化工原理复习题 谭天恩版
一、单项选择题
1、一定流量的水在圆形直管内呈层流流动，若将管内径增加一倍，流速将为原来的( )。
A. 1/2
B. 1/4
C. 1/8
D. 1/16
2、采用出口阀门调节离心泵流量时，开大出口阀门，离心泵的流量( )，压头( )。
A. 增大
B. 不变
C. 减小
D. 先增大后减小
3、球形固体颗粒在重力沉降槽内作自由沉降，当操作处于层流沉降区时，升高悬浮液的温度，粒子的沉降速度将( )。
A. 增大
B. 不变
C. 减小
D. 无法判断
4、两厚度相同但导热系数不同的双层平壁稳定热传导过程，已知两层温度差△t1>△t2，则通过两层传热量( )。
A. Q1>Q2
B. Q1=Q2
C. Q1 D. 无法判断 10、三个不同形状、底面积相等的敞口容器，各装相同的液体到相同的高度，则它们底部所受液体的作用力（） ①相等②不相等③无法判断 11、离心泵启动前先关闭出口阀，其目的是为了（） ①防止发生气缚现象②防止发生气蚀现象③降低启动功率 12、转子流量计测流量时，其流量大小随（）而改变。 A、转子材质 B、转子位置高低 C、Ｕ管压差计读数 13、设计一单程列管换热器，用一热流体加热一易生垢的有机液体，热流体初温150℃，终温50℃；有机液初温15℃，要求加热到40℃。已知有机液75℃分解，应采用（） ①逆流，冷流体走管内②并流，冷流体走管外 ③逆流，冷流体走管外④并流，冷流体走管内 14、离心泵的工作点是指（） A、离心泵的最佳工况点 B、离心泵轴功率最小的工作点 C、管路特性曲线和泵性能曲线的交点 15、干燥过程是（）过程。 A、传热 B、传质 C、传热与传质相结合 16、有一并联管路如图2所示，两段管路的流量、流速、管经、管长及流动阻力损失分别为Ｖ(1)、u(1)、d(1)、L(1)、h(f1)及Ｖ(2)、u(2)、d(2)、L(2)、h(f2)。若d(1)=2d(2)，L(1)=2L(2)，则 （1）h(f1)/h(f2)＝（） Ａ、2；Ｂ、4;Ｃ、1/2;Ｄ、1/4;Ｅ、1 （2）当管路中流体均作层流流动时，Ｖ(1)/Ｖ(2)=（） Ａ、2；Ｂ、4;Ｃ、8;Ｄ、1/2;Ｅ、1 （3）当两段管路中流体均作湍流流动时，并取λ(1)＝λ(2)，则Ｖ(1)/Ｖ(2)=（）。 Ａ、2；Ｂ、4;Ｃ、8;Ｄ、1/2;Ｅ、1/4 18、列管换热器内外侧对流传热系数分别是αi和αo且αi>>αo,要提高总传热系数，关键是( )。 A. 减小αi B. 增大αi C. 减小αo D. 增大αo 19、升高温度时，液体的粘度将( )，而气体的粘度将( )。 A. 增大 B. 不变 C. 减小 D. 无法判断 20、离心泵启动前先将泵内灌满液体，其目的是为了（） A.防止发生气缚现象 B.防止发生气蚀现象 C.降低启动功率 D.避免损坏叶轮 22、把一壳程用饱和水蒸汽加热管内水的列管换热器由单管程改为双管程，会引起（） A、管内膜系数增加 B、管内膜系数减小 C、流动阻力减少 D、没有什么影响 23、用水吸收二氧化碳的传质过程属于（）。 A、气膜控制 B、液膜控制 C、无法判断 25、间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻（） A 成正比 B 成反比 C 没关系 26、翅片换热器的翅片应安装在（） A α小的一侧 B α大的一侧 C 管内 D 管外 27、离心机的分离因数α越大，说明它的分离能力愈（） A 差 B 强 C 低 28、工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（） A 增加热阻，减少热量损失 B 节约钢材，增加美观 C 增加传热面积，提高传热效果 29、蒸汽冷凝时，膜状冷凝的α（）滴状冷凝的α。 A 等于 B 大于 C 小于 30、导热是（）热量传递的主要方式。 A 固体中 B 液体中 C 气体中 31、热量传递的基本方式是（C ） A 恒温传热和稳态变温传热 B 导热给热和热交换 C 传导传热、对流传热与辐射传热 D 气化、冷凝与冷却 32、在比较多的情况下，尤其是液－液热交换过程中，热阻通常较小可以忽略不计的是（） A 热流体的热阻 B 冷液体的热阻 C 冷热两流体的热阻 D 金属壁的热阻 33、传热速率公式Q=KA△t m 中，△t m 的物理意义是（） A 器壁内外壁面的温度差 B 器壁两侧流体对数平均温度差 C 流体进出口的温度差 D 器壁与流体的温度差 34、湍流体与器壁间的对流传热（即给热过程）其热阻主要存在于（） A 流体内 B 器壁内 C 湍流体滞流内层内 D 流体湍流区域内 35、对一台正在工作的列管换热器，已知α 1＝116W/m2.K，α 2 ＝11600W/m2.K，要 提高传热系数（K），最简单有效的途径是（） A 设法增大α 1B 设法增大α 2 C 同时增大α 1 和α 2 36、用饱和水蒸汽加热空气时，传热管的壁温接近（） A 蒸汽的温度 B 空气的出口温度 C 空气进出口平均温度 37、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（） A 大者 B 小者 C 两者 38、在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气，此过程的总传热系数K值接近于（） A 蒸汽α B 空气α C 蒸汽α与空气α的平均值 39、对流传热仅发生在（）中 A 固体 B 静止的流体 C 流动的流体 40、稳定的多层平壁的导热中，某层的热阻愈大，则该层的温度差（） A 愈大 B 愈小 C 不变 41、流体与固体壁面间的对流传热，当热量通过滞流内层时，主要是以（）方式进行的。 A 热传导 B 对流传热 C 热辐射 42、恒压过滤时过滤速率随过程的进行而不断（） A 加快 B 减慢 C 不变 43、在列管式换热器中，用水冷凝乙醇蒸气，乙醇蒸气宜安排走（） A 管程 B 壳程 C 管、壳程均可 44、稳定传热是指传热系统内各点的温度（） A 既随时间而变又随位置而变 B 只随位置而变但不随时间而变 C 只随时间而变但不随位置而变 45、对于沸腾传热，工业生产一般应设法控制在（）沸腾下操作 A 核状 B 稳定的膜状 C 不稳定的膜状 46、蒸汽中不凝性气体的存在，会使它的对流传热系数α值（） A 降低 B 升高 C 不变 47、在稳定变温传热中，流体的流向选择（）时传热平均温度差最大。 A 并流 B 逆流 C 错流 49、用U型压差计测量压强差时，压强差的大小（） A 与读数R有关，与密度差ρ －ρ有关，与U形管粗细无关 B 与读数R无关，与密度差ρ －ρ无关，与U形管粗细有关 C 与读数R有关，与密度差ρ －ρ无关，与U形管粗细无关 D 与读数R有关，与密度差ρ －ρ无关，与U形管粗细有关 50、为提高U形压差计的灵敏度较高，在选择指示液时，应使指示液和被测流体 的密度差ρ －ρ的值（） A 偏大 B 偏小 C 越大越好 51、层流与湍流的本质区别是（） A 湍流流速大于层流流速 B 流道截面大的为湍流，截面小的为层流 C 层流的雷诺数小于湍流的雷诺数 D 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动 52、在相同管径的圆形管道中，分别流动着粘油和清水，若雷诺数相等，二者的密度相差不大，而粘度相差很大，则油速（）水速 A 大于 B 小于 C 等于 53、压力表上显示的压力，即为被测流体的（） A 绝对压 B 表压 C 真空度 54、流体在圆管内作湍流流动时，其平均流速u与管中心的最大流速u max 的关系为 （）A u=1.5u max B u=0.8u max C u=0.5u max 55、双液体U形压差计要求指示液的密度差（A ） A 大 B 中等 C 小 D 越大越好 56、一般情况下，液体的粘度随温度升高而（） A 增大 B 减小 C 不变 57、设备内的真空度越高，即说明设备内的绝对压强（） A 越大 B 越小 C 越接近大气压 58、定态流动是指流体在流动系统中，任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量（） A 仅随位置变不随时间变 B 仅随时间变不随位置变 C 既不随时间变也不随位置变 59、流体在管内作湍流流动时，层流内层的厚度随雷诺数的增大而（） A 增厚 B 减薄 C 不变 