1、化工原理上册模拟试题及参考答案 2016 第 页 1 一、填空（每空 1 分，共 20分） 牛顿型流体在圆直管道中作稳态层流流动时，现保持流量不变，管直径变为原来的二分之一，则管路摩擦阻力系数是原来的 倍，产生的摩擦阻力为原来的 倍。 某设备入口真空表上读数为 120mmHg，当地大气压 0.98atm，则入口处绝压为 Pa；出口压力表读数为 1.8kgf/cm2，则其绝对压力为 Pa。 离心泵的工作点由 确定；如关小离心泵出口阀门开度则离心泵扬程 ，轴功率 。 固体颗粒在流体中呈层流自由沉降时，如温度降低，则固体颗粒在气体中的沉降速度 ；固体 颗粒在液体中的沉降速度 。 对于连续转筒真空过滤
2、机的操作，当转速提高时，过滤机的生产能力 、滤饼层厚度 。 对于聚式固体流态化，常出现的不正常操作现象有 ， 。 面积和厚度相同的三层导热平壁，测得一维稳态导热时各层导热平壁两侧的温度差大小顺序为 t2 大于 t3 大 于 t1，则各层导热平壁的导热系数大小顺序为 、 各层导热平壁的导热热阻大小顺序为 。 8.液体在圆直管内作强制湍流对流传热时，如液体的流量和定性温度不变，管化工原理上册模拟试题及参考答案 2016 第 页 2 直径减小为原来的二分之一，则对流传热系数（给热系数）变为原来的 倍。 9.在铜质套管换热器中，用饱和蒸汽冷凝加热空气，总传热系数应接近于 的 对流传热系数（给热系数），
3、传热 壁面温度接近于 的温度。 10.黑体的定义为 ，透明体的定义为 。 二、分析简答题（共 20分） （本小题 8 分） 试分析影响加热炉热效率的因素有哪些？提出提高加热炉热效率的措施。 （本小题 8 分） 画出往复式压缩机工作循环的 P-V 图，标出每一过程的名称。分析说明为何当压缩气体终压较高时采用多级压缩？ （本小题 4 分） 试说明冷、热两流体在管壳式换热器中换热时，安排流体流程（管程或壳程）的基本原则。（每项 1 分） 三、计算题（共 60分）： 化工原理上册模拟试题及参考答案 2016 第 页 3 （ 25 分）用离心泵将 40 的水从敞口储水池送入一敞口高位槽（当 地气压为 1
4、atm）。泵进出口分别安装真空表和压力表，两表间垂直距离可以忽略不计。已知水的物性参数如下，密度 为 992.7kg/m3 ，粘度 为 0.624cP，水的饱和蒸 气压为 55.32mmHg。已知泵入口真空表读数为 400mmHg，铭牌上泵的允许吸上真空度为 7.2m，输送管路为 1084mm的钢管，总长度（包括当量长度）为 40m，其中吸入管路为 6m（包括当量长度），储水池与高位槽高度差为 20m，管路摩擦阻力系数 为 0.02，流量为 65m3/h。 试问：泵最大可能的安装高度；（ 8 分） 泵的扬程；（ 6 分 ） 泵出口处压力表的读数；（ 6 分） 设摩擦阻力系数不随流量改变而改变，
5、写出管路特性方程中。（ 5 分） （ 15 分）用一板框过滤机过滤 CaCO3 的水悬浮液，滤饼可视为不可压缩。压滤机的过滤面积为 20m2，某过滤压强下测得过滤常数 K=210-2 m2/h。 试求：在此压强下将过滤进行至滤饼充满全部滤框时，所获得的滤液为 2m3，滤布阻力可以忽略不计，问此时所需过滤时间为多少小时？（ 6 分） 现改用一种较厚的滤布，其常数为 qe=210-2m，过滤完毕后，洗涤、拆化工原理上册模拟试题及参考答案 2016 第 页 4 装等辅助时间共为 30 分钟，问此时的生产能力为多 少？（ 5 分） 如 ，设 CaCO3 的水悬浮液的浓度（以 m3 滤饼 /m3 滤液计
6、）提高一倍，此时所需的过滤时间为多少？（ 4 分） （ 20 分） 一单管程、单壳程列管换热器，有多根 252.5mm 的钢管组成管束。管程走有机溶剂，流量为 1.5 104 kg/h，流速为 0.5m/s；壳程通入 130的饱和蒸汽，将有机溶剂从 20加热至 50。已知在定性温度下有机溶剂的物性参数为： 密度 =884.2kg/m3，比热 Cp=1.76kJ/(kg K)，导热系数=0.143W/(m K)，粘度 =0.8cP；蒸汽的冷凝对流传热系 数为 104 W/(m2K)；钢的导热系数取 45 W/(mK)；污垢热阻可以忽略不计。 求： 管内的对流传热系数 ， W/(m2K)；（ 6
