化工原理上册》期末考试题.docx
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化工原理上册》期末考试题
化工原理(上册)》期末考试题2005.1
化工2021~2026班姓名班级学号成绩
一、选择填空题
1、x01a05155(3分)
①如图所示,若液面恒定,忽略流动阻力损失,则放水管的出口速度u与__有关
(a)H(b)H、d(c)d
(d)Pa(e)H、d、Pa
②用标准孔板流量计测量管中的流量,采用如图A、B、C三种装置,两测压孔距离h相等,其读数分别为R1,R2,R3。
则______。
(d1=d2=d3,流速相等)
(a)R2<R1<R3(b)R1<R2=R3(c)R1<R2<R3
(d)R1=R2=R3(e)R1>R2=R3
2、t02a0500181(3分)
①离心泵的工作点是________曲线与______曲线的交点。
②离心泵的安装高度超过允许安装高度时,离心泵会发生____现象。
3、t03a05001124(3分)
①一球形石英颗粒,在空气中按斯托克斯定律沉降,若空气温度由20℃升至50℃,则
其沉降速度将___________。
②流化床中,当气流速度_________________________时,这个气流速度称为带出速度。
③降尘室的生产能力只与降尘室的__________和__________有关,而与__________无关。
4、w04b05161(2分)
①一杯开水(100℃)置于20℃的静止空气中,问杯子两侧流体的传热各属何种类型?
哪一侧热阻大?
②若将杯子浸在20℃的冷水中(两流体不直接接触),能否增强传热?
理由?
③仍置于空气中,但使杯外的空气流动,问能否增强传热?
理由?
④对1的情况,若对杯中流体加以搅动,问是否比2、3两种办法有效些?
5、x01b05175(5分)
有一并联管路,如图所示,两段管路的流量,流速、管径、管长及流动阻力损失分
别为v1,u1,d1,l1,hf1及v2,u2,d2,l2,hf2。
若
d1=2d2,l1=2l2,则:
1hf1/hf2=()
①2;②4;③1/2;④1/4⑤1
2当两段管路中流体均作滞流流动时,v1/v2=()
①2;②4;③8;④1/2⑤1
3若两段管路中流体均作滞流流时,u1/u2=()
①2;②4;③1/2④1/4⑤1
4当两段管路中流体均作湍流流动时,并取λ1=λ2,v1/v2=()
①2;②4;③8;④1/2;⑤1/4
5当两段管路中流体均作滞流流动,并取λ1=λ2,u1/u2=()
①2;②4;③1/2④1/4;⑤1
6、x02a05092(3分)
①离心泵的性能曲线中的H--Q线是在()情况下测定的。
(A)效率一定;
(B)功率一定;
(C)转速一定;
(D)管路(l+∑le)一定。
②以下不是离心式通风机的性能参数()
(A)风量(B)扬程(C)效率(D)静风压
③因次分析法的目的在于___________。
A)得到各变量间的确切定量关系。
B)得到各无因次数群的确切定时关系。
C)用无因次数群代替变量,使实验与关联工作简化。
D)用无因次数群代替变量,使实验结果更可靠。
答文
1.(C)2.(B)3(c)各2.5分
7、x03a05103(2分)
1.在讨论旋风分离器分离性能时,临界直径这一术语是指_________.
(A)旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径
(B)旋风分离器允许的最小直径
(C)旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径
(D)能保持滞流流型时的最大颗粒直径
2.旋风分离器的总的分离效率是指__________.
(A)颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率
(B)颗粒群中最小粒子的分离效率
(C)不同粒级(直径范围)粒子分离效率之和
(D)全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率
8、x03b05106(3分)
①一旋风分离器分离效果不够满意,有人提出以下建议,你认为哪一个建议较合理____
(A)与另一个相同的旋风分离器并联使用
(B)与另一个相同的旋风分离器串联使用
(C)与另一个小尺寸的旋风分离器串联使用
(D)在现有旋风分离器的后面串联1个由一对小尺寸的旋风分离器并联而成的分离器
②.“在离心机中回转半径越大分离因数越大”“在旋风分离器中回转半径越大分离因数越大”____________.