60、在稳定流动的并联管路中，管子长，直径小，而摩擦系数大的管段，通过的流量（）A 与主管相同 B 大 C 小 61、u2/2的物理意义是表示流动系统某截面处（）流体具有的动能 A 1kg B 1N C 1m 62、某泵在运行时发现有气蚀现象应（C） A 停泵，向泵内灌液 B 降低泵的安装高度 C 检查进口管路是否漏液 D 检查出口管阻力是否过大 63、用离心泵将水池的水抽到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门将导致（） A 送水量增加，整个管路压头损失减少 B 送水量增加，整个管路压头损失增加 C 送水量增加，泵的轴功率不变 64、离心泵最常用的调节方法是（） A 改变吸入管路中阀门开度 B 改变出口管路中阀门开度 C 安装回流支路，改变循环量的大小 D 车削离心泵的叶轮 65、当管路特性曲线写成H＝A+BQ2时（） A A只包括单位重量流体需增加的位能 B A只包括单位重量流体需增加的位能和静压能之和 C BQ2代表管路系统的局部阻力和 D BQ2代表单位重量流体动能的增加 66、以下说法正确的，当粘度较大时，在泵的性能曲线上（） A 同一流量Q处，扬程H下降，效率上升 B 同一流量Q处，扬程H上升，效率上升 C 同一流量Q处，扬程H上升，效率下降 67、有两种说法（1）往复泵启动不需要灌水（2）往复泵的流量随扬程增加而减少则（） A 两种说法都不对 B 两种说法都对 C 说法（1）正确，说法（2）不正确 D 说法（1）不正确，说法（2）正确 68、离心泵的调节阀的开度改变，则（） A 不改变管路性能曲线 B 不会改变工作点 C 不会改变泵的特性曲线 69、离心泵效率最高的点是（）A工作点B操作点C设计点D计算点 70、离心泵铭牌上标明的扬程是（） A 功率最大时的扬程 B 最大流量时的扬程 C 泵的最大量程 D 效率最高时的扬程 84、在空气与蒸汽间壁换热过程中采取（ C）方法来提高传热速率是合理的。 A.提高蒸汽流速； B.采用过热蒸汽以提高蒸汽的温度； C.提高空气流速； D.将蒸汽流速和空气流速都提高。 85、离心泵将水池的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门将导致（ A ）。 A.送水量增加，整个管路阻力损失减少； B.送水量增加，整个管路阻力损失增大； C.送水量增加，泵的轴功率不变； D.送水量增加，泵的轴功率下降。 86、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）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.都可以。 87、用孔板流量计测量流体流量时，随流量的增加，孔板前后的压差值将_____________，改用转子流量计，转子前后压差值将_____________。 二、简答题 1、产生气缚现象与气蚀现象的原因是什么？ 答：缚现象产生的原因是泵内未灌满水，存有空气，空气的密度远小于水，产生的离心力小，泵轴中心处的真空不足以将水吸入泵内。 气蚀现象产生的原因是泵入口处的压强小于输送条件下的饱和蒸汽压时，就会产生气泡，气泡在破裂过程中损坏叶片。 2、离心泵的操作三要点是什么？ 答：操作三要点，一是灌水(防气缚)；二是泵启动前关出口阀(降低启动功率)；三是停机前关出口阀(防高压液体倒流损坏叶轮)。 3、指出换热器强化有那些途径？其主要途径是什么？ 换热器强化的途径：一是增大传热面积，二是增大传热推动力，三是增大传系数K。 其主要途径是增大传系数K。 4、在列管换热器中，拟用饱和蒸汽加热空气，试问：①传热系数接近哪种流体的膜系数？②传热管壁温接近哪种流体的温度？ 答：传热系数接近膜系数小的流体，即空气的膜系数，传热管壁温接近膜系数大的那一侧流体温度，即饱和蒸汽的温度，因为空气的膜系数远远小于蒸汽的膜系数。 7、离心泵启动前要灌引水其目的是什么？泵启动后却没有水出来，其可能的原因又是什么？ 答：启动前必须灌水，其目的是防止发生气缚现象。如果不灌液，则泵体内存有空气，由于ρ空气<<ρ液，所以产生的离心力很小，因而叶轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，达不到输液目的。 泵启动后却没有水出来，其可能的原因一管路堵塞，二是电机接线反了使叶轮倒转，三是泵的安装高度可能高了。 8、某厂刚完成大修任务，其中一台通过电机带动的离心泵在开启出口阀后不能送液，其可能的原因是什么？ 答：原因可能有两个：其一，启动前没灌泵，此时应停泵、灌泵，关闭出口阀后再启动。其二，电机接线不正确，致使叶轮倒转。 10、某固体微粒从不同的高度落下，其沉降速度如何？为什么？ 答：沉降速度相同，因为沉降速度只与颗粒直径、颗粒密度、流体性质有关，而 与沉降高度无关。 13、在强化传热的过程中，为什么要想办法提高流体的湍动程度? 答：由于总热阻为对流热阻所控制，而对流传热的热阻主要集中在层流底层内，提高流体的湍动程度能减薄层流底层的厚度，降低热阻，从而可以提高传热效果。 14、产生气缚现象与气蚀现象的原因是什么？ 答：缚现象产生的原因是泵内未灌满水，存有空气，空气的密度远小于水，产生的离心力小，泵轴中心处的真空不足以将水吸入泵内。 气蚀现象产生的原因是泵入口处的压强小于输送条件下的饱和蒸汽压时，就 会产生气泡，气泡在破裂过程中损坏叶片。 15、影响颗粒沉降速度的因素有哪些？ 答：影响颗粒沉降速度包括如下几个方面：颗粒的因素：尺寸、形状、密度、是否变形等；介质的因素：流体的状态（气体还是液体）、密度、粘度等；环境因素：温度（影响ρ、μ）、压力、颗粒的浓度（浓度大到一定程度使发生干扰沉降）等。 16、离心泵的真空度随着流量的增大是增加还是减小，为什么？ 答：增大，因为流量增大时，泵入口处的动能增大，同时流动阻力也增大，根据柏努利方程，总能量不变，则入口处的静压能将减小，也就是真空度增大。 17、简述离心泵的工作原理。 答：离心泵工作分吸液与排液过程。吸液过程的推动力是液面压力（常为大气压）与泵内压力（负压）之差，而泵内的负压是由于电机带动泵轴、泵轴带动关键部件叶轮旋转，产生离心力，叶片之间的液体从叶轮中心处被甩向叶轮外围，叶轮中心处就形成真空。排液过程的推动力则是由于液体以很高的流速流入泵壳的蜗形通道后，因截面积扩大，大部分动能转变为静压能而形成压差，将液体从压出口进入压出管，输送到所需的场所。 18、如图，1-1截面的压强必大于2-2截面的压强，1-1截面的压强必小于2-2截面的压强，上述两种说法不正确，你认为哪种正确？ 答：两种说法不正确。根据柏努利方程可知，二截面的总能量不变，由于不清楚流动方向，所以不能确定压强大小。如果由1－1流向2－2，管径减小，由连续性方程得流速增大，动能增大，存在流动阻力，则1-1截面的压强必大于2-2截面的 1 1 2 2 压强；如果从2－2流向1－1，则需要讨论。 19、为什么随着过滤时间的增加，过滤速率减少？ 答：随着过滤时间的增加，滤渣越厚，过滤阻力增大，从而过滤速率减小。 21、一台离心泵输送20℃清水时，泵操作正常。当用此泵输送70℃热水时，泵产生噪音，且流量与压头均降低，试定性分析其原因并从理论上提出改善办法。答：其原因是产生了气蚀现象，此时泵入口处的压强小于输送条件下的饱和蒸汽压。 改善办法：理论上提高安装高度，可以采取提高液面上方压强，减少弯头、管件与阀件，或是将泵安装在液面下方。 23、列管式换热器什么情况下需要有温度补偿装置？常用的热补偿装置有哪几种？ 答：当壳体和管壁之间的温差在50℃以上时，由于两者热膨胀程度不同，产生温差应力，因此，要考虑温度补偿问题。 有三种形式温度补偿：补偿圈补偿；浮头补偿；U型管补偿。 三、计算题 1、密度为1200kg/m3，粘度为1.7mpa.s的盐水，在内径为75mm的钢管中的流量为25m3/h。最初液面与最终液面的高度差为24m，管道的直管长为112m，管上有2个全开的截止阀和5个90°标准弯头，其当量长度为200m，摩擦系数为0.03。求泵所需的实际功率, 设泵的效率η=50%。 解：在碱液面1-1与塔内液面2-2间列柏努利方程，并以碱液面为基准面： u1≈0 u2≈0 p1=0(表压) p2=0(表压) z1=0 z2=24 H f=【λ（l＋le）/d+∑ζ】u2/2g u=4q v/πd2=4×25/3.14×0.0752×3600=1.57m/s 进口ξ1=0.5 ,出口ξ2=1，λ=0.02 H f=[0.03×(200+112)/0.075+1.5]×1.572/2×9.81=15.87m H e=Z2－Z1＋H f=24＋15.87=39.87m 泵所提供的外加压头为39.87 m。