化工原理考试题及答案I.docx
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化工原理考试题及答案I
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1155第1章知识点400难度容易
当20℃的甘油(ρ=1261kg.m,μ=1499厘泊),在内径为100mm的管内流动时,若流速为2.0m.s时,雷诺数Re为_______,流体的流动型态为______。
***答案***
层流
2.(2分)题号2038第2章知识点100难度容易
往复压缩机的实际工作循环由_____、_______、______和______四个阶段组成。
***答案***
膨胀、吸气、压缩、排气
3.(2分)题号4060第4章知识点200难度容易
对流传热膜系数α工程制单位为_____________,SI制单位为_________。
***答案***
.K.m;W/(Km)
二、选择题:
1.(2分)题号1202第1章知识点400难度容易
园管的摩擦系数λ=64/Re公式的适用范围是()。
A.滞流B.过渡流C.湍流
***答案***
A
2.(2分)题号2121第2章知识点500难度容易
通常所说的离心通风机的风压是指()
A.静风压B.动风压C.全风压
***答案***
C
3.(2分)题号4147第4章知识点400难度中等
为了提高列管换热器管内流体的α值,可在器内设置()。
A.分程隔板B.折流接板C.多壳程
***答案***
A
三、判断题:
1.(2分)题号3058第3章知识点100难度容易
要使固体颗粒在沉降器内从流体中分离出来,颗粒沉降所需要的时间必须大于颗粒在器内的停留时间。
()
***答案***
×
四、问答题:
1.(8分)题号3079第3章知识点300难度容易
试分析提高过滤速率的因素
***答案***
过滤速率为dv/Adθ=△P/rμL推动力/阻力提高过滤速率的方法有:
(1)提高推动力△P,即增加液柱压力;增大悬浮液上面压力;在过滤介质下面抽真空。
(2)降低阻力,即提高温度使粘度下降;适当控制滤渣厚度;必要时可加助滤剂。
2.(4分)题号4203第4章知识点100难度容易
什么是稳定传热和不稳定传热
***答案***
在传热过程中,传热面上各点的温度不随时间变化,称为稳定传热。
稳定传热时,传热速率为定值。
反之,若传热面上各的温度随时间而变,则为不稳定传热。
不稳定传热时,传热速率也随时间而变。
五、计算题:
1.(12分)题号1337第1章知识点340难度容易
用离心泵经φ57×3.5mm的钢管,将敞口贮槽内的有机溶剂(密度为800kg.m,粘度为20cp)输送到反应器中。
设贮槽内的液面离反应器内的液面高度保持16m,见附图。
已知钢管总长度(包括局部阻力当量长度)为25m,反应器内的压力恒定为(表压),有机溶液输送量为6m.h,试确定泵提供的压头。
本题目有题图:
***答案***
取敞口贮槽液面为1-1截面,反应器内液面为2-2截面,在1-1与2-2截面间列柏努利方程,并以1-1截面为基准面:
gZ+(u/2)+(p/ρ)+W
=gZ+(u/2)(p/ρ)+Σhf
W=(Z-Z)g+[(u-u)/2]+[(p-p)/ρ]+Σhf
Σhf=λ[(l+le)/d](u/2)
u=(6/3600)/[(π/4)×]=0.8488m.su≈u≈0Z=0
Re=duρ/μ=××800/(20×10)=<2000
则λ=64/Re=64/=
Σhf=×(25/×/2)=故W=16×+4×98100/800+=
2.(8分)题号1386第1章知识点100难度容易
湿式钢制钟罩圆筒气柜,如附图所示。
圆筒直径为6m,质量3000kg,圆筒没入水中的深度1m,则气柜内气体的表压为多少圆筒内外的液面差为多少m
本题目有题图:
***答案***
表压P=3000×(×6)=
Δ=1041/(1000×)
=106mm=0.106m
3.(10分)题号1344第1章知识点100难度中等
某受压设备,用串联U形管压差计测量其表压,装置如附图所示,写出1、2、3、4各点及P的压强计算式。
(连通U形管压差计水银面上充满水)
本题目有题图:
***答案***
以表压为基准:
P=Rρg
P=P-Rρg=Rρg-Rρg
P=P=Rρg-Rρg
P=P+Rρg
=(R+R)ρg-Rρg
P=PRρg
=(R+R)ρg-(R+R)ρg
4.(10分)题号2223第2章知识点130难度容易
用泵将比重为的某液体从低位槽打到高位槽。
低位槽距地面高2m,管子出口距地面高20m,管路阻力损失为30,泵入口流速为0.915m.s,入口管径为φ89×6mm出口管径为φ60×4mm,求泵有效功率。
***答案***
在低位槽液面与管子出口截面列柏努利方程得:
We=g(Z-Z)+(P-P)/ρ+(u-u)/2+hf
=×18+0+[(77/52)-1]/2+30
=
