化工原理上册试题三
题号 一 ％ 二 三 四 五 六 七 八 [一] 1．多项选择题： （1）x01a05161
① 图示为一异径管段，从A段流向B段，测得U形压差计的读数为R＝R1；从B段流向A段测得U形压差计读数为R＝R2，若两种情况下的水流量相同，则 。 A．R1> R2 ； B. R1＝R2； C. R1 A．A、B两截面间压差值 B. A－B截面间流动压降损失 C．A、B两截面间动压头变化 D. 突然扩大或突然缩小流动损失。 参见附图：x01a161.t （2）x02a05093 ① 离心泵最常用的调节方法是 。 A． 改变吸入管路中阀门开度 B． 改变压出管路中阀门的开度 C． 安置回流支路，改变循环量的大小 D． 车削离心泵的叶轮 ② 漩涡泵常用的调节方法是 。 A． 改变吸入管路中阀门开度 B． 安置回流支路，改变循环量的大小 C． 改变压出管路中阀门的开度 D． 改变电源的电压 （3）x03b05112 ① 过滤常数K与以下因素无关 。 A．滤液的粘度 B. 滤浆的浓度 C．滤饼在?P＝1时的空隙率 D. 滤饼的压缩性 ② 以下物理量与过滤面积的大小无关 。 A．过滤速率dV/dt B. 单位过滤面积的过滤速率dV/（sdt） C．介质的当量滤液量Ve D. 介质在单位面积上的当量滤液量qe （4）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. 乙无理，甲合理 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 2．填空题： （1）t01b05024 ① 流体在一段圆形水平直管中流动，测得平均流速0.5m/s，压强为10Pa，Re为1000，问管中心处点速度为 m/s，若流速增加为1m/s，则压强降为 Pa。 ② 一转子流量计，当流过水的流量为1m3/h，测定该流量计进出口压力降为20mmHg7柱，当流量增加到1.5m3/h，问转子流量计进出口压降有何变化？ （2）t02a05008 ① 离心泵的主要特性曲线有 、 、 等。 ② 往复泵的转速（往复次数）增加时，流量 ，扬程 。（增大，变小，不变） （3）t03b05006 ① 除去液体中混杂的固体颗粒，在化工生产中可以采用 、 、 等方法（列举三种方法） ② 旋风分离器性能的好坏，主要以 来衡量， 愈小，说明其分离性能愈好。 （4）t04b05059 ① 根据有无补偿或补偿方法不同，列管式热器的一般结构型式有 、 、 、 。 ② 换热器中，热流体由200℃冷却到140℃，冷流体由20℃升高到35℃，热流体的热容量流率较小，则传热效率为： 。 [二] j01c20111 如图所示，水通过倾斜变径管段（A－B），DA＝100mm，DB＝240mm，水流量为2m3/min，在截面A与B处接一U形水银压差计，其读数R＝20mm，A、B两点间的垂直距离为h＝0.3m，试求： （1）A、B两点的压差计等于多少Pa？ （2）A、B管段阻力损失为多少mmHg？ （3）若管路水平放置，而流量不变，U形水银压差计读数及A、B两点压差有何变化？ 参见附图：j01c111.t [三]j04c20113 一套管换热器，外管为Ф83×3.5mm，内管为Ф57×3.5mm的钢管，有效长度为60m。用120℃的饱和水蒸汽冷凝来加热内管中的油。蒸汽冷凝潜热为2205KJ/Kg。已知油的流量为7200Kg/h，密度 3 为810Kg/m，比热为2.2KJ/Kg·℃，粘度为5cP，进口温度为30℃，出口温度为80℃。试求： A）蒸汽用量；（不计热损） B）传热系数； C）如油的流量及加热程度不变，加热蒸汽压力不变，现将内管直径改为Ф47×3.5mm的钢管。