化工原理考试题及答案I.docx

化工原理考试题及答案 姓名_班级_学号_成绩_一、填空题：1.（3分） 题号1041 第1章 知识点 100 难度 中等 化工产品种类繁多，生产流程千差万别，但其基础理论可概括为和；其具体内容是_。 *答案* 三传一反，典型化工生产工艺；动量传递、热量传递、质量传递、和化学反应工程、硫酸和合成氨等。2.（3分） 题号2066 第2章 知识点 400 难度 容易 单缸单动往复泵其排液是间断的，不均匀的，其改善措施有，在进、出口管路上设_或采用_。 *答案* 空气室； 双动泵或多联泵。3.（2分） 题号4095 第4章 知识点 200 难度 容易 在流体与固体壁面间发生的对流传热中，热阻主要集中在_。 *答案* 滞流内层中4.（2分） 题号5012 第5章 知识点 100 难度 容易 蒸发过程实质上是传热过程，因此，蒸发器也是一种_。 *答案* 换热器5.（2分） 题号5010 第5章 知识点 100 难度 容易 蒸发的方式有_和_。 *答案* 自然蒸发、沸腾蒸发6.（2分） 题号5017 第5章 知识点 100 难度 容易 提高蒸发器的生产强度的主要途径是_。 *答案* 增大传热系数K二、选择题：1.（2分） 题号1221 第1章 知识点 400 难度 容易 流体在管内作湍流流动时,滞流内层的厚度随雷诺数Re的增大而（ ）。 A. 增厚 B. 减薄 C. 不变 *答案* B2.（2分） 题号3050 第3章 知识点 300 难度 容易 过滤操作中滤液流动遇到阻力是（ ）。 A. 过滤介质阻力； B. 滤饼阻力； C. 过滤介质和滤饼阻力之和。 *答案* C 3.（2分） 题号4127 第4章 知识点 300 难度 容易 间壁两侧流体的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（ ）之值。 A. 大者； B. 小者； C. 两者； *答案* B4.（2分） 题号5038 第5章 知识点 200 难度 容易 列文式蒸发器属于（ ）蒸发器 A. 自然循环； B. 强制循环； C. 单程型 *答案* A5.（2分） 题号5028 第5章 知识点 100 难度 容易 蒸发操作中，从溶液中汽化出来的蒸汽，常称为（ ）。 A. 生蒸汽 ； B. 二次蒸汽 ； C. 额外蒸汽 *答案* B三、判断题：1.（2分） 题号1268 第1章 知识点 300 难度 容易 柏努利方程中的P/（g）表示1N重的流体在某截面处具有的静压能,称为静压头。（ ） *答案* 2.（2分） 题号3052 第3章 知识点 200 难度 容易 通过旋风分离器能够完全分离出来的最大颗粒直径，称临界颗粒直径。（ ） *答案* 3.（2分） 题号4163 第4章 知识点 100 难度 容易 导热系数和给热系数都是物质的属性之一。（ ） *答案* 4.（2分） 题号5069 第5章 知识点 200 难度 容易 中央循环管式蒸发器是强制循环蒸发器。（ ） *答案* 四、问答题：1.（3分） 题号2177 第2章 知识点 100 难度 中等 离心泵为什么会出现气蚀现象？ *答案* 是因为叶轮入口及其背面存在低压区，随着吸水高度E的增加。Z=(p-p)/(g)-u/2g-h则吸入口压力p减小，当p减小到某一值时，低压区的压力p就会等于小于送液的饱和蒸汽压p。即pp，低压区液体沸腾，产生大量气泡，同时，溶解在液体中的空气，也会因压力降低而逸出，生成的气泡，随液流流入叶轮高压区，气泡就会破碎，体积骤然缩小，大量液体就会冲击过去，冲击点可达上百个大气压，且频率非常高，冲击波及气中微量氧共同作用可使叶轮及原壳出现斑痕，甚至呈海绵状，即气蚀。2.（4分） 题号4211 第4章 知识点 400 难度 中等 说明列管式换热器的基本结构。 *答案* 由壳体、管束、管板、封头等组成。 3.（4分） 题号5085 第5章 知识点 400 难度 容易 实现多效蒸发的必要条件是什么？ *答案* 后一效蒸发器的操作压力和溶液的沸点较前一效的为低。4.（8分） 题号5082 第5章 知识点 100 难度 中等 工业生产中对溶液的浓缩，为何采用真空蒸发？ *答案* 因为：（1）加热蒸汽压力相同时，真空蒸发时溶液的沸点较低，则有效温度差较大，可使传热面积A减小。 （2）真空蒸发，可蒸发不耐高温的溶液。 （3）真空蒸发，可利用低压蒸汽或废汽作加热剂， （4）真空蒸发时，由于溶液沸点低，设备的热损失小。五、计算题：1.（16分） 题号1408 第1章 知识点 320 难度 容易 如图所示，密度为1200kg.m液体从高位槽稳定连续地进入某设备中。已知设备的压力维持在35.3kN.m（表压）,液体在603.5mm的钢管中流动时的总阻力损失为0.6m液柱（不包出口阻力损失）。问：(1）进入设备的液体量是多少m.h？ (2）液体在A-A截面处的流速为多少m.s？本题目有题图：titu175.bmp *答案* （1）定高位槽液面为1-1，管出口内侧为2-2，列柏式： Z+P /(g)+u/(2g)=Z+P/(g)+u/(2g)+h 4+0+0=35.310/(12009.807)+u/(29.807)+0.6u=2.8m.s V=3600(0.053)2.8/4=22.23m.h（2）连续流动，管径相同 u=u=2.8m.s2.（8分） 题号1343 第1章 知识点 640 难度 中等 15水在内径为10mm的钢管内流动，流速为0.15 m.s，试问：（1）该流动类型是层流还是湍流？（2）如上游压强为7kgf.cm，流经多长管子，流体的压强降至3kgf.cm？15水的密度为999.1kg.m，粘度为1.14cp. *答案* （1）Red/ 0.0100.15999.1/（1.1410） 13142000 该流体作层流流动 （2）根据泊谡叶方程式 P32/dPd/（32） （73）9.81100.01/（321.14100.15） 7171m3.（15分） 题号2216 第2章 知识点 143 难度 容易 密度为1200kg.m的盐水，以25m.h的流量流过内径为75mm的无缝钢管。两液面间的垂直距离为30 m，钢管总长为120m，管件、阀门等的局部阻力为钢管阻力的25。试求泵的轴功率。 假设：（1）摩擦系数0.03；（2）泵的效率0.6 *答案* Z/2P/HZ/2P/g+H Z0，Z30m，0，0，PP HZH30H H（/d/2）1.25 V/A25/（36000.785（0.07 5） 1.573m.s H（0.03120/0.0751.573/（29.81）1.25 7.567m盐水柱 H307.56737.567m NQH 25/360037.56712009.813071w N轴N/3071/0.65118w4.（8分） 题号3098 第3章 知识点 100 难度 容易 相对密度7.9，直径2.5mm的钢球，在某粘稠油品（相对密度0.9）中以5mm.s的速度匀速沉降。试求该油品的粘度。 *答案* 设沉降以滞流状态进行，则： =dp(-)g/(18) = (0.0025)(7900-900)9.81/(180.005) =4.77Pa.s 验算：Re=du/ =0.00250.005900/4.77 =2.36101 假设正确5.（15分） 题号3087 第3章 知识点 100 难度 容易 现要设计一降尘室来净制气体，要求降尘室的最大生产能力为1500标准m.h，近似常压的含尘气体。气体的温度为50，粘度为210N.s.m，密度为1.5kg.m，而层粒的密度为3500kg.m，最小直径为10m，沉降过程服从斯托克斯定律，试求：(1)降尘室的面积为多少m？(取整数)(2)若此降尘室只允许做成宽4m，高2m，那么此降尘室的最小长度为多少m？ (3)如果厂房面积有限，要求降尘室的长度为你所计算出的最小长度的一半，你认为座采取什么措施来完成此任务？ *答案* (1)求AU=(1010)(35001.5)9.87/(18210) =9.5310m.sV=VT/T=1500(50+273)/273=1774.73m.hA=V/U=(1774.73/3600)/(9.5310)=52m(2)求L L=(A/b)=(52/4)=13m(3)当长度缩小一半时，为完成此生产任务，可在降尘室中间加一隔板。6.（10分） 题号4269 第4章 知识点 300 难度 容易 在换热器中，热水流量为2000kg.h，冷水流量为3000 kg.h,热水进口温度T85,冷水进口温度t15,如要求将冷水加热到t40, 求采用并流和逆流时的平均温度差,冷、热水的平均比热可认为相等。 *答案* GC（TT）GC（tt） 2000（85T）3000（4015） 得T47.5 并流时 8547.5 1535 70 12.5 t（7012.5）/（70/12.50）33.4 逆流时 8547.5 3515 50 325 t（5032.50）/241.257.（8分） 题号4221 第4章 知识点 100 难度 容易 外径为100mm的蒸汽管外包一层厚 80mm、导热系数为w.m.K的绝缘材料,管外壁温度为t,每米管长的热损失为Qw.m,试求绝热层外壁温度t（设管外壁与绝热层接触良好） *答案* Q=2(t1-t2)/ln(r2/r1) t2=t1-Q ln(r2/r1)/(2) =t1-Q/ln(0.13/0.05)/(23.14) =t1-0.152Q/ 8.（12分） 题号4235 第4章 知识点 100 难度 中等 1205mm的蒸汽管外拟包一层保温材料,其导热系数为0.07w.m.K。设蒸汽管的内壁温度为110,管壁导热系数为45w.m.K。要求保温层外壁温度不超过20,每米蒸汽管的热损失控制在60w以下,试计算保温层的最小厚度。 *答案* 按多层圆筒导热 （tt）/（/）/（2）（/）/（2） 将0.06m,0.055m，0.06 0.07w/(mK),45w/(mK)，60w/m t110,t20代入上式60=(110-20)/(ln(0.06/0.055)/(245)+ln(/0.06)/(20.07) =90/(0.00031+(ln+2.813)/0.4398) 解得 0.116m, 0.1160.060.056m56mm 注：本题可简化不计管壁热阻。9.（12分） 题号5099 第5章 知识点 300 难度 容易 某食品厂准备用一单效膜式蒸发器将番茄汁从12%浓缩至浓度为28%（均为质量%）。蒸发器的传热面积为5m，传热系数K=1500w.m.K，加热蒸汽的温度采用115（其汽化潜热为2221kJ.kg，冷凝水在饱和温度下排出），蒸发室内蒸汽的温度为57.3，二次蒸汽的汽化潜热为2359kJ.kg，采用沸点进料，经计算知：=0.7，=0；热损失相当于蒸发器传热量的5%。问：（1）此蒸发器每小时可处理多少kg番茄汁？（2）加热蒸汽耗量为多少kg.h？ *答案* （1）求F F=W/（1-X/X） Q=A.K(T-t) 而t=T +=57.3+0.7+0=58 Q=51500(115-58)=427500w 沸点进料 Q=D r=W（i-Cpt）+Q损Wr+Q损 W=(0.95Q)/r=(0.95427500)/(235910) =0.172kg.s=619.8kg.h F=619.8/(112/28)=1084.65kg.h （2）求D D=Q/r=（4275003600）/（22211000） =692.93kg.h10.（16分） 题号5104 第5章 知识点 300 难度 容易 在单效蒸发器中，每小时将2000kg的某种水溶液从10%连续浓缩至30%，蒸发操作的平均压强为0.4kgf.cm（绝压），溶液的沸点为80。加热蒸气的压强为2.0kgf.cm（绝压）。原料液的比热为3.77kJ.kg.K。热损失为12000w。忽略浓缩热。试求：（1）单位时间内蒸发的水分量；（2）分别求算原料温度为30、80和120时，单位时间内所需的加热蒸气量。 已知压强为0.4kgf.cm及2.0kgf.cm时饱和蒸气的气化潜热分别为2319 kJ.kg 及2206 kJ.kg,饱和蒸汽焓分别为2635kJ.kg及2708kJ.kg 。 *答案* （1）单位时间内蒸发的水分量W W=F（1X/X）=2000（10.1/0.3）=1333kg *h （2）单位时间内加热蒸气量D D=F Cp(tt)w(i-Cpt)Q损/r 原料温度为30时蒸气消耗量为 D=20003.77(8030)1333(2635-3.7780)120003.6/2206 =1600kg.h 单位蒸气消耗量为 D/w=1600/1333=1.2 同样，原料液温度为80时蒸气消耗量及单位蒸气消耗量分别为 D=（1333(2635-3.7780)120003.6）/2206=1430 kg.h D/w=1430/1333=1.07 原料液温度为120时蒸气消耗量及单位位蒸气消耗量分别为 D=20003.77(80120)1333231912003.6/2206 =1293 kg.h D/w=1293/1333=0.97good ok 5/23/2020