化工原理考试题及答案

1化工原理考试题及答案姓名____________班级____________学号_____________成绩______________一、填空题：1.（3分）题号1164第1章知识点300难度容易写出以单位重量为基准的实际流体柏努利方程式:_________________________________________________________________________________。各项的单位均为___________________。***答案***Zu/2g＋P/ρg＋He=Zu/2g＋P/ρg＋SHm流体柱。2.（2分）题号3004第3章知识点100难度容易当微粒在介质中作自由沉降时，若粒子沉降的Rep相同时，球形度越大的微粒，介质阻力系数越________。球形粒子的球形度为_________。***答案***小13.（2分）题号4097第4章知识点300难度容易沸腾传热中，保持__________沸腾是比较理想的。***答案***泡核4.（3分）题号4037第4章知识点100难度中等传导传热的傅立叶定律为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿___＿＿其各项表示为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿,＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿,＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。***答案***ｄQ/ｄτ＝－λAｄt/ｄδ,ｄQ/ｄτ表示单位时间传递的热量,－表示温度向降低方向传递,A表示传热面积,λ表示导然系数和ｄt/ｄδ表示温度梯度。二、选择题：1.（2分）题号2079第2章知识点100难度容易离心泵铭牌上标明的流量是指()A.效率最高时的流量B.泵的最大流量C.扬程最大时的流量D.最小扬程时的流量***答案***A.2.（2分）题号4116第4章知识点200难度容易对流传热是由（）因素产生的。A.流体分子的热振动;B.流体体内电子的移动;C.流体质点的位移、扰动。2***答案***C三、判断题：1.（2分）题号1265第1章知识点400难度容易流体在园管内流动时,管的中心处速度最大,而管壁处速度为零。（）***答案***√2.（2分）题号2160第2章知识点100难度容易离心泵启动前、应将出口阀关闭，目的是使轴功率为零.（）***答案***×3.（2分）题号3063第3章知识点120难度容易粒子的离心沉降速度与重力沉降速度一样，是一个不变值。（）***答案***×4.（2分）题号4192第4章知识点300难度容易为了提高间壁式换热器的传热系数K值，必须设法提高α值大的那一侧流体的对流传热系数。（）***答案***×五、计算题：1.（12分）题号1390第1章知识点300难度容易欲建一水塔向某工厂供水，如下图所示，从水塔到工厂的管长（包括局部阻力当量长度）为500m。最大流量为20升/秒。管出口处需保持10m水柱的压头（表压）。若摩擦系数λ＝0.023，试求：1.当管内流速为1.05m.s时，所需管径及塔高；2.当管内流速为4m.s时，所需管径及塔高；3.由计算1、2，分析满足一定流量时，塔高与管径的关系。本题目有题图：titu079.bmp3***答案***1.V=(π/4)dud=0.156mH+P/ρg+u/2g=0+P/ρg+u/2g+λ(l/d)(u/2g)∴H=14.2m2.d'=0.080mH'=128m3.管径越大,塔高越低管径越小,塔高越高2.（20分）题号1401第1章知识点340难度容易某车间准备用一台离心泵将储槽内的热水送到敞口的高位槽内，已知管子规格为Φ60×3.5mm钢管，管内流速为2m.s19.6J.kg,压出管路的压头损失为4mHO(均包括全部的局部阻力损失在内）,其余参数见附图示。试求该泵提供的有效功率。本题目有题图：titu168.bmp***答案***定储槽液面为1-1，且为基准面，高位槽液面为2-2，列柏式：Zg+P/ρ+u/2+We=Zg+P/ρ+u/2+∑h∑h=h+hf压=19.6+4×9.807=58.84J.kg∴-100×13.6/1000+we=8×9.81+58.84∴We=138.7J.kgm=π/4×0.0532=4.41×10kgs∴Ne=Wem=138.7×4.41×10=0.612W3.（12分）题号2231第2章知识点500难度容易某厂准备用风机将40℃，3800m.h160℃，然后经管路排到常压设备内，输送系统所需的风压为350mmHO(按160℃的空气计）。试送一台合适的风机。