化工原理考试题及答案II

化工原理考试题及答案姓名____________班级____________学号_____________成绩______________一、填空题：1.（2分）题号1102第1章知识点100难度容易稳定流动的定义是______________________________。***答案***流动状况不随时间而变2.（3分）题号4040第4章知识点200难度容易影响给热系数α的因素有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_____________＿＿＿＿＿＿＿＿＿。***答案***流体种类、流体性质、流体流动状态和传热壁面的几何尺寸二、选择题：1.（2分）题号1192第1章知识点100难度容易流体在管路中作稳态流动时,具有（）特点。A.呈平缓的滞流B.呈匀速运动C.在任何截面处流速、流量、压强等物理参数都相等；D.任一截面处的流速、流量、压强等物理参数不随时间而变化***答案***D2.（2分）题号2109第2章知识点200难度容易B型离心泵属（）泵A.耐腐蚀泵B.清水泵C.油泵***答案***B3.（2分）题号2091第2章知识点100难度容易某齿轮泵输送密度1200kg.m体时所能提供的最大压头为60m，当用于输送密度为2000kg.m供的最大压头为（）。A.120mB.60mC.36m***答案***C4.（4分）题号4132第4章知识点100难度容易物质的导热系数，一般来说：金属的入（），非金的入（），液体的入（），气体的入（）。A.最小B.最大C.较小D.较大***答案***BDCA三、判断题：1.（2分）题号1284第1章知识点230难度中等流体在水平管内作稳定连续流动时,当流经直径小处,流速会增大（）；其静压强也会升高。（）***答案***√;×2.（2分）题号3052第3章知识点200难度容易通过旋风分离器能够完全分离出来的最大颗粒直径，称临界颗粒直径。（）***答案***×3.（2分）题号3071第3章知识点400难度容易为提高离心机的分离效率，通常采用小直径，高转速的转鼓。（）***答案***√4.（2分）题号4185第4章知识点100难度中等在稳定的多层平壁导热中，若某层的热阻较大，则这层的导热温度差就较小（）.***答案***×五、计算题：1.（12分）题号1393第1章知识点430难度容易某高位槽与内径为100mm的钢管相连，槽内为常温水，直管总长30m，有90度弯头3个，闸阀（全开）和球阀（全开）各1个，水从管口流出。问欲得到每小时22.7m,槽内水面应比管出口高多少m？（取λ＝0.0256，由容器入管口ζ＝0.5，管子出口ζ＝1.0，闸阀全开ζ＝0.17，球阀全开ζ＝6.0，90度弯头ζ＝0.75）。***答案***在高位槽与管出口处截面，列柏努利方程式：gZ+u/2+P/ρ=gZ+u/2+P/ρ+∑hfZ=Z,Z=0u=0p=p=0(表压)d=0.1m,ρ=1000,u=Vs/A=0.803m.sΣζ=0.5+1.0+0.17+6.0+0.75×3=9.92Σh=(λ(l/d)+9.92)u/2=5.67J.kg9.81Z=+5.67Z=0.58m2.（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.（10分）题号2198第2章知识点130难度容易将20℃的水由水池打至一敞口高位槽中，槽内的水面与水池内的水面的垂直距离为31.6m。管路总能量损失为50J.kg20m.hkw？***答案***ｇZ/2＋P/Z/2＋P/ρ+Z0，Z31.6m，PP00，50Ｊ/kgZ9.81×31.6＋50＝360Ｊ/kgm20/3600×1000＝5.556kg.sNm360×5.556＝2000Ｊ.s2kw4.（18分）题号2202第2章知识点134难度中等如图3B57离心泵将20℃的水由敞口水池送到一压力为2.5at的塔内,管径为φ108×4mm管路全长100m(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内)。已知：水的流量为56.5m.h1厘泊，密度为1000kg.m0.024，试计算并回答：(1)水在管内流动时的流动形态；(2)管路所需要的压头和功率；本题目有题图：titu062.bmp***答案***已知：d=108-2×4=100mm=0.1mA=(π/4)d=3.14×(1/4)×0.1=0.785×10ml+Σl=100mQ=56.5m.h∴u=Q/A=56.5/(3600×0.785×10)=2m.sμ=1cp=10Pa·Sρ=1000kg.mλ=0.024⑴∵Re=duρ/μ=0.1×2×1000/10=2×104000∴水在管内流动呈湍流⑵以1-1面为水平基准面,在1-1与2-2面间列柏努利方程：Z+(u/2g)+(p/ρg)+He=Z+(u/2g)+(p/ρg)+Σhf∵Z=0u=0p0(表压)Z=18mu=0p/ρg=2.5×9.81×10/(1000×9.81)=25mΣhf=λ[(l+Σle)/d](u/2g)=0.024×(100/0.1)×[2/(2×9.81)]=4.9m∴He=18+25+4.9=47.9mNe=HQρg=47.9×1000×9.81×56.5/3600=7.4kw5.（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.s内的沉降速度为0.025m.s3m，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.（10分）题号4291第4章知识点300难度容易拟用套管换热器来加热丙酮，使之从20℃加热至50℃，处理量为1000kg.h25×2.5钢管，加热剂用热水，入口温度为90℃，流量为450kg.h,采用逆流操作，若已知传热系数为930w.m.K大?需要多长的钢管?（丙酮平均定压比热为2.26kJ.kg.K***答案***Q=1000×2.26×(50-20)=67800kJ.h67800=450×4.187×(90-T)T=54℃Δt=[(90-50)-(54-20)]/ln(40/34)=37℃A=Q/(K.Δt)=67800×10/(3600×930×37)=0.55ml=A/(πdm)=7.8m7.（14分）题号4299第4章知识点100难度容易某燃烧炉的平壁由耐火砖（λ=1.05w.m.K),绝热砖（λ=0.15w.m.K)和普通砖(λ=0.8w.m.K)三种材料组成。已知耐火砖内侧温度为1273K，耐火砖与绝热砖接触面温度1213K，绝热砖与普通砖接触温度411K；普通砖厚230mm，设为稳定热传导，问：(1）耐火砖和绝热砖应砌多厚才能保证热损失不超过274w.m(2）普通砖的外侧温度为多少？***答案***δ耐=λ耐×△t/Q=1.05(1273-1213)/274=0.2299mδ绝=λ绝×△t/Q=0.15(1213-411)/274=0.4391m△t=Q×δ普/λ普=274×0.23/0.8=78.78K411-t外=78.78∴t外=332.2Kgoodok2020-1-5