[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截面是列柏式：
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
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
[三]j04c20132
（1）Re=0.024×10×1.128/（1.91×10-5）＝14170
Pr＝1.91×10-5×1.005×103/（1.754×10-2）＝1.094
αi＝0.023×1.754×10-2/0.024×141700.8×1.0940.4
＝36.3W/m2·℃
Ki＝1/（36.3＋24/（11630×26））＝36.2W/m2·℃
Q＝8500×1.005×103×（60-20）＝3.417×105KJ/h
≈94.92KW
（∆tm＝[（120-20）－（120-60）]/ln[（120-20）/（120-60）]＝78.3℃
Αi＝94.92×103/（36.2×78.3）＝33.5m2
（2）αi′＝αi×20.8＝63.2W/m2·K
K′＝1/（1/63.2＋24/（26×11630））＝62.9W/m2·K
Ki′Αi∆tm＝m′Cp（t2－t1）
62.9×39.5（t2′-20）/ln（120-20）/（120-t2′）＝2×8500×1.005（t2′-20）
解得t2＝55.84℃
或令KiUαiKi/Ki′＝（1/2）0.8＝0.575
KiΑi∆tm/（Ki′Αi∆tm′）
＝mc（t2－t1）/（2mc（t2′－t1）
展开解得：
t2′＝55.85℃
[四]j03b10066
（1）V2＝KS2г3分
V2/802＝0.82/0.42
所以V＝80×2＝160m3
（2）V2/802＝2/43分
所以V＝80/（21/2）＝55.6m3
（3）KS2＝V2/θ＝802/4＝1600m6/h4分
因为（V＋Ve）2＝KS2（θ＋θe）
2（V＋Ve）dv＝KS2dθ
Dv/dθ＝KS2/（2（V＋Ve））＝KS2/2V
Θw＝Vw/（1/4）（dv/dθ）E）＝Vw/（（1/4）KS2/（2V））
＝5/（（1/4）×1000（2×80））
＝2h
或a＝5/80θw＝8aг＝8×5/80×4＝2h
[五]j05b10045
（1）根据所给数据，杜林曲线的斜率为
K=（108-87.2）/（100-80.9）＝1.089
溶液的沸点
（87.2-t1）/（80.9-68.7）＝1.089
t1＝73.9℃
沸点升高∆′＝73.9-68.7＝5.2℃
（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＝FCo（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
化工原理上测试题二
题号
[一]
[二]
[三]
[四]
[五]
%
40
20
20
10
10
[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。
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。
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；
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
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；
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。
②如图1，若水槽液位不变①、②、③点的流体总机械能的关系为。
A．阀门打开时①>②>③B.阀门打开时①＝②>③
C．阀门打开时①＝②＝③D.阀门打开时①>②＝③
③如图2，U形管压差计测得：
。
A．A、B间的阻力损失B.A、B间的压强差
C．A、B间的位头差加阻力损失D.A、B间位头差
2．填空题：
（1）t01b05019
①在流体阻力实验中，以水作工质所测得的至管摩擦系数与雷诺数的关系适用于流体。
②当流体在管内流动时，如要测取管截面上流体的速度分布，应选用测量。
③并联管路的特点是：
A）并联各管段压强将；B）主管流量等于并联的各管段；C）并联各管段中是管子长、直径小的管段通过的流量。
（2）t02b05088
①离心泵用出口阀调节流量实质上是改变曲线，用改变转速来调节流量实质上是改变曲线，漩涡泵常采用方法来调节流量。
