大连理工大学化工原理考试部分试题(年)修订版

一.填空1.生产装置中安装液封装置的目的:一是为了确保设备的安全，二是(防止气体泄漏）。

2.非牛顿性流体是指（不符合牛顿粘性定律的流体)。

3.流体在圆形直管内做稳定层流流动时，其平均速率于管内中心速率的比值为（０.５)。

４.边界层厚度的定义是（速度达到0.9９u∞处与壁面的法向距离δ)。

5.两管路甲、乙串联,若两管路的长度相同,甲管内径是乙管内径的2倍,且两管内的流动均为稳定层流，则甲管的质量流量与乙管质量流量的比值为(１）６.圆管内流体完全湍流流动时，当流体的速度增加1倍时，流体的阻力增加为原阻力的（4）倍。

7．孔板流量计是定(截面),变压差的流量计。

8．离心泵在开泵之前泵内没有充满液体,可能会发生(气缚)现象。

9……15看不清１6．某列管式换热器的内外两侧流体的表面传热系数分别为5８0０W/(m２•℃)和６40W／(m２•℃),为强化过程的传热，应采用措施增加(外）侧的表面传热系数。

17．当蒸汽管路的外直径（大于）临界半径时,在蒸汽管道外侧家保温层一定能够保温。

18．一球形小石英颗粒,在空气中在层流区沉降，若颗粒的直径减为为原来的8０%,则其沉降速度将变为原来的（0.64）倍。

１9.液体沸腾的必要条件:一是要有（气化核心)，二是液体必须过热。

20.一切物体的发射能力和吸收率的比值等于同温度下黑体的发射能力。

２1.列管是换热器根据温度补偿方式的不同可以分为:（浮头式换热器),U型管是换热器,以及固定管板式三种形式。

22.平流加料主要应用于蒸发过程中(液体易结晶）的场合。

2３．改变旋风分离器的操作条件，使其临界直径减小,则其分离总效率（增大）。

24在蒸汽冷凝传热中,不凝气体的存在是冷凝表面的传热系数(降低)。

二、简答题１.离心泵的部件（3个以上）答：蜗壳，叶片,底阀,滤网，泵轴，调节阀等（见教材P8６)2．给出大容积饱和沸腾曲线，并表明相应的点及区域答：见教材P277图 4.４．233.蒸发操作中溶液沸点升高的原因有哪些？答：1)溶液蒸汽压降低引起的沸点升高2)液柱静压头引起的沸点升高，溶液内部沸点，按平均压力计算:3)二次蒸汽阻力损失引起的沸点升高用冷凝器压力计算二次蒸汽温度时,需考虑。

（详见书P３60). 三,有一单壳程多管程换热器，换热管长为３m，直径为φ25*2.5mm。

水以0.7m/s的流速在管内流过,并从2０℃被加热到60℃。

流量为1３１４0ｋg／ｈ,温度为97℃笨的饱和蒸汽在管外被冷凝成同温度的液体。

笨的相变热为４0０ｋj／kｇ。

已知壳程蒸汽冷凝表面传热系数h0=10０００w／（m2.℃)，管程污垢热阻为0.0003ｍ2℃/w,壳程污垢热阻为0．０002 m２℃／w。

水的有关物性为;密度为99５kｇ/ｍ３，定压比热容为4．１8kj/(kg.℃）,粘度为０.33１５＊１０-3Pa.ｓ,热导率为0.678w／（m.℃)。

忽略管壁热阻和热损失，试求(1)水用量(2)管内表面传热系数(3)完成换热任务所需的换热面积(4)换热器的管程数(取整）(5)维持该换热器结构参数不变,仅将其改为单管程列管换热器，定性分析在水流量和入口温度不变的条件下,被冷凝的笨蒸汽流量和水出口温度如何变化？四，一板框过滤机共有10个滤框，框的尺寸是800ｍｍ*８0０m ｍ*２5ｍｍ．过滤操作在20℃,恒压下进行，过滤常数K ＝４＊1０-5 ｍ２/ｓ,介质单位过滤面积当量滤液量q ｅ＝０.０2ｍ3/m 2,滤饼体积和滤液体积之比α＝0.1m ３/m 3。

