化工原理模拟题及参考答案0001

1、化工原理试卷一、填空：）次方成正比；流量1）层流条件下，管径一定时，阻力损失与流量（ 定时，阻力损失与管径（ ）次方成反比。2）离心泵的轴功率随流量的增大而（），启动离心泵前应（），以减少启动电流，保护电机。另外，离心泵启动前，还要 （ ） ，否则就会造成（）现象。（ 3）层流时，圆管内的流速呈（）分布， u/u max=（）； 当温度升高时，处于层流状态的空气的阻力损失（ ）。（ 4）往复泵的流量与压头（），需采用（ ）调节流量。（ 5）研究流体流动时，常将流体视为由无数分子集团所组成的（），其目的是为了摆脱（ ），而从（ ）角度来研究流体的流动规律。6 ）在化工生产中，流体静力学基本方程式

2、主要应用于（ ）， ）， （ ）。7）离心分离因数 Kc=（）, 若旋转半径 R=0.4m，切向速度uT=20m/s时，则 Kc=（）, 结果表明在上述条件（ ）（ 8 ）通过三层平壁的热传导中，若测得各面的温度t1,t 2,t 3 和 t4分别为500,400,200和 100，则各平壁层热阻之比（）（假设各层壁面间接触良好）。9）为了减少辐射热损失，可采用（），散热愈少。）方法，而且材料的黑度（ 10）当管壁和污垢热阻可以忽略时， 如果当两个对流传热系数相差较大时， 要 提高 K 值，关键在于提高（）的。若两侧 相差不大时，则必须将（ ）才能提高 K 值。、计算题：1用降尘室来除去含尘气流

3、中的球形尘粒，颗粒在气流中均匀分布，尘粒密度为 3000kg/m3, 降尘室长 4m，宽 2m,高 1m。含尘气流密度为 1.2kg/m 3, 流量为 7200m3/h ，粘度为 310-5Pas, 设在斯托克斯区沉降，试求： （1）可被完全除去的最小粒径；（ 2）可被 50%除去的粒径。2在 3105Pa 的压强下对钛白粉在水中的悬浮液进行过滤实验，测得过滤常数 K=5 10-5 m2/s,q e=0.01m3/m2, 又测得滤饼体积与滤液体积之比 =0.08 。现拟用有 38 个框的 BMY50/810-25型板框压滤机处理此料浆， 过滤推动力及所用滤布也与 试验用的相同。试求： 过滤至框

4、内全部充满滤渣所需时间； 过滤完毕以相当于滤液量 1/10 的清水进行洗涤，求洗涤时间； 若每次卸渣、重整等全部辅助操作时间共需 15min，求每台过滤机的生产能 力（以每小时平均可得多少 m3 滤饼计）。3有一管长为 2m的列管冷却器，将油从 150 冷却到 100，冷却水的进口温 度为 15， 出口温度为 40，油和水作并流流动，若用增加管长的办法，使油 的出口温度降到 80。设油和水的流速、进口温度及冷却器的其它尺寸均保持 不变，问新冷却器的管长应等于多少才能满足要求？（假设Cp比热不随温度而变）。参考答案：解1：（1）可被完全除去的最小粒 径utut72000.25m / s bl 3

5、600 2 418dmin18 utsg18 3 10 5 0.250.0677 mm3000 1.2 9.812）可被 50%除去的粒径H H 50% 1 50% 0.5m14S ut0.25utH 0.5 0.125m / s418 ut18 3 10 5 0.125sg0.0479mm3000 1.2 9.81解 2：（ 1）滤框总容积0.812 38 0.025 0.623m3过滤面积0.812 2 38 49.86m2滤液体积0.623 7.79m30.08由恒压过滤方程式2）洗涤时间V 7.79 0.156m3 /m2A 49.862qqe Kq2 2qqeVwdVdwdVKA0.

6、1562 2 0.156 0.01 549S5 10 555 10 5 49.86 1.88 10d w 8 q qe8 0.156 0.01m3 / sVw1 7.7910dV1.88 10 3 414Sdw3）过滤机的生产能力Q 3600V 饼T3600 0.6231.59m3 / h549 414 15 30解3：根据 WhCph T1 T2WcC pc t2 t1WhCph 150 100 WcC pc 40 151WhCph 150 80 WcCpc t 152则50 2570 t 15 Q KS t mt 50 C由150 100及150 10015 4015 50所以tmt2 t

