化工基础试题参考答案.docx

1、化工基础试题参考答案化工基础试卷试题一填空题(18分)1、 某设备上，真空度的读数为 80mmHg，其绝压= mH 20 , Pa该地区的大气压为720mmHg。2、 常温下水的密度为1000Kg 3，粘度为1cp,在d内100mm的管内以3%速度流动，其流动类型为 。3、 流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以 . ._4、 气体的粘度随温度的升高而 水的粘度随温度的升高 。5、 水在管路中流动时，常用流速范围为 叹,低压气体在管路中流动时，常用流速范围为 。6 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵 . 往复泵 . 7、在非均相物糸中，处于 状态的物质，称为分散物质，处于 状态的物

2、质，称为分散介质。&间竭过滤操作包括 . . . . 。_9、 传热的基本方式为 . . 10、 工业上的换热方法有 . . . 11、 称为 ，其物理意义为 ，提高管内 值的有效方法 .提高管外值的有效方法 12、 蒸汽冷凝有二种方式，即 和 。其中，由于 ，其传热效果好。二：问答题(36分)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？2、 何谓气缚现象？如何防止？3、 何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？4、 在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问：(1) 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？(2) 传热糸数K接近于哪一种流体的对

3、流传热膜糸数？(3) 那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？5、 换热器的设计中为何常常采用逆流操作？6、 单效减压蒸发操作有何优点？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的阻力糸数 为 0.03，现发现压力表上的读数为5mH 20，若管径为100mm,求流体的流量及阀的局部阻力糸数？2、在一列管式换热器中，用冷却将100叱的热水冷却到50C，热水流量为60m/h，冷却水在管内 流动，温度从200C升到45C。已知传热糸 数K为2000 w 2 c，换热管为25 2.5mm的钢管，长为3m.。求冷却水量和换热管数（逆流）已知：热水9603 C热水C冷水

4、试题一答案:一、填充题1、8.7m H 202、Redu流。3、 层流、过渡流和湍流。4、 增加、降低。5、 3-8叫、8-15%。&启动前应灌满液体，关出口阀门、 用调节阀调节流量；往复泵启动前 不需灌液，开旁路阀、用旁路阀来 调节流量的。,8.53 104pa.0.1.3.1000 3 105。湍1.10 3图1-17、 分散、连续。8、 过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整9、 热传导、对流传热、热辐射。10、间壁式、混合式、蓄热式、热管11、称为对流传热膜糸数。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的多少。增加流程、加拆流挡板。l U1 2V11 d1 2gd2 2

5、d1， u2 1/4.d22u 1 ，4 1d 2-U 2.l2 1 。 h2 2.U22164/h1。d22g16 112、滴状冷凝和膜状冷凝。滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下 :问答题1、h122、离心泵只能空转而不能输送液体的现象。离心泵启动前应灌满液体3、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。沉降可分为重力沉降和离心沉降。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。3、 传热管的壁温接近于蒸汽的温度；传热糸数 K接近于空气的对流传热膜 糸数；空气走管内，饱和蒸汽走管外。（蒸汽散热快）。4、 因为逆流操

6、作：推动力大，所需的传热面积小；减少载热体的用量。5、可以降低溶液的沸点，可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂，可以浓缩 不耐高温的溶液，可以减少蒸发器的热损失。三：计算题1、图示，在1-1,2-2面间列板努利方程z1U122gP1 = Z2 gU22102gu2u22 9.81u22 9.812.44%500.03.0.1V -4u2 2g进.亦-0.5.12 9.81 2 9.81.d2u 0.019m68.9o在 2-2,3-3面间列板努利方程z2U22P22g=z3U322gP3 h，gu22g2 u2u出.2g 2g25 2.44252 9.810.03.0.1.2 9.812 9.81

