化工原理 填空簡答選擇

1、.化工原理（上）試卷一 一. 填空題1. 在流動系統(tǒng)中，若截面上液體壓強、密度、流速等僅隨空間位置改變，不隨時間改變，稱為穩(wěn)定流動。2. 離心泵啟動步驟為關(guān)閉出口閥灌液；常用出口閥或泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量；往復(fù)泵常用旁路或改變曲柄轉(zhuǎn)速和活塞行程調(diào)節(jié)流量。3. 用離心泵向鍋爐供水，若鍋爐中的壓力突然升高，則泵提供的流量變小，揚程增加。4. 牛頓冷卻定律的表達式為Q=hSt ，給熱系數(shù)（或?qū)α鱾鳠嵯禂?shù)）h的單位是Wm-2K-1。5. 工業(yè)上常用過濾方式有深層過濾和濾餅過濾；懸浮液中加入助濾劑進行過濾的目的是減小可壓縮濾餅的流動阻力，提高餅的剛度。二. 簡答題 1. 何謂離心泵的“汽蝕”現(xiàn)象，對泵的操作有

2、何危害?應(yīng)如何防止?答：“汽蝕”：由于泵的安裝高度過高，使泵內(nèi)入口處的壓強等于或低于輸送液體溫度下的飽和蒸汽壓時，液體氣化，氣泡形成，氣泡到泵的高壓區(qū)破裂，周圍液體以較高速度沖擊葉輪的現(xiàn)象，稱為“汽蝕”現(xiàn)象。“汽蝕”發(fā)生時液體因沖擊而產(chǎn)生噪音、振動、使流量減少，甚者無液體排出。為防止“汽蝕”現(xiàn)象發(fā)生；泵的實際安裝高度應(yīng)不高于允許安裝高度。2. 為什么安裝離心泵時要控制其安裝高度？答：防止汽蝕；保證離心泵吸液。3. 在熱傳導(dǎo)中，管外絕熱層材料包的越厚，熱損失就越少，對否?為什么?答：這個結(jié)論是不正確的，這是保溫層的熱傳導(dǎo)和保溫層外表面的自然對流傳熱過程，保溫層厚度增大時，導(dǎo)熱熱阻增大，但自然對流

3、傳熱熱阻下降，總熱阻隨保溫層厚度的變化存在一個最小值（臨界半徑rc），rc=/，當保溫層半徑小于臨界半徑時，越厚總熱阻越小，保溫效果就越差。化工原理（上）試卷二一. 填空題1. 邊界層的定義是流速降至未受邊壁影響流速的99以內(nèi)的區(qū)域。邊界層按其中的流型可 分為層流邊界層和湍流邊界層。3.離心泵用來輸送常溫的水，已知泵的性能為：Q = 0.05m3/s時，H= 20m ；管路特性為Qe= 0.05m3/s時，He = 18m ，則在該流量下，消耗在調(diào)節(jié)閥門上的揚程值為2m。4. 兩厚度相同但導(dǎo)熱系數(shù)不同的雙層平壁穩(wěn)定熱傳導(dǎo)過程，已知兩層溫度差t1t2，則通過兩層傳熱量相等。5. 對于通風機，習慣

4、上將壓頭表示成單位體積氣體所獲得的能量，其國際制單位為N/m2，所以風機的壓頭稱為風壓。6. 在濾餅過濾中真正有效的過濾介質(zhì)是不斷增厚的濾餅，深層過濾中固體顆粒沉積于較厚的過濾介質(zhì)內(nèi)部。7. 板框過濾機過濾面積為0.3m2，在表壓150 kPa恒壓下過濾某種懸浮液。5h后得濾液100m3，過濾介質(zhì)阻力可忽略。如過濾面積加倍其它情況不變可得濾液200 m3；若過濾5h后再用8m3與濾液性質(zhì)相近的水洗滌濾餅，需洗滌時間3.2h（t w =8awt）；當表壓加倍，濾餅壓縮指數(shù)為0.4時，5h后得濾液123m3。(V2=KA2t=2kP1-sA2t)9. 用常壓水蒸氣冷凝來加熱空氣，空氣平均溫度為20

5、，則壁溫約為100。二. 問答題1. 如圖，有一敞口高位槽，由管線與密閉的低位水槽相連接，在什么條件下，水由高位槽向低位槽流動？為什么？答：當pa /+gZp2/時，水向低位槽流動，此時高位槽勢能高于密閉容器勢能，流體流動。2. 傳熱過程中冷熱流體有幾種接觸方式？分別舉一實習見過的或你熟悉的換熱設(shè)備。答：傳熱過程中冷熱流體有三種接觸方式：直接接觸式，如飽和熱水塔；間壁式，如煤氣發(fā)生爐外的夾套式換熱器，列管換熱器，水冷器等；蓄熱式換熱，如蓄熱室、實習所見的改造前的燃燒室等?；ぴ恚ㄉ希┰嚲砣? 填空題1. 流體在等徑管中作穩(wěn)定流動，流體流動時產(chǎn)生阻力的根本原因是流體具有粘性，流體的流速沿管長

