中国石油大学(华东)化工原理题.doc
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1、卷化工原理 上期末试卷专业班级 化学工程与工艺、环境工程 学 号 姓 名 开课系室 化学工程系 考试日期 一、填空(每空1分,共0分)牛顿型流体在圆直管道中作稳态层流流动时,现保持流量不变,管直径变为原来得二分之一,则管路摩擦阻力系数就是原来得 倍,产生得摩擦阻力为原来得 倍。某设备入口真空表上读数为10mmHg,当地大气压0、98tm,则入口处绝压为 Pa;出口压力表读数为、8k/m,则其绝对压力为 Pa。离心泵得工作点由 确定;如关小离心泵出口阀门开度则离心泵扬程 ,轴功率 。固体颗粒在流体中呈层流自由沉降时,如温度降低,则固体颗粒在气体中得沉降速度 ;固体颗粒在液体中得沉降速度 。对于连
2、续转筒真空过滤机得操作,当转速提高时,过滤机得生产能力 、滤饼层厚度 。对于聚式固体流态化,常出现得不正常操作现象有 , 。面积与厚度相同得三层导热平壁,测得一维稳态导热时各层导热平壁两侧得温度差大小顺序为2大于t3大于t1,则各层导热平壁得导热系数大小顺序为 、各层导热平壁得导热热阻大小顺序为 。8、液体在圆直管内作强制湍流对流传热时,如液体得流量与定性温度不变,管直径减小为原来得二分之一,则对流传热系数(给热系数)变为原来得 倍。、在铜质套管换热器中,用饱与蒸汽冷凝加热空气,总传热系数应接近于 得对流传热系数(给热系数),传热壁面温度接近于 得温度。 0、黑体得定义为 ,透明体得定义为 。
3、二、分析简答题(共0分) (本小题8分)试分析影响加热炉热效率得因素有哪些?提出提高加热炉热效率得措施。(本小题分)画出往复式压缩机工作循环得-图,标出每一过程得名称。分析说明为何当压缩气体终压较高时采用多级压缩?(本小题4分)试说明冷、热两流体在管壳式换热器中换热时,安排流体流程(管程或壳程)得基本原则.(每项1分)三、计算题(共6分):(5分)用离心泵将4得水从敞口储水池送入一敞口高位槽(当地气压为tm)。泵进出口分别安装真空表与压力表,两表间垂直距离可以忽略不计。已知水得物性参数如下,密度为9927kg/m3 ,粘度为0、624cP,水得饱与蒸气压为55、32mmH。已知泵入口真空表读数
4、为400mmHg,铭牌上泵得允许吸上真空度为。2,输送管路为1084m得钢管,总长度(包括当量长度)为40m,其中吸入管路为6m(包括当量长度),储水池与高位槽高度差为20m,管路摩擦阻力系数为0、2,流量为653/.试问:泵最大可能得安装高度;(8分)泵得扬程;(6分)泵出口处压力表得读数;(6分)设摩擦阻力系数不随流量改变而改变,写出管路特性方程中。(分)(1分)用一板框过滤机过滤CaO3得水悬浮液,滤饼可视为不可压缩。压滤机得过滤面积为20m2,某过滤压强下测得过滤常数K=210-2 2/h。试求:在此压强下将过滤进行至滤饼充满全部滤框时,所获得得滤液为2m,滤布阻力可以忽略不计,问此时
5、所需过滤时间为多少小时?(分)现改用一种较厚得滤布,其常数为qe=10-2m,过滤完毕后,洗涤、拆装等辅助时间共为30分钟,问此时得生产能力为多少?(5分)如,设CaO3得水悬浮液得浓度(以m3滤饼/3滤液计)提高一倍,此时所需得过滤时间为多少?(4分)(分)一单管程、单壳程列管换热器,有多根252。5mm得钢管组成管束。管程走有机溶剂,流量为、5104 kg/h,流速为.5m/s;壳程通入10得饱与蒸汽,将有机溶剂从20加热至50。已知在定性温度下有机溶剂得物性参数为:密度=4.2kg/3,比热p1、7k/(kgK),导热系数=0、14W/(mK),粘度0、8cP;蒸汽得冷凝对流传热系数为1
6、0W/(m2);钢得导热系数取45 W/(mK);污垢热阻可以忽略不计。求:管内得对流传热系数,W/(mK);(分)换热器得总传热系数(以管束外表面积为基准)K,W/(K);(2分)管子得根数与长度;(分)在有机溶剂得初始温度与流量不变得前提下,若通过提高加热蒸汽温度将上述换热器得传热速率提高1%,则加热蒸汽温度应为多少?(5分)注:蒸汽冷凝对流传热系数与有机溶剂得物性参数可瞧作常数.A卷化工原理 下期末试题答案专业班级 化学工程与工艺、环境工程 开课系室 化学工程系 考试日期 一、填空(每空1分,共2分) 1/2 倍, 、33104 a; 、758105 a 泵得特性曲线与管路特性曲线 ;
