化工原理试题及答案

1、中南大学测试试卷A2021 2021 学年2学期时间110分钟化工原理课程 48学时 3学分测试形式:闭 卷专业年级:化工制药应化11级总、分100分,占总评成绩_J0 %一、选择填空35分1?2分某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ,当地大气压为101kPa,那么 泵入口处的绝对压强为?A. 74.3kPa; B. 101kPa; C. 127.6kP?2?2分水在圆形直管中作滞流流动,流速不变,假设管子直径增大一倍,那么阻力 损失为原来的?A. 1/4; B. 1/2;C. 2 彳t?3?4分当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,那么该体 系的绝对压强为

2、 Pa,真空度为 Pa?4?2分一球形石英颗粒,分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降,假设系统温度升高,那么其在水中的沉降速度将 ,在空气中的沉降速度将 ?5?5分套管由57>2.5mm和 25X 2.5mm：钢管组成,那么环隙的流通截面积等于,润湿周边等于 ,当量直径等于 ?6?2分板框压滤机中,最终的过滤速率是洗涤速率的A.一倍B.一半C.四倍D.四分之一7?4分冷热水通过间壁换热器换热,热水进口温度为90oC,出口温度为50°C, 冷水进口温度为15oC,出口温度为53°C,冷热水的流量相同,且假定冷热 水的物性为相同,那么热损失占传热量的?A?5%;B?6%;C

3、?7%;D?8%;8?2分为了减少室外设备的热损失,保温层外所包的一层金属皮应该是A?外表光滑,颜色较浅；B?外表粗糙,颜色较深；C?外表粗糙,颜色较浅；D?外表光滑,颜色较深；9?4分黑体的外表温度从300c升至600C,其辐射水平增大到原来的一倍 10?1分采用多效蒸发的目的是为了提升?A.完成液的浓度；B,加热蒸汽经济程度；C.生产水平11、1分多效蒸发中,蒸汽消耗量的减少是通过增加而换取的A.传热面积；B.加热蒸汽压力；C.传热系数12? 1分加料的多效蒸发流程的缺点是料液粘度沿流动方向逐效增大,致使后效的传热系数降低A.并流；B.逆流；C.平流13?1分离心泵的调节阀,A.只能安在进

4、口管路；B.只能安在出口管路上；C.安装在进口管路和出口管路上均可；D.只能安在旁路上14?1分泵的工作点A由泵铭牌上的流量和扬程所决定；B即泵的最大效率所对应的点；C由泵的特性曲线所决定； D是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点15?3分在旋风别离器中,某球形颗粒的旋转半径为0.4 m,切向速度为15 m/s ?当颗粒与流体的相对运动属层流时,其别离因数Kc为?二20分用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部,槽内水位维持恒定,各局部相对位置如此题附图所示管路的直径均为676X2.5 mfte操作条件下,泵入口 处真空表的读数为24.66 X03 Pa；水流经吸入管与排出管不包括喷头单位质量 流体的

5、能量损失可分别按 2hfi=2u2与/f2=10u2计算由于管径不变,故式中u 为吸入或排出管的流速m/s?排水管与喷头处的压强为98.07汉03 Pa表压求泵 的有效功率水的密度取为1000 kg/m3三10分某板框压滤机共有10个框,框空长宽各为500mm,在一定压力下恒压过滤30min后,获得滤液5m3 ,假设滤布阻力可以忽略不计试求：1过滤常数K;2如果再过滤30min,还能获得多少m3滤液四10分用离心泵输送水,所用泵的特性曲线方程为：He=36-0.02V2?当阀 全开时的管路特性曲线方程：He,=12+0.06 两式中He?He' 5, Vm3/h ? 问：要求流量12m

