化工原理样卷.docx
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化工原理样卷
河北理工大学2006~2007学年第一学期
化工原理A-1试卷A
题号
一
二
三
四
五
总分
得分
得分
评卷人
一、填空题(每题2分,共20分)
1、用U形管压差计测量管路上两点间的压强差,指示液为水,密度为1000kg/m3,读数为12mm。
为放大读数,改用微差压差计(如下图所示),指示液A的密度为920kg/m3,指示液C的度为850kg/m3,则读数R可扩大到原来的倍。
2、圆形直管内,Vs一定,若将d减少一半,则层流时hf是原值的倍,高度湍流时,hf是原值的倍(忽略管壁相对粗糙度的影响)。
3、并联管路A和B,管长相同,管径分别为dA=50mm,dB=25mm。
已知流体在管道A中呈滞流流动,则可确定通过A、B管道的流量之比VA/VB为。
4、流体在区流动时,相对粗糙度
对摩擦系数λ的影响最大。
5、离心泵与往复泵在流量调节方面的不同之处在于:
离心泵用调节流量;往复泵用调节流量。
6、在列管换热器中用饱和蒸汽加热空气,换热管的壁温将接近,换热器的总传热系数K将接近。
7、用饱和蒸汽加热水,经过一定时间后,发现传热的阻力迅速增大,这可能是由或引起的。
8、有一φ25mm×2mm的蒸汽管道,管内饱和蒸汽温度为130℃,管外包有一层
W/(m.℃)的保温层,保温层外面是30℃的大气,若给热系数为
W/(m2.℃),则保温层的临界直径为mm。
9、设置隔热挡板是辐射散热的有效方法,挡板的黑度越,辐射散热量越小。
10、在降尘室内,粒径为60微米的颗粒理论上能全部除去,则粒径为42微米的颗粒能被除去的百分率为。
(沉降在滞流区)
得分
评卷人
二、选择题(每题2分,共24分)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1、如下图所示的开口容器内盛有高度为h1的油和高度为h2的水,右侧管中水面高度为h,则处于同一水平面上的B与B’点之间的压强大小之间的关系为()。
A.
B.
C.
D.无法比较
2、定态流体在圆管内作层流流动时,下列各式中不正确的是()。
A.
B.
C.
D.
3、流体在圆形直管内流动时,若流动已进入完全湍流区,则摩擦系数λ与Re的关系为()。
A.随Re增加,λ增加B.随Re增加,λ减小
C.随Re增加,λ基本不变D.随Re增加,λ先增加后减小
4、如下图所示,用管子从液面恒定的高位槽中放水,水管有两个出口,各管段的直径相同,两支管的出口与贮槽液面之间的垂直距离相等。
设两支管中的摩擦系数相等,即
。
则两阀全开时,A、B两管中的流量之间的关系为()。
A.
B.
C.
D.两者之间关系无法确定
5、当流量一定而且流动进入阻力平方区时,离心泵的最小汽蚀余量决定于()。
A.泵的结构尺寸B.泵的结构尺寸和供液处压强的大小
C.泵的结构尺寸,被输送液体的性质
D.供液处压强的大小和被输送液体的性质
6、假定在滤浆和滤渣中,液相与固相各自所占的体积分别与其单独存在时的体积相同,且滤液中不含固相,则获得1m3滤液所生成的滤渣体积v与固相在滤浆及滤渣中所占的体积分率e、es之间的关系式为()。
A.
B.
C.
D.
