化工原理制药专业试卷A1.doc

昆 明 理 工 大 学 试 卷A（期末考） 2008年12月课程名称：化工原理（上册） 化学工程学院 2006级化工、轻化、制药专业请将答案写在答题卷上，否则无效！一、 填空题（20分）1、毕托管测量的是 速度，而孔板流量计和转子流量计测量的是 速度。2、用阻力系数法计算阻力时动能项中的流速指的是 管中的流速。3、在离心泵工作时，用于将动能转变为压强能的部件是 ，离心泵性能曲线测定是在 下得到的。4、在降尘室中除去某粒径的颗粒,若降尘室高度增加一倍,则颗粒的沉降时间_,气流速度_,降尘室的生产能力_。5、斯托克斯公式为_。6、在辐射传热中，白体的反射率为 ，黑体的透过率为 。7、多层平壁定态导热中，若某层的热阻最小，则该层两侧的温差_。8、随着温度的增加，液体的导热系数 ，非金属液体中 的导热系数最大，非金属的导热系数 。9、蒸发器的生产能力是指 ，提高蒸发器的生产能力的主要途径是 。多效蒸发加料的方式有 、 、 。二、选择题（20分，每空两分）1、有一敞口容器，底部有一出（进）水管（如图示）。容器内水面保持恒定，管内水流动的速度头为0.5m水柱（流速u3.132m/s）。（1）对图(1),水由容器流入管内，则2点的表压P2 m水柱。A.1.5m B.1.0m C.0.75m D.0.5m (2) 对图（2），水由水管进入容器，则2点的表压P2 m水柱 A.2.0m B.1.5m C.1.0m D.0.75m2221.5m 2 1.5m 2 2、（1）离心泵的工作点是指 。A.管路特性曲线 B.离心泵特性曲线 C.管路特性曲线和离心泵特性曲线 D.效率最高点3、（1）在长为Lm，高为Hm的降尘室中，颗粒的沉降速度为utm/s，气体通过降尘室的水平流速为um/s，则颗粒能在降尘室内分离的条件是： 。A.L/uH/utB.L/utH/uC.L/utH/uD.L/uH/ut（2）推导过滤基本方程式时一个最基本的依据是 。A.固体颗粒的沉降速度 B.滤饼的可压缩性C.流体的层流流动 D.过滤介质的比阻（3）板框压滤机中，若PPw，w，则最终的过滤速度是洗涤速度的 。A.一倍B.一半C.四倍D.四分之一4、（1）冷热流体在换热器中进行无相变逆流传热,换热器用久后形成垢层,在同样的操作条件下,与无垢层相比,结垢后换热器的K_。A.变大 B.变小 C.不变 D.不确定（2）在两灰体间进行辐射传热,两灰体的温度差为30,现因某种原因,两者的温度各升高50,则此时的辐射传热量与原来的相比,应该_。A.增大 B.变小 C.不变 D.不确定5、（1）某套管换热器，管间用119.6饱和水蒸气加热管内空气（空气在管内作湍流流动）使空气温度由20升至60，若管壁清洁无垢，则管壁温度应接近于 A.60 B.119.6 C.20 D.40 （2）现需空气流量增加为原来的2倍，若要保持空气进出口温度不变，则此时的传热温差应为原来的 。A.1.084倍 B.1.149倍 C.2倍 D.不变三、简答题（5分）试简述减小流体流动摩擦阻力损失的途径。 四、 用泵输送密度为710kg/m3的油品，如附图所示，从贮槽经泵出口后分为两路：一路送到A塔顶部，最大流量为10800kg/h，塔内表压强为98.07104Pa。另一路送到B塔中部，最大流量为6400kg/h，塔内表压强为118104Pa。贮槽C内液面维持恒定，液面上方的表压强为49103Pa。现已估算出当管路上的阀门全开，且流量达到规定的最大值时油品流经各段管路的阻力损失是：由截面11至22为20J/kg；由截面22至33为60J/kg；由截面22至44为50J/kg。油品在管内流动时的动能很小，可以忽略。各截面离地面的垂直距离见本题附图。已知泵的效率为60%，求此情况下泵的轴功率。（20分）五、对每升水中含25g某种颗粒的某悬浮液用具有26个框的BMS20/635-25板框压滤机进行过滤。操作在20、恒压条件下进行，此时过滤常数K1.67810-4m2/s，qe0.0217m3/m2。每次过滤完毕用清水洗涤滤饼，洗水温度及表压与滤浆相同而其体积为滤液体积的8%。每次卸渣、清理、装合等辅助操作时间为15min。已知固相密度为2930kg/m3，又测得湿饼密度为1930kg/m3。求此板框压滤机的生产能力。（15分）六、在并流换热器中, 用水冷却油。水的进、出口温度分别为15和40, 油的进、出口温度分别为150和100。现因生产任务要求油的出口温度降至80, 设油和水的流量、进口温度及物性均不变, 若原换热器的管长为1m, 求将此换热器的管长增加多少米才能满足要求。换热器的热损失可忽略。