化工原理試題及答案

1、中南大學測試試卷A2021 2021 學年2學期時間110分鐘化工原理課程 48學時 3學分測試形式:閉 卷專業(yè)年級:化工制藥應化11級總、分100分,占總評成績_J0 %一、選擇填空35分1?2分某離心泵入口處真空表的讀數為 200mmHg ,當地大氣壓為101kPa,那么 泵入口處的絕對壓強為?A. 74.3kPa; B. 101kPa; C. 127.6kP?2?2分水在圓形直管中作滯流流動,流速不變,假設管子直徑增大一倍,那么阻力 損失為原來的?A. 1/4; B. 1/2;C. 2 彳t?3?4分當地大氣壓為750mmHg時,測得某體系的表壓為100mmHg,那么該體 系的絕對壓強為

2、 Pa,真空度為 Pa?4?2分一球形石英顆粒,分別在空氣和水中按斯托克斯定律沉降,假設系統溫度升高,那么其在水中的沉降速度將 ,在空氣中的沉降速度將 ?5?5分套管由57>2.5mm和 25X 2.5mm：鋼管組成,那么環(huán)隙的流通截面積等于,潤濕周邊等于 ,當量直徑等于 ?6?2分板框壓濾機中,最終的過濾速率是洗滌速率的A.一倍B.一半C.四倍D.四分之一7?4分冷熱水通過間壁換熱器換熱,熱水進口溫度為90oC,出口溫度為50°C, 冷水進口溫度為15oC,出口溫度為53°C,冷熱水的流量相同,且假定冷熱 水的物性為相同,那么熱損失占傳熱量的?A?5%;B?6%;C

3、?7%;D?8%;8?2分為了減少室外設備的熱損失,保溫層外所包的一層金屬皮應該是A?外表光滑,顏色較淺；B?外表粗糙,顏色較深；C?外表粗糙,顏色較淺；D?外表光滑,顏色較深；9?4分黑體的外表溫度從300c升至600C,其輻射水平增大到原來的一倍 10?1分采用多效蒸發(fā)的目的是為了提升?A.完成液的濃度；B,加熱蒸汽經濟程度；C.生產水平11、1分多效蒸發(fā)中,蒸汽消耗量的減少是通過增加而換取的A.傳熱面積；B.加熱蒸汽壓力；C.傳熱系數12? 1分加料的多效蒸發(fā)流程的缺點是料液粘度沿流動方向逐效增大,致使后效的傳熱系數降低A.并流；B.逆流；C.平流13?1分離心泵的調節(jié)閥,A.只能安在進

4、口管路；B.只能安在出口管路上；C.安裝在進口管路和出口管路上均可；D.只能安在旁路上14?1分泵的工作點A由泵銘牌上的流量和揚程所決定；B即泵的最大效率所對應的點；C由泵的特性曲線所決定； D是泵的特性曲線與管路特性曲線的交點15?3分在旋風別離器中,某球形顆粒的旋轉半徑為0.4 m,切向速度為15 m/s ?當顆粒與流體的相對運動屬層流時,其別離因數Kc為?二20分用離心泵將水從儲槽送至水洗塔的頂部,槽內水位維持恒定,各局部相對位置如此題附圖所示管路的直徑均為676X2.5 mfte操作條件下,泵入口 處真空表的讀數為24.66 X03 Pa；水流經吸入管與排出管不包括噴頭單位質量 流體的

5、能量損失可分別按 2hfi=2u2與/f2=10u2計算由于管徑不變,故式中u 為吸入或排出管的流速m/s?排水管與噴頭處的壓強為98.07漢03 Pa表壓求泵 的有效功率水的密度取為1000 kg/m3三10分某板框壓濾機共有10個框,框空長寬各為500mm,在一定壓力下恒壓過濾30min后,獲得濾液5m3 ,假設濾布阻力可以忽略不計試求：1過濾常數K;2如果再過濾30min,還能獲得多少m3濾液四10分用離心泵輸送水,所用泵的特性曲線方程為：He=36-0.02V2?當閥 全開時的管路特性曲線方程：He,=12+0.06 兩式中He?He' 5, Vm3/h ? 問：要求流量12m

