化工原理考研试题库.docx
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1、化工原理试题库试题一一:填空题(18分)1、某设备上,真空度的读数为80mmHg,其绝压=mH20=Pa.该地区的大气压为720mmHg。2、常温下水的密度为1000号/3,粘度为lep,在d内=100/ww的管内以3%速度流动,其流动类型为 o3、流体在管内作湍流流动时,从中心到壁可以.4、气体的粘度随温度的升高而,水的粘度随温度的升高o5、水在管路中流动时,常用流速范围为/,低压气体在管路中流动时,常用流速范围为/。6、离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是:离心泵.往复泵.7、在非均相物系中,处于状态的物质,称为分散物质,处于状态的物质,称为分散介质。8、间竭过滤操作包括.o9、传热的基
2、本方式为.。10、匚业上的换热方法有.OIk a称为,其物理意义为.提高管内a值的有效方法.提高管外a值的有效方法 o12、蒸汽冷凝有二种方式,即和。其中,由于,其传热效果好。二:问答题(36分)1、一定量的流体在圆形直管内作层流流动,若将其管径增加一倍,问能量损失变为原来的多少倍?2、何谓气缚现象?如何防止?3、何谓沉降?沉降可分为哪几类?何谓重力沉降速度?4、在列管式换热器中,用饱和蒸汽加热空气,问:(1)传热管的壁温接近于哪一种流体的温度?(2)传热系数K接近于哪一种流体的对流传热膜系数?(3)那一种流体走管程?那一种流体走管外?为什么?5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作?6、单效减
3、压蒸发操作有何优点?三:计算题(46分)1、如图所示,水在管内作稳定流动,设管路中所有直管管路的阻力系数为4=0.03,现发现压力表上的读数为5mH2,若管径为100mm,求流体的流量及阀的局部阻力系数?2、在一列管式换热器中,用冷却将100C的热水冷却到50C,热水流量为冷却水在管换热管为。25 x 2.5mm内流动,温度从20。升到45C。已知传热系数K为2000%2/ m C的钢管,长为3m.。求冷却水量和换热管数(逆流)。6、启动前应灌满液体,关出口阀门、用调节阀调节流量;往复泵启动前不需灌液,开旁路阀、用旁路阀来调节流量的。7、分散、连续。8,过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。9、热
4、传导、对流传热、热辐射。10、间壁式、混合式、蓄热式、热管。11、称为对流传热膜系数。当流体与壁面温度差为1K时,通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。增加流程、加拆流挡板。12、滴状冷凝和膜状冷凝。滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下。二:问答题-Mv112gy.7r.d2Z 42,/ M2。 ci ,/21,A,264/=22力2=之2-=d22g 162、离心泵只能空转而不能输送液体的现象。离心泵启动前应灌满液体。3、沉降是指依靠外力的作用,利用分散物质与分散介质的密度差异,使之发生相对运动而分离的过程。沉降可分为重力沉降和离心沉降。颗粒以加速运动的末速度这一不变的速度作匀速沉降运动,这一速
5、度称为重力沉降速度。3、传热管的壁温接近于蒸汽的温度;传热系数K接近于空气的对流传热膜系数;空气走管内,饱和蒸汽走管外。(蒸汽散热快)。4、因为近流力作;推动务大,需需的传热面积小;减少载热体的用量。5、可以降低溶液的沸点,可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂,可以浓缩不耐高温的溶液,可以减少蒸发器的热损失。三:计算题1、图示,在1-1,2-2面间列板努利方程22u p U2 P2 JZi +-i+= Z7+=1-4-+/?2g Pg 2g pg2./ u u/t.卜 井.d 2g 近 2g5=w22x9.81+ 0.03.,1- 0.5.0.1 2x9.812x9.8110+0+0=0+5+2x
6、9.81“ = 2.44 %1?3 /限了儿=0.019加/=68.9在22,3-3面间列板努利方程U22 P2Zod1F2g pg2W3 P3= Z?d1-h ,2g pg72225 = 2.44G2x9.810+5=0+2.+。中+ G d 2g s 出2g 2g+0.03.i+-0.12x9.812x9.81即流体的流量为0.019胆7,68.9局部阻力系数为8o2、(1), V2=K.A2.t2.42=/C.3O2.30x60/C =3.56x10/s7-3r2=3.2x10.T2) ), V 2=K.A2.-t =-V2 r =1.7w 22IItt3) ), V 2=2K.A2.t
