中南大学化工原理上册模拟试题试题14及答案讲解.docx
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中南大学化工原理上册模拟试题试题14及答案讲解
上册试题一
题号
[一]
[二]
[三]
[四]
[五]
%
40
20
20
10
10
[一]
1.多项选择题:
(1)X01a05034
①某液体在内径为d0的水平管路中稳定流动,其平均流速为u0,当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2(d2=d0/2)的管子时,则其流速为原来的2。
A.2倍B.4倍C.8倍D.16倍
②若流动为完全湍流(阻力平方区),则压降∆P是原来的4。
A.4倍B.8倍C.16倍D.32倍
(2)X03a05100
①“I在一般过滤操作中,实际上起到主要介质作用的是滤饼层而不是过滤介质本身”、“滤渣就是滤饼”则:
3。
A.这两种说法都对B.两种说法都不对
C.只有第一中说法对D.只有第二中说法正确
②助滤剂应具有以下性质3。
A.颗粒均匀,柔软,可压缩
B.颗粒均匀,坚硬,不可压缩
C.颗粒分布广,坚硬,不可压缩
D.颗粒均匀,可压缩,易变形
(3)X02a05106
①离心泵停车时要1。
A.先关出口阀后断电B.先断电后关出口阀
C.先关出口阀先断电均可D.单级式的先断电,多级式的先关出口阀
②离心泵的工作点4。
A.由泵铭牌上的流量和扬程所决定B.即泵的最大效率所对应的点
C.由泵的特性曲线所决定D.是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点
(4)X04b05038
①用常压水蒸汽冷凝来加热空气,空气平均温度为20℃,则壁温约为。
A.20℃B.100℃C.60℃D.49.7℃
②高翅片管加热器一般用于。
A.两侧均为液体B.两侧流体均有相变化
C.一侧为气体,一侧为蒸汽冷凝D.一侧为液体沸腾,一侧为高温液体
③因此分析法的目的在于。
A.得到各变量间的确切定量关系B.得到各无因次数群的确切定量关系
C.用无因次数群代替变量,使实验数与关联工作简化
D.用无因次数群代替变量,使实验结果更可靠
2.填空题
(1)t01a05149
对如图所示的测压装置,分别写出∆P=P1-P2的计算式。
(a)图∆P,(b)图∆P,
(c)图∆P,(d)图∆P。
(2)t02a05009
①离心泵的扬程含义是离心泵为单位重量提供的有效能量。
②离心泵常采用调节阀调节流量,往复泵常采用旁路调节流量。
(3)t02a05234
通过一换热器,用饱和水蒸汽加热水,可使水的温度由20℃升高至80℃,现发现水的出口温度降低了,经检查水的初温与流量均无变化,引起问题可能的原因是污垢。
(4)t03b05014
①板框过滤机的洗涤速率为最终过滤速率的4。
②计算颗粒沉降速度Ut的斯托克斯式,此式适用于
《1的情况。
[二]j01c20192
如图所示,水以3.78L/s的流量流经一扩大管段,已知d1=40mm,d2=80mm,倒U形压差计中水位差R=170mm,试求:
①水流经扩大管段的摩擦损失hf。
②如将粗管一端抬高,使管段成倾斜放置,而流量不变,问此时R读数有何变化?
[三]j04c20132
在单程列管换热器内,用120℃饱和蒸汽将流量为850Kg/h的气体从20℃加热到60℃,气体在管内以10m/s流动,管子为Ф26×1的铜管,蒸汽冷凝膜系数为11630W/m2·℃,管壁和污垢热阻可不计,试计算:
A)传热内表面积;
B)如将气体流量增加一倍,气体出口温度为多少?
(气体进口温度和气体物性不变)
气体物性为:
Cp=1.005KJ/Kg·℃,ρ=1.128Kg/m3,λ=1.754×10-2W/m2·℃,μ=1.91×10-5Pa·s。
[四]j03b10066
某板框过滤机的过滤面积为0.4m2,在恒压下过滤某悬浮液,4hr后得滤液80m3,过滤介质阻力可略去不计。
试求:
①若其它情况不变,但过滤面积加倍,可得多少滤液?
②若其它情况不变,但操作时间缩短为2hr,可得多少滤液?
③若在原表压下过滤4hr后,再用5m3水洗涤滤饼,需多长洗涤时间?
设滤液与水性质相近。
[五]j05b10045
通过连续操作的单效蒸发器,将进料量为1200Kg/h的溶液从20%浓缩至40%,进料液的温度为40℃,比热为3.86KJ/(Kg.℃),蒸发室的压强为0.03MPa(绝压),该压强下水的蒸发潜热r’=2335KJ/Kg,蒸发器的传热面积A=12m2,总传热系数K=800W/m2·℃。
试求:
(1)溶液的沸点为73.9℃,计算温度差损失
(2)加热蒸汽冷凝液在饱和温度下排出,并忽略损失和浓缩热时,所需要的加热蒸汽温度。
已知数据如下:
压强MPa0.1010.050.03
溶液沸点℃10887.2
纯水沸点℃10080.968.7
上册试题一答案
1.多项选择题:
(1)X01a05034
①B;②D
(2)X03a05100
①C;②B
(3)X02a05106
①A②D
(4)X04b05038
①B②C③C
2.填空题
(1)t01a05149
(a)∆P=Rg(ρm-ρ)(b)∆P=Rgρ
(c)∆P=Rg(ρA-ρB)(d)∆P=P1-P2=Rgρm-hgρ
(2)t02a05009
①离心泵给单位质量的液体所提供的能量。
2分
②出口阀门支路阀门各1.5分
(3)t02a05234
传热速率下降引起。
根据Q=KA∆tm分析,可能有几种情况:
1.蒸汽压力下降,∆tm减小;2.蒸汽侧有不凝气,使冷凝传热系数αo大幅度地下降,K减小;3.水侧污垢积累,污垢热阻增大,K减小;4.冷凝水排除器不通畅,有积水现象,使K减小。
(4)t03b05014
①四分之一2分
②Ut=d2(ρg-ρ)g/(18μ)1.5分
层流区或10-4[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