化工原理复习题
1.一个被测量体系外柱按上一个U型压差计,出现如图情况,说明体系与大气压是（）关系
A. 体系＞大气压
B. 体系＜大气压
C. 体系＝大气压
（第1小题图）（第2小题图）
2.如图所示,连接A.B两截面间的压差计的读数R表示了( )的大小。
A. A.B间的压头损失H f ；
B. A.B间的压强差△P
C. A.B间的压头损失及动压头差之和；
D. A.B间的动压头差(u A2- u B2)/2g
3.层流与湍流的本质区别是( )。
A. 湍流流速>层流流速；
B. 流道截面大的为湍流，截面小的为层流；
C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数；
D. 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。
4.离心泵起动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致超负荷工作，这是因为（）
A. Q启动＝0，N启动≈0 ；
B. Q启动〉0，N启动〉0；
C. Q启动=0，N启动〈0
5..离心泵在一定的管路系统工作，如被输送液体的密度发生变化(液体其余性质不变)，则( )
A. 任何情况下扬程与ρ无关；
B. 只有当（Z2－Z1）＝0时扬程与ρ无关；
C. 只有在阻力损失为0时扬程与ρ无关；
D. 只有当P2－P1＝0时扬程与ρ无关。
6.为使离心机有较大的分离因数和保证转鼓有关足够的机械强度，应采用（）的转鼓。
A. 高转速、大直径；
B. 高转速、小直径；
C. 低转速、大直径；
D. 低转速，小直径。
7.为提高旋风分离器的效率，当气体处理量较大时，应采用（）。
A. 几个小直径的分离器并联；
B. 大直径的分离；
C. 几个小直径的分离器串联；
D.与并联和串联的方式无关。
8.穿过三层平壁的稳定导热过程，如图所示，试比较第一层的热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的大小( )。
A. R1>(R2+R3)；
B. R1<(R2+R3)；
C. R1=(R2+R3) ；
D. 无法比较。
（第8小题图）
9.有一列管换热器，用饱和水蒸汽（温度为120 ℃）将管内一定流量的氢氧化钠溶液由20℃加热到80℃，该换热器的平均传热温度差Δt m为（）。
A. -60/ln2.5;
B. 60/ln2.5;
C. 120/ln5；
D.100/ ln5.
10.间壁两侧流体的对流传热系数相差较大时，要提高K值，关键在于提高对流传热系数（）之值。
A. 大者；
B. 小者；
C. 两者；
D.污垢热阻。
11. 当流体在园管内流动时,管中心流速最大,若为滞流时,平均速度与管中心的最大流速的关系为( )
A. u m＝3/2u max；
B. u m＝0.8 u max；
C. u m＝1/2 u max ；
D. u m＝0.4u max
12.转子流量计的主要特点是( )。
A. 恒截面、恒压差；
B. 变截面、变压差；
C. 恒流速、恒压差；
D. 变流速、恒压差。
13.如图,若水槽液位不变①、②、③点的流体总机械能的关系为( )。
A. 阀门打开时①>②>③
B. 阀门打开时①=②>③
C. 阀门打开时①=②=③
D. 阀门打开时①>②=③
(第3小题图)
14. 离心泵的扬程是( )
A. 实际的升扬高度；
B. 泵的吸液高度；
C. 液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度；
D. 单位重量液体出泵和进泵的机械能差值。
15. 往复泵在操作中( )
A. 不开旁路阀时，流量与出口阀的开度无关；
B. 允许的安装高度与流量无关
C. 流量与转速无关；
D. 开启旁路阀后，输入设备中的液体流量与出口阀的开度无关
16.用板框压滤机恒压过滤某一滤浆（滤渣为不可压缩，且忽略介质阻力），若过滤时间相同，要使其得到的滤液量增加一倍的方法有（）。
A. 将过滤面积增加一倍；
B. 将过滤压差增加一倍；
C. 将滤浆温度到高一倍。
D. 将过滤面积减小一倍
17. 旋风分离器的临界粒径是指能完全分离出来的（）粒径。
A. 最小；
B. 最大；
C. 平均；
18. 在反应器的单根冷却蛇管内通冷却水，其进、出口温度分别为t1、t2，蛇管外有热流体
稳定流过,借搅拌器作用，使热流体保持均匀温度T(T 为热流体出口温度) ，如冷却蛇管长
度增大一倍,其它条件不变,问出口水温t 2应( )。
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 不一定
19. 将1500 kg/h ，80℃的硝基苯通过换热器冷却到40℃，冷却水初温为30℃，出口温度不
超过35℃，硝基苯比热为1.38kJ/(kg.K)，则换热器的热负荷为（ ）。
A. 19800kJ/h ;
B. 82800kJ/h ;
C. 82800 kW; D100000 kW
20.当壳体和管束之间温度大于50℃时，考虑热补偿，列管换热器应选用（ ）
A. 固定管板式;
B. 浮头式 ;
C. 套管式;
D.哪种型式都可以。
1．如图所示，空气以相同的流速分别通过水平放置和垂直放置的两根等径直管。已知
d 1=d 2,L AB =L CD ,U 形差压计指示液相同。则………………………………………（ C ）
（A ） ?p AB =?p CD （B ）?p AB ﹥?p CD （C ）h fAB =h fCD （D ）R1﹥R2
2．下图为一管道测压装置，流体在水平直管内流动，流体的粘度μ＝0，若忽略测压管对
流通截面的影响，则………………………………………………………（ A ）
（A ）R 1=R 3＜R 2（B ）R 1＜R 2＜R 3（C ）R 2＞R 1＞R 3（D ）R 1＜R 3＜R 2
3．如图所示，连接A,B 两截面间的压差计的读数R 表示的大小是……………（ D ）
（A ）A,B 间的压头损失h fAB （B ）A,B 间的压强差?p AB
（C ）A,B 间的压头及动压头差之和 （D ）A,B 间的动压头差（u A 2－u B 2）/2g
CADBA;6～10ADCBB
R 1 d1 A B R 2
D C d
R 1 R 2 R 3 u
R
4．在层流情况下，如管长、流速不变，但管内径减小为原来的一半，则后者与前者的沿程阻力之比为……………………………………………………………………（ B ）
（A ） 8； （B ）4； （C ） 2； （D ）1。
5．离心泵的工作点……………………………………………………………（A ）
（A ）由泵铭牌上的流量和扬程所决定；（B ）即泵的最大效率所对应的点；
（C ）由泵的特性曲线所决定 ； （D ）是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点。
6．离心泵的转速改变时，则……………………………………………………（ A ）
(A)不会改变管路特性曲线； (B)不会改变泵的特性曲线；
(C)不会改变工作点； (D)不会改变管路所需压头。
7. 在重力场中，微小颗粒的沉降速度与下列因素无关…………………………（ D ）
（A ）粒子的几何形状 ； （B ）粒子的几何尺寸；
（C ）流体与粒子的密度 ； （D ）流体的流速。
8．在板框过滤机中，如滤饼不可压缩，介质阻力不计，过滤时间增加一倍，其过滤速率为原来的…………………………………………………………………………（ C ）
（A ）2倍； （B ）1/2倍； （C ）2
2 倍； （D ）4倍。 9．有一φ18×2mm 的无缝钢管，管内通冷冻盐水，为减小能量损失，在管外包一层导热系数λ＝0.18W/m·℃的石棉，保温层外壁与空气的对流传热系数α＝10W/m 2·℃,原包石棉为5mm ，现改为8mm,则冷量损失是………………………………………（ B ）
（A ）增加 （B ）减小 （C ）不变 （D ）不定
10．在蒸汽冷凝时，不凝气体的存在对α的影响是………………………………（ B ）
（A ）使α上升；（B ）使α大大下降；（C ）对α无影响；（D ）以上说法都不正确。
二、填空题（本题共15空，每空1分，共15分）
（请将正确答案填入空格内）
11.当密度ρ＝820 kg/m 3,粘度μ=3厘泊的某液体,在内径为d=100mm,以流速2m/s 在管中流动时,其雷诺准数等于__________.
12. 圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为11.8kg/s,其体积流量为___________.
13. 当量直径的定义是de ＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿.
14.在套管环间流动的流体,外管的内径是d 1,内管的外径是d 2,则当量直径de ＝ 。
15.离心泵的主要参数有: 流量, 扬程,功率及________.
16.调节泵流量的方法有：改变阀门的开度, __________________,____________________.
