化工原理习题.docx
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化工原理习题
—.选择题（每题2分，共20分）
1.有下列各个用不同单位表示的压强值，则从大到小的顺序为（）.
a.1.5kgf/cm2（表压） （真空度）
×104Pa（绝对压）绝对压）
>c>b>d>a>d>b>b>c>a>c>b>a
2.某管道的（1+le）及qv已确定，且是完全湍流，设计时若将直径d增大一倍，其它条件不变，则阻力损失Ｈf是原值的（ ）.
48C.1/3216
3.水在一根内径变化的水平圆管内作定态流动，已知水在粗管中的流速为１m/s，粗管的内径是细管的２倍，若流动过程中的阻力可以不计，则水在细管中的压力将比粗管中的压力（ ）Pa.
A.大7500B.小7500C.大2000D.小2000
4.离心泵的出口阀开大，流量必然增大，出口压力表读数则（ ）.
A.升高 A.几乎不变 C.不确定 D.降低
5.用叶滤机在压差为下恒压过滤某悬浮液，其温度为10oC,过滤1h可得滤液10m3，介质阻力不计，如悬浮液加热至40oC,其粘度只有10oC时的一半，其它条件不变，则过滤1h得滤液（ ）m3.
B.14.1C.20在流化床反应器中，气体流速与压降的关系是（ ）.
A.流速大，压降大 B.流速小，压降小
C.流速小，压降大D.压降与流速无关
7.通过三层平壁的定态传热过程,第一层两侧温度分别为1200C和800C,热阻为R1,第三层外表面温度为400C,热阻为R3,第二层热阻为R2,则R1、R2、R3大小关系为（）.
>（R2+R3）<（R2+R3）=（R2+R3）D.不确定
8.冷热两种流体通过金属壁面进行热交换，则壁温接近于（）.
A.α大一侧流体温度B.α小一侧流体温度
C.冷流体温度D.热流体温度
9.在确定换热介质的流程中，通常走壳程的是（）.
A．高压流体B.易结垢流体C.粘度大的流体D.腐蚀性流体
10.在套管式换热器中冷热两种流体作逆流换热，如
<1，且A→∞，则热流体的出口温度T2是（）.
B.无法确定
C.
D.
二.填空题（每空1分，共30分）
1.当流体的流动型态是层流时,流速沿断面按________________分布,平均流速是最大流速的_____________________;当流体的流动型态是湍流时,流速沿断面按___________________分布,平均流速是最大流速的______________左右.
2.流体流动系统中,若____________________________________________,则此种流动称为定态流动;当流体充满导管作定态流动时,在导管系统没有汲入或泄失的情况下，__________________________________应相等,此关系称为流体流动的连续性方程.对于圆形管路且是不可压缩流体,则连续性方程也可以写成______________________.
3.任何局部阻力系数的增大,将使管内流量___________,下游阻力增大将使上游压强___________,上游阻力增大,将使下游压强______________.
4.离心泵启动前需要向泵内充满被输送流体,否则将发生__________现象;而当离心泵的安装高度超过允许安装高度时,将可能发生_______现象.离心泵通常用____________调流量;往复泵通常用_________调流量.
5.实际流化床可能有两种不同的流化形式,即______________和___________,流化床不正常操作现象有________和_____________.要使固体粒子在流态化操作,通常要使气速高于_______________而低于_______________.
5.在降尘室中除去某粒径的颗粒时,若降尘室高度增加,则颗粒的沉降时间____________,气体流速_______________,生产能力_______________.
6.对于板框式压滤机,过滤面积为全部滤框面积的____________,洗涤面积为过滤面积的___________,洗涤液通过_________过滤终了时滤液的途径.
7.换热器操作时,若Wh、T1、t1不变,冷流体流量Wc增大,则K_________,t2___________,T2________,Q_____________.
二.填空题
1.抛物线;一半;指数函数;左右.
2.运动空间各点的状态不随时间变化;各截面的质量流量;u1/u2=（d2/d1）2.
3.变小;增大;变小.
4.气缚;气蚀;阀门;旁路.
5.散式流化;聚式流化;umf;ut.
6.增大;变小;不变.
7.2倍;一半;2倍.
8.增大;变小;变小;增大.
三.计算题
1、某圆形管道管径为57mm×3.5mm。
液体以7200kg/h的流量流过，液体的密度为980kg/m3，粘度为2×10-3Pa·s。
试判断流体在管道中的流动型态。
解：
由于Re>4000，该过程的流动形态为湍流。
2.某圆筒形流化床上部设一扩大段,为保证气体夹带出反应器的催化剂尘粒不大于55μm,则流化床扩大段的直径为多少米己知催化剂密度为1300kg/m3,气体密度为1.54kg/m3,粘度为,流化床床层直径为2m,操作气速为0.3m/s.