若泵的效率为70%，则轴功率为： P=P e/η=qvHeρg/η=25×39.87×1200×9.81/3600×0.5=6519W 2、用一台离心泵将密度为1100 kg/m3的水溶液从敞口贮槽中送往表压强为300kPa 的塔中，溶液管出口至贮槽液面间的垂直距离为20m，送液量为30m3/h，管路为Ф 68×4mm钢管，直管长度及局部阻力当量长度总计为140m，管路的摩擦系数λ为0.022，离心泵的效率为60％，求泵的轴功率。 解：在贮槽液面1-1与管出口外侧2-2间列柏努利方程，并以1-1为基准面： u1≈0 u2≈0 p1=0(表压) p2=300kPa(表压) z1=0 z2=20 H f=【λ（l＋le）/d+∑ζ】u2/2g u=4q v/πd2=4×30/3.14×0.062×3600=3.0m/s H f=[0.022×140/0.06]×3.02/2×9.8=23.6m H e=Z2－Z1＋H f=20＋23.6=43.6m 泵所提供的外加压头为43.6 m。若泵的效率为60%，则轴功率为： P=P e/η=qvHeρg/η=30×43.6×1100×9.8/3600×0.6=6528W 3、某离心泵的额定流量为16.8m3/h，扬程为18m。试问此泵能否将密度为1100kg/m3、流量为250L/min的碱液自敞口碱池输送到表压为30kPa塔内？碱液面到塔液面间的垂直距离为10m，管路为Ф75×3.5mm钢管，泵的吸入管路和压出管路总长为120m(均包括局部阻力的当量长度)，管路的摩擦系数λ为0.03。 分析：能否完成输送任务，在此比较流量与压头大小就行。 流量Q e=250L/min=15m3/h＜16.8 m3/h(1分) 在碱液面1-1和塔液面2-2间列柏努利方程： u=4q v/πd2=4×15/3.14×0.0682×3600=1.15m/s H f=λ(l+l e)u2/2dg=0.03×120×1.152/2×9.81×0.068=3.57m Z2-Z1=10，u1≈0, u2≈0, p2-p1=30kPa H e=10＋0＋30×1000/1100×9.81＋3.57=16.3m＜18m 故该泵能够完成输送任务。 4、将密度为1200kg/m3的碱液自碱池用离心泵打入塔内。碱液面到塔液面间的垂直距离为10m，塔内压力表读数为60kPa。管路为Ф68×4mm钢管，流量为30 m3/ h，泵的吸入管路和压出管路总长为120m (均包括局部阻力的当量长度)。管路的摩擦系数λ为0.02，若泵的效率为70%，试求泵的轴功率。 解：在碱液面1-1与塔液面2-2间列柏努利方程： H f=【λ（l＋le）/d+∑ζ】u2/2g u=4q v/πd2=4×30/3.14×0.062×3600=2.95m/s H f=0.02×120×2.952/0.06×2×9.81=17.74m H e=Z2－Z1＋(p2－p1)/ ρg＋H f =10＋60×1000/1200×9.81＋17.74=32.84m 泵所提供的外加压头为32.84 m。 若泵的效率为70%，则轴功率为： Pa=P/η=q m H eρg/η=30×32.84×1200×9.81/3600×0.7=4602W 5、（18分）欲用离心泵将20℃水以30m3/h的流量由水池打到敝口高位槽，两液面均保持不变，液面高差为18m，泵的吸入口在水池液面上方4.5m处。泵的吸入管 路全部阻力为1mH 2O柱，压出管路全部阻力为3mH 2 O柱，泵的效率为0.6，求泵的 轴功率。若已知泵的允许汽蚀余量为2.5m，问上述安装高度是否合适？（动压头可忽略）。水的密度可取1000kg/m3，饱和蒸汽压为2.335kPa。 分析：水池液面为1-1，高位槽液面为2-2，并以1-1为基准面 根据柏氏方程 Z1＋P1/ρｇ＋u12/2ｇ＋He ＝Z2＋P2/ρｇ＋u22/2ｇ＋∑H f u1≈0 u2≈0 p1=0(表压) p2=0(表压) z1=0 z2=18 H＝ΔZ＋∑H f( 1 – 2)＝18＋1＋3＝22m ∴P轴＝q v Hρ/（102η） ＝(30/3600)×22×1000/(102×0.6)＝3kw Hg=(p0-p v)/gρ--△h—H f,0-1 =(101.3－2.335)×1000/1000×9.81－2.5－1.0 =6.59m 为防止发生气蚀现象，实际安装高度比理论值低1m，即为5.69m，而泵实际安装在液面上4.5m处，故泵能够正常操作。 6、用一台离心泵将密度为1100 kg/m3的水溶液从敞口贮槽中送往表压强为300kPa 的塔中，塔液面至贮槽液面间的垂直距离为20m，送液量为30m3/h，管路为Ф68×4mm钢管，直管长度80m，弯头阀门等管件的当量长度总计为60m，管路的摩擦系数λ为0.022，离心泵的效率为60％，求泵的轴功率。 分析：贮槽液面为1-1，塔液面为2-2，并以1-1为基准面。根据柏氏方程gZ1 + (1/2)u12 + P1/ρ +W= gZ2 + (1/2)u22 + P2/ρ + ∑h f u1≈0 u2≈0 p1=0(表压) p2=300(表压) z1=0 z2=20 ∑h f=∑h f1+∑h f2 ∑h f1=λlu 2/2d ∑hf 2=(λl e /d+∑ξ)u 2/2 u=4q v /πd 2=4×30/3600×3.14×0.062=2.95m/s 进口ξ1=0.5 ,出口ξ2=1，λ=0.022 ∑hf=(0.022×140/0.06＋0.5+1.0)×2.952/2=229.9J/kg W=gz 2＋P 2/ρ＋∑h f =9.81×20＋300×1000/1100＋229.9=698.8J/kg P=Wq v ρ/η= 698.8×30×1100/3600×0.6=10676.1J/s 7、(18分) 用一离心泵以40m 3/h 的流量将20℃的水从开口贮槽送到某开口容器， 贮槽和容器的水位恒定，液面高度差为30m 。管道均为φ80×2.5mm 的无缝钢管，吸入管长为20m ，排出管长为100m(均包括局部阻力的当量长度)，摩擦系数为0.02。泵前后两测压口的垂直距离为0.5m ，泵安装在液面上方4.5m 处，允许汽蚀余量为 2.5m 。20℃水的密度为1000kg/m3，饱和蒸汽压为2.335kPa 。试求：①泵的效率为70%，水泵的轴功率；②泵能否正常操作？ 解：(1)在开口贮槽液面1-1与开口容器液面2-2间列柏努利方程 H f =【λ（l ＋le ）/d+∑ζ】u 2/2g λ=0.02 u=4q v /πd 2= 40×4/(3.14×0.0752 ×3600)=2.516m/s H f = 0.02×120×2.5162/0.075×2×9.81=10.32m H e =Z 2－Z 1＋(p 2－p 1)/ ρg ＋H f =30＋0＋0＋10.32=40.32m P=q v H ρg/η=40×40.32×1000×9.81/3600×0.7 =6278W 泵实际安装在液面上4.5m 处，贮槽液面0-0与泵入口处1-1间允许安装高度为：Hg=(p 0-p v )/g ρ --△h —h f,0-1 H f ，0-1==0.02×20×2.5162/0.075×2×9.81=1.72m Hg =(101.3－2.335)×1000/1000×9.81－2.5－1.72 =5.87m 为防止发生气蚀现象，实际安装高度比理论值低1m ，即为4.87m ，故泵能够正常操作。 8、（18分）图示吸液装置中，吸入管尺寸为mm 5.2mm 32?φ，管的下端位于水 面下m 2，并装有底阀及拦污网，该处的局部压头损失为g u 282 。若截面2-2'处 的真空度为kPa 2.39，由1-1'截面至2-2'截面的压头损失为g u 2212 。求：（1）吸入管中水的流量，13h m -?;（2）吸入口1-1'处的表压。 解：以水面0-0为基准面，在0-0与1-1'截面间列伯努利方程： f h u P g Z u P g Z ∑+++=++2221 112000ρρ 00=Z ,00=P （表压），00u ≈，m 21-=Z ，g u h f 28 21=∑， 代入上式得： g u u P 2828.92021211+++ ?