中南大学化工原理上册模拟试题试题(1-4)及答案(22页).doc

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1、-上册试题一题号一二三四五%4020201010一1多项选择题:(1)X01a05034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(d2d0/2)的管子时,则其流速为原来的 2 。 A2倍 B. 4倍 C. 8倍 D. 16倍 若流动为完全湍流(阻力平方区),则压降P是原来的 4 。 A4倍 B. 8倍 C. 16倍 D.32倍(2)X03a05100 “I在一般过滤操作中,实际上起到主要介质作用的是滤饼层而不是过滤介质本身”、“滤渣就是滤饼”则: 3 。A这两种说法都对 B. 两种说法都不对C只有第一中说法对 D. 只有第二中说法正确

2、助滤剂应具有以下性质 3 。A 颗粒均匀,柔软,可压缩B 颗粒均匀,坚硬,不可压缩C 颗粒分布广,坚硬,不可压缩D 颗粒均匀,可压缩,易变形(3)X02a05106 离心泵停车时要 1 。A 先关出口阀后断电 B. 先断电后关出口阀C. 先关出口阀先断电均可 D. 单级式的先断电,多级式的先关出口阀 离心泵的工作点 4 。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. 由泵的特性曲线所决定 D. 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点(4)X04b05038 用常压水蒸汽冷凝来加热空气,空气平均温度为20,则壁温约为 。A20 B.100 C. 60 D. 49.7 高翅片管加

3、热器一般用于 。A两侧均为液体 B. 两侧流体均有相变化C一侧为气体,一侧为蒸汽冷凝 D. 一侧为液体沸腾,一侧为高温液体 因此分析法的目的在于 。A得到各变量间的确切定量关系 B. 得到各无因次数群的确切定量关系C用无因次数群代替变量,使实验数与关联工作简化D用无因次数群代替变量,使实验结果更可靠2填空题(1)t01a05149对如图所示的测压装置,分别写出PP1-P2的计算式。(a)图P , (b)图P ,(c)图P , (d)图P 。 (2)t02a05009 离心泵的扬程含义是 离心泵为单位重量提供的有效能量 。 离心泵常采用 调节阀 调节流量,往复泵常采用 旁路 调节流量。(3)t0

4、2a05234 通过一换热器,用饱和水蒸汽加热水,可使水的温度由20升高至80,现发现水的出口温度降低了,经检查水的初温与流量均无变化,引起问题可能的原因是 污垢 。(4)t03b05014 板框过滤机的洗涤速率为最终过滤速率的 4 。 计算颗粒沉降速度Ut的斯托克斯式 ,此式适用于 ,1 的情况。二 j01c20192如图所示,水以3.78L/s的流量流经一扩大管段,已知d140mm,d280mm,倒U形压差计中水位差R170mm,试求: 水流经扩大管段的摩擦损失hf。如将粗管一端抬高,使管段成倾斜放置,而流量不变,问此时R读数有何变化? 三 j04c20132 在单程列管换热器内,用120

5、饱和蒸汽将流量为850Kg/h的气体从20加热到60,气体在管内以10m/s流动,管子为261的铜管,蒸汽冷凝膜系数为11630W/m2,管壁和污垢热阻可不计,试计算:A) 传热内表面积;B) 如将气体流量增加一倍,气体出口温度为多少?(气体进口温度和气体物性不变)气体物性为:Cp1.005KJ/Kg,1.128Kg/m3,1.75410-2W/ m2,1.9110-5Pas。四 j03b10066 某板框过滤机的过滤面积为0.4m2,在恒压下过滤某悬浮液,4hr后得滤液80m3,过滤介质阻力可略去不计。试求: 若其它情况不变,但过滤面积加倍,可得多少滤液? 若其它情况不变,但操作时间缩短为2

