化工原理试题库 试题 :填空题(18分) 1、某设备上,真空度的读数为80mmHg,其绝压 mHz a该地区的大气压为720mmHg 2、常温下水的密度为1003,粘度为1cp,在d=10m的管内以 3m。速度流动,其流动类型为 3、流体在管内作湍流流动时,从中心到壁可以 4、气体的粘度随温度的升高而 ,水的粘度随温度的升高 5、水在管路中流动时,常用流速范围为 低压气体在管 路中流动时,常用流速范围为 6、离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是:离心泵 往复泵 7、在非均相物糸中,处于 状态的物质,称为分散物质,处于 状态的物质,称为分散介质 8、间竭过滤操作包括 9、传热的基本方式为 10、工业上的换热方法有 1l、a称为 ,其物理意义为 ,提高管内α值的有效方法 提高管外α值的有效方法 12、蒸汽冷凝有二种方式,即 和 。其中 由于 其传热效果好。 :问答题(36分) 1、一定量的流体在圆形直管内作层流流动,若将其管径增加一倍,问能量 损失变为原来的多少倍? 2、何谓气缚现象?如何防止? 3、何谓沉降?沉降可分为哪几类?何谓重力沉降速度? 4、在列管式换热器中,用饱和蒸汽加热空气,问: (1)传热管的壁温接近于哪一种流体的温度? (2)传热糸数K接近于哪一种流体的对流传热膜糸数? (3)那一种流体走管程?那一种流体走管外?为什么? 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作? 6、单效减压蒸发操作有何优点? :计算题(46分) 1、如图所示,水在管内作稳定流动,设管路中所有直管管路的阻力糸数 为λ=0.03,现发现压力表上的读数为5mH20,若管径为100mm,求流体
化工原理试题库 试题一 一：填空题（18 分） 1、某设备上，真空度的读数为 80mmHg，其绝压=________mH20, __________Pa. 该地区的大气压为 720mmHg。 2、常温下水的密度为 1000 3 m Kg ，粘度为 1cp，在 d内= 100mm 的管内以 s 3m 速度流动，其流动类型为 ______________。 3、流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、水在管路中流动时，常用流速范围为_______________ s m ,低压气体在管 路中流动时，常用流速范围为_______________________ s m 。 6、离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、 称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内 值的有效方法____________. 提高管外 值的有效方法______________________________________。 12、蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 二：问答题（36 分） 1、一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量 损 失变为原来的多少倍？ 2、何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1）传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？ （2）传热糸数 K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3）那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 三：计算题(46 分) 1、如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数 为 = 0.03 ，现发现压力表上的读数为 5mH20 ，若管径为 100mm,求流体
的流量及阀的局部阻力糸数? 2、在一列管式换热器中,用冷却 将100C的热水冷却到50°C,热水 流量为60m%/,,冷却水在管内流动,温度从20C升到45C。已知传热糸 数K为2000y,,换热管为如235×2.5mm的钢管,长为3m。求冷却水量 和换热管数(逆流)。 已知:P热水=960 m3热水冷水=4.187/Kg1 K 试题一答案: 、填充题 1、8.7mH20,8.53×10 duyp0.1.3.1000 Re ==,,A3=3×103。湍 1.10 流 3、层流、过渡流和湍流。 foi 4、增加、降低 5、3-8m、8-15m。 50m25m 6、启动前应灌满液体,关出口阀门、 用调节阀调节流量:往复泵启动前 不需灌液,开旁路阀、用旁路阀来 调节流量的。 图1-1 7、分散、连续。 8、过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。 9、热传导、对流传热、热辐射 10、间壁式、混合式、蓄热式、热管 11、称为对流传热膜糸数。当流体与壁面温度差为ⅠK时,通过单位面积单 位时间内所传递热量的多少。增加流程、加拆流挡板。 12、滴状冷凝和膜状冷凝。滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下 问答题 1、h1=21-241-。d2=2a1,m2 2 YtD 1)=64/ 2A1。h2 22g 2、离心泵只能空转而不能输送液体的现象。离心泵启动前应灌满液体。 3、沉降是指依靠外力的作用,利用分散物质与分散介质的密度差异,使之 发生相对运动而分离的过程。沉降可分为重力沉降和离心沉降。颗粒以加速 运动的末速度这一不变的速度作匀速沉降运动,这一速度称为重力沉降速