7、增大 , 减小 增大 ; 下降 增大 、 减小 沟流 , 节涌 2 、 R R3 R1 8、 3、82 9、 空气 , 饱与蒸汽 1、 具有黑表面得物体=1 , 二、分析简答题(共2分)(本小题8分)答:影响加热炉效率得因素有:炉墙损失得热量,烟气带走得热量,燃料燃烧情况及空气得入炉温度、过剩空气系数等。 提高加热炉热效率得措施有:提高空气入炉温度;尽量降低过剩空气系数及降低其温度,减少其带走热量;被加热流体选择适当得入炉温度;选择合适得火嘴,改进燃烧状况,使燃料燃烧完全.(本小题8分)答:12压缩; 23 排气; 34 余隙膨胀;41吸气;(图1分,每步1分) 压缩气体终压较高时,容积系数下
8、降,使压缩机动力消耗增加;排出气体温度增加;造成机件损坏及可能导致得润滑油失效。(每项1分,共3分)(本小题4分)答:有腐蚀性、高温及高压流体走管程,降低对壳体材质要求;有毒、易燃流体走管程,降低泄露;易于结垢得流体走易清洗一侧,便于清扫;流量小,粘度大得流体走壳程,便于达到湍流;需要被冷却流体,一般走壳程,便于散热;蒸汽宜走壳程,便于冷凝液及不凝气排放。三、计算题(共60分):(25分)解:(1) 分 分 2分 2分 2分(2)在两槽之间列柏努利方程,得: 2分 2分 2分(3)在两表之间列柏努利方程,忽略位差: 3分 分(4) 分(1分)解:(1)恒压过滤:Ve=0 V2=KA2t 分 分
9、(2) 2分 1 1分 分(3)滤饼结构不变,比阻不变,悬浮液浓度加倍,饼液比加倍, 1分 1分 分 分(20分)解:(1) 1分 1分被加热:n=0、4 2分 2分(2)计算过程中不计热损失,忽略管壁导热热阻及污垢热阻 分(3) 2分 1分 2分 1分 分() ; 分 2分;; 2分B卷化工原理 上期末试卷专业班级 化学工程与工艺、环境工程 学 号 姓 名 开课系室 化学工程系 考试日期 一、填空与选择题(每空1分,共30分)0、atm(表压) kPa= mmg.连续性方程就是 ,柏努利方程就是 . 、物料衡算式 B、能量衡算式 C、相平衡式 D、过程速率式空气在一等径水平圆直管中作等温、稳
10、定流动,则沿流动方向其雷诺准数将 (变大,变小,不变);若沿流动方向空气温度升高,其雷诺准数将 (变大,变小,不变)。减小阀门开度,管中流体流量减小,这就是因为 。 A、减小了阻力系数; B、增加了当量直径;C、增加了当量长度; D、增加了流体动能。一台压缩机得工作循环包括 、 、 与 四个阶段。降沉室内颗粒沉降下来得条件就是 。固体流态化可分为 流化与聚式流化两种,聚式流化常出现得不正常操作有 与 两种.传热方式主要有 、 、 三种.列管式换热器按照热补偿方式得不同可以分为: 、 与 。在饱与水蒸汽冷凝加热空气得套管换热器中,传热壁面得温度接近于_ 得温度,总传热系数K接近于_ 得对流传热系
11、数,传热过程得热阻主要集中在 _侧。管式加热炉得结构包括 、对流室、 、 与余热回收系统。过剩空气系数得定义就是 ;越高,出炉烟气温度越 (高、低);过高,炉子热效率 (升高、降低)。二、简答题(每题5分,共5分)指出离心泵得气蚀与气缚现象有什么区别。简述强化换热器传热得途径,举出若干具体措施.试述罗伯伊万斯假定得基本内容。三、计算题:(共55分)(2分)如图所示输水系统,用泵将水池中得水输送到敞口高位水槽,已知水得密度为00k/m3 ,管道直径均为452.5mm,泵得进、出口管路上分别安装有真空表及压力表。真空表安装位置距贮水池得水面高为48m,压力表安装位置距贮水池得水面高度为m。当输入量
12、为3/h时,进水管道得全部阻力损失为10J/k,出水管道得全部阻力损失为40J/kg,压力表得读数为、5kgfm2.泵得效率为。(忽略真空表到泵入口、泵出口到压力表得阻力损失)。试求:泵扬程H,m;(0分) 两液面高度差h,m ;(6分)泵所需得轴功率,W.(分)(15分)某厂用板框压滤机在恒压下过滤一种悬浮液,滤框得空间尺寸为00l000mm,有2个滤框,经过2h过滤,滤框完全充满滤饼,且每m2过滤面积得到滤液1。4m3。卸饼、清理、组装等辅助时间为、2h,忽略过滤介质阻力,滤饼未洗涤。试求:该扳框压滤机得生产能力;(6分)过滤后用l/8滤液体积得洗涤水在同样压力差下进行横穿洗涤滤饼时得生产
13、能力(设洗涤水与滤液粘度相近).(9分)(20分)一内管尺寸为52、5mm得套管换热器作为精馏塔顶全凝器,冷却水走管程,塔顶蒸汽走壳程。已知塔顶蒸汽流量为50kg/h,汽化潜热为27k/kg,饱与温度为80;冷却水入口温度为1,出口温度为45,忽略管壁及污垢热阻。此时蒸汽侧得对流传热系数o104W/(m2K),水侧得对流传热系数=4428、4 /(m2K);水得比热CP=4、174,忽略热损失。试求:换热器得热负荷Q,kW ;(3分)冷凝水得用量W2,k/h ;(2分)换热过程得对数平均温差t, ;(分)换热过程得总传热系数KO,;(以内管得外表面积为基准)(5分)若达到要求,换热器长度不短于
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