-=ρ ?2962.1921 1u P -=ρ ……① 在1-1'截面与2-2'截面间列伯努利方程： 212222211122-∑+++=++f h u P g Z u P g Z ρρ ， m 21-=Z ，21u u =，m 32=Z ，kPa 2.392-=P （表压），g u h f 2212121=∑-， 代入上式得： 4100010 2.398.951 21 3u P +?-+?=ρ ……② 由①与②解得： 11s m 43.1-?=u ， 1214u d Au q V π==()1342h m 95.4360043.11025.2324--?=????-=π； 由①式可以解得： Pa 1004.141?=P (表压)。 9、用离心泵把水从贮槽送至附图所示，表压为1kgf.cm -2的水洗塔中，贮槽液面恒定，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 （包括直管长及所有局部阻力当量长度）,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 解：定贮槽液面为1-1，管出口外侧为2-2，液面为基准面。列柏式： Z 1g+P 1/ρ+u 12/2+we= Z 2g+P 2/ρ+u 22/2+∑W f 而∑W f =λ(L+Le) u 2/(2d)=0.018×(10+100) u 2/(2×0.1)=9.9 u 2 ∴ 0+0+0+317.7=20×9.807+98100/1000+0+9.9 u 22 ∴u 2 =1.5m/s 再在测压口3-3与2-2间列柏式： Z 3g+P 3/ρ+u 32/2= Z 2g+P 2/ρ+u 22/2+∑W f 而 ∑W f =λL u 2/（2d)=0.018×100×1.52/ (2×0.1) =20.25J/kg ∴ 0+P 3/1000+1.52/2=18×9.807+98100/1000+0+20.25 ∴ P 3=296.1×103N/m 2=296.1 N/m 2（表压） 10、用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部，槽位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为Φ76×2.5 mm 。在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66×103 pa ；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按 212u W f =∑与 2 210u W f =∑计算。由于管径不变，故式中u 为吸入或排出管的 流速m/s 。排水管与喷头处的压强为98.07×103 pa （表压）。求泵的有效功率。（水的密度取为1000 kg/m 3） 解：已知d ＝0.071 m ，p1 =-24.66×103 pa 在水面与真空表间列柏努利方程： 2 21122 121312********* ; 220,,0,24.6610,0,1.5,2,0; 0000 1.59.8124.6610/1000222.0/;e f f e p u p u gz W gz W u u u p p pa z z m W u W u u u m s ρρ+++=+++====-?====∴+++=?-?+ +∴=因为： 在水面与喷头间列柏努利方程： 2233 111312 3131312212232220,,0,98.0710,0,14, 1247.7/, 2149.8198.0710/100047.7285.1/,20.7850.071210007.9/2252.3 2.25e f f f f s s p u p u gz W gz W W u u u p p pa z z m W W u J K g W e J K g m K g s N e W e m W ρρ+++=++++====?==+==∴=?+?+ +==???==?==因为：K W 11、（15分）在逆流换热器内，用20℃的水(比热容4.2kJ/(kg·K))将流量为4500kg/h 的液体由80℃冷却30℃，其比热容为1.9kJ/(kg·K)，液体走壳程，对流传热膜系数为1700W/(m 2·K)；已知换热器由直径为Ф25×2.5mm 的钢管组成，钢管的导热系数λ=45 W/(m·K)；管程走水，对流传热膜系数为850 W/(m 2·K)，若水的出口温度不超过50℃。假设污垢热阻、热损失可忽略，试计算：(1)水的用量；(2)传热面积。 解：(1)水用量：q mr C Pr (t 2-t 1)= q ml C Pl (t 2-t 1) 4500×1.9×(80－30)= q ml ×4.2×(50－20) q ml =3393kg/h (2)传热面积A －－传热基本方程Q=KA △tm ①求传热速率（热负荷）：热损失不计，则 Q=Q r =q mr C Pr (t 2-t 1)= 4500×1.9×(80－30)/3600=118.75kW ②求平均推动力△tm=〖(T －t 2)－(T －t 1)〗/ln(T －t 2)/ (T －t 1) = (80－50)－(30－20)/In(30/10)=18.2K ③传热系数 3o o o i i m o 1125 2.510251*********.51700d bd K d d αλα-??=++=++?? Ko=471.6 W/(m2·K) ④求传热面积A=118.75×1000/471.6×18.2=13.8m2 12、在单管程单壳程列管换热器中，用120℃的饱和水蒸汽加热管内的有机液体。管内液体总流量为15000kg/h，温度由20℃升至50℃，其比热容为1.76kJ/(kg·℃)。测得有机液的对流传热系数为790W/(m2·℃)，蒸汽冷凝传热系数为1×104W/(m2·℃)，换热管的直径为Ф25×2.5mm。忽略管壁热阻、污垢热阻及热损失，试计算传热面积。 解：传热面积A－－传热基本方程Q=KA△tm ①求传热速率（热负荷）Q=Q L=q mL C Pl(t2-t1)= 15000×1.76×(50－20)/3600=220kW ②求平均推动力△tm=〖(T－t2)－(T－t1)〗/ln(T－t2)/ (T－t1) = (120－20)－(120－50)/In100/70=84.1K ③求传热系数 1/K o=d o/αi d i +R i＋bd o/ λd m +R o＋1/αo 1/K o=25/20×790＋1/10000 1/K o=0.00168 K o=595 W/(m2·K) ④求传热面积A o=220×1000/595×84.1=4.39m2 13、（10分）某列管式加热器由多根Ф25×2.5mm的钢管组成。将苯由20℃加热到50℃，苯在管内流动，其流量为15m3/h，苯的比热为 1.76kJ/(kg·K)，密度为858kg/m3。加热剂为130℃的饱和水蒸汽，在管外冷凝。已知加热器以外表面积为基准的总传热系数为700W/(m2·K)。试求换热器面积。 解：求A－－传热基本方程Q=KA△tm （1）求传热速率（热负荷）Q=Q L= q mL C Pl(t2-t1) = 15×858×1.76×(50－20)/3600=188.76kW （2）求平均推动力△tm=〖(T1－t2)－(T2－t1)〗/ln(T1－t2)/ (T2－t1) = (130－20)－(130－50)/In110/80=94.2K （3）已知传热系数K o=700W/(m2·℃) （4）求传热面积A o=188.76×1000/700×94.2=2.86m 2 14、某列管式加热器由18根长3米Ф25×2.5mm的钢管组成。将苯由20℃加热到60℃，苯在管内流动，其流量为16m3/h，苯的比热为1.76kJ/(kg·K)，密度为858kg/m3。加热剂为120℃的饱和水蒸汽，在管外冷凝。已知苯在管内的对流传热膜系数为900W/(m2·K)，水蒸汽的对流传热膜系数为13000 W/(m2·K)。试校核该换热器能否使用？ 