化工原理考试资料.docx
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化工原理考试资料
淮海工学院
12-13学年第2学期化工原理A
（一）复习参考
一、单项选择题
21.离心泵在叶轮直径为40cm时的轴功率为40Kw,现在切割叶轮直径至20cm,此时的轴功率为（A）A：
5KwB:
10KwC:
20KwD:
40Kw
322.离心泵在叶轮直径为40cm时的流量为40m/h,现在切割叶轮直径至20cm,此时的流量为3333（B）A：
10m/hB:
20m/hC:
40m/hD:
80m/h
23.离心泵在叶轮直径为40cm时的扬程为40m,现在切割叶轮直径至20cm,此时的扬程为3333（A））A：
10m/hB:
20m/hC:
40m/hD:
80m/h
30.在泵的分类中,齿轮泵属于（B）
A：
离心泵B:
旋转泵C:
往复泵
31.在泵的分类中,计量泵属于（C）
A：
离心泵B:
旋转泵C:
往复泵
32.在泵的分类中,隔膜属于（C）
A：
离心泵B:
旋转泵C:
往复泵
33.在泵的分类中,螺杆泵属于（B）
A：
离心泵B:
旋转泵C:
往复泵
34.气体输送设备中,终压在1∽3个压力（表压）的机械是（B）
A：
通风机B:
鼓风机C:
压缩机D:
真空泵
35.气体输送设备中,终压在0∽1个压力（表压）的机械是（A）
A：
通风机B:
鼓风机C:
压缩机D:
真空泵
36.气体输送设备中,终压在小于1个压力（表压）的机械是（D）
A：
通风机B:
鼓风机C:
压缩机D:
真空泵
37.气体输送设备中,压缩比大于4的机械是（C）
A：
通风机B:
鼓风机C:
压缩机D:
真空泵
42.固液分离设备中,分离速度最快的操作是（B）
A：
重力沉降B:
离心分离C:
板框压滤D旋风分离
45.流体的特性对对流传热系数α有一定影响,采取什么措施能使α增大（B）
A：
降低导热系数B:
降低粘度C:
减小热容量ρCD:
减小体积膨胀系数βp46.流体的特性对对流传热系数α有一定影响,采取什么措施能使α增大（A）
A：
增大导热系数B:
增大粘度C:
减小热容量ρCD:
减小体积膨胀系数βp62、燃烧炉墙壁由两种材料构成，已知，t=1000℃,t=100℃,b=2b，导热系数2131λ=0.5λ；则t=（B）℃212ttt（a）360（b）280312
λλ（c）200（d）38021bb2
1
72．列管换热器中，需设置温度补偿装置的是（A）式换热器
A：
固定管板B：
浮头C：
U型管D：
填料函
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二、简述题
1.简述离心泵的气蚀现象及产生的危害
当叶片入口附近液体的静压力等于或低于输送温度下液体的饱和蒸汽压时，液体将在该处部分气化，产生气泡。
含气泡的液体进入叶轮高压区后，气泡就急剧凝结或破裂。
因气泡的消失产生局部真空，此时周围的液体以极高速度流向原气泡占据的空间，产生了极大的局部冲击压力，在这种冲击力的反复作用下，导致泵壳和叶轮被损坏，这种现象称为气蚀
①离心泵性能下降，泵的流量、压头和效率均降低。
②产生噪声和震动，影响离心泵的正常运行和工作环境
③泵壳和叶轮的材料遭受损坏，降低了泵的使用寿命
2．离心泵的主要部件及作用
叶轮——将电动机的机械能传给液体,使液体的静压能和动能都有所提高
泵壳——汇集液体，作导出液体的通道。
使液体的能量发生转换，一部分动能转变为静压能
轴封装置——防止泵壳内高压液体沿轴漏出或外界空气吸入泵的低压区
3．画出离心泵的特性曲线图,并说明随流量变化的关系.
H~Q离心泵的压头普遍是随流量的增大而下降
N~Q离心泵的轴功率随流量的增加而上升
η~Q：
流量为零时，效率也
为零；流量增大效率随之增大，并达到一个最大值，以后流量再增，效率便下降
4.分别采取下列措施,试分析转筒过滤机的生产能力将是原来的到时倍.滤布阻力可忽略.