每次过滤后的卸渣,重装等辅助时间为1５min ，滤饼不洗涤，切不可压缩。

（１),求滤框全部充满所需的过滤时间。

(2）,现用一回转真空过滤机代替上述半框过滤机，所用滤布与板框过滤机一样，过滤压差相同。

此回转真空过滤机的直径为1．5m ，长度为１.0m ，浸没角为120°。

求达到相同的生产能力时回转真空过滤机的转速为多少?参考公式：V h ＝3６0０［Ａ)&(2Te n n k －ｎV e ]五、(2３分)用一台离心泵将敞口水池中的水密度为（100０kg/m3)送至一表压为62kp ａ的水洗塔塔顶。

其流程如题图所示，一直离心泵的入管段长度（包括局部阻力的当量长度）为60ｍ，泵出口阀全开时排出管线长度为２0０m （包括除管路出口突然扩大以外的局部阻力），全部管路均用φ108*4m ｍ的碳钢管,管内流体流动摩擦系数为0.025,泵的特性曲线方程为H ＝３5-0.01q ｖ2（其中H 的单位为m3/ｈ)其他数据如图所示。

试求： （1)泵出口阀全开是管路的特性曲线方程。

(2）泵出口阀全开时的工作点。

若离心泵的效率为80%． 泵的轴功率。

(3）离心泵入口处的真空表的读数是多少?(4)为满足生产的要求，输送水的流量需要增加15%,如果采用的叶轮直径比原直径增大5％，问该泵能否满足要求?(5）由于生产波动，塔顶表压降低,定性分析系统中输水系统中输送水的流量如何变化,并图示工作点的变化。

一、（３0分）填空题1. 流体的压力处处与它的作用面，并且总是指向流体的作用面。

BA. 平行B. 垂直 Ｃ． 成45ｏ夹角 D. 成60ｏ夹角2． 现场真空表的读数为８×10４Pa,则该处绝对压力为（当时当地大气压为1×105Pa)。

３. 流体在圆直管内层流流动时，平均流速与最大流速的比值为__0.5____ 。

4. 管内流体处于完全湍流流动区，当流体的速度增加至原来的2倍时，流动阻力增加至原来的__＿____4___＿倍。

5. 转子流量计为_＿A___＿流量计。

( A 定压差变截面式 B. 变压差定截面式 C ． 变压差变截面式 D. 定压差定截面式 )６.离心泵启动时应_关闭_____出口阀。

（Ａ. 半开Ｂ.全开Ｃ.关闭)7. 当用离心泵输送５0°C时的清水时,实际最高效率点处的流量比样本上给出的流量_减小_____。

（Ａ. 减小 B. 增大）8.离心泵的安装高度大于其允许的安装高度，容易发生___汽蚀___ 。

9．多级压缩时，为了节省轴功,多采用各级压缩比___B__＿。

（A. 逐渐减小 B. 相等C．逐渐增大 D. 不确定)１0. 流体层流流动时，动能校正因子为＿____＿_＿___ 。

11．某一量纲一定的物理方程,物理量数目为7,用来表示这些物理量的基本量纲数目为4，则量纲为一(无因次)的数群数为312. 离心泵内损失包括____＿水力损失___＿,容积损失和机械损失。

１3.对于球形颗粒，其球形度__小于＿__1。

（A. 等于B．大于 C. 小于)14.对于非球形颗粒，其等体积当量直径＿_小于______其等比表面积当量直径。

(Ａ．等于 B. 大于 C. 小于）15．改变旋风分离器的操作条件,使其临界半径减小,则其分离总效率__＿_B_＿_＿（Ａ．不变 B. 增大Ｃ．减小)16.通过流化床层的流体速度增加，床层阻力___A___。

