化工原理Ⅰ习题库.doc

1、化工原理 （）课程学习题库适用对象：化学工程与工艺本科学生武夷学院环境与建筑工程系 2011 年编制武夷学院环境与建筑工程系化工原理学习题库1一、填空题1. 比较下列对流给热系数的大小：空气流速为 6m/s 的 1，空气流速为 25m/s 的 2，水流速为 1.2m/s 的 3，水流速为 2.5m/s 的 4，蒸汽膜状冷凝的 5，则自大到小的顺序为： 5 4 3 2 1 2. 离心泵的安装高度超过允许安装高度时会发生 汽蚀 现象。3. 压力表测得的读数是 表压 ，在大气压强为 101.3kPa 地区，某设备压力表的读数为 25.7kPa，则设备内的绝对压强为 127.0 kPa4. 在恒定的操

2、作压差下，过滤某一水悬浮液。10min 后获得滤液 5m3，若过滤介质阻力忽略不计，则 40min 后获得滤液 10m 。5.厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知厚度 1 2 3，导热系数123，在稳定传热过程中，各层的热阻 R1R2R3 ，各层导热速率 Q1=Q2=Q3 。6.在离心泵的运转过程中， 叶轮 是将原动机的能量传递给液体的部件，而 泵壳 则是将动能转变为静压能的部件。7. 在间壁式换热器的设计计算中，用算术平均法求冷热两流体平均温度差的必要条件是 t1（大）/ t2（小） 2 。8.某液体在 252.5mm 的直管内作湍流流动，其对流传热系数为 2000W/(m2)

3、。如果管径与物性都不变，流量加倍，其对流传热系数为 W/(m2)。9.旋风分离器的临界粒径愈小，则其分离效果 越好 。10.某 石 化 厂 用 1084mm 的 钢 管 以 10.6 kg/s 的 速 度 输 送 密 度 为 900 kg/m3 的 原 油 ， 已 知原 油 =0.072 Pa.s， 则 Re= 13250 ， 管 中 流 体 的 流 动 型 态 为 湍 流 。11.由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数越大，则该壁面的热阻愈 小 ，其两侧的温差愈 小 。 （大或小）12.多层圆筒壁定态热传导中，若某层的热阻最大，则该层两侧的温差 最大 ；若某层的平均导热面积最大，

4、则通过该层的热流密度 最小 。(最小或最大)13.水在直径为 的直管中以 的速度做稳态流动，已知水的密度25.m.5/ums武夷学院环境与建筑工程系化工原理学习题库2，则水的流动型态为 湍流 。3310/,10.kgmPas14.在 大 气 压 强 为 100 kPa 地 区 ， 某 真 空 蒸 馏 塔 塔 顶 的 真 空 表 读 数 为 90 kPa。 若 在 大 气 压 强为 87 kPa 地 区 ， 仍 要 求 塔 顶 绝 压 维 持 在 相 同 数 值 上 操 作 ， 此 时 真 空 表 读 数 为 77 kPa。15.在长为 L，高为 H 的降尘室中，颗粒的沉降速度为 ut，含尘气体

5、通过降尘室的水平速度为 u，则颗粒在降尘室内分离的条件是 H/utL/u 。16.在 管 壳 式 换 热 器 中 ， 用 100 的 饱 和 水 蒸 气 加 热 空 气 ， 空 气 的 进 出 口 温 度 分 别 为 20 和50 ， 则 管 壁 温 度 约 等 于 100 ， 总 传 热 系 数 K 接 近 于 空 气 的 对 流 传热 系 数 。17.测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将 增大 ，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将 不变 。 （增大、减小、不变）18.在操作压力相同的条件下，当滤液粘度与洗液粘度相同时，板框过滤机洗涤速率与最终过滤速率的比值为 0.25

6、。 19.离心分离设备在层流区操作，颗粒的旋转速度为 20m/s，旋转半径为 0.3 m，则该设备的离心分离因数等于 135.9 。20.在离心泵工作时，调节流量的最方便方法是 调节出口管路中的阀门开度 。21. 在离心泵的运转过程中， 是将原动机的能量传递给液体的部件，而 则是将动能转变为静压能的部件。22. 旋风分离器的临界粒径愈小，则其分离效果 。23.某石化厂用 1084mm 的钢管以 10.6 kg/s 的速度输送密度为 900 kg/m3 的原油，已知原油 =0.072 Pa.s，则 Re= ，管中流体的流动型态为 。24 在恒压过滤操作中，忽略过滤介质的阻力，且过滤面积恒定，则所