A.只有第一种说法对
B.只有第二种说法对
C.都对
D.都不对
9、x04a05056(6分)
①下列各种情况下的对流传热系数:
空气流速为6m/s时的α1;空气流速为25m/s时的α2;水的流速为1.2m/s时的α3;
水的流速为2.5m/s时的α4;蒸汽膜状冷凝时的α5之间的数值按自大而小的顺序为
________>________>________>________>________。
x04a05167
②间壁传热时,各层的温度降与各相应层的热阻____________。
A成正比B成反比C没关系
③在相同温度下,实际物体的吸收率A与黑体的吸收率A0的关系是____________。
AA>A0BA=A0CA<A0D不一定
④翅片管换热器的翅片应安装在_________________。
Aα小的一侧Bα大的一侧C管内D管外
⑤厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知b1>b2>b3;导热系数
λ1<λ2<λ3。
在稳定传热过程中,各层的热阻R1______R2______R3;各层导热
速率Q1______Q2______Q3。
10、(5分)
①生蒸气的经济性随蒸发器的热损失增大而,随溶液的进料温度增大而,随效数的增多而。
A.增大;B.减小;C.不变;D.不确定。
②.蒸发器的生产强度随效数的增多而,随传热温差的增大而,随传热系数的减小而。
A.增大;B.减小;C.不变;D.不确定。
二、j01b1508470(15分)
精馏塔塔顶列管式冷凝器壳方的冷凝液体经AB管线流至塔顶,管路系统的部分参数如附图所示。
已知管径为φ22×2mm,AB管路总长与所有局部阻力(包括进、出口)的当量长
度之和为25m。
操作条件下液体的密度为1000kg/m,粘度为25cP。
冷凝器壳方各处压强
近似相等。
求液体每小时的体积流量。
摩擦系数可按下式计算:
层流时,λ=64/Re;湍流时,
λ=0.3164/Re0.25。
三、(20分)用泵将贮槽中密度为1200kg/m3的溶液送到蒸发器内,贮槽内液面维持恒定,其上方压强为101.33×103Pa,蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670Pa(真空度),蒸发器进料口高于贮槽内液面15m,进料量为20m3/h,溶液流经全部管路的能量损失为120J/kg,求泵的有效功率。
管路直径为60mm。
四、j03b1004868(15分)
在一板框过滤机上恒压过滤某种悬浮液。
在1atm表压下20分钟在每1m2过滤面积上
得到0.197m3的滤液,再过滤20分钟又得滤液0.09m3。
试求共过滤1小时可得总
滤液量为若干m3。
五j05a10011(15分)
某溶液在单效蒸发器中进行蒸浓,用流量为2100kg/h温度为120℃,汽化潜热为2100kJ/kg的饱和蒸汽加热。
已知蒸发器内二次蒸汽温度为81℃,各项温差损失共为9℃。
取饱和蒸汽冷凝的传热系数α1为8000W/m2k,沸腾溶液的传热系数α2为3500W/m2k。
求该蒸发器的传热面积。
假定该蒸发器是新造的,且管壁较薄,因此垢层热阻和管壁热阻均可忽略不考虑,且热损失可以忽略不计。
化工原理(上册)》期末考试题2005.1
化工2021~2026班姓名班级学号成绩
一、选择填空题
1、x01a05155(3分)
①如图所示,若液面恒定,忽略流动阻力损失,则放水管的出口速度u与__有关
(a)H(b)H、d(c)d
(d)Pa(e)H、d、Pa
②用标准孔板流量计测量管中的流量,采用如图A、B、C三种装置,两测压孔距离h相等,其读数分别为R1,R2,R3。
则______。
(d1=d2=d3,流速相等)
(a)R2<R1<R3(b)R1<R2=R3(c)R1<R2<R3
(d)R1=R2=R3(e)R1>R2=R3
答文
答①(a)u=√(2gH)仅与H有关
②(d)R1=R2=R3各2.5分
2、t02a0500181(3分)
①离心泵的工作点是________曲线与______曲线的交点。
②离心泵的安装高度超过允许安装高度时,离心泵会发生____现象。
答文
①.离心泵特性管路特性各1.5分
②.气蚀2分
3、t03a05001124(3分)
①一球形石英颗粒,在空气中按斯托克斯定律沉降,若空气温度由20℃升至50℃,则其沉降速度将___________。
②流化床中,当气流速度_________________________时,这个气流速度称为带出速度。
③降尘室的生产能力只与降尘室的__________和__________有关,而与__________无关。
答文
①下降②等于颗粒沉降速度③长度宽度高度各1分
4、w04b05161(2分)
①一杯开水(100℃)置于20℃的静止空气中,问杯子两侧流体的传热各属何种类型?
哪一侧热阻大?
②若将杯子浸在20℃的冷水中(两流体不直接接触),能否增强传热?
理由?
③仍置于空气中,但使杯外的空气流动,问能否增强传热?
理由?
④对1的情况,若对杯中流体加以搅动,问是否比2、3两种办法有效些?