解：求A－－传热基本方程Q=KA △tm ①、求传热速率（热负荷）Q=Q L = q mL C Pl (t 2 -t 1 ) = 16×858×1.76×(60－20)/3600=268.46kW ②、求平均推动力△tm=〖(T 1－t 2)－(T 2－t 1)〗/ln(T 1－t 2)/ (T 2－t 1) = (120－20)－(120－60)/In100/60=78.3K(或80K) ③、已知蒸汽的膜系数远大于苯的膜系数，所以K o ≈900W/(m 2·K) ④、求传热面积A o =268.46×1000/900×78.3=3.81m 2 (3.82m 2) ⑤、校核：换热器的面积为A O *= n πd O L=18×3.14×0.025×3=4.24 m 2 故该换热器能满足要求 15、在逆流换热器内，用20℃的水将流量为4500kg/h 的液体由80℃冷却30℃，其比热容为1.9kJ/(kg·K)，液体走壳程，对流传热系数为1700W/(m 2·K)；已知换热器由直径为Ф25×2.5mm 的钢管组成，钢管的导热系数λ=45 W/(m·K)；管程走水，对流传热系数为850 W/(m 2·K)，若水的出口温度不超过50℃。假设污垢热阻、热损失可忽略，试计算传热面积。 解：传热面积A －－传热基本方程Q=KA △tm ①求传热速率（热负荷）：热损失不计，则 Q=Q r =q mr C Pr (t 2-t 1)= 4500×1.9×(80－30)/3600=118.75kW ②求平均推动力△tm=〖(T －t 2)－(T －t 1)〗/ln(T －t 2)/ (T －t 1) = (80－50)－(30－20)/In(30/10)=18.2K ③传热系数 Ko=471.6 W/(m 2·K) ④ 求传热面积A=118.75×1000/471.6×18.2=13.8m 2 16、有一列管换热器由Ф25×2.5mm 的120 根钢管组成。110℃的饱和水蒸气在壳方冷凝以加热在管内作湍流流动的某液体，且冷凝水在饱和温度下排出。已知液体平均比热为 4.187 kJ/kg·K ，由15℃加热到90℃。管内对流传热系数为a i =800W/m 2·K ，蒸气冷凝的对流传热系数a o =1.1×104W/m 2·K ，忽略污垢热阻、壁阻和热损失，每小时收集冷凝水2100kg ，在饱和温度下蒸气冷凝潜热R=2232kJ/kg ，试求传热面积。 解：求A －－传热基本方程Q=KA △tm ① 求传热速率（热负荷）Q=Q r = G r R= 2100×2232/3600=1302kw ② 求平均推动力△tm=〖(T 1－t 2)－(T 2－t 1)〗/ln(T 1－t 2)/ (T 2－t 1) = (110－15)－(110－90)/In95/20=48.1K ③ 求传热系数 1/K o =d o /αi d i ＋1/αo 1/K o =25/20×800＋1/11000 1/K o =0.00165 K o =606 或1/K o =1 /αi ＋1/αo ④ 求传热面积A o =1302×1000/606×48.1=44.7m 2 3 o o o i i m o 1125 2.510251*********.51700 d bd K d d αλα-??=++=++?? 17、（15分）在单管程单壳程列管换热器中，用120℃的饱和水蒸汽加热管内的有机液体。管内液体流速为0.5m/s ，总流量为15000kg/h ，温度由20℃升至50℃， 其比热容为1.76kJ/(kg ·℃)，密度为858kg/m 3。测得有机液的对流传热系数为 790W/(m 2·℃)，蒸汽冷凝传热系数为1×104 W/(m 2·℃)，换热管的直径为Ф25×2.5mm 。忽略管壁热阻、污垢热阻及热损失。试计算：（1）换热管的根数；（2）传热面积。 解：（1）换热管根数n G=uAρ 15000/3600=0.5×n (π0.022)/4×858 n=31 （2）传热面积A －－传热基本方程Q=KA △tm ①求传热速率（热负荷）Q=Q L = G L C Pl (t 2-t 1)= 15000×1.76×(50－ 20)/3600=220kW ②求平均推动力△tm=〖(T －t 2)－(T －t 1)〗/ln(T －t 2)/ (T －t 1) = (120－20)－(120－50)/In100/70=84.1K ③求传热系数 1/K o =d o /αi d i +R i ＋ bd o / λ d m +R o ＋ 1/αo 1/K o =25/20×790＋1/10000 1/K o =0.00168 K o =595 W/(m 2·℃) ④ 求传热面积A o =220×1000/595×84.1=4.39m 2 应用四方面，主要是轴功率计算要多些。 校核泵： 泵能否使用，一看qv ，H ，P 是否满足；二看是否发生汽蚀现象（安装高度）。 一定要有比较过程 二、传热设计计算或校核 传热基本方程 依据 Q=KA △t m ① 求传热速率（热负荷）－－Q=Q i ② 求平均推动力－－一流体变温，逆流或利用热量衡算式求温度再求推动力。 Q ’ = q mr C pr (T 1-T 2) = q ml C pl (t 2-t 1) = q m R =Q ③ 求传热系数 ④求传热面积（管长）⑤比较A 或Q f V H h g P P Hg ∑-?--='0ρ 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（上）复习题及答案 一、填空题 1.在阻力平方区内，摩擦系数λ与（相对粗糙度）有关。 2.转子流量计的主要特点是（恒流速、恒压差）。 3.正常情况下，离心泵的最大允许安装高度随泵的流量增大而（减少）。 4.气体在等径圆管内作定态流动时，管内各截面上的（质量流速相等）相等。 5.在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是（在同一种水平面上、同一种连续的流 体） 6.离心泵的效率η和流量Q的关系为（Q增大，η先增大后减小） 7.从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差与（指示液密度、液面高 度）有关。 8.离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生（气缚）现象。 9.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 扬程（不变）。 10.已知列管换热器内外侧对流传热系数分别为αi和αo且αi>>αo,则要提高总传热系数， 关键是（增大αo）。 11.现场真空表的读数为8×104 Pa，该处绝对压力为（2×104 Pa ）（当时当地大气压为 1×105 Pa）。 12.为防止泵发生汽蚀，则要求装置的汽蚀余量（大于）泵的必需汽蚀余量。（大于、 小于、等于） 13.某流体于内径为50mm的圆形直管中作稳定的层流流动。其管中心处流速为3m/s，则 该流体的流量为（10.60 ）m3/h，管壁处的流速为（0 ）m/s。 14.在稳态流动系统中，水连续地从粗管流入细管。粗管内径为细管的两倍，则细管内水的 流速是粗管内的（4 ）倍。 15.离心泵的工作点是指（泵）特性曲线和（管路）特性曲线的交点。 16.离心泵的泵壳做成蜗壳状，其作用是（汇集液体）和（转换能量）。 17.除阻力平方区外，摩擦系数随流体流速的增加而（减小）；阻力损失随流体流速的 增加而（增大）。 18.两流体通过间壁换热，冷流体从20℃被加热到50℃，热流体从100℃被冷却到70℃， 则并流时的Δt m= （43.5 ）℃。 19.A、B两种流体在管壳式换热器中进行换热，A为腐蚀性介质，而B无腐蚀性。（A腐 蚀性介质）流体应走管内。 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》第四版习题答案解析 绪 论 【0-1】 1m 3水中溶解0.05kmol CO 2，试求溶液中CO 2的摩尔分数，水的密度为100kg/m 3。 解 水33kg/m kmol/m 1000 100018 = CO 2的摩尔分数 (4005) 89910100000518 -= =?+ x 【0-2】在压力为101325Pa 、温度为25℃条件下，甲醇在空气中达到饱和状态。试求：(1)甲醇的饱和蒸气压A p ；(2)空气中甲醇的组 成，以摩尔分数 A y 、质量分数ωA 、浓度A c 、质量浓度ρA 表示。 解 (1)甲醇的饱和蒸气压 o A p .lg ..1574997197362523886 =- +o A p .169=o A p kPa (2) 空气中甲醇的组成 摩尔分数 (169) 0167101325 = =A y 质量分数 ...