②往复泵、泵等一切泵在回路阀关闭时，不能全关。
（3）t03a05002
①在出去某粒径的颗粒时，若将尘室的高度增加一倍，则沉降时间，气流速度，生产能力。
②在滞流（层流）区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比。
（4）t03a05166
①在多层平壁稳定热传导中，通过各层的热通量。
②列管换热器中，用饱和水蒸汽加热空气。
空气走管内，蒸汽走管间，则管壁温度接近的温度，总传热系数接近的对流传热系数。
③饱和蒸汽冷凝时，∆t越大，α越；液体核状沸腾时，∆t越大，α越。
[二]j01c20089
用离心泵将密闭储槽中20℃的水通过内径为100mm的管道送往敞口高位槽。
两储槽液面高度差为10m，密闭槽液面上有一真空表P1读数为600mmHg（真），泵进口处真空表P2读数为294mmHg（真）。
出口管路上装有一孔板流量计，其孔口直径d0＝70mm，流量系数α＝0.7，U形水银压差计读数R＝170mm。
已知管路总能量损失为44J/Kg，试求：
（1）出口管路中水的流速。
（2）泵出口处压力表P3（与图对应）的指示值为多少？
（已知P2与P3相距0.1m）
[三]j04c20126
有一套管换热器，由内管为Ф54×2mm，套管为Ф116×4mm的钢管组成。
内管中苯自50℃被加热至80℃，流量为4000Kg/h。
环隙中为2at（绝）的饱和水蒸汽冷凝。
蒸汽冷凝传热系数为10000W/m2·℃。
已知：
苯在50℃～80℃之间的物性数据平均值为：
ρ＝880Kg/m3，Cp＝1.86KJ/Kg·℃，λ＝0.134W/m2·℃，
μ＝0.39cP，管内侧污垢热阻R1＝0.0004m2·℃/W，管壁及管外侧污垢热阻不计。
蒸汽温度与压强关系如下表所示：
压强at（绝）1.02.03.0
温度℃99.1120133
试求：
A）管壁对苯的对流传热系数；
B）套管的有效长度；
C）若加热蒸汽压力为1at（绝），问苯出口温度有何变化？
应为多少？
[四]j03b10075
用板框过滤机来过滤某悬浮液。
已知过滤面积为10m2，操作压力为0.2MPa（表压）。
过滤15分钟后，共得滤液2.91m3（介质阻力不计，滤饼不可压缩）。
试问：
（1）若已知该过滤机得生产能力为4.8m3/h，计算洗涤、卸料等辅助时间。
（2）若过滤时间与滤液量均不变，而操作压力降至0.1MPa（表压），需增加多少过滤面积才能维持生产能力不变？
[五]j05b10048
用一双效并流蒸发器，浓缩浓度为5％（质量百分率，下同）的水溶液，沸点进料，进料量为2000Kg/h。
第一、二效的溶液沸点分别为95℃和75℃，耗用生蒸汽量为800Kg/h。
各个温度下水蒸汽的汽化潜热均可取为2280KJ/Kg。
试求不计热损失时的蒸发水量。
化工原理上册试题二答案
[一]
1.多项选择题：
（1）x03a05103
①C②D
（2）x02a05022
①A②C③A
（3）x04b05039
①A②D③D
（4）x01a05041
①D②B③A
2．填空题：
（1）t01b05019
①牛顿型②比托管（测速管）③相等；流量之和；小
（2）t02b05088
①管路性能，泵的性能，回流支路3分
②旋转，正位移式，出口阀2分
（3）t03a05002
①增加一倍减小一倍不变②2各1分
（4）t03a05166
①相等②水蒸汽空气侧③小；大
[二]j01c20089
（1）因为V＝αA（2ρΔP/ρ2）0.5＝αA（2ΔP/ρ）0.5
ΔP＝Rg（ρo－ρ）＝0.17×9.81×（13600-1000）＝2.1×104
V＝0.7（Л/4）×（0.07）2（2.1×104）×2/1000）0.5
＝0.7×0.785×（0.07）2（4.2×10）0.5＝0.0174m3/s
所以U＝V/（0.785d2）＝0.0174/（0.785×0.12）＝2.22m/s
（2）选低位水池的水平为基准面，取1-1、2-2两截面建立柏努力方程：
Z1＋（P1/ρg）+（U12/2g）＋H＝Z2＋（P2/ρg）＋（u22/2g）＋∑hf′
u1＝u2＝0Z1＝0P2/ρg≈0
所以H＝Z2+∑hf′-（P1/ρg）=10+（44/9.81）+0.6×13.6＝22.7mmH2O
再选泵入口管所在面为基面，取3-3、4-4两截面建立柏努力方程：
Z3＋（P3/ρg）＋（U32/2g）＋H＝Z4＋（P4/ρg）＋（U42/2g）＝H－h0－（u42－U32）/2g
＋H真（u42－U32）/2g≈0P4＝ρg（H－ho）＋H真）＝1000×9.8（22.7－0.1－0.294×13.6）＝1.8×105Pa＝1.8大气压（表）
