化工原理试题库计算题

《化工原理》上册考试题1.（20分）如图所示，油在光滑管中以u=2m/s的速度流动，油的密度ρ=920kg/m3，管长L=3m，直径d=50mm，水银压差计测得R=15.0mm。

试求：（1）油在管中的流动形态；（2）油的粘度；（3）若保持相同的平均流速反向流动，压差计读数有何变化？层流：λ=64/R e；湍流：λ=0.3164/R e0.25。

2. （20分）如图所示，已知：D = 100mm，d = 50mm，H = 150mm，ρ气体= 1.2kg/m3。

当U形管读数R = 25mm时，将水从水池中吸入水平管中，问此时气体流量V为多少m3/s （阻力可忽略）。

P a3. （16分）如图示循环管路，离心泵的安装高度H g=3m，泵特性曲线可近似表示为：H=23-1.43×105Q2，式中Q以m3/s表示。

吸入管长（包括全部局部阻力的当量长度）为10m，排出管长（包括全部局部阻力的当量长度）为120m，管内径均为50mm，假设摩擦系数λ=0.02，水温20℃。

试求：（1）管路内的循环水量为多少？（2）泵进、出口压强各为多少？4. （40分）如图所示，用清水泵将池A中水打到高位槽B中，泵的特性曲线可用H=25－0.004Q2表达，式中Q的单位为m3/h，吸入管路的阻力损失为4m水柱，泵出口处装有压力表，泵的阻力损失可忽略。

管路为Ф57×3.5mm钢管。

管路C处装有一个调节阀，调节阀在某一开度时的阻力系数ζ=6.0，两U形管压差计读数R1=800mm，R2=700mm，指示液为CCl4（密度ρ0=1600kg/m3），连通管指示液面上充满水，水的密度ρ=1000 kg/m3，求：（1）管路中水的流量为多少？（单台泵）（2）泵出口处压力表读数为多少？（单台泵）（3）并联一台相同型号离心泵，写出并联后泵的特性曲线方程；（4）若并联后管路特性曲线方程L=13.5＋0.006Q2，求并联后输水量为多少m3/hB45．（15分）某液体由一敞口贮槽经泵送至精馏塔，管道入塔处与贮槽液面间的垂直距离为12m，流体经换热器的压力损失为0.3kgf/cm2，精馏塔压强为1kgf/cm2（表），排出管路为Φ114×4mm的钢管，管长为120m（包括局部阻力的当量长度），流速为1.5m/s，液体比重为0.96，摩擦系数为0.03，其它物性参数均与水极为接近。

化工原理试题库及答案一、单项选择题（每题2分，共10分）1. 化工生产中，下列哪个过程不涉及相变？A. 蒸馏B. 蒸发C. 吸收D. 过滤答案：D2. 在传热过程中，下列哪种方式不是热传导？A. 固体传导B. 液体传导C. 气体传导D. 辐射答案：D3. 化工过程中，下列哪种设备不是用于分离的？A. 离心机B. 过滤器C. 反应器D. 蒸馏塔答案：C4. 根据传质的基本方式，下列哪个选项不是传质过程？A. 扩散B. 对流C. 热传导D. 蒸发答案：C5. 在化工生产中，下列哪种操作不是单元操作？A. 混合B. 粉碎C. 反应D. 蒸馏答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 化工过程中，下列哪些设备是用于传热的？A. 热交换器B. 冷凝器C. 蒸发器D. 离心机答案：A, B, C2. 在化工生产中，下列哪些操作属于单元操作？A. 过滤B. 蒸发C. 反应D. 粉碎答案：A, B3. 化工原理中，下列哪些因素会影响传热效率？A. 流体流速B. 热传导系数C. 热交换面积D. 反应速率答案：A, B, C4. 在化工生产中，下列哪些因素会影响过滤效果？A. 过滤介质的孔径B. 过滤压力C. 过滤时间D. 反应条件答案：A, B, C5. 化工原理中，下列哪些是影响蒸发速率的因素？A. 溶液的浓度B. 蒸发器的表面积C. 溶液的温度D. 溶液的粘度答案：A, B, C三、判断题（每题1分，共10分）1. 化工生产中，蒸馏是一种常见的分离操作。