17.悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_____________三个力的作用。
18.过滤速率是指___________________________ 。
19.在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐__________ 。
20.某间壁换热器中,流体被加热时,圆形直管内湍流的传热系数表达式为___________________，当管内水的流速为0.5m/s时,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kW/（m2.K）).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为0.8m/s时,此时传热系数α=_____________.
21.平壁稳定传热过程，通过三层厚度相同的不同材料，每层间温度变化如图所示，试判断λ1、λ2、λ3的大小顺序____________。
（第21题图）
22.用冷却水将一定量的热流体由100℃冷却到40℃，冷却水初温为15℃，在设计列管式换热器时，采用两种方案比较，方案Ⅰ是令冷却水终温为30℃，方案Ⅱ是令冷却水终温为35℃，则用水量W1＿＿W2，所需传热面积A1＿＿＿A2。（比较大小）
23. 牛顿粘性定律的表达式为__________。
24.当密度ρ＝820 kg/m3,粘度μ=3厘泊的某液体,在内径为d=100mm,以流速2m/s在管中流动时流动类型为__________.
25.圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为11.8kg/s,平均流速为___________.
26. 层流时,管内平均流速是最大流速的____倍.
27.柏努利方程如衡算基准以J/kg表示,柏努利方程可表示为
28.离心泵的特性曲线有:H~Q曲线，_____________曲线和________________曲线.
29.离心泵的流量调节阀安装在离心泵＿＿＿管路上，关小出口阀门后，压力表的读数。
30.球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________ 。
31.过滤阻力由两方面因素决定：一方面是滤液本身的性质，即其_________；另一方面是滤渣层本身的性质，即_______ 。
32.某间壁换热器中,流体被加热，当管内水的流速为0.5m/s时,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kW/（m2.K）).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为1.0m/s时,此时传热系数α=________________.
33.厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知b1>b2>b3;导热系数λ1<λ2<λ3。在稳定传热过程中，比较各层的热阻R1、R2和R3的大小：。
34一列管换热器，列管规格为φ38×3, 管长4m,管数127根，则外表面积
F外=________________。
三、判断题（本题共10题,每小题1 分，共10分）
（请在你认为正确的题后括号内打“√”，错误的打“×”）
23.实验证明,流体在管内作稳定湍流时,当Re一定,则摩擦系数λ随管子的相对粗糙度的增加而增大。（）
24.柏努利方程中p/（ρg）表示1N重的流体在某截面处具有的静压能,称为动压头。（）
25.离心泵的出口阀关闭，其流量为零，则所需的轴功率也为零。（）
26.离心泵开泵之前要先灌液，目的是防止气蚀现象发生。（）
27.若洗涤压差与过滤压差相等，洗水粘度与滤液粘度相同时，对转筒真空过滤机来说，洗涤速率=过滤末速度。（）
28.欲提高离心通风机的风压，可以提高风机叶轮的转速。（）
29.凡稳定的圆筒壁传热，热通量为常数。( )
30.流体流动时，滞流内层的粘度是对流传热的主要控制因素。（）
31.蛇管换热器是属于间壁式换热器的一种。（）
32..维持膜状沸腾操作，可获得较大的沸腾传热系数。（）
33.柏努利方程中的p/（ρg）表示1N重的流体在某截面处具有的静压能,称为静压头。（）34流体在园形管道中流动时,管壁处的流速为中心处流速的0.5倍。（）
35.在阻力实验中,用U形管压若计来测量管道阻力时,若某测压导管中存有气泡,但测量的准确性无影响。（）
36.离心泵开泵之前要先灌液，目的是防止气缚现象发生。（）
37.离心泵的出口阀关闭，其流量为零，则所需的轴功率也为零。（）
38.若洗涤压差与过滤压差相等，洗水粘度与滤液粘度相同时，对转筒真空过滤机来说，洗涤速率=过滤未速度。
39.欲提高离心通风机的风压，可以提高风机叶轮的转速（）
40.要使固体颗粒在沉降器内从流体中分离出来，颗粒沉降所需要的时间必须大于颗粒在器内的停留时间。（）
41.在稳态传热中，凡热阻大处其温差也大。( )
42.列管换热器采用多管程的目的是提高管内流体的对流传热系数α（）
四、简答题（本题共1题,共5分）。
（回答要点，并作简明扼要的解释）
33.为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作?
34.给热系数受哪些因素影响?
五、计算题（本题共4题,第34和37小题每题15分，第35和36小题每题10分,共50分）
（要求写出主要计算步骤及结果）
34..如图所示的管路系统中，有一直径为φ38×2.5mm、长为30m的水平直管段AB, 并装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量,流量系数Co=0.63。流体流经孔板永久压强降为3.5×104N/m2，AB段的摩擦系数可取为0.024。试计算: ⑴液体流经AB管段的压强差；⑵若泵的轴功率为500W，效率为60%，则AB管段所消耗的功率为泵的有效功率的百分率。
（第34题图）
35..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20m3/h，试求理论功率为多少kw？
36.用一板框压滤机在147.1kN/m2（表压）下恒压过滤某悬浮液，要求在1.5小时内获得4m3的滤液，若过滤介质阻力忽略，滤渣为不可压缩，并测得过滤常数K=1.6×10-5m2/s，问：（1）需要过滤面积多少m2?（2）若选用滤框尺寸：长×宽×厚=635×635×25mm，需滤框多少块？（3）过滤完毕，用清水在与过滤压力相同的情况下洗涤30分钟，洗水的消耗量为多少m3?（4）若把压力加倍，其它情况不变过滤1.5小时，可得滤液多少m3?
37.用一传热面积为3m2由φ25×2.5mm的管子组成的单程列管式换热器,用初温为10℃的水将机油由200℃冷却至100℃,水走管内,油走管间。已知水和机油的质量流量分别为1000kg/h和1200kg/h,其比热分别为4.18kJ/(kg.K)和2.0kJ/(kg.K);水侧和油侧的对流传热系数分别为2000W/(m2.K)和250W/(m2.K),两流体呈逆流流动,忽略管壁和污垢热阻。(1)计算说明该换热器是否合用? (2)夏天当水的初温达到30℃,而油的流量及冷却程度不变时,该换热器是否合用?(假设传热系数不变)
38..用离心泵把水从储槽送至附图所示，表压为1kgf.cm-2的水洗塔中，储槽液面恒定，其上方为大气压。在某输送量下，泵对每kg水作的功为317.7J/kg，管内的摩擦系数为0.018。泵的吸入管路和压出管路总长分别为10m及100m（包括管件及入口的当量长度，但不包括出口的当量长度）,管子采用Φ108×4mm的钢管。若在泵的出口处装一压力表，而测压处与
泵入口处之间的位差和摩擦阻力均可忽略不计，试求压力表的读数为多少kN/m 2
（第34小题图）
39.欲用离心泵将比重为1.1的液体（性质与水相近）以20m3/h的流量由贮槽打到高位槽。两槽均通大气。位差为15m。（设液面保持不变）管路全部压头损失为8m液柱，求泵的扬程和有效功率。今库房有下列型号的离心泵，选用哪台合适？
型号流量m3/h扬程m
2B31 20 30.8
2B31A 20 25.2
3B33A 20 26.2
（第35小题图）（第35小题表）
40..用一板框压滤机在147.1kN/m2（表压）下恒压过滤某悬浮液，要求在2小时内得滤液8m3，若过滤介质阻力可忽略，滤渣不可压缩，过滤常数K=1.65×10-5m2/s，问：（1）现有一板框压滤机，滤框的规格为长×宽×厚=810×810×25mm，共框18块，是否合用？（忽略角孔占去面积）。（2）过滤完毕，用清水0.25m3在与过滤相同压力下进行洗涤，问洗涤用了多少时间？
41.有一换热器由φ25×2mm钢管组成,管外为常压下的苯饱和蒸汽冷凝,苯的沸点为80℃,管内走冷却水,温度由10℃升高到30℃。已知,苯的冷凝传热系数为600W/(m2.K),水的对流传热系数为400W/(m2.K),钢的导热系数为50W/(m2.K),忽略垢层的热阻。求：(1)热流体一侧的平均壁温；(2)冷流体一侧的平均壁温。
一、选择题（本题共10小题,每小题2分，共20分)
答案:1~5：ACDAA;6~10：BACBB 11-15: CCBDA 16-20: AAABB
二、填空题（本题共15空，每空1分，共15分）
***答案***
11. 5.46×104
12 0.0118m3/s
13. de＝4×流通截面积/浸润周边
14. de＝d1－d2
15.效率
16. 改变泵的转速；车削叶轮外径
17.重力、阻力、浮力
18.单位时间内通过单位面积的滤液体积
19.变慢
20.α=0.023(λ/d)Re0.8Pr0.4；α=3.81(kW/（m2.K）)
21.λ2〉λ1〉λ3
22.大于；小于
23. τ=μdu/dy；
24. 湍流
25.1.50 m/s
26.0.5
27. gZ 1+P1/ρ+u12/2= gZ2+P2/ρ+u22/2+∑W f;
28. 功率N～流量Q曲线；效率η～流量Q曲线
29. 出口; 增大
30.粒子所受合力的代数和为零.
