《化工原理模拟题及参考答案要点.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工原理模拟题及参考答案要点.pdf（12页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、1 化工原理试卷一 一、填空： （1）层流条件下，管径一定时，阻力损失与流量（）次方成正比；流量 一定时，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/umax=( )；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
2、产中，流体静力学基本方程式主要应用于（） ， （） ， （） 。 （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,t2,t3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（）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
3、值。 二、计算题： 1用降尘室来除去含尘气流中的球形尘粒，颗粒在气流中均匀分布，尘粒密度 为 3000kg/m 3, 降尘室长 4m ，宽 2m,高 1m 。含尘气流密度为1.2kg/m 3, 流量为 7200m 3/h ，粘度为 310-5 Pas, 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 2在 310 5Pa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=510 -5 m 2/s,q e=0.01m 3/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
4、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m 3 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： mm g u d
5、 sm H u S u H m mm g u d gd u sm bl V u s t t t s t s t s t 0479. 0 81.92.13000 125.01031818 /125. 0 4 5. 0 4 25.0 1 0.550%150%HH %502 0677.0 81.92.13000 25.01031818 18 /25. 0 423600 7200 ) 1(1 5 5 min 2 除去的粒径）可被（ 径可被完全除去的最小粒：解 3 hm S d dV V sm qq KA d dV d dV V S K qqq Kqqq mm A V q m m m w w w ew
6、w w w e e /9.51 3015414549 623.03600 T V3600 Q 3 414 1088.1 79.7 10 1 /1088. 1 01. 0156.08 86.49105 8 2 549 105 01.0156.02156.0 2 2 /156. 0 86.49 79.7 9.77 8.00 23.60 V 6.84938281.0A 623.0025. 03881.012 3 3 33 5 5 22 2 23 3 22 32 饼 ）过滤机的生产能力（ ）洗涤时间（ 由恒压过滤方程式 滤液体积 过滤面积 ）滤框总容积：（解 mL tdLn tdLn Ln t Ln
7、t t t Ln tt t t t t tCC CC ttCTTC m m mm m m pccphh pccphh pccphh 71.3 7 5 K K Q Q 81.69 30 135 30135 47.92 60 135 60135 50154015 100150100150KSQ C50 15 25 70 50 215W80150W 11540W100150W WW3 2 22 11 2 1 21 1 2 12 1221 所以 所以 及由 则 ：根据解 4 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um
8、ax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
9、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。 二、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/m 3, 管子内经皆 为 25mm ，送液量为
10、 2000kg/h 。试求： （1）泵的有效功率； 5 （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 1.31m 3，再过滤 10 分钟，共 得滤液 1.905m 3。滤饼体积和滤液体积之比为 0.1 。试计算： 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8010 3Pa。现拟
11、用 65Y60B型油泵将此油品以 15m3/h的 流量送往表压为17710 3Pa 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型油泵性能参数如下： 流量 m3/h 19.8 扬程 m 38 效率 % 55 轴功率 KW 3.75 允许气蚀余量 m 2.6 参考答案： 6 .733.0733 6.0 8.439N N 2 8 .439 3600 2000 7 .791N /3600/2000