6、hr,可得多少滤液? 若在原表压下过滤4hr后,再用5m3水洗涤滤饼,需多长洗涤时间?设滤液与水性质相近。五 j05b10045通过连续操作的单效蒸发器,将进料量为1200Kg/h的溶液从20浓缩至40,进料液的温度为40,比热为3.86KJ/(Kg. ),蒸发室的压强为0.03MPa(绝压),该压强下水的蒸发潜热r2335KJ/Kg,蒸发器的传热面积A12m2,总传热系数K800 W/m2。试求:(1) 溶液的沸点为73.9,计算温度差损失(2) 加热蒸汽冷凝液在饱和温度下排出,并忽略损失和浓缩热时,所需要的加热蒸汽温度。已知数据如下:压强 MPa 0.101 0.05 0.03溶液沸点 1

7、08 87.2 纯水沸点 100 80.9 68.7上册试题一答案1 多项选择题:(1)X01a05034 B; D(2)X03a05100 C; B(3)X02a05106 A D(4)X04b05038 B C C2填空题(1)t01a05149(a)PRg(m) (b)PRg(c)PRg(AB) (d)PP1P2Rgmhg(2)t02a05009 离心泵给单位质量的液体所提供的能量。 2分 出口阀门 支路阀门 各1.5分(3)t02a05234 传热速率下降引起。根据QKAtm分析,可能有几种情况:1.蒸汽压力下降,tm减小;2.蒸汽侧有不凝气,使冷凝传热系数o大幅度地下降,K减小;3.

8、 水侧污垢积累,污垢热阻增大,K减小;4. 冷凝水排除器不通畅,有积水现象,使K减小。(4)t03b05014 四分之一 2分 Utd2(g)g/(18) 1.5分 层流区 或10-4Ret B. 阀门打开时C阀门打开时 D. 阀门打开时 如图2,U形管压差计测得: 。AA、B间的阻力损失 B. A、B间的压强差CA、B间的位头差加阻力损失 D. A、B间位头差2填空题:(1)t01b05019 在流体阻力实验中,以水作工质所测得的至管摩擦系数与雷诺数的关系适用于 流体。 当流体在管内流动时,如要测取管截面上流体的速度分布,应选用 测量。 并联管路的特点是:A)并联各管段压强将 ;B)主管流量

9、等于并联的各管段 ;C)并联各管段中是管子长、直径小的管段通过的流量 。(2)t02b05088 离心泵用出口阀调节流量实质上是改变 曲线,用改变转速来调节流量实质上是改变 曲线,漩涡泵常采用 方法来调节流量。 往复泵、 泵等一切 泵在回路阀关闭时,不能全关 。(3)t03a05002 在出去某粒径的颗粒时,若将尘室的高度增加一倍,则沉降时间 ,气流速度 ,生产能力 。 在滞流(层流)区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比。(4)t03a05166 在多层平壁稳定热传导中,通过各层的热通量 。 列管换热器中,用饱和水蒸汽加热空气。空气走管内,蒸汽走管间,则管壁温度接近 的温度,总传热系数接

10、近 的对流传热系数。 饱和蒸汽冷凝时,t越大,越 ;液体核状沸腾时,t越大,越 。二 j01c20089 用离心泵将密闭储槽中20的水通过内径为100mm的管道送往敞口高位槽。两储槽液面高度差为10m,密闭槽液面上有一真空表P1读数为600mmHg(真),泵进口处真空表P2读数为294mmHg(真)。出口管路上装有一孔板流量计,其孔口直径d070mm,流量系数0.7,U形水银压差计读数R170mm。已知管路总能量损失为44J/Kg,试求:(1) 出口管路中水的流速。(2) 泵出口处压力表P3(与图对应)的指示值为多少?(已知P2与P3相距0.1m)三 j04c20126有一套管换热器,由内管为

11、542mm,套管为1164mm的钢管组成。内管中苯自50被加热至80,流量为4000Kg/h。环隙中为2at(绝)的饱和水蒸汽冷凝。蒸汽冷凝传热系数为10000W/m2。已知:苯在5080之间的物性数据平均值为:880Kg/m3, Cp1.86KJ/Kg, 0.134 W/m2, 0.39cP, 管内侧污垢热阻R10.0004 m2/W, 管壁及管外侧污垢热阻不计。蒸汽温度与压强关系如下表所示:压强 at(绝) 1.0 2.0 3.0温度 99.1 120 133试求:A)管壁对苯的对流传热系数; B)套管的有效长度; C)若加热蒸汽压力为1at(绝),问苯出口温度有何变化?应为多少?四 j0

