2021年化工原理试题库及参考答案

2、泵将 水由一贮槽打到另一贮槽，其中吸入管和排出管管径为 无缝钢管。吸入管长为50m，排出管长为160m。且泵到
管出口距离为10m，其中流量为 。（已知： ， , m, , ）.( 时水， ， ， )
求：忽视动压头，求泵安装高度？
泵轴功率和效率？
3、一列式换热器规格如下：管长3m,管数30根，管径为 ，管程为1，现拟选用此换热器冷凝、冷却 饱和蒸汽，使之从饱和温度 降至 。 走管外，其流量为 ，其冷凝潜热为 ，比热为 。水走管内，且与 成逆流流动。冷却水进出口温度分别为 和 。已知冷凝和冷却段基于外表面总传热系数分别为 和 。问此换热器与否造合用？
4、用一传热面积为 蒸发器将某溶液由15%浓缩到40%，沸点进料，规定每小时蒸得375Kg浓缩液，已知加热蒸汽压强为200Kpa，蒸发室操作压强为20Kpa,此操作条件下温度差损失可取 ，热损失可忽视不计。试求：（１）开始设入使用时，此蒸发器传热系数为多少？
（２）操作一段时间后，因物料在传热面上结垢，为完毕同样蒸发任务，需将加热蒸汽压力提高到350Kpa，问此时蒸发器传热系数为多少？
9、固定管板式列管式换热器中，压力高、腐蚀性以及不清洁物料应走_管程_
10、一根暴露在外热管子以_自然对流、热辐射_散发热量。
11、 式中两个准数 = ，Pr= .若液体被冷却时n=_0.3_
12、多效蒸发重要有_并流、逆流和平流_三种典型流程。
二：判断题（18分）
×1、在并联管路中，它们阻力相等，同理在串联管路中，它们流速也是相等（稳定流动）
14、对流传热热阻重要集中在_层流内层_,因_减薄层流内层厚度_强化对流传热重要途径。
15、工程上流体流经换热器压降普通限定在__________Kpa。（10.13-101.3.）
二：问答题（30分）
1、流体流动形态有哪几种？如何判断？
流体流动形态有两种：层流和湍流；用雷诺准数来判断，当 ，为层流，
6、泵是指_为液体提供能量输送机械__，按其工作原理来分可分为
__离心式、往复式、旋转式和流体作用式_
7、气体按压缩比来分，可分为_通风机、鼓风机、压缩机_
8、降沉室内颗粒得以沉降条件_颗粒停留时间不不大于沉降时间_
9、过滤操作事实上是滤液通过_介质和滤渣层流动_过程，过滤速率是指_单位时间内所获到滤液量_
5、单层圆筒壁内、外半径分别为 和 ，壁表面温度分别为 和 ，若 〈 ，试写出圆筒任意半径r处温度表达式？
=
三：计算题（50分）
1、流量为5000 水通过一根20Km长水平管，总压降为0.5Mpa。当前中央接一完全相似平行管到中点。问总流量变为多少 ？（设总压降始终不变，流动始终为高度湍流，局部阻力忽视）。
×2、转子流量计可以读出任何流体流量。
×3、用雷诺准数来判断流体流动形态时，在SI制中属层流范畴，在cgs制中属湍流范畴
×4、粘度是流体物理性质之一，则雷诺准数也是流体物理性质之一。离心泵铭牌上性能参数是指泵扬程最高点下性能参数。
×5、往复式压缩机工作循环是由吸气、排气、膨胀、压缩四个阶段构成。
√6、沉降器生产能力与沉降速度及沉降面积关于，与沉降高度无关。
可以减少溶液沸点，可以运用低压蒸汽或废气作为加热剂，可以浓缩不耐高温溶液，可以减少蒸发器热损失
三：计算题(46分)
1、如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路阻力系数为 ，现发现压力表上读数为 ，若管径为100mm,求流体流量及阀局部阻力系数？
2、在一列管式换热器中，用冷却将 热水冷却到 ，热水流量为 ，冷却水在管内流动，温度从 升到 。已知传热系数K为 ，换热管为 钢管，长为3m.。求冷却水量和换热管数（逆流）。
查得20Kpa水蒸汽饱和温度为 ，汽化潜热为
查得200Kpa水蒸汽饱和温度为
查得350Kpa水蒸汽饱和温度为
试题二答案
三：计算题
132图2-1
1、设接平行管道后，总流量为 。
二平行管流量为 和 。
板努利方程：
2210m11图2-2
总压降相似得：
= ，
， 。
。2、 。
。
考虑0.5m安装安全系数。则泵安装高度为1m.
