化工原理1-1重修练习

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1、练习一一、填空题(每小题2分，共20分)1、某地大气压为101.33kPa，一设备的表压强为50kPa，则它的绝对压强为 kPa；另一设备的真空度为360mmHg，则它的绝对压强为 mmHg。2、密度为1000kg/m3的水在内径为100mm的管道中流过时，其质量流量为5104kg/h，则其流速为 m/s，质量流速为 kg/(m2.s)。3、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，会发生 现象，在启动前应先灌泵，否则会发生 现象。4、转子流量计的特点是 、 。5、降尘室为气固两相分离设备，其长、宽、高分别为L、B、H。它的处理量与该设备的 有关，与 无关。6、板框压滤机恒压过滤的最终速率为1.0m

2、3/h，过滤完毕用横穿洗涤法洗涤30分钟，洗涤时的压差和过滤时相同，滤液和洗液均为水，且温度相同，则洗涤速率 m3/h，需洗液体积Vw= m3。7、根据传热速率方程，提高传热速率的途径主要有：扩展传热面积、 、 。8、在卧式列管式换热器中，用饱和水蒸汽加热原油，则原油宜在 程流动；总传热系数接近于 的对流给热系数。9、某单效蒸发操作，因真空泵损坏，冷凝器压强由某真空度升至常压，此时溶液沸点 （升高、降低、不变），有效传热温差 （增大、减小、）。10、用饱和蒸汽加热某液体，操作一段时间后，发现传热阻力迅速加大，可能的原因是 、 。二、选择题(每小题3分，共30分)1、直径为57mm3.5mm的细

3、管逐渐扩到108mm4.0mm的粗管，若流体在细管内的流速为4m/s，则在粗管内的流速为 。A 2m/s B 1m/s C 0.5m/s D 0.25m/s图12、如图1所示，管中水的流向为AB，则p1与p2的关系是 。A p1= p2 B p1 p2+0.5gC p1 p2-0.5g D p1tm2 B tm1(1/2)0.8 B 2100 水在管内流动呈湍流 以1-1面为水平基准面,在1-1与2-2面间列柏努利方程： z1 +(u12/2g)+(p1/g)+H=z2+(u22/2g)+(p2/g)+Hfz1=0, u1=0, p = 0 (表压), z2=18m, u2=0 p2/g=2.

4、59.81104/(10009.81)=25m Hf =(l+le )/d(u2/2g) =0.024(100/0.1)22/(29.81) = 4.9mH = 18+25+4.9 = 47.9m Ne = Hqvg = 47.910009.8156.5/3600 = 7.4kw四解：（1）加热蒸汽消耗量：（2）内管中苯的流速：湍流则以内管外表面计的传热系数为： （3）苯的流量增加50%，而进出口温度不变，则 （以内管外表面计）即：解得：即苯的流量增加50%而温度不变时，加热蒸汽的温度应为145.2。五解: 当时, q1 = 0.197m3/m2 时, q2 = 0.197+0.09 = 0.

5、287m3/m2 代入恒压过滤方程时可得: 联立解得：由此 当过滤1小时后,可得滤液量: 解得: q = 0.356m3/m2 即每m2过滤面积过滤1小时后可得滤液为0.356m3练习四一选择题（1分/题，共25分）1 在蒸发操作中，若使溶液在（ ）下沸腾蒸发，可降低溶液沸点而增大蒸发器的有效温度差。 A. 减压 ； B. 常压 ； C. 加压2提高蒸发器生产强度的主要途径是增大（ ）。 A. 传热温度差； B. 加热蒸汽压力； C. 传热系数； D. 传热面积；3 多效蒸发中，蒸汽消耗量的减少是用增加（ ）换取的。 A. 传热面积； B. 加热蒸汽压力； C. 传热系数4降尘室的生产能力取决

6、于 。A沉降面积和降尘室高度；B沉降面积和能100%除去的最小颗粒的沉降速度；C降尘室长度和能100%除去的最小颗粒的沉降速度；D降尘室的宽度和高度。5旋风分离器的总的分离效率是指 。 A. 颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率;B. 颗粒群中最小粒子的分离效率;C. 不同粒级(直径范围)粒子分离效率之和; D. 全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率 6对标准旋风分离器系列，下述说法哪一个是正确的 。 A尺寸大，则处理量大，但压降也大；B尺寸大，则分离效率高，且压降小； C尺寸小，则处理量小，分离效率高； D 尺寸小，则分离效率差，且压降大。7层流与湍流的本质区别是（ ）。 A 湍流流速层

