昆工化工原理考试题-上

∴ Ａ逆＝3.332×１０5/[(2000/1000)×32.75×3600]＝1.41 (m2) . πｄ0 L＝1.41
3.14×0.18×L＝1.41 ∴ L 逆＝2.5 (m ) Ａ并＝3.332×１０5/[(2000/1000)×27.93×3600]＝1.66 (m2) 3.14×0.18×L 并＝1.66
2，尽量少用粗糙度大的管子，以降低λ。
1分
3，阀门、弯头等管件尽可能少，或选用较低阻力系数的管件，以降低 le 或ζ。 1 分 2.简述逆流操作的换热器的主要优缺点。
答：优点：
1. 传热推动力△tm 较大，大于其它方式的操作。
1分
2. 在同等操作条件下，逆流可以节省换热面积，缩小换热器尺寸。若同一换热器则可
在两截面间做能量衡算：
2分
gZ1+(p1/ρ)+(u12/2)+he=gZ2+(p2/ρ)+(u22/2)+Σhf 2 分
∵Z1=0 Z2=6m p1=0 p2=0.2 MPa u1=u2=0
2分
he=g·Z2+(p2/ρ)+Σhf
2分
Σhf=λ(ΣL/d)(u2/2)
2分
u=V/[(π/4)d2]=( 2.5×10-3)/(0.7852 ×0.0342)=2.75m/s
正常操作现象吗？为什么？
2.简述并流操作换热器的主要优缺点。
八、 计算题（50 分）
1.(15 分) 如图所示是一输水系统。已知: 管路总长度(包括所有局部阻力当量长度)为
100m，压力表为 80m, 管路摩擦系数 λ=0.025，管子内径为 0.05m，水的密度 ρ=1000kg/m3,
。
A 清洗比较方便；B 流速较快；C 流通面积小；D 易于传热。
7．过滤常数与
无关。
A．滤液的黏度
B．过滤面积 C．滤浆的浓度 D．滤饼的压缩性
8．当其它条件都保持不变时，提高回转真空过滤机的转速，则过滤机的生产能力 。
A．提高
B．降低
C．不变
D．不一定
三、 简答题（10 分，每小题 5 分） 1.简述降低管路系统阻力的途径。 2.简述逆流操作的换热器的主要优缺点。 四、 计算题（50 分） 1.（20 分）如图所示管路，用一台泵将液体从低位槽送 往高位槽。输送流量要求为 2.5×10-3m3/s。高位槽上方 气体压强（表压）为 0.2MPa，两槽液面高差为 6m，液体 密度为 1100kg/m3。管道 Φ40mm×3mm，总长（包括局部 阻力）为 50m，摩擦系数 λ 为 0.024。 求： （1）泵给每牛顿液体提供的能量为多少？ （2）若泵的效率为 70%，求泵的轴功率是多少？
J/s
2分
N
轴
=Ne/0.7=529.30/0.7=756.14W
2分
2. （15 分）解：（1）所需滤框数
由已知的过滤时间和相应的滤液体积，利用恒压过滤方程式求过滤面积。再由滤框尺寸
确定所需的滤框数。将有关数据代入恒压过滤方程式并整理得到
A=((V2+V)/Kθ)0.5=16.67m2
2分
又 A=2×0.6352n
和
。
4.能全部反射辐射能的物体称为
；同温度下，黑体与灰体相比，发射能力最大
的是
，吸收能力最大的是
。
5.降尘室的设计原则是
大于等于
。
6.理论上降尘室的生产能力与
和
有关，而与
无关。
二、 选择题（20 分，每空 2 分）
源自文库
1.离心泵的轴功率
。
Ａ.在流量Ｑ＝０时最大 Ｂ.在扬程Ｈ最大时最大
Ｃ.在流量Ｑ＝０时最小 Ｄ.在设计点处最小
作层流流动时，最大速度与平均速度的关系是 umax=
u；湍流流动时，则 umax=
u。
2. 离心泵产生汽蚀的原因是
。离心泵启
动前必须
，以防止
现象发生。
管路特性曲线与离心泵特性曲线的交点称为
，若需改变这一交点
的位置，常用
的方法改变管路的特
性曲线，或采用
的方法改变泵的特性曲线。
3.热传递的基本方式有：
、
一、填空题（20 分，每空 1 分）
1. 管中轴
2 , 1.25
2. 由于泵的安装高度过高，吸入口压力过低，致使液体汽化，效率大幅度下降；
灌泵
气 缚 离心泵的工作点 阀门调节流量 调节转速或车削叶轮
直径
3.热 传 导 热 对 流 热 辐 射
4. 镜（白）体 黑 体 黑 体
5．气流通过降尘室的时间，颗粒沉降所需的时间； 6．降尘室的底面积，颗粒的沉降速度，降尘室高度；
2分
3.（15 分）解：冷却水用量 Ｗh ＣP h (Ｔ1 -Ｔ2 )＝Ｗc ＣP c (ｔ2 -ｔ1 )
3500×2.38×(100-60)＝Ｗc× 4.17×(50-40) Ｗc ＝7990Kg/h
Δｔ逆＝(50-20)／ｌｎ(50/20)＝32.75℃ Δｔ并＝(60-10)／ｌｎ(60/10)＝27.93℃ Ｑ＝ＫＡΔｔm Ｑ＝7990×4.17×(50-40)=3.332×１０5KJ/h