(.)016732 01810167321016729 ω?= =?+-?A 浓度 3..kmol/m .A A p c RT -= ==??316968210 8314298 质量浓度 ../A A A c M kg m ρ-=??=3368210320218 = 【0-3】1000kg 的电解液中含NaOH 质量分数10%、NaCl 的质量分数10%、2H O 的质量分数80%，用真空蒸发器浓缩，食盐结 晶分离后的浓缩液中含 NaOH 50%、NaCl 2%、2H O 48%，均为质量分数。试求：(1)水分蒸发量；(2)分离的食盐量；(3)食盐分离 后的浓缩液量。在全过程中，溶液中的 NaOH 量保持一定。 解 电解液1000kg 浓缩液中 NaOH 1000×0.l=100kg NaOH ω=0.5（质量分数） NaOH 1000×0.l=100kg NaCl ω=0.02（质量分数） 2H O 1000×0.8=800kg 2H O ω =0.48（质量分数） 在全过程中，溶液中 NaOH 量保持一定，为100kg 浓缩液量为/.10005 200=kg 200kg 浓缩液中，水的含量为200×0.48=96kg ，故水的蒸发量为800-96=704kg 浓缩液中 NaCl 的含量为200×0.02=4kg ，故分离的 NaCl 量为100-4=96kg CHAPTER1流体流动 一、概念题 1．某封闭容器内盛有水，水面上方压强为p 0，如图所示器壁上分别装有两个水银压强计和一个水银压差计，其读数分别为R 1、R 2和R 3，试判断： 1）R 1 R 2（＞，＜，＝）； 2）R 3 0（＞，＜，＝）； 3）若水面压强p 0增大，则R 1 R 2 R 3 有何变化（变大、变小，不变） 答：1）小于，根据静力学方程可知。 2）等于 · 3）变大，变大，不变 2．如图所示，水从内径为d 1的管段流向内径为d 2管段，已知122d d =，d 1管段流体流动的速度头为0.8m ，m h 7.01=，忽略流经AB 段的能量损失，则=2h _____m ，=3h m 。 答案：m h 3.12=，m h 5.13= g u h g u h 222 2 2211+ =+ 122d d =， 2)2 1 ()( 12122112u u d d u u === 421 22u u =∴，m g u g u 2.024122122== m h 3.12=∴ 、 m g u h h 5.122 2 23=+= 3．如图所示，管中水的流向为A →B ，流经AB 段的能量损失可忽略，则p 1与p 2的关系为 。 21)p p A > m p p B 5.0)21+> m p p C 5.0)21-> 21)p p D < 答：C 据伯努利方程 2 212 2 2 p u gz p u gz B B A A ++ =++ ρρρρ ) (2 )(2221A B A B u u z z g p p -+ -+=ρ ρ , ) (2 5.02 221A B u u g p p -+ -=ρ ρ ,A B u u <,g p p ρ5.021-<∴ 4．圆形直管内，Vs 一定，设计时若将d 增加一倍，则层流时h f 是原值的 倍，高度湍流时，h f 是原值的 倍（忽略管壁相对粗糙度的影响）。 1.某精馏塔的设计任务为：原料为F, X f ，要求塔顶为X D，塔底为X w 。 设计时若选定的回流比R不变，加料热状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料，则所需理论板数N T减小，提馏段上升蒸汽量V 增加，提馏段下降液体量L' 增加，精馏段上升蒸汽量V 不变，精馏段下降 液体量L不变。（增加，不变，减少） 2.某二元理想溶液的连续精馏塔,馏出液组成为X A=0.96（摩尔分率）.精馏段操 作线方程为y=0.75x+0.24?该物系平均相对挥发度a =2.2,此时从塔顶数起的第二块理论板上升蒸气组成为y 2= ______________ . 3.某精馏塔操作时，F，X f ，q，V保持不变，增加回流比R,贝吐匕时X D增 加_，X w减小，D减小，L/V 增加。（增加，不变，减少） 6.静止、连续、—同种_的流体中，处在—同一水平面_上各点的压力均相等。 7.水在内径为? 105m M 2.5mm的直管内流动，已知水的黏度为1.005mPa?s， 密度为1000kg ? m流速为1m/s,贝U忌= _________________ ，流动类型为_______ 湍流________ 。 8.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_4_倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的 __1/4_倍。 9.两个系统的流体力学相似时，雷诺数必相等。所以雷诺数又称作相似准数。 10.求取对流传热系数常常用_____ 量纲_________ 析法，将众多影响因素组合 成若干_____ 无因次数群_____ 数群，再通过实验确定各—无因次数群 ________ 间的关系，即得到各种条件下的 _______ ■关联____ 。 11.化工生产中加热和冷却的换热方法有______ 传导____ 、—对流_________ 和 ____ 辐射—。 12.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 汽一侧_____ 体的温度，总传热系数K接近—空气侧—流体的对流给热系 数. 化工原理2学习要求 第7章传质与分离过程概论 1、掌握平衡分离与速率分离的概念（基本原理）及各自有哪些主要类型。 平衡分离：借助分离媒介（热能、溶解、吸附剂）使均相混合物变为两相，两相中，各组分达到某种平衡，以各组分在处于平衡的两相中分配关系的差异为依据实现分离。 主要类型：（1）气液传质过程（2）汽液传质过程（3）液液传质过程（4）液固传质过程（5）气固传质过程 速率分离：借助推动力（压力、温度、点位差）的作用，利用各组扩散速度的差异，实现分离。 主要类型：（1）膜分离：超滤、反渗透、渗析、电渗析（2）场分离：电泳、热扩散、高梯度磁场分离 2、掌握质量传递的两者方式（分子扩散和对流扩散）。 分子扩散：由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象——分子传质。 对流扩散：运动流体与固体表面之间，或两个有限互溶的运动流体之间的质量传递过程—对流传质 3、理解双膜理论（双膜模型）的论点（原理）。 (1) 相互接触的两流体间存在着稳定的相界面，界面两侧各存在着一个很薄（等效厚度分别为z G和z L）的流体膜层（气膜和液膜）。溶质以分子扩散方式通过此两膜层。 (2) 溶质在相界面处的浓度处于相平衡状态。无传质阻力。 (3) 在膜层以外的两相主流区由于流体湍动剧烈，传质速率高，传质阻力可以忽略不计，相际的传质阻力集中在两个膜层内。 4、理解对传质设备的性能要求、掌握典型传质设备类型及各自的主要特点。 性能要求： 单位体积中，两相的接触面积应尽可能大 两相分布均匀，避免或抑制沟流、短路及返混等现象发生 流体的通量大，单位设备体积的处理量大 流动阻力小，运转时动力消耗低 操作弹性大，对物料的适应性强 结构简单，造价低廉，操作调节方便，运行安全可靠 第8章吸收 1、掌握吸收的概念、基本原理、推动力，了解吸收的用途。 吸收概念：使混合气体与适当的液体接触，气体中的一个或几个组分便溶解于液体内而形成溶液，于是原混合气体的组分得以分离。这种利用各组组分溶解度不同而分离气体混合物的操作称为吸收。 吸收的基本原理：当气相中溶质的实际分压高于与液相成平衡的溶质分压时，溶质便由气相向液相转移，即吸收。利用混合气体中各组分在液体中溶解度差异，使某些易溶组分进入液相形成溶液，不溶或难溶组分仍留在气相，从而实现混合气体的分离。 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。 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？ 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 第八章课堂练习： 1、吸收操作的基本依据是什么？