复习思考题2013

复习思考题

第1章流体输送机械

1、流体输送机械根据其工作原理可分为哪几种类型?

2、简述离心泵的工作原理及主要部件。

3、离心泵的叶轮有哪几种类型?离心泵的蜗形外壳有何作用?

4、离心泵在启动前为什么要在泵内充满液体?

5、离心泵的主要性能参数有哪些?各自的定义和单位是什么?

6、扬程和升扬高度是否相同?

7、气缚现象和汽蚀现象有何区别?

8、离心泵的特性曲线包括哪几条曲线?如何绘出特性曲线?

9、何谓管路特性曲线?何谓工作点?

10、离心泵流量调节方法有哪几种?各有何优缺点。

11、何谓允许吸上真空度和汽蚀余量?如何确定离心泵安装高度?

12、简述离心泵常用的类型和选择方法。

第2章非均相物系分离

1、何谓均相物系?何谓非均相物系?

2、何谓重力沉降?何谓重力沉降速度?

3、写出计算重力沉降速度的斯托克斯公式,并说明公式的应用条件。

4、简述计算沉降速度用试差法的原因及试差计算步骤。

5、为什么说颗粒的沉降速度不是操作特性,而是一综合特性?

6、在斯托克斯区域内,温度升高后,同一固体颗粒在液体和气体中的沉降速度增大还是减小?为什么?

7、怎样理解降尘室的生产能力与降尘室的高度无关?

8、离心沉降与重力沉降相比,有什么特点?

9、何谓离心沉降速度?与重力沉降速度相比有何不同?

10、什么叫滤浆、滤饼、滤液、过滤介质和助滤剂?

11、简述恒压过滤的特点。

12、怎样测定过滤常数?

13、什么叫离心分离因数?其值大小说明什么?

第3章传热

1、如何计算传热面积?

2、列管式换热器的结构及其选型。

3、强化传热的途径。

第4章蒸发

1、蒸发操作不同于一般传热过程的主要特点有哪些?

2、提高蒸发器内液体循环速度的意义在哪?

3、为什么要尽可能扩大管内沸腾时的气液环状流动区域?

4、提高蒸发器生产强度的途径有哪些?

5、多效蒸发的效数受哪些限制?

6、试比较单效与多效蒸发的优缺点?

7、简述各种多效蒸发的特点以及流程。

第5章气体吸收

1、吸收分离操作的依据是什么?

2、吸收操作在化工生产中有哪些应用?

3、气、液相组成有哪些表达方式?如何相互换算?

4、写出亨利定律表达式及各系数E,H,m 间的换算关系。

5、说明亨利定律的应用范围和条件。

6、说明物系、温度和压力如何影响系数E,H 及m?

7、简述相平衡在吸收过程中的应用。

8、如何选择吸收剂?

9、什么叫分子扩散?写出费克定律表达式。

10、何谓等分子反向扩散?何谓单向扩散?各有何特点?

11、何谓涡流扩散和对流传质?

12、简述双膜理论的要点。

13、类比传热速率方程式和吸收速率方程式,说明它们有何异同。

14、吸收推动力和阻力各有哪些表示方法?

15、吸收总系数和分系数有何关系?

16、在什么情况下是气膜控制或液膜控制?

17、提高吸收速率的途径是什么?

18、说明吸收率的定义。

19、吸收过程为什么常采用逆流操作?

20、写出吸收塔全塔衡算方程式和操作线方程式,它们各有何应用?

21、说明吸收塔操作线的图示方法。

22、什么是最小液气比?如何求算?

23、如何确定适宜液气比?液气比的大小对吸收操作有何影响?

24、低浓度气体吸收过程有何特点?

25、写出计算填料层高度的基本公式,该式应用条件是什么?

26、何谓传质单元高度?简述其物理意义。

27、何谓传质单元数?简述其物理意义。

28、如何计算传质单元数?

29、何谓脱吸因数和吸收因数?

30、何谓体积吸收总系数?

31、当吸收操作时,实际液气比小于最小液气比时,该塔是否无法操作?为什么?

32、说明进塔液相组成大小对吸收操作的影响。

33、填料塔主要由哪些部件组成?各有何作用?

34、简述填料的作用和特性。

35、简述填料的主要类型。

36、填料塔的流体力学性能主要包括哪些?

