国开化工原理(上)复习资料1-计算题.docx

《国开化工原理(上)复习资料1-计算题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《国开化工原理(上)复习资料1-计算题.docx（6页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、化工原理（上）复习资料11.单选题（每题3分）1）并联管路中流体作层流流动。若两支管的内径之比为2: 1、长度之比也为2: 1 （包括所有局部阻力的当量长度），则两管内的流速之比匕/匕为（）oA. 2B.4C. 8D. 16答案：C2）若保持离心泵的效率不变，将其叶轮直径增加5%,则其压头增加（）。A. 5%B. 10.2% C. 15.8% D. 21.6%答案：B3）边长为3 mm的正方形颗粒，其体积当量直径为（）。A. 2.18 mmB. 3.72 mm C. 3.91 mm D. 4.13 mm答案：B4）将灰体表面的热力学温度升高为原来的2倍，则其辐射能力较原来提高了（ ）oA.8

2、倍 B.15 倍 C.16 倍 D. 32 倍答案：B5）单效蒸发中，将10%NaOH水溶液浓缩至20%,则蒸发量为500kg/h,则原料处理 量为（）oA. 800 kg/hB. 1000 kg/hC. 1500 kg/hD. 2000 kg/h答案：B6）管壳式换热器中设置折流挡板，主要是为了（）。A.增加管程对流传热系数B.增加壳程对流传热系数C.增加传热面积D.固定加热管答案：B7）（）集中了对流传热的主要热阻。A.湍流主体B.缓冲层 C.层流底层D.不确定答案：C2.多选题（每题4分）1）流体在圆形直管内做层流流动，若管径变为原来的2倍，则下列说法正确的是（）oA.管内平均流速变为原

3、来的1/4B.管内流动雷诺数变为原来的1/2C.管内流动摩擦系数变为原来的2倍D.管内流动能量损失变为原来的1/16答案：A、B、C2）随着离心泵输送流体黏度的增加，其（）oA.流量减小B.压头减小C.效率降低D.轴功率降低答案：A、B、C3）在管壳式换热器中用饱和蒸汽冷凝加热水溶液，若冷凝水在饱和温度下排出，则下列说法正确的是（）oA.饱和蒸汽应走壳程B.水溶液应走壳程C.管壁温更接近于饱和蒸汽的温度D.管壁温更接近于水溶液的温度答案：A、C4）多效蒸发与单效蒸发相比，（）oA.温度差损失大B.加热蒸汽经济性高C.生产能力大D.蒸发强度高答案：A、B5）可直接测量流体流量的差压流量计包括（）

4、0A.皮托管 B.孔板流量计C.文丘里流量计D.转子流量计答案：B、C3.判断题（每题3分）1）孔板流量计和转子流量计均为差压流量计。答案：（义）2）离心泵和往复泵在启动前均需灌泵。答案：（义）3）重力降尘室的生产能力主要取决于颗粒的沉降速度和降尘室的高度。答案：（X）4）膜状冷凝的传热系数要明显高于滴状冷凝。答案：（X）5）刮板薄膜蒸发器适合于易结垢溶液的蒸发过程。答案：（J）6）强化传热的关键是减薄层流底层的厚度。答案：（J）7）离心泵在启动前应将出口阀关闭。（）4.主观题（每题16分） 1）在常压下，用离心泵将20 的清水以20 m3/h的流量从贮槽A输送到贮槽B, 两槽的液面维持恒定，

5、两槽液面的高度差如附图所示。贮槽A液面上方真空度 为50 kPa,贮槽B液面上方表压为100 kPa。泵的吸入管管径为108 mmx4 mm, 管长100 m；排出管管径为089 mm义4.5 mm,管长200m （以上长度均包括除了 进、出口之外的所有局部阻力的当量长度）。各管的摩擦系数均为0.02。排出管 上装有一孔板流量计，U管压差计指示液采用水银。泵的效率为75%,输送温度 下水的密度为1000 kg/n?,水银的密度为13.6x103 kg/n?,孔流系数C。为0.6, 孔径为45 mm,当地大气压可取为100 kPa, g可取为lOm/s2。试求（1）泵的轴功率（kW）；（2） U