12、3b10075 用板框过滤机来过滤某悬浮液。已知过滤面积为10m2 ,操作压力为0.2MPa(表压)。过滤15分钟后,共得滤液2.91m3(介质阻力不计,滤饼不可压缩)。试问:(1)若已知该过滤机得生产能力为4.8m3/h,计算洗涤、卸料等辅助时间。 (2)若过滤时间与滤液量均不变,而操作压力降至0.1MPa(表压),需增加多少过滤面积才能维持生产能力不变?五 j05b10048 用一双效并流蒸发器,浓缩浓度为5(质量百分率,下同)的水溶液,沸点进料,进料量为2000Kg/h。第一、二效的溶液沸点分别为95和75,耗用生蒸汽量为800Kg/h。各个温度下水蒸汽的汽化潜热均可取为2280KJ/K

13、g。试求不计热损失时的蒸发水量。化工原理上册试题二答案一1. 多项选择题:(1)x03a05103 C D(2)x02a05022A C A(3)x04b05039A D D(4)x01a05041D B A2填空题:(1)t01b05019 牛顿型 比托管(测速管) 相等; 流量之和; 小(2)t02b05088管路性能, 泵的性能, 回流支路 3分 旋转, 正位移式, 出口阀 2分(3)t03a05002增加一倍 减小一倍 不变 2 各1分(4)t03a05166相等 水蒸汽 空气侧 小; 大二 j01c20089(1)因为 VA(2P/2)0.5A(2P/)0.5 PRg(o)0.179

14、.81(13600-1000)2.1104V0.7(/4)(0.07)2(2.1104)2/1000)0.5 0.70.785(0.07)2(4.210)0.50.0174m3/s所以UV/(0.785d2)0.0174/(0.7850.12)2.22m/s(2) 选低位水池的水平为基准面,取1-1、2-2两截面建立柏努力方程:Z1(P1/g)+(U12/2g)HZ2(P2/g)(u22/2g)hfu1u20 Z10 P2/g0所以 HZ2+hf-(P1/g)=10+(44/9.81)+0.613.622.7mmH2O再选泵入口管所在面为基面,取3-3、4-4两截面建立柏努力方程:Z3(P3/

15、g) (U32/2g)HZ4(P4/g)(U42/2g)Hh0(u42U32)/2gH真 (u42U32)/2g0 P4g(Hho)H真)10009.8(22.70.10.29413.6)1.8105Pa1.8大气压(表)P31.8kg/cm2(表) 泵出口处的指示值为1.8kg/cm2参见附图:j01c089.d三j04c20126解:(1)RedlG/0.054000/3600/40.052)/(0.3910-3)7.2586104PrCp/1.861030.3910-3/0.1345.410.023/d(Re)0.8(Pr)0.4 (0.0230.134/0.05)(7.2586104)

16、0.85.40.4936.4W/m2.(2)Q4000/36001.86103(80-50)6.2104W1/K11/936.41/100000.0004 所以K1637.8W/ m2.tm(120-50)(12080)/ln(120-50)/(120-80)53.6A1Q/(K1tm)6.2104/(637.853.6)1.814m2LA1/(d内)1.814/(0.05)11.55m(3)K不变,A不变,T变为99.1,苯的流量及比热均不变。设出口温度为t2,在新条件下,传热速率方程变为4000/36001.86103(t2-50) 637.81.814(99.1-50)(99.1t2)/

17、ln(99.1-50)/(99.1t2)解得 ln(99.1-50)/(99.1- t2)0.5598所以 t271四 j03b10075(1)已知V2.91m3,15min900s Q4.8m3/h0.00133 m3/s 生产能力 QV/(D) 0.001332.91/(900D) 所以 D1288s21.47min(2)若Q、V、不变 V22(P/rc)A2 (1) V22(P/rc)A2 (2) 因为 (1)(2) 得A2PA2/P 2102/1200 所以 A14.14m2增加面积14.14-104.14 m2五 j05b10048解:第一效蒸发量: 已知:D1800kg/h, r1

