化工原理考研题库.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=mH Pa.该地区的大气压为720mmHg。2、常温下水的密度为100013,粘度为lep,在内=100/ww的管内以3名速度流动,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、传热的基本方式为.
2、o10、工业上的换热方法有.=Ik 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时流传热膜系数?(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、单效减压蒸发操
3、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5胆42,若管径为100mm,求流体的流量及阀的局部阻力系数?2、在列管式换热器中,用冷却将100C的热水冷却到50。,热水流量为60mZ,冷却水在管内流动,温度从20。升到45。已知传热系数K为2000?2 c,换热管为。25 x 2.5/ww的钢管,长为3m.。求冷却水量和换热管数(逆流)。已知:。热水=96。3。热水=。冷水=4187.K试题一答案:一、填充题1,8.7m2,8.53 x 104/?a .2、r 细=131平0=3、1()5湍流。3、层流、
4、过渡流和湍流。4、增加、降低。5、3-8%、8-15%。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,Jv 11、h=A.。a2=1-2=777= Tm1不=64/它也史A力2=42./ 22dl 2gd2g冷442、离心泵只能空转而
5、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、因为逆流操作:推动力大,所需的传热面积小;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22wi Pi U
6、2 P2,Z1+= z2+上4+力2g pg 2g Pg2,2210+0+0=0+5+2.-.+$-yt.2x9.81d 2g&2g5=2J2x9.81+ 0.03.1 + 0.5.0.1 2x9.812x9.81u - 2.44展%儿=0.019以= 68”%在22, 33面间列板努利方程27U2 P2 3 P3 /1Z2 +4-2-a4-=Z34-+,2g pg2g pgz 2220 + 5 = 0 + 丸.+c lj . + c d 2g 出 2g 2g25 = 2.44g2x9.81251+ 0.03.+0.1 2x9.81 2x9.811 = 8。即流体的流量为o.oigmZsg.g
7、”)/局部阻力系数为8。2、(1), V2=K.A2.t2.42=A:.3O2.30x60 K =3.56x 106胆,23r =3.2x10.t22112,3(2), V l=K.Al .-T =-Vl V =22(3)、V 2=2K.A2.t , V 2=2K.A2.t =2x3.56x 10-6x302.2x3600 V =6.8加3。3、G1C1(r1-r2)=, G2=32%A/=42.5CA= G2C2(t2-ti)/KAt=39Am2.=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 o2、常用测定流量的流
8、.3、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,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.一厂8、降沉室:内颗粒得以沉降的条件 o9、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
9、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o14、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和厂2,壁表面温度分别为7,和/,若/4000为湍流。2、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。3、避免压缩后气体温度
10、过高,提高气缸容积系数,减小功率,使压缩机结构更为合理。4、列管式换热器中,山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(50C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、九(7tQ =In 门tIn 二4心门二:计算题1、设接平行管道后,总流量为二平行管流量为匕和P2板努利方程:232 +2p 2 p 乙 J2P3132图2 ft总压降相同得:%2苧+41=42=义3=义,1=12=13= %,1 u8 3=在V.2 1乎=6330%力= 1.53彳.0.092.360022.“2=1.53% oZ=
11、H s-hf=H s-2g1 532 0.02. 2.9.8150 1 532.= 1.555%0.09 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=电甩=2.0.94 = 1.88Kw.1.5322.9.81优+H = 16.75m.N = HQpg = 16.75.35.1000.9.81/3600 = 1.6Kw .= 85%.3、换热器已有的传热面积:A = n.7r.dl = 30.3.14.0.025.3 = 7.07w2 , 求所需的传热面积:冷凝段的热量:Qi =w,= 0.07.356 = 24.9Kw冷却段的热量:02= w.C1.(r1-T2 )
12、 = 0.07.1.05.36 = 2.65Kw。总热量为:Q=Q + Q2=27.55Kw冷却水的用量:6水=27.55C.(r2-/i) - 4.187.(30-5)= 0263冷却水离开冷却段的温度:/=+瞑=5+2&=7.4 %0.263.4.187冷凝段的温度差:加=(46 - 7.4)-(46 - 30) o_ ._ ND/ L冷却段的温度差:A/ =,46 - 7.4In46-30(46-7.4)-(10-5): 16 40c,46-7.4In冷凝段所需传热面积:A =冷却段所需传热面积:A2 =10-5Q 24.9.1000 2= 4.847m2KAt 200.25.7Q 2.