31.μ；γL
32.α=4.54(kW/（m2.K）)
33.R1>R2>R3
34.F1=127×4π×0.038=60.6m2
三、判断题（本题共10题,每小题1 分，共15分）（请在你认为正确的题后括号内打“√”，错误的打“×”）
23. √；24. ×；25.×；26. ×；27. √；28. √；29. ×；30. ×；31. √；32. ×
33. √；34 ×；35 ×；36. √；37 ×；38 √；39. √；40 ×；41 √；42 √
四、简答题（本题共1题,共5分）。（回答要点，并作简明扼要的解释）
33.为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作?
***答案***
操作可以获得较大的平均传热温度差，从传递相同热负荷言，须较小的传热面积，节省设备费用。此外，逆流热流体出口温度T可接近冷流流体进口温度t，对相同热
负荷言，需加热剂少；同样，就冷流体而言，逆流体出口温度t可接近热流体进口温度T，对相同热负荷言，需要冷却剂少，故对逆流就加热剂或冷却剂用量考虑，逆流操作费小。
34流动类型：湍流时的给热系数大。流体的物性：粘度μ、密度ρ、比热C p，导热系数λ均对给热系数有影响。传热面的形状、大小和位置：管子的排列、折流都是为了提高给热系数。流体的对流情况，强制对流比自然对流的给热系数大，流体在传热过程有无相变，有相变α大。
五、计算题（本题共4题,第34和37小题每题15分，第35和36小题每题10分,共50分）
（要求写出主要计算步骤及结果）
34.***答案***
⑴在A-B之间列柏方程(管中心线为基准面)：
gZ A+u A2/2+p A/ρ= gZ B+u B2/2+p B/ρ+∑W f
p A-p2=ρ∑W f=ρλLu2/2d+△p孔
u0=C0[2gR(ρ2-ρ)/ρ]
=0.63[2×9.81×0.6(13600-867)/867]
=8.284m/s
u=(16.4/33)2×8.284=2.046 m/s
∴p A -p B=0.024×(30/0.033)×(2.0462/2)×867+3.5×104 =74590 N/m2
⑵Ne=We .Ws=(74590/867)[(π/4)d2uρ]
=86(0.785×0.0332×2.046×867)=130w
有效功率百分数=130/(500×0.6)×100%=43.3%
35. ***答案***
ｇZ 1＋ｕ12/2＋P1/ρ＋Ｗe＝ｇZ2＋ｕ22/2＋P2/ρ+∑W f
Z1＝0，Z2＝31.6m，P1＝P2，ｕ1≈0，ｕ2≈0，∑W f＝50Ｊ/kg
Ｗe＝ｇZ2＋∑W f＝9.81×31.6＋50＝3 60Ｊ/kg
m s＝20/3600×1000＝5.556kg.s
N＝Ｗe m s＝360×5.556＝2000Ｊ/s＝2kw
36***答案***
（1）求过滤面积
∵V2=KA2θ ∴A=V(1/Kθ)0.5 =4×[1/（1.6×10-5×1.5×3600)]0.5=13.6m2
（2）求框数
13.6/0.635×0.635×2=17块
（3）求洗水量
(d V/dθ)W=kA/8V=V/8θ=4/(8×1.5)=0.33m3/h
∴V W=(d V/dθ)W×θW=0.33×30/60=0.17m3
（4）求滤液量
(K2)/(K1)=(△P2)/(△P1)=2
V2=V1× (2)1.5=4( 2) 1.5=5.66 m3
精选文库
37. ***答案***
(1) Q1=1200×2×(200-100)=240000kJ/h
Q2=Q1,
t2=t1+Q1/(mρ2·Cp2)=10+240000/(1000×4.18)=67.4℃
△t m=(132.6-90)/ln(132.6/90)=110℃
1/K1=1/α1+d1/(α2·d2)=1/250+25/(2000×20)
K1=2 16.2 W/(m2.K)
A1=Q1/(K△tm) =240000×103/(216.2×3600×110) =2.8 m2<3m2故适用
(2) t1=30℃时
t2=30+240000/(1000×4.18)=87.4℃
△t m=(112.6-70)/ln(112.6/70)=89.6℃
A 1=240000×103/(3600×89.6×216.2)=3.45 m2>3 m2
不适用
38.***答案***
定储槽液面为1-1，管出口内侧为2-2，液面为基准面。列柏式：
Z 1g+P1/ρ+u12/2+we= Z2g+P2/ρ+u22/2+∑W f
而∑W f=λ(L+Le) u22/(2d)=0.018×(10+100) u22/(2×0.1)=9.9 u22
∴0+0+0+317.7=20×9.807+98100/1000+ u 22/2+9.9 u22
∴u2 =1.5m/s
再在测压口3-3与2-2间列柏式：
Z 3g+P3/ρ+u32/2= Z2g+P2/ρ+u22/2+∑W f
而∑W f=λL u2/（2d)=0.018×100×1.52/ (2×0.1) =20.25J/kg
∴0+P3/1000+1.52/2=18×9.807+98100/1000+1.52/2+20.25
∴P3=296.1×103N/m2=296.1 N/m2（表压）
39.***答案***
如图所示取1－1、2－2截面列柏努里方程，并以1－1为基准面，得：
H＝ΔZ＋∑H f（1－2）＝15＋8＝23m
N有效＝ρQH/102＝1100×(20/3600)×23/102＝1.38KW
选2B31A型水泵。
该泵Q＝20m3/h H＝25.2＞23m
40. ***答案***
（1）现有板框压滤机面积是否够用？
V实=0.81×0.81×18×2=23.62m3
V2=KA2θ
A计=V(1/Kθ)0.5=8[1/（1.65×10-5×2×3600)]0.5 =23.2 m3
A 实＞A计，可满足要求
（2）求θW(d V/dθ)W=(1/4)(d V/dq)=V/8θ =8/(8×2)=0.5m3/h
θW=V W/(d V/dθ)W =0.25/0.5=0.5h
41.***答案***
（1）热流体一侧平均壁温T Wm
∵热流体为苯饱和蒸汽冷凝T1＝T2＝T沸＝80℃
∴可认为热流体一侧T W 1＝T W2＝T Wm
Δt m1 ＝T－T Wm
根据Q＝α1 A1Δt m1＝α2 A2Δt m2＝K A1Δtm
1/K1＝1/α1＋(1/α2 )×d1/d2＋(b/λ)×d1 /d m
＝1/600 +(1/400)×0.025/0.021 +(0.002/50)×0.025/0.023＝0.0047
∴K1＝213.4W/(m2.K)
Δt1＝80－10＝70℃; Δt2＝80－30＝50℃
Δtm ＝（Δt1－Δt2）/ln（Δt1/Δt2）＝(70-50)/ln（70/50）＝59.44℃
∴T Wm＝T－K/α×Δt m＝80-213.4/(600）×59.44＝58.9℃
（2）∵钢的导热系数比较大
∴认为冷流体一侧t W1＝t W2＝t Wm
根据Q＝KA1 Δtm ＝(1/ｂ)×λ×A m ×（T Wm-t Wm）
设管壁两侧壁温恒定,故Δt Wm＝T Wm－t Wm
代入上式有t Wm＝T Wm－KΔtm (b/λ)×A1 /A m
∴t Wm＝58.9- 213.4×59.44×(0.002/50)×0.025/0.023＝58.35℃
