化工原理试卷优选稿
化工原理试卷
文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
襄樊学院2011-2012学年度上学期化工原理题型
题目选择填空简答计算总分
满分30222028100
得分15×222×15+5+5+57+11+10
【一】、填空题：
1.现场真空表的读数为8×104 Pa，该处的绝压为2×104 Pa （当
时当地大气压为1×105 Pa）。
2.
2.某牛顿型液体在一段水平圆形直管内流动，已知Re值为1600，若
平均流速为0.2m/s，则管中心点处速度为0.4 m/s，流体在管内流动类型属层流（滞流）流动。
3.流量qv增加到原来的2倍，孔板流量计的读数（U型管压差计）
为原来的_4__倍，转子流量计的环隙通道面积为原来的_2_倍。
4.某型号的离心泵在一定转速下工作时的特性曲线可表示为函数
H=30-2qV2，其中H为扬程，qV为流量，若转速不变,则两台相同型号的泵并联工作时的特性曲线可表示为 H=_30-0.5qV2 ，串联工作时的特性曲线可表示为 H=__60-4qV2。
5.传热的基本方式为__传导__. 对流 . 辐射。
6.两流体通过间壁换热，冷流体从20℃被加热到50℃，热流体从
100℃被冷却到70℃，则并流时的Δtm=__43.28___℃。
7.用二种厚度相同，导热系数不同的材料保温时，往往把导热系数
小的材料包在内层，以达到好的保温效果。
【二】、选择题：
2.如图示的U型管中，I，II，III为密度不同的三种液体。A—
A′、B—B′为等高液位面。位于同一水平面上的点1、点2处的静压p1与p2的大小为D
A p1＞p2
B p1＜p2
C p1=p2
D 无法比较
3.层流与湍流的本质区别是_D_。
A．湍流流速>层流流速Ｂ．流道截面大的为湍流，截面小的为层流
C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数Ｄ．层流无径向脉动，而湍流有径向脉动
4.在层流流动中，若流体的总流率不变，则规格相同的两根管子串联
时的压降为并联时的 C 倍。
A. 2；
B. 6；
C. 4；
D. 1。
4.如图示两台型号相同的离心泵输送同一种液体，离心泵安装高度
Hg1＜Hg2＜[Hg]，两泵的管路条件相同，则 A 。
5.
A. qv1=qv2，Pe1=Pe2
B. qvl=qv2，Pe1＜Pe2
C. qvl>qv2，Pe1＜Pe2
D. qvl>qv2，Pe1>Pe2
5.水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管
道上的阀门开度减小后，管道总阻力损失 C 。
Ａ. 增大Ｂ. 减小Ｃ. 不变Ｄ. 不能判断
6.降尘室的生产能力_____A_____。
A．只与沉降面积Ａ和颗粒沉降速度ut有关Ｂ．只与沉降面积Ａ有关
Ｃ．与沉降面积Ａ、ut及降尘室高度Ｈ有关Ｄ．只与ut和Ｈ有关
7.用转筒真空过滤机处理某悬浮液，滤布阻力可以忽略不计，生产能
力为5m3/h（滤液）。现将转速增大一倍，其它条件不变, 则其生产能力应为_____A_______。
A．7.07m3/h Ｂ．3.54m3/h Ｃ．10m3/h Ｄ． 2.5 m3/h
8.一台工作着的列管式换热器，已知冷流体一侧的对流传热系数α1
为50W/m2.k,热流体一侧的对流传热系数α2等于8000W/m2.k,要
提高总传热系数K,最简单有效的途径是__D 。
A. 设法减小α1
B. 设法增大α2
C. 同时增大α1和α2
D. 设法增大α1
9.一定流量的液体在一f25×2.5 mm的直管内作湍流流动，其对流传
热系数ai=1000 W/(m2·℃)；如流量与物性都不变，改用一
