化工原理考试题与答案I.docx

化工原理考试题及答案姓名班级学号成绩一、填空题：1. （3分）题号1155第1章知识点400难度容易当20的甘油（p=1261kg.m,U=1499厘泊），在内径为Ioomm的管内流动时,假设流速为2.0m.s时,雷诺数Re为,流体的流动型态为。*答案*168.2层流2. （2分）题号2038第2章知识点100难度容易往复压缩机的实际工作循环由、和四个阶段组成。*答案*膨胀、吸气、压缩、排气3. （2分）题号4060第4章知识点200难度容易对流传热膜系数工程制单位为,SI制单位为o*答案*kCal.h.K.m;W（Km）二、选择题：1. （2分）题号1202第1章知识点400难度容易园管的摩擦系数入=64Re公式的适用范围是（）。A.滞流B.过渡流C.湍流*答案*A2. （2分）题号2121第2章知识点500难度容易通常所说的离心通风机的风压是指（）A.静风压B.动风压C.全风压*答案*C3. （2分）题号4147第4章知识点400难度中等为了提高列管换热器管内流体的值，可在器内设置（A.分程隔板B.折流接板C.多壳程*答案*A三、判断题：1. （2分）题号3058第3章知识点100难度容易要使固体颗粒在沉降器内从流体中别离出来，颗粒沉降所需要的时间必须大于颗粒在器内的停留时间。（）*答案*×四、问答题：2. （8分）题号3079第3章知识点300难度容易试分析提高过滤速率的因素*答案*过滤速率为dv/Ad=PrL推动力/阻力提高过滤速率的方法有：（1）提高推动力4P,即增加液柱压力；增大悬浮液上面压力；在过滤介质下面抽真空。（2）降低阻力，即提高温度使粘度下降；适当控制滤渣厚度；必要时可加助滤剂。3. （4分）题号4203第4章知识点100难度容易什么是稳定传热和不稳定传热？*答案*在传热过程中，传热面上各点的温度不随时间变化，称为稳定传热。稳定传热时，传热速率为定值。反之，假设传热面上各的温度随时间而变，那么为不稳定传热。不稳定传热时，传热速率也随时间而变。五、计算题：1. （12分）题号1337第1章知识点340难度容易用离心泵经小57X3.5mm的钢管，将敞口贮槽内的有机溶剂（密度为800kg.m,粘度为20CP）输送到反响器中。设贮槽内的液面离反响器内的液面高度保持16m,见附图。钢管总长度（包括局部阻力当量长度）为25m,反响器内的压力恒定为4kgf（表压）,有机溶液输送量为6m.h,试确定泵提供的压头。此题目有题图：titu027.bmp*答案*取敞口贮槽液面为1-1截面，反响器内液面为2-2截面，在1-1与2-2截面间列柏努利方程，并以1-1截面为基准面：gZ+(u/2)÷(p/P)+W=gZ+(u(P/P)+hfW=(Z-Z)g+(u-u)2+(p-P)p+hfhf=(l+le)d(u/2)u=(63600)(4)×0.05J=0.8488m.sUQUQOZ=0Re=dup=0.05×0.8488×800(20×I0)=1697.6<2000那么入=64Re=641697.6=0.0377hf=0.0377X(25/0.05)X(0.84882)=6.7904J.kg故W=16X9.81+4X98100800+6.79=654J.kg2. (8分)题号1386第1章知识点100难度容易湿式钢制钟罩圆筒气柜,如附图所示。圆筒直径为6m,质量300Okg,圆筒没入水中的深度1m,那么气柜内气体的表压为多少N.m?圆筒内外的液面差为多少m?此题目有题图：tituO75.bmp*答案*表压P=3000X9.81/(0.785×6)=1041N.m=1041/(1000×9.8l)=106mm=0.106m3. （10分）题号1344第1章知识点100难度中等某受压设备，用串联U形管压差计测量其表压，装置如附图所示，写出I、2、3、4各点及P的压强计算式。(连通U形管压差计水银面上充满水)此题目有题图：litu034.bmp答案*以表压为基准:P=R PP=P-Rgp g =R Pg -R=(R +R ) Pg -R PP =P R P g=(R +R ) Pg - (R +R4 (10 分)题号2223 第2章 知识点130 难度容易用泵将比重为0.85的某液体从低位槽打到高位槽。低位槽距地面高2m,管子出口距地面高20m,管路阻力损失为30J.kg,泵入口流速为0.915m.s,入口管径为力89×6mm出口管径为60X4mm,求泵有效功率。*答案*在低位槽液面与管子出口截面列柏努利方程得:We=g(Z-Z)+(P-P)/P+(u-U)2+hf=9.81×18+0+0.915(77/52)-l2+30=208.6J.kgNe=WePQ=208.6×85O×O.9I511×(0.077)4=755w5. (20分)题号2238第2章知识点600难度中等单级单动往复压缩机的气缸内径为200mm,活塞冲程为200mm,往复次数260min,余隙系数£=5%,排气系数Id为容积系数的85%,现需向某设备提供表压力为4.5kgf的压缩空气80kg.h,空气进压缩机的压力为Ikgf,温度20,空气的压缩为多变过程,多变指数m=1.25,问：(1)此压缩机能否满足生产要求(2)试求此压缩机的最大压缩比。