（1）转筒尺寸按比例增大50%;
（2）转筒浸没度增大50%;（3）操作真空度增大50%;（4）转速增大50%;（5）粘度减小50%
5.如图所示为同一管路四种不同安装方位，管路内A、B两点安装水银压差计。
若管内水流速相同，流向如图所示，则
（1）比较R、R、R、R的大小；
（2）试以大小为序，列出4213四种情况A、B两点的压差。
（8分）
15
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6列举强化对流传热的方法。
设法减薄层流底层的热阻例如增加流体的湍动程度以减薄层流底层的厚度
提高平均温差、改变传热方式、增加传热面积和提高传热系数三、填空题旋风分离器一般用来分离气固非均相物系；旋液分离器一般用来分离液固悬13.浮_物系。
对流传热的热阻主要集中在层流底层中，因此14.减薄层流底层热阻是强化对流传热的主要途径。
过滤和15.工业上的过滤操作分为过滤两大类。
床深饼层叶滤机的洗涤速率板框压滤机的洗涤速率是过滤终了速率的倍，1/416.是过滤终了速率的1倍。
13KPa，当地大气压为19.750.2mmHg设备上真空表的读数为，则设备内的绝压=87KPa，表压强=-13KPa。
3、-3Pa..s的硫酸在长100m，内径为50、粘度为32×10m
20.密度为1930Kg/mm的铅管内以0.6m/s流速流过，摩擦因数λ=0.035。
21.湍流与层流的本质区别是前者流体质点在沿管轴向前运动运动的同时，还有径向运动。
22.铜板厚500mm，两侧温度维持在500℃与450℃，已知λ铜=374W/m·K，则通过铜板单位面积的传热量为242000。
η-Q曲线。
、N-Q曲线、35.离心泵的特性曲线有H-Q曲线
37.管子在管板上的排列方法有正三角形、转角正三角形、正方形。
转角正方形
38.常用的列管换热器形式是固定管板式、U型管式换热器、浮头式换热器。
57.液体流动时,流体间的内摩擦力随速度梯度增大而（增大）,随液体温度升高而（减小）（填增大,减小,不变）
62.过滤过程中（介质）阻力不变,（）阻力增大.
3/s，0.04m现采用76.板框过滤机处理某悬浮液，已知过滤终了时的过滤速率为横穿洗涤法洗涤10min，洗涤时操作压力与过滤终了时相同，洗水和滤液为相同3/s，所消耗的洗水体积为6温度的水，则洗涤速率为0.01m3。
m
81.流动的流体通过温度与其不同的固体壁面时的传热过程称为对流传热
其中在靠近壁面的层流底层的传热方式为热传导，在湍流主体中的传热方式为热对流
86以小型板框压滤机对某悬浮液进行恒压过滤试验，过滤压强差分别为Δp和1Δp，且Δp=2Δp，s=0。
若滤布阻力不变，则K=2K，=1/2。
e212122e115
/3
四、计算题，18m1.将一敞口贮槽中的溶液用泵输送到另一敞口高位槽中，两槽之间的垂直距离为，管路摩擦系数取λ1.3m/s×4mm，溶液在管内的平均流速为输送管路的规格为φ108）溶液在管内的，试求：
（1=0.02，管路总长为140m（包括全部局部阻力的当量长度）31.5cP）,取溶液密度为1500kg/m。
，粘度为）流型。
（2）泵的轴功率（?
=60%（计算时5.108kwRe=1.3*10^5湍流
3的清水从敞口地面水池输送到高位密1000kg/m2.在一管路系统中，用一台离心泵将密度为2（包括所有局部阻力，管路总长L=50m），两端液面的位差Δz=10m封贮槽（表压为1kgf/cmλ=0.02。
试求：
的当量长度），管内径均为40mm，摩擦系数分）该管路的特性曲线方程；（4）（1
32，则该m）/min（H为压头，m；Q为流量，
（2）若离心泵的特性曲线方程为H=40-200Q3泵的轴功率为多若此时泵的效率为0.6，管路的输送量为多少m？
扬程为多少/minm?
？
（6分）少W
33的清水1h一板框过滤机，恒压下过滤某种悬浮液，过滤后，得到滤液60m5m，然后用3
3，试求：
20min，已测得V=4m（物性与滤液相近）进行洗涤，拆装时间为e3分）滤液/h?