Ne=WeρQ=×850×π×/4=755w
5.(20分)题号2238第2章知识点600难度中等
单级单动往复压缩机的气缸内径为200mm,活塞冲程为200mm,往复次数260min,余隙系数ε=5%,排气系数ld为容积系数的85%,现需向某设备提供表压力为的压缩空气80kg.h,空气进压缩机的压力为,温度20℃,空气的压缩为多变过程,多变指数m=,问:
(1)此压缩机能否满足生产要求
(2)试求此压缩机的最大压缩比。
本题目有题图:
***答案***
(1)验压缩机
已知:
D=200mm;S=0.2m;n=260minP=
P=ε=5%;ld=0.85l
求压缩机能提供的风量V
∵v=ldv=ldπ/4Dsn=0.85l。
π/4Dsn
其中l。
=1-ε[(P/P)-1]
=[1)/-1]=
代入得:
V=××π/4×××260
=1.23mmin
进入压缩机时空气的密度ρ=760×=m
∴风量m=Vρ=××60=>
此压缩机能满足生产要求。
(2)最大压缩比(P/P)
l。
=0时的压缩比为最大压缩比,即:
O=1-[(P/P)/-1]
求得:
(P/P)最大=≈40
6.(8分)题号3098第3章知识点100难度容易
相对密度,直径2.5mm的钢球,在某粘稠油品(相对密度)中以5mm.s的速度匀速沉降。
试求该油品的粘度。
***答案***
设沉降以滞流状态进行,则:
μ=dp(ρ-ρ)g/(18μ)
=×(7900-900)×(18×
=验算:
Re=duρ/μ
=××900/
=×10<1假设正确
7.(10分)题号3097第3章知识点100难度容易
空气中含有直径为15μm的油滴,油的相对密度为,空气温度为20℃。
若允许在沉降室中沉降1分钟,沉降室的高度应为多少计算中可忽略开始时油滴加速沉降时的时间,并可认为油滴是在静止空气中沉降。
20℃空气的粘度为×10.s,密度为1.21kg.m。
油的密度为900kg.m。
***答案***
设油滴在空气中沉降在滞流区,则:
U=dp(ρ-ρ)/18μ
=(15×10)×(900-×(18××10)
=0.0061m.s
验算:
Re=dρuρ/μ=15×10××
×10)=<1假设正确
所以,1分钟内沉降距离=×60=0.37m
因此,沉降室高度不能大于此值,否则,有可能在油滴沉降到室底前被气流带出。
8.(8分)题号4220第4章知识点100难度容易
如图所示,有一稳定导热的平壁炉墙,墙厚240mm,导热系数λ=若炉墙外壁温度t=45℃,为测得炉墙内壁温度t,在墙深100mm处插入温度计,测得该处温度t=100℃,试求炉墙内壁温度t。
本题目有题图:
***答案***
Q=(λ/δ)A△t=(λ/δ)A(t1-t3)
Q'=(λ/δ1)A△t1=(λ/δ1)A(t2-t3)
Q=Q'
∴(λ/δ)A(t1-t3)=(λ/δ1)A(t2-t3)
t1=(δ/δ1)(t2-t3)+t3
=(240/100)(100-45)+45
=×55+45=177℃
9.(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φ25×2.5mm的金属管内流动,流量216kg.h,油的进、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.K,水侧给热系数为.K。
油的比热为.K,试求逆流换热时所需管长。
已知水的比热为.K,并忽略管壁及垢层热阻。
***答案***
216×2×(150-80)=216×(t-20)
t=53.4℃
q=(216/3600)×2000×(150-80)=8400w
Δt=/ln=76.85℃
1/K=(1/1500)+(1/3500),K=1050.C
A=q/(k.Δt)=πdl
l=8400/(1050××π×=1.47m
10.(14分)题号4224第4章知识点100难度中等
某平壁炉的炉壁由耐火砖,绝热砖和普通砖组成,它们的导热系数分别为,和[.K],为使炉内壁温度保持1000℃,每平方米炉壁的热损失控制在930w以下,若普通砖厚度取为10cm,炉外壁温度为83℃,求:
耐火砖和绝热砖厚度各为多少绝热砖和普通砖交界面温度t为多少(假设绝热砖与耐火砖交界面温度为800℃)
***答案***
设耐火砖厚度b1,绝热砖厚度b2跨过耐火砖的热通量为:
q=(t1-t2)/(b1/λ1)
∴b1=λ1(t1-t2)/q=(1000-800)/930=0.25m
跨过三层砖的热通量为:
q=(t1-t4)/[(b1/λ1)+(b2/λ2)+(b3/λ3)]
b2=[(t1-t4)/q-b1/λ1-b3/λ3]λ2
=[(1000-83)/=0.14m,
跨过普通砖的热通量:
=t3-t4/b3/λ3,
t3=λ3+t4=930×+83=243℃
goodok2020-8-20
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