(4)求壁温Tw∵壁的热阻忽略∴Tw=tw空气平均温度tm=(20+85)/2=52.5℃
∵(T-Tw)/(1/α1)=(Tw-tm)/[d1/(α2d2)]即(108-Tw)/(1×10-4)=(Tw-52.5)/[25/(90.1×20)]
∴Tw=107.6℃即壁温接近外侧蒸汽温度(或α大的一侧流体的温度)
[六]W=F(1–x0/x)=1000×(1-15/50)=700kg/h=0.1944kg/sQ=Dr0=Wr
t=t/+Δ=60+45=105℃
化工原理(上)试题十
[一]
(1)在完全湍流(阻力平方区)时,粗糙管的摩擦系数λ数值________。
A与光滑管一样B只取决于ReC只取决于相对粗糙度D与粗糙度无关
(2)如图,U形压差计测得:
________。
(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
(3)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
(4)当两台规格相同的离心泵并联时,只能说()
A在新的工作点处较原工作点处的流量增大一倍
B当扬程相同时,并联泵特性曲线上的流量是单台泵特性曲线上流量的两倍
C在管路中操作的并联泵较单台泵流量增大一倍
D在管路中操作的并联泵扬程与单台泵操作时相同,但流量增大两倍
(5)一般在产品样本中所列的旋风分离器的压降数据是____________。
A气体密度ρ=1.0kg/m3时的数值B所要求的操作状况下的数值
C1atm,30℃空气的数值D气体密度为ρ=1.2kg/m3时的数值
(6)推导过滤基本方程式时一个最基本的依据是____________。
A固体颗粒的沉降速度B滤饼的可压缩性C流体的层流流动D过滤介质的比阻
(7)棉花保温性能好,主要是因为______。
A棉纤维素导热率小;B棉花中含有相当数量的油脂;
C棉花中含有大量空气,而空气的运动又受到阻碍;D棉花白色,因而黑度小。
(8)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给热系数。
A)甲乙均合理B)甲乙均不合理C)甲合理,不合理D)乙合理,甲不合理
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)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,壳程为饱和水蒸气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Δtm
C)开大蒸汽进口阀门以便增大水蒸气流量D)开大蒸汽进口阀门以便提高加热蒸汽压力
[二]
(1)米糠油在管中作层流流动,若流量不变,μ、L不变,管径增加一倍,则摩擦阻力损失________________________。
(2)1atm=mH2O=N/m2;1cP=P=Pa·s
(3)
如图所示系统,其大管内径d1=45mm,液体在管内流速为0.5m/s,小管内径d2=19mm,从1-1到2-2断面的阻力损失为15J/kg,则2-2断面处的流速为__________m/s,是根据________方程而得。
(4)流体输送设备按工作原理大致可分为四类即_______,_______,_______,_______。
(5)已知每kg流体经过泵后机械能增加200J,则泵的扬程等于_______。
(6)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,旋涡泵常采用_______方法来调节流量。
(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____________,气流速度____________,生产能力_____________。
(8)①稳定热传导是指______________________________不随时间而改变。
②套管换热器,内管外径d1、外管内径d2,则环隙的当量直径de=_________________。
[三]在管路系统中装有离心泵,如图。
管路的管径均为60mm,吸入管长度为6m,压出管长度为13米,两段管路的摩擦系数均为λ=0.03,压出管装有阀门,其阻力系数为ζ=6.4,管路两端水面高度差为10m,泵进口高于水面2m,管内流量为0.012m3/s试求:
⑴泵的扬程;⑵泵进口处断面上的压强为多少;
⑶如果是高位槽中的水沿同样管路流回,不计泵内阻力,是否可流过同样流量。
(用数字比较)
注:
标准弯头的局部阻力系数ζ=0.75,当地大气压强为760mmHg,高位槽水面维持不变。
[四]某板框过滤机框空的长、宽、厚为250mm×250mm×20mm,框数为8,以此过滤机恒压过滤某悬浮液,测得过滤时间为8.75min与15min时的滤液量分别为0.15m3及0.20m3,试计算过滤常数K。
[五]16℃的盐水以3840kg/h的流率通过套管换热器的内管而被加热。
内管为φ38×2.5mm的钢管,每段长6m。
105℃的热水以4m3/h的流率在环隙内流过,而被冷却至48℃。
两流体作逆流流动。
热水对管壁的对流给热系数αo为5000W/(m2·℃),已知盐水物性(平均温度下)ρ=1200kg/m3,cp=3.3kJ/(kg·℃),μ=0.95×10–3Pa·s,λ=0.56W/(m·℃),管内外污垢热阻分别为Rs1=1/3788(m2·℃)/W,Rso=1/3846(m2·℃)/W。
求盐水出口温度和所需套管的段数。
忽略管壁热阻及热损失。
(热水在平均温度下的cp=4.18kJ/(kg·℃),ρ=1000kg/m3)
