化工原理试题一一:填空题(18分)1、某设备上,真空度的读数为80mmHg,其绝压=8.7_02mH,,8,53×104_Pa.该地区的大气压为720mmHg。2、常温下水的密度为10003mKg,粘度为1cp,在mmd100内的管内以sm3速度流动,其流动类型为5310310.11000.3.1.0duRe。湍流3、流体在管内作湍流流动时,从中心到壁可以__层流、过渡流和湍流__4、气体的粘度随温度的升高而__增加__,水的粘度随温度的升高__降低__。5、水在管路中流动时,常用流速范围为3-8sm,低压气体在管路中流动时,常用流速范围为8-15sm。6、离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是:离心泵_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、在非均相物系中,处于_分散_状态的物质,称为分散物质,处于_连续_状态的物质,称为分散介质。8、间竭过滤操作包括__过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整__9、传热的基本方式为____热传导、对流传热、热辐射___10、工业上的换热方法有__间壁式、混合式、蓄热式、热管____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___(称为对流传热膜系数。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、蒸汽冷凝有二种方式,即_滴状冷凝和膜状冷凝_,由于_滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下,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?gudlh2..21111。122dd,122241..41udVu,12222../64ud。1222221612..hgudlh2.何谓气缚现象?如何防止?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.何谓沉降?沉降可分为哪几类?何谓重力沉降速度?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。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?传热管的壁温接近于蒸汽的温度(2)传热系数K接近于哪一种流体的对流传热膜系数?2传热系数K接近于空气的对流传热膜系数(3)那一种流体走管程?那一种流体走管外?为什么?空气走管内,饱和蒸汽走管外。(蒸汽散热快)。5.换热器的设计中为何常常采用逆流操作?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6.单效减压蒸发操作有何优点?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(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系数为03.0,现发现压力表上的读数为052mH,若管径为100mm,求流体的流量及阀的局部阻力系数?2、在一列管式换热器中,用冷却将C0100的热水冷却到C050,热水流量为hm360,冷却水在管内流动,温度从C020升到C045。已知传热系数K为Cmw.20002,换热管为mm5.225的钢管,长为3m.。求冷却水量和换热管数(逆流)。已知:3960mK热水KKgKjCC.187.4冷水热水试题一答案:1、图示,在1-1,2-2面间列板努利方程gpguz12112='22222hgpguzgugudlu2.2..81.92500010222进81.921.5.081.921.1.050.03.081.921.52usmu44.2hmsmudV3329.68019.0..41。在2-2,3-3面间列板努利方程gpguz22222='32332hgpguz,gugugudl22.2..050222出81.92181.921.1.025.03.081.9244.252,8。即流体的流量为hmsm339.68,019.0局部阻力系数为8。10m50m25m图1-132、(1)、..22AKV6030.30.4.222KsmK261056.3.102.332V(2)、222'2121..VAKV3'7.1mV(3)、..222''AKV,36002.301056.32..22622''AKV3''8.6mV。3、2111TTCG=,sKgG322Ct05.42A1222ttCG/tK.=24.39m。.167n即冷却水的流量为sKg32和管子根数为167根。试题二一:填充题(20分)1、牛顿粘性定律dydw.,粘度在SI制中的单位是2.msN2、常用测定流量的流量计___孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计3、在流动系统中,若截面上流体的流速、压强、密度等仅随_位置_而变,不随_时间_而变,称为稳定流动。若以上各量既随_位置_而变,又随_时间_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a335、流体在圆形直管内滞流流动时,其速度分布是__抛物线__型曲线,其管中心的最大流速为平均流速的_0.5_,縻擦系数与eR的关系为eR646、泵是指_为液体提供能量的输送机械__,按其工作原理来分可分为__离心式、往复式、旋转式和流体作用式_7、气体按压缩比来分,可分为_通风机、鼓风机、压缩机_8、降沉室内颗粒得以沉降的条件_颗粒的停留时间大于沉降时间_9、过滤操作实际上是滤液通过_介质和滤渣层的流动_过程,过滤速率是指_单位时间内所获到的滤液量_10、传热一般采用逆流操作,但为_控制温度、降低粘度、减少阻力_时采用并流操作。