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化工原理考试题及答案
姓名____________班级____________学号_____________成绩______________
一、填空题：
1.（2分） 题号1102 第1章 知识点 100 难度 容易
稳定流动的定义是______________________________。
***答案***
流动状况不随时间而变
2.（3分） 题号4040 第4章 知识点 200 难度 容易
影响给热系数α的因素有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_____________
＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
***答案***
流体种类、流体性质、流体流动状态和传热壁面的几何尺寸
二、选择题：
1.（2分） 题号1192 第1章 知识点 100 难度 容易
流体在管路中作稳态流动时,具有（ ）特点。
A. 呈平缓的滞流 B. 呈匀速运动
C. 在任何截面处流速、流量、压强等物理参数都相等；
D. 任一截面处的流速、流量、压强等物理参数不随时间而变化
***答案***
D
2.（2分） 题号2109 第2章 知识点 200 难度 容易
B型离心泵属（ ）泵
A. 耐腐蚀泵 B. 清水泵 C. 油泵
***答案***
B
3.（2分） 题号2091 第2章 知识点 100 难度 容易
某齿轮泵输送密度1200kg.m的液体时所能提供的最大压头为60m，当用于输送密度为2000kg.m的液体时所能提供的最大压头为（ ）。
A. 120m B.60m C. 36m
***答案***
C
4.（4分） 题号4132 第4章 知识点 100 难度 容易
物质的导热系数，一般来说：金属的入（ ），非金的入 （ ）， 液体的入（ ），气体的入（ ）。
A. 最小 B. 最大 C. 较小 D. 较大
***答案***
B D C A
三、判断题：
1.（2分） 题号1284 第1章 知识点 230 难度 中等
流体在水平管内作稳定连续流动时,当流经直径小处,流速会增大（ ）；其静压强也会升高。（ ）
***答案***
√; ×
2.（2分） 题号3052 第3章 知识点 200 难度 容易
通过旋风分离器能够完全分离出来的最大颗粒直径，称临界颗粒直径。（ ）
***答案***
×
3.（2分） 题号3071 第3章 知识点 400 难度 容易
为提高离心机的分离效率，通常采用小直径，高转速的转鼓。（ ）
***答案***
√
4.（2分） 题号4185 第4章 知识点 100 难度 中等
在稳定的多层平壁导热中，若某层的热阻较大，则这层的导热温度差就较小（ ）.
***答案***
×
五、计算题：
1.（12分） 题号1393 第1章 知识点 430 难度 容易
某高位槽与内径为100mm的钢管相连，槽内为常温水，直管总长30 m，有90度弯头3个，闸阀（全开）和球阀（全开）各1个，水从管口流出。问欲得到每小时22.7 m的排水量,槽内水面应比管出口高多少m ？（取λ＝0.0256，由容器入管口ζ＝0.5， 管子出口ζ＝1.0，闸阀全开ζ＝0.17，球阀全开ζ＝6.0，90度弯头ζ＝0.75）。
***答案***
在高位槽与管出口处截面，列柏努利方程式：
gZ+u/2+P/ρ=gZ+u/2+P/ρ+∑hf
Z=Z, Z=0 u=0 p=p=0(表压)
d=0.1 m, ρ=1000 , u=Vs/A=0.803 m.s
Σζ=0.5+1.0+0.17+6.0+0.75×3=9.92
Σh=(λ(l/d)+9.92)u/2=5.67 J.kg
9.81Z=+5.67
Z=0.58 m
2.（20分） 题号1401 第1章 知识点 340 难度 容易
某车间准备用一台离心泵将储槽内的热水送到敞口的高位槽内，已知管子规格为Φ60×3.5mm钢管，管内流速为2m.s，吸入管路的能量损失为19.6J.kg,压出管路的压头损失为4mHO (均包括全部的局部阻力损失在内）,其余参数见附图示。试求该泵提供的有效功率。
本题目有题图：titu168.bmp
***答案***
定储槽液面为1-1，且为基准面，高位槽液面为2-2，列柏式：
Zg+P /ρ+u/2+We=Zg+P /ρ+u/2+∑h
∑h=h吸+hf压=19.6+4×9.807=58.84J.kg
∴ -100×13.6/1000+we=8×9.81+58.84
∴ We=138.7J.kg m=π/4×0.053×2=4.41×10kgs
∴ Ne=We m=138.7×4.41×10=0.612W
3.（10分） 题号2198 第2章 知识点 130 难度 容易
