化工原理上测试题二
题号 % [一] 40 [二] 20 [三] 20 [四] 10 [五] 10 [一] 1. 多项选择题： （1）x03a05103
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 （2）x02a05022
① 将含晶体10％的悬浮液送往料槽宜选用 。 A．离心泵 B. 往复泵 C. 齿轮泵 D. 喷射泵 ② 某泵在运行1年后发现有气缚现象，应 。 A．停泵，向泵内灌液 B. 降低泵的安装高度
C．检查进口管路有否泄漏现象 D. 检查出口管路阻力是否过大
③ 用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门，将导致 。
A． 送水量增加，整个管路压头损失减小； B． 送水量增加，整个管路压头损失增大； C． 送水量增加，泵的轴功率不变； D． 送水量增加，泵的轴功率下降。 （3）x04b05039
① 在列管换热器中，用饱和蒸汽加热空气，下面两项判断是否合理： 甲：传热管的壁温将接近加热蒸汽温度；
乙：换热器总传热系数K将接近空气侧的对流传热系数。
A．甲乙均合理 B. 甲乙均无理 C. 甲合理，乙无理 D.乙合理，甲无理 ② 已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度
耐火砖的黑度。
A．大于 B. 等于 C. 不能确定是否大于 D. 小于
③ 在一列管式加热器中，壳程为饱和水蒸汽冷凝以加热管程中的空气。若空气流量大10％，为保证空气出口温度不变，可采用的办法是 。 A．壳程加折流挡板，增大壳程α值；
B．将原先的并流改为逆流流动以增大?tm； C．开大蒸汽进口阀门以便增大水蒸汽流量； D．开大蒸汽进口阀门以便提高加热蒸汽压力。 （4）x01a05041
① 层流与湍流的本质区别是： 。 A． 湍流流速大于层流流速；
B． 流道截面积大的为湍流，截面积小的为层流；
C． 层流的雷诺数小于湍流的雷诺数； D． 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。
② 如图1，若水槽液位不变①、②、③点的流体总机械能的关系为 。 A．阀门打开时①>②>③ B. 阀门打开时①＝②>③ C．阀门打开时①＝②＝③ D. 阀门打开时①>②＝③ ③ 如图2，U形管压差计测得： 。
A．A、B间的阻力损失 B. A、B间的压强差 C．A、B间的位头差加阻力损失 D. A、B间位头差
2．填空题： （1）t01b05019
① 在流体阻力实验中，以水作工质所测得的至管摩擦系数与雷诺数的关系适用于 流体。 ② 当流体在管内流动时，如要测取管截面上流体的速度分布，应选用 测量。
③ 并联管路的特点是：A）并联各管段压强将 ；B）主管流量等于并联的各管段 ；C）并联各管段中是管子长、直径小的管段通过的流量 。 （2）t02b05088
① 离心泵用出口阀调节流量实质上是改变 曲线，用改变转速来调节流量实质上是改变 曲线，漩涡泵常采用 方法来调节流量。
② 往复泵、 泵等一切 泵在回路阀关闭时，不能全关 。 （3）t03a05002
① 在出去某粒径的颗粒时，若将尘室的高度增加一倍，则沉降时间 ，气流速度 ，生产能力 。
② 在滞流（层流）区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比。 （4）t03a05166
① 在多层平壁稳定热传导中，通过各层的热通量 。
② 列管换热器中，用饱和水蒸汽加热空气。空气走管内，蒸汽走管间，则管壁温度接近 的温度，总传热系数接近 的对流传热系数。
③ 饱和蒸汽冷凝时，?t越大，α越 ；液体核状沸腾时，?t越大，α越 。 [二] j01c20089
用离心泵将密闭储槽中20℃的水通过内径为100mm的管道送往敞口高位槽。两储槽液面高度差为10m，密闭槽液面上有一真空表P1读数为600mmHg（真），泵进口处真空表P2读数为294mmHg（真）。出口管路上装有一孔板流量计，其孔口直径d0＝70mm，流量系数α＝0.7，U形水银压差计读数R＝170mm。已知管路总能量损失为44J/Kg，试求：
（1） 出口管路中水的流速。
（2） 泵出口处压力表P3（与图对应）的指示值为多少？（已知P2与P3相距0.1m）
[三] j04c20126
有一套管换热器，由内管为Ф54×2mm，套管为Ф116×4mm的钢管组成。内管中苯自50℃被加热至80℃，流量为4000Kg/h。环隙中为2at（绝）的饱和水蒸汽冷凝。蒸汽冷凝传热系数为10000W/m2·℃。
已知：苯在50℃～80℃之间的物性数据平均值为：
ρ＝880Kg/m3， Cp＝1.86KJ/Kg·℃， λ＝0.134 W/m2·℃，
μ＝0.39cP， 管内侧污垢热阻R1＝0.0004 m2·℃/W， 管壁及管外侧污垢热阻不计。 蒸汽温度与压强关系如下表所示：
压强 at（绝） 1.0 2.0 3.0 温度 ℃ 99.1 120 133 试求：A）管壁对苯的对流传热系数； B）套管的有效长度；
C）若加热蒸汽压力为1at（绝），问苯出口温度有何变化？应为多少？ [四] j03b10075
