化工原理试题.docx
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化工原理试题
、填空题（共22分）:
1.（3分）当理想流体在变径管路中做稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压
力。
2.（3分）实验证明，流体在管内稳定流动时，当Rew时，流动类型为滞流，滞
流时的摩擦系数入与成反比；湍流时，当Re一定，则入随&/d的增加而。
3.（3分）离心泵的主要部件有、、和。
4.（4分）离心泵输送的液体密度变大，则其扬程，流量，效率,
轴功率。
5.（3分）蒸发器的生产能力是指。
6.（3分）下列各种情况下的对流传热系数的大小：
空气流速为6m/s时的ai和空气流速为
25m./s时的a2之间的数值大小顺序为＞。
7.（3分）蒸汽中不凝性气体的存在，会使大大降低，因此冷凝器都应有
的装置。
二、选择题（每题4分，共20分）：
1.在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数入数值。
A）与光滑管一样；
B）只取决于雷诺准树Re;
C）只取决于相对粗糙度；
D）与粗糙度无关。
2.恒压过滤时过滤速率随过程的进行而不断（）。
A、加快；B、减慢；C、不变
3.离心泵并联操作的主要目的是（）
A、增大位能B、增大扬程C、增大流量
4.要使微粒从气流中除去的条件，必须使微粒在降尘室内的停留时间（）微粒的沉降时间。
A.＞；B.＜；C.＜；D.＞
5.（）是一种以电磁波传递热能的方式。
A、传导B、对流C、辐射
三、简答题（8分）：
1•流体在管路中流动时，有哪两种流动形态？
写出判断流型的具体根据。
四、计算题（共50分，答案要求写在答题纸上）：
1.（18分）某水泵的吸入口与水池液面的垂直距离为3m,吸入管直径为50mm的水煤气管，摩擦系数入=0.029,管下端装有一带滤水网的底阀Z1=10,泵吸入口附近装一真空表。
底阀至真空表间的直管长8m，其间有一个90度的标准弯头，局部阻力系数Z2=0.75。
（1）试估计当泵的吸水量为20m3/h、操作温度为20C时真空表的读数为多少？
（2）又当泵的吸水流量增加时，该真空表的读数是增大还是减小？
2.（14分）欲将某减压精馏塔塔釜中的液体产品用离心泵输送至高位槽，釜中
真空度为67kPa（其中液体处于沸腾状态，即其饱和蒸汽压等于釜中绝对压强）。
泵位于地面上，吸入管总阻力为0.87J/N，液体的密度为986kg/m3，已知该泵的必需汽蚀余量（NPSH）为3.7m，试问该泵的安装位置是否适宜？
如不适宜应如何重新安排？
（最大允许安装高度：
［Hg］=Po/pg-Pv/pg-刀Hf（o-i）-［（NPSHr+0.5］）
3.5丄」
1-一…~8
3.（18分）某列管式加热器由多根①25mmx2.5mm的钢管组成，将苯由20C加热到55r，苯在管中流动，其流量为15t/h，流速为0.5m/s。
加热剂为130C的饱和水蒸气，在管外冷凝。
苯的比热容Cp=1.76kJ/kg.C,密度为858kg/m3。
已知加热器的传热系数为700W/mC,试求此加热器所需管数n及单管长度I。
一、填空题（共24分）:
1.（4分）流体体积流量一定时，流通截面扩大，则流速—，动压头—
静压头。
（填增加，减少，不变）
2.（3分）减少流体在管路中流动阻力》hf的具体措施有：
3.（3分）离心泵的工作点是如下两条曲线的交点：
和
4.（3分）离心泵起动时，如果泵内没有充满液体而存在气体时，离心泵就不能输送液体，这
种现象称为现象。
5.（4分）厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b1>b2>b3；导热系数入1<
入2<入3。
在稳态传热过程中，各层的热阻R1R2R3；各层导热速率Q1___Q2___Q3。
6.（4分）在采用列管换热器进行换热时，一般来说，蒸汽走管;高压流体走管;
有腐蚀性流体走管;粘度大或流量小的流体走管。
（内或外）
7.（3分）采用多效蒸发的目的是。
二、选择题（每题3分，共18分）：
1.过滤操作中滤液流动遇到阻力是（）。
A、介质阻力；B、滤渣阻力；C、介质和滤渣阻力之和。
2.滞流时圆管中心处的流速为平均流速的（）倍
A.0.5B.2C.0.8
3.转子流量计的主要特点是（）
A.恒截面、恒压差B.变截面、变压差C.变截面、恒压差
4.离心泵并联操作的目的是（）.