以增大热负荷。
1分
3. 在同等操作条件下，逆流可以节省加热剂或冷却剂的用量。
1分
缺点：
1. 加热剂或冷却剂的出口温度 T2 或 t2 不易控制（对一些热敏性物料加热不利）。1 分
2. 对粘度较大的物料的加热不利。
1分
四、计算题（50 分） 1.（20 分）解： ①选取 1-1 与 2-2 截面，并以 1-1 截面的基准面。
B．增加
C．减小
D．不确定
7、降尘室的设计中，应保证气体在降尘室内的流动处于
。
A．层流
B．过渡流
C．湍流
D．无限制
8、在重力场中，微小颗粒的沉降速度与
无关。
A．颗粒几何形状 B．粒子几何尺寸 C．流体与粒子的密度 D．流体流速
七、 简答题（10 分，每小题 5 分）
1.简述离心泵“气缚”、“汽蚀”现象产生的原因？如何防止？往复泵也会出现这些不
、
、
几个
阶段，工业生产上，一般控制在
阶段。
5.蒸汽冷凝的方式有
和
，工业上常采用
。
6. 过滤方式主要有
和
。
六、 选择题（20 分，每空 2 分）
1.不可压缩流体在 d0 的水平管中作稳定流动，平均流速为 u0，现流量不变，而管径改
用 d1=d0/2，则通过管内的平均流速为原来的
倍，若流动处于层流状态，通过相
却水入口温度 t1 一定，如果增加冷却水用量，则 Q
，K
，t2
。
A：增大 B：不变 C：减小 D:不能确定
5.冷热流体分别在列管换热器的管程 i 和壳程 o 中流动，若аi 远小于аo，则列管的壁
温接近于
的温度。
A：冷流体 B：热流体 C：无法确定
6．在管壳式换热器中，不洁净和易结垢的流体宜走管内，因为管内
3、一套管换热器，环隙为 120℃蒸汽冷凝，管内空气从 20℃被加热到 50℃，则管壁温
度应接近于
。
A：35℃ B：120℃
C：77.5℃
D：50℃
4、流体在圆形直管内作强制湍流时，其对流传热系数与雷诺数 Re 的 n 次方成正比，其
中 n 的值为
.
A.0.5
B.0.8
C.1
D.2
5、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，下面两项判断是否合理。甲：传热管的
壁温将接近加热蒸汽温度。乙：换热器总传热系数Ｋ将接近空气侧的对流传热系
数
。
Ａ. 甲、乙均合理 Ｃ. 甲合理，乙不合理
Ｂ. 甲、乙均不合理 Ｄ. 乙合理，甲不合理
6、 一球形固体颗粒在空气中作自由沉降，若沉降在斯托克斯定律区，空气的温度提高
时，颗粒的沉降速度将
。（忽略温度变化对空气密度的影响）
A．不变
2.（15 分） 用板框过滤机在恒压下过滤某种悬浮液。测得过滤方程式为 V2+V=6×10-5A2 θ（ θ的单位为 s）试求（1）欲在 30min 内获得 5m3 滤液，需要边框尺寸为 635mm× 635mm×25mm 的滤框多少个？（2）过滤常数 K、qe
3.（15 分） 在内管为φ189×10mm 的套管换热器中，将流量为 3500kg/h 的某液态烃 从 100℃冷却到 60℃，其平均比热 CP 烃=2.38kJ/kg.℃， 环隙走冷却水，其进出口温 度分别为 40℃和 50℃，平均比热Ｃp 水＝4.17kJ/kg.℃，基于传热外面积的总传热系 数 K0=2000W/m2·℃, 设其值恒定, 忽略热损失。 试求： A)冷却水用量；
2分
则 n=20.67
实际取 21 个滤框，则实际过滤面积为
2分
A=2×0.6352n=16.94m2
1分
（2）过滤常数
恒压过滤方程式为 V2+2VVe=KA2θ
2分
该式与题給恒压过滤方程式相比较可得：
K=6×10-5m2/s
2分
2Ve=1 即 Ve=0.5m3
2分
qe=Ve/A=0.5/16.94=0.030m3/m2
2分
Σhf=0.024×(50/0.034)(2.752/2)=133.46J/kg
2分
泵给每牛顿液体提供的能量为
He=he/g=Z2+(p2/ρg)+Σhf/g=6+0.2×1000/(1100×9.81)+ 133.46/9.81=19.62 J/N
2
分
②
Ne=Ms×He×g=2.5×10-3×1100×19.62×9.81=529.30
同管长的压降为原来的
倍，若流动处于阻力平方区，通过相同管长的压降又为原
来的
倍。
A.2 倍； B.4 倍； C.8 倍; D.16 倍 E.32 倍
2.离心泵内有较多的空气时，就不能输送液体，这是由于
。
A.气体的密度比液体的密度小 B.气体的粘度比液体的粘度小
C.气体比液体容易起旋涡
D.气体破坏了液体的连续性
评分
阅卷
一、填空题（20 分）
1. 2.
