山东大学网络教育 069#——化工原理 考试试题及参考答案

1、复习资料答案由班委整理上传，仅供参考，2、请学生打印模拟试题考试后作为作业上交化工原理（1）一一、填空：（1）层流条件下，管径一定时，阻力损失与流量（一）次方成正比；流量一定时，阻力损失与管径（二）次方成反比。

（2）离心泵的轴功率随流量的增大而（上升），启动离心泵前应（关闭出口阀），以减少启动电流，保护电机。

另外，离心泵启动前，还要(向壳内灌满液体)，否则就会造成（气缚）现象。

（3）层流时，圆管内的流速呈（抛物线）分布，u/umax=(0.5)；当温度升高时，处于层流状态的空气的阻力损失（增大）。

（4）往复泵的流量与压头（无关），需采用（旁路调节）调节流量。

（5）研究流体流动时，常将流体视为由无数分子集团所组成的（连续介质），其目的是为了摆脱（复杂的分子运动），而从（宏观的）角度来研究流体的流动规律。

（6）在化工生产中，流体静力学基本方程式主要应用于（压强与压强差的测量），（液位的测量），（液封高度的计算）。

（7）离心分离因数Kc=（UT 2/Rg）,若旋转半径R=0.4m，切向速度uT=20m/s时，则Kc=（102）,结果表明在上述条件（离心效果不好）。

（8）通过三层平壁的热传导中，若测得各面的温度t1,t2,t3和t4分别为500℃,400℃,200℃和100℃，则各平壁层热阻之比（R1:R2:R3:R4=5:4:2:1）（假设各层壁面间接触良好）。

（9）为了减少辐射热损失，可采用（设置隔热挡板）方法，而且材料的黑度（越低），散热愈少。

（10）当管壁和污垢热阻可以忽略时，如果当两个对流传热系数相差较大时，要提高K值，关键在于提高（对流传热系数较小一侧）的α。

若两侧α相差不大时，则必须将（两侧的α同时提高）才能提高K值。

二、计算题：1．用降尘室来除去含尘气流中的球形尘粒，颗粒在气流中均匀分布，尘粒密度为3000kg/m3,降尘室长4m，宽2m,高1m。

含尘气流密度为 1.2kg/m3,流量为7200m 3/h ，粘度为3×10-5Pa ·s,设在斯托克斯区沉降，试求：()()()()()mmg u d sm H u Su H mmmg u d g d u sm bl V u s t t t s t s t s t 0479.081.92.13000125.01031818/125.045.0425.010.550%150%H H %5020677.081.92.1300025.010*******/25.04236007200)1(155min 2=⨯-⨯⨯⨯=-'==='='====⨯=⨯='=⨯-⨯⨯⨯=-=-==⨯⨯==--ρρμθθρρμμρρ除去的粒径）可被（径可被完全除去的最小粒：解 2．在3×105Pa 的压强下对钛白粉在水中的悬浮液进行过滤实验，测得过滤常数K=5×10-5m 2/s,q e =0.01m 3/m 2,又测得滤饼体积与滤液体积之比ν=0.08。

现拟用有38个框的BMY50/810-25型板框压滤机处理此料浆，过滤推动力及所用滤布也与试验用的相同。

试求：① 过滤至框内全部充满滤渣所需时间；① 过滤完毕以相当于滤液量1/10的清水进行洗涤，求洗涤时间；③ 若每次卸渣、重整等全部辅助操作时间共需15min ，求每台过滤机的生产能力（以每小时平均可得多少m 3滤饼计）。

()()hm S d dV V s m q q KA d dV d dV V S K qq q K qq q m m A V q m m m ww w e w www e e /9.513015414549623.03600T V 3600Q 34141088.179.7101/1088.101.0156.0886.491058254910501.0156.02156.022/156.086.4979.79.778.0023.60V 6.84938281.0A 623.0025.03881.0123333552222332232=⨯++⨯===⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⨯=+⨯⨯⨯=+=⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛==⨯⨯⨯+=+==+======⨯⨯==⨯⨯=----饼）过滤机的生产能力（）洗涤时间（由恒压过滤方程式滤液体积过滤面积）滤框总容积：（解θθθθθθθ3．有一管长为2m 的列管冷却器，将油从150℃冷却到100℃，冷却水的进口温度为15℃，出口温度为40℃，油和水作并流流动，若用增加管长的办法，使油的出口温度降到80℃。

设油和水的流速、进口温度及冷却器的其它尺寸均保持不变，问新冷却器的管长应等于多少才能满足要求？（假设Cp 比热不随温度而变）。

()()()()()()()()mL t dL n t dL n Ln t Ln t t t Ln t t t t t t t C C C C t t C T T C m m m m m m pc c ph h pc c ph h pc c ph h 71.375K K Q Q 81.69301353013547.92601356013550154015100150100150KS Q C5015257050215W 80150W 11540W 100150W W W 322211212112121221==∆∆==-=∆=-=∆∆∆∆-∆=∆→→→→∆=︒=-=-=--=--=-ππ所以所以及由则：根据解化工原理（1）二一、填空题：（1）在流体流动中，圆形直管内流体滞流时的速度分布为（抛物线）形状，且平均速度u 与管中心最大速度u max 之比等于（0.5）；湍流时的速度分布为（管中心较均匀，靠管壁处骤降）。

