化工原理复习题.docx
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化工原理复习题.docx
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化工原理复习题
第一章单元(dānyuán)自测题
一、填空题
1、某设备的真空(zhēnkōng)表读数为200mmHg,则它的绝对压强为mmHg。
当地(dāngdì)大气压强为101.33kPa。
2、牛顿(niúdùn)粘性定律表达式为,它适用(shìyòng)于流体呈流动时。
3、流体在圆形直管内作滞流流动时的速度分布是曲线,中心最大速度为平均速度的倍。
摩擦系数与无关,只随加大而。
4、流体在圆形直管内作湍流流动时,摩擦系数是函数,若在阻力平方区,则摩擦系数是函数,与无关。
5、实际流体在直管内流过时,各截面上的总机械能守恒,因实际流体流动时有。
6、毕托管测得的是管道中速度,孔板流量计测得的是速度。
转子流量计的特点是。
7、流体在一段水平管中流过,测得的平均流速为0.5m/s,压强降为10Pa,Re为1000,管中心线上速度为m/s,若平均速度增大到1m/s,则压强降变为Pa。
8、常用测定流量的流量计有、、。
9、常温下水密度为l000.0kg/m3,粘度为l.0cP,在d内=100mm管内以3.0m/s速度流动,其流动类型为。
10、流体在圆形直管中作滞流流动时,若将平均流速增大一倍,其能量损失为原来损失的倍。
11、在下面两种情况下,假如流体的流量不变,而圆形直管的直径减少二分之一,则因直管阻力引起的压降损失为原来的多少倍?
A)两种情况都为层流;B)两种情况都在阻力平方区。
12、流体在管路中的流动形态有和两种,其主要区别是不同,前者值为,后一种则为。
二、选择题
1、在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是()。
A、同一种流体内部B、连通着的两种流体
C、同一种连续流体D、同一水平面上,同一种连续流体
2、直径为φ57mm×3.5mm的细管逐渐扩到φ108mm×4mm的粗管,若流体在细管内的流速为4m/s,则在粗管中的流速为()。
A、2m/sB、1m/sC、0.5m/sD、0.25m/s
3、流体在阻力平方区流动时的摩擦阻力()。
A、不变B、随流速加大而加大
C、与u1.25成比例D、与u2成比例
4、孔板流量计与测速管都是属于定节流面积的流量计,利用()来反映流量的。
A、变动的压强差B、动能差
C、速度差D、摩擦阻力
5、滞流和湍流的本质区别是()。
A、湍流的速度大于滞流B、湍流的Re大于滞流
C、滞流无径向(jìnɡxiànɡ)脉动,湍流有径向脉动D、湍流时边界层较溥
6、在阻力(zǔlì)平方区,摩擦系数()。
A、为常数(chángshù),与ε/d、Re均无关(wúguān)B、随Re的加大而减小
C、与Re无关(wúguān),是ε/d的函数D、是Re和ε/d的函数
7、流量增大时,流体流经转子流量计的阻力损失将()。
A、增大B、减小C、不变D、无法判断
8、如图所示,C为恒液位槽,分别测定并比较阀门E关闭和开启时,a、b两处压强关系为()。
A、E关闭,Pb>Pa;E开启,Pb>Pa,Pa关>Pa开。
B、E关闭,Pb<Pa;E开启,Pb<Pa,Pa关>Pa开。
C、E关闭,Pb>Pa;E开启,Pb<Pa,Pa关>Pa开。
D、无法确定。
9、流体在圆直管中作滞流流动时,其直管阻力损失与流速u的关系为()。
A、与u1.0成正比B、与u2成正比
C、与u1.5成正比D、与u0.5成正比
10、20℃的水通过10.0m长,d内=100.0mm的钢管,流量V内=10.0m3/h,阻力系数λ=0.02,阻力降△P=()。
A、1.253N/m2B、125.3N/m2
C、250.6N/m2D、以上答案都不对
11、如图所示,管中水的流向为A→B,则p1和p2的关系是()。
A、p1>p2B、p1>p2+0.5ρg
C、p1>p2-0.5ρgD、p1<p2
三、计算题
