化工原理上册模拟试题试题(1-4)及答案

化工原理上册试题一
[一]
1．多项选择题：
（1）X01a05034
①某液体在内径为 d0 的水平管路中稳定流动，其平均流速为 u0，当它以相同的
体积流量通过等长的内径为 d（2 d2＝d0/2）的管子时，则其流速为原来的
。
A．2 倍
B. 4 倍
C. 8 倍
D. 16 倍
② 若流动为完全湍流（阻力平方区），则压降∆P 是原来的
dq 8V
或 a＝5/80
θw＝8aθ＝8×5/80×4＝2h
[五] j05b10045
（1）根据所给数据，杜林曲线的斜率=(108-87.2)/(100-80.9)＝1.089
设溶液的沸点为 t1 (87.2-t1)/(80.9-68.7)＝1.089
沸点升高∆′＝73.9-68.7＝5.2℃
解得 t1＝73.9℃
③ 因次分析法的目的在于
。
A．得到各变量间的确切定量关系 B. 得到各无因次数群的确切定量关系
C．用无因次数群代替变量，使实验数与关联工作简化 D．用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠
2．填空题
（1）t01a05149
对如图所示的测压装置，分别写出∆P＝P1-P2 的计算式。
（a）图∆P
， （b）图∆P
。
A． 颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率
B． 颗粒群中最小粒子的分离效率
C． 不同粒级（直径范围）粒子分离效率之和
D． 全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率
（2）x02a05022
① 将含晶体 10％的悬浮液送往料槽宜选用
。
A．离心泵 B. 往复泵 C. 齿轮泵 D. 喷射泵
② 某泵在运行 1 年后发现有气缚现象，应
耐火砖的黑度。
A．大于 B. 等于 C. 不能确定是否大于 D. 小于
③ 在一列管式加热器中，壳程为饱和水蒸汽冷凝以加热管程中的空气。若空气
流量大 10％，为保证空气出口温度不变，可采用的办法是
。
A．壳程加折流挡板，增大壳程 α 值；
B．将原先的并流改为逆流流动以增大∆tm； C．开大蒸汽进口阀门以便增大水蒸汽流量；
强为 0.03MPa（绝压），该压强下水的蒸发潜热 r’＝2335KJ/Kg，蒸发器的传热面
积 A＝12m2，总传热系数 K＝800 W/m2·℃。试求：
（1） 计算由于蒸汽压下降而导致的温度差损失。
（2） 加热蒸汽冷凝液在饱和温度下排出，并忽略损失和浓缩热时，所需要的
加热蒸汽温度。
已知数据如下：
压强(MPa)
化工原理上册试题二
[一]
1. 多项选择题：
（1）x03a05103
① 在讨论旋风分离器分离性能时，临界直径这一术语是指
。
A． 旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径
B． 旋风分离器允许的最小直径
C． 旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径
D． 能保持滞流流型时的最大颗粒直径
② 旋风分离器的总的分离效率是指
D． 送水量增加，泵的轴功率下降。
（3）x04b05039
① 在列管换热器中，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 B. 甲乙均无理 C. 甲合理，乙无理 D.乙合理，甲无理
② 已知当温度为 T 时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度
´ 14170 0.8
´ 1.094 0.4
=
36.3 W
/ m2
× °C
1 Ki
=1 ai
+ di aodo
Þ
1 Ki
=
1 + 24 36.3 11630 ´ 26
Þ Ki
= 36.2W / m2 × °C
Q = mC pDt = 850 ´1.005 ´103 ´ (60 - 20) = 3.417 ´105 kJ / h = 94.92KW
（2）蒸发水量 W＝F(1－x0/x1)＝1200×(1-0.2/0.4)＝600Kg/h 蒸发器的热负荷
Q＝FCp(t1－t0)＋Wr′ ＝(1200/3600)×3.86×(73.9-40)＋600/3600×2335
＝432.8Kw
