化工原理_肖穩(wěn)發(fā)_化工原理（一）模擬i題A及答案（勤奮、求是、創(chuàng)新、奉獻(xiàn)）2007?2008學(xué)年第一學(xué)期期末考試試卷學(xué)院化工學(xué)院班級(jí)姓名學(xué)號(hào)《化工原理（一）》課程試卷A（本卷考試時(shí)間120分鐘）一、填空題（每空1分，共20分）1、沉降槽是利用分離出塵粒的設(shè)備。2、流體在圓形直管內(nèi)作滯流流動(dòng)時(shí)的速度分布是形曲線，中心最大速度為平均速度的倍。3、降塵室內(nèi)，顆?？杀环蛛x的必要條件是。4、蒸汽在管套換熱器中的環(huán)隙中冷凝以加熱管內(nèi)的空氣，則總傳熱系數(shù)K值接近于對(duì)流傳熱系數(shù)；管壁的溫度接近于的溫度。5、在餅層過濾中，真正發(fā)揮攔截作用的主要是。6、傳熱和過濾過程都可以歸結(jié)為推動(dòng)力/阻力的形式，那么傳熱過程的推動(dòng)力為過濾過程的推動(dòng)力為。7、對(duì)于多層平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)，通過各層的熱傳導(dǎo)速率：熱通量。（填相等或不相等）8、離心泵安裝在一定管路上，其工作點(diǎn)是指。9、當(dāng)進(jìn)氣口氣速一定時(shí)，旋風(fēng)分離器的直徑越大，其分離因數(shù)越10、在無相變的對(duì)流傳熱過程中，熱阻主要集中在，減少熱阻的最有效措施是。11、兩臺(tái)旋風(fēng)分離器串聯(lián)時(shí)增倍?？荚囋嚲砉?2頁12、局部阻力的計(jì)算方法分為阻力系數(shù)法和。二、選擇題(每題2分，共20分)1、往復(fù)泵適用于()(A)大流量且要求流量均勻的場合(B)介質(zhì)腐蝕性強(qiáng)的場合(C)流量較小，壓頭較高的場合(D)流量較大，壓頭較高的場合2、關(guān)于傳熱系數(shù)K下述說法中錯(cuò)誤的是()(A)傳熱過程中總傳熱系數(shù)K實(shí)際是個(gè)平均值；(B)總傳熱系數(shù)K隨著所取的傳熱面不同而異；(C)總傳熱系數(shù)K可用來表示傳熱過程的強(qiáng)弱，與冷、熱流體的物性無關(guān)；(D)要提高K值，應(yīng)從降低最大熱阻著手；3、粒徑分別為16dm和8dm的兩種顆粒在同一旋風(fēng)分離器中沉降，則兩種顆粒的離心沉降速度之比為()(沉降在斯托克斯區(qū))。(A)2(B)4(C)1(D)1/2(C)14、下列那一項(xiàng)不屬于評(píng)價(jià)旋風(fēng)分離器性能的主要指標(biāo)()(A)壓強(qiáng)降(B)臨界粒徑(C)阻力損失(D)分離效率5、管內(nèi)介質(zhì)的流速u對(duì)管內(nèi)傳熱膜系數(shù)a有何影響？()(A)U增大，a增大(B)U增大，a減小(C)U減小，a增大(D)無影響6、對(duì)流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式中格拉曉夫準(zhǔn)數(shù)是表示()的準(zhǔn)數(shù)。(B)流動(dòng)狀態(tài)((B)流動(dòng)狀態(tài)(C)物性影響(D)自然對(duì)流影響7、揭示了物體輻射能力與吸效率之間關(guān)系的定律是()定律。(A)斯蒂芬-波爾茲曼(B)折射(C)克希霍夫(D)普郎克8、欲減小間壁兩側(cè)流體傳熱的總熱阻，關(guān)鍵是提高對(duì)流傳熱系數(shù))的a值。(B)較大一側(cè)(D)(B)較大一側(cè)(D)無法確)的湍動(dòng)程度。(B)減小殼程流體(D)增加殼程流體(C)兩側(cè)考試試卷共12頁9、換熱器中的折流擋板是用來((A)增加管程流體(C)減小管程流體10、下述說法中正確的是()(A)離心沉降速度ur和重力沉降速度ut是恒定的;(B)離心沉降速度ur和重力沉降速度ut不是恒定的；(C)離心沉降速度ur不是恒定值，而重力沉降速度ut是恒定值；(D)離心沉降速度ur是恒定值，而重力沉降速度ut不是恒定值三、(8分)本題附圖所示的開口容器內(nèi)盛有油和水。