化工原理上册》期末考试题.docx
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化工原理上册》期末考试题
化工原理（上册）》期末考试题2005.1
化工2021～2026班姓名班级学号成绩
一、选择填空题
1、x01a05155（3分）
①如图所示，若液面恒定，忽略流动阻力损失，则放水管的出口速度u与＿＿有关
（ａ）Ｈ（ｂ）Ｈ、ｄ（ｃ）ｄ
（ｄ）Ｐａ（ｅ）Ｈ、ｄ、Ｐａ
②用标准孔板流量计测量管中的流量，采用如图Ａ、Ｂ、Ｃ三种装置，两测压孔距离ｈ相等，其读数分别为Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3。
则＿＿＿＿＿＿。
（ｄ1＝ｄ2＝ｄ3，流速相等）
（ａ）Ｒ2＜Ｒ1＜Ｒ3（ｂ）Ｒ1＜Ｒ2＝Ｒ3（ｃ）Ｒ1＜Ｒ2＜Ｒ3
（ｄ）Ｒ1＝Ｒ2＝Ｒ3（ｅ）Ｒ1＞Ｒ2＝Ｒ3
2、t02a0500181（3分）
①离心泵的工作点是＿＿＿＿＿＿＿＿曲线与＿＿＿＿＿＿曲线的交点。
②离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生＿＿＿＿现象。
3、t03a05001124（3分）
①一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，若空气温度由２０℃升至５０℃，则
其沉降速度将___________。
②流化床中，当气流速度_________________________时，这个气流速度称为带出速度。
③降尘室的生产能力只与降尘室的__________和__________有关，而与__________无关。
4、w04b05161（2分）
①一杯开水（１００℃）置于２０℃的静止空气中，问杯子两侧流体的传热各属何种类型？
哪一侧热阻大？
②若将杯子浸在２０℃的冷水中（两流体不直接接触），能否增强传热？
理由？
③仍置于空气中，但使杯外的空气流动，问能否增强传热？
理由？
④对１的情况，若对杯中流体加以搅动，问是否比２、３两种办法有效些？
5、x01b05175（5分）
有一并联管路，如图所示，两段管路的流量，流速、管径、管长及流动阻力损失分
别为ｖ1，ｕ1，ｄ1，ｌ1，ｈf1及ｖ2，ｕ2，ｄ2，ｌ2，ｈf2。
若
ｄ1＝２ｄ2，ｌ1＝２ｌ2，则：
１ｈf1／ｈf2＝（）
①２；②４；③１／２；④１／４⑤１
２当两段管路中流体均作滞流流动时，ｖ1／ｖ2＝（）
①２；②４；③８；④１／２⑤１
３若两段管路中流体均作滞流流时，ｕ1／ｕ2＝（）
①２；②４；③１／２④１／４⑤１
４当两段管路中流体均作湍流流动时，并取λ1＝λ2，ｖ1／ｖ2＝（）
①２；②４；③８；④１／２；⑤１／４
５当两段管路中流体均作滞流流动，并取λ1＝λ2，ｕ1／ｕ2＝（）
①２；②４；③１／２④１／４；⑤１
6、x02a05092（3分）
①离心泵的性能曲线中的Ｈ－－Ｑ线是在（）情况下测定的。
（Ａ）效率一定；
（Ｂ）功率一定；
（Ｃ）转速一定；
（Ｄ）管路（ｌ＋∑ｌe）一定。
②以下不是离心式通风机的性能参数（）
（Ａ）风量（Ｂ）扬程（Ｃ）效率（Ｄ）静风压
③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时关系。
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。
答文
１．（Ｃ）２．（Ｂ）3（c）各２．５分
7、x03a05103（2分）
１．在讨论旋风分离器分离性能时，临界直径这一术语是指_________.
（Ａ）旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径
（Ｂ）旋风分离器允许的最小直径
（Ｃ）旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径
（Ｄ）能保持滞流流型时的最大颗粒直径
２．旋风分离器的总的分离效率是指__________.