6、管压差计指示液的读数（mm）。解：（1）取贮槽A的液面作为1-Y截面，贮槽B的液面作为2-7截面，在两截 面间列伯努利方程，得24+gZ?+力 4px - -50kPa （表压），p2=lOOkPa （表压），Zx=6m , Z2 = 10m , / a 0 , u2 0 p = 1000 kg/m3 , g = 10m/s2 ,则叽=郎4）+工%=幽喘产+ 1。、（1。-6）+工外4%+190A =-d =0.785x（0.108 - 0.004x2）2 =7.85xlO-3m2A2 =7 尾=0.785x（0.089-0.0045x2）2 = 5.024x 10-3m2=0.708 m/s

7、=0.708 m/s，一a iA 7.85 xlO-3 x 3600=1.106 m/s=1.106 m/sQ =2。4 - 5.024 xlO-3 x 3600EkEk2(31000.02 x I 0.1八八0.708+ 0.5 x2- = 5.138J/kgu 2(200)0.02x- + 1.0 xI0.08)2- = 31.193J/kgE% +Z%,2 = 5.138+ 31.193 = 36.331J/kg贝 ij 也=36.331 +190 = 226.331J/kg ws=Kq = 20/3600 xlOOO =5.56kg/sM = vv W = 5.56 x 226.331

8、 = 1258 .4WN = Njr) = 1258 .45/75% = 1.68kW VS=COAO VS=COAO2gR(pA P)UP(20/3600)2 xlOOO-0.133m = 133mmA。=0.785x00452 =1.6x1。-3m22gC；A：(夕a一夕)2xl0x0.62 x(1.6x 10-3丫 *。36Oo-1000)2)在单程管壳式换热器中，用160C的饱和蒸汽加热将某低黏度水溶液从20c 加热到100C,冷凝水在饱和温度下排出。水溶液流量为2x104 kg/h,比热容为 3.0 kJ/ (kg- )o换热管直径为25 mmX2.5 mm,管长3m, 100根。蒸

9、汽冷凝 对流传热系数为LI X 105 W/(m2.C)。热损失，管壁及污垢热阻可忽略，假设流 体在管内呈湍流流动，试求：(1)管内对流传热系数；(2)若水溶液流量增加一倍，其他条件不变，管外冷凝对流传热系数可认为不 变，则水溶液的出口温度变为多少？解：(1) S = ruidj= 100 X 3.14 X 0.025 x 3 = 23.55m2100-20100-20 160-20In160-100=94.4(2 = n4cpc(Z2-) = 2xl04/3600x3.0xl03x(100-20)= 1.33xl06WK = M = iSr598W/(mXC)10.025+ 一0.02%10

10、.025+ 一0.02%11 d。_L_ a。 d-ax 1.1 xlO5% = 752 W/(m2 )(2) a； = 2a=1309 W/(m2-)= 137亚/啕? l.lxlO5 0.02x1309Qf = W；cJtf2-trSAtfmT-t. KfST-tr2% c 160 - 201037 x 23.55 x 3600 八In二；=0.733160-r；4x104 x3000；=92.73)流量为8000 kg/h,比热容为4.18kJ/ (kg-)的某低黏度流体在一单管 程列管式换热器内从20 被加热到100 ,管外的加热热源为110 的饱和水 蒸汽，换热器中是管长4.5 m,

11、直径25 mmx2.5 mm钢管。现测得管内对流传 热系数为470 W/ (m2.)o管外蒸汽冷凝对流传热系数为12.0 kW/ (m2.)o 试求：(1)目前换热器内有换热管多少根。(2)若改用相同材质、相同管长、相同数目的19 mmx2 mm的钢管，经过计 算说明能否完成换热任务。(忽略管壁热阻、污垢热阻和换热器的热损失，并假设流体在管内均呈湍流流 动。)/ 、 ( =x4.18x(100-20)= 743.11解：(1) J 3600 I ) kWa. Ar. - Ar. 90-10 A=aT = To- = 36-41In LIn M 10%- = 364.5712000 + 470x20W/ (m2-)743.11x103 Egg364.57x36.41 m255.987rd(,L= 158.5 159根(2)改用新管后换热面积 So = M/ = 159x3.14xO.O19x4.5 = 42.69 m2aa = (d： /4)T8 =(0.015/0.02)-18 = 1.678 = 1.678x470 = 788.66 W/ (m2- )119119= 591.9112000 + 788.66x15W/ (m2。 = 59L91x42.69x36.41 = 920,0kWQ可以完成换热任务。