（对）2. 过滤是一种利用固体颗粒大小进行分离的操作。

（对）3. 热传导仅发生在固体中。

（错）4. 蒸发是一种利用液体分子运动进行分离的操作。

（对）5. 传质过程总是伴随着能量的传递。

（错）6. 离心机是一种利用离心力进行分离的设备。

（对）7. 反应器是用于化学反应的设备，不属于单元操作。

（对）8. 蒸馏塔是用于传热的设备。

（错）9. 传质过程包括扩散和对流两种基本方式。

化工原理考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 化工生产中，物料衡算的基本方法是（）。

A. 质量守恒定律B. 能量守恒定律C. 动量守恒定律D. 电荷守恒定律答案：A2. 在连续操作的化工过程中，以下哪项是正确的（）。

A. 物料流量恒定B. 物料浓度恒定C. 物料温度恒定D. 以上都是答案：A3. 传热过程中，以下哪种情况下热阻最小（）。

A. 增加壁厚B. 减少壁厚C. 增加壁面积D. 减少壁面积答案：B4. 流体在管道中流动时，以下哪种流动是层流（）。

A. 雷诺数Re<2000B. 雷诺数Re>4000C. 雷诺数Re=2000D. 雷诺数Re=4000答案：A5. 在精馏塔中，以下哪种情况下回流比最小（）。

A. 塔板效率最低B. 塔板效率最高C. 塔板效率中等D. 塔板效率不影响回流比答案：A6. 以下哪种情况下，流体的压降最大（）。

A. 管道直径大B. 管道直径小C. 管道长度短D. 管道长度长答案：B7. 在吸收过程中，以下哪种情况下吸收率最高（）。

A. 气相流速大B. 液相流速大C. 气液接触面积大D. 气液接触时间少答案：C8. 以下哪种情况下，过滤速率最大（）。

A. 过滤压力小B. 过滤压力大C. 滤饼厚度大D. 滤饼厚度小答案：B9. 在干燥过程中，以下哪种情况下干燥速率最大（）。

A. 物料含水量高B. 物料含水量低C. 干燥温度低D. 干燥温度高答案：D10. 在萃取过程中，以下哪种情况下萃取效率最高（）。

A. 萃取剂用量少B. 萃取剂用量多C. 萃取剂与原料液接触时间短D. 萃取剂与原料液接触时间长答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 在化工生产中，物料衡算的基本方法是依据________定律。

答案：质量守恒2. 连续操作的化工过程中，物料流量是________的。

答案：恒定3. 传热过程中，壁厚减少可以________热阻。

答案：减少4. 流体在管道中流动时，雷诺数Re<2000时为________流动。

化工原理试卷计算题答案一、计算题 ( 共43题 320分 )1. 5 分 (2823)D2823取水池液面为1—1截面，贮槽水面为2—2截面，并以截面1—1为基准水平面。

在截面1—1和2—2间列伯努利方程：gZ 1+ρ1p +221u +.W e = gZ 2+ρ2p +222u +∑f h 式中：Z 1=0，Z 2=10 mp 1= p 2=0(表压)u 1= u 2≈0∑f h =20 J ·kg -1则泵所提供的能量为：.W e = gZ 2+∑f h =9.81×10+20=98.1+20=1.2×102 J ·kg -12. 10 分 (3758)D3758(1)求热气体向冷气体传递的热流速率, φ:已知: 冷气体的进出口温度T 1'=310 ℃,T 2'=445 ℃;冷气体的质量流量q m '=8000kg ·h -1，则冷气体单位时间获得的热量, φ'=q m 'c p '()''T T 21-; 冷气体单位时间损失的热量, φl =0.1φ';热气体向冷气体传递的热流速率, φ=φ'+φl =1.1q m 'c p '()''T T 21- =1.1×80003600×1.05×103×(445-310) =3.47×105 W(2)求热气体最终温度, T 2：由热气体热量衡算可得φ=q c T T m p ()12-=50003600×1.05×103×(580-T 2)=3.47×105 W T 2 =342 ℃∆T T T 112=-='580-445=135 ℃∆T T T 221=-'=342-310=32 ℃∆T m =-1353213532ln =71.6 ℃（即71.6 K ） K =m T A ∆φ=3.47105×200716⨯.=24.2 W ·m -2·K -1。

化工原理考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 在化工生产中，流体流动阻力主要分为哪两种类型？A. 层流和湍流B. 表面摩擦阻力和形状阻力C. 静态阻力和动态阻力D. 重力阻力和压力阻力答案：B2. 流体在管道中流动时，其流动状态与雷诺数的关系是？A. 雷诺数小于2000时为层流B. 雷诺数大于4000时为湍流C. 雷诺数在2000到4000之间时为过渡流D. 雷诺数与流动状态无关答案：C3. 以下哪个参数不是影响传热速率的因素？A. 流体的流速B. 流体的密度C. 流体的比热容D. 换热器的面积答案：B4. 以下哪种情况下，流体在管道中的流动阻力最大？A. 管道直径增大B. 管道长度增加C. 流体密度增加D. 流体粘度增加答案：D5. 以下哪种类型的换热器适用于高温、高压流体的换热？A. 管壳式换热器B. 板式换热器C. 螺旋板换热器D. 空气冷却器答案：A6. 在吸收过程中，以下哪种情况会导致吸收效率降低？A. 增加吸收剂的流速B. 增加吸收剂的浓度C. 增加吸收塔的高度D. 降低吸收剂的温度答案：D7. 以下哪种分离方法适用于从溶液中分离出不溶性固体？A. 蒸馏B. 萃取C. 结晶D. 过滤答案：D8. 在精馏塔中，以下哪个参数是影响塔板效率的主要因素？A. 塔板间距B. 塔板类型C. 塔板液泛D. 塔板的物料负荷答案：B9. 以下哪种情况下，流体的压缩性对流动的影响可以忽略不计？A. 流体压力变化很大B. 流体温度变化很大C. 流体流速变化很大D. 流体密度变化很小答案：D10. 在化工生产中，以下哪种情况下需要进行物料衡算？A. 产品纯度要求不高B. 反应物转化率很低C. 反应物转化率很高D. 需要控制产品质量答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 流体在管道中流动时，若雷诺数Re大于4000，则流动状态为________。