3.
4.
5.
6.
二、选择题（20 分）
1.
2.
3.
4.
、
、
5.
6.
7.
8.
三、简答题（10 分） 1.简述降低管路系统阻力的途径。
答：
2.简述逆流操作换热器的主要优缺点。 答：
四、计算题（50 分） 1. 解：
化工原理 A 卷答案及评分标准(07-08)
（各章比例：流体及机械 38%、沉降过滤 24%、传热 38%）
2.在完全湍流区，粗糙管的摩擦系数λ数值________。
A.与光滑管一样；B.只取决于 Re；C.只取决于相对粗糙度；D.与粗糙度无关。
3 多层平壁导热时，各层的温度差与各相应层的热阻所呈关系是
。
A.反比 B.正比 C.不确定 D.没关系，
4 在套管换热器中用冷却水冷却热流体，热流体质量流量和出入口温度 T1、T2 一定，冷
五、 填空题（20 分，每空 1 分）
1. 流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的____
倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的__________倍。用ζ计算
突然扩大和突然缩小的局部阻力损失时，通常按
管内的流速计算动能项。
2. 离心泵的轴功率Ｎ轴，有效功率（理论功率）Ｎe，与效率η间的关系是＿＿＿＿
二、选择题（20 分，每空 2 分） 1. C 2. C 3. B 4. B A C 5. B 6. A 7. B 8． A
三、简答题（10 分）
1.简述降低管路系统阻力的途径。
答：由流动阻力计算公式 ∑ hf
∑ = λ (l + le ) u 2
d2
可以从以下几方面着手：
2分
1，在满足生产任务的前提下，管子尽可能短管径尽可能大，以降低 l 、u。 1 分
昆 明 理 工 大 学 试卷（ A ）
系
专业
级 2007～2008 学年 一 学期
考试（查）科目：化工原理（上）
考试（查）时间：2007 年 12 月 24 日
学生姓名：
学号：
提示：请在《答题卡》上作答，否则无效！！
一、 填空题（20 分，每空 1 分）
1.不可压缩性流体在圆形直管内流动时，质点运动的最大速度处于 线上，当流体
泵的效率包括＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿。产品样本上离心泵
的性能曲线是在一定的＿＿＿＿＿＿下，输送＿＿＿＿＿＿＿时的性能曲线。泵铭牌上
的轴功率和允许吸上真空高度是指＿＿＿＿＿＿＿时的数值。
3.根据斯蒂芬—波尔兹曼定律，黑体的绝对温度增加一倍,其辐射能增加 倍。
4.大容积（器）饱和沸腾曲线α－△t 可分为
B)分别计算两流体为逆流和并流情况下的平均温差及所需管长。
昆 明 理 工 大 学 试卷（ A ）
答．题．卡．
院
系
专业
2007～2008 学年 一 学期 考试 科目：化 工原理（上 ）
命题人： 黄 云 华
考试时间：2007 年 12 月 24 日
学生姓名：
学号：
题 号 一 二 三 四.1 四.2 四.3 总 分
2分 1分 1分 2分 2分 1分 1分
2分 1分
∴ L 并＝2.93 (m )
2分
昆 明 理 工 大 学 试卷（ B ）
系
专业
级 2007～2008 学年 一 学期
考试（查）科目：化工原理（上）
考试（查）时间：2007 年 12 月 24 日
学生姓名：
学号：
提示：请在《答题卡》上作答，否则无效！！