中國(guó)石油大學(xué)化工原理試卷.pdf

2012 2013 學(xué)年第一學(xué)期 化工原理 2 1 試卷 專業(yè)班級(jí) 化學(xué)工程與工藝專業(yè) 級(jí) 班 姓 名 學(xué) 號(hào) 開課系室 化學(xué)工程學(xué)院化學(xué)工程系 考試日期 2013 年 1 月 7 日 題 號(hào) 一 二 三 四 五 總分 得 分 閱卷人 A 卷 1 一一 填空選擇題填空選擇題 每空每空 1 分分 共共 30 分分 1 某設(shè)備入口真空表上讀數(shù)為 140mmHg 當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?0 9972atm 則入口處絕壓應(yīng) 為 kPa 2 右圖為一異徑管段 在截面 A 至截面 B 間連接一 U 型管壓差計(jì) 則壓差計(jì)讀數(shù) R 反映的是 數(shù)值 3 離心泵的安裝高度超過(guò)允許安裝高度時(shí) 離心泵會(huì)發(fā)生 現(xiàn)象 往復(fù) 泵 齒輪泵等一切容積泵在回路閥關(guān)閉時(shí) 不能全關(guān) 閥 4 如下圖所示 某管路中的離心泵在額定點(diǎn)處運(yùn)轉(zhuǎn) 兩水池的液位恒定 現(xiàn)關(guān)小泵的 出口閥門開度 則離心泵的軸功率 N 揚(yáng)程 H 真空壓 力表的讀數(shù) PA 壓力表的讀數(shù) PB 填 增大 減小 或 不變 5 在除去某粒徑的顆粒時(shí) 若降塵室的寬度增加一倍 則沉降時(shí)間 生產(chǎn)能力 6 一板框過(guò)濾機(jī)在一個(gè)操作周期內(nèi)濾餅充滿濾框 濾餅不洗滌 如過(guò)濾壓力增加 其 余條件不變 則此過(guò)濾機(jī)過(guò)濾常數(shù) 一周期所得濾液量 生產(chǎn)能力 填 增大 減小 或 不變 7 旋風(fēng)分離器的分離能力取決于 A 氣體流速和分離器直徑 B 氣體流速和分離器的高度 C 氣體流速和顆粒密度 D 氣體流速 顆粒密度 分離器直徑和分離器高度 8 液 固散式流化床的流化介質(zhì)及固體顆粒的密度 床層藏量一定 若顆粒直徑增大 2 則起始流化速度 帶出速度 床層壓降 填 增大 減小 或 不變 9 如下圖所示三層平壁導(dǎo)熱 三層厚度分別為 1 2與 3 三層導(dǎo)熱系數(shù)分別為 1 2 與 3 且 1 2 3 三層的熱阻分別為 R1 R2與 R3 則 R1 R2與 R3的大小為 10 在飽和水蒸汽冷凝加熱空氣的套管換熱器的實(shí)驗(yàn)中 如加熱蒸汽溫度升高 則空 氣出口溫度 總傳熱系數(shù) K 填 升高 降低 或 不 變 11 某兩流體在套管換熱器中逆流換熱 無(wú)相變 今使熱流體進(jìn)口溫度下降 而其 他條件不變 則熱流體出口溫度 平均推動(dòng)力 tm 填 升高 降低 或 不變 12 列管式換熱器中 能夠?qū)崿F(xiàn)單管程操作的為 式換熱器 管 程最不易清洗的是 式換熱器 殼程加裝折流擋板的目的是 13 如右圖所示 1 為無(wú)限長(zhǎng)圓柱表面 2 為無(wú)限大平面 則 1 對(duì) 2 的角系數(shù)為 14 減少保溫瓶的散熱 將瓶膽的兩層玻璃之間抽成真空 主要可 以減少 A 輻射換熱散熱 B 導(dǎo)熱散熱 C 對(duì)流換熱散熱和輻射換熱散熱 D 對(duì)流換熱散熱 15 Lobo Evans 法基本假定用一句話可描述為 該方法的基本思路是采用 方程和 方程聯(lián)立求解輻射室的熱負(fù)荷 QR和煙氣出輻射室的 溫度 Tg 3 二二 問(wèn)答題問(wèn)答題 共共 20 分分 1 10 分分 一工廠采用如圖流程輸送含有油脂的污水 地溝油 污水首先在換熱器 中被冷卻 然后由一臺(tái)離心泵送入其他設(shè)備進(jìn)行處理 設(shè)備建成后開始可以正常工作 但操作半年多以后 離心泵突然出現(xiàn)很大的噪音 同時(shí)泵體震動(dòng)劇烈 流量也出現(xiàn)較 大波動(dòng) 停工檢查時(shí)發(fā)現(xiàn) 