1．某同学进行离心泵特性曲线实验，启动泵后，泵入口处指示真空度很高，他对故障原因作出了正确的判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因…（D ）（A）水温太高（B）真空计坏了（C）吸入管路堵塞（D）排出管路堵塞2．离心泵漏入大量空气后将发生………………………………………（B ）（A）汽化现象（B）气缚现象（C）汽蚀现象（D）气浮现象
3. 离心泵的吸液高度与………………………………………………………（）无关。
A.排出管路的阻力大小
B. 吸入管路的阻力大小
C.当地大气压
D.被输送液体的密度4．流体的静力学基本方程：p2=p1+ρg（Z1-Z2）适用于…………………………………（）（A）任何场合下的同一种流体；（B）同一种连续的静止流体；
（C）连续流动的流体；（D）不同种类连续的静止流体。
5．如将牛顿粘性定律表达为流体流动时所产生的剪应力与单位体积流体的动量梯度成正比则这时的比例常数应为…………………………………………………………（）
（A）μ；（B）
ρ
μ/；（C）/μm
s
；（D）/
μVs。
其中：μ—流体的粘度；ρ——流体的密度；m s——流体的质量流量；Vs——流体的体积流量。
6．50 ℃的温水从一高位槽中流出，经过一条20 m长的导管流入一水池。流入水池时水温已降为47 ℃。现有人试图列出伯努利方程以求取水流出导管时的流速。你认为……（）（A）伯努利方程式中必须考虑因水温变化而散失的能量；
（B）可按水温不发生变化时来列出伯努利方程式；
（C）由于水温发生变化，计算时还必须考虑内能的变化，因此不能用伯努利方程式；（D）上述三种说法都是错误的。
7．如右图安装的压差计，当旋塞慢慢打开时，压差
计中的指示剂（汞）的液面将………………（）
(A)左高右低；
(B)左低右高；
(C)维持高度不变；
(D)不能确定。
8．当流体在圆管内流动时，使流体的流速在圆管内分 布不均匀的原因是由于…………（ ）
(A)管壁存在摩擦力； (B)流体的静压力；
(C)流体存在粘滞力； (D)流体所受到的重力。
9．层流与湍流的本质区别是_____________。
A.湍流流速>层流流速
B.流道截面大的为湍流，截面小的为层流
C.层流的雷诺数>湍流的雷诺数
D.层流无径向流动，而湍流有径向流动
10．下图为一管道测压装置，流体在水平直管内流动，流体的粘度μ＝0，若忽略测压管对
流通截面的影响，则………………………………………（ ）
（A ）R1=R3＜R2（B ）R 1＜R 2＜R 3（C ）R 2＞R 1＞R 3（D ）R 1＜R 3＜R 2
二、填空题（每题2分 本题满分20分）
1．流体在管内作湍流流动时(不是阻力平方区)，其摩擦系数λ随____Re_______ 和_________e/d_____而变。
2．当20℃的甘油（密度为1261 kg/m 3，粘度为1.499 cP ），流经内径为100 mm 的圆形直管时，其平均流速为1m/s,其雷诺数为____84123________，管中心处的最大流速为_1.22_ m/s .
3．量纲（因次）分析法的主要依据是____因次一致性原则_______，在流体阻力的分析中，采用的基本因次为M 、L 、θ，若影响流动阻力的变量数有7个，则可获得 4 个无因次群。
4．当量半径的定义为 ，长为a 、宽为b 的长方形的当量直径为
2 ab/(a+b) 。
5．如图1所示，液体在等径倾斜管中
稳定流动，则阀的局部阻力系数ξ与压
差计读数Ｒ的关系式为_______。
20)(2u
Rg ρρρζ-= 6．求取湍流时的磨擦系数采用的是因次分析法， 依据的是 π 定理 ；采用的基本因次为M 、L 、θ，若影响流动阻力的变量数有7个，则可获得 4 个无因次群。
7．离心泵采用并联操作的目的是__增加流量_______ ；离心泵采用串联操作的目的是__增加压头___________。
8. 离心通风机的全风压等于____动压___与__静压_________之和。
9 离心泵的流量调节阀安装在离心泵___出口___管路上，关小出口阀门后，压力表的读数__R 1 R 2 R 3
u
增大____。
2．有一并联管路，两支段管路的流速、管径、管长及流动阻力损失分别为u 1、d 1、l 1、hf 1及u 2、d 2、l 2、hf 2。若d 1=2d 2，l 1=2l 2，则当两段管路中流体均作湍流流动时，并取21λλ=，则u 1/u 2=▁1▁▁▁。
三、分析并回答问题（每小题8分 本题满分24分）
1．简述边界层及边界层分离的概念。
答：u=0~99%∞u 之间的区域，称为边界层。流体流过一定区域后，速度减小，压力增加，出现流体回流形成旋涡，产生大量能量损失的现象，称为边界层分离。
2．某车间有一精馏塔，其计量馏出液的转子流量计损坏了，急需更换一个流量计。现车间库存一个转子流量计（其转子是塑料制的），其量程小于原来的流量计；若打算将此流量计改装后使用，试设计具体的改装和校核实验的方案。
答：用原来的转子替换塑料转子。 )()(ρρρρ--'=''f f s s V V ＝k
其中：S f V ,ρ分别为塑料转子计的密度及其对应的流量；S f V '',ρ分别为改装后转子计的密度及其对应的流量。改装后的流量可通过塑料转子的读数乘以k 。
3．如图所示，液体分别从两容器中流出，液面保持不变，排出管径相同。问：
（1）比较图（a ）中1-1和2-2截面的u 1＞u 2还是u 1=u 2？为什么？
（2）图（a ）、（b ）中Z 3＞Z 4其它条件不变，忽略阻力损失，则出口处的速度u 3与 u 4哪个
大？为什么？
（3）图（a ）、（b ）中Z 2=Z 4，则截面2-2*处的速度u 2与u 4哪个大？为什么？
答：（1）根据质量守恒定律和连续性方程得到：u 1=u 2。
（2）根据伯努利方程有：,2,24433gZ u gZ u ==
因为Z 3>Z 4 故：u 3>u 4.
（3）因为u 3＝u 2.故u 2>u 4
四、计算题（第题18分 本题满分36分）
2．如图所示的输水系统，已知管内径为d=50 mm ，在阀门全开时输送系统的（l +Σl e ）=50 m ，摩擦系数λ可取0.03, 泵的性能曲线在流量为6m 3/h 至15m 3/h 范围内可用下式描述: H=18.92－0.82Q 0.8, H 为泵的扬程m, Q 为泵的流量m 3/h 。问:
(1) 如要求输送量为10 m 3/h, 单位质量的水所需外加功为多少? 此泵能否完成任务?
(2) 如要求输送量减至8 m 3/h(通过关小阀门来达到), 泵的轴功率减少百分之多少?(设泵的
效率变化忽略不计)。
解：（1）在两水面间列伯努利方程：
即此泵能够完成任务。
大于很显然＝－＝泵能提供的压头功单位质量的水所需外加于是有：管内流体的流速因为：,75.131082.092.18/13081.925.1325.1325.31025.381.9242.105.05003.02/42.105.0785.03600
/1010,0,,228.02
2
22121212
2
2
22111e e e e f f
e h H m
H kg
J g h W m
h m
g u d l
h s
m u m
z z p p u u h g u
g p z h g u g p z ?=?===+==???=??==?=====+++=+++λρρ ％。
故减小＝因为：1.15849.01075.138
6.14////,6.14882.092.18)2(8.0=??