（Ａ）颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率
（Ｂ）颗粒群中最小粒子的分离效率
（Ｃ）不同粒级（直径范围）粒子分离效率之和
（Ｄ）全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率
8、x03b05106（3分）
①一旋风分离器分离效果不够满意,有人提出以下建议,你认为哪一个建议较合理____
（Ａ）与另一个相同的旋风分离器并联使用
（Ｂ）与另一个相同的旋风分离器串联使用
（Ｃ）与另一个小尺寸的旋风分离器串联使用
（Ｄ）在现有旋风分离器的后面串联１个由一对小尺寸的旋风分离器并联而成的分离器
②．“在离心机中回转半径越大分离因数越大”“在旋风分离器中回转半径越大分离因数越大”____________.
A.只有第一种说法对
B.只有第二种说法对
C．都对
D．都不对
9、x04a05056（6分）
①下列各种情况下的对流传热系数：
空气流速为6m/s时的α1;空气流速为25m/s时的α2;水的流速为1.2m/s时的α3;
水的流速为2.5m/s时的α4;蒸汽膜状冷凝时的α5之间的数值按自大而小的顺序为
________>________>________>________>________。
x04a05167
②间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻____________。
Ａ成正比Ｂ成反比Ｃ没关系
③在相同温度下，实际物体的吸收率A与黑体的吸收率Ａ0的关系是____________。
ＡＡ＞Ａ0ＢＡ＝Ａ0ＣＡ＜Ａ0Ｄ不一定
④翅片管换热器的翅片应安装在_________________。
Ａα小的一侧Ｂα大的一侧Ｃ管内Ｄ管外
⑤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
λ1<λ2<λ3。
在稳定传热过程中，各层的热阻R1______R2______R3;各层导热
速率Q1______Q2______Q3。
10、（5分）
①生蒸气的经济性随蒸发器的热损失增大而，随溶液的进料温度增大而，随效数的增多而。
A.增大；B.减小；C.不变；D.不确定。
②.蒸发器的生产强度随效数的增多而，随传热温差的增大而，随传热系数的减小而。
A.增大；B.减小；C.不变；D.不确定。
二、j01b1508470（15分）
精馏塔塔顶列管式冷凝器壳方的冷凝液体经AB管线流至塔顶，管路系统的部分参数如附图所示。
已知管径为φ22×2mm，AB管路总长与所有局部阻力（包括进、出口）的当量长
度之和为25m。
操作条件下液体的密度为1000kg/m，粘度为25cP。
冷凝器壳方各处压强
近似相等。
求液体每小时的体积流量。
摩擦系数可按下式计算:
层流时,λ=64/Re;湍流时,
λ=0.3164/Re0.25。
三、（20分）用泵将贮槽中密度为1200kg/m3的溶液送到蒸发器内，贮槽内液面维持恒定，其上方压强为101.33×103Pa，蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670Pa（真空度），蒸发器进料口高于贮槽内液面15m，进料量为20m3/h，溶液流经全部管路的能量损失为120J/kg，求泵的有效功率。
管路直径为60mm。
四、j03b1004868（15分）
在一板框过滤机上恒压过滤某种悬浮液。
在1atm表压下20分钟在每１m2过滤面积上
得到0.197m3的滤液，再过滤２０分钟又得滤液０．０９m3。
试求共过滤１小时可得总
滤液量为若干m3。
五j05a10011（15分）
某溶液在单效蒸发器中进行蒸浓,用流量为2100kg/h温度为１２０℃,汽化潜热为2100kJ/kg的饱和蒸汽加热。
已知蒸发器内二次蒸汽温度为81℃，各项温差损失共为9℃。
取饱和蒸汽冷凝的传热系数α1为8000W/m2k，沸腾溶液的传热系数α2为3500W/m2k。
求该蒸发器的传热面积。
假定该蒸发器是新造的,且管壁较薄,因此垢层热阻和管壁热阻均可忽略不考虑，且热损失可以忽略不计。
化工原理（上册）》期末考试题2005.1
化工2021～2026班姓名班级学号成绩
一、选择填空题
1、x01a05155（3分）
①如图所示，若液面恒定，忽略流动阻力损失，则放水管的出口速度u与＿＿有关
（ａ）Ｈ（ｂ）Ｈ、ｄ（ｃ）ｄ