（
（1）过滤末速率为多少m5（h?
5分）
（2）洗涤时间为多少35分））该机生产能力为多少m滤液/h?
（（33θD=20minVW=5m3θ=1h3解：
已知V=60mVe=4m
（1）V2+2VVe=KA2θKA2=（V2+2VVe）/θ=（602+2×60×4）/1=4080m6/hdVKA2=
15
/4
/1.875m3/hdθ2（60+4）（dV1dV31.875）W=（）E==7.97m3dθ2（V+Ve）（dV4080）E==3+60hdθ4dθ4VW5==0.63hdV7.97（）WdθθW=所以Q=Vθ+θW+θD=60201+0.63/hK2=K1A2=2A12K2A2=4K1A12=4×4080=16320m3=30.6m3滤液/h
（2）所以（V2+2VVe）602+2×60×8θ2===0.28h2滤布及操作条件未变Ve2=2Ve1=2×4=8所以
/hdθ2（V+Ve2）2×（60+8）（dV1dV12020K2A22K2A2dV16320（）E2===120m33160Q=Vθ2+θW+θD2=60400.28+30m3/h,）W2=（）E2=dθ4dθ4θW=25=0.167h=3/h23.88m30.167+60=5
2的冷却水，冷却进13200kg/h的某换热器中，用温度为204.在传热面积为20m℃，流量为℃。
45换热器刚投入使用时，冷却水出口温度为口温度为110℃的醋酸，两流体呈逆流流动。
℃，试求传运转一段时间后，两流体的流量、进口温度均不变，而冷水的出口温度降至38分）15热系数下降的百分率。
（
，输送量为℃的水从水池送至高位槽，槽内水面高出池内液面2030m1..如图所示，用泵将370％，试求泵所需的功率。
。
设泵的效率为，此时管路的全部能量损失为30m/h40J/kg
15
/5
30m
5..用离心泵将密闭容器中的有机液体抽出外送，容器液面上方的压强为350kPa，已知吸入3管路的阻力损失为1.5m液柱，在输送温度下液体的密度为580Kg/m，饱和蒸汽压为314kPa，所用泵的允许汽蚀余量为3m，问此泵能否正常操作。
已知泵吸入口位于容器液面以上的最大可能垂直距离（容器中液面处于最低位置时）为2.5m。
6有一列管换热器，热水走管内，冷水在管外，逆流操作。
经测定热水的流量为200kg／h，热水进出口温度分别为323K、313K，冷水的进出口温度分别为283K、296K换热器的传热2。
试求该操作条件的传热系数K值。
水的平均比热取4.187kJ/（kg·．面积为185mK）。
15
/6
3/h40m分）用泵将贮槽中的某油品以（15的流量输送至高位槽，两槽的液位恒定，且相7、。
已知油45m（包括所有局部阻力的当量长度）差20m，输送管内径为100mm，管子总长为3，890kg/ms，粘度为0.487Pa·品的密度为）判断流体的流动类型
（1）计算泵所需的有效功率。
（2
8、（15分）BMS50/810-25型板框压滤机，滤框尺寸为810×810×25mm，共36个框，现用-52-332。
/m×10m每10操作条件下的过滤常数为来恒压过滤某悬浮液。
K=2.72×=3.45m/s；qe33的滤渣。
求滤框充满滤渣所需时间。
若洗涤时间为过m滤液的同时，生成0.148m滤出1
滤时间的2倍，辅助时间15min，其生产能力为多少？
15
/7
10．附图1所示的是丙烯精馏塔的回流系统，丙烯由贮槽回流至塔顶。
丙烯贮槽液面恒定，其液面上方的压力为2.0MPa（表压），精馏塔内操作压力为1.3MPa（表压）。
塔内丙烯管出口处高出贮槽内液面30m，管内径为140mm，丙烯密度为600kg/m3。
现要求输送量为40×103kg/h，管路的全部能量损失为150J/kg（不包括出口能量损失），试核算该过程是否需要泵。
（15分）
1
附图
9、（15分）用套管换热器将90℃的热油冷至60℃，热油流率为4000kg/h，冷却水进口2·℃，内管尺寸为Ф=200w/m180℃，水的流率为5000kg/h，总传热系数K温度为250×10mm，忽略热损失，热容数据：
水为4.18KJ/Kg·℃；油为3KJ/Kg·℃。
求：
（1）水的出口温度
（2）逆流平均温差
（3）套管长度L
11．用油泵从贮槽向反应器输送44℃的异丁烷，贮槽中异丁烷液面恒定，其上方绝对压力为652kPa。