titul90.bmp(1)验压缩机：D=200mm;S=0.2m;n=260minP=IkgfP=4.5kgf;=5%；ld=0.851求压缩机能提供的风量VkghVv=IdV=Id4Dsn=0.851o4Dsn其中I。=I-U(P/P)-1=l-0.05(4.5l)/-l=0.883彳弋入得：V=0.85×0.883×4×0.2×0.2×260=1.23mmin进入压缩机时空气的密度P=735.6/760×1.2=1.16kgm，风量m=Vp=1.23×1.16×60=86kg.h>80kg.h此压缩机能满足生产要求。(2)最大压缩比(P/P)1.=0时的压缩比为最大压缩比，即：0=1-0.05(P/P)/-1求得：(P/P)最大=39.672406. (8分)题号3098第3章知识点100难度容易相对密度7.9,直径2.5mm的钢球，在某粘稠油品(相对密度0.9)中以5mm.s的速度匀速沉降。试求该油品的粘度。*答案*设沉降以滞流状态进展，那么：=dp(P-P)g(18)=(0.0025)X(7900-900)×9.81(18×0.005)=4.77Pa.s验算：Re=duP/=0.0025×0.005×9004.77=2.36×10<1假设正确7. (10分)题号3097第3章知识点100难度容易空气中含有直径为15m的油滴，油的相对密度为0.9,空气温度为20。假设允许在沉降室中沉降1分钟，沉降室的高度应为多少计算中可忽略开场时油滴加速沉降时的时间，并可认为油滴是在静止空气中沉降。20空气的粘度为1.8X10kg.m.s,密度为1.21kg.m。油的密度为900kg.m。*答案*设油滴在空气中沉降在滞流区，那么：U=d(PP)/18=(15×10)×(900-1.21)×9.8l(18×1.8×10)=0.006lm.s验算：Re=dPuP=15×10×0.0061×1.21(L8×IO)=0.0061<1假设正确所以，1分钟内沉降距离=0.0061X60=0.37m因此，沉降室高度不能大于此值，否那么，有可能在油滴沉降到室底前被气流带出。8. (8分)题号4220第4章知识点100难度容易如以下列图,有一稳定导热的平壁炉墙,墙厚240mm,导热系数=0.2w.m.K,假设炉墙外壁温度t=45,为测得炉墙内壁温度t,在墙深100mrn处插入温度计,测得该处温度t=100°C,试求炉墙内壁温度t。Q=(/)At=(/)A(tl-t3)Q,=(/1)AtI=(/I)A(t2-t3)Q=Q'()A(tl-t3)=(1)A(t2-t3)tl=(l)(t2-t3)+t3=(240/100)(100-45)+45=2.4X55+45=177。C9.(12分)题号4283第4章知识点300难度容易在一套管式油冷却器里，热油在25X2.5mm的金属管内流动，流量216kg.h,油的进、出口温度分别为150°C和80,水的进口温度为20,流量2l6kg.h。油侧给热系数为L5kw.m.K,水侧给热系数为3.5kw.m.K。油的比热为2.0kJ.kg.K,试求逆流换热时所需管长。水的比热为IOkcaLkg.K,并忽略管壁及垢层热阻。*答案*216×2×(150-80)=216×4.187(t-20)t=53.4Cq=(2163600)×2000×(l50-80)=8400Wt=(96.6-60)ln(96.6-60)=76.850C1 /K=(l/1500)+(1/3500),K=1050w.m.CA=q(k.t)=dll=8400(1050×76.85××0.0225)=1.47m10.(14分)题号4224第4章知识点100难度中等某平壁炉的炉壁由耐火砖,绝热砖和普通砖组成,它们的导热系数分别为1.163,0.233和0.582w.m.KL为使炉内壁温度保持1000,每平方米炉壁的热损失控制在930w以下,假设普通砖厚度取为IOCm,炉外壁温度为83,求:耐火砖和绝热砖厚度各为多少?绝热砖和普通成交界面温度t为多少？(假设绝热砖与耐火成交界面温度为800)*答案*设耐火砖厚度bl,绝热破厚度b2跨过耐火砖的热通量为：q=(tl-t2)(bll)bl=l(tl-t2)q=1.163(1000-800)930=0.25m跨过三层砖的热通量为：q=(tl-t4)(b17l)+(b22)+(b33)b2=(tl-t4)q-bll-b332=(1000-83)/930-0.25/1.163-0.10.582×0.233=0.14m,跨过普通砖的热通量:=t3-t4/b3/入3,t3=q.b3/3+t4=930×0.1/0.582+83=2430Cgoodok2024-2-4