換熱器出口污水的溫度比設(shè)計(jì)值提高了約 15 試分析 1 離心泵出現(xiàn)了什么問(wèn)題 由何原因引起 2 換熱器出口污水溫度為何升高 3 如何解決出現(xiàn)的問(wèn)題 4 2 10 分分 設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)流程 畫出實(shí)驗(yàn)流程示意圖 標(biāo)注實(shí)驗(yàn)所需要使用的主要設(shè) 備及儀器名稱 簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)定的數(shù)據(jù) 完成如下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1 進(jìn)行單臺(tái)離心泵和兩臺(tái)離心泵串聯(lián)特性曲線的研究 2 進(jìn)行 90 彎頭的局部阻力系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn) 5 三三 20 分分 如圖所示 用離心泵將河水輸送至敞口高位槽中 江水液面比高位 槽液面低 12m 管路的其他幾何尺寸參見下表 管段 規(guī)格 總管長(zhǎng) m 吸入管 70 3mm 15 排出管 60 3mm 80 注 表中的總管長(zhǎng)包括該管段上所有直管長(zhǎng)度和局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度 管路中摩擦阻力系數(shù)可取 0 03 離心泵的特性曲線為 H 30 6 105Q2 式中 H m Q m3 s 試求 1 此時(shí)管內(nèi)水的流量是多少 m3 h 2 到了旱季江水的液面會(huì)下降 3m 此時(shí)流量與原工 況相比下降了百分之幾 3 泵房備用了一臺(tái)同樣的泵 試用計(jì)算說(shuō)明采用兩 泵并聯(lián)的組合方式是否可以達(dá)到原工況流量 為維持原來(lái)流 量還應(yīng)采取什么措施 4 試定性分析離心泵進(jìn)口 B 點(diǎn)所安裝的真空表和出口 C 所安裝的壓力表的讀數(shù)在兩種工況 非旱季單泵工作和旱 季泵組合后工作狀況 下的變化情況 說(shuō)明 假設(shè)以上所有狀況下管內(nèi)水的流動(dòng)狀態(tài)均處于完全湍流區(qū) 由于組合泵而增加 的直管段和局部阻力忽略不計(jì) 6 四四 10 分分 用板框過(guò)濾機(jī)進(jìn)行恒壓過(guò)濾碳酸鈣水懸浮液 邊長(zhǎng)為 800mm 厚度 為 50mm 的正方形濾框共有 15 個(gè) 已測(cè)得在指定條件下的的過(guò)濾常數(shù) K 2 10 5m2 s qe 0 01m3 m2 濾餅體積與濾液體積之比為 0 12 試求 1 濾餅充滿濾框所需的過(guò)濾時(shí)間 min 2 過(guò)濾完畢后用 1 10 濾液體積的清水進(jìn)行橫穿洗滌 求洗滌所用的時(shí)間 洗 滌的壓強(qiáng)差和洗水粘度與過(guò)濾終了時(shí)相同 W min 3 若每批操作的輔助時(shí)間為 25min 求生產(chǎn)能力 Q m3 h 7 五五 20 分分 有一單管程列管換熱器 傳熱面積為 35m2 按外表面積計(jì) 共有 25 2 5mm 的傳熱管 95 根 現(xiàn)用循環(huán)水冷卻流量為 41886kg h 的汽油 汽油走殼程 循環(huán)水走管程 兩流體逆流換熱 且殼程無(wú)折流擋板 實(shí)際測(cè)得汽油的進(jìn) 出口溫度 分別為 90 和 50 冷卻水的進(jìn) 出口溫度分別是 25 和 40 忽略管壁熱阻 忽 略換熱器的熱損失 已知汽油的比熱為 2 1kJ kg K 水的有關(guān)物性分別為 密度 3 995kg m 黏 度 3 0 8 10 Pa s 比熱17 4 p CkJ kg K 導(dǎo)熱系數(shù) 0 618W m K 試求 1 冷卻水用量 kg h 2 該換熱器總換熱系數(shù) Ko