1、用泵将20℃的苯液从贮槽(贮槽上方维持一个大气压)送到反应器,途经30m长φ57mm×2.5mm钢管,管路上有2个900标准弯头,1个标准阀(半开),管路出口在贮槽液面以上12m,反应器操作压力500kPa(表压)。
若要维持5.0m3/h的体积流量,求所需泵的有效功率Ne。
(20℃苯的物性:
密度ρ=879.0kg/m3,粘度μ=0.737×10-3Pa.s,柏拉修斯式为λ=0.3164/Re0.25,局部阻力系数见下表)
附表管件和阀件的局部阻力系数ζ值
管件和阀件名称
ζ值
标准弯头
450,ζ=0.35
900,ζ=0.75
标准截止阀
全开,ζ=6.4
半开,ζ=9.5
单向阀(止逆阀)
摇板式,ζ=2
球形式,ζ=70
2、用离心泵将敞口贮槽中的液体输送到常压高位槽中,两槽液面保持恒定,两液面高度差为12m。
输送管路直径为Φ42mm×2.0mm,管路总长为50m(包括管件、阀门的当量长度)。
泵送液体流量为2.015×10-3m3/s。
操作条件下液体的密度为1260kg/m3,粘度为1×10-3Pa.s。
若泵的效率为60%,试求泵的轴功率,kW。
摩擦系数可按下式计算:
层流时λ=64/Re;湍流时λ=0.3164/Re0.25。
3、从自来水总管引一支路AB向居民楼供水,在端点B分成两路各通向一楼和二楼。
已知管段AB、BC、BD的长度(包括管件的当量长度)各为100m、10m和20m,管径皆为30mm,直管摩擦系数皆为0.03,两支路出口各安装一球心阀,假设总管压力为3.43×105Pa(表压)试求:
(1)当一楼球心(qiúxīn)阀全开(ζ=6.4),高度(gāodù)为5m的二楼能否有水供应?
此时AB内流量(liúliàng)为多少?
(2)若将一楼阀门关小,使其流量(liúliàng)减半,二楼最大流量为多少?
第二章流体输送(shūsònɡ)机械自测题
专业(zhuānyè)姓名(xìngmíng):
学号:
成绩(chéngjì):
一、填空题
1、离心泵的主要(zhǔyào)部件有、和。
其泵壳制成螺壳状,其作用(zuòyòng)是。
2、离心泵启动前需要向泵内充满被输送流体,否则将可能发生现象。
若安装高度超过允许吸上高度时,将可能发生现象。
3、离心泵的杨程是指。
离心泵安装在一定管路上,其工作点是指。
4、若离心泵入口处真空表读数为93.32kPa,当地大气压强为101.33kPa,则输送42℃水(饱和蒸气压为8.2kPa)时,则泵内发生气蚀现象。
(会、不会、无法判断)
5、若被输送流体的粘度增高,则离心泵的压头、流量、效率、轴功率。
若被输送流体的密度增高,则离心泵的流量、压头、轴功率。
6、每千克水经过离心泵后,其机械能增加了490J,则该离心泵的杨程为。
7、某离心泵的特性方程为He=28-2Q2(Q—m3/min)。
当转速为n时,离心泵的工作点为A。
A点的流量为Q=2m3/min。
今将叶轮转速减小为n′=0.95n,此时离心泵的工作点为B。
若A、B两点是等效率点(ηA=ηB)且管路特性曲线方程H=(△p/ρg)+KQ2不变,则
(1)B点流量Q′=m3/min,杨程He′=m;
(2)管路特性曲线方程中的(△p/ρg)=m,K=min2/m5;(3)转速n′下离心泵的特性曲线方程变为。
二、选择题
1、离心泵的轴功率是()。
A、在流量为0时最大;B、在压头最大时最大;C、在流量为0时最小;D、在工作点处最小
2、离心的效率η和流量Q的关系为()。
A、Q增大,η增大;B、Q增大,η先增大后减小;C、Q增大,η减小;D、Q增大,η先减小后增大
3、离心泵气蚀余量△h与流量Q关系为()。
A、Q增大,△h增大;B、Q增大,△h减小;C、Q增大,△h不变;D、Q增大,△h先增大后减小
4、离心泵停止操作时,宜()。
A、先关出口阀后停电B、先停电后关出口阀
C、先关出口阀或者先停电均可D、单级泵先停电,多级泵先关出口阀
5、关于离心泵的关联、串联,下列说法错误的是()。
A、两台相同的泵并联后,并联管路流量增大,相应的流体阻力要增加;
B、两台相同的泵串联后,每台泵均在较大流量、较低压头下工作;
C、当吸液液位变化较大时,可根据所需压头的大小,采用两台或多台泵串联起来使用。
D、离心泵并联的台数越多,流量增加的越多。
6、离心泵产生气蚀的原因可能是()。