答：混合气体各组分溶解度不同 2、吸收溶剂的选择性指的是什么：对被分离组分溶解度高，对其它组分溶解度低 3、若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为难溶气体。 4、易溶气体溶液上方的分压低，难溶气体溶液上方的分压高。 5、解吸时溶质由液相向气相传递；压力低，温度高，将有利于解吸的进行。 6、接近常压的低浓度气液平衡系统，当总压增加时，亨利常数E不变，H 不变，相平衡常数m 减小 1、①实验室用水吸收空气中的O2，过程属于（B ） A、气膜控制 B、液膜控制 C、两相扩散控制 ②其气膜阻力（C）液膜阻力A、大于B、等于C、小于 ２、溶解度很大的气体，属于气膜控制 ３、当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m的直线时，则1/Ky=1/ky+ m /kx 4、若某气体在水中的亨利常数E值很大，则说明该气体为难溶气体 5、总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+1/HkG，当(气膜阻力1/HkG) 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。 1、低含量气体吸收的特点是L 、G 、Ky 、Kx 、T 可按常量处理 2、传质单元高度HOG分离任表征设备效能高低特性，传质单元数NOG表征了（分离任务的难易）特性。 3、吸收因子A的定义式为L/（Gm），它的几何意义表示操作线斜率与平衡线斜率之比 4、当A<1时，塔高H=∞，则气液两相将于塔底达到平衡 5、增加吸收剂用量，操作线的斜率增大，吸收推动力增大，则操作线向（远离）平衡线的方向偏移。 6、液气比低于（L/G）min时，吸收操作能否进行？能 此时将会出现吸收效果达不到要求现象。 7、在逆流操作的吸收塔中，若其他操作条件不变而系统温度增加，则塔的气相总传质单元高度HOG将↑，总传质单元数NOG 将↓，操作线斜率（L/G）将不变。 8、若吸收剂入塔浓度x2降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率↑，出口气体浓度↓。 9、在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组成x2增大，其它条件不变，则气相总传质单元高度将（ A ）。 A.不变 B.不确定 C.减小 D.增大 吸收小结： 1、亨利定律、费克定律表达式 2、亨利系数与温度、压力的关系；E值随物系的特性及温度而异，单位与压强的单位一致；m与物系特性、温度、压力有关（无因次） 3、E、H、m之间的换算关系 4、吸收塔在最小液气比以下能否正常工作。 5、操作线方程（并、逆流时）及在y~x图上的画法 6、出塔气体有一最小值，出塔液体有一最大值，及各自的计算式 7、气膜控制、液膜控制的特点 8、最小液气比(L/G)min、适宜液气比的计算 9、加压和降温溶解度高，有利于吸收 减压和升温溶解度低，有利于解吸 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（上）考试复习题及答案 （王学安老师提供） 一、选择题（将正确答案字母填入括号内、四选一） 1．遵循流体动力学规律的单元操作是（ A ）。 A、沉降 B、蒸发 C、冷冻 D、干燥 2．U型管液柱压力计两管的液柱差稳定时，在管中任意一个截面上左右两端所受压力（ A ）。 A、相等 B、不相等 C、有变化 D、无法确定 3．以下有关全回流的说法正确的是（ A ）。 A、精馏段操作线与提馏段操作线对角线重合 B、此时所需理论塔板数量多 C、塔顶产品产出量多 D、此时所用回流比最小4．吸收操作是利用气体混合物中各种组分（ B ）的不同而进行分离的。 A、相对挥发度 B、溶解度 C、气化速度 D、电离度 5．压力表在刻度盘上有红线是表示（ C ）。 A、设计压力、 B、公称压力 C、最高工作压力 D、最低工作压力6．某车间测得一精馏塔得真空度为540mmHg，绝对压强为100mm/Hg，则当地大气压为（ C ）mmHg。 A、440 B、540 C、640 D、760 7. 用水吸收混合气体中的二氧化碳时，（ A ）下吸收效果最好。A．低温高压 B．高温高压 C．高温低压 D．低温低压 8. 表压值是从压强表上读得的，它表示的是（ A ）。 A．比大气压强高出的部分 B．设备的真实压力 C．比大气压强低的部分 D．大气压强 9. 离心泵在停泵时，应先关闭出口阀，再停电机，这是为了防止（ C ）。A．汽蚀现象 B．电流过大 C．高压流体倒流 D．气缚现象 10. 吸收操作的作用是分离（ A ）。 A．气体混合物 B．液体均相混合物 C．互不溶液体混合物D．气液混合物 11．当液体内部任一点的压强有变化时，将使液体内部其它各点的压强（ B ）。 A．发生变化 B．发生同样大小的变化 C．不变化 D．发生不同情况的变化 12. 气体压送机械的出口压强与进口压强之比在4以上的是（ B ）。A．鼓风机 B．压缩机 C．通风机 D．真空泵 13．某气相混合物由甲.乙两组分组成，甲组分占体积70%，乙组分占体积30%，那么( B )。 A．甲组分摩尔分率是0.3 B．乙组分压力分率是0.3 C．乙组分质量分率是0.7 D．甲组分质量分率是0.7 ）C（．下列四个定律中哪个是导热的基本定律。14． A．牛顿冷却定律 B．斯蒂芬-波尔茨曼定律 C．傅里叶定律D．克希霍夫定律 化工原理（上）考试复习题及答案 一、选择题（将正确答案字母填入括号内、四选一） 1．遵循流体动力学规律的单元操作是（ A ）。 A、沉降 B、蒸发 C、冷冻 D、干燥 2．U型管液柱压力计两管的液柱差稳定时，在管中任意一个截面上左右两端所受压力（ A ）。 A、相等 B、不相等 C、有变化 D、无法确定 3．以下有关全回流的说法正确的是（ A ）。 A、精馏段操作线与提馏段操作线对角线重合 B、此时所需理论塔板数量多 C、塔顶产品产出量多 D、此时所用回流比最小 4．吸收操作是利用气体混合物中各种组分（ B ）的不同而进行分离的。 A、相对挥发度 B、溶解度 C、气化速度 D、电离度 5．压力表在刻度盘上有红线是表示（ C ）。 A、设计压力、 B、公称压力 C、最高工作压力 D、最低工作压力 6．某车间测得一精馏塔得真空度为540mmHg，绝对压强为100mm/Hg，则当地大气压为（ C ）mmHg。 A、440 B、540 C、640 D、760 7. 用水吸收混合气体中的二氧化碳时，（ A ）下吸收效果最好。 A．低温高压B．高温高压 C．高温低压D．低温低压 8. 表压值是从压强表上读得的，它表示的是（ A ）。 A．比大气压强高出的部分 B．设备的真实压力 C．比大气压强低的部分 D．大气压强 9. 离心泵在停泵时，应先关闭出口阀，再停电机，这是为了防止（ C ）。 A．汽蚀现象 B．电流过大 C．高压流体倒流 D．气缚现象 10. 吸收操作的作用是分离（ A ）。 A．气体混合物 B．液体均相混合物 C．互不溶液体混合物 D．气液混合物11．当液体内部任一点的压强有变化时，将使液体内部其它各点的压强（ B ）。 A．发生变化 B．发生同样大小的变化 C．不变化 D．发生不同情况的变化12. 气体压送机械的出口压强与进口压强之比在4以上的是（ B ）。 A．鼓风机 B．压缩机 C．通风机 D．真空泵 13．某气相混合物由甲.乙两组分组成，甲组分占体积70%，乙组分占体积30%，那么( B )。 A．甲组分摩尔分率是 B．乙组分压力分率是 C．乙组分质量分率是 D．甲组分质量分率是 14．下列四个定律中哪个是导热的基本定律。（C） A．牛顿冷却定律 B．斯蒂芬-波尔茨曼定律 C．傅里叶定律 D．克希霍夫定律 15．三层不同材料组成的平壁稳定热传导，若各层温度差分布?t 1>?t 2 >?t 3 ,则热阻最大的是 （ A ）。 A．第一层 B．第二层 C．第三层 D．无法确定 16．在列管换热器中，用水将80℃某有机溶剂冷却至35℃，冷却水进口温度为30℃，出口温度不低于35℃，两流体应（B）操作。 A．并流B．逆流C．都可以D．无法确定 17．当压力不变时，气体溶解度随着温度升高的情况是（ B ）。 