化工原理试卷

化⼯原理试卷

B

A C

化⼯原理（上）试卷⼀

⼀. 填空题（每空1分，共20分）1. ⽤管⼦从⾼位槽放⽔，当管径增⼤⼀倍，则⽔的流量为原流量的__________倍。（假定槽内⾼

度、管长、局部阻⼒及摩擦系数均不变）2. 在管道任意截⾯液体质点的速度沿管径⽽变，管壁处的速度为_________，管中⼼速度

________。

3. 在流动系统中，若截⾯上液体压强、密度、流速等仅随_________改变，不随________改变，

称为稳定流动。4. 离⼼泵启动步骤为_____________________；常⽤______________调节流量；往复泵常⽤

______________调节流量。

5. ⽤离⼼泵向锅炉供⽔，若锅炉中的压⼒突然升⾼，则泵提供的流量_____，扬程_____________。

6. ⽜顿冷却定律的表达式为_______，给热系数（或对流传热系数）α的单位是______ _。

7. 在列管式换热器中，⽤饱和蒸⽓加热空⽓,此时传热管的壁温接近________流体的温度，总传

热系数K 接近_______________流体的对流传热系数。8. 若降尘室的⾼度增加，则沉降时间 ，⽣产能⼒ 。

9. 当微粒在介质中作⾃由沉降时，若颗粒沉降的R ep 相同，球形度越⼤的微粒，介质阻⼒系数越

________ 。球形颗粒的球形度为_________ 。

10. ⼯业上常⽤过滤⽅式有 和滤饼过滤；悬浮液中加⼊助滤剂进⾏过滤的⽬的是

____________________________。

⼆. 简答题 (每题5分，共20分)1. 简述流体阻⼒实验测λ～Re 曲线的基本⽅法和原理。

2. 何谓离⼼泵的“⽓蚀”现象，对泵的操作有何危害?应如何防⽌?

3. 为什么⼯业上⽓体的除尘(在沉降室进⾏, R ep ＜2)常放在冷却后进⾏?⽽在悬浮液的过滤分离

中，滤浆却不宜在冷却后才进⾏过滤？4. 在热传导中，管外绝热层材料包的越厚，热损失就越少，对否?为什么?

三. 计算题（共60分）1.（20分）如本题附图所⽰，槽

内⽔位维持不变。槽底部与内径

为100mm 钢管相连，管路上装有

⼀个闸阀，阀前离管路⼊⼝端15m处安有⼀个指⽰液为汞的U型管压差计，测压点B与管路出⼝端之间距离为20m。

（1）当闸阀关闭时测得R＝600mm，h＝1500mm；当闸阀部

计算题1附图分开启时，测得R＝400mm，h＝1400mm，管路摩擦系数λ取，问每⼩时从管中流出⽔量为多少。（2）当阀全开时（取闸阀全开局部阻⼒l/d＝15，管路摩擦系数λ＝），测压点B处的静压强为多少？（表压）2.（10分）⽤离⼼泵经φ57×

3.5mm的钢管, 将敞⼝贮槽内的有机溶剂(密度为800kg/m3, 粘度为20×10-3 Pa·s)输送到反应器中。设贮槽内的液⾯离反应器内的液⾯⾼度保持16m，见附图。已知钢管总长度(包括局部阻⼒当量长度) 为25m，反应器内的压⼒恒定为4 kgf/cm2(表压) ,有机溶液输送量为6 m3/h，试确定泵提供的压头。16m