用板框过滤机来过滤某悬浮液。已知过滤面积为10m2 ，操作压力为0.2MPa(表压)。过滤15分钟后，共得滤液2.91m3（介质阻力不计，滤饼不可压缩）。 试问：（1）若已知该过滤机得生产能力为4.8m3/h，计算洗涤、卸料等辅助时间。 （2）若过滤时间与滤液量均不变，而操作压力降至0.1MPa（表压），需增加多少过滤面积才能维持生产能力不变？ [五] j05b10048
用一双效并流蒸发器，浓缩浓度为5％（质量百分率，下同）的水溶液，沸点进料，进料量为2000Kg/h。第一、二效的溶液沸点分别为95℃和75℃，耗用生蒸汽量为800Kg/h。各个温度下水蒸汽的汽化潜热均可取为2280KJ/Kg。试求不计热损失时的蒸发水量。
化工原理上册试题二答案
[一]
1. 多项选择题： （1）x03a05103
① C ②D （2）x02a05022
①A ②C ③A （3）x04b05039
①A ②D ③D （4）x01a05041
①D ②B ③A 2．填空题： （1）t01b05019
①牛顿型 ②比托管（测速管） ③相等； 流量之和； 小 （2）t02b05088
①管路性能， 泵的性能， 回流支路 3分 ② 旋转， 正位移式， 出口阀 2分 （3）t03a05002
①增加一倍 减小一倍 不变 ②2 各1分 （4）t03a05166
①相等 ②水蒸汽 空气侧 ③小； 大 [二] j01c20089
（1）因为 V＝αA（2ρΔP/ρ2）0.5＝αA（2ΔP/ρ）0.5
ΔP＝Rg（ρo－ρ）＝0.17×9.81×（13600-1000）＝2.1×104 V＝0.7（Л/4）×（0.07）2（2.1×104）×2/1000）0.5 ＝0.7×0.785×（0.07）2（4.2×10）0.5＝0.0174m3/s
所以U＝V/（0.785d2）＝0.0174/（0.785×0.12）＝2.22m/s
（2） 选低位水池的水平为基准面，取1-1、2-2两截面建立柏努力方程： Z1＋（P1/ρg）+(U12/2g)＋H＝Z2＋（P2/ρg）＋（u22/2g）＋∑hf′ u1＝u2＝0 Z1＝0 P2/ρg≈0
所以 H＝Z2+∑hf′-（P1/ρg）=10+(44/9.81)+0.6×13.6＝22.7mmH2O
再选泵入口管所在面为基面，取3-3、4-4两截面建立柏努力方程：Z3＋（P3/ρg）＋ (U32/2g)＋H＝Z4＋（P4/ρg）＋(U42/2g)＝H－h0－（u42－U32）/2g ＋H真 （u42－U32）/2g≈0 P4＝ρg（H－ho）＋H真）＝1000×9.8（22.7－0.1－0.294×13.6）＝1.8×105Pa＝1.8大气压（表）
P3＝1.8kg/cm2（表） 泵出口处的指示值为1.8kg/cm2 参见附图：j01c089.d
[三]j04c20126 解：（1）Re＝dlG/μ＝[0.05×4000/3600×Л/4×0.052）/（0.39×10-3） ＝7.2586×104
3-3
Pr＝Cpμ/λ＝1.86×10×0.39×10/0.134＝5.4 α1＝0.023λ/d（Re）0.8（Pr）0.4
＝（0.023×0.134/0.05）×（7.2586×104）0.8×5.40.4＝936.4W/m2.℃ （2）Q＝4000/3600×1.86×103（80-50）＝6.2×104W
1/K1＝1/936.4＋1/10000＋0.0004 所以K1＝637.8W/ m2.℃ Δtm＝（（120-50）－（120－80））/ln（120-50）/（120-80）＝53.6℃ A1＝Q/（K1Δtm）＝6.2×104/（637.8×53.6）＝1.814m2 L＝A1/（Лd内）＝1.814/（Л×0.05）＝11.55m
（3）K不变，A不变，T变为99.1℃，苯的流量及比热均不变。 设出口温度为t2′，在新条件下，传热速率方程变为 4000/3600×1.86×103（t2′-50） ＝637.8×1.814（（99.1-50）－（99.1－t2′））/ln（99.1-50）/（99.1－t2′） 解得 ln（99.1-50）/（99.1- t2′）＝0.5598 所以 t2′＝71℃ [四] j03b10075
（1）已知V＝2.91m3，г＝15min＝900s Q＝4.8m3/h＝0.00133 m3/s 生产能力 Q＝V/（г＋гD） 0.00133＝2.91/（900＋гD） 所以 гD＝1288s＝21.47min （2）若Q、V、г不变
V2＝2（ΔP/μrc）A2θ （1） V2＝2（ΔP′/μrc）A′2θ （2） 因为 （1）＝（2） 得A′2＝ΔPA2/ΔP′ ＝2×102/1＝200 所以 A′＝14.14m2
增加面积Δ＝14.14-10＝4.14 m2
[五] j05b10048
解：第一效蒸发量：
已知：D1＝800kg/h， r1＝r1′＝2280KJ/kg， W1＝D1＝800kg/h 第二效蒸发水量： 已知：D2＝W1＝800kg/h，
F2＝F1－W1＝2000-800＝1200kg/h
X02＝X1＝FX0/（F－W1）＝2000×0.05/（2000-800）＝0.0833 t02＝95℃ t2＝70℃ r2＝r2′＝2280KJ/kg Cp02＝Cpw(1-X 02)=4.187×(1-0.0833) =3.84KJ/（kg·℃） D2r2＝（F2Cp02（t2－t02））/r2′＋W2 r2′
W2＝（800×2280－1200×3.84×（75－95））/2280 ＝840kg/h 蒸发水量W＝W1＋W2
＝800＋840＝1640kg/h