6、3/h,此泵能否使用假设靠关小阀的方法满足上述流量要求,求出因关小阀而消耗的轴功率已知该流量时泵的效率为0.65?五15分设计一燃烧炉,拟用三层砖,即耐火砖绝热砖和普通砖耐火砖和普通砖的厚度为0.5m和0.25m?三种砖的热传导系数分别为 1.02 W/mC?0.14W/mC和0.92 W/m-C,耐火砖内侧温度为 1000C,外壁温度为35C?试问绝热砖厚度至少为多少才能保证绝热砖温度不超过940C、普通砖不超过138 C?六10分在一单效蒸发装置中将某原料液进行浓缩,完成液的浓度为 28%质 量,操作条件下沸点为98C?为了减少生蒸汽的消耗量,用二次蒸汽四分之一 的冷凝潜热把原料液从20c

7、预热至70c ?原料液的流量为1000 kg/h?二次蒸汽的温度为90C?相应的冷凝潜热为2283kJ/kg?原料液的比热为3.8kJ/kgC ?忽略 热损失试求：1溶液的沸点升高；2原料液的浓度X0?中南大学测试试卷A2021 -2021 学年学期时间110分钟化工原理 课程 48 学日寸3学分测试形式：闭卷专业年级：化工、制药、应化 11级总、分100分,占总评成绩 70 %二、选择填空35分1、2分某离心泵入口处真空表的读数为200mmHg ,当地大气压为101kPa,那么泵入口处的绝对压强为. AA. 74.3kPa ;B. 101kPa ;C. 127.6kPa .2、 2分水在园形

8、直管中作滞流流动,流速不变,假设管子直径增大一倍,那么阻力损失为原来的. AA. 1/4 ;B. 1/2 ;C. 2 倍.3、4分当地大气压为750mmHg,测得某体系的表压为 100mmHgM该体系的绝对压强为 113404 Pa, 真空度为 -13340 Pa.4、 2分一球形石英颗粒,分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降,假设系统温度升高,那么其在水中的沉降速度将 ,在空气中的沉降速度将 .答案增大,下降5、5分套管由57x 2.5mm和25X 2.5mm的钢管组成,那么环隙的流通截面积等于 1633mrri,润湿周边等于242mm当量直径等于 27mm6、 2分板框压滤机中,最终的过滤速

9、率是洗涤速率的.CA 一倍 B 一半 C 四倍 D四分之一7、4分冷热水通过间壁换热器换热,热水进口温度为90 C,出口温度为50 C,冷水进口温度为15 C,出口温度为53 C,冷热水的流量相同,且假定冷热水的物性为相同,那么热损失占传热量的.A、5%B、6%C、7%D 8% 答案：A8、 2分为了减少室外设备的热损失,保温层外所包的一层金属皮应该是AA、外表光滑,颜色较浅;B、外表粗糙,颜色较深;C、外表粗糙,颜色较浅;D、外表光颜色较深,；9、4分黑体的外表温度从300 c升至600 C ,其辐射水平增大到原来倍.答案：5.39斯蒂芬-波尔兹曼定律说明黑体的辐射水平与绝对温度的4次方成正

10、比,而非摄氏温度,即=5.3910、1分采用多效蒸发的目的是为了提升A.完成液的浓度;B.加热蒸汽经济程度;C.生产水平11 1分多效蒸发中,蒸汽消耗量的减少是用增加换取的.A.传热面积;B.加热蒸汽压力;C.传热系数12、1 分加料的多效蒸发流程的缺点是料液粘度沿流动方向逐效增大,致使后效的传热系数降低.A.并流;B.逆流;C.平流13、1分离心泵的调节阀答(1) B,A只能安在进口管路上(B)只能安在出口管路上C安装在进口管路和出口管路上均可D只能安在旁路上14、 1分泵的工作点A由泵铭牌上的流量和扬程所决定；B即泵的最大效率所对应的点；C由泵的特性曲线所决定；D是泵的特性曲线与管路特性曲