（2）有一串联管道，分别由管径为d 1与d 2的两管段串联而成，d 1<d 2。

某流体稳定地流过该管道。

今确知d 1管段内流体呈滞流，则流体在d 2管段内的流型为 （层流）。

（3）离心泵的工作点是（N-Q ）曲线与（η-Q ）曲线的交点；离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵发生（气蚀）现象。

（4）离心泵无自吸作用，开泵前要先（向壳内灌满液体），以防止（气缚）现象的产生。

（5）在列管式换热器中，用饱和水蒸气加热空气，则传热管的壁温接近（饱和水蒸气的温度），总传热系数K 的值接近（空气的传热系数）。

（6）为了减少辐射热损失，可采用（设置隔热挡板）方法，而且材料的黑度（越低），散热愈少。

（7）某球形颗粒在一定密度及黏度的空气中沉降,若处于滞流沉降区,当空气温度升高时,空气的黏度（增大），颗粒的沉降速度（减小）。

（8）测定流量常用的流量计有（孔板流量计）、（文丘里流量计）、（转子流量计）。

（9）降尘室的生产能力只与降尘室的（长度）和（宽度）有关，而与（高度）无关。

（10）工业过滤一般采用（恒压）过程最合理。

过滤常数的测定一般在（恒压过滤实验中）进行。

二、计算题：1．某车间用离心泵将原料送到塔中，如附图所示。

塔内压强为491kPa（表压），槽内液面维持恒定，其上方为大气压。

槽内液面和塔进料口之间的垂直距离为20m，假设输送管路的阻力损失为5m液柱，料液的密度为900kg/m3,管子内经皆为25mm，送液量为2000kg/h。

试求：（1）泵的有效功率；（2）如果泵的效率是60%，求其轴功率。

().733.07336.08.439N N 28.439360020007.791N /3600/2000/7.7912W /26.14360020000/9004910,20,02222111121221212221321212122222111kW W W w W skg w kgJ h u g p p z z g sm d A w u u m kg kP p p m z z h u p gz W u p gz e s e e s f e saf e =====⨯====++-+-==⨯⨯⨯========+++=+++--∑∑--ηρρπρρρρ）泵的轴功率为（则泵的有效功率为方程式，得将已知数据代入柏努力（表压），（表压），其中：方程式：在两截面之间列柏努力截面，，料液进塔处为截面，兼做基准水平面）取料液槽液面为：（解2．用板框过滤机恒压过滤某水悬浮液，滤框共10个，其规格为810×810mm ，框的厚度为42mm 。

现已测得过滤10分钟后的滤液1.31m 3，再过滤10分钟，共得滤液1.905m 3。

滤饼体积和滤液体积之比为0.1。

试计算： ①将滤框完全充满滤饼时所需的时间（h ）; ②若洗涤时间和辅助时间共45分钟，该装置的生产能力（以每小时滤饼体积计）。

()()e e c K q q mA V q mA V q m m m m θθ+=+=======⨯⨯=====⨯==⨯2221122333215.012.13905.11.012.1331.12.1131021.80A (6.72V V76.20.10276.0100276.0V 10276.0042.001.8012恒压过滤方程式过滤面积：滤液）滤液体积滤饼体积个框所得滤饼的总体积一个框的体积：时所需的过滤时间）将滤框完全充满滤饼（：解()()()()()()h m V T h m q q q K q K q K q c c e e ee e e e e /9.105.702.7076.20V Q )2(2.70,0.2113.122.76A V 357.0101.75105.2357.0,105.2,101.75K 120015.06001.035-2335-222=+=++======+⨯=⨯+=⨯=⨯==+=++=+--附洗生产能力则当过滤时间过滤基本方程式：解得：θθθθθθθθθ3．常压贮槽中盛有石油产品，其密度为760kg/m3,粘度小于20cst 。

在贮存条件下的饱和蒸汽压强为80×103Pa 。

现拟用65Y —60B 型油泵将此油品以15m3/h 的流量送往表压为177×103Pa 的设备内。

贮槽液面恒定，设备的油品入口比贮槽液面高5m ，吸入管路和排出管路的全部压头损失分别为1m 和4m 。

试核算该泵是否合用。

若油泵位于贮槽液面以下1.2m 处，问此泵能否正常操作？当地大气压按101.33KPa 计。

附：65Y —60B 型油泵性能参数如下：流量 m3/h 19.8 扬程 m 38 效率 % 55 轴功率 KW 3.75 允许气蚀余量 m 2.6()()()说明泵能正常操作。

油泵的实际安装高度为则：式中：算允许安装高度，即蚀现象，可应用下式计能否避免汽的安装高度是否合适，否正常操作，应核算泵根据已知条件考虑泵能型油泵合用。