='''=''
=''=?-='ηρηρηηη
ηgQ H Q g H N N N N m H e
e
化工原理期末考试试题及答案
1．（20分）有立式列管式换热器，其规格如下：管数30根、管长 3 m、管径由25×2.5 mm，为单管程。今拟采用此换热器冷凝冷却CS2 饱和蒸汽，从饱和温度46℃冷却到10℃，CS2 走管外，其流量为250 kg／h，其冷凝潜热为356 kJ/kg，液体CS2的比热为 1.05 kJ ／（kg·℃ ）；水走管内与CS2成总体逆流流动，冷却水进出口温度分别为5℃和30℃。已知CS2 冷凝和冷却时传热系数（以外表面积为基准）分别为K1= 232.6和K2= l16.8 W/（m2·℃），问此换热器是否适用? 1.解：CS2冷凝的热负荷：Q冷凝＝250×356＝89000kJ/h＝24.72 KW CS2冷却的热负荷：Q 冷凝＝250×1.05×（46－10）＝9450kJ/h ＝2.6 KW 总热负荷Q 为：Q＝24.7＋2.63＝27.3 KW 冷却水用量q m2 为：q m2＝27.3 ＝0.261kg/s＝940kg/h 4.187×（30-5） 设冷却水进入冷却段的温度为t k，则有：0.261×4.187×（t k－ 5）＝2.6KW 解之得：t k＝7.38℃，则：（5 分） 冷凝段对数平均温差：Δ t m＝（46－30）－（46－7.38） ＝25.67℃ ln46 －30 46－7.38 所需传热面积： A 冷凝＝24.7/232.6×10－3×25.67＝ 4.14m2，（5 分） 冷却段对数平均温差：Δ tm＝（46－7.38）－（10－5）＝ 16.45℃ ln 46－7.38 （5 分）10－5 所需传热面积： A 冷却＝ 2.6/116.8×10－3×16.45＝ 1.35m2， 冷凝、冷却共需传热面积：Σ A i＝4.14＋ 1.35＝5.49m2， 换热器实际传热面积为：A0＝30×3.14×0.025×3＝7.065＞ΣA i ，所以适宜使用。（5分） ２．（20 分）某列管换热器由多根Φ 25×2.5mm的钢管组成，将流量为15×103kg/h 由20℃加热到55℃, 苯在管中的流速为0.5m/s ，加热剂为130℃的饱和水蒸汽在管外冷凝，其汽化潜热为2178kJ/kg ，苯的比热容cp为1.76 kJ/kg ·K,密度ρ 为858kg/m3，粘度μ为0.52 ×10-3Pa·s，导热系数λ为0.148 W/m·K，热损失、管壁热阻及污垢热阻均忽略不计，蒸汽冷凝时的对流传热系数α 为10×104 W/m2·K。试求： （1）水蒸汽用量（kg/h ）；（4分） （2）总传热系数K（以管外表面积为准）；（7 分） （3）换热器所需管子根数n及单根管子长度L。（9 分）
化工原理(下)期末考试试卷
化工原理（下）期末考试试卷 一、 选择题： (每题2分，共20分) 1.低浓度难溶气体吸收,其他操作条件不变,入塔气量增加,气相总传质单元高度 H OG 、出塔气体浓度2y 、出塔液体浓度1x 将会有__A______变化。 A OG H ↑, 2y ↑, 1x ↑ B OG H ↑, 2y ↑, 1x ↓ C OG H ↑, 2y ↓, 1x ↓ D OG H ↓, 2y ↑, 1x ↓ 2.在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系 数k y =2kmol/m2h ， 气相总传质系数Ky=1.5kmol/ m2h ，则该处气液界面上气相 浓度y i 应为__B______。平衡关系y=0.5X 。 A .0.02 B.0.01 C.0.015 D.0.005 3.下述说法中正确的是_B____。 A.气膜控制时有：*p p i ≈，L G Hk k 11<< B 气膜控制时有：*p p i ≈，L G Hk k 11>> C 液膜控制时有：i c c ≈*，G L k H k <<1 D 液膜控制时有：i c c ≈，G L k H k >>1 4.进行萃取操作时，应使溶质的分配系数___D_____1。 A 等于 B 大于 C 小于 D 都可以。 5.按饱和液体设计的精馏塔，操作时D/F 、R 等其它参数不变，仅将料液改为冷 液进料，则馏出液中易挥发组分浓度____A____，残液中易挥发组分浓度______。 A 提高，降低； B 降低，提高； C 提高，提高； D 降低，降低 6.某精馏塔的理论板数为17块（包括塔釜），全塔效率为0.5，则实际塔板数为 ____C__块。 A. 30 B.31 C. 32 D. 34 7.在馏出率相同条件下，简单蒸馏所得馏出液浓度____A____平衡蒸馏。 A 高于； B 低于； C 等于； D 或高于或低于 8.指出“相对湿度，绝热饱和温度、露点温度、湿球温度”中，哪一个参量与空 气的温度无关_____B___
化工原理试题及答案
中南大学考试试卷(A) 2013 ~ 2014 学年2 学期时间110分钟化工原理课程48 学时 3 学分考试形式: 闭卷 专业年级:化工?制药?应化11级总分100分，占总评成绩70 % 一、选择填空(35分) 1?(2分) 某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ，当地大气压为101kPa，则泵入口处的绝对压强为( )? A. 74.3kPa; B. 101kPa; C. 127.6kPa? 2?(2分) 水在圆形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的( )? A. 1/4; B. 1/2; C. 2倍? 3?(4分) 当地大气压为750mmHg时，测得某体系的表压为100mmHg，则该体系的绝对压强为Pa，真空度为Pa? 4?(2分) 一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将，在空气中的沉降速度将? 5?(5分) 套管由Φ57×2.5mm和Φ25×2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于，润湿周边等于，当量直径等于? 6?(2分) 板框压滤机中，最终的过滤速率是洗涤速率的( )? A.一倍 B.一半 C.四倍 D.四分之一
7?(4分) 冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90o C，出口温度为50o C，冷水进口温度为15o C，出口温度为53o C，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的( )? A?5%; B?6%; C?7%; D?8%; 8?(2分) 为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是( ) A?表面光滑，颜色较浅; B?表面粗糙，颜色较深; C?表面粗糙，颜色较浅; D?表面光滑，颜色较深; 9?(4分) 黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来的倍?10?(1分) 采用多效蒸发的目的是为了提高( )? A. 完成液的浓度; B. 加热蒸汽经济程度; C. 生产能力 11、(1分) 多效蒸发中，蒸汽消耗量的减少是通过增加( )而换取的? A. 传热面积; B. 加热蒸汽压力; C. 传热系数 12?(1分) ( )加料的多效蒸发流程的缺点是料液粘度沿流动方向逐效增大，致使后效的传热系数降低? A. 并流; B. 逆流; C. 平流 13?(1分) 离心泵的调节阀( ) ， A.只能安在进口管路; B.只能安在出口管路上; C.安装在进口管路和出口管路上均可; D.只能安在旁路上 14?(1分) 泵的工作点( )? A 由泵铭牌上的流量和扬程所决定; B 即泵的最大效率所对应的点; C 由泵的特性曲线所决定; D 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点?15?(3分) 在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4 m，切向速度为15 m/s ?当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数K c为?