[六]将21℃、8%(质量百分数,下同)的NaOH水溶液在单效蒸发器内浓缩至18%。
进料量为4540kg/h。
操作条件下总传热系数为2350W/m2℃,18%NaOH溶液的沸点为88℃。
加热饱和蒸汽和二次蒸汽的绝对压强分别为140及55.6kPa。
原料液的平均比热为3.85kJ/(kg℃)。
忽略稀释热的影响及热损失,求加热蒸汽用量及蒸发器的传热面积。
饱和水蒸汽的性质为:
压强:
kPa
140
60
50
温度:
℃
109.2
85.6
81.2
汽化热:
kJ/kg
2234.4
2293.9
2304.5
化工原理(上)试题十(答案)[一]单选择题
(1)C
(2)A(3)①A②C(4)B(5)D(6)C(7)C(8)①A)②D)③D)
[二]
(1)Δp2/Δp1=1/16
(2)10.33;1.0133⨯105;0.01;0.001(3)2.8m/s;连续性
(4)离心式,往复式,旋转式,流体动力作用式(5)200/9.81=20.39m流体柱
(6)管路特性泵的性能调节回流支路的阀的(7)增加一倍减少一倍不变
(8)①传热系统中各点的温度仅随位置变②d2-d1
[三]⑴u=V/[(π/4)d2]=0.012/[(π/4)×0.062]=4.24m/s吸入管阻力损失:
∑hf.s=0.5u2/2g+0.75u2/2g+0.03(6/0.06)(4.242/2g)=(0.5+0.75+3)×4.242/(2×9.81)=3.90m压出管阻力损失:
∑hf.D=(2×0.75+6.4+1+0.03×13/0.06)×4.242/2g=14.1m故泵的扬程为H=△Z+△p/(ρg)+∑hf=28m
⑵在泵进口断面上,从液面至此截面列伯努利方程:
0=pb/(ρg)+2+4.242/(2×9.81)+∑hf.s=pb/(ρg)+2+0.92+3.9
∴pb=0.682at(真)
⑶当高位槽沿原路返回时,在槽面与水面间列伯努利式:
10=∑hf,s′+∑hf,D′
10=[(0.5+0.75+0.03×(6/0.06)+2×0.75+6.4+1+0.03×(13/0.06)]×u2/2g
∴u′=3.16m/sV′=8.93×10-3m3/s流量小于原值
[四]过滤面积A=8×2×0.25×0.25=1.0m2
已知:
τ1=8.75minV1=0.15m3τ2=15minV2=0.20m3
∵V2+2VVe=KA2τ
可得0.152+2×0.15Ve=K×12×8.75
(1)0.202+2×0.20Ve=K×12×15
(2)
(1)、
(2)式联立,解得K=0.0030m2/min=5.0×10-5m2/s
[五]由两流体的热衡算得:
4×1000×4.18(105-48)=3840×3.3(t2-16)解得t2=91.2℃
传热速率方程式为:
Q=KoπdoLΔtm
其中:
Δtm=[(48-16)-(105-91.2)]/Ln[(48-16)/(105-91.2)]=21.6℃
Q=(3840/3600)×3.3×103×(91.2-16)=2.647×105W
Re=diG/μ={0.033×3840/[3600×(π/4)×0.0332]}/(0.95×10-3)=4.334×104>104
Pr=cpμ/λ=3.3×103×0.95×10-3/0.56=5.6
αi=0.023(λ/di)Re0.8Pr0.4=0.023×(0.56/0.033)×(4.334×104)0.8×5.60.4=3983W/(m2·℃)
Ko=1/(1/αo+do/(diαi)+Ro+Rido/di)(忽略管壁热阻)
Ko=1/[1/5000+38/(33×3983)+1/3846+38/(33×3788)]=950W/(m2·℃)
∴2.647×105=950×π×0.038L×21.6解得:
L=108m108/6=18段
[六]由题给数据查出:
当Pk=55.6kPa时,t=83.7℃,r=2298.6kJ/kg
当P=140kPa时,T=109.2℃,r0=2234.4kJ/kg
W=F(1-x0/x)=4540(1-8/18)=2522kg/h△t=T-t=109.2-88=21.2℃
传热速率:
Q=FCpo(t1–t0)+Wr=(4540/3600)×3.85×103×(88-21)+(2522/3600)×2298.6×103
=1936×103w
传热面积:
A=Q/(K△t)=1936×103/(2350×21.2)=38.9m2
蒸汽消耗量:
D=Q/r0=1936×103/(2234.4×103)=0.866kg/s=3120kg/h
化工原理(上)试题十一
[一]1.孔板流量计的孔流系数Co,当Re数增大时,其值________。
A总在增大B先减小,当Re数增大到一定值时,Co保持为某定值C总是减小D不定
2.一个工程大气压等于_______Pa;_______Kgf/cm2。
A1.013×105B9.81×104C760D735.6E10.33F10G1
3.在某校离心泵特性曲线实验装置中泵的安装高度为-1m,则测得入口处的压力()
A自始至终大于大气压力B随着流量的增大,经历大于大气压力,等于大气压力,小于大气压力三个阶段
C自始至终小于大气压力D自始至终等于大气压力
4.用离心通风机将空气输入加热器中,由20℃加热至140℃。
该通风机安于加热器前,或加热器后,则()。
A输送的流量不变B需要的全风压不变
C需要的全风压不变,但流量要变D输送的流量和需要的全风压都要变
5.颗粒的沉降速度不是指_______。
A等速运动段的颗粒降落的速度B加速运动段任一时刻颗粒的降落速度
C加速运动段结束时颗粒的降落速度D净重力(重力减去浮力)与流体阻力平衡时颗粒的降落速度
6.为了蒸发浓缩某种粘度随浓度