化工原理模拟题及参考答案要点.doc

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/m3,降尘室长4m，宽2m,高1m。含尘气流密度为1.2kg/m3,流量为7200m3/h，粘度为310-5Pas,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在3105Pa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=510-5m2/s,qe=0.01m3/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m3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：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umax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/m3,管子内经皆为25mm，送液量为2000kg/h。试求：（1）泵的有效功率；（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1.31m3，再过滤10分钟，共得滤液1.905m3。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80103Pa。现拟用65Y60B型油泵将此油品以15m3/h的流量送往表压为177103Pa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：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；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），管径均为40mm，摩擦系数均可取0.01，离心泵的特性曲线方程H=22-7.2105Q2(Hm，Qm3/s），泵的效率为65%，试求：（1）管路的特性方程；（2）管内水的流量m3/s；（3）泵的轴功率。2.某悬浮液在一台过滤面积为0.4m2的板框过滤机中进行恒压过滤，2h后得滤液35m3，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4m3的水对滤饼进行横