答文
1.均为自然对流,气侧还有辐射,空气侧热阻大;2分
2.能增强传热,因为水的对流传热系数比空气大;1分
3.能增强传热,因为强制对流的对流传热系数比自然对流大1分
4.主要热阻在空气侧,故2,3效果较好,4不及2,31分
5、x01b05175(5分)
有一并联管路,如图所示,两段管路的流量,流速、管径、管长及流动阻力损失分别为v1,u1,d1,l1,hf1及v2,u2,d2,l2,hf2。
若d1=2d2,l1=2l2,则:
1hf1/hf2=()
①2;②4;③1/2;④1/4⑤1
2当两段管路中流体均作滞流流动时,v1/v2=()
①2;②4;③8;④1/2⑤1
3若两段管路中流体均作滞流流时,u1/u2=()
①2;②4;③1/2④1/4⑤1
4当两段管路中流体均作湍流流动时,并取λ1=λ2,v1/v2=()
①2;②4;③8;④1/2;⑤1/4
5当两段管路中流体均作滞流流动,并取λ1=λ2,u1/u2=()
①2;②4;③1/2④1/4;⑤1
答文
答1.(5)2.(3)3.(1)4.(2)5.(5)
解题说明:
1.hf1=hf2
2.两段管路中流体均作滞流流动
ΔP=32μlu/d2=128μlV/d4
l1V1/d14=l2V2/d24
∴V1/V2=(l2/l1)(d1/d2)4=1/2×(2)4=8
3.两段管路中流体均作滞流流动
V1/V2=8,u1d12=8u2d22
∴u1/u2=8(d2/d1)2=8(1/2)2=2
4.两段管路中流体均作湍流流动
hf=λ(l/d)u2/2g
=8λl/(π2gd5)×V2
∴V1/V2=√(d15/(λ1l1)·λ2l2/d25)
=√(2d2)5/(2l2)·l2/d25)=4
5.V1=4V2
d12u1=4d22u2
∴u1/u2=4(d2/d1)2=4(1/2)2=1
6、x02a05092(3分)
①离心泵的性能曲线中的H--Q线是在()情况下测定的。
(A)效率一定;
(B)功率一定;
(C)转速一定;
(D)管路(l+∑le)一定。
②以下不是离心式通风机的性能参数()
(A)风量(B)扬程(C)效率(D)静风压
③因次分析法的目的在于___________。
A)得到各变量间的确切定量关系。
B)得到各无因次数群的确切定时关系。
C)用无因次数群代替变量,使实验与关联工作简化。
D)用无因次数群代替变量,使实验结果更可靠。
答文
1.(C)2.(B)③C各2.5分
7、x03a05103(2分)
1.在讨论旋风分离器分离性能时,临界直径这一术语是指_________.
(A)旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径
(B)旋风分离器允许的最小直径
(C)旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径
(D)能保持滞流流型时的最大颗粒直径
2.旋风分离器的总的分离效率是指__________.
(A)颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率
(B)颗粒群中最小粒子的分离效率
(C)不同粒级(直径范围)粒子分离效率之和
(D)全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率
答文
1.(C)2.(D)各2.5分
8、x03b05106(3分)
1一旋风分离器分离效果不够满意,有人提出以下建议,你认为哪一个建议较合理____
(A)与另一个相同的旋风分离器并联使用
(B)与另一个相同的旋风分离器串联使用
(C)与另一个小尺寸的旋风分离器串联使用
(D)在现有旋风分离器的后面串联1个由一对小尺寸的旋风分离器并联而成的分离器
2.“在离心机中回转半径越大分离因数越大”“在旋风分离器中回转半径越大分离因数越大”____________.