37、如何计算填料塔塔径?

第6章蒸馏

1、蒸馏操作的依据是什么?蒸馏操作的作用是什么?

2、蒸馏过程有哪些分类方法?

3、何谓理想溶液?

4、写出拉乌尔定律的表达式及道尔顿分压定律的表达式。它们的适用条件是什么?

5、两组分理想溶液的气液平衡关系如何表达?

6、何谓部分汽化和部分冷凝?

7、什么是沸点、泡点及露点?它们间有无关系?它们的大小顺序如何?

8、t-x-y 图和x-y 图有哪几条曲线构成?

9、什么是挥发度和相对挥发度?相对挥发度的大小对精馏操作有何影响?如何求理想溶液的相对挥发度数值。

10、写出用相对挥发度表示的气液平衡方程。

11、简述精馏原理。

12、连续精馏装置主要应包括哪些设备?它们的作用是什么?

13、精馏操作连续稳定进行的必要条件是什么?

14、何谓理论板?

15、什么是恒摩尔流假定?符合该假定的条件是什么?

16、精馏过程回收率的定义是什么?

17、写出全塔物料衡算方程。

18、写出精馏段操作线方程和提馏段操作线方程。

19、进料热状态有哪几种?它们的进料热状态参数q值的大小范围如何?

20、如何计算q值?

21、写出q线(进料)方程。并说明该方程的物理意义。

22、简述在x-y图上绘制精馏段操作线、提馏段操作线、q线的方法。不同进料

热状态时这些线如何变化?

23、回流比的定义是什么?回流比的大小对精馏操作有何影响?

24、简述用逐板计算法和图解法求取理论板数的方法和步骤。如何确定适宜进料位置?

25、什么是全回流?全回流操作有何特点和实际意义?

26、什么是最小回流比?如何计算?

27、怎样确定适宜回流比?

28、工业生产中对塔板主要有哪些要求?

29、简述筛板塔板、浮阀塔板的简单结构及各自的主要优缺点。

30、塔板上气液两相有哪几种接触状态?各有何特点?

31、板式塔的流体力学性能主要包括哪些?了解它们的定义。

32、什么是负荷性能图?对精馏塔操作及设计有何指导意义。

33、何谓全塔效率和单板效率?有何影响因素?

34、怎样计算精馏塔的塔高和塔径?

第7章固体干燥

1、对流干燥操作进行的必要条件是什么?

2、干燥过程中干燥介质的作用是什么?

3、湿空气有哪些性质参数?如何定义?

4、湿空气湿度大,则其相对湿度也大,这种说法对吗?为什么?

5、干球温度、湿球温度、露点三者有何区别?它们的大小顺序如何?在什么条件下,三者数值相等?

6、湿球温度和绝热饱和温度有何区别?对什么物系,两者数值上近似相等?

7、H-I图由哪些线群和关系线组成?试绘出其示意图。

8、H-I图上如何确定空气状态点?又如何由状态点在H-I图上确定空气的有关性质?

9、如何计算湿物料的绝干物料量?

10、湿物料含水量表示方法有哪几种?如何相互换算?

11、如何计算预热器传热量和干燥器中补充热量?

12、什么叫等焓干燥过程,有何条件?

13、对等焓干燥过程,在H-I图上如何确定空气出干燥器时的状态?

14、何谓平衡水分、自由水分、结合水分及非结合水分?如何区分?

15、干燥过程有哪几个阶段?它们各有何特点?

16、什么叫临界含水量?

17、恒定干燥条件指什么?

18、恒定干燥条件下干燥时间如何计算?

19、厢式干燥器、气流干燥器及流化床干燥器的主要优缺点及适用场合如何?