求管长为多少？已知蒸汽冷凝传热系数为12000W/m2·K，管壁及污垢热阻不计，管内油的流动类型为湍流。 [四] j03b10074 一台BMY10型板框过滤机，过滤面积为10m2，过滤操作压差为2.5at（表压），过滤15分钟后得滤液量2.5m3（滤饼为不可压缩，介质阻力不计）。 试问：（1）若该机生产能力为4m3/h，计算洗涤，卸料等辅助时间为若干？ （2）若操作压差改为1.5at（表压），过滤时间和辅助时间仍不变，则生产能力将变为多少？ [五] j05a10014 在真空度为91.3KPa下，将12000Kg的饱和水急送至真空度为93.3KPa的蒸发罐内。忽略热损失。试定量说明将发生什么变化。水的平均比热为4.18 KJ/Kg·℃。当地大气压为101.3KPa饱和水的性质为 真空度， KPa 温度，℃ 汽化热，KJ/Kg 蒸汽密度，Kg/m3 91.3 45.3 2390 0.06798 93.3 41.3 2398 0.05514 [一] 1．多项选择题： （1）x01a05161 ① C；R1 ①B ②B 各2.5分 （3）x03b05112 ①D ②D 各2.5分 （4）x04b05039 ①A ②D ③D 2．填空题： （1）t01b05024 ①1m/s； 20Pa ②不变 （2）t02a05008 ①Q－H； Q－N； Q－η ②增大； 不变 各1分 （3）t03b05006 ①重力沉降； 离心沉降； 过滤 ②临界直径的大小； 临界直径 各1分 （4）t04b05059 ①固定管板式 浮头式 U形管式 ②0.333 [二] j01c20111 如图取3－3′面有P3＝P3′ （1）P3＝PA＋ρgH ① P3′＝PB＋ ρg（H＋h－R）＋Rρ′g ② ①＝①有：PA＋ρgH ＝PB＋ ρg（H＋h－R）＋Rρ′g PA－PB＝ρgh＋R（ρ′－ρ）g ＝0.3×1000×9.81＋20×10-3×（13.6－1）×1000×9.81 ＝5415.12PA （2）在1－1、2－2间列柏努力方程：以3－3′为基准面 Z1g＋（PA/ρ）＋（uA2/2）＝Z2g＋（PB/ρ）＋（uB2/2）＋∑hf 22 所以 ∑hf＝ （ Z1－Z2）/g＋（PA－PB）/g＋（uA－uB）/2 因为 Z1－ Z2＝-h PA－PB＝ρgh＋R（ρ′－ρ）g uA＝V/AA＝2/[60×3.14/4]×0.12≈4.25[m/s] uB＝V/AB＝2/[60×3.14/4]×0.242≈0.737[m/s] 所以 ∑hf＝（ Z1－Z2）/g＋（PA－PB）/ρ＋（uA2－uB2）/2 ＝－hg＋ρgh＋R（ρ′－ρ）g＋（4.252＋0.7372）/2 ＝[20×10-3×（13.6-1）/1]×9.81＋（4.252＋0.7372）/2 ≈11.23（J/Kg） 所以 换算成mmHg Hf＝（∑hf/g）×（1000/13.6）＝（11.23/9.81）×（1000/13.6） ＝81.92 （3）若管路水平放置 由P3＝P3′ P3＝PA′＋ρgL ① P3′＝PB′＋ρg（L－R）＋R′ρ′g ② PA′＋ρgL＝PB′＋ρg（L－R）＋R′ρ′g PA′－PB′＝R′（ρ′－ρ）g 由柏努力方程式得：Z1′g＋（PA′/ρ）＋（uA2/2）＝Z2′g＋（PB′/ρ）＋（uB2/2）＋∑hf′ ∑hf′＝（ Z1′－Z2′）/g＋（PA′－PB′）/ρ＋（uA2－uB2）/2 阻力损失不变 所以有 ∑hf′＝∑hf （PA′－PB′）/ρ＋（uA2－uB2）/2 ＝（PA－PB）/ρ＋（uA2－uB2）/2 所以 PA′－PB′＝（ Z1－Z2）/gρ＋（PA－PB）＝（PA－PB）－hgρ ＝5415.12－0.3×1000×9.81＝2472.12（Pa） 所以 代入PA′－PB′＝R′（ρ′－ρ）g 所以 R′＝（PA′－PB′）/（ρ′－ρ）g＝2472.12/[9.81×（13.6-1）×1000]＝0.02m＝20㎜ 结论： R＝R′不变，（PA′－PB′）变小 参见附图：j01c111.t [三]j04c20113 （1）蒸汽用量 Q放＝Wt＝2205×W KJ/hr Q吸＝W′Cp（t出－t入） ＝7200×2.2×（80－30）＝7.92×105KJ/hr Q放＝Q吸 所以 W＝7.92×105/2205≈359.2Kg/hr （2）传热系数得计算 由Q＝KAΔtm Δtm＝（（120-30）－（120-80））/ln（（120-30）/（120-80）） ＝50/ln（90/40）＝61.66℃ 所以Ki＝Q/AiΔtm ＝7.92×105/[60×Л×（50/1000）×61.66] ≈1363KJ/hr·㎡·℃ ＝378.8（W/㎡·℃） （3）1/Ki＝Ai/（α0A0）＋1/αi） 1/αi＝1/Ki－Ai/＝1/378.8－50/（12000×57） Αi＝389.6 W/㎡·℃ 速度增加： 原速度 U＝4V/（Л×0.052） 管径变化后U′＝4V/（Л×0.042） 所以 U′/U＝0.052/0.042＝1.563 原管径 d＝0.05m 变化后管径d′＝0.04 d′/ d＝0.04/0.05＝0.8 所以αi′＝389.38×（U′/U）0.8/（d′/ d）0.2 ＝389.38×（1.563）0.8/（40/50）0.2 ＝582.1 W/㎡·℃ 1/Ki＝1/αi＋di/（α0d0）＝40/（12000×47）＋1/582.1 所以 Ki＝558.8 W/㎡·℃ 由于Q＝KAΔtm 所以 Ai＝Q/ KΔtm＝7.92×105×1000/3600/（558.8×61.66） ＝6.385㎡ 又Ai＝ЛdiL 所以 L＝Ai/Лdi＝6.385/（3.14×0.04）＝50.8 [四] j03b10074 （1） Q＝V/（г＋г辅＋洗） 所以 Q＝2.5/（15/60＋г辅＋洗） г辅＋洗＝0.375hr＝22.5min （2）V2＝KA2г 所以 2.52＝K×102×0.25 所以 K＝0.25m2/h K′/K＝ΔP′/ΔP 所以 K′＝1.5/2.5×0.25＝0.15 m2/hr （V′）2＝K′A2г′ 所以 （V′）2＝0.15×102×0.25 V′＝1.936m3 Q′＝1.936/（0.25＋0.375）＝3.90 m3/hr [五] j05a10014 与真空度为91.3KPa相对应得绝压为101.3-91.3＝10KPa 与真空度为93.3KPa相对应得绝压为101.3-93.3＝8KPa 将绝压为10KPa的饱和水送至绝压为8KPa的空间，水温由46.3℃ 急速下降至41.3℃，这时要放出显热，使一部分饱和水汽化（即闪蒸）。 因闪蒸而放出的显热＝12000×4.18（45.3－41.3）＝2006×102KJ 闪蒸出水汽的流量＝2006×102/2398＝837Kg蒸汽 3 水汽的体积=837/0.05514＝1518m蒸汽 化工原理试题四 题号 ％ 一 二 三 四 五 [一] 1．多项选择题： （1）x01a05033 ① 某物体的质量为1000Kg，则其重量为 。 A．1000N B. 9810N C. 9810Kgf D. 1000/9.81Kgf