化工原理复习习题没答案讲课教案.docx

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化工原理复习习题没答案讲课教案

化工原理复习习题（没答案）

化工原理（非化工专业）试题一

一、填空题（共30分）

1、（2分）流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长         。

（增大，减少，不变）

2、（2分）流体流动阻力产生的根本原因是                             。

3、（3分）当20的甘油（ρ＝1261kg/m3,μ=1499mPa.s,在内径为100mm的管内流动时，若流速为2.0m/s时，雷诺数Re为，流体的流动型态为。

4、（2分）流体在管内作湍流流动时（不是阻力平方区），其摩擦系数λ随           、     而变。

5、（2分）离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生现象。

6、（3分）离心泵的特性曲线分别是            、              和      。

7、（3分）离心泵在启动时应先将出口阀         ，目的是    。

往复泵在启动时，其出口阀必须         。

8、（2分）用离心泵向锅炉供水，若锅炉中的压力突然升高，则泵提供的流量      ，扬程        。

（增大，减少，不变）

9、（2分）多层平壁导热的总热阻等于                          。

10、（1分）稳定传热导是指传热系统中各点的温度仅随位置而变，但不随       而改变。

11、（3分）用水吸收某气体中的有毒组分A，在Y-X图中操作线斜率的物理意                 ，其值随液体喷淋量的增大而       ，随需处理的气体的流量的增大而        。

（增大，减少，不变）

二、简答题（15分）

1、（7分）什么是离心泵的工作点？

试用图示法说明单泵操作时常用的工作点调节手段。

2、（4分）什么叫理论板？

理论板数、实际板数和板效率三者间的关系如何？

3、（4分）一套完整的填料吸收塔装置，主要由哪些部件组成？

三、计算题（60分）

1、（18分）某台离心泵铭牌上列出的性能为：

Q=11～25m3/h，H=21～16m，η＝66.5%，HS=6.4m，配套电机功率为2.0kw，电机效率为98%。

今欲用泵将20℃的冷却水从贮槽内送到某一高位槽中，要求的输送量为23m3/h，输送流程如图示，若已知吸入管路和压出管路的阻力分别为1m和4m。

试求：

（1）此泵能否适用于此输送流程？

（2）图中所示的吸上高度是否恰当？

（吸上管路动压头可略）

   （3）此泵配套的电机要不要更换？

2、（15分）在内管为Φ189x10mm的套管换热器中，将流量为3500kg/h的某液态烃从100℃冷却到60℃，其平均比热为2.38kJ/（kg.K），环隙走冷却水，其进出口温度分别为40℃和50℃，平均比热为4.17kJ/（kg.K），基于传热外表面的总传热系数K0=2000W/（m2.K）,设其值恒定，忽略热损失。

试求：

（1）冷却水用量；

（2）分别计算两流体为逆流和并流情况下的平均温差及所需管长。

3、（12分）有一苯和甲苯的混合液，其中苯44%，甲苯56%，要求用精馏方法加以分离，使塔顶产品含苯达95.8%，塔底产品含甲苯达94.2%（以上浓度均为摩尔分率）。

已知该塔的操作压力为101.3kPa，泡点进料，操作回流比为3。

每小时进料100kmol/h。

试求：

（1）精馏后所得的苯及甲苯产品量各为多少？

（2）列出该塔的精馏段和提馏段操作线方程。

4、（15分）有一逆流填料吸收塔，塔径为0.5m，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。

入塔气体量为100kmol/h，溶质浓度为0.01（摩尔分率），回收率要求达到90%，液气比为1.5，平衡关系Y=1.0X。

试求：

（1）液体出塔浓度；

（2）测得气相总体积传质系数Kya=0.10kmol/（m3.s），问该塔填料层高度为多少？

提示：

NOG=1/（1-S）ln[（1-S）（Y1-mX2）/（Y2-mX2）+S]

化工原理（非化工专业）试题二

一、填空题（共30分）

  1、物理量的单位可以概括为______和______两大类。

  2、某设备内的绝对压力为400mmHg（当地大气压为750mmHg），则其真空度为______mmHg；若另一设备的绝对压强为950mmHg，则其表压强为mmHg＝______Pa．

