中国石油大学化工原理试卷.docx

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1、一、填空选择题每空分，共 30 分某设备的表压强为 50kPa，则它确实定压强为kgf/cm2；另一设备的真空度为 360mmHg，则它确实定压强为Pa当地大气压为 750mmHg。对于如以下图的并联管路，各支管及其总管阻力之间的关系为：(h )(h )(h )填“”“”或“”。f A-Bf A-1-Bf A-2-B第 2 题图第 4 题图测速管用来测量管道中流体的速度，而孔板流量计则用来测量管道中流体的速度。如以以下图所示的输水系统，当阀门A 关小时， QA， PC，PB。填“变大”、“变小”、“不变”或“无法推断”离心泵的扬程是指，除扬程以外，离心泵的性能参数还包括、和。有两种说法：往复泵

2、启动不需要灌泵；往复泵的流量随压头增大而减小； 则。A、两种说法都对；B、两种说法都不对；C、说法对，说法不对；D、说法对，说法不对多级压缩机工作时，要在每一级压缩机后设置和，以利于气体在下一级被连续压缩。将降尘室用隔板分层后，假设能完全被分别下来的颗粒最小直径不变，则生产力气将，沉降时间。填“变大”、“变小”或“不变”聚式流化床的不正常操作现象有和。液固散式流化床，流化介质和固体颗粒的密度及床层藏量确定，假设颗粒直径增大， 则带出速度，床层压降。填“变大”、“变小”或“不变”在饱和水蒸汽冷凝加热空气的套管换热器中，传热壁面的温度接近于的温度，总传热系数 K 接近于的对流传热系数，传热过程的热

3、阻主要集中在 侧。 依据热补偿方式的不同， 列管式换热器可分为三类， 其热补偿方式分别为、。在一套管式换热器中，用水冷却空气，空气走管外，水走管内。为了强化传热，加翅片在管上，翅片应加在管侧，缘由是。二、分析简答题共 15 分5 分如图示的阻力试验简图，同一流体在规格一样的两个钢管内径为d内流淌，两测压点的长度 L 一样。流体在两种状况下的流量一样，试推导U 型管压差计 R 的数值表达式，并比较两种状况下 R 的大小。5 分指出离心泵的气蚀与气缚现象有什么区分。5 分简述强化换热器传热的途径，举出假设干具体措施。三、20 分用离心泵将 40的水从储水池打入一高位槽，水的物性参数如下：密度=99

4、2.7kg/m3 ，粘度 =0.624cP，水的饱和蒸气压为55.32mmHg。泵入口真空表读数为 400mmHg，铭牌上泵的允许吸上真空度为7.2m，输送管路为 1084mm 的钢管， 总长度包括全部的局部阻力的当量长度在内，下同为40m，其中吸入管路为 6m， 储水池与高位槽液面高度差为 20m，管路摩擦系数 为 0.02，流量为 65m3/h，无视泵进、出口之间的高差和阻力损失。试求：泵最大可能的安装高度 Hg ，m当地气压为 1atm；(8 分)泵的扬程 H ，m；(8 分)泵出口处压力表的读数。(4 分) 四、15 分拟承受降尘室回收常压炉烟气中所含的球形固体颗粒。降尘室底面积为 1

5、0m2，宽和高均为 2m。操作条件下，气体的密度为0.75kg/m3，粘度为 2.6105Pas；固体的密度为 3000 kg/m3；降尘室的生产力气为 3 m3/s。试求：理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径；8 分如欲完全回收直径为 10 m 的尘粒，在原降尘室内需设置多少层水平隔板？： 10 m 尘粒沉降位于层流区7 分五、20 分用一内管尺寸为 252.5mm 的套管换热器作为精馏塔塔顶全凝器，冷却水走管程， 塔顶蒸汽走壳程。塔顶蒸汽流量为 500kg/h，汽化潜热为 270kJ/kg，饱和蒸汽温度为 80；冷却水入口温度为 15，出口温度为 45。蒸汽侧的对流传热系数o=104 W /

6、(m 2 K) ； 水的物性参数： C =4.174 kJ /(kg K ) ， =995.7kg/m3 ， P=0.618W /(m K ) ， =0.801cP。无视管壁及两侧的污垢热阻，无视换热器的热损失。试求：换热器的热负荷 Q ，kW；2 分冷却水的用量 m2，kg/h；2 分换热过程的对数平均温差 t，；3 分m换热过程的总传热系数 K，W /(m 2 K ) ；(以内管的外外表积为基准)10 分O假设到达要求，换热器长度 L 不短于几米？3 分一、填空选择题每空分，共 30 分1.529kgf/cm2； 5.20104Pa (h )f A-B=(h )fA-1-B=(h )f A