A、启动前没有灌泵;B、安装高度过大;C、被输送液体温度较高;D、安装地区的大气压较低
7、倘若关小离心泵出口阀门,减小泵的输液量,此时将会引起()。
甲:
泵的扬程增大,轴功率降低。
乙:
泵的输液阻力及轴功率均增大。
丙:
泵的扬程及轴功率均下降。
A.可能是甲、丙结果B.结果是乙
C.结果是丙D.结果是甲
8、有一台离心泵,当转速(zhuànsù)为n1时,轴功率为1.5kW,输液(shūyè)量为20m3/h。
当转速(zhuànsù)调到n2时,输液(shūyè)量降为18m3/h,若离心泵的效率(xiàolǜ)不变,此时离心泵的轴功率为()。
A.1.35kWB.1.09kWC.1.15kWD.1.22kW
9、提高离心泵的允许安装高度的措施有()。
A.尽量减少吸入管路压头损失,如采用较大吸入管径,缩短吸入管长度,减少拐弯及省去不必要的管件与阀门。
B.将离心泵安装在贮罐液面之下,使液体利用位差自动灌入泵体内。
C.提高输送液体的温度。
D.提高离心泵叶轮的转速。
三、计算题
1、用IS65-60-160型离心泵从敞口容器输送液体,流量为25m3/h,离心泵的吸入管长度为10m,直径为68mm。
若吸入管内流动已进入阻力平方区,直管阻力系数为0.03,总局部阻力系数∑ζ=2,当地大气压为1.013×105Pa,试求此泵在输送以下各流体时允许安装高度为多少?
(已知流量为25m3/h时,汽蚀余量NPSH=2.0m)。
(1)输送20℃的水;
(2)输送沸腾的水。
2、某离心泵在转速为2900r/min下特性曲线方程为He=30-10.1Q2(式中Q以m3/min表示),将此泵用于两敞口容器间输水,两容器间位差为10m,管径为d=50mm,管长80m(包括所有局部阻力的当量长度),假设管内流动已进入阻力平方区,摩擦系数λ=0.03,试求:
(1)流量Q为多少?
离心泵提供的压头为多少?
(2)若将转速改为2460r/min,则此时的流量Q′、离心泵的压头H′有何变化?
第三章传热单元自测题
一、填空题
1、传热的基本(jīběn)方式有、和三种(sānzhǒnɡ)。
2、对流传热系数的主要影响(yǐngxiǎng)因素有、、。
3、流体(liútǐ)在圆形直管中做强制湍流传热时,对流传热系数关联式为,式中n是为校正(jiàozhèng)的影响,当流体被加热时,n=,当流体被冷却时,n=。
4、蒸汽冷凝有和两种方式;液体在大容器内沸腾时,随着温度差(tw-ts)的不同,会出现、和不同的沸腾状态,工业上应维持在状态内操作。
5、总传热系数K的倒数1/K代表,提高K值关键是。
6、在管壳式换热器,用饱和水蒸汽冷凝加热原油,则原油宜在流动,总传热系数接近于的对流传热系数。
7、写出三种间壁式换热器的名称:
、和。
8、二流体逆流流动,T1=300℃,T2=200℃,t2=180℃,t1=25℃,则△t=。
9、有相变时的对流传热系数比无相变时;粘度μ值大,对流传热系数;热壁面在冷空气之下比热壁面在冷空气之上时对流传热系数。
10、平壁稳定热传导过程.通过三层厚度相同的材料,每层问温度变化如图所示。
试判断λ1、λ2、λ3的大小顺序,每层热阻的大小顺序。
11、有一列管式换热器,由38根φ25mm×2.5mm的无缝钢管组成。
苯在管内流动,由20℃被加热到80℃,苯的流量为8.32kg/s。
外壳中通入水蒸气进行加热。
则管壁对苯的传热系数为W/(m2.℃);若将苯的流量提高一倍,则传热系数又为W/(m2.℃)。
(已知苯的物性数据为:
密度ρ=860kg/m3;比热容Cp=1.80kJ/(kg.℃);粘度μ=0.45mPa.s;导热系数λ=0.14W/(m2.℃)。
)
12、对于圆筒壁的稳定热传导,其总热阻为各层热阻之;总推动力为;各层温差与成正比;QQ1Q2…;但qq1q2…。
13、固定管板式列管换热器中,压力高,腐蚀性以及不清洁的物料应走。
14、套管换热器的管隙通入压强一定的饱和水蒸汽,使管内空气由t1升温至t2,空气的流量为msc,今保持蒸汽压强不变,而使msc增大,其它条件不变,则Q、K、
t2、△tm。
(变大、变小、不变、不确定)
15、进出口温度分别为85℃和40℃的热流体对进口温度为20℃的冷流体进行加热,规定冷流体出口温度不超过40℃,则必须采用_______操作。