f19×2 mm的直管，则其a将变为___D__W/(m2·℃)。
Ａ. 1259 Ｂ. 1496 Ｃ. 1585 Ｄ. 1678
10.穿过三层平壁的稳定导热过程，已知各层温差为
Δt1=30℃,Δt2=20℃,Δt3=10℃,则第一层的热阻R1和第二、三
两层热阻R2、R3的关系为____B____。
A．R1>(R2+R3) Ｂ．R1=(R2+R3)
Ｃ．R1<(R2+R3) Ｄ．R1=R2-R3
【三】、15分(5×3)简答题
1、图示管路中，流体作稳定流动。问（1）、静压头哪个大为什么
（2）、体积流量V哪个大为什么（3）、质量流速哪个大为什么（不计阻力）（5分）
答：（1）如附图所示，不考虑阻力，以管中心线做为基准水平面，在A、B两截面间列柏努利方程：（1分）
=
其中 ZA=ZB （2分）
又因为已知流体作稳态流动，即遵循连续性方程
uAAA=uBAB；而从附图中很明显得知流通截面积AA＜AB, 故uA＞uB, 即uA2/2g＞uB2/2g 所以：（1分）
（2）从（1）的分析可知：uAAA=uBAB
因为V=uA 所以体积流量VA=VB （1分）
2、因某种原因使进入降尘室的含尘气体温度升高，若气体质量及含尘情况不变，降尘室出口气体的含尘量将有何变化原因何在
答：降尘室出口气体的含尘量将变大，（1分）
因为（1）气体温度升高，粘度上升，沉降速度下降；（2分）
(2) 气体温度升高，质量不变，则体积流量上升，导致停留时间减少。（2分）
保温瓶（热水瓶）在设计和使用过程中采取了哪些防止热损失的措施
答：保温瓶防止热损失所采取的措施：（1）保温瓶胆设计成玻璃夹层结构。夹层因空气被抽出接近真空，可防止对流散热损失；（2分）
(2)瓶胆夹层内两表面均镀有银、铝等低黑度涂层，大幅度降低了辐射散热量；（2分）
(3)在使用保温瓶时，瓶盖选用导热系数很小的软木制作，而且在灌水时还要在瓶颈处留一段空气柱，因为空气的导热系数比水要小得多，从而
有效地降低了瓶口处的热损失。（1分）
【一】、填空题：
8.某设备的表压强为100kPa，则它的绝对压强为201.33 kPa。（当
地大气压为101.33 kPa）
9.经内径为158mm的钢管输送运动粘度为90m2/s的燃料油，若保持
油品作层流流动，则最大流速不能超过1.14m/s。
10.边界层的形成是流体具有黏性（粘性）结果。
11.一转子流量计，当通过水流量为1m3/h时，测得该流量计进、出间
压强降为20Pa；当流量增加到1.5m3/h时，相应的压强降不变
(20Pa)。
12.离心泵的工作点是管路特性曲线与工作特性曲线的交点。
13.降沉室内颗粒得以沉降的条件颗粒的停留时间大于沉降时间。
14.式中两个准数=，Pr=. 若液体被冷却时n=。
15.一热流体将热量通过壁面传给冷流体的过程是热流体以对流传热的
方式将热量传给壁面、壁面间的热传导、冷流体以对流传热的方式获得热量。
16.固定管板式列管式换热器中，压力高、腐蚀性以及不清洁的物料应
走管程。
【二】、选择题：20分(2×10)
1.如右图管中充满水，U形差压计的读数为零，则___。
A. 管内流体肯定处于静止状态;
B. 管内流体肯定从1流向2;
C. 管内流体肯定从2流向1;
D. 以上三种答案都不对。
2.对于图所示的并联管路，各支管及其总管阻力间的关系应是
___。
A.（∑hf）A-1-B>(∑hf)A-2-B
B.(∑hf)A-B>(∑hf)A-1-B=(∑hf)A-2-B
C.(∑hf)A-B>(∑hf)A-1-B+(∑hf)A-2-B
D.(∑hf)A-B=(∑hf)A-1-
B=(∑hf)A-2-B
水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，管道总阻力损失。
Ａ. 增大Ｂ. 减小Ｃ. 不变Ｄ. 不能判断