12、 /7 .791 2 W /26.1 4 3600 2000 0 /9004910,20,0 22 221111 21 2 212 12 2 2 1 3 2121 21 2 22 2 2 11 1 kWW WwW skgw kgJh u g pp zzg sm d A w u u mkgkPppmzz h up gzW up gz e see s fe s a fe ）泵的轴功率为（ 则泵的有效功率为 方程式，得将已知数据代入柏努力 （表压），（表压），其中： 方程式：在两截面之间列柏努力 截面，料液进塔处为截面，兼做基准水平面）取料液槽液面为：（解 7 ee c Kqq m A V q m
13、A V q m m m m 2 2 2 1 1 22 3 3 32 15.0 12.13 905.1 1.0 12.13 31.1 2.1131021.80A (6.72V V 76.20 .10 276.0100276.0V 10 276.0042.001.80 12 恒压过滤方程式 过滤面积： 滤液） 滤液体积 滤饼体积 个框所得滤饼的总体积 一个框的体积： 时所需的过滤时间）将滤框完全充满滤饼（：解 hm V T hmq q q Kq Kq Kq cc ee ee ee ee /9.10 5.702.70 76.20V Q )2( 2.70,0.21 13.12 2.76 A V 357
14、.0101.75105.2 357.0,105.2,101.75K 120015.0 6001.0 3 5- 2 3 35- 2 2 2 附洗 生产能力 则当过滤时间 过滤基本方程式： 解得： 8 说明泵能正常操作。油泵的实际安装高度为 则： 式中： 算允许安装高度，即蚀现象，可应用下式计 能否避免汽的安装高度是否合适，否正常操作，应核算泵根据已知条件考虑泵能 型油泵合用。所以 并整理得：将上列数值代入上式， ， 表压，表压 式中： 为基准水平面，得： 截面间列柏努力方程，并以与输送管出口外侧截面在贮槽液面：解 ,74.0.21 74.016 .2 81.9760 108.00133.1 H
15、1 6.2 1080 100133.1 H B60Y65 /8.19/15,38 .7335 1.89760 10177 5 /760541 101770 0,0 5,0 22 1122113 5 10 3 5 0 10 0 33 3 3 21 3 21 21 21 21 2 22 2 2 11 1 mm m mH mh Pp Pp Hh g p g p hmQhmQmHH mH mkgmH Ppp uu mzz H g u g p zH g u g p z g f a a fg ee e f a fe 9 化工原理试题三 一、填空： （1）层流条件下，管径一定时，阻力损失与流量（）次方成正比
16、；流速 一定时，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/umax=( );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
17、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。 二、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
18、为 40mm ，摩擦系数均可取0.01 ，离心泵的特性曲线方程H=22-7.210 5Q2(H m ，Q m 3/s ） ，泵的效率为 65% ，试求： （1）管路的特性方程； （2）管内水的流量 m 3/s ； 10 （3）泵的轴功率。 2. 某悬浮液在一台过滤面积为0.4m 2 的板框过滤机中进行恒压过滤，2h 后得滤 液 35m 3，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 4m 3 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 8m,宽 6m,用于除去炉气中的灰尘。 尘粒密
19、度 s=3000kg/m 3. 炉气密度 =0.5kg/m 3、粘度=0.035mPa s, 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： 11 KW gHQ OmHHH smQ H H H H HH H g u g p zH g u g p z e e e f fe fe 756.0 100065.0 1010001022.356.14 N 3 56.14 /1022.3 Q102 .722 Q1034.68 2 Q1034.68 Q1034.6 0.040.785102 Q 4.00 8
20、0 1.00 8 22 11221111 3 2 33 25 2 e 5 2 e 5 2 e 5 2 2 2 e 21 21 21 2 22 2 2 11 1 轴 ）泵的轴功率：（ 联立求解： ）管内水的流量（ 管路的特性方程： 代入已知数据 ：截面间列柏努力方程式兼做水平基准面。在两 截面截面，并以截面，敞口容器液面为）选贮槽液面为（：解 h KA VV V KA V d dV V m h sm mVshm ww w w w w 83. 1 4 .006.1 43588 8 2 30.354000.41.06KAV .51 /1.06K KAV 35,72002,0.4A 5.112 222 322 2 22 3 11 2 ）洗涤时间（ 时，所得滤液量当过滤 则 式根据恒压过滤基本方程 小时所得滤液量）其它情况不变，过滤：（解 12 隔板。，可设置一层中间水平）气体处理量增大一倍（ 气体处理量为 。原假设正确，计算有效 校核： ，则进行，即假设沉降在斯托克斯区 。粒径的颗粒的沉降速度）：（解 2 /80700467.068V 11067.6 10035.0 01.000467.05 .0 R /1067.4 10035.018 81.95 .0300001.0 18 1R 1013 3 4 3 3 3 22 hmAu ud sm gd u mm th t et s t et