具体复习题

一、填空题

1、用离心泵在两个敞口容器间输液。若维持两容器的液面高度不变,当关小输送管道的阀门后,管道的总阻力将_____。

2、离心泵的安装高度超过允许吸上高度时,会发生_____现象。

3、对恒压过滤,介质阻力可以忽略时,过滤量增大1倍,则过滤速率为原来的_____。

4、某连续精馏塔中,若精馏段操作线方程的截距等于零,则:(1)回流比等于____;(2)馏出液量等于____;(3)操作线斜率等于____。(以上均用数字表示)。

5、结合水与非结合水的基本区别是____。

6、在气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时,若减少吸收剂用量,则操作线将_____平衡线,传质推动力将_____,若吸收剂用量减至最小吸收剂用量时,设备费用将____。

7、区分可除水份与不可除水份的分界点是 。

8、降尘室与沉降槽均为气固或液固两相分离设备,它们的生产能力与该设备的_____有关,与高度无关。

9、在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气,总传热系数K接近于_____侧的对流传热系数,而壁温接近于_____侧流体的温度值。

10、在计算换热器的平均传热推动力时,若两端的推动力相差不大于2倍,则其算术平均值与对数平均值相差不大于_____。

11、某长方形截面的通风管道,其截面尺寸为30×20mm,则其当量直径de为______。

12、降尘室均匀设置n块水平隔板时,其生产能力可提高到原来的_____倍。

13、洗涤液的行程(包括滤饼和滤布)约为过滤终了时滤液行程的_____倍,故洗涤速率约为过滤终了速率的_____倍。

14、若降尘室的高度增加,则沉降时间增加,气流速度下降,而生产能力_____。

15、每千克水经过泵后其机械能增加了490J,则该泵的扬程为_____。

16、过滤介质阻力忽略不计,滤饼不可压缩,则恒速过滤过程中滤液体积由V 1增多至V 2=2V 1时,则操作压差由1P ?增大至2P ?=____。

17、难溶气体属______控制,主要传质阻力集中于_______侧。

18.漂流因数反映______,当漂流因数大于1时表明________。

19.传质单元数OG N 及OL N 反映 ________。及O G H OL H 则与设备的型式、设备中的操作条件有关,表示______,是吸收设备性能高低的反映。

20、对恒压过滤,当过滤面积A 增大一倍时,如滤饼不可压缩,则过滤速率增大为原来的_____倍。

21、重力沉降速度随着颗粒直径的增加而_____。

22.恒沸精馏和萃取精馏主要针对_____和 ______物系,这两种特殊精馏均采取加入第三组分的办法以改变原物系的_______。

23、当二元理想溶液精馏时,在F 、F x 、D x 、W x 不变的条件下,最小回流比随原料中液相分率的减小而 ,塔釜热负荷随原料中液相分率的减小而 。

24、过滤时,可压缩滤饼其过滤速率减慢,通过加入____使滤饼变成不可压缩的,提高共过滤速率。

25、如果泵底阀能漏气,混入空气,使泵内的密度下降,造成压差变小,不能将液体吸入泵内,这样就会使产生____现象。

26、影响降速干燥速率主要因素是 。

27、恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括________阶段和______阶段。

二、选择题

1、在常压塔中用水吸收二氧化碳,y K 和x K 分别为气相和液相传质分系数,y K 为气相总传质系数,m 为相平衡常数,则( )。

A. 为气膜控制,且y y k K ≈;

B. 为液膜控制,且x y k K ≈;

C. 为气膜控制,且m k K x y ≈;

D. 为液膜控制,且m

k K x y ≈ 2、离心泵铭牌上标明的是泵在( )时的主要性能参数。

A .流量最大;

B .压头最大;

C .效率最高;

D .轴功率最小

3、对常压下操作的低浓度吸收系统,系统总压在较小范围增加时,享利系数E 将____,相平衡常数m 将____,溶解度系数H 将___。( )。

A. 不变,降低,不变;

B. 增加,降低,不变;

C. 不变,增加,不变;

D. 不确定

4、旋液分离器是利用离心力分离( )。

A .气液混合物的设备;

B .液固混合物的设备;

C .液液混合物的设备;

D .气固混合物的设备

5、精馏操作时,若其他操作条作件均不变,只将塔顶的过冷液体回流改为泡点回流,则塔顶产品组成D x 变化为( )。

A. 不确切;

B. 变大; C .不变; D. 变小;

6、二次蒸气为( )。

A. 加热蒸气;

B. 第二效所用的加热蒸气;

C .第二效溶液中蒸发的蒸气; D.无论哪一效溶液中蒸发出来的蒸气

7、操作中连续精馏塔,如采用的回流比小于原回流比,则( )。

A .D x 、W x 均增加; B.D x 减小,W x 增加; C.D x 、W x 均不变;D.不能正常操作

8、已知湿空气的下列( )参数,利用H-I 图可查得其他未知参数。

A. (p ,H );

B. (t d ,H );

C. (t W ,t );

D. (I ,t W )

9、对于Air-H2O 系统,不饱和空气,四种温度之间的关系是( )。

A .t >t w (或t as )>t d ;