A.只有第一种说法对
B.只有第二种说法对
C.都对
D.都不对
答文
①D)②A)
9、x04a05056(6分)
①下列各种情况下的对流传热系数:
空气流速为6m/s时的α1;空气流速为25m/s时的α2;水的流速为1.2m/s时的α3;水的流速为2.5m/s时的α4;蒸汽膜状冷凝时的α5之间的数值按自大而小的顺序为________>________>________>________>________。
答文①α5>α4>α3>α2>α1
x04a05167
②间壁传热时,各层的温度降与各相应层的热阻____________。
A成正比B成反比C没关系
③在相同温度下,实际物体的吸收率A与黑体的吸收率A0的关系是____________。
AA>A0BA=A0CA<A0D不一定
④翅片管换热器的翅片应安装在_________________。
Aα小的一侧Bα大的一侧C管内D管外
答文
②.A;2分③.C.2分④.A1分
⑤厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知b1>b2>b3;导热系数
λ1<λ2<λ3。
在稳定传热过程中,各层的热阻R1______R2______R3;各层导热
速率Q1______Q2______Q3。
(>,<,=)
答文
R1>R2>R3Q1=Q2=Q3
10、(5分)
①生蒸气的经济性随蒸发器的热损失增大而B,随溶液的进料温度增大而A,随效数的增多而A。
A.增大;B.减小;C.不变;D.不确定。
②.蒸发器的生产强度随效数的增多而B,随传热温差的增大而A,随传热系数的减小而B。
A.增大;B.减小;C.不变;D.不确定。
二、j01b1508470(15分)
精馏塔塔顶列管式冷凝器壳方的冷凝液体经AB管线流至塔顶,管路系统的部分参数如附图所示。
已知管径为φ22×2mm,AB管路总长与所有局部阻力(包括进、出口)的当量长度之和为25m。
操作条件下液体的密度为1000kg/m,粘度为25cP。
冷凝器壳方各处压强近似相等。
求液体每小时的体积流量。
摩擦系数可按下式计算:
层流时,λ=64/Re;湍流时,λ=0.3164/Re0.25。
参见附图:
j01b084.t
答文
在A、B两截面间列柏方程(以通过B的水平面为基准面):
gZA+(uA2/2)+(pA/ρ)=gZB+(uB2/2)+(pB/ρ)+ΣhfAB
pA=0.43×13600×9.81=5.737×104N/m
pB=0.45×13600×9.81=6×104N/m2
设流动为层流,,则λ=64/Re=64μ/(duρ)
ΣhfAB=λ[(l+Σle)/d](u2/2)=[64μ/(duρ)][(l+Σle)/d](u2/2)=61.73u
将有关数代入柏方程求解:
9.81×6+(5.737×104/1000)=(6×104/1000)+61.73u
u=0.991m/sVh=0.991×(π/4)×0.0182×3600=0.834m3/h
验算:
Re=0.018×0.911×1000/(25×10-3)=656<2100(层流)
三、(20分)用泵将贮槽中密度为1200kg/m3的溶液送到蒸发器内,贮槽内液面维持恒定,其上方压强为101.33×103Pa,蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670Pa(真空度),蒸发器进料口高于贮槽内液面15m,进料量为20m3/h,溶液流经全部管路的能量损失为120J/kg,求泵的有效功率。
管路直径为60mm。
解:
取贮槽液面为1―1截面,管路出口内侧为2―2截面,并以1―1截面为基准水平面,在两截面间列柏努利方程。
式中Z1=0Z2=15mp1=0(表压)p2=-26670Pa(表压)u1=0
=120J/kg
将上述各项数值代入,则
泵的有效功率Ne为:
Ne=We·ws
式中
Ne=246.9×6.67=1647W=1.65kW
实际上泵所作的功并不是全部有效的,故要考虑泵的效率η,实际上泵所消耗的功率(称轴功率)N为
设本题泵的效率为0.65,则泵的轴功率为:
四、j03b1004868(15分)
在一板框过滤机上恒压过滤某种悬浮液。
在1atm表压下20分钟在每1m2过滤面积上得到0.197m3的滤液,再过滤20分钟又得滤液0.09m3。
试求共过滤1小时可得总滤液量为若干m3。
答文
对于恒压过滤
q2+2qqe=Kθ(1)
将两组数据代入方程(1),求qe,K
q1=0.197,q2=0.197+0.09=0.286
0.1972+2×0.197qe=20K
0.2872+2×0.287qe=40K
联解之:
qe=0.0222m3/m2
K=2.378×10-3m2/min=3.963×10-5m2/s
将θ=60min代入方程(1),求q:
q2+2×0.0222q-0.00237×60=0
q={-0.0444±√ ̄[0.0444^2-4×(-0.002378×60)]}/2
取正值q=(-0.0444+0.75676)/2=0.3562m3/m2
五j05a10011(15分)
某溶液在单效蒸发器中进行蒸浓,用流量为2100kg/h温度为120℃,汽化潜热为2100kJ/kg的饱和蒸汽加热。
已知蒸发器内二次蒸汽温度为81℃,各项温差损失共为9℃。
取饱和蒸汽冷凝的传热系数α1为8000W/m2k,沸腾溶液的传热系数α2为3500W/m2k。
求该蒸发器的传热面积。
假定该蒸发器是新造的,且管壁较薄,因此垢层热阻和管壁热阻
均可忽略不考虑,且热损失可以忽略不计。
答文
热负荷Q=2100×2205×103/3600=1.286×106W
溶液温度t=81+9=90℃
蒸汽温度T=120℃
∵1/K=1/α1+1/α2=1/8000+1/3500
∴K=2435W/m2K
∴A=Q/[K(T-t)]=1.286×106/[2435×(120-90)]=17.6m2
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