7、流流速； B 流道截面大的为湍流，截面小的为层流； C 层流的雷诺数湍流的雷诺数；D 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。8以绝对零压作起点计算的压力，称为（ ）。 A 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。 9当被测流体的（ ）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 A 真空度；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。 10 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( )。 A. 与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关； B. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关； C. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关。11层流底层越薄( )。 A. 近

8、壁面速度梯度越小； B. 流动阻力越小； C. 流动阻力越大； D. 流体湍动程度越小。12双液体U形差压计要求指示液的密度差( ) A. 大； B. 中等； C. 小； D. 越大越好。13转子流量计的主要特点是( )。 A. 恒截面、恒压差； B. 变截面、变压差； C. 恒流速、恒压差； D. 变流速、恒压差。14圆直管内流动流体，湍流时雷诺准数是（ ）。 A. Re 2000； B. Re 4000； C. Re = 20004000。15某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ， 当地大气压为101kPa, 则泵入口处的绝对压强为（ ）。 A. 74.3kPa； B. 101k

9、Pa； C. 127.6kPa。16在稳定流动系统中，水由粗管连续地流入细管，若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（ ）倍。A. 2； B. 8； C. 4。17流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（ ）。 A. 流动速度大于零； B. 管边不够光滑； C. 流体具有粘性。18在相同条件下，缩小管径，雷诺数（ ）。 A. 增大； B. 减小； C. 不变。19水在园形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的（ ）。 A. 1/4； B. 1/2； C. 2倍。 20为提高离心泵的经济指标，宜采用 _ 叶片。 A 前弯； B 后弯； C 垂直； D 水平。21有一套

10、管换热器，长10m，管间用饱和水蒸气作加热剂。一定流量下且做湍流流动的空气由内管流过，温度可升至指定温度。现将空气流量增加一倍，并近似认为加热面壁温不变，要使空气出口温度仍保持原指定温度，则套管换热器的长度为原来的（ ）A、2倍； B、1.75倍； C、1.15倍； D、2.30倍；22恒压过滤时， 如滤饼不可压缩，介质阻力可忽略，当操作压差增加1倍，则过滤速率为原来的 。 A. 1 倍； B. 2 倍； C.倍； D.1/2倍23助滤剂应具有以下性质 。 A. 颗粒均匀、柔软、可压缩; B. 颗粒均匀、坚硬、不可压缩; C. 粒度分布广、坚硬、不可压缩; D. 颗粒均匀、可压缩、易变形24助

11、滤剂的作用是 。A 降低滤液粘度，减少流动阻力；B 形成疏松饼层，使滤液得以畅流；C 帮助介质拦截固体颗粒；D 使得滤饼密实并具有一定的刚性25某套管换热器由1084mm和552.5mm钢管组成，流体在环隙间流动，其当量直径为（ ）mm。A、53； B、45； C、50； D、58；二简答题（8分/题，共24分）1 什么是离心泵的气缚现象？怎样避免气缚现象的发生？2 传热有哪几种基本方式？各有什么特点？3 已知欲全部除去尘粒的降尘室的沉降速度为Ut，试从理论上推导降尘室的处理能力和降尘室结构尺寸（降尘室长、宽、高分别为L、B、H）间的关系。三 流体输送管路计算（18分）用离心泵将水从储槽送至水

12、洗塔的顶部，槽内水位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为762.5 mm。在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66103 Pa；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按 hf1=2u2与hf1=10u2计算。由于管径不变，故式中u为吸入或排出管的流速m/s。排水管与喷头处的压强为98.07103 Pa（表压）。求泵的有效功率。（水的密度取为1000 kg/m3）四 过滤过程计算（15分）一小型板框压滤机有5个框，长宽各为0.2 m, 在300 kPa(表压)下恒压过滤2 h，滤饼充满滤框，且得滤液80 L，每次洗涤与装卸时间各为0.5 h。若滤饼不可压缩，且

