化工原理题一及答案.docx
化工原理题一及答案一、填空与选择（其中填空每题6分，选择每题4分，共40）.某设备的表压强为lOOkPa,那么它的绝对压强为kPa；另一设备的真空度 为400nlmHg,那么它的绝对压强为。（当地大气压为101. 33 kPa）。流体在钢管 内作湍流流动时，摩擦系数人与和有关；假设其作完全湍流（阻力平方 区），那么人仅与 有关。1 .在一水平变径管路中，在小管截面A和大管截面B连接一 U型压差计，当流体流过该管时，压差计读数R值反映.（A. A、B两截面间的压强差;A、B两截面间的流动阻力;B. A、B两截面间动压头变化;D.突然扩大或缩小的局部阻力。2 .离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体，否那么将可能发生 现象。而当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生 现象。离心泵通常采用 调节流量；往复泵采用 调节流量。3 .在测定离心泵性能时，假设将压力表装在调节阀以后，那么压力表读数22将（）， 而当压力表装在调节阀以前，那么压力表读数0将（）,A.随流量增大而减小；B.随流量增大而增大；C.随流量增大而基本不变；D.随真空表读数的增大而减小。4 .在降尘室中除去某粒径的颗粒时，假设降尘室高度增加一倍，那么颗粒的沉降时间，气 流速度，生产能力o旋风别离器与切问进口气速相同时，随着旋风别离器的直径越 大，其离心别离因数，被别离的颗粒的临界粒径越.间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/£ 6，此处V为, £ 9等于一个操作循环中、和 三项之和。板框过滤机的洗涤速率为最终过滤速率的 o5 .物体黑度是指在温度下，物体的与 之比，在数值上它与同一温度下与物体 的相等。根据有无热补偿或补偿方法不同，列管式换热器的一般结构型式有、等。6 .在列管换热器中饱和蒸气加热空气，有：甲）传热管的壁稳接近加热蒸气温度；乙）换 热器总传热系数K将接近空气侧的对流传热系数。贝I：A.甲乙均合理；B.甲乙均无理；C.甲合理，乙无理；D.甲无理，乙合理 二、20的空气在直径为80mm的水平管流过。现于管路中接一文丘里管，如本 题附图所示。文丘里管的上游接一水银。管压差计，在直径为20mm的喉颈处接一细管，其下部插入水槽中。空气流过文丘里管的能量损失可忽略不计。当U 管压差计读数R=25mm、g0.5m时，试求此时空气的流量为假设干m3/h。当地大 气压强为 101.33 Xl（）3pa。（20 分） 三、选用某台离心泵，从样本上查得其允许吸上真空高度=7.5m,现将该泵安 装在海拔高度为500m处，吸入管的压头损失 为1 mH20,泵入口处动压头为0. 2 mH20,夏季均水温为40C,问该泵安装在离水面5nl高处是否 合适？（当水温为40时 p=7377Pao在海拔 500m处大气压强 产9. 74 mH20） （10分）四、 拟在9. 81 X 103Pa的恒定压强差下过滤某 悬浮液。过滤时形成不可压缩滤饼，过滤介质阻 力可以忽略，过滤常数K=4.42X1（T，2/s.。假设每 获得In?滤液所形成的滤饼体积为0. 333nl3。试题二附液所需的过滤时间；2）假设将此过滤时间延长一倍,可再得滤液多少？ （10分）试求：1）每平方米过滤面积上获得L5n）3滤五、 苯在内管中从80冷却到50o冷却水在环隙从15°。升到35o苯的 对流传热系数。尸230W/ （in?K）,水的对流传热系数a,=290W/有一碳钢制造的 套管换热器，内管直径为089mmX3.5mni,流量为2000kg/h （m?K）。忽略污垢 热阻。试求：冷却水消耗量；并流和逆流操作时所需传热面积。假设总传热 系数随温度的变化忽略不计。苯的比热容”1=1.86X10/ （kg K）,水的比热容 cp=4. 178X 103J/ （kg - K） （20 分）试题一答案一填空与选择(填空每题6分；选择每题4分)1 . 201.33 kPa, 360mmHg,雷诺准数和相对粗糙度，相对粗糙度，2 . A3 .