7、得的滤液量与过滤时间的_0.5_ 次方成正比，当滤液量一定时，需要的过滤时间与过滤面积的_2 _次方成反比。25.离心泵的工作点是 离心泵特性 曲线与 管路特性 曲线的交点。二、选择题1.一转子流量计，当流量为 50m3/h 时，测定流量计转子上下压差为 250Pa，现流量变武夷学院环境与建筑工程系化工原理学习题库3为 100m3/h，则流量计转子上下压差为 B Pa。A 500 B 250 C 125 D 条件不足，无法确定2.某液体在内径为 d0 的水平管路中稳定流动，其平均流速为 u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为 d2(d2=d0/2)的管子时，其流速为原来的_D_ 倍。A 2

8、 B 4 C 8 D 163.离心泵流量调节最常用的方法是 B 。A 改变吸入管路中阀门开度 B 改变出口管路中阀门开度C 安装回流支路 , 改变循环量的大小 D 车削离心泵的叶轮4. 若洗涤压差与最终过滤压差相同，洗涤水粘度与滤液粘度相同，则板框过滤机的洗涤速率是最终过滤速率的 C 倍。A 1 B 0.5 C 0.25 D 0.15. 对流传热是由 C 原因产生的。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 D 晶格振动6. 由离心泵和某一管路组成的输送系统，其工作点 C A 由泵铭牌上的流量和扬程所决定 B 即泵的最大效率所对应的点C 泵的特性曲线与管路特性曲线

9、的交点 D 泵的特性曲线所决定7.傅立叶定律是_ B 的基本定律。A 对流传热 B 热传导 C 总传热 D 冷凝8. 降尘室生产能力增加 1 倍，则应将 C A 高度增加 1 倍 B 高度增加 2 倍 C 长度增加 1 倍 D 长度增加 2 倍。9. 一台工作着的列管式换热器，已知冷流体一侧的对流传热系数 1 为 50W/m2.k，热流体一侧的对流传热系数 2 等于 8000W/m2.k，要提高总传热系数 K，最简单有效的途径是 D 。A 设法减小 1 B 设法增大 2 C 同时增大 1 和 2 D 设法增大 110.用常压水蒸气冷凝来加热空气，空气平均温度为 20，则壁温约为 B 。A 20

10、 B 100 C 60 D 49.711.在多层平壁定态导热中，通过最大热阻的一层平壁的热量 C 通过其余平壁的热量。 A 大于 B 小于 C 等于 D 不确定武夷学院环境与建筑工程系化工原理学习题库412.在滤饼过滤操作中，实际上起到主要拦截固体颗粒作用的是_A _。A 滤饼层 B 滤饼层与过滤介质C 过滤介质 D 滤浆、滤饼层与过滤介质13.在重力场中，微小颗粒的沉降速度与 A 无关。A 粒子的几何形状 B 粒子的尺寸大小C 流体与粒子的密度 D 流体的速度14.在完全湍流时（阻力平方区） ，粗糙管的摩擦系数 数值 C 。A 只取决于 Re B 与光滑管一样C 取决于相对粗糙度 D 与粗糙

11、度无关15.离心泵开动之前必须充满被输送的流体是为了防止发生 C 。A 汽化现象 B 汽蚀现象 C 气缚现象 D 气浮现象16.关于过滤速率 说法正确的是 C dtvA 与滤液体积成正比 B 与过滤面积 A 成正比C 与 A2成正比 D 与滤布阻力成反比17.流 体 在 管 内 流 动 时 ， 如 要 测 取 管 截 面 上 的 流 速 分 布 ， 应 选 用 A 流 量 计 测 量 。A 皮 托 管 B 孔 板 流 量 计 C 文 丘 里 流 量 计 D 转 子 流 量 计18.当不可压缩理想流体在水平放置的变径管路中稳定连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力 C 。A 不变 B 增大