7、某板框过滤机,在一恒定的操作压差下过滤某水悬浮液。
经2h后,滤渣刚好充满滤框,并得滤液15m3。
它第一个小时滤出滤液()m3。
(过滤介质阻力略而不计)
A.7.5B.10C.15/
D.无法计算
8、某长、宽、高分别为L、b和H的降尘室,可将流量Vm3/s的含尘气流中直径为d的粒子全部沉降下来。
今欲将2Vm3/s的相同含尘气流进行同样效果的除尘,在保持其他尺寸不变的情况下,可按如下()方式来改造设备。
A.将H增加1倍B.将H增加1/2倍
C.将L增加1倍D.将L增加1/2倍
9、若含尘气流的温度升高,其他操作条件不变,则旋风分离器的临界粒径()。
A.减小B.增大C.不变D.不确定
10、在两灰体间进行辐射传热,两灰体的温度差为50℃,现因某种原因,两者的温度各升高100℃,则此时的辐射传热量与原来的相比,应该()。
A.增大B.变小C.不变D.不确定
11、一红砖平面墙厚度为500mm,一面温度为200℃,另一面温度为30℃,红砖的导热系数0.57W/(m.℃),则距离高温面墙内350mm处的温度为()℃。
A.101B.81C.83D.87
12、在蒸汽-空气间壁换热过程中,为强化传热,下列方案中在工程上最有效的是()。
A.提高空气流速B.提高蒸汽流速
C.采用过热蒸汽以提高蒸汽流速
D.在蒸汽一侧管壁上装翅片,增加冷凝面积并及时倒走冷凝液
得分
评卷人
三、计算题(共22分)
采如图所示的输送系统,将水池中的清水(密度为1000kg/m3)输送到密闭高位槽中。
离心泵的特性方程为
(H的单位为m,Q的单位为m3/s),当压力表的读数为100kPa时,输水量为10L/s,此时管内流动已进入阻力平方区。
求:
(1)管路的特性方程。
(10分)
若管路和阀门开度不变,当压力表读数为80kPa时,再求:
(2)管路的特性方程;(3分)
(3)输水体积流量;(4分)
(4)离心泵的有效功率。
(5分)
得分
评卷人
四、计算题(共13分)
拟用810mm×810mm的板框压滤机过滤某种水悬浮液,在147.2kPa的恒压差下,过滤常数
,滤饼不可压缩,过滤介质阻力可忽略不计。
每m3滤液可得滤饼体积0.04m3,试求:
(1)欲在1h时得滤饼0.4m3,所需的滤框数和框的厚度;(8分)
(2)欲使过滤机在生产能力最大(即过滤时间为45min),操作压强需提高至多少kPa?
已知每批操作的洗涤时间和辅助时间约45min。
(5分)
得分
评卷人
五、计算题(共21分)
有一单程列管换热器,传热面积为4m2,由
的管子组成。
用初温为25℃的水将机油由200℃冷却至100℃,水走管内,油走管间。
已知水和机油的质量流量分别为1200kg/h和1400kg/h,其比热容分别为4.2kJ/(kg.℃)和2.0kJ/(kg.℃);水侧和油侧的对流传热系数分别为1800W/(m2.℃)和200W/(m2.℃)。
两流体呈逆流流动,忽略管壁和污垢热阻,忽略热损失。
(1)校核该换热器是否合用?
(12分)
(2)如不合用,采用什么措施可在原换热器上完成上述传热任务?
计算之。
(假设传热系数及水的比热容不变。
)(9分)
河北理工大学2006~2007学年第一学期
化工原理A-1试卷B
题号
一
二
三
四
五
总分
得分
得分
评卷人
一、填空题(每题2分,共20分)
1、如下图所示虹吸装置。
忽略在管内流动损失,虹吸管出口与罐底部相平,则虹吸管出口处的流速u=。
2、流体流动时,管径和管长都不变,而流体的流量增加一倍(摩擦阻力系数可以认为不变,流动为湍流),则阻力增加的倍数为倍;若流动为层流,则阻力增加的倍数为倍。
3、产生离心泵气缚现象的原因是;避免产生气缚的方法有 。
4、三层圆筒壁热传导过程中,最外层的导热系数小于第二层的导热系数,两层厚度相同。
在其他条件不变时,若将第二层和第三层的材料互换,则导热量变,第二层与第三层的界面温度变。
5、某颗粒的重力沉降服从斯托克斯定律,若在水中的沉降速度为u1,在空气中为u2,则u1u2;若在热空气中的沉降速度为u3,冷空气中为u4,则
u3u4。
(填>,<,=)
6、某液体在一直管内(忽略进口段的影响)稳定强制湍流流动,该管内径为20mm,测得其对流传热系数为α,现将管内径改为27mm,并忽略出口温度变化对物性所产生的影响。
⑴若液体的流速保持不变,管内对流传热系数为原传热系数的倍;⑵若液体的质量流量保持不变,管内对流传热系数为原传热系数的倍。
7、在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,则沉降时间____________,生产能力_____________。
8、黑体的表面温度提高一倍,则黑体的辐射能力提高倍。
9、有一根φ219×6mm的无缝钢管,内外表面温度分别为300℃和295℃,导热系数为45W/(m.℃),则每米裸管的热损失为W。
10、离心泵的流量调节阀安装在离心泵出口管路上,关小出口阀门后,真空表读数,压力表读数。
得分
评卷人
二、选择题(每题2分,共24分,答案必须写在下表内,否则不得分)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1、在一水平变径管路中,在小截面A和大截面B间连接一U形压差计,当流体流过该管段时,压差计读数R值反映()。
A.两截面间的压强差B.两截面间的流动阻力
C.两截面间的动压头变化D.突然扩大或缩小的局部阻力
2、如图所示,若甲管路总长(包括阀门当量长度)为乙管路的4倍,甲管内径为乙管内径的2倍。
流体在两管中均呈层流,则甲、乙管内平均流速的关系为。
A.u甲=u乙B.u甲=2u乙C.u甲=u乙/2D.u甲=u乙/4
3、离心泵调节阀的开度改变时,则()。
A.不会改变管路性能曲线B.不会改变工作点
C.不会改变泵的特性曲线D.不会改变管路所需的扬程
4、如下图所示,一敞口容器底部连接等径的进水管和出水管,容器内水面维持恒定1.5m,管内水的动压头均为0.5m,则进水管的点A和出水管的点B的静压头之比为()。
A.1B.2C.3D.两者之间关系无法确定
5、离心泵在一定管路系统下工作时,压头与被输送液体的密度无关的条件是()。
A.