（ｄ）Ｐａ（ｅ）Ｈ、ｄ、Ｐａ
②用标准孔板流量计测量管中的流量，采用如图Ａ、Ｂ、Ｃ三种装置，两测压孔距离ｈ相等，其读数分别为Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3。
则＿＿＿＿＿＿。
（ｄ1＝ｄ2＝ｄ3，流速相等）
（ａ）Ｒ2＜Ｒ1＜Ｒ3（ｂ）Ｒ1＜Ｒ2＝Ｒ3（ｃ）Ｒ1＜Ｒ2＜Ｒ3
（ｄ）Ｒ1＝Ｒ2＝Ｒ3（ｅ）Ｒ1＞Ｒ2＝Ｒ3
答文
答①（ａ）ｕ＝√（２ｇＨ）仅与Ｈ有关
②（ｄ）Ｒ1＝Ｒ2＝Ｒ3各２．５分
2、t02a0500181（3分）
①离心泵的工作点是＿＿＿＿＿＿＿＿曲线与＿＿＿＿＿＿曲线的交点。
②离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生＿＿＿＿现象。
答文
①．离心泵特性管路特性各１．５分
②．气蚀２分
3、t03a05001124（3分）
①一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，若空气温度由２０℃升至５０℃，则其沉降速度将___________。
②流化床中，当气流速度_________________________时，这个气流速度称为带出速度。
③降尘室的生产能力只与降尘室的__________和__________有关，而与__________无关。
答文
①下降②等于颗粒沉降速度③长度宽度高度各１分
4、w04b05161（2分）
①一杯开水（１００℃）置于２０℃的静止空气中，问杯子两侧流体的传热各属何种类型？
哪一侧热阻大？
②若将杯子浸在２０℃的冷水中（两流体不直接接触），能否增强传热？
理由？
③仍置于空气中，但使杯外的空气流动，问能否增强传热？
理由？
④对１的情况，若对杯中流体加以搅动，问是否比２、３两种办法有效些？
答文
１．均为自然对流，气侧还有辐射，空气侧热阻大；２分
２．能增强传热，因为水的对流传热系数比空气大；１分
３．能增强传热，因为强制对流的对流传热系数比自然对流大１分
４．主要热阻在空气侧，故２，３效果较好，４不及２，３１分
5、x01b05175（5分）
有一并联管路，如图所示，两段管路的流量，流速、管径、管长及流动阻力损失分别为ｖ1，ｕ1，ｄ1，ｌ1，ｈf1及ｖ2，ｕ2，ｄ2，ｌ2，ｈf2。
若ｄ1＝２ｄ2，ｌ1＝２ｌ2，则：
１ｈf1／ｈf2＝（）
①２；②４；③１／２；④１／４⑤１
２当两段管路中流体均作滞流流动时，ｖ1／ｖ2＝（）
①２；②４；③８；④１／２⑤１
３若两段管路中流体均作滞流流时，ｕ1／ｕ2＝（）
①２；②４；③１／２④１／４⑤１
４当两段管路中流体均作湍流流动时，并取λ1＝λ2，ｖ1／ｖ2＝（）
①２；②４；③８；④１／２；⑤１／４
５当两段管路中流体均作滞流流动，并取λ1＝λ2，ｕ1／ｕ2＝（）
①２；②４；③１／２④１／４；⑤１
答文
答１．（５）２．（３）３．（１）４．（２）５．（5）
解题说明：
１．ｈf1＝ｈf2
２．两段管路中流体均作滞流流动
ΔＰ＝３２μｌｕ／ｄ2＝１２８μｌＶ／ｄ4
ｌ1Ｖ1／ｄ14＝ｌ2Ｖ2／ｄ24
∴Ｖ1／Ｖ2＝（ｌ2／ｌ1）（ｄ1／ｄ2）4＝１／２×（２）4＝８
３．两段管路中流体均作滞流流动
Ｖ1／Ｖ2＝８，ｕ1ｄ12＝８ｕ2ｄ22
∴ｕ1／ｕ2＝８（ｄ2／ｄ1）2＝８（１／２）2＝２
４．两段管路中流体均作湍流流动
ｈf＝λ（ｌ／ｄ）ｕ2／２ｇ
＝８λｌ／（π2ｇｄ5）×Ｖ2
∴Ｖ1／Ｖ2＝√（ｄ15／（λ1ｌ1）·λ2ｌ2／ｄ25）
＝√（２ｄ2）5／（２ｌ2）·ｌ2／ｄ25）＝４
5．Ｖ1＝４Ｖ2
ｄ12ｕ1＝４ｄ22ｕ2
∴ｕ1／ｕ2＝４（ｄ2／ｄ1）2＝４（１／２）2＝１
6、x02a05092（3分）
①离心泵的性能曲线中的Ｈ－－Ｑ线是在（）情况下测定的。
（Ａ）效率一定；
（Ｂ）功率一定；
（Ｃ）转速一定；
（Ｄ）管路（ｌ＋∑ｌe）一定。
②以下不是离心式通风机的性能参数（）
（Ａ）风量（Ｂ）扬程（Ｃ）效率（Ｄ）静风压
③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时关系。
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。
答文
１．（Ｃ）２．（Ｂ）③C各２．５分
7、x03a05103（2分）
１．在讨论旋风分离器分离性能时，临界直径这一术语是指_________.