计算题2附图3.（10分）⽤降尘室精制含尘⽓，尘粒的最⼩粒径10µm，密度为1400 kg/m3，⽓体温度为25℃，此温度下?=×10-3Pa·s，密度为1.2 kg/m3，含尘⽓接近常温，处理量为2m3/s，⽓体进⼊降尘室保持流速0.2m/s，若降尘室宽2.5m，长5m，计算降尘室的总⾼度、层数及每层⾼度？4.（20分）⼀单壳程单管程列管换热器, 由多根φ25×2.5mm 的钢管组成管束,管程⾛某有机溶液,流速为0.5 m·s-1，流量为每⼩时15吨，⽐热为·kg-1·K-1,密度为858 kg·m-3，温度由20℃加热⾄50℃。壳程为130℃的饱和⽔蒸汽冷凝。管程、壳程的对流传热系数分别为700 W·m-2·K-1和10000W·m-2·K-1。钢导热系数为45 W·m-1·K-1, 求: (1)总传热系数；(2)管⼦根数及管长。

化⼯原理（上）试卷⼆

⼀. 填空题（共20分，每空1分）1.边界层的定义是。边界层按其中的流型

可分为和。2.流体机械能衡算式如衡算基准以J/kg表⽰, 则该⽅程可表⽰为，

若⽤N/m2(N?m/m3)表⽰则可表⽰为。（⽆外加机械能）3.毕托管⽤于测量管道中流体的______，⽽孔板流量计则⽤于测量管道中流体的

_________。

4.离⼼泵⽤来输送常温的⽔，已知泵的性能为：Q = 0.05m3/s时，H= 20m ；管路特性为

Q e= 0.05m3/s时，H e = 18m ，则在该流量下，消耗在调节阀门上的扬程值为 m。

5.两厚度相同但导热系数不同的双层平壁稳定热传导过程，已知两层温度差△t1>△t2，则

通过两层传热量。6.对于通风机，习惯上将压头表⽰成，其国际制

单位为，所以风机的压头称为。7.在滤饼过滤中真正有效的过滤介质是，深层过滤中固体颗粒沉积

于。8.压强有绝对压强、表压强和真空度三种表⽰⽅式，其中绝对压强是以

基准测得的压强，表压或真空度则是以为基准测得的压强。9.板框过滤机过滤⾯积为0.3m2，在表压150 kPa恒压下过滤某种悬浮液。5h后得滤液100m3，

过滤介质阻⼒可忽略。如过滤⾯积加倍其它情况不变可得滤液；若过滤5h后再⽤8m3与滤液性质相近的⽔洗涤滤饼，需洗涤时间；当表压加倍，滤饼压缩指数为时，5h后得滤液。

10.⽤常压⽔蒸⽓冷凝来加热空⽓，空⽓平均温度为20℃，则壁温约为_______。

⼆. 问答题（每题5分，共20分）1.如图，有⼀敞⼝⾼位槽，由管线与密闭的低位⽔槽相连接，在什么条件下，⽔由⾼位槽向低位槽流动？为什么？

问答题1附图2.什么是汽蚀现象？汽蚀现象对泵有那些危害？

3. ⽤⼀板框压滤机恒压过滤某悬浮液,若滤浆的固含量降低(假设⽐阻不变),则滤饼充满滤

框所需时间将如何变化（滤饼阻⼒可以忽略）? 试分析之。4.传热过程中冷热流体有⼏种接触⽅式？分别举⼀实习见过的或你熟悉的换热设备。

三. 计算题（60分）1.（10分）⽔在下图管道中流动，d A=50mm，d B=100mm，从A流向B的扩⼤阻⼒为ζ1u A2/2，从B 流向A的缩⼩阻⼒为ζ2u A2/2，可取ζ1=，ζ2=。压差计指⽰液为汞。当⽔由A流向B，已知R1=0.055m，求⽔流量。若维持此⽔流量不变，⽔由B流向A，则R2等于多少？

计算题1附图2.（20分）如图的输⽔系统。已知管内径d=50mm,在阀门全开时输送系统的Σ(L+L e)=50m，摩擦系数可取λ=, 泵的特性曲线在流量为6m3/h⾄15m3/h范围内可⽤下式描述：H=，此处H为泵的扬程m，Q为泵的流量（m3/h），问：⑴如要求流量为10m3/h，单位质量的⽔所需外加功为多少?单位重量的⽔所需外加功为多少?此泵能否完成任务? ⑵如要求输送量减⾄8m3/h(通过关⼩阀门来达到)，泵的轴功率减少百分之⼏?(设泵的效率变化忽略不计)