泵位于贮槽液面以下1.5m处，吸入管路全部压头损失为1.6m。
44℃时异丁烷的密度为530kg/m3，饱和蒸汽压为638kPa。
所选用泵的允许汽蚀余量为3.5m，问此泵能否正常操作？
（10分）
15
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13.在逆流换热器中，用初温为20℃的水将1.25kg／s的液体（比热容为1.9kJ／kg·℃、密度为850kg／m3），由80℃冷却到30℃换热器的列管直径为φ25×2.5mm，水走管方。
水侧和液体侧的对流传热系数分别为0.85kW／（m2·℃）和1.70kW／（m2·℃），污垢热阻可忽略。
（15分）℃，试求换热器的传热面积。
50若水的出口温度不能高于答案有问题？
？
？
？
16..用离心泵将密闭贮槽中60℃热水送至高位槽中，贮槽中水面上方的真空度为20kPa。
在操作条件下，吸入管路中的压头损失估计为1.8m，泵的允许气蚀余15
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4Pa，密度10℃热水的饱和蒸汽压1.992×量为2.0m。
试确定泵的安装高度。
60为983.1k
14..如图所示，丙烯精馏塔的回流系统，丙烯由贮槽回流至塔顶。
丙烯贮槽液面恒定，其液面上方的压强为2.0Mpa（表压），精馏塔内操作压力为1.3Mpa（表压），塔内丙烯管出口处33高出贮槽内液面30m，管内径为140mm，丙烯密度为600kg/m。
现要求输送量为40×10kg/h，管路的全部能量损失为150J/kg（包括出口能量损失）。
试核算该过程是否需要泵。
30m
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8..用离心泵将密闭容器中的有机液体抽出外送，容器液面上方的压强为350kPa，已知吸入3管路的阻力损失为1.5m液柱，在输送温度下液体的密度为580Kg/m，饱和蒸汽压为314kPa，所用泵的允许汽蚀余量为3m，问此泵能否正常操作。
已知泵吸入口位于容器液面以上的最大可能垂直距离（容器中液面处于最低位置时）为2.5m。
17用柴油和原油换热，已知柴油进口温度为393K；出口温度为433K；原油的进,出口温度分别为518K和448K；柴油的质量流量为5kg/s，比热为3Kj/（kg·K），换热器的总传热2，试计算并流传热时所需换热器的面积。
Km·）系数为100W/（
0.5m绝热砖和普通砖。
即耐火砖、耐火砖和普通砖的厚度为20设计一燃烧炉，拟用三层砖，，已知）0.92W/（m·℃））。
三种砖的系数分别为1.02W/（m·℃、0.14W/（m·℃和0.25m和℃。
试问绝热砖厚度至少为多少才能保证绝热砖温度35℃，外壁温度为耐火砖内侧为1000℃。
138940不超过℃，普通砖不超过15
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21、BMS50/810-25型板框压滤机，滤框尺寸为810×810×25mm，共36个框，现用来-52-332。
10m/m×恒压过滤某悬浮液。
操作条件下的过滤常数为K=2.7210=3.45m/s；q×e33的滤渣。
求滤框充满滤渣所需时间。
若洗涤时0.148m每滤出1m滤液的同时，生成间为过滤时间的2倍，辅助时间15min，其生产能力为多少？
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2的小型板框压滤机，0.093m恒压过滤含有碳酸钙颗粒的水悬浮液。
22、有一过滤面积为-33的滤液；过滤时间为100秒时。
共得到1050过滤时间为秒时，共得到2.27×3.35m-33的滤液。
试求当过滤时间为200秒时，可得到多少滤液？
×10m
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23.蒸汽管道外包扎有两层导热系数不同而厚度相同的绝热层，设外层的平均直径为内层的两倍。
其导热系数也为内层的两倍。
若将二层材料互换位置，假定其它条件不变，试问每米管长的热损失将改变多少?
说明在本题情况下，哪一种材料包扎在内层较为适合?
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