（Ａ）旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径
（Ｂ）旋风分离器允许的最小直径
（Ｃ）旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径
（Ｄ）能保持滞流流型时的最大颗粒直径
２．旋风分离器的总的分离效率是指__________.
（Ａ）颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率
（Ｂ）颗粒群中最小粒子的分离效率
（Ｃ）不同粒级（直径范围）粒子分离效率之和
（Ｄ）全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率
答文
１．（Ｃ）２．（Ｄ）各２．５分
8、x03b05106（3分）
1一旋风分离器分离效果不够满意,有人提出以下建议,你认为哪一个建议较合理____
（Ａ）与另一个相同的旋风分离器并联使用
（Ｂ）与另一个相同的旋风分离器串联使用
（Ｃ）与另一个小尺寸的旋风分离器串联使用
（Ｄ）在现有旋风分离器的后面串联１个由一对小尺寸的旋风分离器并联而成的分离器
２．“在离心机中回转半径越大分离因数越大”“在旋风分离器中回转半径越大分离因数越大”____________.
A.只有第一种说法对
B.只有第二种说法对
C．都对
D．都不对
答文
①D）②A）
9、x04a05056（6分）
①下列各种情况下的对流传热系数：
空气流速为6m/s时的α1;空气流速为25m/s时的α2;水的流速为1.2m/s时的α3;水的流速为2.5m/s时的α4;蒸汽膜状冷凝时的α5之间的数值按自大而小的顺序为________>________>________>________>________。
答文①α5>α4>α3>α2>α1
x04a05167
②间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻____________。
Ａ成正比Ｂ成反比Ｃ没关系
③在相同温度下，实际物体的吸收率A与黑体的吸收率Ａ0的关系是____________。
ＡＡ＞Ａ0ＢＡ＝Ａ0ＣＡ＜Ａ0Ｄ不一定
④翅片管换热器的翅片应安装在_________________。
Ａα小的一侧Ｂα大的一侧Ｃ管内Ｄ管外
答文
②．Ａ；２分③．Ｃ．２分④．Ａ１分
⑤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
λ1<λ2<λ3。
在稳定传热过程中，各层的热阻R1______R2______R3;各层导热
速率Q1______Q2______Q3。
（>,<,=）
答文
R1>R2>R3Q1=Q2=Q3
10、（5分）
①生蒸气的经济性随蒸发器的热损失增大而B，随溶液的进料温度增大而A，随效数的增多而A。
A.增大；B.减小；C.不变；D.不确定。
②.蒸发器的生产强度随效数的增多而B，随传热温差的增大而A，随传热系数的减小而B。
A.增大；B.减小；C.不变；D.不确定。
二、j01b1508470（15分）
精馏塔塔顶列管式冷凝器壳方的冷凝液体经AB管线流至塔顶，管路系统的部分参数如附图所示。
已知管径为φ22×2mm，AB管路总长与所有局部阻力（包括进、出口）的当量长度之和为25m。
操作条件下液体的密度为1000kg/m，粘度为25cP。
冷凝器壳方各处压强近似相等。
求液体每小时的体积流量。
摩擦系数可按下式计算:
层流时,λ=64/Re;湍流时,λ=0.3164/Re0.25。
参见附图:
j01b084.t
答文
在A、B两截面间列柏方程（以通过B的水平面为基准面）：