7、-2-B点速度，平均速度Q变小 ，P变大 ，P变大CAB 离心泵对单位重量流体所作的功， 流量 、 功率 和 效率 C中间冷却器和 油水分别器变大，变小 沟流 和节涌_变大_， _不变_水蒸汽_，空气，空气_ 补偿圈 、浮头、U 型管管 外 侧， 增大热阻大的一侧流体的扰动及增大传热面积，强化传热二、分析简答题共 15 分DP = DP= (r- r )gR5 分答：可推导出：水平放置时：f0DP - rgDz = DP= (r- r )gR斜置时：f0由于管路规格一样，测压点长度一样，故两个管路的阻力损失相等，因此有：R=R 。5 分答：气蚀是指由于泵的安装高度太高而使泵吸入口的压力小于液体

8、的饱和蒸气压而引起的不正常操作；气缚是由于启动时未灌泵或由于泵体密封不严而导致液体不上量。5 分答：增大总传热系数K：承受多管程或多壳程；在壳程设置折流挡板； 提高流体流速；准时去除污垢等；承受相变、 较大的流体等;增大传热面积A：增大换热器单位体积的传热面积，如承受波浪管、翅片管等；增大传热温差t ：m尽可能逆流操作，或使温差校正系数 0.8。三、20 分解：Hs ” = Hs - (10.33 - H a ”)- (HV ”-0.24)= 6.75m2 分u = Q = 2.30m / s A2 分 H= ll u2= 0.324m2 分Hg2 分= Hs - H- u 2f 12g= 6

9、.16mf 1d2gE1E+ He =2 + H 在 两 贮 槽 液 面 间 列 柏 努 利 方 程 式 ：ggf2 分Eu 2PEu 2P1 = z+1+= 02 = z+2 += 20其 中 ：g2 分12gr g，g22gr gu = Q = 2.30m / sEA， H= lfl u 2 d2g= 2.15m2 分2 分He =2EgE+ HfE-1 = 22.15m g3在泵的入口至出口间列柏努利方程式：g+ He =4 + H gf其 中 ： u3 = u2 分4 ， z3 z4 ， He = 22.15 ，H= 0f，3= -5.44Pr gP4= 16.71m P= 1.64

10、105 Par g42 分四、15 分解：在降尘室中能够完全被分别出来的最小颗粒的沉降速度为：u = Vs3= 0.3tbl10m/s2 分承受试差法：假设沉降在滞流区，用斯托克斯公式求最小颗粒直径，即18mu18 2.6 10-5 02.3d=min(r - rt)= 6.9110-5 m = 69.1 ms3 分核算沉降流型：g3000 9.81mdu r6.91 10-5 0.3 0.75Ret3 分=min t= 0.5982.6 10-5原设在滞流区沉降正确，求得的最小粒径有效。需设置的水平隔板层数： 10 m 颗粒的沉降在滞流区，用斯托克斯公式计算沉降速度，即d 2 (ru =s-

11、 r g10 10-6 3000 9.81)()2= 6.29 10-3t3 分18m18 2.6 10-5m/sVn =s-1 =3-1 = 46.69所 以：4 分五、20 分blut10 6.29 10 -3， 取47层 隔 板解 ： 热 负 荷 ： Q=W r =500 270=1.35 105kJ/h=37.5kW1 12 分 冷 却 水 用 量 ：2 分m=Q=1.35 105= 1078.1kg / h2C (t- t )4.174 (45 - 15)P 2211 分Dt= T - t= 80 -15 = 65；Dt= T - t= 80 - 45 = 351122Dt=mDt-

12、 Dt12Dt= 65 - 35 = 48.4665所以：2 分总传热系数K ：oln(1 )Dt2ln() 35WV=22r=1078.13600 995.7= 3.008 10-4 m3 / s1分V4 3.008 10-4u=2 = 0.9574m / s2Ap 0.0221分Re= dur = 0.02 0.9574 995.7 = 2.380 104m0.80110-3 104 为湍流1 分P C m 4174 0.801103 5.410 0.7,160Prl0.6181分N a di 0.023R 0.8 P0.40.0232.380 1040.8 5.4100.4143.31uler2 分a Nu l143.31 0.6184428.4W /(m 2 K)id0.02i1 分1KO=doa d+ 10.025iia=1o4428.4 0.02104+= 3.82310-4 m2 K / W2 分K= 2615.97W /(m 2 K)O1分换热器长度L：A=OQK DtO=37.5 1032615.97 48.46= 0.2958m2= pd Lom2分L = AO= 0.2958 = 3.766mpdo0.025p1分