（20分）昆 明 理 工 大 学 试 卷A（期末考）答题卷课程名称：化工原理（上册） 化学工程学院 2006级化工、轻化、制药专业 班级 学号 姓名 2008年12月题号一二三四五六总得分分值20分20分5分20分15分20分实得分评卷人一、 填空题1、 、 。2、 。3、 、 。4、 、 、 。5、 。6、 、 。7、 。8、 、 、 。9、 、 、 、 、 。二、 选择题1、 、 、2、 、3、 、 、 、4、 、 、5、 、 、三、简答题2006级化工、轻化、制药专业化工原理（上册）期末考A卷标准答案一、 填空题1、点 、 平均 。2、 细 。3、泵壳 、 恒定转速 。4、 增大 、 减小 、 不变 。5、 ut=gdp2(P-) /18 。6、 1 、 0 。7、最小 。8、减小 、 水 、 增大。9、单位时间单位面积蒸发的水分量、提高总传热系数K、并流加料 、 逆流加料、 平流加料 。二、选择题1、 C 、 B 、2、 C 3、 D 、 C 、 C 4、 B 、 A 5、 B 、 B 三、简答题答：由摩擦阻力损失的计算公式hf(l+le)/d+u2/2可知：（1）从节能的观点看，圆形管道的当量直径最小，尽可能采用圆形管道。（2）管道尽可能短而粗（3）尽可能少采用管件、阀门。 （4）流体流动尽可能是湍流流动，采用管壁相对粗糙度较小的管道。四、解：在11与22截面间列柏努利方程，以地面为基准水平面。 （2分）式中 Z1=5m p1=49103Pa u10 Z2、p2、u2均未知，hf12=20J/kg （2分）设E为任一截面上三项机械能之和，则截面22上的E2=gZ2+p2/+u22/2代入柏努利方程得 (a) （2分）由上式可知，需找出分支22处的E2，才能求出We。根据分支管路的流动规律E2可由E3或E4算出。但每千克油品从截面22到截面33与自截面22到截面44所需的能量不一定相等。为了保证同时完成两支管的输送任务，泵所提供的能量应同时满足两支管所需的能量。因此，应分别计算出两支管所需能量，选取能量要求较大的支管来决定E2的值。（2分）仍以地面为基准水平面，各截面的压强均以表压计，且忽略动能，列截面22与33的柏努利方程，求E2。 =1804J/kg （3分）列截面22与44之间的柏努利方程求E2 =2006J/kg （2分）比较结果，当E2=2006 J/kg时才能保证输送任务。将E2值代入式（a），得 We=200698.06=1908 J/kg （2分）通过泵的质量流量为 （2分）泵的有效功率为 Ne=Wews=19084.78=9120W=9.12kW （3分）泵的轴功率为 （2分）五、解：过滤面积A=（0.635）2226=21m2 （1分） 滤框总容积=（0.635）20.02526=0.262m3 （1分）已知1m3滤饼的质量为1930kg，设其中含水xkg，水的密度按1000 kg/m3考虑，则 解得 x=518kg （2分）故知1m3滤饼中的固相质量为 1930518=1412kg （1分）生成1m3滤饼所需的滤浆质量为 1412kg （1分）则1m3滤饼所对应的滤液质量为 578921930=55962kg （1分）1m3滤饼所对应的滤液体积为 m3 （1分）由此可知，滤框全部充满时的滤液体积为 V=55.960.262=14.66m3 （1分）则过滤终了时的单位面积滤液量为 m3/m2 （1分）恒压过滤方程 q2+2qeq=K=(0.69822+20.02170.6982)/ 1.67810-4=3085s （1分） （1分）已求得过滤终了时q=0.6982 m3/m2,代入上式可得过滤终了时的过滤速率为 m3/s （1分）已知 VW=0.08V=0.0814.66=1.173 m3则 s （1分）又知 D=1560=900s则生产能力为 m3/h （1分）六、解：原平均温度差 t1 = 150-15 = 135, t2 = 100-40 = 60 （2分） tm =（135-60）/ln（135/60）= 92.5 （2分） 由热量衡算 Q = WhCph（T1 - T2）= WcCpc（t2 - t1） （2分） WhCph/WcCpc =（t2 - t1）/（T1 - T2）=（40-15）/（150-100）= 0.5 （2分） 当油的温度降至80时, 由热量衡算得 Q = WhCph（150-80）= WcCpc（t2 -15） （2分） 或 WhCph/WcCpc =（t2-15）/（150-80）= 0.5 解得 t2 = 50 （2分） 新的平均温度差，t1 = 150-15 = 135, t2 = 8