B .t

C .t w (或t as ) > t >t d ;

D .t d > t >t w (或t as )

10、设降尘室的长宽高分别为 L 、S 、H ,颗粒的沉降速度为t u ,气体的体积流量为s V , 则颗粒能在降尘室分离的条件是( )。

A .S t V LbH u H ≥

B .S t V LbH u H ≤

C .S

t V HbH u L ≤ D .S t V HbH u L ≥ 11.关于离心泵的并联、串联,下述说法中错误的是( )。

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 .两台相应的泵串联后,每台泵均在较大流量、较低压关下工作;

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,流量增加得越多

12.离心泵吸入管路底阀的作用是( )。

A .阻拦液体中的固体颗粒; C .避免出现气蚀现象;

B .防止启动充入的液体从泵内漏出; D .维持最低的允许吸上高度

13.恒压过滤时,如滤饼不可压缩,介质阻力可忽略,当操作压差增加1倍,则过滤速率为原来的( )。

A. 1 倍;

B. 2 倍;

C.2倍;

D.1/2倍

14.操作中的吸收塔,当其他操作条件不变,仅降低吸收剂入塔浓度,则吸收率将( )。

A .增大:

B .不变;

C .降低;

D .不确定;

15.低浓度逆流吸收操作中,若其他入塔条件不变,仅增加入塔气体浓度1Y ,则: 出塔气体浓度2Y 将_____; 出塔液体浓度1X ____。( )

A .增大,减小;

B .增大,增大;

C .减小,不变;

D .不确定

16.不能引发降液管液泛这种不正常操作现象的原因是( )。

A .塔板间距过小;

B .过量雾沫夹带;

C .严重漏液;

D .液、气负荷过大

17.降尘室的生产能力取决于( )。

A .沉降面积和降尘室高度;

B .沉降面积和能100%除去的最小颗粒的沉降速度;

C .降尘室的宽度和高度;

D .降尘室长度和能100%除去的最小颗粒的沉降速度

18.在一定空气状态下,用对流干燥方法干燥湿物料时,不能除去的水分为( )。

A .平衡水分;

B .自由水分;

C .非结合水分;

D .结合水分

19、蒸发操作中,下列措施中不能显著提高传热系数K 的是( )。

A .及时排除加热蒸气中的不凝性气体;

B .定期清洗除垢;

C .提高加热蒸气的湍流速度;

D .提高溶液的速度和湍流程度

20、下述说法中正确的是( )。

A .过滤速率与过滤面积成正比;

B .过滤速率与过滤面积的平方成正比;

C .过滤速率与滤布阻力成反比;

D .过滤速率与操作压差的平方成正比

21、层流与湍流的本质区别是( )。

A .流速不同;

B .流通截面积不同;

C .雷诺数不同;

D .滞流无径向运动,湍流有径向运动

22、双液体U 形差压计要求指示液的密度差( )。

A .大;

B .中等;

C .小;

D .越大越好

23、用板框式过滤机进行恒压过滤,若介质阻力可忽略不计,过滤20min 可得滤液83m ,若再过滤20min 可再得滤液( )。

A .83m ;

B .43m ;

C .5.33m ;

D .11.33m

24、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时,影响传热过程的将是( )。

A .管避热阻;

B .污垢热阻;

C .管内对流传热热阻;

D .管外对流传热热阻

25、在常压塔中用水吸收二氧化碳,y K 和x K 分别为气相和液相传质分系数,y K 为气相总传质系数,m 为相平衡常数,则( )。

A .为气膜控制,且y y k K ≈ ;

B .为液膜控制,且x y k K ≈;

C .为气膜控制,且m k K x y ≈ ;

D .为液膜控制,且m

k K x y ≈ 26、对常压下操作的低浓度吸收系统,系统总压在较小范围增加时,享利系数E 将____,相平衡常数m 将____,溶解度系数H 将___。( )。

A .不变,降低,不变;

B .增加,降低,不变;

C .不变,增加,不变;

D .不确定

27、精馏操作时,若其他操作条作件均不变,只将塔顶的过冷液体回流改为泡点回流,则塔顶产品组成D x 变化为( )。

A .变小;