7、即流体的流量为0.019m3s ,68.9m3h局部阻力糸数为82、（1）、V2 K.A2.V2 3.2 10 3、V2 2 12 K.A2 2（3）、V1 12 22 2K.A2.v22K.A2.23.56 10 63、GC T1t2! = ， G2t 42.50CA G302.22.42丄V2232 Kg/2 C2 t2 h / K.K.302.30 60 K 3.561.7m33600V 6.8m3 。2t = 39.4m2。n 167. 即冷却水的流量为32和管子根数为167根。10试题二一：填充题（20分）1牛顿粘性定律 ,粘度在SI制中的单位是 。2、 常用测定流量的流 . . 。

8、3、 在流动糸统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随 而变，不随 变，称为稳定流动。若以上各量既随 而变，又随 变，称为不稳定流动。4、 等边三角形的边长为 a，其当量直径为 。5、 流体在圆形直管内滞流流动时，其速度分布是 型曲线，其管中心的最大流速为平均流速的 ，縻擦糸数 与Re的关系为 。6、 泵是指 按其工作原理来分可分为7、气体按压缩比来分，可分为 . . . 。&降沉室内颗粒得以沉降的条件 。9、 过滤操作实际上是滤液通过 和 的流动过程，过滤速率是扌旨 。10、 传热一般采用逆流操作，但为 . 时采用并流操作。11用二种厚度相同的材料保温时，往往把 的材料包在内层，以达到好的

9、保温效果。12、 蒸发是利用溶液中溶质的 用加热的方法使部分溶剂汽化并除去 容液的浓度或析出溶质。13、 金属的导热糸数大都随其纯度的增加而 ，随其温度的升高。14、 对流传热的热阻主要集中在 因 强化对流传热的重要途径。15、 工程上流体流经换热器的压降通常限定在 Kpa 二：问答题（30分）1流体的流动形态有哪几种？如何判断？2、 何谓层流内层？其厚度受哪些因素影响？3、 采用多级压缩的优点有哪些？4、 列管式换热器为何要进行热补偿？5、 单层圆筒壁的内、外半径分别为r1和r2，壁表面温度分别为T和t，若t T，试写出圆筒任意半径r处的温度表达式？三：计算题（50分）1、 流量为5000m

10、3h的水通过一根20Km长的水平管，总压降为0.5Mpa。 现在中央接一完全相同的平行管到中点。问总流量变为多少m3h ？（设总压降始终不变，流动始终为高度湍流，局部阻力忽略）。2、 泵将20C的水由一贮槽打到另一贮槽，其中吸入管和排出管的管径为98 4mmm的无缝钢管。吸入管长为 50m，排出管长为160m。且泵到管出口的距离为10m，其中流量为35m3h。（已知：p0 1atm ,0.02, Hs 3.0m, N电 2Kw,电 0.94 ） .（200C 时水， 1000Kg 3 ,/ m P02.4 103求：忽略动压头，求泵的安装高度? 泵的轴功率和效率？25 2.5mm，管3、一列式

11、换热器规格如下：管长 3m,管数30根，管径为程为 1,现拟选用此换热器冷凝、冷却 CS2饱和蒸汽，使之从饱和温 度46C降至10C。 CS2走管外，其流量为G1 0.07叨，其冷凝潜热为356比热为1.05CO水走管内，且与CS 2成逆流流50C和30C。已知冷凝和冷却段基于2000Wm20C 和 K2动。冷却水的进出口温度分别为 外表面的总传热糸数分别为 K1 此换热器是否造适用？4、用一传热面积为10m2的蒸发器将某溶液由15%浓缩到40%，沸点进 料，要求每小时蒸得375Kg浓缩液，已知加热蒸汽压强为 200Kpa，蒸 发室的操作压强为20Kpa,此操作条件下的温度差损失可取8C，热损

12、失 可忽略不计。试求：(1)开始设入使用时，此蒸发器的传热糸数为多 少？(2)操作一段时间后，因物料在传热面上结垢，为完成同样蒸发任 务，需将加热蒸汽的压力提高到 350Kpa,问此时蒸发器的传热糸数为多 少？查得20Kpa水蒸汽的饱和温度为60.10C，汽化潜热为2354.9Kj Kg查得200Kpa水蒸汽的饱和温度为120.20C查得350Kpa水蒸汽的饱和温度为138.80C试题二的答案O4、a。5、抛物线、0.5、Oe6为液体提供能量的输送机械，离心式、往复式、旋转式和流体作用 式。7、 通风机、鼓风机、压缩机。8、 颗粒的停留时间大于沉降时间。9、 介质和滤渣层的流动，单位时间内所获