gZA+（uA2/2）+（pA/ρ）=gZB+（uB2/2）+（pB/ρ）+ΣhfAB
pA=0.43×13600×9.81=5.737×104N/m
pB=0.45×13600×9.81=6×104N/m2
设流动为层流，,则λ=64/Re=64μ/（duρ）
ΣhfAB=λ[（l+Σle）/d]（u2/2）=[64μ/（duρ）][（l+Σle）/d]（u2/2）=61.73u
将有关数代入柏方程求解：
9.81×6+（5.737×104/1000）=（6×104/1000）+61.73u
u=0.991m/sVh=0.991×（π/4）×0.0182×3600=0.834m3/h
验算：
Re=0.018×0.911×1000/（25×10-3）=656<2100（层流）
三、（20分）用泵将贮槽中密度为1200kg/m3的溶液送到蒸发器内，贮槽内液面维持恒定，其上方压强为101.33×103Pa，蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670Pa（真空度），蒸发器进料口高于贮槽内液面15m，进料量为20m3/h，溶液流经全部管路的能量损失为120J/kg，求泵的有效功率。
管路直径为60mm。
解：
取贮槽液面为1―1截面，管路出口内侧为2―2截面，并以1―1截面为基准水平面，在两截面间列柏努利方程。
式中Z1=0Z2=15mp1=0（表压）p2=－26670Pa（表压）u1=0
=120J/kg
将上述各项数值代入，则
泵的有效功率Ne为：
Ne=We·ws
式中
Ne=246.9×6.67=1647W=1.65kW
实际上泵所作的功并不是全部有效的，故要考虑泵的效率η，实际上泵所消耗的功率（称轴功率）N为
设本题泵的效率为0.65，则泵的轴功率为：
四、j03b1004868（15分）
在一板框过滤机上恒压过滤某种悬浮液。
在1atm表压下20分钟在每１m2过滤面积上得到0.197m3的滤液，再过滤２０分钟又得滤液０．０９m3。
试求共过滤１小时可得总滤液量为若干m3。
答文
对于恒压过滤
ｑ2＋２ｑｑe＝Ｋθ（１）
将两组数据代入方程（１），求ｑe，Ｋ
ｑ1＝０．１９７，ｑ2＝０．１９７＋０．０９＝０．２８６
０．１９７2＋２×０．１９７ｑe＝２０Ｋ
０．２８７2＋２×０．２８７ｑe＝４０Ｋ
联解之：
ｑe＝０．０２２２m3/m2
Ｋ＝2.378×10-3m2/min＝3.963×10-5m2/s
将θ＝６０min代入方程（１），求ｑ：
q2+2×0.0222q-0.00237×60=0
q={-0.0444±√￣[0.0444^2-4×（-0.002378×60）]}/2
取正值q=（-0.0444+0.75676）/2=0.3562m3/m2
五j05a10011（15分）
某溶液在单效蒸发器中进行蒸浓,用流量为2100kg/h温度为１２０℃,汽化潜热为2100kJ/kg的饱和蒸汽加热。
已知蒸发器内二次蒸汽温度为81℃，各项温差损失共为9℃。
取饱和蒸汽冷凝的传热系数α1为8000W/m2k，沸腾溶液的传热系数α2为3500W/m2k。
求该蒸发器的传热面积。
假定该蒸发器是新造的,且管壁较薄,因此垢层热阻和管壁热阻
均可忽略不考虑，且热损失可以忽略不计。
答文
热负荷Q=2100×2205×103/3600=1.286×106W
溶液温度t=81+9=90℃
蒸汽温度T=120℃
∵1/K=1/α1+1/α2=1/8000+1/3500
∴K=2435W/m2K
∴A=Q/[K（T-t）]=1.286×106/[2435×（120-90）]=17.6m2
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