B.
C.
D.
6、某一套管换热器,由管间的饱和蒸汽加热管内的空气,设饱和蒸汽温度为100℃,空气进口温度为20℃,出口温度为80℃,则此套管换热器内壁温度应是()。
A.接近空气平均温度B.接近饱和蒸汽和空气的平均温度
C.接近饱和蒸汽温度D.无法确定
7、在一个过滤周期中________。
A.过滤时间越长生产能力越大
B.过滤时间越短生产能力越大
C.辅助时间越长生产能力越大
D.为了达到最大生产能力,辅助时间越长相应地过滤时间也越长
8、设降尘室的长、宽、高分别为L、b、H(单位均为m),颗粒的沉降速度为ut(m/s),气体的体积流量为Vs(m3/s),则颗粒能在降尘室分离的条件是。
A.H/ut≥LbH/Vs;B.H/ut≤LbH/Vs;C.L/ut≤LbH/Vs;DL/ut≥LbH/Vs
9、旋风分离器的分离效率随器身直径的增大而()。
A.减小B.增大C.不变D.不确定
10、用板框式过滤机进行恒压过滤,若介质阻力可忽略不计,过滤20min可得滤液8
,若再过滤20min可再得滤液。
A.8
;B.4
;
C.3.3
;D.11.3
11、一红砖平面墙厚度为500mm,一面温度为200℃,另一面温度为30℃,红砖的导热系数0.57W/(m.℃),则距离高温面墙内350mm处的温度为()℃。
A.81B.83C.87D.101
12、有两台同样的管壳式换热器,拟作气体冷却用,在气、液流量及进口温度一定时,为使气体温度降到最低,宜采取()流程。
A.气体走管内,气体串联逆流操作
B.气体走管内,气体并联逆流操作
C.气体走管外,气体并联逆流操作
D.气体走管外,气体串联逆流操作
得分
评卷人
三、计算题(本题22分)
用离心泵向密闭高位槽送料,流程如图所示。
在特定转速下,泵的特性方程为:
(Q的单位为m3/s),当水在管内的流量
时,流动进入阻力平方区。
现改送密度
的水溶液(其它性质和水相近)时,密闭容器内维持表压118kPa不变,试求:
(1)输送清水时管路的特性方程。
(10分)
(2)输送水溶液时管路的特性方程。
(3分)
(3)输送水溶液时的体积流量。
(4分)
(4)离心泵的有效功率。
(5分)
得分
评卷人
四、计算题(本题14分)
用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液,测得过滤方程式为:
V2+V=5×10-5A2θ,试求:
(1)欲在30min内获得5m3滤液,需要边框尺寸为635mm×635mm×25mm的滤框若干个;(6分)
(2)过滤常数K、qe、θe。
(8分)
得分
评卷人
五、计算题(本题20分)
在一列管换热器中,管内的氢氧化钠溶液与管外的冷却水进行逆流传热,两流体均为湍流流动。
氢氧化钠溶液的流量为1.2kg/s,比热容为3770J/(kg.℃),从70℃冷却到35℃,对流传热系数为900W/(m2.℃)。
冷却水的流量为1.8kg/s,比热容为4180J/(kg.℃),入口温度15℃,对流传热系数为1000W/(m2.℃)。
按平壁处理,忽略管壁和污垢热阻,忽略热损失。
试求:
(1)换热器的传热面积。
(10分)
(2)操作中,若冷、热流体初温不变,两流体流量都增大一倍,则冷、热流体的出口温度分别为多少?
(10分)