2 的流量及阀的局部阻力糸数？ 2、在一 列管式换热器中，用冷却 将 C 0 100 的热水冷却到 C 0 50 ，热水 流量为 h m 3 60 ，冷却水在管内 流动，温度从 C 0 20 升到 C 0 45 。已 知传热糸 数 K 为 m C w . 2000 2 ， 换热管为 25 2.5mm 的钢管，长 为 3m.。求冷却水量 和换热管数 （逆流）。 已知： 3 960 m = K 热水 Kg K Kj C C . 热水= 冷水= 4.187 试题一答案： 一、填充题 1、8.7m H 20 , pa 4 8.5310 . 2、 5 3 3 10 1.10 0.1.3.1000 = = = − du Re 。湍 流。 3、层流、过渡流和湍流。 4、增加、降低。 5、3-8 s m 、8-15 s m 。 6、启动前应灌满液体，关出口阀门、 用调节阀调节流量；往复泵启动前 不需灌液，开旁路阀、用旁路阀来 调节流量的。 7、分散、连续。 8、过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。 9、热传导、对流传热、热辐射。 10、间壁式、混合式、蓄热式、热管。 11、称为对流传热膜糸数。当流体与壁面温度差为 1K 时，通过单位面积单 位时间内所传递热量的多少。增加流程、加拆流挡板。 12、滴状冷凝和膜状冷凝。滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下。 二：问答题 1、 g u d l h 2 . . 2 1 1 1=1 。d 2= 2d1， 1 2 2 2 4 1 . . 4 1 u d V u = = ， 1 2 2 2 2 . . 64 / = = d u 。 1 2 2 2 2 2 16 1 2 . . h g u d l h = = 。 2、离心泵只能空转而不能输送液体的现象。离心泵启动前应灌满液体。 3、沉降是指依靠外力的作用，利用分散物质与分散介质的密度差异，使之 发生相对运动而分离的过程。沉降可分为重力沉降和离心沉降。颗粒以加速 运动的末速度这一不变的速度作匀速沉降运动，这一速度称为重力沉降速 度。 10m 50m 25m 图 1-1
3、传热管的壁温接近于蒸汽的温度;传热糸数K接近于空气的对流传热膜 糸数;空气走管内,饱和蒸汽走管外。(蒸汽散热快 4、因为逆流操作:推动力大,所需的传热面积小;减少载热体的用量。 5、可以降低溶液的沸点,可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂,可以浓缩 不耐高温的溶液,可以减少蒸发器的热损失 计算题 1、图示,在1-1,2-2面间列板努利方程 p1 10+0+0=0+5+ 2×9.81d +进2g 5 0.03 0.5. 2×981 0.12×981 2×981 l=244m =2xd2u=0.019m=689m 在2-2,3-3面间列板努利方程 h,0+5=0+λ gpg g pg 5=244 5 +0.03 2×981 0.12×9812×9.81 即流体的流量为0019m2689m局部阻力糸数为8 (1)、V=K.A2r242=K.302.30×60K=3.56×10m 2 3 =1.7m (3)、V2=2K.A 2=2KA2r=2×3.56×10-6×3022×3600"=68m 3、G1C11-2)=,G2=32^8 △M=425c4=G2C2(2-1)K△M=394m2 167.即冷却水的流量为32~8和管子根数为167根
3 3、传热管的壁温接近于蒸汽的温度；传热糸数 K 接近于空气的对流传热膜 糸数；空气走管内，饱和蒸汽走管外。（蒸汽散热快）。 4、因为逆流操作：推动力大，所需的传热面积小；减少载热体的用量。 5、可以降低溶液的沸点，可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂，可以浓缩 不耐高温的溶液，可以减少蒸发器的热损失。 三：计算题 1、 图示，在 1-1，2-2 面间列板努利方程 g p g u z 1 2 1 1 2 + + = 2 ' 2 2 2 2 h g p g u z + + + g u g u d u l 2 . 2 . . 2 9.81 10 0 0 0 5 2 2 2 + + 进 + + = + + + + = 2 9.81 1 0.5. 2 9.81 1 . 0.1 50 0.03. 2 9.81 1 5 . 2 u s u = 2.44m h m s V d u m 3 3 2 . . 0.019 68.9 4 1 = = = 。 