7、1Ln t 2t1所以tm1Q1135 6092.47135Ln60Kn dL1 tm1Q2 Kn dL2 tm2tm2135 30135Ln3069.81L2 3.71m化工原理试卷二一、填空题：（ 1）在流体流动中，圆形直管内流体滞流时的速度分布为（）形状，且平均速度 u 与管中心最大速度 umax 之比等于（）；湍流时的速度分布为（ ）。（2）有一串联管道，分别由管径为 d1与 d2 的两管段串联而成， d1d2。某流体稳 定地流过该管道。今确知 d1管段内流体呈滞流，则流体在 d2 管段内的流型为 （ ）。（ 3）离心泵的工作点是（）曲线与（ ）曲线的交点；离心泵的安装高度超过允许安装

8、高度时，离心泵发生（ ）现象。（ 4）离心泵无自吸作用，开泵前要先（），以防止（ ）现象的产生。（5）在列管式换热器中，用饱和水蒸气加热空气，则传热管的壁温接近（ ），总传热系数 K 的值接近（）。（6）为了减少辐射热损失， 可采用（）方法，而且材料的黑度 （），散热愈少。（7）某球形颗粒在一定密度及黏度的空气中沉降 , 若处于滞流沉降区 ,当空气温 度升高时 , 空气的黏度（），颗粒的沉降速度（ ）。（ 8）测定流量常用的流量计有（）、（ ）、（ ）。（ 9）降尘室的生产能力只与降尘室的（）和（ ）有关，而与（ ）无关。（ 10）工业过滤一般采用（）过程最合理。过滤常数的测定一般在（ ）进行

9、。、计算题：1某车间用离心泵将原料送到塔中，如附图所示。塔内压强为491kPa（表压），槽内液面维持恒定，其上方为大气压。槽内液面和塔进料口之间的垂直距离为 20m，假设输送管路的阻力损失为 5m液柱，料液的密度为 900kg/m3, 管子内经皆 为 25mm，送液量为 2000kg/h 。试求：（1）泵的有效功率；2）如果泵的效率是 60%，求其轴功率2用板框过滤机恒压过滤某水悬浮液，滤框共 10 个，其规格为 810810mm， 框的厚度为 42mm。现已测得过滤 10 分钟后的滤液 1.31m3，再过滤 10 分钟，共 得滤液 1.905m3。滤饼体积和滤液体积之比为 0.1 。试计算：

10、 将滤框完全充满滤饼时所需的时间（ h） ;若洗涤时间和辅助时间共 45 分钟，该装置的生产能力（以每小时滤饼体积计） 。3常压贮槽中盛有石油产品， 其密度为 760kg/m3,粘度小于 20cst 。在贮存条件 下的饱和蒸汽压强为 80103Pa。现拟用 65Y60B 型油泵将此油品以 15m3/h 的 流量送往表压为 177103Pa 的设备内。贮槽液面恒定，设备的油品入口比贮槽 液面高 5m，吸入管路和排出管路的全部压头损失分别为 1m和 4m。试核算该泵是 否合用。若油泵位于贮槽液面以下 1.2m 处，问此泵能否正常操作？当地大气压 按 101.33KPa 计。附： 65Y60B型油泵

11、性能参数如下：流量m3/h19.8扬程m38效率%55轴功率KW3.75允许气蚀余量 m2参考答案：解1：（1）取料液槽液面为 1 1截面，兼做基准水平面 ，料液进塔处为 2 2截面， 在两截面之间列柏努力 方程式：22p1u1p2u2gz1121Wegz2 222hf 1 2其中： z1 0,z2 20m, p1 0（表压）， p2 491kP（a 表压）， u1 03900kg /m3u2A20003600 d241.26m/s将已知数据代入柏努力 方程式，得2p2 p1 u2We g z2 z12 1 2 hf1 2 791.7J /kgg2ws 2000 / 3600kg /s 则泵的

12、有效功率为Ne Wews791.720003600439.8W2）泵的轴功率为N Ne 439.8 733W 0.733kW .0.6解 2：(1)将滤框完全充满滤饼 一个框的体积： 0.812 0.042 10个框所得滤饼的总体积3 Vc 0.0276 10 0.276m3 滤饼体积 滤液体积 过滤面积：时所需的过滤时间30.0276m30.2760.1V22A 0.81 2 10 13.12mV 2.76m3（滤液）1.310.1m13.121.9050.15m13.12当过滤时间 qV 2.76A 13.120.21m,则 0.72hV1 q1 AV2q2A恒压过滤方程式q qe 2 K

13、 e20.1 qe 2 K 600 e20.15 qe 2 K 1200 e qe2 K e解得：K 1.75 10-5, qe 2.5 10 3 , e 0.357过滤基本方程式：3 2 -5q 2.5 10 3 1.75 10-50.357(2)生产能力VcVc洗附0.2760.72 0.750.19m3 / h解3： 在贮槽液面 1 1 与输送管出口外侧截面 2 2 间列柏努力方程，并以 截面 1 1为基准水平面，得：z12 p1 u1 11 g 2g2p2 u2H e z22 2 H f1 2e2g 2g f1 2式中： z1 0, z2 5mu1 0, u2 0p1 0 表压 ，p2