所需加热蒸汽温度 T： Q＝KA(T－t1) T＝Q/(KA)＋t1=432800/(800×12)+73.9=119℃
积水现象，使 K 减小。
（4）t03b05014
① 四分之一
② Ut＝d2(ρg－ρ)g/(18µ)
层流区 或 10-4<Ret<1
[二] j01c20192 解 （1） u1＝3.78×10-3/(0.785×0.042)＝3m/s
u2＝1/4 u1＝0.75m/s 在 1－1、2－2 截面列柏式：
（a）∆P＝Rg(ρm－ρ) （c）∆P＝Rg(ρA－ρB) （2）t02a05009
（b）∆P＝Rgρ （d）∆P＝P1－P2＝Rgρm－hgρ
① 离心泵给单位质量的液体所提供的能量。
② 出口阀门
支路阀门
（3）t02a05234
传热速率下降引起。根据 Q＝KA∆tm 分析，可能有几种情况：①.蒸汽压力 下降，∆tm 减小；②.蒸汽侧有不凝气，使冷凝传热系数 αo 大幅度地下降，K 减 小；③. 水侧污垢积累，污垢热阻增大，K 减小；④. 冷凝水排除器不通畅，有
B． 颗粒均匀，坚硬，不可压缩
C． 颗粒分布广，坚硬，不可压缩
D．颗粒均匀，可压缩，易变形
（3）X02a05106
① 离心泵停车时要
。
A． 先关出口阀后断电
B. 先断电后关出口阀
C. 先关出口阀先断电均可 D. 单级式的先断电，多级式的先关出口阀
② 离心泵的工作点
。
A．由泵铭牌上的流量和扬程所决定 B. 即泵的最大效率所对应的点
，
（c）图∆P
， （d）图∆P
。
（2）t02a05009
① 离心泵的扬程含义是
。
② 离心泵常采用
调节流量，往复泵常采用
调节流量。
（3）t02a05234
通过一换热器，用饱和水蒸汽加热水，可使水的温度由 20℃升高至 80℃，现发
现水出口温度降低了，经检查水的初温与流量均无变化，可能的原因是
。
（4）t03b05014
不变） 气体物性为：Cp＝1.005KJ/Kg·℃，ρ＝1.128Kg/m3，λ＝1.754×10-2W/ m2·℃，µ＝ 1.91×10-5Pa·s。
[四] j03b10066 某板框过滤机的过滤面积为 0.4m2，在恒压下过滤某悬浮液，4hr 后得滤液 80m3，过滤介质阻力可略去不计。试求： ① 若其它情况不变，但过滤面积加倍，可得多少滤液？
即 4.22－hf＝1.668
hf＝2.552J/Kg （2）若将粗管一端抬高∆Z，管段成斜放置，而流量仍保持不变
静力学方程式得：(P2－P1)/ρ 水－∆Zg＝Rg 由 1－1 与 2-2 截面间列柏式得 (P2－P1)/ρ 水－∆Zg＝u12/2－u22/2－hf＝4.22－hf 管线倾斜后，流经扩大管的摩擦损失 hf 不变， 故管线倾斜后 R 读数不发生变化。
D．开大蒸汽进口阀门以便提高加热蒸汽压力。
（4）x01a05041
① 层流与湍流的本质区别是：
。
A． 湍流流速大于层流流速；
B． 流道截面积大的为湍流，截面积小的为层流；
C． 层流的雷诺数小于湍流的雷诺数；
D． 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。
gZ1＋P1/ρ＋u12/2＝gZ2＋P2/ρ＋u22/2＋hf Z1＝Z2＝0（以过管轴线的水平面为基准面） (P2－P1)/ρ＝(u12/2－u22/2)－hf＝(32-0.752)/2－hf
由静力学方程：P1－Rρ 气 g－Rρ 水 g
(P2－P1)/ρ 水＝Rg＝0.17×9.81＝1.668
解得：t2′＝55.85℃
[四] j03b10066
（1） V2＝KS2θ
ççèæ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
V2 V1
÷÷øö 2
=
ççèæ
S2 S1
÷÷øö 2
V2/802＝0.82/0.42
（2）V2/802＝2/4
ççèæ
V2 V1
÷÷øö 2
=
q2 q1
所以 V＝80/(21/2)＝55.6m3
（3）KS2＝V2/θ＝802/4＝1600m6/h
Dt m
=
Dt2 - Dt1 ln Dt2
=
(120 - 20) - (120 - 60)
ln 120 - 20
=
78.3°C
Dt 2
120 - 60
Si
=
Q KDt m
= 94.92 ´1000 36.2 ´ 78.3
= 33.5m2
（2）气体流量增加一倍而直径不变，则流速变成之前的两倍： αi′＝αi×20.8＝63.2 W/m2·K 可得，K′＝62.9 W/m2·K