二、选择题
1、水在圆管中强制湍流时的对流传热系数αi为1000W/(m2.℃),若将水流量增加一倍,而其它条件不变,则αi为()。
A、2000B、1740C、1000D、500
2、对间壁两侧流体一侧恒温,另一侧变温的传热(chuánrè)过程,逆流和并流时△tm大小(dàxiǎo)为()。
A、△tm逆>△tm并B、△tm逆<△tm并
C、△tm逆=△tm并D、无法(wúfǎ)确定
3、某保温材料λ=0.02J/(m.s.K),厚度(hòudù)为300mm,测得低温(dīwēn)处t0=80℃,单位面积导热速率为30.0J/(m2.s),求高温处t1=()。
A、530℃B、82℃C、125℃D、无法确定
4、某流体在圆形直管内作湍流运动,温度由t1加热至t2,若流体流速为u时,其对流传热系数为α,现将流速增至2u,则对流传热系数为原来的()倍。
A、2B、20.8C、0.5D、1/20.8
5、列管换热器内外侧对流传热系数分别是αi和αo且αi>>αo,要提高总传热系数,关键是()。
A、减小αiB、增大αiC、减小αoD、增大αo
6、在空气-蒸汽间壁换热过程中可采用()方法来提高传热速率最合理。
A、提高蒸汽速度;B、采用过热蒸汽以提高蒸汽温度;
C、提高空气流速;D、将蒸汽流速和空气流速都提高。
7、根据传热速速率率方程,下面那些途径能提高传热速率()。
A、扩展传热面积AB、增大传热平均温度差△tm
C、提高传热系数KD、以上方法都不能
8、在冷热流体流量及进口温度相同条件下,有两台型号相同的换热器串联组合操作,流程如下,则它们换热量由大到小的顺序是()。
A、①>②>③ B、③>②>①C、②>③>①D、①>③>②
9、某换热器,用工业冷却水逆流冷却热油,热油进口条件(T1、mh)不变,而在夏季冷却水入口温度t1升高,若要保证热油出口温度T2不变,在下列方法中可行的是()。
A、增大冷却水用量B、减小冷却水用量C、改为并流操作D、无法达到要求
10、在列管式换热器中,用常压水蒸气冷凝以加热空气,空气的平均气温为20℃,则换热器管壁面温度约为。
A、20℃B、100℃C、60℃D、40℃
三、计算题
1、在单程列管换热器内,用120℃的饱和水蒸汽将列管内的水从30℃加热到60℃,水流经换热器允许的压降为3.50kPa,列管直径为φ25×2.5mm,长为6m,换热器的热负荷为2500kW,管壁及污垢热阻可略。
已知45℃时水:
ρ=990kg/m3,Cp=4.174×103J/(kg℃),μ=60.12×10-5Pa⋅s,列管的摩擦系数满足柏拉修斯方程,λ=0.3164/Re0.25,试计算:
(1)列管换热器的列管数。
(2)基于管子外表面积的传热系数Ko。
2、一套管换热器,冷、热流体的进口(jìnkǒu)温度分别为40℃和100℃。
已知并流操作时冷流体的出口(chūkǒu)温度为60℃,热流体(liútǐ)为80℃。
试求:
(1)逆流操作(cāozuò)时,冷、热流体的出口温度各为多少?
设传热系数为定值。
(2)分别(fēnbié)计算逆流和并流的传热平均温差?
3、在一换热器中,冷水走管程冷却壳程的热油。
在冬季,一定流量的冷却水进入换热器时的温度15℃,离开换热器时的温度是75℃,可将热油从130℃冷却至70℃,已知油侧的对流传热系数为1.5kW/(m2.℃),水侧的对流传热系数为3.5kW/(m2.℃),水和油在换热器内均作湍流流动。
在夏季,冷却水进口温度升至30℃,热油的流量和进口温度不变,为保证热油出口温度不变,试求冷却水的流量应该增加多少?
(管壁热阻和污垢热阻忽略不计)
内容总结
(1)第一章单元自测题
一、填空题
1、某设备的真空表读数为200mmHg,则它的绝对压强为mmHg
(2)(20℃苯的物性:
密度ρ=879.0kg/m3,粘度μ=0.737×10-3Pa.s,柏拉修斯式为λ=0.3164/Re0.25,局部阻力系数见下表)
附表管件和阀件的局部阻力系数ζ值
2、用离心泵将敞口贮槽中的液体输送到常压高位槽中,两槽液面保持恒定,两液面高度差为12m
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