油層高度h1=0.7m、密度p1=800kg/m3,水層高度h2=0.6m、密度p2=1000kg/m3,大氣壓為101.3kPa。試求：A點(diǎn)壓強(qiáng)，Pa;(3分)(2)計(jì)算水在玻璃管內(nèi)的高度h,m。(5分)考試試卷共12頁四、(8分)用？170mm?5mm鋼管輸送水蒸氣，為減少熱損失，鋼管外包扎兩層絕熱材料，第一層厚度為30mm,第二層厚度為50mm,管壁及兩層絕熱材料的平均導(dǎo)熱系數(shù)分別為45W/(m?K)、0.093W/(m?K)和0.175W/(m?K),鋼管內(nèi)壁面溫度為300C,第二層保溫層外表面溫度為50C試求：(1)單位管長的熱損失量q,W/m;(4分)(2)鋼管外壁與第一層保溫材料之間的溫度，C；(2分)(3)第一層保溫材料與第二層保溫材料之間的溫度，C。(2分)2五、(10分)一降塵室，長5m,寬3m,高4m,內(nèi)部用隔板分成20層，用來除去煙氣中75?m以上33的顆粒。已知煙氣密度為0.6kg/m,粘度為0.03?10Pa?§塵粒密度為4300kg/m,?3試求：（1）沉降速率，m/s;（7分）（2）可處理的煙氣量，m/s0（3分）3考試試卷共12頁六、（18分）在套管換熱器中用飽和水蒸汽加熱苯液，苯在？54?2mm的鋼管內(nèi)流動(dòng)。196kPa的飽和水蒸汽在環(huán)隙冷凝。已測出苯的進(jìn)口溫度為30C,出口溫度為60C,流量為4000kg/h,苯和水蒸氣的對(duì)流傳熱系數(shù)分別為500W/m?k和10W/m?k,管內(nèi)壁的污垢熱阻為0.0004W/m?k,忽略管壁及管外污垢的熱阻。試求：（1）飽和水蒸氣的消耗量，kg/h;（5分）（2）基于外表面的總傳熱系數(shù)Ko,W/（m?K）;（5分）（3）套管的長度，m;（8分）注：（1）操作條件下苯的比熱為1.9kJ/kg?k196kPa時(shí)的蒸汽溫度為120C,汽化潛熱為2204kJ/kg。22422考試試卷共12頁七、（16分）料液自高位槽流入精微塔，如附圖所示。高位槽液面和大氣相通，塔內(nèi)壓強(qiáng)為1.96X104Pa（表壓），輸送管道為^36X2mm的光滑管，管長8m。管路中裝有90°標(biāo)準(zhǔn)彎頭兩個(gè)，180°回彎頭一個(gè)，球心閥（全開）一個(gè)。料液以3m3/h的流量流入塔中。試求：（1）從高位槽到輸液管出口內(nèi)側(cè)的能量損失，J/kg;（9分）（2）高位槽安置高度（即位差Z應(yīng)為多少米），m。（7分）已知：料液在操作溫度下的物性：密度p=861kg/m3;粘度d=0.643x103Pa-s0局部阻力系數(shù)進(jìn)口突然縮小（入管口）^=0.590°標(biāo)準(zhǔn)彎頭^=0.75180°回彎頭（=1.5球心閥（全開）（=6.4（勤奮、求是、創(chuàng)新、奉獻(xiàn)）2007?2008學(xué)年第一學(xué)期期末考試試卷學(xué)院化工學(xué)院班級(jí)姓名學(xué)號(hào)《化工原理》課程試卷A標(biāo)準(zhǔn)答案（本卷考試時(shí)間120分鐘）一、填空題（每空1分，共20分）1、沉降槽是利用的作用從氣流中分離出塵粒的設(shè)備。2、流體在圓形直管內(nèi)作滯流流動(dòng)時(shí)的速度分布是拋物線形曲線，中心最大速度為平均速度的2倍。34、蒸汽在管套換熱器中的環(huán)隙中冷凝以加熱管內(nèi)的空氣，則總傳熱系數(shù)K值接近于空氣的對(duì)流傳熱系數(shù)；管壁的溫度接近于蒸汽的溫度。5、在餅層過濾中，真正發(fā)揮攔截作用的主要是而不是考試試卷共12頁6、傳熱和過濾過程都可以歸結(jié)為推動(dòng)力/阻力的形式，那么傳熱過程的推動(dòng)力為過濾過程的推動(dòng)力為兩端壓差。7、對(duì)于多層平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)，通過各層的熱傳導(dǎo)速率相等熱通量相等。