10、传热普通采用逆流操作，但为_控制温度、减少粘度、减少阻力_时采用并流操作。
11、用二种厚度相似材料保温时，往往把_导热系数小_材料包在内层，以达到好保温效果。
12、蒸发是运用溶液中溶质_不挥发性_，用加热办法使某些溶剂汽化并除去_提高溶液浓度或析出溶质。
13、金属导热系数大都随其纯度增长而增长，随其温度升高增长
×12、若以饱和蒸汽加热空气，传热壁面温度普通取空气和蒸汽平均温度。
×13、所谓黑体就是人们所讲黑颜色物体。
×14、在同一种流体中，不也许同步发生自然对流和强制对流。
×15、多效蒸发可以提高蒸汽运用率，二次蒸汽运用一次称为单效蒸发，运用二次称为双效蒸发，依次类推。
×16、对流传热系数是物质一种物理性质。
2、一降层室长为5m,宽为3m，高为4m。
内部用隔板提成20层，用来回收含尘
气体中球形固体颗粒，操作条件下含
尘气体流量为 ，气体密度
，粘度为 。
尘粒密度 。试求理论上能
100%除去最小颗粒直径？
3、外径为200mm蒸汽管道，管外壁温度为 。管外包以导热系数为图3-1
保温材料。规定保温层外壁面温度不超过 ，
7、在非均相物系中，处在_分散_状态物质，称为分散物质，处在_持续_状态物质，称为分散介质。
8、间竭过滤操作涉及__过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整__
9、传热基本方式为____热传导、对流传热、热辐射___
10、工业上换热办法有__间壁式、混合式、蓄热式、热管____
11、 称为__，其物理意义为_____，提高管内 值有效办法_____提高管外 值有效办法___（称为对流传热膜系数。当流体与壁面温度差为1K时，通过单位面积单位时间内所传递热量多少。增长流程、加拆流挡板）
12、蒸汽冷凝有二种方式，即_滴状冷凝和膜状冷凝_，由于_滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下，其传热效果好。
二：问答题（36分）
1.一定量流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增长一倍，问能量损失变为本来多少倍？
。 ， ， 。
2.何谓气缚现象？如何防止？
离心泵只能空转而不能输送液体现象。离心泵启动前应灌满液体。
3.何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？
沉降是指依托外力作用，运用分散物质与分散介质密度差别，使之发生相对运动而分离过程。沉降可分为重力沉降和离心沉降。颗粒以加速运动末速度这一不变速度作匀速沉降运动，这一速度称为重力沉降速度。
4.在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问：
（1）传热管壁温接近于哪一种流体温度？
溶液沸点为 。
传热系数K为：
变化压力后传热系数： 。
可见结垢后来传热系数减少。
试题三
一：填充题（18分）
1、空气在原则状态下密度为1.29 ，在0.25Mpa下（绝压） 时密度
2、产生流体阻力因素有__内縻擦力和流体流动状态__
3、转子流量计在安装时应_保持垂直_
4、持续性方程 是_质量守恒定律_指引出来，它合用 流体。
5、直管阻力表达式为 ，管中流出 =_1_流入管中 =_0.5_
6、离心泵安装高度超过容许安装高度时，离心泵会发生_气蚀现象_
7、往复式压缩机工作循环为_吸气、压缩、排气、膨胀_四个阶段。
8、一热流体将热量通过壁面传给冷流体过程是_热流体以对流传热方式将热量传给壁面、壁面间热传导、冷流体以对流传热方式获得热量_
一：填充题（20分）
1、边界层形成是流体具备__黏性__成果。
2、用阻力系数法来计算突然扩大和突然缩小损失时，按__细_管内流速来计算动能项。
3、长方形长为2a，宽为a，其当量直径为
4、粘度物理意义是促使流体产生单位速度梯度_剪应力__.
5、经内径为158mm钢管输送运动粘度为 燃料油，若保持油品作层流流动，则最大流速不能超过
×7、气相与液相所构成物系称为气相非均相物系。
×8、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间增长，滤液量不断增长，生产能力也不断增长。
×9、多层导热时，其推动力为各层推动力之和，阻力也为各层阻力之和。
√10、流体对流传热膜系数普通来说有相变时要比无相变时为大。
×11、多层平壁稳定导热时，如果某层壁面导热系数小，则该层导热热阻大，推动力小。
10m50m25m图1-1
已知：
试题一答案：
1、图示，在1-1，2-2面间列板努利方程
=
。
在2-2，3-3面间列板努利方程
= ，
， 。
即流体流量为 局部阻力系数为8。
2、（1）、
（2）、
（3）、 ， 。
3、 =，
/ = 。
即冷却水流量为 和管子根数为167根。
试题二
一：填充题（20分）
1、牛顿粘性定律 ，粘度在SI制中单位是
传热管壁温接近于蒸汽温度
（2）传热系数K接近于哪一种流体对流传热膜系数？
传热系数K接近于空气对流传热膜系数
（3）那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？
空气走管内，饱和蒸汽走管外。（蒸汽散热快）。
5.换热器设计中为什么经常采用逆流操作？
由于逆流操作推动力大，所需传热面积小；减少载热体用量
6.单效减压蒸发操作有何长处？
6、用离心泵在两个敞开容器间输液，若维持两容器液面高度不变，当关小输送管道阀门后，管道总阻力将__不变__。
2、惯用测定流量流量计___孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计
3、在流动系统中，若截面上流体流速、压强、密度等仅随_位置_而变，不随_时间_而变，称为稳定流动。若以上各量既随_位置_而变，又随_时间_而变，称为不稳定流动。
4、等边三角形边长为a，其当量直径为