化工原理模擬題與參考答案

化工原理試卷一一、填空：（）層流條件下，管徑一定時(shí)，阻力損失與流量（）次方成正比；流量一定時(shí)，阻力損失與管徑（）次方成反比。（）離心泵的軸功率隨流量的增大而（()，否則就會(huì)造成（）現(xiàn)象。（）層流時(shí)，圓管內(nèi)的流速呈（）分布，max=()；當(dāng)溫度升高時(shí)，處于層流狀態(tài)的空氣的阻力損失（（）往復(fù)泵的流量與壓頭（）調(diào)節(jié)流量。（）研究流體流動(dòng)時(shí)，常將流體視為由無(wú)數(shù)分子集團(tuán)所組成的（的是為了擺脫（）角度來(lái)研究流體的流動(dòng)規(guī)律。（6）在化工生產(chǎn)中，流體靜力學(xué)基本方程式主要應(yīng)用于（（（（）離心分離因數(shù)Kc=（）,若旋轉(zhuǎn)半徑R=0.4m，切向速度=20m/s時(shí)，則Kc=（）,結(jié)果表明在上述條件（（8）通過(guò)三層平壁的熱傳導(dǎo)中，若測(cè)得各面的溫度t1,t,t3和t4分別為℃,400℃,200℃和℃，則各平壁層熱阻之比（（9）為了減少輻射熱損失，可采用（）方法，而且材料的黑度（（10如果當(dāng)兩個(gè)對(duì)流傳熱系數(shù)相差較大時(shí)，要提高K值，關(guān)鍵在于提高（）的α。若兩側(cè)α相差不大時(shí)，則必須將（）才能提高K值。二、計(jì)算題：1．用降塵室來(lái)除去含塵氣流中的球形塵粒，顆粒在氣流中均勻分布，塵粒密度為3000kg/m3,降塵室長(zhǎng)4m，寬高1m。含塵氣流密度為1.2kg/m3,降塵室長(zhǎng)4m，寬高1m。含塵氣流密度為1.2kg/m7200m/h，粘度為×10-5Pa·s,設(shè)在斯托克斯區(qū)沉降，試求：（）可被完全除去的最小粒徑；（）可被50%除去的粒徑。,流量為12．在×10Pa的壓強(qiáng)下對(duì)鈦白粉在水中的懸浮液進(jìn)行過(guò)濾實(shí)驗(yàn)，測(cè)得過(guò)濾常數(shù)K=5×10-52/s,q-52/s,qe=0.01m3/m2,又測(cè)得濾餅體積與濾液體積之比ν=0.08?，F(xiàn)擬用有3/m2,又測(cè)得濾餅體積與濾液體積之比ν=0.08?，F(xiàn)擬用有38個(gè)框的BMY50/810-25型板框壓濾機(jī)處理此料漿，過(guò)濾推動(dòng)力及所用濾布也與試驗(yàn)用的相同。試求：①過(guò)濾至框內(nèi)全部充滿濾渣所需時(shí)間；①過(guò)濾完畢以相當(dāng)于濾液量1/10的清水進(jìn)行洗滌，求洗滌時(shí)間；③若每次卸渣、重整等全部輔助操作時(shí)間共需，求每臺(tái)過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力（以每小時(shí)平均可得多少m33．有一管長(zhǎng)為2m的列管冷卻器，將油從℃冷卻到℃，冷卻水的進(jìn)口溫度為15℃，出口溫度為40℃，油和水作并流流動(dòng)，若用增加管長(zhǎng)的辦法，使油的出口溫度降到80℃。設(shè)油和水的流速、進(jìn)口溫度及冷卻器的其它尺寸均保持不變，問(wèn)新冷卻器的管長(zhǎng)應(yīng)等于多少才能滿足要求？（假設(shè)Cp比熱不隨溫度而參考答案：解可被完全除去的最小粒徑utVsbl7200360024/s2dgsut1818ut518310dmming30001.29.81s2除去的粒徑）可被HH50%150%Hut14SutH0.54/s18ut518310dmg30001.2s2解21：（）濾框總?cè)莘e2380253過(guò)濾面積A22382濾液體積V0.6233qVA7.79863/2m由恒壓過(guò)濾方程式q2eK2q2qqeK20.156250.156510（）洗滌時(shí)間VwwdVdw5dVKA510d8qq80.156we1033m/swVwdV1710103dw（）過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力3Q餅T36005494140.623153031./h解3：根據(jù)WChphT1T2WCcpct2t1WCh150100WC40151phcpcWChph15080WCt15cpc2則5070t2515t50CQKSt150100150100及m15401550所以tmt2Lnt1t2t1tm1135Ln6013560tm2135Ln301353069所以Q1Q2KKnndL1dL2ttm257L233化工原理試卷二一、填空題：（）在流體流動(dòng)中，圓形直管內(nèi)流體滯流時(shí)的速度分布為（）形狀，且平均速度u與管中心最大速度umax之比等于（（（）有一串聯(lián)管道，分別由管徑為d1與2的兩管段串聯(lián)而成，1<d。