解:
设在Stokes区
ut=d2p（ρp-ρ）g/18μ=（55×10-6）2××（18××10-5）
=（m/s）
Rep=dputρ/μ=55×10-6×××10-5=<2
计算有效
D=（u/ut）=×2=2.77m
四.应用题
1、用离心泵将常温的清水由敞口贮槽送入一填料塔顶,贮槽水面与塔顶喷嘴的垂直距离为20m，塔顶的压力为1mH2O（表压），管路是φ114mm×7mm的新钢管，计算长度L+ΣLe=60m，若水在管路中的流速为1.5m/s，摩擦系数λ=,求该泵的有效功率Pe。
解：
2．过滤面积为0.2m2的某过滤机在cm2的表压下恒压过滤某悬浮液，2h后得滤液40m3。
过滤介质的阻力忽略不计.
（1）若其它情况不变，过滤面积增大1倍，2h可得滤液多少
（2）若其它情况不变，过滤时间缩短为1h，所得滤液为多少
（3）若在cm2的表压下，恒压过滤2h后，用5m3水洗涤滤饼，
则洗涤时间为多少h（设洗涤与过滤面积相同）
解:
V2=KA2τ
KA2=V2/τ=402/2=800
（1）V’2=KA’2τ=K（2A）2τ=4×2×800=6400
V’=80m3
（2）V’2=KA2τ’=KA2×1=800
V’=28.3m3
（3）τw=2VVw/KA2=2×40×5/800=
3、拟设计一台冷却器，用水冷却一种密度为800kg/m3，比热为kg?
K的有机液体，该液体的流量为18m3/h，进口温度105℃，要求冷到35℃，若冷却水进口温度15℃，流量为0.01m3/s，试计算逆流换热所需的热面积。
（设K为600W/m2·K，水的比热为kg?
K，密度为1000kg/m3。
）
解：
105℃——————→35℃
tx℃←——————15℃
4、用一单效蒸发器需将2000kg/h的NaOH水溶液由15%（质量浓度，下同）浓缩至25%。
已知二次蒸汽的压力为kPa（绝压），汽化热为2258kJ/kg。
蒸发器内溶液沸点为113℃，加热蒸汽压力为392kPa（绝压），汽化热为2140kJ/kg，进料温度为20℃，氢氧化钠水溶液的比热容为kJ/（kg?
K），若不计热损失及浓缩热，试计算进料情况下所需的加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量。
解：
单位蒸汽消耗量
—.选择题（每题2分，共20分）
1.某管路（l+le）及qv已确定，且是层流流动，设计时若将直径d增大1倍，其它条件均不变，则阻力损失为原来的（）.
84C.1/3216
2.某并联管路中由两支路组成，且两支路中流体均为湍流流动，当u1=2u2,2l1=l2,则hf1:
hf2=（）.
24C.1
3.用管子从高位水糟放水，当管径减小1倍时，则其流量为原来的（ ）倍.设水是理想流体.
Ａ.0.5468
4.离心泵出口阀开大，流量必然增大，出口真空表读数则（）.
A.升高B.减小C.不变D.不确定
5.造成离心泵气缚的原因是（）.
A.安装高度太高B.泵内流体平均密度太小
C.入口管路阻力太大D.泵不能抽水
6.过滤过程的推动力是（）.
A.液体两侧压差B.滤饼两侧压差
C.介质两侧压差D.介质和滤饼两侧压差之和
7.立方体的球形度为（）.
B.0.87C.当用厚度相同但绝热性能不同的两种材料同时用于圆形管路，为了降低热损失速率时，下列说法正确的是（ ）.
A.应将导热系数小的材料包里面 B.应将导热系数大的材料包里面
C.ＡＢ两种说法均对 D.ＡＢ两种说法均不对
9.某炉壁由多层保温材料砌成，假设过程为定态传热，则保温层的温差越大，热阻（）.
A.不变B.越小C.越大D.不确定
10.当流体在圆形直管中作湍流流动时，其给热系数为α1，现保持流量不变，但管径为原来的一半，则为α2为（）α1.
A.20.8B.21.8C.22
二.填空题（每空1分，共20分）
1.某设备上,真空表的读数为80mmHg,其绝对压为_________kgf/cm2=________Pa（该地区的大气压为720mmHg）.无论湍流和滞流,在管道任意截面流体质点的速度沿管径而变,管壁处速度为_________,管中心速度为________.滞流时,圆管截面的平均速度是最大流速的_______倍.