A.增大位能B.增大扬程C.增大流量
5.旋风分离器的临界粒径是指能完全分离出来的（）粒径。
A.最小；B.最大；C.平均；
6.蒸发装置中，效数越多，温度差损失（）。
A、越少；B、越大；C、不变
三、简答题（8分）：
1.简要指出换热器强化有那些途径？
四、计算题（共50分）
1.（17分）
如附图所示，高位水槽液面恒定，距地面10m，水从①108x4mm钢管流出。
钢管出口中
心线与地面的距离为2m,管路的总阻力（包括进、出口等局部阻力损失）可按刀hf=16.15u（J/kg）计算，式中u为水在管内的流速（m/s）。
求
（1）A-A'截面（垂直管路中的某一截面）处的流速m/s?
（2）水的流量为多少m/h?
度是否合适？
水的密度可取1000kg.m-3，外界大气压为10mH2O。
3.（17分）
在内管为巾189*10mm的套管换热器中，将流量为3500kg/h的某液态烃从100C冷却到60C，其平均比热Cp（烃）=2.38kJ/kg.C，基于传热外面积的总传热系数K=2000W/mC,设其值恒定，忽略热损失。
试求：
（1）水用量；
计算两流体为逆流和并流情况下的平均温差及所需管长。
一、填空题（共20分）
1.（3分）减少流体在管路中流动阻力》hf的措施有
6.（3分）热量传递的方式主要有三种
选择题（每题3分，共21分）
1.
2.
3.
流体在管内作湍流流动时，滞流内层的厚度随雷诺数
A.增厚B.减薄
转子流量计的主要特点是（
A.恒截面、恒压差离心泵的扬程是（
A.实际的升扬高度
Re的增大而（
4.
5.
6.
A、
B.
）
C.不变
）
变截面、变压差C.变截面、恒压差
B.泵的吸液高度
C.液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度
D.单位重量液体出泵和进泵的机械能差值
旋风分离器主要是利用（）的作用使颗粒沉降而达到分离。
A.重力；B.惯性离心力；C.静电场
稳态的多层平壁的导热中，某层的热阻愈大，则该层的温度差（
A.愈大B.愈小C.不变
对于沸腾传热，工业生产一般应设法控制在（）沸腾下操作。
核状B、稳定的膜状C、不稳定的膜状
7.采用多效蒸发的目的是为了提高（）°
A.
完成液的浓度；B.加热蒸汽经济程度；C.生产能力
三、
简答题（9分）
1.
离心泵为什么会出现气蚀现象?
四、计算题（共50分）
1.（18分）
如下图所示的输水系统，用泵将水池中的水输送到敞口高位槽，管道直径均为083X
3.5mm,泵的进、出管道上分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮水池的水面高度为4.8m,压力表安装位置离贮水池的水面高度为5m。
当输水量为36m3/h时，进水管道
的全部阻力损失为1.96J/kg,出水管道的全部阻力损失为4.9J/kg，压力表的读数为250kPa,
泵的效率为70%，试求：
⑴两液面的高度差H为多少m?
⑵泵所需的实际功率为多少kw?
⑶真空表的读数多少kPa?
2.（16分）某离心泵在一定转速下的特性方程为H=26-0.4X06Q2，用该泵将水从贮槽
抽送至某高位槽，两槽皆敞口，两槽液面高度差为10米。
管路系统的阻力损失》hf=0.6X
106qv2（工hf的单位为米，qv的单位为m3/s）。
试计算：
（1）若两槽中水位恒定，求流量。
（2）开始时，两槽液面位差是10米，过程中如高位槽中液位恒定，求低位槽中液面下降
两米所需的时间，低位槽面积为100m2。
3.（16分）有一列管换热器用-15C的液氨蒸发来冷却空气。
空气在换热器的簿壁列管内
作湍流流动，由40C冷却到-5C,液氨侧的对流传热系数为1880w.m-2.K-1，空气侧的对流
传热系数为：
46.5w.m-2.K-1，忽略管壁和污垢热阻。
求：
（1）平均温度差；
（2）总传热系数。
、
填空题（每题3分，共24分）
1.