11、用二种厚度相同的材料保温时,往往把_导热系数小的_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_不挥发性_,用加热的方法使部分溶剂汽化并除去_提高溶液的浓度或析出溶质。413、金属的导热系数大都随其纯度的增加而增加,随其温度的升高增加14、对流传热的热阻主要集中在_层流内层_,因_减薄层流内层的厚度_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。(10.13-101.3.)二:问答题(30分)1、流体的流动形态有哪几种?如何判断?流体的流动形态有两种:层流和湍流;用雷诺准数来判断,当2000eR,为层流,当4000eR为湍流2、何谓层流内层?其厚度受哪些因素影响?在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动的流体薄层,此薄层称为层流内层。受管径、流速、粘度和密度影响3、采用多级压缩的优点有哪些?避免压缩后气体温度过高,提高气缸容积系数,减小功率,使压缩机结构更为合理4、列管式换热器为何要进行热补偿?列管式换热器中,由于两流体的温度不同,使管束和壳体的温度也不相同,因此它们的热膨胀程度也有区别。若两流体的温度差较大(C050以上)时,由于热应力会引起设备的变形,甚至弯曲和破裂。因此要热补偿5、单层圆筒壁的内、外半径分别为1r和2r,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?12''ln...2rrtTLQ=1'ln...2rrtTL121'''lnln..rrrrtTTt三:计算题(50分)1、流量为5000hm3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hm3?(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C020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mmm498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hm335。(已知:atmp10,02.0,0.3sHm,KwN2电,94.0电).(C020时水,31000mKg,23.1024.1msN,230104.2mNp)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mm5.225,管程为1,现拟选用此换热器冷凝、冷却2CS饱和蒸汽,使之从饱和温度C046降至C010。2CS走管5外,其流量为sKgG07.01,其冷凝潜热为KgKj356,比热为CKgKw0.05.1。水走管内,且与2CS成逆流流动。冷却水的进出口温度分别为C05和C030。已知冷凝和冷却段基于外表面的总传热系数分别为CmWK021.2000和CmWK022.100。问此换热器是否造适用?4、用一传热面积为210m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C08,热损失可忽略不计。试求:(1)开始设入使用时,此蒸发器的传热系数为多少?(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系数为多少?查得20Kpa水蒸汽的饱和温度为C01.60,汽化潜热为KgKj9.2354查得200Kpa水蒸汽的饱和温度为C02.120查得350Kpa水蒸汽的饱和温度为C08.138试题二的答案三:计算题1、设接平行管道后,总流量为hmV33。二平行管流量为hmV31和hmV32。板努利方程:3232pu11212fhpu3232pu22222fhpu总压降相同得:2..2333udl2..2111udl=2..2udl,321,llll21321。3121uuuu583hmVV3'633058。2、smdVu53.13600.09.0..4135.41221。smu53.12。mgudlguHhguHZsfs555.181.9.253.1.09.050.02.081.9.253.10.32..222222'2132图2-12210m11图2-26考虑0.5m的安装安全系数。则泵的安装高度为1m.KwNN88.194.0.2电电轴.gugudlZhZH22..22'出进.81.9.253.1.5.0109.05016002.0112H.mH75.16.KwgHQN6.13600/81.9.1000.35.75.16.%85电NN.3、换热器已有的传热面积:207.73.025.0.14.3.30..mdlnA。求所需的传热面积:冷凝段的热量:1Q=Kwrw9.24356.07.0.冷却段的热量:KwTTCwQ65.236.05.1.07.0..2112。总热量为:Q=1Q+2Q=27.55Kw冷却水的用量:sKgttCQG0263530.187.455.27.12水冷却水离开冷却段的温度:CCGQtt014.7187.4.263.065.25比水冷凝段的温度差:Ct07.2530464.746ln30464.746冷却段的温度差:Ct04.165104.746ln5104.746冷凝段所需传热面积:2184.47.25.2001000.9.24.mtKQA冷却段所需传热面积:2261.14.16.1001000.65.2.mtKQA所需的总的传热面积:A=6.452m.4、水分蒸发量:FxxFW625.01.10