6、3/h,此泵能否使用假設靠關小閥的方法滿足上述流量要求,求出因關小閥而消耗的軸功率已知該流量時泵的效率為0.65?五15分設計一燃燒爐,擬用三層磚,即耐火磚絕熱磚和普通磚耐火磚和普通磚的厚度為0.5m和0.25m?三種磚的熱傳導系數分別為 1.02 W/mC?0.14W/mC和0.92 W/m-C,耐火磚內側溫度為 1000C,外壁溫度為35C?試問絕熱磚厚度至少為多少才能保證絕熱磚溫度不超過940C、普通磚不超過138 C?六10分在一單效蒸發(fā)裝置中將某原料液進行濃縮,完成液的濃度為 28%質 量,操作條件下沸點為98C?為了減少生蒸汽的消耗量,用二次蒸汽四分之一 的冷凝潛熱把原料液從20c

7、預熱至70c ?原料液的流量為1000 kg/h?二次蒸汽的溫度為90C?相應的冷凝潛熱為2283kJ/kg?原料液的比熱為3.8kJ/kgC ?忽略 熱損失試求：1溶液的沸點升高；2原料液的濃度X0?中南大學測試試卷A2021 -2021 學年學期時間110分鐘化工原理 課程 48 學日寸3學分測試形式：閉卷專業(yè)年級：化工、制藥、應化 11級總、分100分,占總評成績 70 %二、選擇填空35分1、2分某離心泵入口處真空表的讀數為200mmHg ,當地大氣壓為101kPa,那么泵入口處的絕對壓強為. AA. 74.3kPa ;B. 101kPa ;C. 127.6kPa .2、 2分水在園形

8、直管中作滯流流動,流速不變,假設管子直徑增大一倍,那么阻力損失為原來的. AA. 1/4 ;B. 1/2 ;C. 2 倍.3、4分當地大氣壓為750mmHg,測得某體系的表壓為 100mmHgM該體系的絕對壓強為 113404 Pa, 真空度為 -13340 Pa.4、 2分一球形石英顆粒,分別在空氣和水中按斯托克斯定律沉降,假設系統溫度升高,那么其在水中的沉降速度將 ,在空氣中的沉降速度將 .答案增大,下降5、5分套管由57x 2.5mm和25X 2.5mm的鋼管組成,那么環(huán)隙的流通截面積等于 1633mrri,潤濕周邊等于242mm當量直徑等于 27mm6、 2分板框壓濾機中,最終的過濾速

9、率是洗滌速率的.CA 一倍 B 一半 C 四倍 D四分之一7、4分冷熱水通過間壁換熱器換熱,熱水進口溫度為90 C,出口溫度為50 C,冷水進口溫度為15 C,出口溫度為53 C,冷熱水的流量相同,且假定冷熱水的物性為相同,那么熱損失占傳熱量的.A、5%B、6%C、7%D 8% 答案：A8、 2分為了減少室外設備的熱損失,保溫層外所包的一層金屬皮應該是AA、外表光滑,顏色較淺;B、外表粗糙,顏色較深;C、外表粗糙,顏色較淺;D、外表光顏色較深,；9、4分黑體的外表溫度從300 c升至600 C ,其輻射水平增大到原來倍.答案：5.39斯蒂芬-波爾茲曼定律說明黑體的輻射水平與絕對溫度的4次方成正

10、比,而非攝氏溫度,即=5.3910、1分采用多效蒸發(fā)的目的是為了提升A.完成液的濃度;B.加熱蒸汽經濟程度;C.生產水平11 1分多效蒸發(fā)中,蒸汽消耗量的減少是用增加換取的.A.傳熱面積;B.加熱蒸汽壓力;C.傳熱系數12、1 分加料的多效蒸發(fā)流程的缺點是料液粘度沿流動方向逐效增大,致使后效的傳熱系數降低.A.并流;B.逆流;C.平流13、1分離心泵的調節(jié)閥答(1) B,A只能安在進口管路上(B)只能安在出口管路上C安裝在進口管路和出口管路上均可D只能安在旁路上14、 1分泵的工作點A由泵銘牌上的流量和揚程所決定；B即泵的最大效率所對應的點；C由泵的特性曲線所決定；D是泵的特性曲線與管路特性曲