计算题2附图

3.（10分）在底⾯积A = 40m2的除尘室内回收含尘⽓体中的球形固体颗粒。含尘⽓体流量为3600m3/h(操作条件下体积)，⽓体密度ρ=1.06kg/m3，黏度µ=，尘粒密度ρs= 3000kg/m3。试计算理论上能完全除去的最⼩颗粒直径。4.（20分） 100℃的⽔蒸⽓在管壳式换热器的管外冷凝，冷凝潜热为kg ，总传热系数为2039W/(m2?℃)，传热⾯积为12.75m2，15℃的冷却⽔以×105kg/h 的流量流进管内，⽔的⽐热为(kg?o C)，求冷⽔的出⼝温度和⽔蒸⽓冷凝量。

化⼯原理（上）试卷三

⼀. 填空题（19分）1. 流体在等径管中作稳定流动，流体流动时产⽣阻⼒的根本原因是____________，流体的流速

沿管长 ________。2. 流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加⼀倍，则阻⼒损失为原来的____ 倍；如果

只将管径增加⼀倍，流速不变，则阻⼒损失为原来的_____倍。3. ⽔由敞⼝恒液位的⾼位槽通过⼀管道流向压⼒恒定的反应器，当管道上的阀门开度减⼩后，

⽔的流量将________，摩擦系数_______，管道总阻⼒损失_______。4. 若被输送的流体粘度增⾼，则离⼼泵的压头，流量，效率，轴功

率。5. 某有机溶液在长为L、直径为?108×10mm的钢管中强制湍流，其?=310W/(m2?K)，若体积流量

不变，改⽤?152×10mm的钢管代替原钢管，流动仍为湍流(两种情况下L/ d均⼤于60)，此时?= W/(m2?K)。6. 在列管式换热器中，⽤饱和蒸⽓加热空⽓，此时传热管的壁温接近________流体的温度，总

传热系数K接近______流体的对流给热系数。7. 厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b1>b2>b3，导热系数λ1

约为________m2。9. 为了提⾼降尘室的⽣产能⼒，可采取措施。

10. ⼀降尘室长8m，中间装有14块隔板，板间距为0.1m。最⼩颗粒沉降速度为0.02 m选择题

（16分）1. 图中所表⽰R值的⼤⼩反映______。

A. A、B两截⾯间压差值

B. A－B截⾯间流动阻⼒损失

C. A、B两截⾯间动压头变化

D. 突然扩⼤或突然缩⼩流动损失

选择题1附图2. 流体在管内流动时，层流底层的厚度随流速的增加⽽（）。

A. 变⼩

B. 变⼤

C. 不变

3. ⽔在⼀等径的垂直管内作稳定连续流动,其流速（）。

A. 会越流越快

B. 会越流越慢

C. 不变

4. 离⼼泵常⽤（）调节流量，往复泵常⽤（）调节流量。

A. 出⼝阀

B. 进⼝阀

C. 旁路阀

5. ⼯业采⽤翅⽚状的暖⽓管代替圆钢管，其⽬的是（）。

A. 增加热阻，减少热量损失；

B. 节约钢材、增强美观；

C. 增加传热⾯积，提⾼传热效果

6. 对⼀台正在⼯作的列管式换热器，已知α1＝116 W?m-2?K-1，α2＝11600 W?m-2?K-1，要提

⾼总传热系数K，最简单有效的途径是（）。A. 设法增⼤α1；

B. 设法增⼤α2；

C. 同时增⼤α1和α2

7. 旋风分离器的分离因数α愈⼤，表明它的分离能⼒愈（）。

A. 差；