13、到的滤液量。10、 控制温度、降低粘度、减少阻力。11、 导热糸数小的。12不挥发性、提高。13、 增加、增加。14、 层流内层、减薄层流内层的厚度。15、 10.13-101.3.二问答题1、 流体的流动形态有两种：层流和湍流；用雷诺准数来判断，当Re 2000，为层流，当Re 4000为湍流。2、 在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动 的流体薄层，此 薄层称为层流内层。受管径、流速、粘度和密度。3、 避免压缩后气体温度过高，提高气缸容积糸数，减小功率，使压缩机 结构更为合理。4、 列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不 相同，因此它们的热膨胀程度也有区别。若

14、两流体的温度差较大r.T tnr1In豆1（50C以上）时，由于热应力会引起设备的变形，甚至弯曲和破裂。 因此我们要考虑热补偿。宀 2 .L. .T t 2 .L. .T t5、 Q =lnr2 ln 1 1三：计算题1、设接平行管道后，总流量为VgEh二平行管流量为v1m3h和v2m3h板努利方程：2 2hf1U3 P3 U1 P12 2图2-1P3 u222u322总压降相同得:13 u323._d._2_P2hf2U32、u1j8:5UV14 .d2u21.53os吐hfs 2gl11.du12l1 l214.Hsl312l。2 U21U1 -u38、V 6330 ，535.0.092.

15、3600u2l u22gd 2gM20mo1.53o3.01.5322.9.81图2-20.02戲0.09速 1.555m2.9.81考虑0.5m的安装安全糸数。则泵的安装高度为 1m.N 轴 N 电 电 2.0.94 1.88KW. 22HZh Zl u进u出 一d 2g出2g160 50 ,1.532H110.0210.50.092.9.81H 16.75m.N HQ g 16.75.35.1000.9.81/3600 1.6Kw85%.3、换热器已有的传热面积：A n. .dl 求所需的传热面积：冷凝段的热量：Q1 =w.r 0.07.356 冷却段的热量：Q2 w.C1.T1 T2 总

16、热量为：Q= Q1+Q2 =27.55KwQ30.3.14.0.025.3 7.07m2 o24.9Kw0.07.1.05.362.65Kw o冷却水的用量：G水27.55C. t 2t14.187. 300263Kg s冷却水离开冷却段的温度:t t1冷凝段的温度差:467.4G水C比46 302.650.263.4.187 7.4叱冷却段的温度差:,46 7.4 In46 3046 7.4 10 525.70C46 7.4ln10 516.40C4.84m21.61m2冷凝段所需传热面积:冷却段所需传热面积:所需的总的传热面积:A Q 24.9.10001 K71 200.25.7八 Q

17、2.65.1000A2K. t 100.16.4A=6.45m2 .4、水分蒸发量： W F. 1 0.625F , F W 375.x1F=1000Kg , W=625Kg溶液的沸点为 t 60.1 8 68.1C 。785传热糸数K为：K625.2354.9.100010.3600. 120.2 68.1578Wm2.0C改变压力后的传热糸数：/ Q 625.2354.9.1000KA t 10.3600.138.8 68.1可见结垢以后的传热糸数降低试题二:填充题（18分）1、的密，在0.25Mpa下（绝压）空气在标准状态下密度为度为 80C 时2、 产生流体阻力的原因有 . 3、 转子

18、流量计在安装时应 。4、 连续性方程u1s1 u2s2是 旨导出来的，它适用 体。5、 直管阻力的表示式为 ,管中流出岀= 入管中 入= 。6、 离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生 象。7、 往复式压缩机的工作循环为 . . . 个阶段。8、 一热流体将热量通过壁面传给冷流体的过程是 9、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 。10、 一根暴露在外的热管子以 . 发热量。11、 0.023.Re 0.8. Pr n式中两个准数 Re= ,d内Pr= .若液体被冷却时 n= 。12、 多效蒸发主要有 . . 种典型流程。二：判断题（18分）1、 在并联管路中