在 2-2，3-3 面间列板努利方程 + + + g p g u z 2 2 2 2 2 = 3 ' 2 3 3 2 h g p g u z + + + ， g u g u g u d l 2 2 . 2 0 5 0 . . 2 2 2 + = + + 出 + + + = 2 9.81 1 2 9.81 1 . 0.1 25 0.03. 2 9.81 5 2.44 2 ， = 8 。 即流体的流量为 h m s m 3 3 0.019 ,68.9 局部阻力糸数为 8。 2、 （1）、 . . 2 2 V = K A 2.4 .30 .30 60 2 2 = K s K m 2 6 3.56 10 − = 3.2 10 . 3 2 − V = （2）、 2 2 2 ' 2 1 2 1 V = K.A . = V 3 ' V = 1.7m （3）、 2 . . 2 2 '' V = K A ， 2 . . 2 3.56 10 30 .2 3600 2 2 6 2 '' = = − V K A '' 3 V = 6.8m 。 3、 ( ) G1C1 T1−T 2 = ， s Kg G2= 32 t C 0 = 42.5 A = ( ) 2 2 2 1 G C t −t / K.t = 2 39.4m 。 n =167. 即冷却水的流量为 s Kg 32 和管子根数为 167 根
试题二 一:填充题(20分) 1、牛顿粘性定律 ,粘度在SI制中的单位是 2、常用测定流量的流 3、在流动糸统中,若截面上流体的流速、压强、密度等仅随 而变,不随 而变,称为稳定流动。若以上各量既随 而 变,又随 而变,称为不稳定流动。 4、等边三角形的边长为a,其当量直径为 5、流体在圆形直管内滞流流动时,其速度分布是 型曲 线,其管中心的最大流速为平均流速的,縻擦糸数A与 Re的关系为 6、泵是指 ,按其工作原理来分可分为 7、气体按压缩比来分,可分为 8、降沉室内颗粒得以沉降的条件 9、过滤操作实际上是滤液通过 和 的流动过程, 过滤速率是指 10、传热一般采用逆流操作,但为 时采用并流操作 11、用二种厚度相同的材料保温时,往往把 的材料包在内 层,以达到好的保温效果。 12、蒸发是利用溶液中溶质的 ,用加热的方法使部分溶剂汽化并 除去 溶液的浓度或析出溶质。 13、金属的导热糸数大都随其纯度的增加而 随其温度的升高 14、对流传热的热阻主要集中在 因 强化对流传热的重要途径 15、工程上流体流经换热器的压降通常限定在 K 二:问答题(30分) 1、流体的流动形态有哪几种?如何判断? 2、何谓层流内层?其厚度受哪些因素影响 3、采用多级压缩的优点有哪些? 4、列管式换热器为何要进行热补偿? 5、单层圆筒壁的内、外半径分别为r1和r2,壁表面温度分别为T 和t,若t〈T,试写出圆筒任意半径r处的温度表达式? 三:计算题(50分) 流量为500m%0的水通过一根20Km长的水平管,总压降为05Ma 现在中央接一完全相同的平行管到中点。问总流量变为多少m (设总压降始终不变,流动始终为髙度湍流,局部阻力忽略 2、泵将20°C的水由一贮槽打到另一贮槽,其中吸入管和排出管的管径为 如98×4mmm的无缝钢管。吸入管长为50m,排出管长为160m。且泵到
4 试题二 一：填充题（20 分） 1、牛顿粘性定律_____________，粘度在 SI 制中的单位是___________。 2、常用测定流量的流___________._____________._________________。 3、在流动糸统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随__________ 而变，不随__________而变，称为稳定流动。若以上各量既随__________而 变，又随__________而变，称为不稳定流动。 4、等边三角形的边长为 a，其当量直径为____________________。 5、流体在圆形直管内滞流流动时，其速度分布是_____________ 型曲 线，其管中心的最大流速为平均流速的___________ ，縻擦糸数 与 Re 的关系为______________。 6、泵是指_______________________________，按其工作原理来分可分为 __________._____________._____________.__________________。 7、气体按压缩比来分，可分为________._______._________._________。 8、降沉室内颗粒得以沉降的条件________________________________。 9、过滤操作实际上是滤液通过_________和__________ 的流动过程， 过滤速率是指___________________________________________。 10、传热一般采用逆流操作，但为__________________.________________ 时采用并流操作。 11、用二种厚度相同的材料保温时，往往把_____________ 的材料包在内 层，以达到好的保温效果。 12、蒸发是利用溶液中溶质的________，用加热的方法使部分溶剂汽化并 除去 ___________溶液的浓度或析出溶质。 13、金属的导热糸数大都随其纯度的增加而_____，随其温度的升高___。 