0.101
0.05 0.03
溶液沸点(℃)
108
87.2
纯水沸点(℃)
100
80.9 68.7
化工原理上册试题一答案
1． 多项选择题：
（1）X01a05034
① B； ②D
（2）X03a05100
① C； ②B
（3）X02a05106
①A
②D
（4）X04b05038
①B
②C
③C
2．填空题
（1）t01a05149
C. 由泵的特性曲线所决定 D. 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点
（4）X04b05038
① 用常压水蒸汽冷凝来加热空气，空气平均温度为 20℃，则壁温约为
。
A．20℃ B.100℃ C. 60℃ D. 49.7℃
② 高翅片管加热器一般用于
。
A．两侧均为液体
B. 两侧流体均有相变化
C．一侧为气体，一侧为蒸汽冷凝 D. 一侧为液体沸腾，一侧为高温液体
。
A．停泵，向泵内灌液
B. 降低泵的安装高度
C．检查进口管路有否泄漏现象 D. 检查出口管路阻力是否过大
③ 用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工作，开大
出口阀门，将导致
。
A． 送水量增加，整个管路压头损失减小；
B． 送水量增加，整个管路压头损失增大；
C． 送水量增加，泵的轴功率不变；
[三] j04c20132 在单程列管换热器内，用 120℃饱和蒸汽将流量为 850Kg/h 的气 体从 20℃加热到 60℃，气体在管内以 10m/s 流动，管子为 Ф26×1 的铜管，蒸汽 冷凝膜系数为 11630W/m2·℃，管壁和污垢热阻可不计，试计算： A） 传热内表面积； B） 如将气体流量增加一倍，气体出口温度为多少？（气体进口温度和气体物性
② 若其它情况不变，但操作时间缩短为 2hr，可得多少滤液？ ③ 若在原表压下过滤 4hr 后，再用 5m3 水洗涤滤饼，需多长洗涤时间？设滤液 与水性质相近。
[五] j05b10045 通过连续操作的单效蒸发器，将进料量为 1200Kg/h 的溶液从
20％浓缩至 40％，进料液的温度为 40℃，比热为 3.86KJ/（Kg. ℃），蒸发室的压
因为 V2＝KS2θ 2VdV= KS2dθ
所以 V＝80×2＝160m3
dV = KS 2 dq 2V 由于板框过滤机的水洗速率是过滤终了后过滤速率的四分之一
dVW = dV = KS 2 dq 4dq 8V
qW
= VW dVW
= VW KS 2
= 8VVW KS 2
= 8 ´ 80 ´ 5 = 2h 1600
。
A．4 倍
B. 8 倍
C. 16 倍
D.32 倍
（2）X03a05100
① “I 在一般过滤操作中，实际上起到主要介质作用的是滤饼层而不是过滤介质
本身”、“滤渣就是滤饼”则：
。
A．这两种说法都对
B. 两种说法都不对
C．只有第一种说法对
D. 只有第二种说法正确
② 助滤剂应具有以下性质
。
A．颗粒均匀，柔软，可压缩
① 板框过滤机的洗涤速率为最终过滤速率的
。
② 计算颗粒沉降速度 Ut 的斯托克斯式为 的情况。
，此式适用于
[二] j01c20192 如图，水以 3.78L/s 的流量流经一扩大管段，已知 d1＝40mm， d2＝80mm，倒 U 形压差计中水位差 R＝170mm，试求：① 水流经扩大管段的摩 擦损失 hf。②如将粗管一端抬高，使管段成倾斜放置，而流量不变，问此时 R 读数有何变化？
[三] j04c20132
（1） Re
=
dur m
=
0.024 ´10 ´1.128 1.91 ´ 10 -5
= 14170
Pr
=
C pm l
=
1.005 ´103 1.754
´1.91´ ´ 10 - 2
10
-5
= 1.094
ai
=
0.023 l d
Re 0.8
Pr 0.4
=
0.023´ 1.754 ´10-2 0.024
Ki¢Si Dtm = m¢C p (t2 - t1 )
62.9
´
33.5
´
[100
-
(120 -
100
t2
)]
=
2
´
850
´1.005 ´
(t 2
-
20)
ln
120 - t2
解得 t2＝55.84℃
或令 Ki~αi
Ki/Ki′＝(1/2)0.8＝0.575
KiSi∆tm/(Ki′Si∆tm′)＝mCp(t2－t1)/2m Cp(t2′－t1)