(Ａ.基本不变B. 增大C．减小)17．叶滤机的洗涤方法是_＿_＿置换＿____＿_洗涤法。

1８.在流化床阶段，Ｂ系统易出现聚式流化现象。

（A. 液-固B.气-固 C.液-液)１９. 回转真空过滤机转速提高1倍，其它条件不变,其生产能力是原来的____1.41__倍。

20.若小雨滴在下降过程中与其他雨滴发生合并,雨滴直径增大了20％,则雨滴合并前后的自由沉降速度比为 1.4４(假设雨滴在下降过程中始终处于层流区)。

２１. 流化床倾斜时，床层表面_＿__B__。

（A．随之倾斜 B.保持水平Ｃ.无法确定具体状态)2２.蒸汽冷凝可分为滴状冷凝和____膜状冷凝＿_＿_____＿___ 冷凝两种。

２３.无相变的对流传热温度梯度集中在_＿_＿___＿＿热边界层__＿_＿___＿_＿____以内。

2４. 在蒸汽冷凝传热中，不凝性气体的存在使冷凝表面传热系数C(A.不变 B.增大 C. 减小 D. 无法确定）25. 气体辐射的特点是______对波长具有选择性____＿＿____＿和在整个体积内进行。

26.传热基本方式有热传导、热辐射和___对流传热___＿___＿三种。

27. 换热器中传热管常见的排列方式有正方形和_＿＿_＿_正三角形________＿__ 两种。

28.蒸发器工作一年后处理量下降，可能的原因是___管污垢热阻增大_＿＿____＿___。

29.平流加料流程主要适用于_____液体容易结晶__＿_＿＿_____________＿_＿的场合。

30.蒸发操作溶液沸点升高的原因(1）____溶液蒸汽压降低＿_____＿____＿，(２）液柱静压头,（3)二次蒸气阻力损失。

二、(２８分)有一离心泵,其特性曲线为H=125-4.０×1０－３ｑV2，（qV的单位：ｍ3/h)，转速为29０0转/分,现拟用该泵将水库中的水送到高度为５8.５ｍ的常压高位水槽,输送管路的管内径均为１50mm，当泵出口阀门全开时,管路总长（包括局部阻力当量长度)为90０ｍ。

已知水的密度ρ=10０0kg/m３,摩擦系数为0.02５。

1.５ｍ５8．５ｍ1. 若该泵的实际安装高度为1.5m，吸入管总长(包括局部阻力当量长度）为60m，求系统流量在8０m3/ｈ时泵入口处的真空度为多少(kPa)。

2. 求出口阀门全开时管路的特性曲线。

3. 求该泵在出口阀门全开时的工作点,若泵的效率为７0%，求泵的轴功率。

0.5m4. 若用出口阀将流量调至８0m３/ｈ, 求由于流量调节损失在阀门上的压头是多少米。

5.若降低泵的转数，图示说明在泵出口阀门全开的条件下，泵工作点的变化情况。

支路2支路１三、（７分)如图所示一管路系统,将水送至两同样高度的常压高位水槽,其中支路1的管长为50m（包括局部阻力当量长度，下同）,管内径为1０0mm,支路2的管长为10０m,管内径为1５０mm，两支路的摩擦系数均为0.023。

测得支路1中的流量为40ｍ3/h，求支路2中的流量。

四（12分）有一板框过滤机的过滤面积为４０m2，在恒压下过滤某悬浮液2小时后得到滤液4m3，介质的阻力可忽略不计。

试求:(1）过滤常数K。

(2) 若滤饼不洗涤,且辅助时间为0.5小时,求该机的生产能力。

（3）其他条件不变，但过滤压强加倍,滤饼的压缩指数为０．3,则过滤１小时后可得滤液量为多少？五、(23分）一台新的列管换热器，其列管规格为F25＆aｃｕtｅ;2．５,管长为4m，管总根数为488根，两管程。

用161°Ｃ、流量为443ｍ３/ｈ的热油将3１0m3/h的水从8２°Ｃ加热到90°Ｃ，以满足热水用户的需求，水走管程。

已知操作条件下，水的物性：比热容ｃp=4.２０3kJ/（ｋg×°C)，密度r=９68kg/m3,热导率l=0.678 W／(m×°C),粘度h=0.3３15&acuｔe;10-３Pa×s;热油的物性：比热容cpo=2．２02kJ/(kg×°C),密度ｒo=９45kg／m3。