（当地大气压按760mmHg）***答案***已知：H'=350mmHO(接160℃空气计），Q=3800m.h4因风机操作条件与性能条件不同，故风压要校正，3500mm水=350/13.6=25.7mmHg风管内平均阻力p=[760+（760+25.7）]/2=772.9mmHg即：H'性=H1.2/ρ'而ρ'=1.2×293/（273＋160）772.9/760kg.mH'性=350×1.2/1.2×293/（273＋160）=509mmHO据H'性=509mmHOQ=3.8×10m.h型号为9-27-101N054.（24分）题号2233第2章知识点120难度中等某台离心泵铭牌上列出的性能为：Q=11～25m.h,H=21～16m,η=66.5%,H=6.4m，配套电机功率N电=2.2kw。今欲用它来将密度为1.4g.cm20℃液体（其它物性与水相近），从贮槽内送到某一高位槽中，要求的输送量为32t.h,输送流程如图示，若已知吸入管路和压出管路的阻力分别为1m和4m。试求：（1）此泵能否适用于此输送流程？（2）图中所示的吸上高度是否恰当？（吸上管路动压头可略）（3）此泵配套的电机要不要更换？本题目有题图：titu192.bmp***答案***（1）求此泵能否适用？已知：ρ=1.4g.cm=1400kg.mQ=32×1000/1400=22.86m.h(Q=11～25m.h)H=△Z＋△p/ρg＋△u/2g＋H=12＋0＋0＋(1＋4)=17m(21～16m)因QH（2）验吸液高度H安Hg=Hs/-u/2g-∑H已知：u/2g=0∑H=1mH=6.4m而Hs=Hs×ρ水/ρ=6.4×1000/1400=4.57m∴Hg=4.57-1=3.57mH安=Hg－(0.5～1)=3.57－(0.5～1)=(3.07～2.57)2m故吸液高度合适。(2)验电机N电=（1.1～1.2)N而N=QH/102η=22.86×17×1400/102×0.665×3600=2.23kw即N电=（1.1～1.2)×2.23=(2.45～2.68)kw2.2kw故原配电机要更换55.（16分）题号3084第3章知识点100难度容易某厂准备建一个降尘室来净化常压，温度为40℃的含尘空气流，气体进入降尘室的流速保持在0.15m.s0.025m.s只允许做成宽为3m，高为2m。问：（1）降尘室的最小长度应为多少m？（2）降尘室的最大生产能力为多少标准m.h3）若因厂房面积有限，降尘室的长度仅允许为你计算的最小长度的一半，你认为应采取计什么措施来完成此净制任务？***答案***（1）求最小长度L∵(L/u)≥(H/U)∴L≥（uH/U)=0.15×2/0.025=12m（2）最大生产能力V标V实=Au=Lbu=12×3×0.025=0.9m.s=3240mhV标=V实T/T=3240×273/(40＋273)=2826m.h（3）若L只能为原来的0.5时，为完成同样的生产任务，可在降尘室中间加一隔板。6.（8分）题号4290第4章知识点100难度容易炉子平壁结构如下：内层为厚120mm的耐火砖，外层为厚250mm的红砖，中间填以厚为50mm0.93,0.14,0.70w.m.K藻土，而又要不增大热损失，问红砖的厚度必须增加多少?***答案***.0.05×0.70/0.14＝0.25m7.（12分）题号4283第4章知识点300难度容易在一套管式油冷却器里，热油在φ25×2.5mm的金属管内流动，流量216kg.h的进、出口温度分别为150℃和80℃，水的进口温度为20℃，流量216kg.h油侧给热系数为1.5kw.m.K3.5kw.m.K2.0kJ.kg.K试求逆流换热时所需管长。已知水的比热为1.0kcal.kg.K***答案***216×2×(150-80)=216×4.187(t-20)t=53.4℃q=(216/3600)×2000×(150-80)=8400wΔt=(96.6-60)/ln(96.6-60)=76.85℃1/K=(1/1500)+(1/3500),K=1050w.m.CA=q/(k.Δt)=πdll=8400/(1050×76.85×π×0.0225)=1.47m8.（12分）题号4281第4章知识点300难度中等一套管换热器,外管为φ83×3.5mm,内管为φ57×3.5mm的钢管,有效长度为60m。用120℃的饱和水蒸汽冷凝来加热内管中的油.蒸汽冷凝潜热为2205kJ.kg8000kg.h,比热为2.2kJ.kg.K,进口温度为30℃,出口温度为80℃。试求：(1)蒸汽用量；(不计热损)(2)传热系数；6***答案***（1）蒸汽用量Q放＝W.ｒ＝2205×WkJ.hQ吸＝W'CP(t出－t入）＝8000×2.2×（80－30）=8.8×10kJ.hQ放＝Q吸∴ｗ＝8.80×10/2205≈399.1kg.h（2）传热系数的计算由Q＝KAΔtmΔtm＝（(120-30)-(120-80)）/ｌｎ（(120-30)/(120-80)）＝50/ｌｎ（90/40）＝61.66℃∴Ki＝Q/AiΔtm＝8.80×10/[60×π×(50/1000)×61.66]≈1514kJ.h.m.＝420.0(ｗ.m.K)goodok2020-1-5