14、对流传热的热阻主要集中在______________,因____________________ 强化对流传热的重要途径。 15、 工程上流体流经换热器的压降通常限定在__________Kpa。 二：问答题（30 分） 1、流体的流动形态有哪几种？如何判断？ 2、何谓层流内层？其厚度受哪些因素影响？ 3、采用多级压缩的优点有哪些？ 4、列管式换热器为何要进行热补偿？ 5、单层圆筒壁的内、外半径分别为 1 r 和 2 r ，壁表面温度分别为 ' T 和 ' t ，若 ' t 〈 ' T ，试写出圆筒任意半径 r 处的温度表达式？ 三：计算题（50 分） 1、流量为 5000 h m 3 的水通过一根 20Km长的水平管，总压降为 0.5Mpa。 现在中央接一完全相同的平行管到中点。问总流量变为多少 h m 3 ？ （设总压降始终不变，流动始终为高度湍流，局部阻力忽略）。 2、泵将 C 0 20 的水由一贮槽打到另一贮槽，其中吸入管和排出管的管径为 98 4mmm 的无缝钢管。吸入管长为 50m，排出管长为 160m。且泵到
管出口的距离为10m,其中流量为35m,。(已知:po=lam, =00,1=30m,N电=2Km,D电=094)(20C时水,P=1009 H=1.24×10N p=24×10 求:忽略动压头,求泵的安装高度? 泵的轴功率和效率? 3、一列式换热器规格如下:管长3m,管数30根,管径为φ25×2.5mm,管 程为1,现拟选用此换热器冷凝、冷却CS2饱和蒸汽,使之从饱和温 度46°C降至10°C。CS2走管外,其流量为Gi=0078,其冷凝潜热 为35Kg,比热为1058y 水走管内,且与CS2成逆流流 C 动。冷却水的进出口温度分别为50C和30°C。已知冷凝和冷却段基于 面的总传热糸数分别为K=200020和K2=100W/C 此换热器是否造适用? 4、用一传热面积为10m2的蒸发器将某溶液由15%浓缩到40%,沸点进 料,要求每小时蒸得375Kg浓缩液,已知加热蒸汽压强为200Kpa,蒸 发室的操作压强为20Kpa此操作条件下的温度差损失可取8"C,热损失 可忽略不计。试求:(1)开始设入使用时,此蒸发器的传热糸数为多 少 (2)操作一段时间后,因物料在传热面上结垢,为完成同样蒸发任 务,需将加热蒸汽的压力提高到350Kpa,问此时蒸发器的传热糸数为多 查得20Ka水蒸汽的饱和温度为601°c,汽化潜热为23549 查得200Kpa水蒸汽的饱和温度为1202C 查得350Ka水蒸汽的饱和温度为1388°c 试题二的答案 填充题 dr N 1、r=.,、 孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计 3、位置、时间、时间、位置。 5、抛物线、0.5、6 6、为液体提供能量的输送机械,离心式、往复式、旋转式和流体作用 7、通风机、鼓风机、压缩机
5 管出口的距离为 10m，其中流量为 h m 3 35 。（已知： p0= 1atm， = 0.02 , H s = 3.0 m, N电= 2Kw,电= 0.94 ）.( C 0 20 时水， 3 1000 m Kg = ， 2 3 . 1.24 10 m N s − = ， 2 3 0 2.4 10 m p = N ) 求：忽略动压头，求泵的安装高度？ 泵的轴功率和效率？ 3、一列式换热器规格如下：管长 3m,管数 30 根，管径为 25 2.5mm ，管 程为 1，现拟选用此换热器冷凝、冷却 CS2 饱和蒸汽，使之从饱和温 度 C 0 46 降至 C 0 10 。CS2 走管外，其流量为 s Kg G1= 0.07 ，其冷凝潜热 为 Kg Kj 356 ，比热为 Kg C Kw 0 . 1.05 。水走管内，且与 CS2 成逆流流 动。冷却水的进出口温度分别为 C 0 5 和 C 0 30 。已知冷凝和冷却段基于 外表面的总传热糸数分别为 m C K W 1 2 0 . = 2000 和 m C K W 2 2 0 . = 100 。问 此换热器是否造适用？ 4、用一传热面积为 2 10m 的蒸发器将某溶液由 15%浓缩到 40%，沸点进 料，要求每小时蒸得 375Kg 浓缩液，已知加热蒸汽压强为 200Kpa，蒸 发室的操作压强为 20Kpa,此操作条件下的温度差损失可取 C 0 8 ，热损失 可忽略不计。试求：（１）开始设入使用时，此蒸发器的传热糸数为多 少？ （２）操作一段时间后，因物料在传热面上结垢，为完成同样蒸发任 务，需将加热蒸汽的压力提高到 350Kpa，问此时蒸发器的传热糸数为多 少？ 查得 20Kpa 水蒸汽的饱和温度为 C 0 60.1 ，汽化潜热为 Kg Kj 2354.9 查得 200Kpa 水蒸汽的饱和温度为 C 0 120.2 查得 350Kpa 水蒸汽的饱和温度为 C 0 138.8 试题二的答案 一：填充题 1、 dy dw = . 、 2 . m N s 。 2、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计。 3 、位置、时间、时间、位置。 4、 a 3 3 。 5、抛物线、0.5、 Re 64 。 6、为液体提供能量的输送机械，离心式、往复式、旋转式和流体作用 式。 7、通风机、鼓风机、压缩机