11、线的交点.15、 3分在旋风别离器中,某球形颗粒的旋转半径为0.4 m,切向速度为15 m/so当颗粒与流体的相对运动属层流时,其别离因数为.57二、20分用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部,槽内水位维持恒定,各局部相对位置如此题附图所示.管路的直径均为6 76X2.5 mm在操作条件下,泵入口处真空 表的读数为24.66 x 103 Pa；水流经吸入管与排出管不包括喷头的能量损失可分别按计算.由于管径不变,故式中 u为吸入或排出 管的流速m/s.排水管与喷头处的压强为 98.07 X103 Pa 表压.求泵的有效功率.水的3.密度取为1000 kg/m 解：1水在管内的流速与流量.1-1设储

12、槽水面为上游截面 1-1 / ,真空表连接处为下游截面2-2/ ,并以截面为基准水平面.在两截面间列柏努利方程.式中：Z1 =0, Z2 =1.5 m, p1=0 表压,p2=-24.66 x 103Pa表压,U1 0,将上列数值代入柏努利方程式,解得水在管内的流速m/s水的流量ws = uA p =kg/s(2)泵的有效功率设储槽水面为上游截面1-1 / ,排水管与喷头连接处为下游截面2-2/ ,仍以截面1-1 /为基准水平面.在两截面间列柏努利方程.式中Z1 = 0 , Z2 = 14 m, U1 0, U2 = 2 m/s , p1 = 0 表压P2 =98.07 X 103 Pa 表压

13、,将上列数值代入柏努利方程式,解得J/kg泵的有效功率Ne = we - ws = 285.41 x 7.92 =2260 J/s三、10分 某板框压滤机共有 10个框,框空长、宽各为 500mm在一定压力下恒压过滤 30min后,获得滤液5 m3,假设滤布阻力可以忽略不计.试求：1 求过滤常数K;2如果再过滤3 0 min,还能获得多少 m滤液2答又1 过滤面积A=0. 5X0. 5X10X2 = 5 m22QV KAV 2 15 214 2K (-) (-) ( ) () 5.56 10 m sA 530 60(2)V' , KA2 '5.56 10 4 52 (30 30

14、) 60=7.07m3过滤获得的滤液量A V= 7.07 5 = 2.02 m四、(10分)用离心泵输送水,所用泵的特性曲线方程为：当阀全开时的管路特性曲线方程：两式中H、H' m V m/h o问：要求流量12m/h ,此泵能否使用假设靠关小阀的方法满足上述流量要求,求出因关小阀而消耗的轴功率.该流量时泵的效率为0.65.解：1H e=360.02V2'2' 3、一一H e =12 + 0.06V-HH ,解得 V=17.3m/h 适用(2) 当 V=12n3/h1Hs=36 0.02 122=33.12m, He =12+0.06V2=12+ 0.06 122=20

15、.64mHeV g627.8W12 1000 9.81 (33.12 20.64)0.65 3600五、(15分)设计一燃烧炉,拟用三层砖,即耐火醇、绝热醇和普通醇.耐火醇和普通科的厚度为 0.5m和0.25m.三种科的系数分别为 1.02 W/(m )、0.14 W/(m C )和0.92W/(m C ),耐火砖内侧为 1000C,外壁温度为35 Co试问绝热醇厚度至少为多少才能 保证绝热醇温度不超过940 C ,普通科不超过 138 C.解 1： Q Q2(1000 35)/(0.5/1.02 b2/0.14 0.25/0.92) 0.14(940 138)/b2解得 b2 0.52m解2

16、: (1000 35) /(0.5/1.02 bz/0.14 0.25/0.92) (1000 t2)/(0.5/1.02)假设 t2 9400C 解得 b2 0.997m(1000 35) /(0.5/1.02 b2/0.04 0.25/0.92) (3 35)/(0.25/0.92)假设t1 1380C 解得 b20.250m Q*b=K AtQ=138-35/(0.25/0.92)=379 0.14*At=379*0.25 t=t-t1=676 t=814经核算 t2 814.40C 9400C以题意应选择b2为0.250m六、(10分)在一单效蒸发装置中将某原料液进行浓缩,完成液的浓度为28%(质量),操作条件下沸点为 98Co为了减少生蒸汽的消耗量,用二次蒸汽四分之一的冷凝潜热把原料液从20c预热至70 C.原