化工原理期末考试真题及答案
填空题 I. (3分)球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是 _粒子所受合力的 代数和为零_。滞流沉降时，其阻力系数=_24/ Rep_. 2― 勺、连续的同种流体内，位于同一水平面上各点的压力均相等。 3. 水在内径为? 105mmX25mm 只管内流动，已知水的粘度为1.005mPa*s ,密度 为1000kg*m3,流速为1m/s ，贝U Re=99502流动类型为湍流。 4. 流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来 的2—倍;如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的1/4倍. 5. 求取对流传热系数常采用 因次分析法，将众多影响因素组合成若干无因次 数群，再通过实验确定各特征数 数之间的关系，即得到各种条件下的 关联 式。 6. 化工生产中加热和冷却的换热方法有_直接换热_,间壁换热和蓄热换热. 7. 在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温接近饱和蒸汽 侧流体的温度，总传热系数K 接近空气侧流体的对流给热系数。 8. 气液两相平衡关系将取决于以下两种情况： ⑴(2)若p > pe 或Ce > C 则属于吸收过程 9. 计算吸收塔的填料层高度，必须运丽口下三个方面的知识关联计算：_平衡关系 ,物料衡算，传质速率.. 10. 在一定空气状态下干燥某物料能用干燥方法除去的水分为 _自由水分首先除 去的水分为非结合水分不能用干燥方法除的水分为 平衡水分。 II. ,当20E 的水(p =998.2kg/m3,卩=1.005厘泊)在内径为100mm 勺光滑管内流 动时,若流速为1.0m/s 时，其雷诺准数Re 为9.93 x 105；直管摩擦阻力系数入为 0.0178._ 12. 流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有粘性 13. 计算管道流体局部阻力的方法有：当量长度法；阻力系数法；,其相应的阻力计 14. 过滤是一种分离悬浮在 液体或气体中固体微粒 的操作。 15. 进行换热的两流体，若a 1》a 2时，要提高K 值，应设法提高a 2； 当a 1 "a 2时，要提高K 值，应使 a 1a 2同时提高 。 16. 某间壁换热器中，流体被加热时，圆形管内湍流的传热系数表达式为 0.023 Re 0.8 Pr 0.4.当管内水的流速为0.5m/s 时,计算得到管壁对水的传热系 d 数a =2.61(kw/ (nt K ).若水的其它物性不变，仅改变水在管内的流速,当流速 为1.2m/s 时，此时传热系数a =3.81(kw/ ( nV K ). 17. 强化传热的方法之一是提高 K 值.而要提高K 值则应提高对流传热系数提高 给热系数较小一侧的给热系数. 18. 吸收剂用量增加，操作线斜率增大，吸收推动力增大。 (增大，减小，不变) 19. 双膜理论认为，吸收阻力主要集中在界面两侧的气膜和液膜 之中。 20. 对不饱和湿空气，干球温度大于湿球温度，露点温度小于湿球温度。 算公式为h f 2 l e U d 2g ；,h f 2g
化工原理试题库(第五——第十)讲解
第5章蒸发 一、选择题 1.以下蒸发器属于自然循环型蒸发器的是（）蒸发器。 A、强制循环型 B、升膜 C、浸没燃烧 D、外热式 2.与加压、常压蒸发器相比，采用真空蒸发可使蒸发器的传热面积（），温度差（），总传热系数（）。 A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定 3.蒸发操作能持续进行的必要条件是( )。 A、热能的不断供应，冷凝水的及时排除。 B、热能的不断供应，生成蒸气的不断排除。 C、把二次蒸气通入下一效作为热源蒸气。 D、采用多效操作，通常使用2-3效。 4.蒸发操作通常采用( )加热。 A、电加热法 B、烟道气加热 C、直接水蒸气加热 D、间接饱和水蒸气加热 5.以下哪一条不是减压蒸发的优点( )。 A、可以利用低压蒸气或废汽作为加热剂 B、可用以浓缩不耐高温的溶液 C、可减少蒸发器的热损失 D、可以自动地使溶液流到下一效，不需泵输送 6.多效蒸发流程通常有三种方式，以下哪一种是错误的( )。 A、顺流 B、逆流 C、错流 D、平流 7.中央循环管式蒸发器中液体的流动称为( )。 A、自然循环 B、强制循环 C、自然沸腾 D、强制沸腾 8.蒸发操作中，二次蒸气的冷凝通常采用( )。 A、间壁式冷凝 B、混合式冷凝 C、蓄热式冷凝 D、自然冷凝 9.单效蒸发器计算中D／W 称为单位蒸汽消耗量，如原料液的沸点为393K，下列哪种情况D/W最大? ( )。 A、原料液在293K时加入蒸发器 B、原料液在390K时加入蒸发器 C、原料液在393K时加入蒸发器 D、原料液在395K时加入蒸发器 10.蒸发过程温度差损失之一是由于溶质存在，使溶液（）所致。 A、沸点升高 B、沸点降低 C、蒸汽压升高 11.属于单程型的蒸发器是（）。 A、中央循环管式蒸发器 B、外热式蒸发器 C、降膜蒸发器 D、悬筐式蒸发器 二、填空题 1.蒸发操作所用的设备称为________。 2.蒸发操作中，加热溶液用的蒸汽称为________，蒸发出的蒸汽称为________。 3.按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为________和________；按操作压强大小，蒸发分为________、________和________； 按蒸发方式不同，蒸发分为________和________。 4.蒸发过程中，溶剂的气化速率由________速率控制。 5.蒸发溶液时的温度差损失在数值上恰等于________的值。 6.蒸发操作时，引起温度差损失的原因有________、________和________。 7.杜林规则说明溶液的沸点与同压强下标准溶液的沸点间呈________关系。 8.20％NaOH水溶液在101.33kPa时因溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失为________。 9.单效蒸发的计算利用________、________和________三种关系。 10.当稀释热可以忽略时，溶液的焓可以由________计算。 11.单位蒸汽消耗量是指________，它时衡量________的指标。
化工原理下册复习题
吸收 一填空 (1) 在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y=2kmol/m2·h，气相传质总K y=1.5kmol/m2·h，则该处气液界面上气相浓度y i应为?0.01????。平衡关系y=0.5x。 (2) 逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无穷高时，气液两相将在塔底达到平衡。 (3) 在填料塔中用清水吸收混合气中HCl，当水量减少时气相总传质单元数N OG增加。 (4) 板式塔的类型有；板式塔从总体上看汽液两相呈逆流接触，在板上汽液两相呈错流接触。 (5) 在填料塔中用清水吸收混合气中NH3，当水泵发生故障使上水量减少时，气相总传质单元数NOG (增加）（增加，减少）。 (6) 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，吸收操作中温度不变，压力增加，可使相平衡常数???减小?（增大、减小、不变），传质推动力??增大?（增大、减小、不变），亨利系数??不变（增大、减小、不变）。 (7) 易溶气体溶液上方的分压（小），难溶气体溶液上方的分压（大) ，只要组份在气相中的分压(大于）液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。 (8) 压力（减小),温度( 升高）,将有利于解吸的进行；吸收因素(A= L/mV ) ,当 A>1 时,对逆流操作的吸收塔,若填料层为无穷高时,气液两相将在塔（顶）达到平衡。 (9) 在逆流吸收塔操作时，物系为低浓度气膜控制系统，如其它操作条件不变，而气液流量按比例同步减少,则此时气体出口组成y2将 (减小），液体出口组成将（增大），回收率将。 (10) 当塔板中（气液两相达到平衡状态)，该塔板称为理论板。 (11) 吸收过程的传质速率方程N A=K G( )=k y( )。 (12) 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则塔的H OG将不变，N OG将增大。 (13)吸收因数A可表示为 mV/L，它在X–Y图上的几何意义是平衡线斜率与操作线斜率之比。 (14)亨利定律的表达式为；亨利系数E的单位为 kPa 。 (15) 某低浓度气体吸收过程，已知相平衡常数m=1 ，气膜和液膜体积吸收系数分别为k y a=2× 10-4kmol/m3.s, k x a=0.4kmol/m3.s, 则该吸收过程为（气膜阻力控制）及气膜阻力占总阻力的百分数分别为 99.95% ；该气体为易溶气体。 二选择 1.根据双膜理论，当被吸收组分在液相中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数 B 。 A大于液相传质分系数 B 近似等于液相传质分系数 C小于气相传质分系数 D 近似等于气相传质分系数 2.单向扩散中飘流因子 A 。
化工原理习题 含答案
·流体 流动部分 1．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3 的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔，其中心距罐底1000 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ，问至少需要几个螺钉（大气压力为101.3×103 Pa ）？ 解：由流体静力学方程，距罐底1000 mm 处的流体压力为 作用在孔盖上的总力为 每个螺钉所受力为 因此 2．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。读数分别为R 1=500 mm ，R 2=80 mm ，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右 侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=100 mm 。试求A 、B 两点的表压力。 习题2附图 习题1附图
解：（1）A点的压力 （2）B点的压力 3、如本题附图所示，水在管道内流动。为测量流体压力，在管道某截面处连接U管压差计，指示液为水银，读数R=100毫米，h=800mm。为防止水银扩散至空气中，在水银液面上方充入少量水，其高度可忽略不计。已知当地大气压为101.3KPa试求管路中心处流体的压力。 解：设管路中心处流体的压力为p P A =P A P + ρ 水gh + ρ 汞 gR = P P=p 0- ρ 水 gh - ρ 汞 gR =（101.3×103-1000×9.8x0.8 - 13600×9.8×0.1） P=80.132kpa 4、如本题附图所示，高位槽内的水位高于地面7 m，水从φ108 mm×4 mm的管道中流出，管路出口高于地面1.5 m。已知水流经系统的能量损失可按∑h f=5.5u2计算，其中u为水在管内的平均流速（m/s）。设流动为稳态，试计算（1）A-A'截面处水的平均流速；（2）水的流量（m3/h）。
化工原理考研试题库