气复现象 气蚀现象 出口阀门 旁路调节4 . A5 .增加一倍；减少一倍；不变；减小；增加。6 .滤液的体积；过滤时间；洗涤时间；辅助时间；1/47 .同一温度下；辐射能力；黑体的辐射能力；吸收率；固定管板式，浮头式;U形管式8 . A例19 附图二、解：文丘里管上游测压口处的压强为pk。HggR= 13600 X9.81 X 0.025二3335Pa(表压)(4 分)喉颈处的压强为2=-/g=-l()()()x9.81x().5= -4905Pa (表压)空气流经截面i-r与2-7的压强变化为_(KH330 +3335)-(10133。-4905)_9_小101330 +3335(8分)故可按不可压缩流体来处理。两截面间的空气平均密度为p = p =也运='n 22.4 Tpo 22.4p = p =也运='n 22.4 Tpo 22.4273 101330+g(3335 4905)293x101330= L20kg/m3(1。分)在截面1-1'与2。之间列柏努利方程式，以管道中心线作基准水平面。两截 面间无外功加入，即修=0；能量损失可忽略，即励/=0。据此，柏努利方程式 可写为22gZ|+U + D = gZ?2 p2 p式中 Z1=Z2=。所以 + 3335 _4905()()T+ 1.2 -T"L2简化得城-=13733根据连续性方程UlAl=U2A22/、(0.08、=u 0.02 J2=16i以式 Qb）代入式（。），即 （16i） 2； = 3733解得i=7.34m/s空气的流量为(/?)（16 分）Vs = 36Q0x-d；u, 4 1 1二3600x-x0.082 x7.34 = 132.8m3/h4（20 分）三、解：使用时的水温及大气压强与实验条件不同, 当水温为40时 p产7377Pa在海拔500m处大气压强可查表得次尸9.74 mH2O需校正:H's=Hs+ (儿一10)-(pK- - 0.2419.81 xlO3)=7.5+(9.74-10)-(0.75-0.24)=6.73 mfhO泵的允许安装高度为（5分）4：=Hg s 2g 后（7分）=6.73 0.21 =5.53m>5m 故泵安装在离水面5m处合用。（10 分）四、解：（1）求过滤时间过滤介质阻力可以忽略的恒压过滤方程为q1 =K3单位面积获得的滤液量为<7=1.5 m3/ m2所以® = L= (15) = 509 s K 4.42 x 10-3(2)过滤时间加倍时增加的滤液量夕=29 = 2x509 = 1018 s（5分）贝 I= 7(4.42x10-3)x1018 = 2.12m3/m2 = 2.12-1.5 = 0.62 m3/m2即每平方米过滤面积上将再得0.62m3滤液。（5分）五、解：苯的平均温度7 = 80 + 5° = 65 C ,比热容c/?=l.86><103j/(kg -K)苯的流量W=2000kg/h,水的平均温度/ = 15 + 35 = 25。, 2比热容6>-4.178X 103J/ (kgK)o热量衡算式为。=%.区-%)=叱m。2-4)(忽略热损失)(6分)热负荷 0 = 99x1.86x103 x (80-50) = 3.lx 1()4W 3600冷却水消耗量 W =Q=3.1x104x3600 1335kg/h(10 分), J 4.178xio3x(35-15):以内外表积S为基准的总传热系数为Ki,碳钢的导热系数x=45W/(mK)11bdi di 10.082=+ - 4- =+K.ahAdmado23045x0.0855290x0.089= 4.35x10-3 +7.46x105 +3.18x10-3= 7.54xl()-3根2 k/wK尸133W/ (m2K),此题管壁热阻与其它传热阻力相比很小，可忽略不计。并流操作传热面积逆流操作传热面积658035451535号逆50织并= 34.2 In%15M五并a 50因并 逆，故E并aE逆。3.1 xlO4 32= 6.81m2133x34.2(15 分)TS=5-83m2盘= < = 1,17Si逆/却并(20 分)