某流體穩(wěn)定地流過(guò)該管道。今確知d1管段內(nèi)流體呈滯流，則流體在2管段內(nèi)的流型為（（）離心泵的工作點(diǎn)是（）曲線與（）曲線的交點(diǎn)；離心泵的安裝高度超過(guò)允許安裝高度時(shí)，離心泵發(fā)生（）現(xiàn)象。（）離心泵無(wú)自吸作用，開(kāi)泵前要先（）現(xiàn)象的產(chǎn)生。（）在列管式換熱器中，用飽和水蒸氣加熱空氣，則傳熱管的壁溫接近（K的值接近（（（散熱愈少。（）某球形顆粒在一定密度及黏度的空氣中沉降,若處于滯流沉降區(qū),當(dāng)空氣溫度升高時(shí),空氣的黏度（（）測(cè)定流量常用的流量計(jì)有（（）降塵室的生產(chǎn)能力只與降塵室的（）和（）有關(guān)，而與（）無(wú)關(guān)。（10）工業(yè)過(guò)濾一般采用（）過(guò)程最合理。過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定一般在（）進(jìn)行。二、計(jì)算題：1．某車間用離心泵將原料送到塔中，如附圖所示。塔內(nèi)壓強(qiáng)為491kPa槽內(nèi)液面維持恒定，其上方為大氣壓。槽內(nèi)液面和塔進(jìn)料口之間的垂直距離為20m，假設(shè)輸送管路的阻力損失為液柱，料液的密度為900kg/m3,管子內(nèi)經(jīng)皆為25mm，送液量為2000kg/h。試求：（）泵的有效功率；4（）如果泵的效率是60%，求其軸功率。2．用板框過(guò)濾機(jī)恒壓過(guò)濾某水懸浮液，濾框共10個(gè)，其規(guī)格為×810mm，框的厚度為42mm?，F(xiàn)已測(cè)得過(guò)濾10分鐘后的濾液1.31m，再過(guò)濾10分鐘，共3得濾液1.905m。濾餅體積和濾液體積之比為0.1。試計(jì)算：①將濾框完全充滿濾餅時(shí)所需的時(shí)間（）;②若洗滌時(shí)間和輔助時(shí)間共45（以每小時(shí)濾餅體積計(jì)）。3其密度為760kg/m3,粘度小于20cst下的飽和蒸汽壓強(qiáng)為80×103Pa。現(xiàn)擬用65Y—60B型油泵將此油品以15m3/h的流量送往表壓為×103Pa的設(shè)備內(nèi)。貯槽液面恒定，設(shè)備的油品入口比貯槽液面高5m1m和4m否合用。若油泵位于貯槽液面以下1.2m處，問(wèn)此泵能否正常操作？當(dāng)?shù)卮髿鈮喊?01.33KPa計(jì)。附：65Y—60B型油泵性能參數(shù)如下：流量m3/h19.8揚(yáng)程m38效率%55軸功率KW3.75允許氣蝕余量m2.6參考答案：5解：（）取料液槽液面為1截面，兼做基準(zhǔn)水平面22截面，，料液進(jìn)塔處為在兩截面之間列柏努力方程式：gz1p12u12Wegz2p222u2hf12其中：z1z220p0表壓），1p（表壓），2a900kg/3mu10u2wsA360020004d2m/s將已知數(shù)據(jù)代入柏努力方程式，得Wegz2z1p2gp122u2hf12791.7J/kgws2000/3600kg/s則泵的有效功率為NeWew791.7s20003600439（2）泵的軸功率為NNe80.60.733kW.6解）將濾框完全充滿濾餅時(shí)所需的過(guò)濾時(shí)間一個(gè)框的體積：20.810.04230.0276m10個(gè)框所得濾餅的總體積V10c3276m濾餅體積濾液體積0.10.276VV32.76m(濾液）過(guò)濾面積：A20.81210213.12mq1V1A3113q2V2A9050.15m恒壓過(guò)濾方程式qqe