14、 177 103 Pa 表压3H f 1 2 1 4 5m，760 kg / m3将上列数值代入上式， 并整理得：3177 10H e 5 5 33.7me 760 9.8133H e H 38m, Qe 15m3 /h Q 19.8m3 /h所以 65Y 60B 型油泵合用。根据已知条件考虑泵能 否正常操作，应核算泵 的安装高度是否合适， 蚀现象，可应用下式计 算允许安装高度，即能否避免汽式中：Hgp0gp0 1.0133 105Pa3p 80 103 Pah 2.6mH f 0 1 1m则：1.0133 0.8 105760 9.812.6 1 0.74m油泵的实际安装高度为 1.2m 0

15、.74m, 说明泵能正常操作化工原理试题三一、填空：）次方成正比；流速1）层流条件下，管径一定时，阻力损失与流量（ 定时，阻力损失与管径（ ）次方成反比。（ 2）离心泵的压头与流量（）关，一般用（ ）调节流量。往复泵的压头与流量 （ ） 关，一般用（ ）调节流量。（ 3）层流时，圆管内的流速呈（）分布， u/u max=（）; 当温度升高时，处于层流状态的空气的阻力损失（ ）。（4）一小颗粒在空气中沉降服从斯托克斯定律，当空气温度升高时，则其沉降 速度（ ），且颗粒直径越大，沉降速度越（ ）。（ 5）降尘室的生产能力只与降尘室的（）和颗粒的（ ）有关，而与（ ）无关，因而工业上多采用（ ）降尘

16、室。（6）工业上，沸腾传热一般控制在 （）状态下，冷凝器的设计通常以 （ ）冷凝考虑。（7）离心分离某悬浮液， 其切向速度为 20m/s，旋转半径为 0.4m, 则其分离因数 为（ ）。（ 8）在列管式换热器中使用饱和水蒸气加热冷空气时 , 管壁的温度接近 （ ） 侧温度.（9）为了减少辐射热损失， 可采用（）方法，而且材料的黑度 （ ），散热愈少。（ 10）当管壁和污垢热阻可以忽略时， 如果当两个对流传热系数相差较大时， 要 提高 K值，关键在于提高（）的。若两侧 相差不大时，则必须将（ ）才能提高 K 值。、计算题：1如图，一离心泵将水从贮槽抽至敞口容器中，两液面恒定且距离8m。泵的吸入管

17、线 L1=20m，排出管线 L2=60m（以上均包括进出口及各种局部阻力） ，管径均 为 40mm，摩擦系数均可取 0.01 ，离心泵的特性曲线方程 H=22-7.2 105Q2（H m，Qm3/s ），泵的效率为 65%，试求：（1）管路的特性方程；（2）管内水的流量 m3/s ；3）泵的轴功率2. 某悬浮液在一台过滤面积为 0.4m2的板框过滤机中进行恒压过滤， 2h 后得滤 液 35m3 ，若滤饼不可压缩，过滤介质阻力可以忽略不计。求：其它情况不变，过滤 1.5h 所得滤液量。其它情况不变，过滤 2h 后用 4m3的水对滤饼进行横穿洗涤，需要洗涤时间为 多少小时？3一除尘器高 4m，长

18、8m,宽 6m,用于除去炉气中的灰尘。 尘粒密度 s=3000kg/m3. 炉气密度 =0.5kg/m3、粘度=0.035mPas, 颗粒在气流中均匀分布。若要求完 全除去大于 10mm的尘粒，问：每小时可处理多少立方米的炉气。若要求处理量 增加一倍，可采取什么措施？参考答案：10解1：（1）选贮槽液面为 1 1截面，敞口容器液面为 2 2截面，并以 1 1截面 兼做水平基准面。在两 截面间列柏努力方程式 ：22z1p1u1Hez2p2u2H f1 21g2ge2g2g f1 2代入已知数据 He 8 Hf1 2Hf1 2 0.01 80Q2e2 6.34 105Q e2 0.04 2 10 0.785 0.042 2 管路的特性方程： H e 8 6.34 105Q2e（2）管内水的流量联立求解：H e 8 6.34 105Q2eH 22 7.2 105Q2Q 3.22 10 3m3 /sH H e 14.56mH2O3）泵的轴功率：HQ g 14.56 3.22 10 3 1000 10 0.756KW0.65 1000解 2：（1）其它情况不变，过滤 1.5小时所得滤液量N轴23A 0.4m2, 1 2h 7200s, V1 35m3 根据恒压过滤基本方程 式 V 2 KA 2则 K 1.06m2 / s当过滤 1.5h时，所得