中南大學(xué)2017-2018學(xué)年化工原理考試試卷

中南大學(xué)考試試卷（A）2017--2018學(xué)年2學(xué)期時(shí)間110分鐘化工原理課程48學(xué)時(shí)3學(xué)分考試形式：閉卷專業(yè)年級：化工、制藥、應(yīng)化11級總分100分，占總評成績70%選擇填空（35分）1、（2分）某離心泵入口處真空表的讀數(shù)為

200mmHg

，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01kPa,

則泵入口處的絕對壓強(qiáng)為（

）。

A

A.74.3kPa；

B.101kPa；

C.127.6kPa。2、（2分）水在園形直管中作滯流流動，流速不變，若管子直徑增大一倍，則阻力損失為原來的（

）。

A

A.1/4；

B.1/2；

C.2倍。3、（4分）當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?50mmHg時(shí),

測得某體系的表壓為100mmHg,則該體系的絕對壓強(qiáng)為_113404__Pa,

真空度為_-13340__Pa。4、（2分）一球形石英顆粒，分別在空氣和水中按斯托克斯定律沉降，若系統(tǒng)溫度升高，則其在水中的沉降速度將

，在空氣中的沉降速度將

。答案(增大，下降)5、（5分）套管由φ57×2.5mm和φ25×2.5mm的鋼管組成，則環(huán)隙的流通截面積等于1633mm2，潤濕周邊等于242mm，當(dāng)量直徑等于27mm6、（2分）板框壓濾機(jī)中，最終的過濾速率是洗滌速率的（）。C(A)一倍(B)一半(C)四倍(D)四分之一7、（4分）冷熱水通過間壁換熱器換熱，熱水進(jìn)口溫度為90C，出口溫度為50C，冷水進(jìn)口溫度為15C，出口溫度為53C，冷熱水的流量相同，且假定冷熱水的物性為相同，則熱損失占傳熱量的（

）。A、5%；

B、6%；

C、7%；

D、8%；答案：A，8、（2分）為了減少室外設(shè)備的熱損失，保溫層外所包的一層金屬皮應(yīng)該是（）ＡＡ、表面光滑，顏色較淺；Ｂ、表面粗糙，顏色較深；Ｃ、表面粗糙，顏色較淺；Ｄ、表面光顏色較深，；9、（4分）黑體的表面溫度從300℃升至600℃，其輻射能力增大到原來的

倍.

答案:5.39

斯蒂芬-波爾茲曼定律表明黑體的輻射能力與絕對溫度的4次方成正比,

而非攝氏溫度,即=5.3910、（1分）采用多效蒸發(fā)的目的是為了提高（

B

）。

A.

完成液的濃度；

B.

加熱蒸汽經(jīng)濟(jì)程度；

C.

生產(chǎn)能力11（1分）多效蒸發(fā)中，蒸汽消耗量的減少是用增加（

）換取的。

A

A.

傳熱面積；

B.

加熱蒸汽壓力；

C.

傳熱系數(shù)12、

（1分）（

）加料的多效蒸發(fā)流程的缺點(diǎn)是料液粘度沿流動方向逐效增大，致使后效的傳熱系數(shù)降低。

A

A.

并流；

B.

逆流；

C.

平流13、（1分）離心泵的調(diào)節(jié)閥()答(1)B,（Ａ）只能安在進(jìn)口管路上；（Ｂ）只能安在出口管路上（Ｃ）安裝在進(jìn)口管路和出口管路上均可；（Ｄ）只能安在旁路上14、（1分）泵的工作點(diǎn)（）。DA由泵銘牌上的流量和揚(yáng)程所決定；B即泵的最大效率所對應(yīng)的點(diǎn)；C由泵的特性曲線所決定；D是泵的特性曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)。15、（3分）在旋風(fēng)分離器中，某球形顆粒的旋轉(zhuǎn)半徑為0.4m,切向速度為15m/s。當(dāng)顆粒與流體的相對運(yùn)動屬層流時(shí)，其分離因數(shù)為。57二、（20分）用離心泵將水從儲槽送至水洗塔的頂部，槽內(nèi)水位維持恒定，各部分相對位置如本題附圖所示。管路的直徑均為ф76×2.5mm。在操作條件下，泵入口處真空表的讀數(shù)為24.66×103