P3＝1.8kg/cm2（表）泵出口处的指示值为1.8kg/cm2
参见附图：
j01c089.d
[三]j04c20126
解：
（1）Re＝dlG/μ＝[0.05×4000/3600×Л/4×0.052）/（0.39×10-3）
＝7.2586×104
Pr＝Cpμ/λ＝1.86×103×0.39×10-3/0.134＝5.4
α1＝0.023λ/d（Re）0.8（Pr）0.4
＝（0.023×0.134/0.05）×（7.2586×104）0.8×5.40.4＝936.4W/m2.℃
（2）Q＝4000/3600×1.86×103（80-50）＝6.2×104W
1/K1＝1/936.4＋1/10000＋0.0004所以K1＝637.8W/m2.℃
Δtm＝（（120-50）－（120－80））/ln（120-50）/（120-80）＝53.6℃
A1＝Q/（K1Δtm）＝6.2×104/（637.8×53.6）＝1.814m2
L＝A1/（Лd内）＝1.814/（Л×0.05）＝11.55m
（3）K不变，A不变，T变为99.1℃，苯的流量及比热均不变。
设出口温度为t2′，在新条件下，传热速率方程变为
4000/3600×1.86×103（t2′-50）
＝637.8×1.814（（99.1-50）－（99.1－t2′））/ln（99.1-50）/（99.1－t2′）
解得ln（99.1-50）/（99.1-t2′）＝0.5598
所以t2′＝71℃
[四]j03b10075
（1）已知V＝2.91m3，г＝15min＝900s
Q＝4.8m3/h＝0.00133m3/s
生产能力Q＝V/（г＋гD）
0.00133＝2.91/（900＋гD）
所以гD＝1288s＝21.47min
（2）若Q、V、г不变
V2＝2（ΔP/μrc）A2θ
（1）
V2＝2（ΔP′/μrc）A′2θ
（2）
因为
（1）＝
（2）
得A′2＝ΔPA2/ΔP′
＝2×102/1＝200
所以A′＝14.14m2
增加面积Δ＝14.14-10＝4.14m2
[五]j05b10048
解：
第一效蒸发量：
已知：
D1＝800kg/h，r1＝r1′＝2280KJ/kg，
W1＝D1＝800kg/h
第二效蒸发水量：
已知：
D2＝W1＝800kg/h，
F2＝F1－W1＝2000-800＝1200kg/h
X02＝X1＝FX0/（F－W1）＝2000×0.05/（2000-800）＝0.0833
t02＝95℃t2＝70℃r2＝r2′＝2280KJ/kg
Cp02＝Cpw（1-X02）=4.187×（1-0.0833）
=3.84KJ/（kg·℃）
D2r2＝（F2Cp02（t2－t02））/r2′＋W2r2′
W2＝（800×2280－1200×3.84×（75－95））/2280
＝840kg/h
蒸发水量W＝W1＋W2
＝800＋840＝1640kg/h
化工原理上册试题三
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
％
[一]
1．多项选择题：
（1）x01a05161
①图示为一异径管段，从A段流向B段，测得U形压差计的读数为R＝R1；从B段流向A段测得U形压差计读数为R＝R2，若两种情况下的水流量相同，则。
A．R1>R2；B.R1＝R2；C.R1②图示所表示的R值大小反映。
A．A、B两截面间压差值B.A－B截面间流动压降损失
C．A、B两截面间动压头变化D.突然扩大或突然缩小流动损失。
参见附图：
x01a161.t
（2）x02a05093
①离心泵最常用的调节方法是。
A．改变吸入管路中阀门开度
B．改变压出管路中阀门的开度
C．安置回流支路，改变循环量的大小
D．车削离心泵的叶轮
②漩涡泵常用的调节方法是。
A．改变吸入管路中阀门开度
B．安置回流支路，改变循环量的大小
C．改变压出管路中阀门的开度
D．改变电源的电压
（3）x03b05112
①过滤常数K与以下因素无关。
A．滤液的粘度B.滤浆的浓度
C．滤饼在∆P＝1时的空隙率D.滤饼的压缩性
②以下物理量与过滤面积的大小无关。
A．过滤速率dV/dtB.单位过滤面积的过滤速率dV/（sdt）
C．介质的当量滤液量VeD.介质在单位面积上的当量滤液量qe
（4）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.乙无理，甲合理
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
耐火砖的黑度。
A
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