12、C 减小 D 不确定19.离心泵的轴功率 N 与流量 Q 的关系为 A A Q 增大，N 增大 B Q 增大，N 减小C Q 增大，N 先增大后减小； D Q 增大，N 先减小后增大20.定态传热是指传热系统内各点的温度 B 。A 不仅随时间变，也随位置变 B 只随位置变，但不随时间变C 只随时间变，但不随位置变 D 不随位置和时间变化21.在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在_C ，减少热阻的有效措施是_。 A 层流底层，使流体处于层流状态 B 流体湍动区域，使层流底层减薄C 层流底层，提高流体湍动程度 D 流体过渡区域，提高流体湍动程度22.在蒸汽冷凝传热中，不凝性气体的存在对对流传热

13、系数的影响是_A_ 。武夷学院环境与建筑工程系化工原理学习题库5A 不凝性气体的存在会使值大大降低 B 不凝性气体的存在会使值升高C 不凝性气体的存在与否，对数据无影响 D 不一定23. 离心泵工作时，通过改变出口阀的开度调节流量，其本质是 B 。A 改变泵的工作特性曲线 B 改变管路的特性曲线；C 改变泵的扬程 D 调节泵的功率。24.离心通风机的风压是指_D_。A 静压头与升举高度之和 B 动风压C 静风压 D 动风压与静风压之和25. 8.离心泵开动之前必须充满被输送的流体是为了防止发生 C 。A 汽化现象 B 汽蚀现象 C 气缚现象 D 气浮现象三、综合应用题（计算与分析）1. 用离心

14、泵将 20的清水由水池送到水洗塔塔顶经喷头喷出 ， 喷 头 入 口 处 的 压 力为 127 kPa（ 表 压 ） ， 已知大气压强为 101.33 kPa，管 径 1084mm， 管 路 全 长 为300m（ 包 括 所 有 局 部 阻 力 当 量 长 度 ）， 清水密度 1000kg/m3，取摩擦系数 为 0.025，若要求输水量 40 m3/h，试求：（1）泵所需的有效功率 Ne；（2）若泵的效率为 65，求泵的轴功率 N；（3）若吸入管的阻力损失为 1.5m，求离心泵的允许安装高度 Hg,r。20清水的饱和蒸汽压 2.335 kPa，离心泵的必需汽蚀余量(NPSH) r3.0m2 一单

15、管程列管换热器，共有 252.5 mm 的传热管 86 根，传热面积为 40m2，武夷学院环境与建筑工程系化工原理学习题库6现用该换热器以循环水冷却流量为 28000 kg/h 的石油产品，石油产品走壳程，循环水走管程，两流体逆流换热。实际测得石油产品的进、出口温度分别为 90和 50；冷却水的进、出口温度分别是 25和 40，已知石油产品的比热容为 Cp=2.8 kJ/(kgK)，水的有关物性分别为：密度 995 kg/m 3，比热容 Cp=4.17 kJ/(kgK)，=0.8 10-3 Pas，=0.618 W/(mK) 。试求：（1）冷却水用量，kg/h （2）该换热器总传热系数 K；（

16、3）管程和壳程的给热系数（可忽略两侧的污垢热阻和管壁热阻） 。3 拟用一板框过滤机在恒压下过滤某悬浮液。已知过滤常数 K=0.02m2/h，操作压力为 196kPa(表压) 。过滤 2 小时后停止过滤，共得滤液 6 m3（滤饼不可压缩，介质阻力忽略不计） 。求：（1）若滤框尺寸为 1000 mm1000 mm30mm，则需要滤框几块？（2）过滤终了用水进行洗涤，洗涤水粘度与滤液相同，洗涤压力与过滤压力相同，若洗涤水量为获得滤液量的 10%，卸渣等辅助时间为 1 小时，试求该过滤机的生产能力，m 3/h？ （3）若洗涤时间与辅助时间均不变，操作压力降至 98kPa (表压)，需多大过滤面积才能维

17、持生产能力不变？4 用 1084 的热轧无缝钢管将经沉淀处理后的河水引入一贮水池，最大输水量为 60m3/h，池中最高水位高于河水面 15m，泵中心（吸入口处）高出河面 2.0m，管路总长 140m，其中吸入管总长 30m（均包括局部阻力的 当 量 长 度 ） ， 钢 管 的 磨 擦 系 数 0.028， 水 温 20 ， 密 度 1000kg/m3， 黏 度 110 5Pa.s，水的饱和蒸汽压Pv2.335kPa ，当地大气压强为 98kPa； (1)试选一台合适的离心泵； (2)校核泵的安装高度。泵的性能参数如下：型 号 流量 Qm3/h 扬程 Hm 允许汽蚀余量 (NPSH)r，m效率