2.水及—般液体在管道中的常用流速为__________m/s;低压气体在管道中的常用流速为__________m/s;饱和蒸汽在管道中的常用流速为__________m/s;压力高的比压力低的气体在管道中的流速通常要__________.
3.离心泵的特性曲线通常包括____________曲线,________________曲线,____________曲线,泵制造厂所提供的特性曲线是用__________测定的.
4.固体粒子的沉降过程分为_____________阶段和_____________阶段.某颗粒的沉降服从斯托克斯定律,若其在水中的沉降速度为u1,在空气中的为u2,则u1______u2;若在冷空气中的沉降速度为u3,在热空气中的为u4,则u3_____u4.
5.描述颗粒筛分分析结果可用两个函数来表示,即频率函数（f）和___________,它们之间的关系为________________.
=___________.
6.导热系数λ的物理意义是________________________________________,其单位是_____________.金属的λ随温度的升高而__________________,非金属固体的λ随温度的升高而______________,气体λ的随温度的升高______________.
7.换热器设计时,若wh、T1、T2、t1一定,冷流体流量选择大些,则Q_______,K__________,t2_________,S_____________,Δtm___________.
二.填充题
1.;85351;0;最大;.
2.1-3;8-15;20-60;大.
3.Q-He;Q-N;Q-η;水.
4.加速;衡速;大于;小于.
5.分布函数;F=∫d0fd（d）;1.
6.两传热面相距1米，温差1K，单位时间内传递的热量;Wm-1K–1;变小;增大;增大.
7.不变;增大;变小;变小;增大.
三.计算题
1、某圆形管道管径为45mm×2.5mm。
液体以5400kg/h的流量流过，液体的密度为1200kg/m3，粘度为2×10-3Pa·s。
试判断流体在管道中的流动型态。
解：
由于Re>4000，该过程的流动形态为湍流。
2、某固体粉末水的悬浮液含固量为20kg/m3悬浮液,颗粒密度为2000kg/m3,若滤饼中含有40%水（Wt）,则每处理20m3悬浮液,可得滤饼、滤液各多少立方米
解:
对悬浮液衡算V悬=V+LA
对滤饼衡算V悬φ=LA（1-ε）
ε=（40/1000）/（40/100+60/2000）=
φ=（20/2000）/1=0.01m3固体颗粒/m3悬浮液
×20=
滤饼LA=0.465m3
滤液V==19.535m3
四.应用题
1、用压缩空气将封闭贮槽中的硫酸输送到敞口高位槽。
在输送结束时，两槽的液面为4m，硫酸在管中的流速为1.4m/s，管路的能量损失为35J/kg，硫酸的密度为1800kg/m3。
求贮槽中应保持多大的压力以atm（表压）表示。
解：
2、用降尘室净化温度为20oC，流量为2500m3/h的常压空气，空气中所含灰尘的密度为1800kg/m3，要求净化后的空气不含直径大于10um的尘粒，试求所需沉降面积为多少若降尘室的低面宽2m，长5m，室内至少需设多少块隔板（设空气20oC时粘度×10-5Pa·s,密度1.2kg/m3）.解:
设在Stokes区
ut=d2p（ρp-ρ）g/18μ=（10×10-6）2×（18××10-5）
=×10-3（m/s）
Rep=dputρ/μ=10×10-6××10-3××10-5=×10-3<2
计算有效
A=Vs/ut=2500/（3600×=128.6m2
N=（2×5）-1=
12块
3、在一列管式热交器中，某冷盐溶液与热盐溶液逆流换热。
热流体走管内，流速为1.5m/s。
列管直径25mm×2.5mm，总管长为100m。
两种流体的密度均为1200kg/m3，比热均为3kJ/kg。
热流体从90℃冷却到600C，冷流体从20℃加热到40℃。
试求列管式热交器中的总传热系数K0和冷流体的流量wc。
解：
90℃——————→60℃
40℃←——————20℃
4、用一单效蒸发器需将1000kg/h的NaCI水溶液由5%（质量浓度，下同）浓缩至30%，二次蒸汽的压力为（绝压），其饱和温度为104℃，汽化热为2356kJ/kg。
蒸发器内溶液的沸点为75℃，加热蒸汽压力为118kPa（绝压），汽化热为2247kJ/kg。
已知进料温度为30℃，氯化钠水溶液的比热容为kJ/（kg?
K），蒸发器的传热系数为1500W/（m2?
K）。
若不计热损失及浓缩热，试求加热蒸汽消耗量及蒸发器的传热面积。
解：
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