13、过滤介质阻力可忽略不计。求：(1)洗涤速率为多少m3/（m2.h）? (2)若操作压强增加一倍，其它条件不变，过滤机的生产能力为多少？四 传热过程计算（18分）在列管式换热器中，用饱和水蒸气将空气由10加热到90，该换热器由38根252.5 mm，长1.5m的铜管构成，空气在管内作湍流流动,其流量为740Kg/h，比热为1.005103 J/kg.，饱和水蒸气在管间冷凝。已知操作条件下的空气对流给热系数(或称对流传热膜系数)为70W/m2.，水蒸气的冷凝给热系数为8000 W/m2.，管壁及垢层热阻可忽略不计。(1)试确定所需饱和水蒸气的温度；(2)若将空气量增大25%通过原换热器，在饱和水蒸

14、气温度及空气进口温度均不变的情况下，空气能加热到多少度？（设在本题条件下空气出口温度有所改变时，其物性参数可视为不变）练习四答案一填空题（每小题1分，共25分）1A2C3A4B5D6C7D8A9D10A11C12C13D14B15A16C17C18A19A20B21C22B23B24B25C二简答题（每小时8分，共24分）1 离心泵启动时，若泵内存有空气，由于空气密度很低，旋转后产生的离心力小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内。虽启动离心泵也不能输送液体。此种现象称为气缚。气缚的发生表示离心泵无自吸能力，所以在启动前必须向泵内灌满液体，即灌泵。2 根据传热机理的不同，热传

15、递有三种基本方式：传导对流和热辐射。特点：热传导：物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递。对于纯热传导的过程。它仅是静止物质内的一种传热方式，也就是说没有物质的宏观位移。对流传热：流体各部分之间发生的相对位移所引起的热传递。对流传热仅发生在流体中。热辐射：因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。所有物体都能将热能以电磁波的形式发射出去，而不需要任何介质；热辐射过程中伴有能量形式的转化；只有在物体温度较高时，热辐射才能成为主要的传热方式。3 示意图如图所示。某一粒径的粒子能100%被除去的临界条件是其从室顶沉降到室底所需要时间恰等于气流在室内的停留时

16、间，即，所以。三（18分）解：（1）水在管内的流速与流量 设储槽水面为上游截面1-1，真空表连接处为下游截面2-2，并以截面1-1为基准水平面。在两截面间列柏努利方程。 式中 Z1 = 0，Z2 = 1.5 m，p1 = 0（表压），p2 = -24.66103 Pa（表压） u1 0， 将上列数值代入柏努利方程式，解得水在管内的流速u2 m/s 水的流量 ws = uA= kg/s （2）泵的有效功率 设储槽水面为上游截面1-1，排水管与喷头连接处为下游截面2-2，仍以截面1-1为基准水平面。在两截面间列柏努利方程。 式中 Z1 = 0，Z2 = 14 m，u1 0，u2 = 2 m/s，p

17、1 = 0（表压） p2 =98.07103 Pa（表压）， 将上列数值代入柏努利方程式，解得 we J/kg 泵的有效功率 Ne = wews = 285.417.92 = 2260 W 四（15分）解：（1）洗涤速率因过滤介质阻力可忽略不计，即q2=K过滤面积A=50.222=0.4 m2单位过滤面积上的滤液量q=V/A=8010-3/0.4=0.2 m3/m2过滤常数K= q2/=0.22/2=0.02 m2/h过滤终了时的速率 (dq/d)E=K/2q=0.02/(20.2)=0.05 m/h洗涤速率 (dq/d)W=0.5(dq/d)E=0.50.05=0.025 m/h(2) p=2p时的生产能力因滤饼不可压缩,所以 K=Kp/p=2K=20.02=0.04 m2/h因在原板框压滤机过滤，悬浮液浓度未变，则当5个板框充满滤饼时所得滤液量仍为V=0.08 m3, 故此时所用的过滤时间为= q2/K=q2/K=0.22/0.04=1 h生产能力 Q=V/(+w+D)=0.08/(1+0.5+0.5)=0.04 m3 滤液/h五解：（1）饱和水蒸气的温度T:其中： (以外表面计) T=124(2) 若空气量增大25%,则 由式（）可知： 解得：即空气加热到