答案：湍流2. 传热系数K的单位是________。

化工原理试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 化工生产中，下列哪种设备主要用于分离液体和固体混合物？A. 离心泵B. 过滤机C. 换热器D. 蒸发器答案：B2. 传热的基本方式不包括以下哪一项？A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 热扩散答案：D3. 某化学反应的速率常数k与温度T的关系为k=Ae^(-Ea/RT)，其中Ea代表的是：A. 反应速率B. 活化能C. 反应热D. 反应熵答案：B4. 在化工生产中，控制反应条件以提高反应的选择性，通常不包括以下哪一项？A. 增加反应时间B. 调整反应温度C. 改变反应物浓度D. 优化催化剂答案：A5. 以下哪种方法不是化工中常用的物料输送方式？A. 管道输送B. 带式输送C. 气力输送D. 离心输送答案：D二、填空题（每空1分，共10分）1. 化工原理中的三传一反指的是______、______、______、______和化学反应。

答案：传热、传质、传递动量2. 在连续搅拌的化学反应器中，反应物的转化率与______成正比。

答案：反应时间3. 化工生产中，为了提高分离效率，常用的分离方法包括______、______、______等。

答案：蒸馏、萃取、结晶4. 根据牛顿冷却定律，物体的冷却速率与______成正比。

答案：温度差5. 化工设备的设计中，为了确保安全，需要考虑的最大压力称为______。

答案：设计压力三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述化工生产中常见的三种传热方式及其特点。

答案：化工生产中常见的三种传热方式包括热传导、热对流和热辐射。

热传导是通过物质内部分子振动和自由电子运动传递热量的过程，主要发生在固体中；热对流是通过流体的宏观运动传递热量的过程，常见于气体和液体；热辐射是通过电磁波传递能量的过程，不需要介质，可以在真空中进行。

2. 描述化工生产中如何通过控制反应条件来提高产物的选择性。

答案：在化工生产中，可以通过调整反应温度、改变反应物浓度、优化催化剂以及控制反应时间等方法来提高产物的选择性。

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=________02mH =__________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mm d 100=内的管内以s m3 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_______________sm,低压气体在管路中流动时，常用流速范围为_______________________sm。

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、α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______________________________________。

化工原理试卷（计算题）班级姓名分数一、计算题( 共43题320分)1. 5 分(2823)如图，用泵将15 ℃的水从水池送至一敞口储槽中。

储槽水面与水池液面相距10 m，水面高度均保持不变。

输水管内径为68 mm，管道阻力造成的总能量损失为20 J·kg-1，试问泵需给每千克的水提供多少能量？2. 10 分(3758)一单程列管换热器, 平均传热面积A为200 m2。

310 ℃的某气体流过壳程，被加热到445 ℃, 另一种580 ℃的气体作为加热介质流过管程, 冷热气体呈逆流流动。

冷热气体质量流量分别为8000 kg·h-1和5000 kg·h-1, 平均比定压热容均为1.05 kJ·kg-1·K-1。

如果换热器的热损失按壳程实际获得热量的10%计算, 试求该换热器的总传热系数。

3. 5 分(2466)已知20℃水在φ109 mm×4.5 mm的导管中作连续定态流动（如图所示）,流速为 3.0 m·s-1。

液面上方的压强p=100 kPa。

液面至导管中心的距离为4 m，求A点的表压强为多少千帕？（20℃水的密度ρ=1000 kg·m-3）。

4. 10 分(3711)在一列管式换热器中进行冷、热流体的热交换, 并采用逆流操作。

热流体的进、出口温度分别为120 ℃和70 ℃,冷流体的进、出口温度分别为20 ℃和60 ℃。

该换热器使用一段时间后,由于污垢热阻的影响,热流体的出口温度上升至80 ℃。

设冷、热流体的流量、进出口温度及物性均保持不变,试求:污垢层热阻占原总热阻的百分比?5. 10 分(4951)某连续精馏塔在常压下分离甲醇水溶液。

原料以泡点温度进塔，已知操作线方程如下：精馏段：y n +1=0.630 x n+0.361提馏段：y m +1=1.805 x m-0.00966试求该塔的回流比及进料液、馏出液与残液的组成。