4.某套管换热器由φ108×8mm和φ55×2.5mm钢管组成，流
体在环隙间流动，其当量直径为_______mm
Ａ. 53 Ｂ. 45 Ｃ. 50 Ｄ. 58
5.离心泵铭牌上标明的扬程可理解为_______。
A.该泵在规定转速下可以将20℃的水升扬的高度
B.该泵在规定转速及最高效率下可以将20℃的水升扬的高度
C.该泵在规定转速下对20℃的水提供的压头
D.该泵在规定转速及最高效率下对20℃的水提供的压头
6.以下说法错误的是_____。
A．往复泵流量不均匀，常用旁路调节流量。
B．转子流量计读取流量方便，测量精度高，但不耐高温高压
C．往复泵虽然有自吸能力，但安装位置不合适也会发生汽蚀现象
D．孔板流量计压头损失较文丘里流量计小
7.在搅拌槽壁上安装垂直挡板的目的在于______。
A. 保护槽壁
B. 抑制打漩，改善搅拌效果
C. 防止结垢
D. 减少搅拌功率
8.某降尘室（长L、高H、宽B）能将流量qV m3/s 的含尘气流中
直径为d μm 的粒子全部沉降下来，今想将2qV m3/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，单方面地按如下______方式改选设备。
A. 将高度H增加1倍
B. 将高度H减小到原来的0.5倍。
C. 将长度L增加1倍
D. 将长度L减小到原来的0.5倍
9.对流传热是由________原因产生的。
A. 流体分子的热振动
B.流体体内电子的移动;
C. 流体质点的位移、扰动
D.晶格振动
10.定性温度是指___________________________________。
A. 流体进出口温度平均值
B. 膜温
C. 壁温
D. 传热计算准数式中的物理性质取值温度
【三】、15分(5×3)简答题
1.离心泵启动或关闭时，为什么要先关闭出口阀门（5分）
答：关闭泵的出口阀门启动离心泵是为了减小启动电流，以保护电机(3分)。停泵前关闭泵的出口阀门是为了防止高压液体倒流，对泵造成损害(2分)。
何谓沉降沉降可分为哪几类何谓重力沉降速度
答：沉降是指依靠外力的作用，利用分散物质与分散介质的密度差异，使之发生相对运动而分离的过程。（2分）沉降可分为重力沉降和离心沉降。(1分) 颗粒以加速运动的末速度这一不变的速度作匀速沉降运动，这一速度称为重力沉降速（2分）。
列管换热器在什么情况下要考虑热补偿，热补偿的形式有哪些（
5分）
答：当管束和壳体温度差超过50℃时，换热器内部将出现很大的热应力（管子和壳体热胀冷缩程度不同），可能使管子弯曲、断裂或从管板上松脱，列管换热器要考虑热补偿(2分)，热补偿的形式有带不曾圈的固定管板式换热器、浮头式换热器和U形管式换热器三种(3分)。
【一】、填空题：
17.空气在标准状态下的密度为1.29kg/m3,在0.25Mpa下，80℃时的
密度为2.5 kg/m3。
18.雷诺准数Re=; 普兰特准数Pr=。
19.某溶液在大小管串联的管道内作稳定流动, 大管直径为小管直径
的2倍，则小管内的流速为大管内流速的____4____倍。
20.离心泵的工作点是_管路特性曲线与工作特性曲线的交点。
21.一根暴露在外的热管子以自然对流、热辐射散发热量。
22.若小雨滴在下降过程中与其他雨滴发生合并，雨滴直径增大了
30%，则雨滴合并前后的自由沉降速度比为0.592（假设雨滴在下
降过程中始终处于层流区）。
23.在蒸汽冷凝传热中，不凝性气体的存在使冷凝表面传热系数减
小。（不变、增大、减小）
24.一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果
将变差（好、差）。
【二】、选择题：20分(2×10)
1.水平导管上的两点接一盛有水银的U形管压差计（如下图），压