B .变大;

C .不变;

D .不确定

28、在降尘室中,尘粒的沉降速度下列因素无关( )。

A .颗粒的几何尺寸;

B .颗粒与流体的密度;

C .流体的水平流速;

D .颗粒的形状

29、在冷凝器中用水冷凝苯蒸汽,水走管程,其雷若数4102.1?=e R ,此时对流传热系数为α。若将水的流量减半,其对流传热系数'

α( )。

A . >(1/2)

α8.0; B . <(1/2)α8.0; C .=(1/2)α8.0 ; D .无法确认

30、对下述几组换热介质,通常在列管式换热器中K 值从大到小正确的排列顺序应是( )。

A .②>④>③>① ;

B .③>④>②>①;

C .③>②>①>④;

D .②>③>④>①

冷流体 热流体

① 水 气 体

② 水沸腾 水蒸气冷凝

③ 水 水

④ 水 轻油

三、简答题

1、请简述颗粒沉降速度t u 的影响因素。

2、板式塔的适宜操作范围是由哪几条线包围所形成的区域?请画出他的负荷性能,并指出其适宜的操作点和操作强性。

3、蒸发操作需要消耗大量的热能,工业上常采取哪些方法以降低能量消耗?

4、为什么自由落体运动不考虑空气阻力,而颗粒沉降等却偏偏对阻力感兴趣呢?

5、请简述颗粒沉降速度t u 的影响因素。

6、如何区别结合水与非结合水?

四、计算题

1、 用离心泵经φ57×3.5mm 的钢管,将敞口贮槽内的有机溶剂(密度为3m /kg 800,粘度为20cp )输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高度Z 保持20m ,见附图

1。已知钢管总长度(包括局部阻力当量长度) 为25m ,反应器内的压力恒定为2

cm /kgf 4 (表压) ,有机溶液输送量为h /m 63,泵的效率为60%,试确定泵提供的轴功率。

复习思考题2013

附图1

2、在内管为φ189×10mm 的套管换热器中,将流量为h /kg 3500

的某液态烃从 100℃冷却到60℃,其平均比热为K)kg /(kJ 38.2?,环隙走冷却水,其进出口温度分别为40℃和50℃,平均比热为K)kg /(.17kJ 4?,基于传热外表面积总传热系数K)m /(W 200020?=K ,设其值恒定, 忽略热损失。试求:(1)冷却水用量;

(2)分别计算两流体为逆流和并流情况下的平均温差及所需管长。

3、在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质A ,进塔气体中溶质A 的含量为8%(体积%),回收率为98%,操作条件下的平衡关系为Y =2.0X ,取吸收剂用量为最小用量的1.2倍。

试求: (1)水溶液的出塔浓度;

(2)若气相总传质单元高度为0.6 m , 现有一填料层高为6m 的塔问该塔是否合用? 注:计算中可用摩尔分率代替摩尔比,用混合气体量代替惰性气体量,用溶液量代替溶剂量。

4、已知湿空气的总压为101.3kPa 相对湿度为50%,干球温度为20℃。

试用I -H 图求解:(1)水气分压p ;

(2)湿度H ;

(3)焓I ;

(4)露点t d ;

(5)湿球温度t W 。

5、用一精馏塔分离二元理想液体混合物,进料量为1h 100kmol -?,易挥发组分为0.5,泡点进料,塔顶产品组分为0.95,塔底釜液组分为0.05(皆为摩尔分率),操作回流比R=1.61,该物系相对挥发度25.2=α。试求: (1) 塔顶和塔底的产品量(1h kmol -?);

(2) 提馏段上升蒸汽量(1h kmol -?);

(3) 最小回流比。

6、在一连续干燥器中盐类结晶,每小时处理湿物料为1000 kg ,经干燥后物料的含水量由40%减少至5%(均为湿基),以热空气为干燥介质,初始湿度H 1为0.009 kg 水/kg 绝干气,离开干燥器时湿度H 2为0.039 kg 水/kg 绝干气,假定干燥过程中无物料损失。

试求:(1)水分蒸发量W (kg 水/h );

(2)空气消耗量L (kg 绝干气/h ),原湿空气消耗量L ′(kg 原空气/h );

(3)干燥产品量。

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