（3分）流体流动
中的理想流
体是
指：
。
2.（3
分）液体在等直径的管中作稳态流动，
由于有摩擦阻力损失，其流速沿管
长
，静压强沿管长。
3.（
3分）泵的扬程的单位是
其物
理意义
是
。
4.（3分）离心泵采用并联操作的主要目的是提高（扬程或流量），串联操作的
目的是提高（扬程或流量）。
5.（3分）对外来辐射能吸收率为100%的物体称为——（黑体或灰体），对各种波
长辐射能均能同样吸收的理想物体称为〜（黑体或灰体）。
6.（3分）在列管换热器中，用水冷却其气体，气体中有稀酸冷凝出来，冷却水应安排走
程，气体应是走程。
7.（3分）列管换热器，在壳程设置折流挡板的目的是
8.（分）蒸发操作中，造成温度差损失的原因有：
（1），
（2）。
二、选择题（每题3分，共18分）
1.相同管径的圆形管道中，分别流动着粘油和清水，若雷诺数Re相等，二者的密度相差不
大，而粘度相差很大，则油速（）水速。
A.大于B.小于C.等于
2.板框过滤机采用横穿法洗涤滤渣时，若洗涤压差等于最终过滤压差，洗涤液粘度等于滤
液粘度，则其洗涤速率为过滤终了速率的（）倍。
A、1;B、0.5;C、0.25
3.将管路上的阀门关小时，其阻力系数（）。
A.变小B.变大C.不变
4.在一定流量下，流体在并联管路中作稳态连续流动，当并联管路数目愈多，则（）。
A.流体阻力损失越大B.流体阻力损失越小
C.流体阻力损失与并联管数无关
5.当固体微粒在大气中沉降是层流区域时，以（）的大小对沉降速度的影响最为显著。
A.颗粒密度；B.空气粘度；C.颗粒直径
6.中央循环管式蒸发器属于（）蒸发器。
A.自然循环；B.强制循环；C.膜式
三、简答题（7分）
1.离心泵有哪些基本参数和特征曲线？
四、计算题（共51分）
1.（16分）如附图所示，高位水槽液面恒定，距地面10m，水从①108x4mm钢管流出。
钢管出口中心线与地面的距离为2m,管路的总阻力（包括进、出口等局部阻力损失）可按刀
hf=16.15u2J/kg计算，式中u为水在管内的流速（m/s）。
求
（1）A-A'截面处的流速m/s?
（2）水的流量为多少m/h?
2.（18分）如图所示输水系统。
已知：
管路总长度（包括所有局部阻力当量长度）为100m,从压力表至高位槽所有管长（包括所有局部阻力当量长度）为80m，管路摩擦系数入=0.025,管子内径为0.05m，水的密度p=1000kg.m-3，泵的效率为0.8,输水量为10m3/h，求：
（1）泵轴功率Pa=?
;
（2）压力表的读数为多少？
蒸气冷凝，其汽化热为2168.1kJ/kg，冷凝传热系数为11630W/mlK。
苯在50〜80C之间的物性参数平均值为密度p=880kg/m3，比热Cp=1.86kJ/kg.C,粘度卩=0.00039Pa.s,导热系数入=0.134W/m.K,管内壁污垢热阻为0.000265C.m/W,管壁及管外侧垢阻不计，在圆形直管内做强制湍流时对流给热系数计算公式：
a=0.023*（入
/d）（Re）0.8（Pr）0.4
试求：
（1）加热蒸汽消耗量；
（2）所需的传热面积（以内管外表面计）。
五、填空题（共25分）
1.（3分）过滤速率的定义是,在恒
压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐变。
2.（4分）某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是型曲线，其管
中心最大流速为平均流速的倍。
3.（3分）当离心泵出口阀门开大时，流量，泵出口压力。
（变大,
变小，不变）
4.（3分）离心泵的流量调节阀安装在离心泵（进或出）口管路上，关小出口阀门后，
真空表的读数变，压力表的读数变。
5.（4分）厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b1>b2>b3；导热系数入1<
入2<入3。
在稳定传热过程中，各层的热阻R1R2R3；各层导热速率
Q1Q2Q3。
6.（4分）牛顿冷却定律的表达式为,给热系数a的
单位是。
7.（4分）蒸发操作中所指的生蒸汽是指;二次蒸
汽是指
二、选择题（每题3分，共18分）
1.u2/2的物理意义是表示流动系统某截面处（）流体具有的动能。
A.1kgB.1NC.1m
2.因次分析法的目的在于：
A）得到各变量间的确切定量关系；
B）得到各无因次数群的确切定量关系；
C）用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化；
D）用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠。
3.某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示
真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一
个是真正的原因（）
