化工原理樣卷及答案

內(nèi)蒙古科技大學2005/2006學年第2學期

《化工原理》考試試題（A卷）課程號：020203020233 考試方式：閉卷使用專業(yè)、年級：化工2003生物2003任課教師：赫文秀題號 .二三總分得分一、填空（38分）1、寫出屬于質(zhì)量傳遞過程的單元操作（）、（）、（）。2、離心泵流量調(diào)節(jié)的方法是（）、（）。3、啟動離心泵前（）是為了減小啟動電流，以保護電機。4、局部阻力的計算方法有（）和（）。5、在靜止的同一種連續(xù)流體的內(nèi)部，各截面上（）與（）之和為常數(shù)。6、蒸汽的冷凝方式為（）、（）。7、當Re為已知時，流體在圓形直管內(nèi)呈層流時的摩擦系數(shù)人二（），在管內(nèi)呈湍流時，摩擦系數(shù)人與（）、（）有關(guān)。8、某液體在套管環(huán)隙內(nèi)流動，大管規(guī)格為e56X3mm,小管規(guī)格為e30X2.5mm,液體粘度為ImPa.s.,密度為1000kg.m-3,流速為1m.s-i,則該液體在套管環(huán)隙內(nèi)流動的Re=（）。9、有兩種不同的固體材料，它們的導熱系數(shù)第一種為人1，第二種為人2,且入1》入2,若作為換熱器材料，應選用（）種；當作為保溫材料時，應選用（）種。10、離心泵產(chǎn)生氣縛現(xiàn)象的主要原因是（）。11、并聯(lián)管路的特點是（）和（）。12、某離心泵在轉(zhuǎn)速為1450r/min下測得流量為65m3/h、壓頭為60m,若將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為1200r/min,此時泵的流量為（），壓頭為（）。13、牛頓冷卻定律表達式為（），其中溫度差代表（）。14、流體在管內(nèi)作湍流流動時，在管壁處速度為（），鄰近管壁處存在（）層，Re值越大,則該層厚度越（）。15、克?；舴蚨杀砻鳎ǎ┖停ǎ?6、灰體的特點是（）和（）。二、選擇（20分）1、離心泵的揚程是指泵給予（）液體的有效能量。A、1kg B、1NC、1m2、在阻力平方區(qū)內(nèi)，摩察系數(shù)人（）。A、為常數(shù)，與￡；d和Re均無關(guān)B、隨Re值加大而減小C、與Re值無關(guān)，是￡dd的函數(shù)D、是Re值和3d的函數(shù)3、牛頓粘性定律適用于牛頓型流體,且流體（）A、應作層流流動； B、應作湍流流動；C、應作過渡流流動； D、靜止的；4、流體流動時產(chǎn)生阻力的原因很多，屬于內(nèi)在原因的是（）A、流體具有粘性（U）； B、流體的密度（P）；C、流動類型加6）； D、接觸壁面的狀況（￡）5、關(guān)于導熱系數(shù)，下列說法正確的是（）A、純金屬的導熱系數(shù)一般隨溫度升高而升高；B、大多數(shù)非金屬的導熱系數(shù)隨溫度升高而升高；C、氣體的導熱系數(shù)很大；D、液體中，水的導熱系數(shù)最小。6、下面哪條不是影響對流傳熱系數(shù)的因素（）A、流體的流動狀態(tài)； B、流體的物理性質(zhì)；C、傳熱面的形狀、大小、位置；D、流體的溫度；7、離心泵的軸功率N和流量Q的關(guān)系為（）A、Q增大，N增大 B、Q增大，N先增大后減小C、Q增大，N減小 D、Q增大，N先減小后增大8、水在圓管中強制對流時的對流傳熱系數(shù)a‘.為^OOW：’機2?℃,若將水的流量增加一倍，而且其他條件不變，則aj為（）A、2000B、1740C、1000D、5009、因此分析的目的是（）A、得到各變量間定量關(guān)系B、用無因次數(shù)群替代變量，使實驗簡化C、得到無因次數(shù)群間定量關(guān)系D、實驗結(jié)果更可靠10、工業(yè)生產(chǎn)中，沸騰傳熱應設(shè)法保持在（）A、自然對流區(qū) B、核狀沸騰區(qū)C、膜狀沸騰區(qū) D、過渡區(qū)三、計算題（42分）1、（12分）粘度為30cP、密度為900kg/m3的液體，自開口槽A經(jīng)①45mmX2.5mm管道流至開口槽B,兩槽液面恒定。如本題附圖所示，在水平管路上設(shè)置一個閥門，當閥門全關(guān)時，閥門前后的壓強表上分別指示壓強為88.3X103Pa及44.15X103Pa。將閥門調(diào)至1/4開度，流量為3.34m3/h,閥門前后管長分別為50m及20m（包括一切局部阻力的當量長度）。試求閥門開度為1/4時閥門的當量長度。摩擦系數(shù)計算式為滯流：九=6%? 光滑管湍流：九二°.316/Re0252、（8分）平壁爐的爐壁由三種材料組成，最內(nèi)層是耐火磚，其厚度、=2001^,導熱系數(shù)人1=1.07W/（m-℃）,中間為絕緣磚，其厚度b2=100mm,導熱系數(shù)32=0.14W/（m-℃）,最外層為鋼板，其b3=6mm,入3=45W/（m-℃）。若耐火磚層內(nèi)表面的溫度為1150c，鋼板外表面溫度為30℃,實際測得爐壁的熱損失為300W/m2,求導熱的熱通量。若計算結(jié)果與實測的熱損失不符，試分析原因和計算附加熱阻。3、（12分）某離心泵的特性曲線可用以下方程表示H=25—2°Q2（式中H單位為m,Q單位為m3min）。若用該泵將20℃水從貯槽送到某設(shè)備，已知管路系統(tǒng)中位壓頭和靜壓頭之和為20m,輸送管路直徑為。140mmX5mm，管路總長為150m（包括流動系統(tǒng)所有局部阻力的當量長度），流動摩察系數(shù)為定值，可取為0.02,試求離心泵運行時的流量和壓頭；若將調(diào)節(jié)閥關(guān)小，使工作點的流量變至60m3；%,試求關(guān)小閥門需多消耗的壓頭和關(guān)小閥門后的管路特性方程。4.（10分）在并流換熱器中，用水冷卻油，水的進出口溫度分別為15℃和40℃,油的進出口溫度分別為150℃和100℃?，F(xiàn)因生產(chǎn)任務要求油的出口溫度降至80℃,假設(shè)油和水的流量，進口溫度及物性都不變，試求換熱器管長增至原來的多少倍才能滿足要求，假設(shè)換熱器的熱損失可以忽略。