7、分） 换热器的总传热系数（以管束外表面积为基准） K， W/(m2K)；（ 2 分） 管子的根数和长度；（ 7 分） 在有机溶剂的初始温度和流量不变的前提下，若通过提高加热蒸汽温度将上述换热器的传热速率提高 10%，则加热蒸汽温度应为多少？（ 5 分） 注：蒸汽冷凝对流传热系数和有机溶剂的物性参数可看作常数。 一、填空（每空 1 分，共 20分） 化工原理上册模拟试题及参考答案 2016 第 页 5 1/2 倍， 1 8.332 104 Pa； 2.758 105 Pa 泵的特性曲线和管路特性曲线 ； 增大 ， 减小 增大 ； 下降 增大 、 减小 沟流 ， 节涌 1 3 2 、 R2 R3
8、R1 8. 3.482 9. 空气 ， 饱和蒸汽 10. 具有黑表面的物体 =1 ， =1 二、分析简答题 （共 20 分） （本小题 8 分） 答：影响加热炉效率的因素有：炉墙损失的热量，烟气带 走的热量，燃料燃烧情况及空气的入炉温度、过剩空气系数等。 提高加热炉热效率的措施有：提高空气入炉温度；尽量降低过剩空气系数及降低其温度，减少其带走热量；被加热流体选择适当的入炉温度；选择化工原理上册模拟试题及参考答案 2016 第 页 6 合适的火嘴，改进燃烧状况，使燃料燃烧完全。 （本小题 8分） 答： 1-2 压缩； 2-3 排气； 3-4 余隙膨胀； 4-1 吸气；（图 1 分，每步 1分）
9、压缩气体终压较高时，容积系数下降，使压缩机动力消耗增加；排出气体温度增加；造成机件损坏及可能导致的润滑油失效。（每项 1 分，共 3分） （本小题 4 分） 答： 有腐蚀性、高温及高压流体走管程，降低对壳体材质要求； 有毒、易燃流体走管程，降低泄露； 易于结垢的流体走 易清洗 一侧，便于清扫； 流量小，粘度大的流体走壳程，便于达到湍流； 需要被冷却流体，一般走壳程，便于散热； 化工原理上册模拟试题及参考答案 2016 第 页 7 蒸汽宜走壳程，便于冷凝液及不凝气排放。 三、计算题 （共 60 分） ： （ 25 分） 解 ：（ 1 ） mdi 100.0 smdQu i /2 9 9.202.
10、03 6 0 0 6544 22 1 分 53 106 5 7.3106 2 4.0 7.9 9 22 9 9.21.0Re du 1 分 mgPgPHH ass 7462403310 v .).().( 2 分 mgudlH f 3 24.02 2 2 分 mHguHH fsg 15.63 2 4.081.9*2 3.274.62 221 2 分 化工原理上册模拟试题及参考答案 2016 第 页 8 （ 2 ）在两槽之间列柏努利方程，得： mgudlHf 16.222 2 分 fHuPHeuP 2gz2gz 22222111 2 分 mhHHe f 16.22 2 分 （ 3）在两表之间列柏
11、努利方程，忽略位差： fHuPHeuP 2gz2gz 22222111 3 分 PaP 52 106 2 4.12.1 3 37 6 04 0 08 0 7.97.9 9 216.22 3 分 （ 4 ）23252 7 1051.0201017.6 ee QQgd lgpZHe 1 分 （ 15 分） 解 ： （ 1 ） 恒 压 过 滤 ： Ve=0 V2=KA2t 化工原理上册模拟试题及参考答案 2016 第 页 9 3 分 hKAVt 5.04 0 0102 4222 3 分 (2) tKAVVV e 22 2 2 分 t400102220*10*224 22 1 ht 7.0 1 分 h
12、mQ /67.15.07.0 2 3 2 分 (3)滤饼结构不变，比阻不变，悬浮液浓度加倍，饼液比加倍， CC 2 1 分 cr PKs12 1 分 KK 5.0 CALV VV 5.0 1 分 化工原理上册模拟试题及参考答案 2016 第 页 10 hKAVt 25.022 1 分 （ 20分） 解 ： （ 1 ） cP80. 1 分 8 4 6.91 4 3.0 108.01 7 6 0 3 pr CP 1 分 被加热： n=0.4 湍流443 10101 0 5.1108.0 2.8 8 45.002.0Re ud i 2 分 ii dNu 58.98)8 4 6.9()101 0 5.1(0 2 3.0( P r )( Re )0 2 3.0 4.08.044.08.0 2 分 )/( 9.7 0 402.0 1 4 3.058.98 2 KmWdNu ii （ 2）计算过程中不计热损失，忽略管壁导热热阻及污垢热阻 )./(8.5 1 62025)9.7 0 41(5.2245 25105.210 1)1(1 21341 KmWddd dbK ioim ooo