13、65.1000 2= 1.61wKAt 100.16.4所需的总的传热面积:A=6.45w2.4、水分蒸发量:W = F 1-=0.625F,/一% = 375.( X1 7F=1000Kg ,W=625Kg溶液的沸点为/ = 60.1+ 8 = 68.1。传热系数K为:K =Q _ 625.2354.9.1000AM 10.3600.(120.2-68.1)= 785C改变压力后的传热系数:K=625.2354.9.1000AM - 10.3600.(138.8-68.1)578可见结垢以后的传热系数降低.试题三1、空气在标准状态下密度为1.29%3,在025Mpa下(绝压)80。时的密度为
14、2、产生流体阻力的原因有.3、转子流量计在安装时应。4、连续性方程2s2是指导出来的,它适用流体。5、直管阻力的表示式为,管中流出7出=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 =0.023.二(Re)().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
15、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、用雷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,则宙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、排气、膨胀、压缩四个阶段组成。6、沉降器的生产能力与沉降速度及沉降面积有关,与沉降高度无关。7、气相与液相所组成的物系称为气相非均相物系。8、用板框式过滤机进行恒压过滤操作,随着过滤时间的增加,滤液量不断增加,生产能力也不断增加。9、多层导热时,其推动力为各层推动力之和,阻力也为各
16、层阻力之和。10、流体对流传热膜系数一般来说有相变时的要比无相变时为大。11、多层平壁稳定导热时,如果某层壁面导热系数小,则该层的导热热阻大,推动力小。12、若以饱和蒸汽加热空气,传热的壁面温度一般取空气和蒸汽的平均温度。13、所谓黑体就是人们所讲的黑颜色的物体。14、在同一种流体中,不可能同时发生自然对流和强制对流。15、多效蒸发可以提高蒸汽的利用率,二次蒸汽利用一次称为单效蒸发,利用二次称为双效蒸发,依次类推。16、对流传热系数是物质的一种物理性质。17、黑体、镜体、和灰体都是理想化的物体,在自然界中并不存在。18、总传热系数K可用来表示传热过程的强弱,与冷、热流体的物性无关。三:计算题(
17、64分)1、图示,“U”管压差计甲的上部管内充满了水,下部为汞,汞的液面落差为3c机,求心已?若再接一“U”管压差计乙,其上部仍为水,下部放置不知名的液体,且测得R乙=63.5c%,求0乙?2、一降层室长为5m,宽为3m,高为4m。内部用隔板分成20层,用来回收含尘气体中的球形固体颗粒,操作条件下含尘气体的流量为36000加%,气体密度P=0.9,/3,粘度为=0.03mPa.s .尘粒密度p =4300)/3。试求理论上能100%除去的最小颗粒直径?3、外径为200mm的蒸汽管道,管外壁温度为160Co管外包以导热系数为2=0.08+ l.lx 10-4/的保温材料。要求保温层外壁面温度不超
18、过60。,每米管长的热损失不超过150%。问保温层的厚度应为多少?4、欲将浓度为25%,沸点为13L5C,流量为3600”的NaOH水溶液经蒸发浓缩到50%。料液的进口温度为200。,加热蒸汽的压强为392.4Kpa (绝压),冷凝器的压强为53.32Kpa.据经验蒸发器的传热系数可取1100,/7,溶液的密度为1500K/若忽略蒸发器的热损失。求加热/m2-.K/m5蒸汽的消耗量及蒸发器所需的传热面积? C =4.93%0。已知:p=53.32Kpa, t =83 C,r =200034gp=392.4Kpa,7=142.9。&=2143%目试题三答案一:填充题1、25%台。2、内縻擦力和流
19、体的流动状态。3、保持垂直。4、质量守恒定律、01=夕2,25、丸、1、0.5.6、气蚀现象。d 27、吸气、压缩、排气、膨胀四个阶段所组成。8、热流体以对流传热的方式将热量传给壁面、壁面间的热传导、冷流体以对流传热的方式获得热量9、管程。10、自然对流、热辐射。11、Re=生过、2,=匕巳、“=0.312、并流、逆流和平流。二:判断题6、10、17为对,其余都为错。三:计算题1、/?=(示一/7测)尺8取=(13.6-l)0.03.9.81.103=3.708ApaAp =(p-1)0.635.9.81.1。3=3.7O8即。,。示=1600A2、降沉室的总面积:A =20.5.3=300w
20、2沉降速度:=-=36000=0.033 A 300.3600/ s设沉降区为层流,则有:uJ (所办g0.033 =,.(4300-0.919.8118.0.03.10-3t/ = 2.06xl0-5w.3、验算:Re=dup 2.06 x IO-5.0.033.0.90.03.10-3=0.66 Y 1 o8 = 47mm。4,保温材料的导热系数:2 = 0.0921/0Q _ 2-/(7-/) _ 2.3.140.0921(160-60)_7= ln/ = lnlOO + /o()加热蒸汽消耗量“二华工理嚅= 0.736%/ D.R 0.736.2143._?所需的传热面积为:A =z;
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