来完成此净制任务？

***答案***

（1）求最小长度L

∵(L/u)≥(H/U )∴L≥（uH/U)=0.15×2/0.025=12m （2）最大生产能力V标

V实=Au=Lbu=12×3×0.025=0.9m.s=3240 mh V标=V实T/T=3240×273/(40＋273)=2826m.h

（3）若L只能为原来的0.5时，为完成同样的生产任务，可在降尘室中间加一隔板。

6.（8分） 题号4290 第4章 知识点 100 难度 容易

炉子平壁结构如下：内层为厚120mm的耐火砖，外层为厚250mm的红砖，中间填以厚为50mm的硅藻土，已知各层的导热系数为λ0.93 ,λ0.14 ,λ0.70 w.m.K

藻土，而又要不增大热损失，问红砖的厚度必须增加多少?

***答案*** δλδλδ δδ.λλ0.05×0.70/0.14＝0.25 m

7.（12分） 题号4283 第4章 知识点 300 难度 容易

在一套管式油冷却器里，热油在φ25×2.5 mm的金属管内流动，流量216kg.h的进、出口温度分别为150℃和80℃，水的进口温度为20℃，流量216kg.h 油侧给热系数为1.5 kw.m.K3.5 kw.m.K2.0 kJ.kg.K试求逆流换热时所需管长。已知水的比热为1.0 kcal.kg.K

***答案*** 216×2×(150-80)=216×4.187(t-20) t=53.4℃ q=(216/3600)×2000×(150-80)=8400 w Δt=(96.6-60)/ln(96.6-60)=76.85℃

1/K=(1/1500)+(1/3500), K=1050 w.m.C A=q/(k.Δt)=πd l

l=8400/(1050×76.85×π×0.0225)=1.47m

8.（12分） 题号4281 第4章 知识点 300 难度 中等

一套管换热器,外管为φ83×3.5mm,内管为φ57×3.5mm的钢管, 有效长度为 60m。用 120℃的饱和水蒸汽冷凝来加热内管中的油.蒸汽冷凝潜热为2205kJ.kg

8000kg.h,比热为 2.2kJ.kg.K,进口温度为30℃,出口温度为80℃。试求： (1)蒸汽用量；(不计热损) (2)传热系数；

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***答案***

（1） 蒸汽用量 Q放＝W.ｒ＝2205×W kJ.h Q吸＝W' CP (t出－t入）

＝8000×2.2×（80－30） =8.8×10kJ.h

Q放＝Q吸

∴ ｗ＝8.80×10/2205≈399.1kg.h （2） 传热系数的计算 由Q＝KAΔtm

Δtm ＝（(120-30)-(120-80)）/ｌｎ（(120-30)/(1 20-80)） ＝50/ｌｎ（90/40）＝61.66℃ ∴ Ki＝Q/AiΔtm

＝8.80×10/[60×π×(50/1000)×61.66] ≈1514 kJ.h.m. ＝420.0 (ｗ.m.K)

good ok 2015-6-21

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