19、，它们的阻力相等，同理在串联管路中，它们的流速也是相 等的。（稳定流动）。2、 转子流量计可以读出任何流体的流量。3、 用雷诺准数来判断流体的流动形态时，在 SI制中属层流范围，在cgs制 中属湍流范围。4、 粘度是流体的物理性质之一，则雷诺准数也是流体的物理性质之一。离心 泵铭牌上的性能参数是指泵扬程最高点下的性能参数。5、 往复式压缩机的工作循环是由吸气、排气、膨胀、压缩四个阶段组成。6、 沉降器的生产能力与沉降速度及沉降面积有关，与沉降高度无关。7、 气相与液相所组成的物糸称为气相非均相物糸。&用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液量不断增 加，生产能力也不断增加。9、

20、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、 流体对流传热膜糸数一般来说有相变时的要比无相变时为大。11、 多层平壁稳定导热时，如果某层壁面导热糸数小，则该层的导热热阻大， 推动力小。12、 若以饱和蒸汽加热空气，传热的壁面温度一般取空气和蒸汽的平均温度。13、 所谓黑体就是人们所讲的黑颜色的物体。14、 在同一种流体中，不可能同时发生自然对流和强制对流。15、 多效蒸发可以提高蒸汽的利用率，二次蒸汽利用一次称为单效蒸发，利 用二次称为双效蒸发，依次类推。16、 对流传热糸数是物质的一种物理性质。17、 黑体、镜体、和灰体都是理想化的物体，在自然界中并不存在。18、 总传

21、热糸数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关。 三：计算题（64分）1、图示，“ U”管压差计甲的上部管内充满了水，下部为汞，汞的液面落 差为3cm，求P12 ?若再接一 “ U”管压差计乙，其上部仍为水，下部 放置不知名的液体，且测得 R乙63.5cm，求 乙？图3-12、 一降层室长为5m,宽为3m，高为4m。内部用隔板分成20层，用来回收含尘 气体中的球形固体颗粒，操作条件下含 尘气体的流量为36000m3h，气体密度0.9 Kg 3，粘度为 0.03mPa.s。/m3尘粒密度 4300 Kg 3。试求理论上能/ m3100%除去的最小颗粒直径？3、 外径为200mm的蒸汽管

22、道，管外壁温度 为 1600C。管外包以导热糸数为0.08 1.1 10 4t的保温材料。要求保温层外壁面温度不超过60C，每米管长的热损失不超过150W 。问保温层的厚度应为多少？/ m4、欲将浓度为25%，沸点为131.50C，流量为3600 Kg h的NaOH水溶液经蒸发浓缩到50%。料液的进口温度为200C，加热蒸汽的压强为392.4Kpa （绝压），冷凝器的压强为 53.32Kpa.据经验蒸发器的传热糸数 可取1100W 2 k，溶液的密度为1500Kg 3。若忽略蒸发器的热损2000Kj Kg2143Kj Kg失。求加热蒸汽的消耗量及蒸发器所需的传热面积？ C已知：p=53.32K

23、pa, t 830C,p=392.4Kpa, T 142.90C试题三答案一：填充题2内縻擦力和流体的流动状态1、2.5Kg 3/ m33、5、7、保持垂直8、.丄U 、1、0.5. 6气蚀现象。d 2吸气、压缩、排气、膨胀四个阶段所组成。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9、管程10、自然对流、热辐射。11、Re 、Pr 、n 0.312、并流、逆流和平流。:判断题6、10、17为对，其余都为错。:计算题1、 P测Rgp 13.6 1 .0.03.9.81.103 3.708Kpa。31.0.635.9.81.1033.708Kpa，160叫