（填相等或不相等）8、離心泵安裝在一定管路上，其工作點(diǎn)是指9、當(dāng)進(jìn)氣口氣速一定時(shí)，旋風(fēng)分離器的直徑越大，其分離因數(shù)越10、在無相變的對(duì)流傳熱過程中，熱阻主要集中在的最有效措施是提高流體湍動(dòng)程度。11、兩臺(tái)旋風(fēng)分離器串聯(lián)時(shí)12、局部阻力的計(jì)算方法分為阻力系數(shù)法和。二、選擇題（每題2分，共20分）1、往復(fù)泵適用于（C）（A）大流量且要求流量均勻的場合（B）介質(zhì)腐蝕性強(qiáng)的場合（C）流量較小，壓頭較高的場合（D）流量較大，壓頭較高的場合2、關(guān)于傳熱系數(shù)K下述說法中錯(cuò)誤的是（C）（A）傳熱過程中總傳熱系數(shù)K實(shí)際是個(gè)平均值；（B）總傳熱系數(shù)K隨著所取的傳熱面不同而異；（C）總傳熱系數(shù)K可用來表示傳熱過程的強(qiáng)弱，與冷、熱流體的物性無關(guān)；(D)要提高K值，應(yīng)從降低最大熱阻著手；3、粒徑分別為16dm和8dm的兩種顆粒在同一旋風(fēng)分離器中沉降,則兩種顆粒的離心沉降速度之比為(B)(沉降在斯托克斯區(qū))。(A)2(B)4(C)1(D)1/24、下列那一項(xiàng)不屬于評(píng)價(jià)旋風(fēng)分離器性能的主要指標(biāo)(C)(A)壓強(qiáng)降(B)臨界粒徑(C)阻力損失(D)分離效率5、管內(nèi)介質(zhì)的流速u對(duì)管內(nèi)傳熱膜系數(shù)a有何影響？(A)(A)U增大，a增大(B)U增大，a減小考試試卷共12頁(C)U減小，a增大(D)無影響6、對(duì)流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式中格拉曉夫準(zhǔn)數(shù)是表示(D)的準(zhǔn)數(shù)。(A)對(duì)流傳熱(B)流動(dòng)狀態(tài)(C)物性影響(D)自然對(duì)流影響o7、揭示了物體輻射能力與吸效率之間關(guān)系的定律是(C)(A)斯蒂芬-波爾茲曼定律；(B)折射(C)克希霍夫(D)普郎克8、欲減小間壁兩側(cè)流體傳熱的總熱阻，關(guān)鍵是提高對(duì)流傳熱系數(shù)(A)的a值。

(A)較小一側(cè)(B)較大一側(cè)(C)兩側(cè)定(D)無法確9(A)較小一側(cè)(B)較大一側(cè)(C)兩側(cè)定(D)無法確9、換熱器中的折流擋板是用來((A)增加管程流體(C)減小管程流體D)的湍動(dòng)程度。(B)減小殼程流體(D)增加殼程流體10、下述說法中正確的是(C)(A)離心沉降速度ur和重力沉降速度ut是恒定的;(B)離心沉降速度ur和重力沉降速度ut不是恒定的;(C)離心沉降速度ur不是恒定值，而重力沉降速度ut是恒定值;(D)離心沉降速度ur是恒定值，而重力沉降速度ut不是恒定值三、(8分)本題附圖所示的開口容器內(nèi)盛有油和水。油層高度h1=0.7m、密度p1=800kg/m3,水層高度h2=0.6m、密度p2=1000kg/m3,大氣壓為101.3kPa。A點(diǎn)壓強(qiáng)，Pa;（3分）（2）計(jì)算水在玻璃管內(nèi)的高度h,m。（5分）解：（1）pA=pa+p1gh1+p2gh2（1分）=101.3X103+800X9.81X0.7+1000X9.81X0.6=112679.6Pa(2分)(2)計(jì)算玻璃管內(nèi)水的高度hpA=p'A,而pA=p'A都可以用流體靜力學(xué)基本方程式計(jì)算,即pA=pa+p1gh1+p2gh2TOC\o"1-5"\h\zpA'=pa+p2gh（1分）于是pa+p1gh1+p2gh2=pa+p2gh（1分）簡化上式并將已知值代入，得800X0.7+1000X0.6=1000h（2分）解得h=1.16m（1分）考試試卷共12頁四、（8分）用？