A.水温太高B.真空计坏了
C.吸入管路堵塞D.排出管路堵塞
4.要使微粒从气流中除去的条件，必须使微粒在降尘室内的停留时间（）微粒的沉降
时间。
A.>；
C.V;
D.>
5.流体与固体壁面间的对流传热，
A.热传导B.对流传热
6.蒸汽冷凝时，膜状冷凝的a（
A.等于B.大于
当热量通过滞流内层时，主要是以（）方式进行的。
C.热辐射
）滴状冷凝的a。
C.小于
六、
简答题（7分）
当间壁两侧流体稳定变温传热时，工程上为何常采用逆流操作？
简要定性分析主要原因。
七、计算题（共50分）
1.（18分）某水泵的吸入口与水池液面的垂直距离为3m,吸入管直径为50mm的水煤气管，摩擦系数入=0.029,管下端装有一带滤水网的底阀Z1=10,泵吸入口附近装一真空表。
底阀至真空表间的直管长8m,其间有一个90度的标准弯头，局部阻力系数Z2=0.75。
（1）试估计当泵的吸水量为20m3/h、操作温度为20E时真空表的读数为多少？
（2）又当泵的吸水量增加时，该真空表的读数是增大还是减小？
2.（14分）某离心泵的必需汽蚀余量为3.5m,今在海拔1000m的高原上使用
已知吸入管路的全部阻力损失为3J/N。
今拟将该泵装在水源之上3m处，试问此泵能否正常操作？
该地大气压为90kPa,夏季的水温为20°C,饱和蒸汽压为2338.43Pa。
3.（18分）90C的正丁醇，在逆流换热器中被冷却到50C，换热器的换热面积为6m2,传热系数K=230W/m2.C,正丁醇的流量为1930kg/h。
冷却介质为18C水，热损失可以忽略。
求：
A）冷却水出口温度；
B）冷却水消耗量。
70C正丁醇Cp=2.98kJ/kg.C，水Cp=4.187kJ/kg.C。
八、填空题（共24分）
1.（4分）流体在管内作层流流动，若仅增大管径，则摩擦系数变，直管阻力
变。
2.（4分）流体在圆管内流动时，由于流体具有粘性，使得管处速度为零，管的
处速度最大。
3.（4分）由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻就
愈，其两侧的温度差愈。
4.（3分）离心泵的主要部件有、、和。
5.（3分）泵起动时，先关闭泵的出口开关的原因是
6.（3分）板框压滤机洗涤速率是过滤终了过滤速率的倍。
7.（3分）在相同的操作条件和相同的蒸发任务下，同单效蒸发相比，多效蒸发的优点是_
九、选择题（每题3分，共18分）
1.滞流底层越薄，贝y。
a）近壁面速度梯度越小；
b）流动阻力越小；
c）流动阻力越大；
d）流体湍动程度越小。
2.欲提高降尘宝的生产能力，主要的措施是（）。
A、提高降尘宝的高度；B、延长沉降时间；C、增大沉降面积
3.当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为（）
A.气体的粘度太小B.气体的密度太小
C.气体比液体更容易起漩涡
D.气体破坏了液体的连续性
4.蒸汽冷凝时，膜状冷凝的a（）滴状冷凝的a。
A、等于B、大于C、小于
5.对一台正在工作的列管式换热器，已知a1=116w.m-2.K-1,a2=11600w.m-2.K-1，要提
高传热系数K，最简单有效的途径是（）。
A.设法增大a1；B.设法增大a2；
C.同时增大a1和a2。
6.蒸发器的有效温度差是指（）。
A.加热蒸汽温度与溶液的沸点之差；B.加热蒸汽与二次蒸汽温度之差；
C.温度差损失
十、简答题（8分）
为什么调节流量的阀门一般都不装在离心泵的吸入管路上？
」、计算题（共50分）
3
1.（18分）粘度为0.03Pa.s,密度为900kg/m的液体，自A槽经内径为40mm
的管路进入B槽，两容器均为敞口，液面视为不变。
管路中有一阀门。
当阀全关时，阀前后压力表读数分别为88.3kPa和44.1kPa。
现将阀门打至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30m阀前管长50m阀后管长20m（均包括局部阻力的当量长度），试求：
（1）管路的流量（m/h）?
（2）阀前后压力表读数有何变化？
2.（15分）欲将某减压精馏塔塔釜中的液体产品用离心泵输送至高位槽，釜
中真空度为67kPa（其中液体处于沸腾状态，即其饱和蒸汽压等于釜中绝对压强）。
泵位于地面上，吸入管总阻力为0.87J/N，液体的密度为986kg/m3，已知
该泵的必需汽蚀余量（NPSH）为3.7m，试问该泵的安装位置是否适宜？
如不适宜应如何重新安排？
3.（17分）某厂一单管程单壳程列管换热器，列管规格为巾25*2.5mm，管长6m，管数501根，管程走热气体，流量为5000kg/h，平均比热3.04kJ/kg.K，进口温度500E;壳程走冷气体，流量为4000kg/h，平均比热3.14kJ/kg.K,进口温度30°C。
（1）逆流操作时，测得热气体的出口温度为200C，求总传热系数K为多
少（W/rrK）;
如采用并流操作，热气体的出口温度有无可能降为200C?