化工原理試題答案一、填空1、過濾、蒸餾、吸收2、改變閥門開度、改變泵的轉(zhuǎn)速3、關(guān)閉出口閥門4、當量長度法.阻力系數(shù)法5、位能、靜壓能6、膜狀冷凝、滴狀冷凝7、64ReRe"d8、2x1049、九］九210、啟動前未向泵內(nèi)灌滿被輸送液體11、Vs=Vsi+Vs2+-￡hf=￡hfi=￡hf2…12、53.8m3/h41.1m13、Q=asAt、液體溫度與壁面溫度差14、速度為0層流底層薄15、同一溫度下物體的吸收率和黑度在數(shù)值上是相同的物體的吸收率愈大，輻射能力愈大16、灰體的吸收率不隨輻射線波長而變灰體是不透熱體即A+R=1二、選擇1、B2、C3、A4、A5、B6、D7、A8、B9、B 10、B3.34=0.738m3.34=0.738m/s1、解：u——冗3600x-x0.042

4「 dup 0.04x0.738x900「 dup 0.04x0.738x900Re—— —— 30x10-3=885.6(2100 屬于滯流2分「64人—— Re885.664——0.07232分在A、B兩槽之間列柏努利方程pu2 pgz+—+ ——gz+T+1p2 2pp=p——0PJp=p——0PJPr——入u——u——0l+leu2P(88.3-44.15)6分900le=29.66m50+20+le0.7382

x 0.0411501150-30■02~~01—0.006

++1.070.14 45Qt—t2、解：q——亍=b1b4b六+廣45分=1120——1242w；m20.9015分計算結(jié)果的導熱熱通量大于實測的熱損失，表明平壁層間接觸不良，有空氣層存在，產(chǎn)生附加熱阻。設(shè)附加熱阻為R,則

q=1120=300 R=2.83m2?W0.901+R8九L+L、/。、c3、解：z+PgAp+.（苗）（荀）28x0.02 150Q、=2。+TTT7X0135（60）2=20+L86紇與離心泵特性方程聯(lián)立得Q=1.138m3min=68.3m3hH=22.4m4分由離心泵特性方程求得工作點下的壓頭H=25—2.0Q2=25—2.0x(60)2=23m在流量為60m3M時原管路所要求的壓頭為=21.86mH=20+1.86Q2=20+1.86（竺=21.86mTOC\o"1-5"\h\ze e 60AH=H—H=23—21.86=1.14m 4分關(guān)小閥門的管路特性方程為H=K+BQ2e e23=20+B（絲）2 B=360管路特性方程為He=20+3紇4、解:Q=WC（T-T2）=WCP（t2—4）=K.n冗dLAtQ，=WCT-T'）=WC（t，-t）=K.n冗dLAtt'h