差计读书为26mmHg。如果导管内流经的是水，在此种情况下压差计所指示的压强差为C Kpa。
A 2.6
B 3.2
C 3.5
D 2.2
液体在两截面间的管道内流动时, 其流动方向是 D 。
A. 从位能大的截面流向位能小的截面；
B. 从静压能大的截面流向静压能小的截面；
C. 从动能大的截面流向动能小的截面；
D. 从总能量大的截面流向总能量小的截面。
3.牛顿型流体在直管中呈层流，摩擦系数λ不可为下列中的 D
A 0.055
B 0.045
C 0.035
D 0.015
9.流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当
量直径为 C 。
A. 1.2m；
B. 0.6m；
C. 2.4m；
D. 4.8m。
10.离心泵的效率η和流量Q的关系为 B 。
A. Q增大，η增大；
B. Q增大，η先增大后减小；
C. Q增大，η减小；
D. Q增大，η先减小后增大。
11.降尘室的生产能力 A 。
A．只与沉降面积Ａ和颗粒沉降速度ut有关Ｂ．只与沉降面积Ａ有关
Ｃ．与沉降面积Ａ、ut及降尘室高度Ｈ有关Ｄ．只与ut和Ｈ有关
7.用转筒真空过滤机处理某悬浮液，滤布阻力可以忽略不计，生产
能力为5m3/h（滤液）。现将转速增大一倍，其它条件不变, 则
其生产能力应为 B 。
A．3.54m3/h B．7.07m3/h C．10m3/h D． 2.5 m3/h
8.对双层平壁的稳态导热过程，壁厚相同，各层的导热系数分别为
和，其对应的温差分别为和，若>，则和的关系为 A 。
A. <；
B. =；
C. >。
D. 不确定。
9.冷热两流体的对流给热系数h相差较大时，提高总传热系数K值
的措施是 A 。
A. 提高小的h值；
B. 提高大的h值；
C. 两个都同等程度提高；
D. 提高大的h值，同时降低小的h值。
10.计算下列四种“数”时，其数值大小与单位制选择无关的
是 B 。
11.
A.运动粘度ν
B. 传热单元数NTU
C.过滤常数K
D. 黑体辐射常数σ0
【三】、20分(5×4)简答题?
1.一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，
问能量损失变为原来的多少倍（5分）
答：根据范宁公式：（2分）
其中
（1分）
又因为流体流型为层流，所以（1分）
即将管径增加一倍，能量损失变为原来的16倍（1分）
2.何谓离心泵的汽蚀现象如何防止（5分）
答：泵内压强最低处的压强等于同温度下输送液体的饱和蒸汽压时，此时液体将急剧汽化，并产生大量汽泡，使得叶轮表面或泵内壳表面产生裂缝，泵体振动，产生噪声，其流量和扬程明显下降。这一现象称为汽蚀现象。（3分）
确定合适的安装高度以确保不发生汽蚀现象。（2分）
何谓沉降沉降可分为哪几类何谓重力沉降速度（5分）
答：沉降是指依靠外力的作用，利用分散物质与分散介质的密度差异，使之发生相对运动而分离的过程。（2分）
沉降可分为重力沉降和离心沉降。（1分）
颗粒以加速运动的末速度这一不变的速度作匀速沉降运动，这一速度称为重力沉降速度。
（2分）
强化传热的途径有哪些（5分）
答：强化传热的途径有：增加传热面积；（增加有效传热面积）（2分）
增加温度差；（采用逆流流动）（1分）
增加传热系数K（增加流体的湍流流动，防止垢层热阻的形成及及时地消除垢层热阻）
（2分）
化工原理试卷
一. 计算
1．每小时将2×104kg、45℃氯苯用泵从反应器A输送到高位槽B（如图所示），管出口处距反应器液面的垂直高度为15m，反应器液面上方维持26.7kPa的绝压，高位槽液面上方为大气压，管子为76mm×4mm、长26.6m的不锈钢管，管壁绝对粗糙度为0.3mm。管线上有两个全开的闸阀、5个90°标准弯头。45℃氯苯的密度为1075 kg×m-3，粘度为