11、線的交點.15、 3分在旋風別離器中,某球形顆粒的旋轉半徑為0.4 m,切向速度為15 m/so當顆粒與流體的相對運動屬層流時,其別離因數為.57二、20分用離心泵將水從儲槽送至水洗塔的頂部,槽內水位維持恒定,各局部相對位置如此題附圖所示.管路的直徑均為6 76X2.5 mm在操作條件下,泵入口處真空 表的讀數為24.66 x 103 Pa；水流經吸入管與排出管不包括噴頭的能量損失可分別按計算.由于管徑不變,故式中 u為吸入或排出 管的流速m/s.排水管與噴頭處的壓強為 98.07 X103 Pa 表壓.求泵的有效功率.水的3.密度取為1000 kg/m 解：1水在管內的流速與流量.1-1設儲

12、槽水面為上游截面 1-1 / ,真空表連接處為下游截面2-2/ ,并以截面為基準水平面.在兩截面間列柏努利方程.式中：Z1 =0, Z2 =1.5 m, p1=0 表壓,p2=-24.66 x 103Pa表壓,U1 0,將上列數值代入柏努利方程式,解得水在管內的流速m/s水的流量ws = uA p =kg/s(2)泵的有效功率設儲槽水面為上游截面1-1 / ,排水管與噴頭連接處為下游截面2-2/ ,仍以截面1-1 /為基準水平面.在兩截面間列柏努利方程.式中Z1 = 0 , Z2 = 14 m, U1 0, U2 = 2 m/s , p1 = 0 表壓P2 =98.07 X 103 Pa 表壓

13、,將上列數值代入柏努利方程式,解得J/kg泵的有效功率Ne = we - ws = 285.41 x 7.92 =2260 J/s三、10分 某板框壓濾機共有 10個框,框空長、寬各為 500mm在一定壓力下恒壓過濾 30min后,獲得濾液5 m3,假設濾布阻力可以忽略不計.試求：1 求過濾常數K;2如果再過濾3 0 min,還能獲得多少 m濾液2答又1 過濾面積A=0. 5X0. 5X10X2 = 5 m22QV KAV 2 15 214 2K (-) (-) ( ) () 5.56 10 m sA 530 60(2)V' , KA2 '5.56 10 4 52 (30 30

14、) 60=7.07m3過濾獲得的濾液量A V= 7.07 5 = 2.02 m四、(10分)用離心泵輸送水,所用泵的特性曲線方程為：當閥全開時的管路特性曲線方程：兩式中H、H' m V m/h o問：要求流量12m/h ,此泵能否使用假設靠關小閥的方法滿足上述流量要求,求出因關小閥而消耗的軸功率.該流量時泵的效率為0.65.解：1H e=360.02V2'2' 3、一一H e =12 + 0.06V-HH ,解得 V=17.3m/h 適用(2) 當 V=12n3/h1Hs=36 0.02 122=33.12m, He =12+0.06V2=12+ 0.06 122=20

15、.64mHeV g627.8W12 1000 9.81 (33.12 20.64)0.65 3600五、(15分)設計一燃燒爐,擬用三層磚,即耐火醇、絕熱醇和普通醇.耐火醇和普通科的厚度為 0.5m和0.25m.三種科的系數分別為 1.02 W/(m )、0.14 W/(m C )和0.92W/(m C ),耐火磚內側為 1000C,外壁溫度為35 Co試問絕熱醇厚度至少為多少才能 保證絕熱醇溫度不超過940 C ,普通科不超過 138 C.解 1： Q Q2(1000 35)/(0.5/1.02 b2/0.14 0.25/0.92) 0.14(940 138)/b2解得 b2 0.52m解2

16、: (1000 35) /(0.5/1.02 bz/0.14 0.25/0.92) (1000 t2)/(0.5/1.02)假設 t2 9400C 解得 b2 0.997m(1000 35) /(0.5/1.02 b2/0.04 0.25/0.92) (3 35)/(0.25/0.92)假設t1 1380C 解得 b20.250m Q*b=K AtQ=138-35/(0.25/0.92)=379 0.14*At=379*0.25 t=t-t1=676 t=814經核算 t2 814.40C 9400C以題意應選擇b2為0.250m六、(10分)在一單效蒸發(fā)裝置中將某原料液進行濃縮,完成液的濃度為28%(質量),操作條件下沸點為 98Co為了減少生蒸汽的消耗量,用二次蒸汽四分之一的冷凝潛熱把原料液從20c預熱至70 C.原