化工原理试题库 试题一 一：填空题（18分） 1、 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=________02mH =__________Pa. 该地区的大气压为 720mmHg 。 2、 常温下水的密度为1000 3m Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s m 3 速度流动，其流动类 型为 ______________。 3、 流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范围 为_______________________s m 。 6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 二：问答题（36分） 1、 一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损 失变为原来的多少倍？ 2、 何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1） 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？ （2） 传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3） 那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 三：计算题(46分) 1、 如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数为03.0=λ，现发现压力表上 的读数为052mH ，若管径为100mm,求流体的流量及阀的局部阻力糸数？ 2、 在一 列管式换热器中，用冷却将C 0100的热水冷却到C 0 50，热水流量为h m 360，冷却水在管 内 流动，温度从C 020升到C 0 45。已 知传热糸数K 为C m w .20002， 换热管为mm 5.225?φ的钢管，长 为3m.。求冷却水量和换热管数 （逆流）。
《化工原理下》期中试卷答案(11化工)
word可编辑，欢迎下载使用！ 1. 吸收塔的填料高度计算中，N OG反映吸收的难易程度。 2.在气体流量、气相进出口组成和液相进出口组成不变条件下，若减少吸收剂用量，则 操作线将靠近平衡线，传质推动力将减小，若吸收剂用量减至最小吸收剂用量时，意味着完成吸收任务需要的填料高度为无穷高。 3.精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数减小增大、减小），同时蒸馏釜中所需加热 蒸汽消耗量增大（增大、减小），塔顶冷凝器中冷却介质消耗量增大（增大、减小）。 4.在精馏塔设计中，进料温度越高，进料状态参数q越小，完成相同的生产任务需 要的理论板数越多，塔底再沸器的热负荷越小。 5要分离乙醇-水共沸物，用恒沸精馏，所加入的第三组分为苯塔底的产物为无水乙醇。 6.在常压操作中，x A=0.2(摩尔分数，下同)的溶液与y A=0.15的气体接触，已知m=2.0，此时 将发生解析过程。 7.操作中的精馏塔，如果进料状态为泡点进料，进料组成为含轻组分0.4（摩尔分数）则 q线方程为：x=0.4 。 8.某二元混合物，进料量为100kmol/h，x F=0.6，要求塔顶产量为60 kmol/h，则塔顶组成 x D最大为100% 。 9.设计时，用纯水逆流吸收有害气体，平衡关系为Y=2X，入塔Y1=0.09，液气比（q n,l/q n,v） =3，则出塔气体浓度最低可降至0 ，若采用（q n,l/q n,v）=1.5，则出塔气体浓度最低可降至0.225 。 10.提馏塔的进料是在塔顶，与精馏塔相比只有提馏段。 11.吸收速率方程中，K Y是以Y- Y* 为推动力的气相总吸收系数，其单位是 kmol/m2 s 推动力。 1.在精馏操作中，进料温度不同，会影响_____B______。 A.塔顶冷凝器热负荷 B. 塔底再沸器热负荷 C. 两者都影响 2.某含乙醇12.5%（质量分数）的乙醇水溶液，其所含乙醇的摩尔比为（B ）。 B .0.0559 C 0.0502 3. 填料塔的正常操作区域为 A 。 A.载液区 B .液泛区 C 恒持液量区 D 任何区域 4.某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x A=0.4，相应的泡点为t1，气相组成为y A=0.4，相应的露点组成为t2，则 D 。 A t1=t2 B t1 一、名词解释（每题2分） 1. 非均相混合物 物系组成不同，分布不均匀，组分之间有相界面 2. 斯托克斯式 3. 球形度s 非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值 4. 离心分离因数 离心加速度与重力加速度的比值 5?临界直径de 离心分离器分离颗粒最小直径 6. 过滤 利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作 7. 过滤速率 单位时间所产生的滤液量 8. 过滤周期 间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间 9. 过滤机生产能力 过滤机单位时间产生滤液体积 10. 浸没度 转筒过滤机浸没角度与圆周角比值 二、单选择题（每题2分） 1、自由沉降的意思是______ 。 A颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计E颗粒开始的降落速度为零，没有附加一个初始速度C颗粒在降落的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用 D颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程D 2、颗粒的沉降速度不是指_______ 。 A等速运动段的颗粒降落的速度 E加速运动段任一时刻颗粒的降落速度 C加速运动段结束时颗粒的降落速度 D净重力（重力减去浮力）与流体阻力平衡时颗粒的降落速度B 3、对于恒压过滤______ 。 A 滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的？2倍 B 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍 C 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍 D 当介质阻力不计时，滤液体积增大一倍，则过滤时间增大至原来的4倍D 4、恒压过滤时，如介质阻力不计，滤饼不可压缩，过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量 __ 。 A增大至原来的2倍E增大至原来的4倍 C增大至原来的2倍D增大至原来的倍 化工原理考试题及答案 姓名____________班级____________学号_____________成绩______________ 一、填空题： 1.（3分）题号1155 第1章知识点400 难度容易 当20℃的甘油（ρ=1261kg.m,μ=1499厘泊）,在内径为100mm的管内流动时,若流速为2.0m.s时,雷诺数Re为_______,流体的流动型态为______。 ***答案*** 168.2 层流 2.（2分）题号2038 第2章知识点100 难度容易 往复压缩机的实际工作循环由_____、_______、______和______四个阶段组成。 ***答案*** 膨胀、吸气、压缩、排气 3.（2分）题号4060 第4章知识点200 难度容易 对流传热膜系数α工程制单位为_____________，SI制单位为_________。 ***答案*** kCal.h.K.m; W/(Km) 二、选择题： 1.（2分）题号1202 第1章知识点400 难度容易 园管的摩擦系数λ=64/Re公式的适用范围是（）。 A. 滞流 B. 过渡流 C. 湍流 ***答案*** A 2.（2分）题号2121 第2章知识点500 难度容易 通常所说的离心通风机的风压是指（） A. 静风压 B. 动风压 C. 全风压 ***答案*** C 3.（2分）题号4147 第4章知识点400 难度中等 为了提高列管换热器管内流体的α值，可在器内设置（）。 A. 分程隔板 B. 折流接板 C. 多壳程 ***答案*** A 三、判断题： 1.（2分）题号3058 第3章知识点100 难度容易 要使固体颗粒在沉降器内从流体中分离出来，颗粒沉降所需要的时间必须大于颗粒在器内的停留时间。（） ***答案*** × 四、问答题： 1.（8分）题号3079 第3章知识点300 难度容易 试分析提高过滤速率的因素？ ***答案*** 过滤速率为dv/Adθ=△P/rμL推动力/阻力提高过滤速率的方法有： （1）提高推动力△P，即增加液柱压力；增大悬浮液上面压力；在过滤介质下面抽真空。 新乡学院2011 —2012学年度第一学期 《化工原理》期末试卷A卷 课程归属部门：化学与化工学院试卷适用范围：09化学工程与工艺（本科） 题号-一一-二二-三总分 得分 111 1 8.吸收过程中的总阻力可表示为恳仁臥，其中-表 示，当H 时（很大、很小），1 1可忽略，则该过程 Hk L 近似为控制。 9.在常压下，X A 0.2 （摩尔分数，下同）的溶液与y A0.15的气体接触，已知 得分—.评卷人一、填空（每题1分，共30 分） 1. 吸收操作是依据_________________________________ ，以达到分离均相 气体混合物的目的。 2. 干燥速率曲线包括：恒速干燥阶段和___________ 阶段。在恒速干燥阶段，物料 的表面温度等于空气的__________ 温度，所干燥的水分为___________ 水分。 3. 二元理想物系精馏塔设计，若q n,F、X F、X D、X W、一定，将饱和液体进料改为 饱和蒸汽进料，则最小回流比___________ ，若在相同回流比下，所需的理论板 数_______ ，塔釜热负荷________ ，塔顶冷凝器热负荷_________ 。 4. 已知精馏段操作线方程 ______________ y=0.75x+0.2,则操作回流比R ，馏出液组成 X D=_____ ;提馏段操作线方程y 1.3x 0.021，则x w= . m 2，此时将发生_________ 。 10. 在分离乙醇和水恒沸物时，通常采用________ 精馏，加入的第三组分____ ， 无水乙醇从塔 ____ （顶、底）引出。 11. 塔的负荷性能图中包括5条线，这5条线包围的区域表示________________ 。 12. 全回流操作时回流比R等于_________ ，精馏段操作线方程为 __________ 。 1 13.板式塔漏液的原因是______________ ，溢流堰的作用__________________ 。 14当空气相对湿度巾=98%寸.则空气的湿球温度t w、干球温度t、露点温度t d 之间的关系为 ____________________ 。 15.某两组份混合物的平均相对挥发度 2.0，在全回流下，从塔顶往下数对第 得分评卷人 选择题（每题2分，共30分） 5. 若x*-x近似等于X i - X，则该过程为_____________ 控制。 6. 用纯溶剂逆流吸收，已知q n,i /q n,v =m,回收率为0.9，则传质单元数 N D=_______ 。 7. 蒸馏在化工生产中常用于分离均相_____________ 混合物，其分离的依据是根据_____________________ 。