18、%轴功率 NkW电机功率kWIS80 65160 60 29 3.0 72 6.59 7.5IS100 80125 60 24 4.0 67 5.86 11.05 采用长 4.5m、宽 2m、高 2m 降尘室除去矿石焙烧炉出口的炉气中含有的粉尘。在操作条件下炉气流量为 16000 m3/h，密度为 0.6 kg/m3，粘度为 210-5 Pas，其中氧化铁粉尘可看作球形颗粒，密度为 4500 kg/m3。求：武夷学院环境与建筑工程系化工原理学习题库7(1)临界粒径 dpc（能够完全分离下来的最小颗粒直径） ；(2)要求全部除掉直径大于 80m 的粉尘，炉气的最大处理量为多少？6 有一列管式换热

19、器，装有 202.5 mm 的钢管 400 根，管长为 2 m。要将质量流量为 7000 kg/h 的常压空气由 20加热到 90，选用 108的饱和蒸汽于壳程冷凝加热之。若水蒸汽的冷凝给热系数为 1.0104 W/(m2K)，管壁及两侧污垢的热阻均忽略不计，且不计热损失。已知空气在平均温度下的物性参数：C p=1.0 kJ/(kgK)，=2.8210 -2 W/(mK)，=2.010 -5Pas。试求：(1)空气在管内的对流给热系数； (2)换热器的总传热系数；(3)通过计算说明该换热器是否满足需要。7.MS20/635-25 型板框压滤机于 200kPa 的压强差下过滤某悬浮液，已知滤框尺

20、寸是 63563525mm，滤框数共 26 个，过滤时测得滤饼与滤液的体积比 v=0.0722，过滤常数 qe=0.01m3/m2 ，k=3.9410 -5m2/s ，试求：(1)滤饼充满滤框所需时间 t； (2)过滤毕，用滤液体积 10%的清水以横穿洗涤法洗涤滤饼，操作压强与洗水黏度和过滤终了均相同，求洗涤时间 tw； (3)若 每 个 操 作 周 期 中 辅 助 时 间 为 20 min， 则 过 滤 机 的 生 产 能 力 为 若 干 m3 滤 液 / h。8.用水洗塔除去气体中所含的微量有害气体 A，流程如本题附图所示。操作参数为温度 27，当地的大气压为 101.33kPa，U 形管

21、水银压差计读数分别为R1=426mm、 R2=328mm。气体在标况（0，101.33kPa）下的密度为 1.29kg/m3。（1）若气体可当作不可压缩流体处理，求其平均密度；（2）求气体通过水洗塔的能量损失（以阻力压降表示） 。9 采用降尘室除去矿石焙烧炉出口炉气中含有的粉尘。在操作条件下炉气流量为武夷学院环境与建筑工程系化工原理学习题库816000 m3/h，在降尘室内的流速为 2 m/s，密度为 0.6 kg/m3，粘度为 210-5 Pas，其中氧化铁粉尘的密度为 4500 kg/m3。要求全部除掉直径大于 80 m 的粉尘。试求：（1）所需降尘室的底面积 A 和高 H（其宽 B=2m

22、） ；（2）用上述计算确定的降尘室，要将炉气中直径为 70 m 的尘粒完全除掉，求炉气的最大允许处理量 Vmax。10. 每小时将 2104kg 的溶液用泵从反应器输送到高位槽，反应器液面上方保持 26.7kPa的真空度，高位槽液面上方为大气压强。管道为 764mm 的钢管，总长 50m，管线上有两个全开的闸阀、一个孔板流量计，五个标准弯头。已知溶液密度 1073kg/m3，黏度6.3104 Pa.s，反应器内液面与管路出口的距离为 15m，摩擦系数 取 0.028；全开闸阀、孔板流量计、标准弯头的局部阻力系数分别取 10.17， 24， 30.75。求：(1)溶液在管道中的流速，m/s(2)输送管路的总阻力，J/kg(3)若泵的效率为 0.7，求泵的轴功率。