7、 , V 2=2K.A2.t =2x3.56x 10-6x302.2x3600V =6.8/m3o3、Gig(T72)=,G2=32%M =42.5CA= G2C2(t2-t)/KAt =39.4m2,=167.即冷却水的流量为32%和管子根数为167根。试题二一:填充题(20分)1、牛顿粘性定律,粘度在SI制中的单位是.2、常用测定流量的流.o3、在流动系统中,若截面上流体的流速、压强、密度等仅随而变,不随而变,称为稳定流动。若以上各量既随而变,又随而变,称为不稳定流动。4、等边三角形的边长为a,其当量直径为.5、流体在圆形直管内滞流流动时,其速度分布是型曲线,其管中心的最大流速为平均流速的
8、,縻擦系数4与He的关系为。6、泵是指,按其工作原理来分可分为7、气体按压缩比来分,可分为一.-T8、降沉室内颗粒得以沉降的条件。9、过滤操作实际上是滤液通过和的流动过程,过滤速率是指.10、传热一般采用逆流操作,但为.时采用并流操作。11用二种厚度相同的材料保温时,往往把的材料包在内层,以达到好的保温效果。12、蒸发是利用溶液中溶质的,用加热的方法使部分溶剂汽化并除去溶液的浓度或析出溶质。13、金属的导热系数大都随其纯度的增加而,随其温度的升高。14、对流传热的热阻主要集中在,因强化对流传热的重要途径。15) 工程上流体流经换热器的压降通常限定在 Kpa.二:问答题(30分)1、流体的流动形
9、态有哪几种?如何判断?2、何谓层流内层?其厚度受哪些因素影响?3、采用多级压缩的优点有哪些?4、列管式换热器为何要进行热补偿?5,单层圆筒壁的内、外半径分别为H和尸2,壁表面温度分别为7,和/,若/7,试写出圆筒任意半径r处的温度表达式?三:计算题(50分)1、流量为5000加,的水通过一根20Km长的水平管,总压降为0.5Mpa。现在中央接一完全相同的平行管到中点。问总流量变为多少%)?(设总压降始终不变,流动始终为高度湍流,局部阻力忽略)。2、泵将20C的水山一贮槽打到另一贮槽,其中吸入管和排出管的管径为。98x4/wwm的无缝钢管。(已知:吸入管长为50m,排出管长为160m。且泵到管出
10、口的距离为10m,其中流量35 =1.24x 10p=2.4xl03 V2 )Pq=dtm ,4=0.02,3.0m, N电=2Kw,电=0.94).(20C 时水,p 1000求:忽略动压头,求泵的安装高度?泵的轴功率和效率?C。水走管内,且与CS2成逆3、一列式换热器规格如下:管长3m,管数30根,管径为。25x2.5%/*管程为1,现拟选用此换热器冷凝、冷却CS2饱和蒸汽,使之从饱和温度46C降至10C。CS2走管外,其流量为G=0.07八%,其冷凝潜热为356%。,比热为1.05流流动。冷却水的进出口温度分别为5C和30。已知冷凝和冷却段基于外表面的总传热系数分别为KfZOOO、720
11、。和Kz:1。,72 oc问此换热器是否造适用?4、用一传热面积为10胆2的蒸发器将某溶液由15%浓缩到40%,沸点进料,要求每小时蒸得375Kg 浓缩液,已知加热蒸汽压强为200Kpa,蒸发室的操作压强为20Kpa,此操作条件下的温度差损失可取8C,热损失可忽略不计。试求:(1)开始设入使用时,此蒸发器的传热系数为多少?(2)操作一段时间后,因物料在传热面上结垢,为完成同样蒸发任务,需将加热蒸汽的压力提高到35OKpa,问此时蒸发器的传热系数为多少?查得20Kpa水蒸汽的饱和温度为60.1C,汽化潜热为2354.9查得200Kpa水蒸汽的饱和温度为120.2C查得35OKpa水蒸汽的饱和温度
12、为138.8C试题二的答案一:填充题间、位置。4、a。dw1、T = U,.、dy2 . 2、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计。3、位置、时间、时5、抛物线、0.5、6,7、9、e为液体提供能量的输送机械,离心式、往复式、旋转式和流体作用式。通风机、鼓风机、压缩机。8、颗粒的停留时间大于沉降时间。介质和滤渣层的流动,单位时间内所获到的滤液量。10、控制温度、降低粘度、减少阻力。11、导热系数小的。12、不挥发性、提高。13、增加、增加。14、层流内层、减薄层流内层的厚度。15、10.13-101.3.问答题1、流体的流动形态有两种:层流和湍流;用雷诺准数来判断,当ReY2000,为层流,当