2Ke0.12qKe600e0.152qKe1200e2eqKe解得：K1.7510,q10e3,e0.357過(guò)濾基本方程式：23q101.75-510當(dāng)過(guò)濾時(shí)間q(2)生產(chǎn)能力VA2.7613.120.72h則QVcTVc洗附0.2760.720.7530.19m/h7解：112211在貯槽液面與輸送管出口外側(cè)截面間列柏努力方程，并以截面為基準(zhǔn)水平面，得：z1p1g2u12gHez2p2g22u2gHf12式中：z10,z2u10,u20p10表壓，p2177310Pa表壓H145m760kg/，f123m將上列數(shù)值代入上式，并整理得：H5e177760310533.7mHH38m,eQe315m/hQ319./h所以65Y60B型油泵合用?！鶕?jù)已知條件考慮泵能否正常操作，應(yīng)核算泵的安裝高度是否合適，能否避免汽蝕現(xiàn)象，可應(yīng)用下式計(jì)算允許安裝高度，即Hgp0gpghHf01式中：p0105Pap80310Pah2.6mHf01則：Hg1.01337600.8951010.74m油泵的實(shí)際安裝高度為m說(shuō)明泵能正常操作。8化工原理試題三一、填空：（）層流條件下，管徑一定時(shí)，阻力損失與流量（）次方成正比；流速一定時(shí)，阻力損失與管徑（）次方成反比。（）離心泵的壓頭與流量（）關(guān)，一般用（）調(diào)節(jié)流量。往復(fù)泵的壓頭與流量()關(guān)，一般用（）調(diào)節(jié)流量。（）層流時(shí)，圓管內(nèi)的流速呈（）分布，u/umax=();當(dāng)溫度升高時(shí)，處于層流狀態(tài)的空氣的阻力損失（（）一小顆粒在空氣中沉降服從斯托克斯定律，當(dāng)空氣溫度升高時(shí)，則其沉降速度（（）降塵室的生產(chǎn)能力只與降塵室的（）和顆粒的（）有關(guān)，而與（）無(wú)關(guān)，因而工業(yè)上多采用（）降塵室。（（(）冷凝考慮。（其切向速度為，旋轉(zhuǎn)半徑為0.4m,則其分離因數(shù)為（（,管壁的溫度接近（）側(cè)溫度.（可采用（（散熱愈少。（10如果當(dāng)兩個(gè)對(duì)流傳熱系數(shù)相差較大時(shí)，要提高K）才能提高K值。二、計(jì)算題：1．如圖，一離心泵將水從貯槽抽至敞口容器中，兩液面恒定且距離8m。泵的吸入管線1=20m，排出管線L=60m（以上均包括進(jìn)出口及各種局部阻力），管徑均為40mm，摩擦系數(shù)均可取0.01，離心泵的特性曲線方程H=22-7.2×105(H—，—m3/s65%，試求：（）管路的特性方程；（）管內(nèi)水的流量m3/s；9（）泵的軸功率。2.某懸浮液在一臺(tái)過(guò)濾面積為0.4m2的板框過(guò)濾機(jī)中進(jìn)行恒壓過(guò)濾，2h后得濾液35m3，若濾餅不可壓縮，過(guò)濾介質(zhì)阻力可以忽略不計(jì)。求：①其它情況不變，過(guò)濾1.5h所得濾液量。②其它情況不變，過(guò)濾2h后用4m3的水對(duì)濾餅進(jìn)行橫穿洗滌，需要洗滌時(shí)間為多少小時(shí)？34m寬用于除去爐氣中的灰塵。塵粒密度ρs=3000kg/m3.3爐氣密度ρ=0.5kg/m、粘度μ=0.035mPa·s,顆粒在氣流中均勻分布。若要求完全除去大于10mm的塵粒，問(wèn)：每小時(shí)可處理多少立方米的爐氣。若要求處理量增加一倍，可采取什么措施？參考答案：10解）選貯槽液面為112211截面，敞口容器液面為截面，并以截面兼做水平基準(zhǔn)面。在兩截面間列柏努力方程式：z1p1g2u12gHez2p2g22u2gHf12代入已知數(shù)據(jù)H8Hef12Hf12800.042102eQ0.7850.04226.34510Q2e管路的特性方程：H8e510Q2e（2）管內(nèi)水的流量聯(lián)立求解：H8e5102eQH22510Q2Q221033m/sHH14.56mHeO2（）泵的軸功率：3HQg14.56310100010N0.756KW軸01000解21：（）其它情況不變，過(guò)濾1.5小時(shí)所得濾液量A2,12hV1335m22根據(jù)恒壓過(guò)濾基本方程式VKA則K2