170mm?5mm鋼管輸送水蒸氣，為減少熱損失，鋼管外包扎兩層絕熱材料，第一層厚度為30mm,第二層厚度為50mm,管壁及兩層絕熱材料的平均導(dǎo)熱系數(shù)分別為45W/（m?K）、0.093W/（m?K）和0.175W/（m?K）,鋼管內(nèi)壁面溫度為300C,第二層保溫層外表面溫度為50C試求：（1）單位管長的熱損失量q,W/m2;（4分）（2）鋼管外壁與第一層保溫材料之間的溫度，C；（2分）（3）第一層保溫材料與第二層保溫材料之間的溫度，C。（2分）解：（1）qL?2?（t1?t4）Q（1分）？rrr111Lln2?ln3?ln4?1r1?2r2?3r3其中r1?80mm,r2?85mm,r3?115mm,r4?165mm（1分）qL?2?（300?50）?296W/m2（2分n?ln?ln45800.093850.175115qLlnr2r185?300c（2分）？300?2??452961n?147C(2分)?300?2??0.093296ln(2)?147Ct2?t1?2??1qLlnr3r2(3)t3?t2?2??2五、（10分）一降塵室，長5m,寬3m,高4m,內(nèi)部用隔板分成20層，用來除去煙氣中75?m以上?333的顆粒。已知煙氣密度為0.6kg/m,粘度為0.03?10Pa?s塵粒密度為4300kg/m,試求（1）沉降速率，m/s;（7分）3（2）可處理的煙氣量，m/s0（3分）?6解：（1）d?75?10m?s?4300kg/m3??0.6kg/m3??0.03?10?3Pa?s（1分）設(shè)沉降區(qū)為層流，則d2（?s??）gut?（2分）18?考試試卷共12頁（75?10?6）2（4300?0.6）?9.81??0.44m/s（2分）18?0.03?10?375?10?6?0.44?0.6驗(yàn)算Ret???0.66?1故假設(shè)正確（2分）？3?0.03?10dut?（2）總處理量為VS?nutA?20?0.44?5?3?132m3/s（3分）六、（18分）在套管換熱器中用飽和水蒸汽加熱苯液，苯在？54?2mm的鋼管內(nèi)流動(dòng)。196kPa的飽和水蒸汽在環(huán)隙冷凝。已測出苯的進(jìn)口溫度為30C,出口溫度為60C,流量為4000kg/h,苯和水蒸氣的對(duì)流傳熱系數(shù)分

別為500W/m2?k和104W/m2?k,管內(nèi)壁的污垢熱阻為0.0004W/m2?k,忽略管壁及管外污垢的熱阻。試求：（1）飽和水蒸氣的消耗量，kg/h;（5分）（2）基于外表面的總傳熱系數(shù)Ko,W/（m?K）;（5分）（3）套管的長度，m;（8分）注：（1）操作條件下苯的比熱為1.9kJ/kg?k196kPa時(shí)的蒸汽溫度為120C,汽化潛熱為2204kJ/kg解：（1）飽和水蒸汽消耗量2Q?w1r?w2Cp2（t2?t1）?（3分）（3分）（2分）r2204（3分）（23600Q63.33??3600?103.4kg/h（2）基于內(nèi)表面的總傳熱系數(shù)Kodd111?54541?o?oRsi????4?10?4?4Ko?2didi?1500?505010?Ko?371.5W/m2?C（以內(nèi)表面計(jì)）分）（2）套管長度L:Q?KoSo?tm（1分）?tm?t2?t160?30??74.0C（3分）T?t1120?30lnln120?60T?t2考試試卷共12頁Q63.33?103

So???2.30m2（2分）Ko?tm371.5?74So???2.30m2So??doLL?So2.30??13.56m（2分）？do3.14?0.054七、（16分）料液自高位槽流入精微塔，如附圖所示。高位槽液面和大氣相通，塔內(nèi)壓強(qiáng)為1.96X104Pa（表壓），輸送管道為（|）36X2mm的光滑管，管長8m。管路中裝有90°標(biāo)準(zhǔn)彎頭兩個(gè)，180°回彎頭一個(gè)，球心閥（全開）一個(gè)。料液以3m3/h的流量流入塔中。求：（1）從高位槽到輸液管出口內(nèi)側(cè)的能量損失，J/kg;（9分）（2）高位槽安置高度（即位差Z應(yīng)為多少米），m。（7分）—已知：料液在操作溫度