6.5×10-4 Pa·s。泵的效率为70%，求泵的轴功率。附：各局部阻力系数
全开闸阀ζ1 = 0.17
90℃标准弯头ζ2 = 0.75
摩擦系数计算式λ = 0.1( + )0.23
2. 质量流量为7000kg·h-1的常压空气，要求将其由20℃加热到85℃，选用108℃的饱和蒸汽作加热介质。若水蒸气的对流传热系数为
1×10 4W·(m2·K)-1，空气在平均温度下的物性数据如下：
比热容为1kJ·(kg·K)-1，导热系数为2.85×10 -2W(m·K)-1
粘度为1.98×10-5Pa·s，普兰特准数为0.7 。
现有一单程列管式换热器，装有25mm×2.5mm钢管200根，长2m，此换热器能否完成上述传热任务
二. 选择题
1. 水以2m·s-1的流速在35mm×
2.5mm钢管中流动，水的粘度为1×10-3Pa·s，密度为1000kg·m-3,其流动类型为（）。
A. 层流
B. 湍流
C. 无法确定
2. 离心泵原来输送水时的流量为qV，现改用输送密度为水的1.2倍的水溶液，其它物理性质可视为与水相同，管路状况不变，流量（）。
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 无法确定
3. 装在某设备进口处的真空表读数为-50kPa,出口压力表的读数为
100kPa, 此设备进出口之间的绝对压强差为( )kPa。
A. 150
B. 50
C. 75
4. 某套管换热器由108×4mm和55×2.5mm钢管组成，流体在环隙间流动，其当量直径为（）mm。
A. 53
B. 45
C. 50
D. 58
5. 如左图安装的压差计，当拷克缓慢打开时，压差计中的汞面将（）。
A. 左低右高
B. 等高
C. 左高右低
D. 无法确定
6. 设颗粒在stokes区沉降，当含尘气体温度升高后，降尘室的生产能力（）。
A. 增大
B. 减小
C. 不变
三. 填空题
1. 某圆形管道外有两层厚度相等的保温材料A和B，温度分布线如右上图（b）中所示，则λA______λB (填“﹥”或“﹤”)，将______层材料放在里层时保温效果更好。
2. 化工生产中最常用的载热体（加热剂）为，常用的冷却剂为
____ 。
3. 采用饱和蒸汽加热某一种冷流体，若保持冷流体的进口温度T1/、加热蒸汽压力P不变，现冷体流量增加，则冷流体出口温度T2/_______，传热速率F______，总传热系数K_______ ,传热平均温度差△
Tm________。
答案
一、计算题：
1. 解：如图，取1-1、2-2界面，以1-1截面为基准面
（2分）
p1 = 26.7kPa（绝压），z1 = 0, u1 0 （1分）
p2 = 101.3kPa（绝压）z2 = 15m （1分）
（1分）
（1分）
（1分）
\ （1分）
（2分）
（1分）
=1.178m （1分）
=0.4717m （2分）
=23.83m （1分）
Ne = HeqVrg = 23.83 ′ 5.168 ′ 10-3 ′ 1075 ′ 9.81 = 1.30 ′ 103W （2分）
Na = （2分）
2.解：
（2分）
= 48.44oC （2分）
（1分）
（1分）
（1分）
（1分）
（1分）
（1分）
K = 88.5W×m-2×K-1 （1分）
（1分）
A实 = npd外l = 200 ′ p ′ 0.025 ′ 2 = 31.42m2 （2分）
1.1 \能完成上述传热任务。（2分）
二、选择题（每小题各一分）
1. (B)
2. (C)
3.(A)
4.(B)
5.(B)
6.(B)
三、填空题（每个空各一分）
1. <，A ；
2. 0 2. 饱和蒸汽，水
3. 降低，增大，增大，增大；