  3、稳定流动是指任一点上的流速、压强等物理参数不随______而改变的流动。

  4、离心泵的主要部件有______、______和轴封装置等。

  5、离心泵启动前灌泵的目的是防止______现象；离心泵必须安装在最大允许安装高度以下是为了防止______现象。

  6、离心泵的工作点是______曲线和______曲线的交点。

关小出口阀，可使______曲线变______（1、陡2、平缓），从而使流量______，扬程______（1、变大2、变小）。

  7、按热量传递的机理，三种基本的传热方式是______、______和______。

  8、常见的列管换热器有______、______和______换热器。

  9、吸收率A=1的物体是______体。

干空气______（1、能______2、不能）算作透热体。

  10、填料吸收塔用的常见填料有______、______、______（任举三个具体填料）及波纹填料等。

  11、全回流操作时操作线与y-x图对角线______，回流比R=______。

正常操作时的适应回流比一般为最小回流比的______倍。

二、简答题（5分）

请列出圆管内流体流动型态及其判断标准，并写出层流流动时摩擦系数的计算表达式。

三、计算题（65分）

  1、（14分）某水平通风管道，直径自300mm收缩至200mm。

为粗略估算其中空气的流量，在锥形接头的两端外侧各装一U形压差计。

压差计指示液为水，R1=122mm，R2=80mm。

假设测压点间空气的流动阻力损失可忽略不计，试求管内空气的流量为多少？

（ρ空＝1.2kg/m3,ρ水＝103kg/m3）

  2、（11分）测量离心泵扬程时，若流量12m3/h，泵出口处压力表读数1.9atm，泵入口处真空表读数140mmHg，轴功率1.20kw，电动机转数2900rpm，真空表位置比压力表位置低0.9m，出口管与入口管直径相同。

则泵的扬程H与效率η各为多少？

（忽略两测压点间阻力损失）

  3、（10分）某平壁工业炉的耐火砖厚度为0.213m，耐火砖导热系数λ＝1.038W/（m.K）。

其外用导热系数为0.07W/（m.K）的绝热材料保温。

炉内壁温度为980℃，绝热层外壁温度为38℃,如允许最大热损失量为800W/m2。

求：

（1）绝热层的厚度；

（2）耐火砖与绝热层的分界处温度。

  4、（10分）在换热器中，热水流量为2000kg/h，冷水流量为3000kg/h，热水进口温度T1=85℃，冷水进口温度t1＝15℃，如要求将冷水加热到t2=35℃，求采用并流和逆流时的平均温度差。

假设传热面积足够，冷、热水的平均比热可认为相等。

  5、（10分）某连续精馏塔，泡点进料，塔顶全凝器，塔底再沸器，已知两操作线方程为：

y=0.723x+0.263………①y=1.25x-0.0187……②相对挥发度为2.5，试问：

（1）提馏段方程；

（2）该塔的回流比；

            （3）塔顶、塔底的组成。

  6、（10分）用煤油从苯蒸气与空气的混合物中回收苯，要求回收99%。

入塔混合气中含苯2%（摩尔百分率，以下同），入塔煤油含苯0.02%，溶剂用量为最小用量的1.5倍，求出塔煤油的组成。

化工原理（非化工专业）试题三

一、填空题（共30分）

1、某设备内的绝对压力为400mmHg（当地大气压为750mmHg），则其真空度为______mmHg；若另一设备的绝对压强为950mmHg，则其表压强为______mmHg＝______Pa．

2、流体流动阻力产生的根本原因是______。

3、稳定流动是指任一点上的流速、压强等物理参数不随______而改变的流动。

4、孔板流量计的流量系数α与孔板的取压方式、直径比、______及管壁粗糙度有关。

5、离心泵的主要部件有______、______和轴封装置等。

6、离心泵启动前灌泵的目的是防止______现象；离心泵必须安装在最大允许安装高度以下是为了防止______现象。

7、离心泵的工作点是______曲线和______曲线的交点。

关小出口阀，可使______曲线变______（1、陡2、平缓），从而使流量______，扬程______（1、变大2、变小）。

8、离心泵串联的主要目的是______，并联的主要目的是______（1、提高扬程______2、增大流量）。

9、按热量传递的机理，三种基本的传热方式是______、______和______。

10、常见的列管换热器有______、______和______换热器。

11、吸收率A=1的物体是______体。

干空气______（1、能______2、不能）算作透热体。

12、吸收操作的依据是______，而蒸馏操作分离混合物的依据是______。

13、填料吸收塔用的常见填料有______、______（任举两个具体填料）及波纹填料等。

二、简答题（12分）

1、（5分）请列出圆管内流体流动型态及其判断标准，并写出层流流动时摩擦系数的计算表达式。

2、（7分）流体在换热器中的流速是否越大越好？

试分析说明理由。

三、计算题（58分）

1、（12分）用清水吸收混合气中的NH3。

已知混合气体流量为100kmol/h，混合气中含NH3体积分数为9%，吸收后气体含NH31%（V%），出口溶液的浓度为0.01kmolNH3/kmol水。

求：

（1）吸收塔的吸收率。

（2）吸收剂的流量（Kg/h）。

2、（10分）某常压连续精馏塔，若已知精馏段的操作线方程为：

y=0.75x+0.24，求：

（1）回流比R______

（2）塔顶馏出液的摩尔组成。

3、（12分）CO2气体在某套管换热器的内管中被冷却，温度从50℃降至______20℃,冷却水在管外逆流流动，从10℃升至20℃.

