国开化工原理(上)复习资料2-计算题

《化工原理》（上）复习资料2

1.单选题（每题3分）

1）流体在圆形直管中作层流流动。若流体的体积流量等条件保持不变，管径变为原来

的2倍，则直管流动能量损失变为原来的（

A.1/2B.1/4C.1/8D.1/16

答案：D

2）若保持离心泵的效率不变，将其叶轮转速增加10%,则其轴功率增加（

A.10%B.21%C.33%D.50%

答案：C

3）边长为5mm的正方形颗粒，其球形度为（）。

A.0.62B.0.74C.0.81D.0.92

答案:C

4）对流传热的热阻，主要集中在（人

A.层流底层B.缓冲层C.湍流主体D.不确定

答案：A

5）单效蒸发中，则原料处理量为1000kg/h,将15%的NaOH水溶液浓缩至25%,则

蒸发量为（）。

A.400kg/hB.5（X）kg/h

C.600kg/hD.700kg/h

答案：A

6）若旋风分离器的进口气速增大，则其临界粒径（）。

A,增大B.减小C.不变D.不确定

答案：B

2.多选题（每题4分）

1）（）属于可直接测量流体流量的差压流量计。

A.孔板流量计B.文丘里流量计C.转子流量D.皮托管

答案：A、B

2）若离心泵输送流体的密度增加，其（）。

A.流量减小B.压头不变

C.效率不变D.轴功率增加

答案：B、C、D

3）影响降尘室生产能力的因素包括（）。

A.颗粒的沉降速度B.降尘室的长度C.降尘室的宽度D.降尘室的高度

答案：A、B、C

4）随着多效蒸发效数的增加，（）。

A.总的温度差损失增大B.单位蒸汽耗量减小

C.蒸发强度增大D.操作费用增加

答案：A、B、D

3.判断题（每题3分）

1）离心泵在启动前应将出口阀全开。

答案：（X）

2）在恒速过滤中，过滤推动力和阻力均保持不变。

答案：（X）

3）若离心泵输送流体的温度增加，则其允许安装高度应适当降低。

答案：W）

4）板框过滤机和叶滤机均为加压间歇过滤设备。

答案：M

5）将管壳式换热肥由单管程变双管程，可以增加对流传热系数，减小操作贽用v

答案：（X）

6）多效平流蒸发流程适合于蒸发过程中有结晶析出的情况。

答案：（J）

7）孔板流量计和转子流量计均为截面流量计。（x）

4.主观题（每题16分）

I）用离心泵将清水从敞口贮槽输送到敞口高位槽，两槽的液面维持恒定，

高位槽液面较贮槽液面高8m。各处管径相同，均为中108mmX4mm。泵吸入管

路长度为25m（包括所有局部阻力的当量长度），排出管路长度100m（包括除

泵出口阀外的所有局部阻力的当量长度）。输送温度下水的密度为1000kg/m\

水的饱和蒸汽压为5kPa,管路的摩擦系数X可取为0.03。泵的特性方程为

"=24-5.35x1（）402,（0,m%,H,m）,泵的实际安装高度为3m。计算中可

取重力加速度g为10m/s2,大气压为100kPa。若泵出口阀全开时，出口阀的

局部阻力系数为8,试求：

（1）出口阀全开时管路的特性方程；

（2）出口阀全开时泵的流量和压头；

（3）若此时泵的允许汽蚀余量为3.5m,核算泵的安装高度是否合适。

解：

(1)取贮槽液面为1-1'截面，高位槽的液面为2-2'截面，在两截面间列伯努

利方程，得

△+Z1+左+/=-Z,+五+/

PH2gpg~2g

52

Pj=〃2=0,Z2-Z1=8m,ui*0>z/2*0,p=1000kg/m,=10m/s

d=0.108—0004x2=0Ini

Hc=Z2-Z,+Ht=8+/

=(2T

+Gf=UWgQ「

d2gd飞河-

25+100

=(0.03x+8)-----幺----r=3.692x10,6

12xl0x停0.产)

故管路特性方程为乩=8+3.692X104Q2

(2)联立

管路特性方程为%=8+3,692x104Q；

和泵的特性方程为”=24-5.35xIO"。

解出H=14.53m,Q=1.33OxlO2m3/5

(3)Q1.33x10-2

—=---------------=1.694m/s

£,20.785x0.12'

4

一亿

Hv=2-(NPSH)f-H,

Pg

(100-5)x10007sI.6942

-3.5-O.O3x—x=4.924m>3m

1000x100.12x10

故泵的安装高度合适

2)在一套管换热器内用饱和蒸汽加热液体苯，6000kg/h的苯在内管内从50℃

被加热到80℃,套管环隙中120°C的饱和水蒸汽被冷凝，冷凝液在饱和温度下

排出。换热器内管尺寸为尺57mmx3.5mm,外管尺寸为①108mmx4mm。已知

蒸汽侧的对流传热膜系数为9000W/(m2「C),管壁热阻、污垢热阻和换热器的热

损失可忽略。在5()℃~80℃的范围内，苯的平均比热容为1.8kJ/(kg・℃),密

度为88()kg/m3,黏度为().7mPa*导热系数().15W/(m・K)。试求：

(1)换热器总传热系数K。；

(2)换热器管长；

(3)由于某种原因，加热蒸汽的温度降至110℃,此时苯的出口温度将变

为多少？(假设苯侧的对流传热膜系数不变)。

6000/360。

解：(1)〃=0.9651m/s

880x0.785x0.052

880x0.9651x0.05

Re==60663

0.7x10-

3=8.4

Pr

0.15

a=0.023—Re08Pr04=0.023—x60663°x8.404=1083.7

40.05

157

9=1/(9000+1083.7x50)=859.80W/(n?.9)

(2)(2=VV.Cpt.(/2-r1)=|^xl.8x(80-50)=90kW

AZ,-Ar70-40

3=53.61℃

in^-in22

40

Q

S°=—=1.953m

KM859.80x53.61

L==1.953/(3.14x0.057)=10.91m