1. 在恒定干燥条件下将含水20%（干基，下同）的湿物料进行干燥，开始时 干燥速度恒定，当干燥至含水量为5%寸，干燥速度开始下降，再继续干燥至物料衡重，并设法测得此时物料含水量为0.05%，则物料的临界含水量为（），平衡含水量（）。 （A）5% （B）20% （C）0.05% （D）4.95% 一、二章复习题 第一章 一、填空题 1．一个生产工艺是由若干个__________ 和___________构成的。 2．各单元操作的操作原理及设备计算都是以__________、___________、___________、和___________四个概念为依据的。 3．常见的单位制有____________、_____________和_______________。 4．由于在计量各个物理量时采用了不同的__________，因而产生了不同的单位制。 5．一个过程在一定条件下能否进行，以及进行到什么程度，只有通过__________来判断。6．单位时间内过程的变化率称为___________。 二、问答题 7．什么是单元操作主要包括哪些基本操作 8.提高过程速率的途径是什么 第二章流体力学及流体输送机械 流体力学 一、填空题 1．单位体积流体的质量称为____密度___，它与__比容_____互为倒数。 2．流体垂直作用于单位面积上的力，称为__流体的压强__________。 3．单位时间内流经管道任一截面的流体量称为___流量_____，其表示方法有__质量流量______和____体积流量____两种。 4．当管中流体形成稳定流动时，管中必定充满流体，即流体必定是__连续流动的_______的。5．产生流体阻力的根本原因是_内摩擦力_______；而___流体的运动状态________是产生流体阻力的第二位原因。另外，管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力_的大小与影响______________。 6．流体在管道中的流动状态可分为_____滞流_ 和____湍流______两种类型，二者在内部质点运动方式上的区别是_____湍流的质点有脉动滞流没有________________________________。 7．判断液体内处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是_静止的________、___连通的________、__连接的是同一种液体______________。 8．流体若由低压头处流向高压头处时，所加入外加功的作用是. 分别或同时提高流体的位压头；动压头；静压头以及弥补损失能量______________________________。 1、 在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数 数值 ________ 。 A. 与光滑管一样 B. 只取决于Re C.取决于相对粗糙度 D.与粗糙度无关 2、 某离心泵运行一年后发现有气缚现象，应 _____ 。 A. 停泵，向泵内灌液 B. 降低泵的安装高度 C.检查进口管路是否有泄漏现象 D. 检查出口管路阻力是否过大 3、 液体在两截面间的管道内流动时,其流动方向是 ________ 。 A. 从位能大的截面流向位能小的截面； B. 从静压能大的截面流向静压能小的截面； C. 从动能大的截面流向动能小的截面； D. 从总能量大的截面流向总能量小的截面； 相差较大时，提高总传热系数 K 值的措施 B. 提高大的值； D.提高大的值，同时降低小的值。 5、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。 6沉降室的生产能力与—有关。 \ A. 颗粒沉降速度和沉降室高度； B.沉降面 积； C. 沉降面积和颗粒沉降速度； D. 沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度。 7、 离心泵的扬程是指泵给予（ ）液体的有效能量。 A. 1kg B. 1N C. 1m 8、 雷诺数的物理意义表示 __________ 。 A. 粘滞力与重力之比； B.重力与惯性力之比； C.惯性力与粘滞力之比； D.压力与粘滞力之比。 4、冷热两流体的对流给热系数 是 _____ 。 A.提高小的值； C.两个都同等程度提高； 9、为了减少室外设备的热损失，保温层外的一层隔热材料的表面应该 是_________ 。 A. 表面光滑，色泽较浅 B.表面粗糙，色泽较深 化工原理试题库多套及答案 一：填空题（18分） 1、 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=___8.7m 02H , _____pa 41053.8?__. 该地区的大气压为720mmHg 。 2、 常温下水的密度为10003m Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s m 3 速度 流动，其流动类型为 ______________。 3、 流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范围为_______________________s m 。 6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 二：问答题（36分） 1、 一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损 失变为原来的多少倍？ 2、 何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1） 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？ （2） 传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3） 那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 三：计算题(46分) 1、 如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数 为03.0=λ，现发现压力表上的读数为052mH ，若管径为100mm,求流体 的流量及阀的局部阻力糸数？ 2、 在一 列管式换热器中，用冷却 将C 0100的热水冷却到C 050，热水 第3章非均相物系分离 一、选择题 恒压过滤且介质阻力忽略不计时，如粘度降低20%，则在同一时刻滤液增加（）。A、11.8%；B、9.54%; C、20%; D、44% 板框式压滤机由板与滤框构成，板又分为过滤板和洗涤板，为了便于区别，在板与框的边上设有小钮标志，过滤板以一钮为记号，洗涤板以三钮为记号，而滤框以二钮为记号，组装板框压滤机时，正确的钮数排列是（）. A、1—2—3—2—1 B、1—3—2—2—1 C、1—2—2—3—1 D、1—3—2—1—2 与沉降相比，过滤操作使悬浮液的分离更加（）。 A、迅速、彻底 B、缓慢、彻底 C、迅速、不彻底 D、缓慢、不彻底 多层隔板降尘室的生产能力跟下列哪个因素无关（）。 A、高度 B、宽度 C、长度 D、沉降速度 降尘室的生产能力（）。 A、与沉降面积A和沉降速度ut有关 B、与沉降面积A、沉降速度ut和沉降室高度H有关 C、只与沉降面积A有关 D、只与沉降速度ut有关 现采用一降尘室处理含尘气体，颗粒沉降处于滞流区，当其它条件都相同时，比较降尘室处理200℃与20℃的含尘气体的生产能力V的大小（）。 A、V200℃>V20℃ B、V200℃＝V20℃ C、V200℃ 判断 有效的过滤操作是（）。 A、刚开始过滤时 B、过滤介质上形成滤饼层后 C、过滤介质上形成比较厚的滤渣层 D、加了助滤剂后 当固体粒子沉降时，在层流情况下，Re ＝１，其ζ为（）。 A、64/Re B、24/Re C、0.44 D、1 含尘气体通过降尘室的时间是t，最小固体颗粒的沉降时间是t 0，为使固体颗粒都能沉降下来，必须（）： A、t 化工原理 试题与答案 北村（奥力体育）复印店 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）悬浮液属液态非均相物系，其中分散内相是指_____________；分散外相是指______________________________。 2.（3分）悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_____________三个力的作用。当此三个力的______________时，微粒即作匀速沉降运动。此时微粒相对于流体的运动速度，称为____________ 。 3.（2分）自由沉降是 ___________________________________ 。 4.（2分）当微粒在介质中作自由沉降时，若粒子沉降的Rep相同时，球形度越大的微粒，介质阻力系数越________ 。球形粒子的球形度为_________ 。 5.（2分）沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒，在 _________力或__________力的作用下，沿受力方向发生运动而___________ ，从而与流体分离的过程。 6.（3分）球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________ 。滞流沉降时，其阻力系数=____________. 7.（2分）降尘宝做成多层的目的是____________________________________ 。 8.（3分）气体的净制按操作原理可分为_____________________________________ ___________________.旋风分离器属_________________ 。 9.（2分）过滤是一种分离悬浮在____________________的操作。 10.（2分）过滤速率是指___________________________ 。在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐__________ 。 11.（2分）悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是___________________________ ___________________________________________________。 12.（2分）过滤阻力由两方面因素决定：一方面是滤液本身的性质，即其_________；另一方面是滤渣层本身的性质，即_______ 。 13.（2分）板框压滤机每个操作循环由______________________________________五个阶段组成。 14.（4分）板框压滤机主要由____________________________________________，三种板按 ________________的顺序排列组成。 1—2—3—2—1—2—3—2—1 15.（3分）某板框压滤机的框的尺寸为：长×宽×厚=810×810×25 mm，若该机有10块框，其过滤面积约为_________________ m。 16.（4分）板框压滤机采用横穿洗涤滤渣，此时洗穿过____层滤布及____个滤框厚度的滤渣，流经过长度约为过滤终了滤液流动路程的____倍，而供洗液流通的面积又仅为过滤面积的____。化工原理习题及答案
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