石化学院05级化工原理上册A(答案).doc

石化学院05级化工原理上册A(答案).doc

《石化学院05级化工原理上册A(答案).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《石化学院05级化工原理上册A(答案).doc（3页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

沈阳工业大学第3页共3页

化工原理试题（A）

（2006/2007学年第二学期）

适用：

石化学院2005级化学工程与工艺、高分子材料、应用化学专业

一

二

三

四

总分

一、单项选择与填空（每空1分，共20分）

1、判断流体流动类型的准数为（A）

ARe数BNu数CPr数Fr数

2、离心泵的效率随流量的变化情况是（B）

A流量增大，效率增大B流量增大，效率先增大后减小

C流量增大，效率减小D流量增大，效率先减小后增大

3、在重力场中，固体颗粒的沉降速度与下列因素无关的是（D）

A粒子几何形状B粒子几何尺寸

C粒子与流体密度D流体的流速

4、列管式换热器设计成多管程的目的是（C）

A增加传热温度差　　B增大传热面积

C提高管内流体的流速D提高管外流体的流速

5、双层平壁稳定热传导，壁厚相同，各层的导热系数分别为λ1和λ2，对应的温度差为

Δt1和Δt2，若Δt1＞Δt2，则λ1和λ2的关系为（A）

Aλ1＜λ2Bλ1＞λ2Cλ1=λ2D无法测定

6、当20℃的甘油（ρ=1261kg/m3,μ=1499cp）在内径为100mm的管内流动时,若流速为2.5m/s时,其雷诺准数Re为___210.3_____,其摩擦阻力系数λ为__0.304___。

7、当量直径的定义是de＝，在套管环隙流动的流体，外管的内径是d2，内管的外径是d1，则当量直径de＝__d2-d1__。

8、流体作湍流流动时，邻近管壁处存在一层流底层，雷诺准数愈大，湍流程度愈剧烈，则该层厚度越薄，流动阻力越大。

9、若离心泵入口处真空表读数为93.32kPa，当地大气压强为101.33kPa，则输送42℃水（饱和蒸汽压为8.2kPa）时，则泵内__能发生___气蚀现象。

10、离心泵的主要部件有叶轮、泵壳和轴封装置。

11、过滤过程的推动力可以是重力、离心力和压力差。

12、能全部反射辐射能的物质称为白体，其R=1。

二、判断题（每题1分，共10分）（在括号内正确的用√表示，错误的用×表示）

（1）流体流动类型分为层流、湍流和过渡流。

（×）

（2）离心泵的轴功率一般随流量增大而增大，当流量为零时，轴功率亦为零。

（×）

（3）对于同一种流体，有相变时的对流传热系数α值比无相变时要大。

（√）

（4）往复泵也可以用出口阀门来调节流量。

（×）

（5）黑体、白体和透热体都是理想化的物体，在自然界中并不存在。

（√）

（6）一般来说，纯液体的导热系数比其溶液得导热系数小。

（×）

（7）压强差的大小能用一定高度的液体柱来表示。

（√）

（8）同一种流体中，不可能同时发生自然对流和强制对流。

（×）

（9）辐射能力强的物体其吸收能力也强。

（√）

（10）降尘室的生产能力取决于降尘室的沉降面积和高度。

（×）

三、简答题（10分，每题5分）

11、简述离心泵发生气蚀的原因和气蚀的危害性。

发生气蚀的原因是叶片入口附近液体静压强低于某值所致。

危害性

（1）离心泵的性能下降，泵的流量、压头和效率均降低。

（2）产生噪声和振动，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、简述强化传热的方法及提高总传热系数K值的措施。

强化传热的方法包括：

（1）增大传热面积S

（2）增大平均温度差

（3）增大总传热系数K

提高K值的方法包括：

（1）提高流体的流速

（2）防止垢层形成和及时清除垢层

四、计算题（1、2小题各10分，3、4小题各20分，共60分）

1、拟采用降尘室回收常压炉气中所含的固体球形颗粒，降尘室长、宽、高分别为5m、2m和4m。

在操作条件下，炉气粘度为2.5×10-5pa×s，密度为0.8kg/m3，固体颗粒密度为3200kg/m3，降尘室的生产能力为10800m3/h。

试求：

（1）理论上能完全除去的最小颗粒的直径，μm；

（2）粒径为45μm的颗粒除去的百分率为多少？

解：

（1）

（2）分

设沉降处于层流区：

（4）分

验算

（2）分

=0.63<1假设成立，求得的最小粒径有效。

（2）

（2）分

2、用边长为810mm、厚度为50mm板框压滤机进行恒压过滤某悬浮液。

已测得在操作条件下的过滤常数K=2×10-5m2/s，qe=0.01m3/m2，滤饼体积与滤液体积之比为0.12。

试求：

（1）滤饼充满滤框所需的过滤时间；

（2）过滤完毕后用1/8滤液体积的清水洗涤滤饼所需的洗涤时间（洗涤的压强差和洗水粘度与过滤终了时相同）。

解：

（1）过滤面积：

A=

滤饼体积

滤液体积（3）分

由恒压过滤方程

（3）分

（2）

（4）分

3、用离心泵将流量为3×104kg/h，20℃的水（ρ=1000kg/m3、μ=1cp）从敞口水池送至反应塔顶。

塔顶压力为0.5kgf/cm2（表压），塔顶与取水池之间的高度差为15m。

输水管为Φ89×4mm，长20m，管路所有局部阻力系数之和Σζ=15（包括所有的管件、阀门和进出口），管路的摩擦系数为0.02，泵的效率为0.7。

试求：

（1）流体在管内的流动类型；

（2）管路总阻力损失；（3）泵的轴功率。

解：

（1）

流动类型为湍流（5）分

（2）

=26.1J/Kg（4）分

（3）取水池为1-1截面，塔顶为2-2截面。

在1-1和2-2之间列柏努力方程（3）分

=15m，，，U1=U2=0

（4）分

（4）分

4、有一单管程列管式换热器，内有F25×2.5mm钢管300根，管长2m。

要求将质量流量为8000kg/h的常压空气由20℃加热到80℃，选用110℃的蒸汽于壳程冷凝加热之，若水蒸汽的冷凝传热膜系数为1.0×104W/（m2×K），碳钢的导热系数为45W/（m×K）,管程和壳程两侧污垢热阻忽略不计。

试求：

（1）空气在管内的对流传热系数；

（2）换热器的总传热系数；（3）通过计算说明该换热器能否满足工艺需求？

（已知空气在平均温度下物性常数为Cp=1.0kJ/（kg×K），m=1.98×10-5Pa×s，l=2.83×10-2W/（m×K））

解：

（1）

（4）分

（2）分

=（4）分

（2）

（3）分

（3）

（2）分

（3）分

（2）分

能满足要求