（1）求传热平均温差；

（2）若冷却水流量为1000kg/h，比热容为4.2kJ/（kg.℃），换热面积为15m2，求该待校核的换热器的总传热系数K。

4、（10分）如图的水流测压系统中，指示液为水银，R1＝10mm，R2＝15mm，H1＝50mm，H2＝150mm。

求：

A、B两处的表压或真空度（Pa）。

5、（14分）用泵将20℃池水打至距水面15m高的水塔。

已知管路管长30m，管径为φ76x3mm，管内流动摩擦系数l取0.03，所有局部阻力的总阻力系数______ξi＝25。

求：

（1）若要求流量为36m3/h，问需选用压头为多少的泵。

（2）若所需泵的泵效率为80%，求电机轴功率。

化工原理（非化工专业）试题四

一、填空题（共30分）

1、某设备内的绝对压力为850mmHg（当地大气压为750mmHg），表压为______mmHg＝______Pa．

2、圆管内流体流动流型主要有三种，它们的名称及判断标准分别是：

（1）______流，Re______

（2）______流，Re______，（3）______流，Re______。

3、离心泵的特性曲线主要由______、______、______曲线组成，它们是在______一定的条件下测得的。

4、启动泵后由于泵壳存在空气等原因导致吸入口处真空度不足、不能输送液体的现象称为______，而泵入口处的压力接近或低于液体的饱和蒸汽压时的不正常操作现象是______。

5、鼓风机的全风压等于______风压和______风压之和。

6、离心泵的叶轮的类型按结构来分主要有以下三种：

______式叶轮、式叶轮和______式叶轮。

7、换热器按热量的传递方式来分可分为______换热器、______换热器和______换热器三大类。

8、常见的吸收塔设备有______塔和______塔两大类。

9、根据吸收过程中溶质与溶剂是否发生明显的化学反应，吸收可分为______吸收和______吸收。

10、精馏塔内的恒摩尔假设可概括为

（1）恒摩尔______

（2）恒摩尔______。

11、若某精馏塔的回流比为R，塔顶轻组分的摩尔分率为xD，则该塔的精馏段操作线方程为______（2分）。

二、简答题（2x6分，共12分）

1、什么是离心泵的工作点？

请用图示的方法说明关小阀门的开度或减少泵的转速是如何改变工作点的。

2、试简述强化间壁式换热器传热的常见方法。

三、计算题（58分）

1、（7分）为控制某输水管道的水压，用U型管压差计指示压力，指示液为液汞。

为防止有毒的汞的挥发，在与大气相通的支管的汞面上注入高度为R2的水柱，示意如右图。

已知R1＝50mm，R2＝20mm，h＝150mm，求：

A点处的静压强（表压）。

2、（13分）用φ168x9mm钢管远距离输送原油（长距离输送忽略两端位差），管线总长30km（包括所有局部阻力的当量长度）。

若要求油流量为60m3/h，油的密度为890kg/m3,粘度为0.181Pa.s，试问完成要求流量任务需在管线的起始端加多大的表压？

3、（8分）用吸收塔来吸收空气中的NH3，已知入塔气体含NH38%（V%），吸收率为93%，求出塔气体的体积组成。

4、（10分）将含30%（mol%，以下同）易挥发组分的原料液送入连续精馏塔中，要求馏出液含97%易挥发组分，釜液含2%易挥发组分。

若原料液的进料量为800kmol/h,求：

（1）塔顶馏出量D和塔底釜液量W（kmol/h）；

（2）轻组分的塔顶馏出率。

5、（10分）某燃烧炉炉壁由三种材料砌成，最内层是耐火砖，导热系数为1.0w/（m.℃）,厚度为200mm；中间层为保温砖，导热系数为0.15w/（m.℃），厚度为300mm；最外层为建筑，导热系数为0.7w/（m.℃），厚度为210mm。

今测得炉内壁的温度为1000℃,保温砖和建筑砖间界面处的温度150℃，求：

（1）单位面积的热损失；

（2）建筑砖外侧的温度。

6、（10分）某离心泵用20℃的水进行性能试验，体积流量为360m3/h，泵出口压力表读数为300kPa，泵入口真空表读数为35kPa。

若压力表的测压位置比真空表的测压位置高出0.5m，入口管内径为0.3m，出口管内径为0.2m，试求泵的扬程。

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