A、增大 B、减小 C、不变 D、不一定 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. 一、填空题 1、对流干燥操作的必要条件是（湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水汽分压）；干燥过程是（热量传递和质量传递 ）相结合的过程。 2、在实际的干燥操作中，常用（ 干湿球温度计）来测量空气的温度。 3、恒定得干燥条件是指（温度）、（湿度）、（流速）均不变的干燥过程。 4、在一定得温度和总压强下，以湿空气作干燥介质，当所用湿空气的相对湿度?较大时，则湿物料得平衡水分相应（增大），自由水分相应（减少）。 5、恒速干燥阶段又称（表面汽化）控制阶段，影响该阶段干燥速率的主要因素是（干燥介质的状况、流速及其与物料的接触方式）；降速干燥阶段又称（内部迁移）控制阶段，影响该阶段干燥速率的主要因素是（物料结构、尺寸及其与干燥介质的接触方式、物料本身的温度等）。 6、在恒速干燥阶段，湿物料表面的温度近似等于（热空气的湿球温度）。 7、可用来判断湿空气的干燥能力的大小的性质是 相对湿度 。 8、湿空气在预热过程中，湿度 不变 温度 增加 。 9、干燥进行的必要条件是 干燥介质是不饱和的热空气 。 10、干燥过程所消耗的热量用于 加热空气 ， 加热湿物料 、 气化水分 、 补偿热损失 。 二、选择题 1、已知湿空气的如下两个参数，便可确定其他参数（C ）。 A ．p H , B.d t H , C.t H , D.as t I , 2、在恒定条件下将含水量为0.2（干基,下同）的湿物料进行干燥。当干燥至含水量为0.05时干燥速率下降，再继续干燥至恒重，测得此时含水量为0.004，则物料的临界含水量为（A ），平衡水分为（C ）。 A.0.05 B.0.20 C.0.004 D.0.196 3、已知物料的临界含水量为0.18（干基,下同），先将该物料从初始含水量0.45干燥降至0.12，则干燥终了时物料表面温度θ为（A ）。 A. w t ?θ B. w t =θ C. d t =θ D. t =θ 4、利用空气作干燥介质干燥热敏性物料，且干燥处于降速阶段，欲缩短干燥时间，则可采取的最有效措施是（ B ）。 A.提高干燥介质的温度 B.增大干燥面积、减薄物料厚度 C.降低干燥介质相对湿度 D.提高空气流速 5、湿空气在预热过程中不变化的参数是（B ）。 A ．焓 B.湿度 C.湿球温度 D.露点 填空题 1.（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.在静止的、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φ105mmX2.5mm的只管内流动，已知水的粘度为1.005mPa*s，密度为1000kg*m3，流速为1m/s，则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: (1) 若pe〉p 或C 〉Ce则属于解吸过程 (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,必须运用如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。 11.,当20℃的水(ρ=998.2kg/m3,μ=1.005厘泊)在内径为100mm的光滑管内 22.对于间壁式换热器：m1Cp1 (T1-T2 ) =m2Cp2 (t2-t1)=K.A.△tm 等式成立的条件是_稳定传热、_无热变化、_无相变化。 选择题 1.从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( A ) A. 与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关 B. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关 C. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关 2.为使U形压差计的灵敏度较高，选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度 差（ρ指-ρ）的值（B ）。 A. 偏大 B. 偏小 C. 越大越好 3. 若将20℃硫酸用φ48×3.5mm的无缝钢管输送,则硫酸达到湍流的最低流速 为（D ）。已知20℃时，硫酸的密度为1831 kg/m3粘度为25.4cP。 A. 0.135m/s B. 1.5m/s C. 0.15m/s D. 1.35m/s 4. 层流与湍流的本质区别是：( D )。 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。 5.离心泵的性能曲线中的H－－Q线是在( C )情况下测定的。 A. 效率一定； B. 功率一定； C. 转速一定； D. 管路（ｌ＋∑ｌ）一定。 化工原理考试题及答案 第三章非均相分离 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______________________________。 ***答案*** 固体微粒，包围在微粒周围的液体 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____________ 。 ***答案*** 重力、阻力、浮力代数和为零沉降速度 3.（2分）自由沉降是 ___________________________________ 。 ***答案*** 沉降过程颗粒互不干扰的沉降 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_________ 。 ***答案*** 小 1 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。 ***答案*** 重离心沉积 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=____________. ***答案*** 粒子所受合力的代数和为零 24/ Rep 7.（2分）降尘宝做成多层的目的是____________________________________ 。 ***答案*** 增大沉降面积，提高生产能力。 8.（3分）气体的净制按操作原理可分为_____________________________________ ___________________.旋风分离器属_________________ 。 ***答案*** 重力沉降、离心沉降、过滤离心沉降 9.（2分）过滤是一种分离悬浮在____________________的操作。 ***答案*** 液体或气体中固体微粒 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__________ 。 ***答案*** 单位时间内通过单位面积的滤液体积变慢 11.（2分）悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是___________________________ ___________________________________________________。 ***答案*** 在滤饼中形成骨架，使滤渣疏松，孔隙率加大，滤液得以畅流 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_______ 。 ***答案*** μγL 13.（2分）板框压滤机每个操作循环由______________________________________五个阶段组成。 ***答案*** 装合板框、过滤、洗涤、卸渣、整理 14.（4分）板框压滤机主要由____________________________________________，三种板按 ________________的顺序排列组成。 ***答案*** 滤板、滤框、主梁（或支架）压紧装置等组成化工原理期末考试试题及答案
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