化工原理 模拟题及参考答案

化工原理试卷一一、填空：（1）层流条件下，管径一定时，阻力损失与流量（）次方成正比；流量一定时，阻力损失与管径（）次方成反比。

（2）离心泵的轴功率随流量的增大而（），启动离心泵前应（），以减少启动电流，保护电机。

另外，离心泵启动前，还要( )，否则就会造成（）现象。

（3）层流时，圆管内的流速呈（）分布，u/umax=( )；当温度升高时，处于层流状态的空气的阻力损失（）。

（4）往复泵的流量与压头（），需采用（）调节流量。

（5）研究流体流动时，常将流体视为由无数分子集团所组成的（），其目的是为了摆脱（），而从（）角度来研究流体的流动规律。

（6）在化工生产中，流体静力学基本方程式主要应用于（），（），（）。

（7）离心分离因数Kc=（）,若旋转半径R=0.4m，切向速度uT=20m/s 时，则Kc=（）,结果表明在上述条件（）。

（8）通过三层平壁的热传导中，若测得各面的温度t1,t2,t3和t4分别为500℃,400℃,200℃和100℃，则各平壁层热阻之比（）（假设各层壁面间接触良好）。

（9）为了减少辐射热损失，可采用（）方法，而且材料的黑度（），散热愈少。

（10）当管壁和污垢热阻可以忽略时，如果当两个对流传热系数相差较大时，要提高K值，关键在于提高（）的α。

若两侧α相差不大时，则必须将（）才能提高K值。

二、计算题：1．用降尘室来除去含尘气流中的球形尘粒，颗粒在气流中均匀分布，尘粒密度为3000kg/m3,降尘室长4m，宽2m,高1m。

含尘气流密度为 1.2kg/m3,流量为7200m3/h，粘度为3×10-5Pa·s,设在斯托克斯区沉降，试求：（1）可被完全除去的最小粒径；（2）可被50%除去的粒径。

2．在3×105Pa 的压强下对钛白粉在水中的悬浮液进行过滤实验，测得过滤常数K=5×10-5m 2/s,q e =0.01m 3/m 2,又测得滤饼体积与滤液体积之比ν=0.08。

现拟用有38个框的BMY50/810-25型板框压滤机处理此料浆，过滤推动力及所用滤布也与试验用的相同。

试求：① 过滤至框内全部充满滤渣所需时间；① 过滤完毕以相当于滤液量1/10的清水进行洗涤，求洗涤时间；③ 若每次卸渣、重整等全部辅助操作时间共需15min ，求每台过滤机的生产能力（以每小时平均可得多少m 3滤饼计）。

3．有一管长为2m 的列管冷却器，将油从150℃冷却到100℃，冷却水的进口温度为15℃，出口温度为40℃，油和水作并流流动，若用增加管长的办法，使油的出口温度降到80℃。

设油和水的流速、进口温度及冷却器的其它尺寸均保持不变，问新冷却器的管长应等于多少才能满足要求？（假设Cp 比热不随温度而变）。

参考答案：()()()()()mmg u d sm H u Su H mmmg u d g d u sm bl V u s t t t s t s t s t 0479.081.92.13000125.01031818/125.045.0425.010.550%150%H H %5020677.081.92.1300025.010*******/25.04236007200)1(155min 2=⨯-⨯⨯⨯=-'==='='====⨯=⨯='=⨯-⨯⨯⨯=-=-==⨯⨯==--ρρμθθρρμμρρ除去的粒径）可被（径可被完全除去的最小粒：解()()hm S d dV V s m q q KA d dV d dV V S K qq q K qq q m m A V q m m m ww w e w www e e /9.513015414549623.03600T V 3600Q 34141088.179.7101/1088.101.0156.0886.491058254910501.0156.02156.022/156.086.4979.79.778.0023.60V 6.84938281.0A 623.0025.03881.0123333552222332232=⨯++⨯===⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⨯=+⨯⨯⨯=+=⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛==⨯⨯⨯+=+==+======⨯⨯==⨯⨯=----饼）过滤机的生产能力（）洗涤时间（由恒压过滤方程式滤液体积过滤面积）滤框总容积：（解θθθθθθθ()()()()()()()()mL t dL n t dL n Ln t Ln t t t Ln t t t t t t t C C C C t t C T T C m m m m m m pc c ph h pc c ph h pc c ph h 71.375K K Q Q 81.69301353013547.92601356013550154015100150100150KS Q C5015257050215W 80150W 11540W 100150W W W 322211212112121221==∆∆==-=∆=-=∆∆∆∆-∆=∆→→→→∆=︒=-=-=--=--=-ππ所以所以及由则：根据解化工原理试卷二一、填空题：（1）在流体流动中，圆形直管内流体滞流时的速度分布为（）形状，且平均速度u与管中心最大速度umax之比等于（）；湍流时的速度分布为（）。

（2）有一串联管道，分别由管径为d1与d2的两管段串联而成，d1<d2。

某流体稳定地流过该管道。

今确知d1管段内流体呈滞流，则流体在d2管段内的流型为（）。

（3）离心泵的工作点是（）曲线与（）曲线的交点；离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵发生（）现象。

