化工基础试题参考答案.docx
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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=mH20,Pa该地区的大气压为720mmHg。
2、常温下水的密度为1000Kg3，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5mH20，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50°C，热水
流量为60m/h，冷却水在管内流动，温度从200C升到45°C。
已知传热糸数K为2000w2c，换热管为252.5mm的钢管，长为3m.。
求冷却水量
和换热管数（逆流）
已知：
热水9603C热水C冷水
试题一答案:
一、填充题
1、8.7mH20
2、
Re
du
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。
8.53104pa.
0.1.3.10003105。
湍
1.103
图1-1
7、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。
lU12
V
1
1d12g
d22d1，u21
/4
..d22
u1，
41
d2-U2.
l
21。
h22..
U22
1
64/
h1。
d2
2g
161
12、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、h1
2
2、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
z1
U12
2g
P1=Z2g
U22
10
2g
u2
u2
29.81
u2
29.81
2.44%
50
0.03.——
0.1
V-
4
u22g进.亦
-0.5.—1—
29.8129.81
.d2u0.019m
68.9
o
在2-2,
3-3面间列板努利方程
z2
U22
P2
2g
=z3
U32
2g
P3h'，
g
u2
2g
2u2
u
出.2g2g
2
52.44
25
29.81
0.03.0.1.29.81
29.81
即流体的流量为0.019m3s,68.9m3h局部阻力糸数为8
2、
（1）、
V
2K.A2.
V
23.2103
⑵、
V
'221
2K.A2—
2
（3）、
V
11
22
22K.A2.
v''2
2K.A2.
2
3.56106
3、
G[C〔T1
t2
!
=，G2
t42.5
0C
AG
302.2
2.42
丄V2
2
32Kg/
2C2t2h/K.
K.302.3060K3.56
1.7m3
3600
V''6.8m3。
2
t=39.4m2。
n167.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..。
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5000m3h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20°C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
984mmm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：
p01atm,
0.02,Hs3.0m,N电2Kw,电0.94）.（200C时水，1000Kg3,
/m
P0
2.4103
求：
忽略动压头，求泵的安装高度?
泵的轴功率和效率？
252.5mm，管
3、一列式换热器规格如下：
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46°C降至10°C。
CS2走管外，其流量为G10.07«叨，其冷凝潜热
为356
比热为1.05
°C
O
水走管内，且与
CS2成逆流流
50C和30°C。
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8°C，热损失可忽略不计。
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2354.9KjKg
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
O
4、
a。
5、抛物线、0.5、
O
e
6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
Re2000，为层流，当Re4000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。
若两流体的温度差较大
r
.Tt」n
r1
In豆
「1
（50°C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't
5、Q=—
lnr2ln—
「1「1
三：
计算题
1、设接平行管道后，总流量为VgE'h
二平行管流量为v1m3h和v2m3h
板努利方程：
22
hf1
U3P3U1P1
22
图2-1
P3u22
2
u32
2
总压降相同得:
13u32
3._d._2_
P2
hf2
U3
2、u1
j'8
:
5U
V
14.d2
u2
1.53
o
s吐hf
s2g
l1
1.d
u12
l1l2
14.
Hs
l3
12l。
2U
2
1
U1-u3
8
、V6330，5
35
.0.092.3600
u2
lu2
2g
d2g
M2
0m
o
1.53
o
3.0
1.532
2.9.81
图2-2
0.02戲
0.09
速1.555m
2.9.81
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2.0.941.88KW.
.2
2
H
Z
h'Z
lu
进
u
出一
d2g
出2g
16050,
1.532
H
11
0.02
1
0.5
0.09
2.9.81
H16.75m.
NHQg16.75.35.1000.9.81/36001.6Kw
85%.
3、换热器已有的传热面积：
An..dl求所需的传热面积：
冷凝段的热量：
Q1=w.r0.07.356冷却段的热量：
Q2w.C1.T1T2总热量为：
Q=Q1+Q2=27.55Kw
Q
30.3.14.0.025.37.07m2o
24.9Kw
0.07.1.05.36
2.65Kwo
冷却水的用量：
G水
27.55
C.t2
t1
4.187.30
0263Kgs
冷却水离开冷却段的温度:
tt1
冷凝段的温度差:
46
7.4
G水C比
4630
2.65
0.263.4.1877.4叱
冷却段的温度差:
467.4In
4630
467.4105
25.70C
467.4
ln
105
16.40C
4.84m2
1.61m2
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:
AQ24.9.1000
1K71200.25.7
八Q2.65.1000
A2
K.t100.16.4
A=6.45m2.
4、水分蒸发量：
WF.10.625F,FW375.
x1
F=1000Kg,W=625Kg
溶液的沸点为t60.1868.1°C。
785
传热糸数K为：
K
625.2354.9.1000
10.3600.120.268.1
578Wm2.0C
改变压力后的传热糸数：
/Q625.2354.9.1000
K
At10.3600.138.868.1
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
80°C时
2、产生流体阻力的原因有.
3、转子流量计在安装时应。
4、连续性方程u1s1u2s2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.——Re0.8.Prn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，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、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3-1
2、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
0.9Kg3，粘度为0.03mPa.s。
/m3
尘粒密度4300Kg3。
试求理论上能
/m3
100%除去的最小颗粒直径？
3、外径为200mm的蒸汽管道，管外壁温度为1600C。
管外包以导热糸数为
0.081.1104t的保温材料。
要求保温层外壁面温度不超过
60°C，
每米管长的热损失不超过150W。
问保温层的厚度应为多少？
/m
4、欲将浓度为25%，沸点为131.50C，流量为3600Kgh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1100W2k，溶液的密度为1500Kg3。
若忽略蒸发器的热损
2000KjKg
2143KjKg
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=53.32Kpa,t830C,
p=392.4Kpa,T142.90C
试题三答案
一：
填充题
2内縻擦力和流体的流动状态
1、2.5Kg3
/m3
3、
5、
7、
保持垂直
8、
.丄U、1、0.5.6气蚀现象。
d2
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—、n0.3
12、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Rg
p13.61.0.03.9.81.1033.708Kpa。
3
1.0.635.9.81.103
3.708Kpa，
160叫。
2、降沉室的总面积：
沉降速度：
uV
A
A20.5.3
36000
2
300m。
300.3600
0.033
o
设沉降区为层流，则有：
u
d2sq
18
0.033d2430009981
18.0.03.103
2.06
105m。
验算：
Re吒2.0610
5.0.033.0.9
0.03.103
0.66
1。
3、保温材料的导热糸数
lnRr
4、水分蒸发量：
W
150
ln100
100
1%
3600.1
25
x1
50
o
F.
1800Kgh。
0.0921Wm.K
47mm。
加热蒸汽消耗量:
DFC.t0“
所需的传热面积为：
AD.R°.736.2143125.9m2。
K.t1100.142.5131.5
3600493.131.520
R
2143
0.736KgS。
即所需的加热蒸汽消耗量为0.736Kg。
所需的传热面积为125.9m2
/s
3、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、30-50
B、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
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