18、r12280KJ/kg, W1D1800kg/h 第二效蒸发水量: 已知:D2W1800kg/h, F2F1W12000-8001200kg/h X02X1FX0/(FW1)20000.05/(2000-800)0.0833 t0295 t270 r2r22280KJ/kg Cp02Cpw(1-X 02)=4.187(1-0.0833) =3.84KJ/(kg)D2r2(F2Cp02(t2t02)/r2W2 r2 W2(800228012003.84(7595)/2280 840kg/h蒸发水量WW1W2 8008401640kg/h化工原理上册试题三题号一二三四五六七八一1多项选择题:(1)

19、x01a05161 图示为一异径管段,从A段流向B段,测得U形压差计的读数为RR1;从B段流向A段测得U形压差计读数为RR2,若两种情况下的水流量相同,则 。AR1 R2 ; B. R1R2; C. R1R2 D. R1-R2 图示所表示的R值大小反映 。AA、B两截面间压差值 B. AB截面间流动压降损失CA、B两截面间动压头变化 D. 突然扩大或突然缩小流动损失。参见附图:x01a161.t(2)x02a05093 离心泵最常用的调节方法是 。A 改变吸入管路中阀门开度B 改变压出管路中阀门的开度C 安置回流支路,改变循环量的大小D 车削离心泵的叶轮 漩涡泵常用的调节方法是 。A 改变吸入

20、管路中阀门开度B 安置回流支路,改变循环量的大小C 改变压出管路中阀门的开度D 改变电源的电压(3)x03b05112 过滤常数K与以下因素无关 。 A滤液的粘度 B. 滤浆的浓度 C滤饼在P1时的空隙率 D. 滤饼的压缩性 以下物理量与过滤面积的大小无关 。 A过滤速率dV/dt B. 单位过滤面积的过滤速率dV/(sdt) C介质的当量滤液量Ve D. 介质在单位面积上的当量滤液量qe(4)x04b05039 在列管换热器中,用饱和蒸汽加热空气,下面两项判断是否合理: 。 甲:传热管的壁温将接近加热蒸汽温度; 乙:换热器总传热系数K将接近空气侧的对流传热系数。A甲乙均合理 B. 甲乙均无理

21、 C. 甲合理,乙无理 D. 乙无理,甲合理 已知当温度为T时,耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力,则铝的黑度 耐火砖的黑度。 A大于 B. 等于 C. 不能确定是否大于 D. 小于 在一列管式加热器中,壳程为饱和水蒸汽冷凝以加热管程中的空气。若空气流量大10,为保证空气出口温度不变,可采用的办法是 。A壳程加折流挡板,增大壳程值 B. 将原先的并流改为逆流流动以增大tmC开大蒸汽进口阀门以便增大水蒸汽流量D开大蒸汽进口阀门以便提高加热蒸汽压力2填空题:(1)t01b05024 流体在一段圆形水平直管中流动,测得平均流速0.5m/s,压强为10Pa,Re为1000,问管中心处点速度为 m/s,

22、若流速增加为1m/s,则压强降为 Pa。 一转子流量计,当流过水的流量为1m3/h,测定该流量计进出口压力降为20mmHg7柱,当流量增加到1.5m3/h,问转子流量计进出口压降有何变化? (2)t02a05008 离心泵的主要特性曲线有 、 、 等。 往复泵的转速(往复次数)增加时,流量 ,扬程 。(增大,变小,不变)(3)t03b05006 除去液体中混杂的固体颗粒,在化工生产中可以采用 、 、 等方法(列举三种方法) 旋风分离器性能的好坏,主要以 来衡量, 愈小,说明其分离性能愈好。(4)t04b05059 根据有无补偿或补偿方法不同,列管式热器的一般结构型式有 、 、 、 。 换热器中