（4）离心泵无自吸作用，开泵前要先（），以防止（）现象的产生。

（5）在列管式换热器中，用饱和水蒸气加热空气，则传热管的壁温接近（），总传热系数K的值接近（）。

（6）为了减少辐射热损失，可采用（）方法，而且材料的黑度（），散热愈少。

（7）某球形颗粒在一定密度及黏度的空气中沉降,若处于滞流沉降区,当空气温度升高时,空气的黏度（），颗粒的沉降速度（）。

（8）测定流量常用的流量计有（）、（）、（）。

（9）降尘室的生产能力只与降尘室的（）和（）有关，而与（）无关。

（10）工业过滤一般采用（）过程最合理。

过滤常数的测定一般在（）进行。

二、计算题：1．某车间用离心泵将原料送到塔中，如附图所示。

塔内压强为491kPa（表压），槽内液面维持恒定，其上方为大气压。

槽内液面和塔进料口之间的垂直距离为20m，假设输送管路的阻力损失为5m液柱，料液的密度为900kg/m3,管子内经皆为25mm，送液量为2000kg/h。

试求：（1）泵的有效功率；（2）如果泵的效率是60%，求其轴功率。

2．用板框过滤机恒压过滤某水悬浮液，滤框共10个，其规格为810×810mm，框的厚度为42mm。

现已测得过滤10分钟后的滤液1.31m3，再过滤10分钟，共得滤液1.905m3。

滤饼体积和滤液体积之比为0.1。

试计算：①将滤框完全充满滤饼时所需的时间（h）;②若洗涤时间和辅助时间共45分钟，该装置的生产能力（以每小时滤饼体积计）。

3．常压贮槽中盛有石油产品，其密度为760kg/m3,粘度小于20cst。

在贮存条件下的饱和蒸汽压强为80×103Pa。

现拟用65Y—60B型油泵将此油品以15m3/h的流量送往表压为177×103Pa的设备内。

贮槽液面恒定，设备的油品入口比贮槽液面高5m，吸入管路和排出管路的全部压头损失分别为1m和4m。

试核算该泵是否合用。

若油泵位于贮槽液面以下1.2m处，问此泵能否正常操作？当地大气压按101.33KPa计。

附：65Y—60B型油泵性能参数如下：流量 m3/h 19.8扬程 m 38效率 % 55轴功率 KW 3.75允许气蚀余量 m 2.6参考答案：().733.07336.08.439N N 28.439360020007.791N /3600/2000/7.7912W /26.14360020000/9004910,20,02222111121221212221321212122222111kW W W w W skg w kgJ h u g p p z z g sm d A w u u m kg kP p p m z z h u p gz W u p gz e s e e s f e saf e =====⨯====++-+-==⨯⨯⨯========+++=+++--∑∑--ηρρπρρρρ）泵的轴功率为（则泵的有效功率为方程式，得将已知数据代入柏努力（表压），（表压），其中：方程式：在两截面之间列柏努力截面，，料液进塔处为截面，兼做基准水平面）取料液槽液面为：（解()()e e c K q q mA V q mA V q m m m m θθ+=+=======⨯⨯=====⨯==⨯2221122333215.012.13905.11.012.1331.12.1131021.80A (6.72V V76.20.10276.0100276.0V 10276.0042.001.8012恒压过滤方程式过滤面积：滤液）滤液体积滤饼体积个框所得滤饼的总体积一个框的体积：时所需的过滤时间）将滤框完全充满滤饼（：解()()()()()()h m V T h m q q q K q K q K q c c e e ee e e e e /9.105.702.7076.20V Q )2(2.70,0.2113.122.76A V 357.0101.75105.2357.0,105.2,101.75K 120015.06001.035-2335-222=+=++======+⨯=⨯+=⨯=⨯==+=++=+--附洗生产能力则当过滤时间过滤基本方程式：解得：θθθθθθθθθ()()()说明泵能正常操作。

油泵的实际安装高度为则：式中：算允许安装高度，即蚀现象，可应用下式计能否避免汽的安装高度是否合适，否正常操作，应核算泵根据已知条件考虑泵能型油泵合用。

—所以并整理得：将上列数值代入上式，，表压，表压式中：为基准水平面，得：截面间列柏努力方程，并以与输送管出口外侧截面在贮槽液面：解,74.0.2174.016.281.9760108.00133.1H 16.21080100133.1H B 60Y 65/8.19/15,38.73351.89760101775/7605411017700,05,022112211351035010033332132121212122222111m m mmH m h P p P p H h gp g p hm Q h m Q m H H mH m kg m H P p p u u mz z H gu g p z H g u g p z gf a af g e e e f a f e -<-=--⨯⨯-===∆⨯=⨯=-∆--==<==<=+⨯⨯+===+=⨯======+++=+++'-'-'-----ννρρρρρ化工原理试题三一、填空：（1）层流条件下，管径一定时，阻力损失与流量（）次方成正比；流速一定时，阻力损失与管径（）次方成反比。