13、Re4000为湍流。2,3、4、在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动的流体薄层,此薄层称为层流内层。受管径、 流速、粘度和密度。避免压缩后气底温度过高,提高气缸容积系数,减小功率,使压缩机结构更为合理。列管式换热器中,由于两流体的温度不同,使管束和壳体的温度也不相同,因此它们的热膨胀程 度也有区别。若两流体的温度差较大(50。以上)时,由于热应力会引起设备的变形,甚至弯 曲和破裂。因此我们要考虑热补偿。5、八 2万.TP =In 口27rz.九TIn 二In二t =T心三:计算题1、设接平行管道后,总流量为忆3二平行管流量为匕和P2板努利方程:町=32+在=P223,P3_U2,P2
14、, - -r-f2 P 总压降相同得:2 13 323 d 21=2=3=4,日2T3= %,01=53|r = 633023=占= 1-53力.0.092.3600Z =Hs-hf=Hs 2g 7$ 2g,2-2.-.= 3.0-d 2g1.5322.9.8150 1 532-0.02.,- = 1.555w0.09 2.9.81考虑0.5m的安装安全系数。则泵的安装高度为1m.N 轴=电电=2.0.94 = L88Kw., I JH = Z+h=Z + X.-. + d 2g1.5322.9.81”=+“23+】+可H = l6.75m.N = HQpg = 16.75.35.1000.9
15、.81/3600 = L6Kw .= 85%.3、换热器已有的传热面积:A = n.7r.dl = 30.3.14.0.025.3 = 7.07w2 , 求所需的传热面枳:冷凝段的热量:Qi =w,= 0.07.356 = 24.9Kw冷却段的热量:。2= w.C1.(r1-r2) = 0.07.1.05.36 = 2.65Kw。总热量为:Q=0 + Q2=27.55Kw冷却水的用量:6水=27.55C.(z2-/i)- 4.187.(30-5)= 0263冷却水离开冷却段的温度:t=t+ = 5 + = 7.4C0.263.4.187冷凝段的温度差:A/ =(46-7.4)-(46-30)o
16、一 / D . / Cz冷却段的温度差:加=,46-7.4In46-30(46-7.4)-(10-5)t 16/1qc,46-7.4 In冷凝段所需传热面积:10-5 Q24.9.1000 彳2=4.84wz冷却段所需传热面积:A2 =KAt 200.25.7Q 2.65.1000 2- = 1.61 力KAt 100.16.4所需的总的传热面积:2A=6.45 m .4、水分蒸发量:W = F 1- 1*10.625F,尸一%= 375.F=1000Kg ,W=625Kg溶液的沸点为 60.1 + 8 = 68.1。传热系数K为:K =625.2354.9.1000AN 10.3600.(1
17、20.2-68.1)= 785%2c改变压力后的传热系数:K625.2354.9.1000AM - 10.3600.(138.8-68.1)= 578C可见结垢以后的传热系数降低。试题三一:填充题(18分)1、空气在标准状态下密度为129y/3,在。25Mpa下(绝压)80C时的密度为2、产生流体阻力的原因有.3、转广流址计在安装时应 o4、连续性方程町2s2是指导出来的,它适用流体。16) 百管阻力的表示式为,管中流事人|厂流入管中,入6、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。7、往复式压缩机的工作循环为.四个阶段。8、一热流体将热量通过壁面传给冷流体的过程是9、固定管板式列
18、管式换热器中,压力高、腐蚀性以及不清洁的物料应走程。10、一根暴露在外的热管子以.散发热量。11、a =0.023.依e产8(Pr)”式中两个准数Re=, Pr=.若液体被冷却时内12、多效蒸发主要有.三种典型流程。二:判断题(18分)1、在并联管路中,它们的阻力相等,同理在串联管路中,它们的流速也是相等的。(稳定流动)。2、转子流量计可以读出任何流体的流量。3、用宙诺准数来判断流体的流动形态时,在SI制中属层流范围,在cgs制中属湍流范围。4,粘度是流体的物理性质之一,则雷诺准数也是流体的物理性质之一。离心泵铭牌上的性能参数是指泵扬程最高点下的性能参数。5、往复式压缩机的工作循环是由吸气、排
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