Pa；水流經(jīng)吸入管與排出管（不包括噴頭）的能量損失可分別按

與

計(jì)算。由于管徑不變，故式中u為吸入或排出管的流速m/s。排水管與噴頭處的壓強(qiáng)為98.07×103

Pa（表壓）。求泵的有效功率。（水的密度取為1000kg/m3）解：（1）水在管內(nèi)的流速與流量。

設(shè)儲槽水面為上游截面1-1＇，真空表連接處為下游截面2-2＇，并以截面1-1＇為基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程。

式中：Z1

=0，Z2

=1.5m，p1=0表壓），p2=-24.66×103Pa（表壓），

u1

≈0，

將上列數(shù)值代入柏努利方程式，解得水在管內(nèi)的流速

m/s水的流量

=

ws

=uAρ=kg/s

（2）泵的有效功率

設(shè)儲槽水面為上游截面1-1＇，排水管與噴頭連接處為下游截面2-2＇，仍以截面1-1＇為基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程。

式中

Z1

=0，Z2

=

14m，u1

≈0，u2

=

2m/s，p1

=0（表壓）

p2

=98.07×103

Pa（表壓），

將上列數(shù)值代入柏努利方程式，解得

J/kg

泵的有效功率

Ne

=we·ws

=285.41×7.92=2260J/s三、（10分）某板框壓濾機(jī)共有10個(gè)框，框空長、寬各為500mm，在一定壓力下恒壓過濾30min后，獲得濾液５m3，假設(shè)濾布阻力可以忽略不計(jì)。試求：（１）求過濾常數(shù)Ｋ；（２）如果再過濾３０min，還能獲得多少m3濾液？答文（１）過濾面積Ａ＝０．５×０．５×１０×２＝５m2（２）過濾獲得的濾液量ΔＶ＝７．０７－５＝２．０２m3四、（10分）用離心泵輸送水，已知所用泵的特性曲線方程為：。當(dāng)閥全開時(shí)的管路特性曲線方程：（兩式中He、He’—m，V—m3/h）。問：①要求流量12m3/h，此泵能否使用？②若靠關(guān)小閥的方法滿足上述流量要求，求出因關(guān)小閥而消耗的軸功率。已知該流量時(shí)泵的效率為0.65。解:(1)He=36－0.02V2He‘=12＋0.06V2∵He=He’，解得V=17.3m3/h適用(2)當(dāng)V=12m3/hHe=360.02122=33.12m，He‘=12＋0.06V2=12＋0.06122=20.64m五、（15分）設(shè)計(jì)一燃燒爐，擬用三層磚，即耐火磚、絕熱磚和普通磚。耐火磚和普通磚的厚度為0.5m和0.25m。三種磚的系數(shù)分別為1.02W/(m·℃)、0.14W/(m·℃)和0.92W/(m·℃)，已知耐火磚內(nèi)側(cè)為1000℃，外壁溫度為35℃。試問絕熱磚厚度至少為多少才能保證絕熱磚溫度不超過940℃，普通磚不超過138℃。Q*b=K△tQ=138-35/(0.25/0.92)=3790.14*△t=379*0.25△t=t-t1=676t=814℃六、（10分）在一單效蒸發(fā)裝置中將某原料液進(jìn)行濃縮，完成液的濃度為28%(質(zhì)量%)，操作條件下沸點(diǎn)為98℃。為了減少生蒸汽的消耗量，用二次蒸汽四分之一的冷凝潛熱把原料液從20℃預(yù)熱至70℃。原料液的流量為1000kg/h。二次蒸汽的溫度為90℃。相應(yīng)的冷凝潛熱為2283kJ/kg。原料液的比熱為3.8kJ/kg℃。忽略熱損失。試求：1.溶液的沸點(diǎn)升高；2.原料液的濃度x。答文：1.溶液沸點(diǎn)升高△=98-90=8℃2.x0=(F-W)x1/F