将20℃的水由水池打至一敞口高位槽中，槽内的水面与水池内的水面的垂直距离为31.6m。管路总能量损失为50J.kg，流量为20m.h，试求理论功率为多少kw？
***答案***
ｇZ＋ｕ/2＋P/ρ＋Ｗ＝ｇZ＋ｕ/
2＋P/ρ+∑ｈ
Z＝0，Z＝31.6m，P＝P，ｕ≈0，ｕ≈0，
∑ｈ＝50Ｊ/kg
Ｗ＝ｇZ＋∑ｈ＝9.81×31.6＋50＝3 60Ｊ/kg
m＝20/3600×1000＝5.556kg.s
N＝Ｗm＝360×5.556＝2000Ｊ.s＝2kw
4.（18分） 题号2202 第2章 知识点 134 难度 中等
如图3B57离心泵将20℃的水由敞口水池送到一压力为2.5at的塔内,管径为φ108×4mm管路全长100m(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内)。已知：水的流量为56.5m.h，水的粘度为1厘泊，密度为1000kg.m，管路摩擦系数可取为0.024，试计算并回答：(1)水在管内流动时的流动形态；(2)管路所需要的压头和功率；
本题目有题图：titu062.bmp
***答案***
已知：d=108-2×4=100mm=0.1m
A=(π/4)d=3.14×(1/4)×0.1=0.785×10m
l+Σl=100m Q=56.5m.h
∴u=Q/A=56.5/(3600×0.785×10)=2m.s
μ=1cp=10Pa·S ρ=1000kg.m λ=0.024
⑴ ∵Re=duρ/μ=0.1×2×1000/10=2×10>4000
∴水在管内流动呈湍流
⑵ 以1-1面为水平基准面,在1-1与2-2面间列柏努利方程：
Z+(u/2g)+(p/ρg)+He
=Z+(u/2g)+(p/ρg)+Σhf
∵Z=0 u=0 p0(表压) Z=18m u=0
p/ρg=2.5×9.81×10/(1000×9.81)=25m
Σhf =λ[(l+Σle )/d](u/2g)
=0.024×(100/0.1)×[2/(2×9.81)]=4.9m
∴He=18+25+4.9=47.9m
Ne=HQρg=47.9×1000×9.81×56.5/3600=7.4kw
5.（16分） 题号3084 第3章 知识点 100 难度 容易
某厂准备建一个降尘室来净化常压，温度为40℃的含尘空气流，气体进入降尘室的流速保持在0.15m.s，而微粒在室内的沉降速度为0.025m.s，现依厂房面积分配，降尘室只允许做成宽为3m，高为2m。问：（1）降尘室的最小长度应为多少m？（2）降尘室的最大生产能力为多少标准m.h？（3）若因厂房面积有限，降尘室的长度仅允许为你计算的最小长度的一半，你认为应采取计什么措施来完成此净制任务？
***答案***
（1）求最小长度L
∵(L/u)≥(H/U )∴L≥（uH/U)=0.15×2/0.025=12m
（2）最大生产能力V标
V实=Au=Lbu=12×3×0.025=0.9m.s=3240 mh
V标=V实T/T=3240×273/(40＋273)=2826m.h
（3）若L只能为原来的0.5时，为完成同样的生产任务，可在降尘室中间加一隔板。
6.（10分） 题号4291 第4章 知识点 300 难度 容易
拟用套管换热器来加热丙酮，使之从20℃加热至50℃，处理量为1000 kg.h，丙酮走管内，管子用φ25×2.5钢管，加热剂用热水，入口温度为90℃，流量为450 kg.h,采用逆流操作，若已知传热系数为930 w.m.K，问传热面积要多大?需要多长的钢管?（丙酮平均定压比热为2.26 kJ.kg.K）。
***答案***
Q=1000×2.26×(50-20)=67800 kJ.h
67800=450×4.187×(90-T)
T=54℃
Δt=[(90-50)-(54-20)]/ln(40/34)=37℃
A=Q/(K .Δt)=67800×10/(3600×930×37)=0.55m
l=A/(πdm)=7.8 m
7.（14分） 题号4299 第4章 知识点 100 难度 容易
某燃烧炉的平壁由耐火砖（λ=1.05w.m.K),绝热砖（λ=0.15w.m.K)和普通砖(λ=0.8w.m.K)三种材料组成。已知耐火砖内侧温度为1273K，耐火砖与绝热砖接触面温度1213K，绝热砖与普通砖接触温度411K；普通砖厚230mm，设为稳定热传导，问：(1）耐火砖和绝热砖应砌多厚才能保证热损失不超过274w.m (2）普通砖的外侧温度为多少？
***答案***
δ耐=λ耐×△t/Q=1.05(1273-1213)/274=0.2299m
δ绝=λ绝×△t/Q=0.15(1213-411)/274=0.4391m
△t=Q×δ普/λ普=274×0.23/0.8=78.78K
411-t外=78.78
∴t外=332.2K
good ok 2024-11-23
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