为什么？
十二、填空题（共22分）
1.（4分）牛顿粘性定律表达式为,其中粘性系数（粘
度）的物理意义
2.（3分）在蒸发操作中，降低单位蒸气消耗量的主要方法有:
3.（3分）流体体积流量一定时，流通截面扩大，则流速，动压头，
静压头。
（填增加，减少，不变）
4.（3分）某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是型曲线，其管
中心最大流速为平均流速的倍。
5.（3分）离心泵起动时，如果泵内没有充满液体而存在气体时，离心泵就不能输送液体，
这种现象称为现象。
6.（3分）有两种不同的固体材料，它们的导热系数第一种为入1,大于第二种的入2,若作为
换器材料，应选用种；当作为保温材料时，应选用种。
7.（3分）在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温接近流体
的温度，总传热系数K接近流体的对流给热系数。
十三、选择题（每题3分，共18分）
1.在稳态流动系统中，水由粗管连续地流入细管，若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（）倍。
A.2B.8C.4
2.当固体微粒在大气中沉降是层流区域时，以（显著。
A、颗粒密度；B、空气粘度；C、颗粒直径
3.为避免发生气蚀现象，应使离心泵内的最低压力（
A.大于；B.小于；C.等于
4.
）的大小对沉降速度的影响最为
）输送温度下液体的饱和蒸汽压。
）.
A.出口阀关闭B.进口阀关闭
C.出口阀打开
为减少电机的启动功率，离心泵在启动前应将（
D.进口阀打开
5.用-10C的冷冻盐水冷却某溶液，使用列管式换热器应将冷冻盐水安排走（）。
A.壳程B.管程C.壳、管程均可
6.（）是一种以电磁波传递热能的方式。
A.传导
B.对流
C.辐射
十四、简答题（10分）
简要指出换热器强化有那些途径?
十五、计算题（共50分）
3
1.（18分）粘度为0.03Pa.s，密度为900kg/m的液体，自A槽经内径为40mm的管路进入B槽，两容器均为敞口，液面视为不变。
管路中有一阀门。
当阀全关时，阀前后压力表读数分别为88.3kPa和44.1kPa。
现将阀门打至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30m阀前管长50m阀后管长20m（均包括局部阻力的当量长度），试求：
（3）管路的流量（m/h）?
（4）阀前后压力表读数有何变化？
2.（14分）某离心泵的必需汽蚀余量为3.5m，今在海拔1000m的高原上使用。
已知吸入管路的全部阻力损失为3J/N。
今拟将该泵装在水源之上3m处，试问此泵能否正常操作？
该地大气压为90kPa，夏季的水温为20°C，饱和蒸汽压为
2338.43Pa。
3.（18分）90C的正丁醇，在逆流换热器中被冷却到50C，换热器的换热面积为6m,传热系数K=230W/m2.C，正丁醇的流量为1930kg/h。
冷却介质为18C水，热损失可以忽略。
求：
A）冷却水出口温度；
B）冷却水消耗量。
70C正丁醇Cp=2.98kJ/kg.C，水Cp=4.187kJ/kg.C。
一、填空题（共24分）：
1.（3分）产生流体流动阻力的根本原因是
7.（3分）在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温接近流体
的温度，总传热系数K接近流体的对流给热系数。
8.
组成。
（2分）蒸发器的主体由
二、选择题（每题
3分，共21分）:
1.相同管径的园形管道中，不大，而粘度相差很大，则油速（
大于B、小于
离心泵的扬程是指泵给予（
1kg
A、
2.
A、
3.
B、1N
分别流动着粘油和清水，若雷诺数
）水速。
C、等于
）液体的有效能量。
1m
Re相等，二者的密度相差
用离心泵输送液体，当要求扬程变化较大时，可采用两泵（较大时，可采用两泵（）操作。
串联
球形粒子的球形度①（）；非球形粒子的球形度◎（A.等于1;B.小于1;C.大于1
在列管式换热器中用水冷却某气体，气体中有稀酸冷凝出来,壳程B、管程C、壳、管程均可
对于沸腾传热，工业生产一般应设法控制在（核状B、稳定的膜状
中央循环管式蒸发器属于（自然循环；B、强制循环；
）操作，当流量变化
A、
4.
5.
A、
6.
A、
7.
A、
B并联
C、
应将气体安排走（
）沸腾下操作。
c、不稳定的膜状
）蒸发器。
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