23、,热流体由200冷却到140,冷流体由20升高到35,热流体的热容量流率较小,则传热效率为: 。二 j01c20111如图所示,水通过倾斜变径管段(AB),DA100mm,DB240mm,水流量为2m3/min,在截面A与B处接一U形水银压差计,其读数R20mm,A、B两点间的垂直距离为h0.3m,试求:(1)A、B两点的压差计等于多少Pa?(2)A、B管段阻力损失为多少mmHg?(3)若管路水平放置,而流量不变,U形水银压差计读数及A、B两点压差有何变化?参见附图:j01c111.t三j04c20113 一套管换热器,外管为833.5mm,内管为573.5mm的钢管,有效长度为60m。用12

24、0的饱和水蒸汽冷凝来加热内管中的油。蒸汽冷凝潜热为2205KJ/Kg。已知油的流量为7200Kg/h,密度为810Kg/m3,比热为2.2KJ/Kg,粘度为5cP,进口温度为30,出口温度为80。试求:A)蒸汽用量;(不计热损) B)传热系数;C)如油的流量及加热程度不变,加热蒸汽压力不变,现将内管直径改为473.5mm的钢管。求管长为多少?已知蒸汽冷凝传热系数为12000W/m2K,管壁及污垢热阻不计,管内油的流动类型为湍流。四 j03b10074一台BMY10型板框过滤机,过滤面积为10m2,过滤操作压差为2.5at(表压),过滤15分钟后得滤液量2.5m3(滤饼为不可压缩,介质阻力不计)

25、。试问:(1)若该机生产能力为4m3/h,计算洗涤,卸料等辅助时间为若干? (2)若操作压差改为1.5at(表压),过滤时间和辅助时间仍不变,则生产能力将变为多少?五 j05a10014在真空度为91.3KPa下,将12000Kg的饱和水急送至真空度为93.3KPa的蒸发罐内。忽略热损失。试定量说明将发生什么变化。水的平均比热为4.18 KJ/Kg。当地大气压为101.3KPa饱和水的性质为 真空度, KPa 温度, 汽化热,KJ/Kg 蒸汽密度,Kg/m3 91.3 45.3 2390 0.06798 93.3 41.3 2398 0.05514一1多项选择题:(1)x01a05161 C;

26、R1R2 AB两截面间压差P/gR(1)/ 各2.5分(2)x02a05093B B 各2.5分(3)x03b05112 D D 各2.5分(4)x04b05039A D D2填空题:(1)t01b05024 1m/s; 20Pa 不变(2)t02a05008 QH; QN; Q 增大; 不变 各1分(3)t03b05006 重力沉降; 离心沉降; 过滤 临界直径的大小; 临界直径 各1分(4)t04b05059 固定管板式 浮头式 U形管式 0.333 二 j01c20111 如图取33面有P3P3(1)P3PAgH P3PB g(HhR)Rg 有:PAgH PB g(HhR)Rg PAPB

27、ghR()g 0.310009.812010-3(13.61)10009.815415.12PA(2)在11、22间列柏努力方程:以33为基准面 Z1g(PA/)(uA2/2)Z2g(PB/)(uB2/2)hf 所以 hf ( Z1Z2)/g(PAPB)/g(uA2uB2)/2因为 Z1 Z2-h PAPBghR()g uAV/AA2/603.14/40.124.25m/suBV/AB2/603.14/40.2420.737m/s所以 hf( Z1Z2)/g(PAPB)/(uA2uB2)/2 hgghR()g(4.2520.7372)/2 2010-3(13.6-1)/19.81(4.2520

28、.7372)/2 11.23(J/Kg)所以 换算成mmHg Hf(hf/g)(1000/13.6)(11.23/9.81)(1000/13.6) 81.92(3)若管路水平放置 由P3P3 P3PAgL P3PBg(LR)Rg PAgLPBg(LR)RgPAPBR()g由柏努力方程式得:Z1g(PA/)(uA2/2)Z2g(PB/)(uB2/2)hfhf( Z1Z2)/g(PAPB)/(uA2uB2)/2 阻力损失不变所以有 hfhf(PAPB)/(uA2uB2)/2 (PAPB)/(uA2uB2)/2所以 PAPB( Z1Z2)/g(PAPB)(PAPB)hg 5415.120.310009.812472.12(Pa)所以 代入PAPBR()g所以 R(PAPB)/()g2472.12/9.81(13.6-1)1000

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