24、。2、降沉室的总面积：沉降速度：u VAA 20.5.3360002300m 。300.36000.033o设沉降区为层流，则有：ud2 s q180.033 d 2 4300 0 9 98118.0.03.10 32.0610 5m。验算：Re吒 2.06 105.0.033.0.90.03.10 30.661。3、保温材料的导热糸数lnRr4、水分蒸发量：W150ln 1001001 %3600. 125x150oF.1800Kg h。0.0921Wm.K47mm。加热蒸汽消耗量:D FC.t0 “所需的传热面积为：A D.R .736.2143 125.9m2。K. t 1100.142

25、.5 131.53600493.131.5 20R21430.736KgS。即所需的加热蒸汽消耗量为0.736 Kg 。所需的传热面积为125.9m2/ s3、离心泵铭牌上标明的是泵在（）时的主要性能参数试题四一：填充题（20分）1、 边界层的形成是流体具有 吉果。2、 用阻力糸数法来计算突然扩大和突然缩小的损失时，按 管内的流速 来计算动能项。3、 长方形的长为2a,宽为a，其当量直径为 4、 粘度的物理意义是促使流体产生单位速度梯度的 .5、 经内径为158mm的钢管输送运动粘度为90m/S的燃料油，若保持油品作层流流动，则最大流速不能超过 。6用离心泵在两个敞开容器间输液，若维持两容器的

26、液面高度不变，当关小输送管道的阀门后，管道的总阻力将 。6 离心泵的工作点是 曲线与 线的交点。&往复式压缩机的余隙糸数 = , -，则容增大，生产能力 。9、沉降操作是指在某种 中利用分散相和连续相之间的 使之发生相对运动而实现分离的操作。沉降过程有 和 沉降两种方式。10、 工业上常用的过滤介质主要有 、 、 。11、 在过滤操作中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是 不是 。12、 在平壁稳定热传导过程中，通过三层厚度相同的材料，三层间的温度差变化是依次降低，贝U三层材料的导热糸数的大小顺序 。13、 沸腾传热可分为三个区域，它们是 、 、 。应维持在 内操作。14、 用饱和蒸汽加热水，经过一

27、段时间后，发现传热阻力迅速加大，这可能是由于 所引起的。15、 温度差损失包括 、 、:选择题1、层流和湍流的本质区别是（ ）A、流速不同； B、流通截面积不同;C、雷诺数不同； D、层流无径向流动，湍流有径向流动；2、选择下述流体在管路中常用的流速（1 ）、过热水蒸汽（ ），（2）、水及一般流体（ ）；（3）、压强较高的气体（），（4）、粘度较大的液体（）；,C、15-20m ,D、30-50B、压头最大；D、轴功率最小;A、流量最大； B、压头最大C、效率最高； D、轴功率最4、下列结论正确的是（ ）A、 液体的粘度随温度的升高而减小;B、 气体的粘度随温度的升高而增大;C、 液体的粘度基

28、本上不随压强变化；D、 气体的粘度随压强增大而减小。5、离心泵吸入管路底阀的作用是（ ）A、阻拦液体中的固体颗粒； B、避免出现气蚀现象；C、维持最低的允许吸上高度；D、防止启动前充入的液体从泵内漏出;6、 在一个过滤周期中，为了达到最大生产能力应（ ）A、过滤时间应大于辅助时间；B、过滤时间应小于辅助时间；C、过滤时间应等于辅助时间； D、过滤加洗涤所需时间等于1/2周期;7、 下述说法中正确的是（ ）。A、过滤速率与过滤面积成正比；B、过滤速率与过滤面积的平方成正比； C、过滤速率与滤布阻力成反比；D、过滤速率与操作压差的平方成正比；8、 在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素无关的是（ ）。B、颗粒与流体的密度；D、颗粒的形状；）。B、离心机可分离液固混合物;A、颗粒的几何尺寸；C、流体的水平流速；9、旋液分离器是利用离心力分离（A、离心机可分离液液混合物；C、离心机可分离气固混合物；D、 离心机所分离的不均匀混合物中至少有一相是液相；10、传热过程中当两侧流体的对流