化⼯原理的计算题（最终版）∑-+++=+++10,2111200022f Hgu z g p H g u z g p ρρ其中，z0=0，z1=16m ，p0= p1= 0（表压），u0=0，u1=02255225522210,1.23241806.010007.02081.914.302.08)(8g 2g 2vv v f q q q d l d lg u d l u d l H =+=+=?+?=∑-）（排排⼊⼊排⼊πλλλ21.23241816vq H +=（2） He = 30-6×105×0.00412 = 19.914m ，Pa=Pe/ = gHeqv/ =1000×9.81×19.914×0.0041/0.65= 1232 W【2】将2×104 kg/h 、45℃氯苯⽤泵从反应器A 输送到⾼位槽B （如图所⽰），管出⼝处距反应器液⾯的垂直⾼度为15 m ，反应器液⾯上⽅维持26.7 kPa 的绝压，⾼位槽液⾯上⽅为⼤⽓压，管⼦为?76mm ×4mm 、长26.6m 的不锈钢管，摩擦系数为0.0293。

管线上有两个全开的闸阀ζ 1 = 0.17、5个90°标准弯头ζ 2 = 0.75。

45℃氯苯的密度为1075 kg/m3，粘度为6.5×10-4 Pa ·s 。

若泵轴功率为1.86kW ，求泵效率。

解：如图，取1-1、2-2界⾯，以1-1截⾯为基准⾯，∑-+++=+++21,2222211122f e Hgu z g p H g u z g p ρρP133410168.536001075102--??=??=s m q V123242.1068.0410168.5--?=??=s m u π54106.1105.6107542.1068.0?==∑-+++-=21,222122f e Hgu z g p p H ρ弯闸进局局直，,,,,,,21,52f f f f f f f H H H H H H H++=+=∑-m g u d l H f 178.181.9242.1068.06.260293.0222,==?=λ直 m H f 4717.081.9242.1)75.0517.025.0(2,=+?+=局4717.0178.181.9242.11581.9107510)7.263.101(23++?++??-=e H =23.83m%9.691086.11030.133=??==a e P P η【3】如图所⽰输⽔系统，已知管路总长度（包括所有当量长度，下同）为100m ，压⼒表之后管路长度为80m ，管路摩擦系数为0.03，管路内径为0.05m ，⽔的密度为1000kg/m3，泵的效率为0.8，输⽔量为15m3/h （1）整个管路的阻⼒损失，J/kg ；（2）泵的轴功率，kW 。

《化工原理》试题参考答案－计算题 《化工原理》计算题1二、 某离心泵在作性能试验时以恒定转速打水，当流量为75m 3/h 时，泵吸入口真空表读数为0.030MPa ，泵压出口处压强计读数为0.30MPa 。

两测压点的位差不计，泵进出口的管径相同，测得此时泵的轴功率为10.6kW, 试求：（1）该泵的扬程He ；（10分） （2）该泵的效率。

（6分）解：（1）选取泵吸入口处的截面为截面1-1，泵压出口处截面为截面2-2； 列机械能衡算式：2212222211Z H Z gu gP e gu gP ++=+++ρρ根据题意，已知：P 1= -0.03MPa=-3×104Pa （表）， P 2=0.30MPa=-3×105Pa （表），u 1=u 2，Z 1=Z 2，代入上式：122212212H Z Z gu u gP P e -++=--ρ980733000000807.91000)103(10345=++=⨯⨯--⨯ =33.65m（2）Pe=ρgHe.qv=1000×9.807×33.65×75/3600 =6875W=6.875kW η=Pe/P ×100%=(6.875/10.6)×100%=64.9% 答：该泵的扬程为33.65m ；泵的效率为64.9%。

二、 某压滤机作恒压过滤，过滤10min 得滤液5L ，再过滤10min 又得滤液3L ，试问：如果继续过滤10min ，又可得滤液多少L ？（13分） 解：对恒压过滤，有：V 2＋2VeV ＝KA 2τ据题意，知：τ1＝10min时, V1＝5L；τ2＝20min时, V2＝8L；代入上式：52＋10Ve＝10KA2 (1)82＋16Ve＝20KA2 (2)联立上式，解得：Ve=3.5,KA2＝6即：V2+7V＝6ττ3＝10+10+10＝30min时，代人，得V3＝10.37LΔV＝10.37-5-3＝2.37L答：再过滤10min.后又得滤液2.37L。