6、 不變。2. 流體在圓形管道中作層流流動，如果只將流速增加一倍，則阻力損失為原來的2倍；如果只將管徑增加一倍，流速不變，則阻力損失為原來的1/4倍。如果流體的流量不變,而圓形直管的內(nèi)徑減少二分之一,且管徑減少前后流體均保持層流,則因直管阻力引起的壓降損失為原來的16倍。若管徑減少前后流體均在阻力平方區(qū)流動,則因直管阻力引起的壓降損失為原來的32倍。Pf=32hlu/d2(層流) Pf=lu2/2d(層流或湍流)3. 水由敞口恒液位的高位槽通過一管道流向壓力恒定的反應(yīng)器，當管道上的閥門開度減小后，水的流量將減小，摩擦系數(shù)增加，管道總阻力損失不變。4. 若被輸送的流體粘度增高，則離心泵的壓頭減小，

7、流量減小，效率減小，軸功率增加。5. 某有機溶液在長為L、直徑為F10810mm的鋼管中強制湍流，其h=310W/(m2K)，若體積流量不變，改用F15210mm的鋼管代替原鋼管，流動仍為湍流(兩種情況下L / d均大于60)，此時h=149.4W/(m2K)。h=/diNu ，Nu =0.023Re0.8Prn，Re=diu/h ，Pr=Cph/，加熱時n=0.4，冷卻時n=0.36. 多層平壁熱傳導(dǎo)中，通過各層的傳熱速率相等。厚度不同的三種材料構(gòu)成三層平壁，各層接觸良好，已知 b1b2b3，導(dǎo)熱系數(shù)12 R2 R3 ；各層導(dǎo)熱速率Q1= Q2= Q3。9. 為了提高降塵室的生產(chǎn)能力，可采取

8、將降塵室做成多層措施。10. 一降塵室長8m，中間裝有14塊隔板，板間距為0.1m。最小顆粒沉降速度為0.02 mm/s，欲將最小直徑的顆粒全部沉降下來，則含塵氣體的最大流速不能超過1.6m/s。二. 選擇題1. 圖中所表示R值的大小反映_。 A. A、B兩截面間壓差值 B. AB截面間流動阻力損失 C. A、B兩截面間動壓頭變化 D. 突然擴大或突然縮小流動損失三. 問答題1. 為什么工業(yè)上氣體的除塵（在沉降室中進行，Ret、=、符號順序排列如下。t1 =t21；飽和液體進料，q=1，氣液混合物進料，0q1；飽和蒸汽進料，q=0；過熱蒸汽進料，q0。4. 設(shè)在0.1MPa，20下稀氨水的相平

9、衡方程為y*=0.94x，今使含氨0.1摩爾分率的混合氣體和x=0.05氨水接觸，試判別吸收過程的方向。答：與y=0.1混合氣體平衡的液相中x*=0.1/0.94=0.106 x=0.05；或與x=0.05平衡的氣相中y*=0.940.05=0.047 0.1=y；所以吸收未達平衡，繼續(xù)溶解?；ぴ恚ㄏ拢┰嚲矶惶羁疹} 1精餾分離依據(jù)是組分間揮發(fā)度的差異。要使混合物中的組分得到完全分離，必須進行多次部分氣化部分冷凝。 2篩板上的氣液接觸狀態(tài)有鼓泡、泡沫、噴射，工業(yè)上常用的是泡沫或噴射狀態(tài)。 3板式塔中塔板上溢流堰的作用主要是保證塔板上有一定高度的液層，以便氣液兩相充分接觸傳質(zhì)。 4難溶氣體屬

10、液膜控制，主要傳質(zhì)阻力集中于液膜側(cè)。 5享利系數(shù)E，對易溶氣體來說E值很小，難溶氣體E值很大。 6填料塔是連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，塔內(nèi)液體為分散相，氣體為連續(xù)相。 7恒速干燥與降速干燥階段的分界點，稱為臨界點，其對應(yīng)的物料含水量稱為臨界含水量。 10常壓下，空氣中水汽分壓為20mmHg時，其濕度H=0.0168kg水/kg干空氣。H=0.622Pv/(P- Pv)二簡答題 1精餾操作中回流的作用是什么？答：回流是精餾區(qū)別簡單蒸餾的根本所在，回流是構(gòu)成氣、液兩相接觸進行傳熱、傳質(zhì)的必要條件，沒有氣、液兩相的接觸也就沒有物質(zhì)的交換，那么也就不稱其為精餾。 2測定干燥速率曲線必須在恒定條件下進行，恒

11、定條件是什么？答：恒定條件是指空氣的溫度、濕度、流速以及與物料接觸的狀況均不變?；ぴ恚ㄏ拢﹥栽嚲砣?填空題1. 某二元物系的相對揮發(fā)度=3,在具有理論塔板的精餾塔內(nèi)作全回流精餾操作,已知y1=0.4,則y2=x1=0.182(由塔頂往下數(shù))；全回流操作通常用于精餾開工階段或?qū)嶒炑芯繒r。3. 在填料塔中用清水逆流吸收混合氣中CO2，當水泵發(fā)生故障使水量減少時，氣相總傳質(zhì)單元數(shù)NOG將變小。4. 對易溶氣體吸收，欲提高其總傳質(zhì)系數(shù)，主要可采取的措施是加大氣相側(cè)湍動程度。5. 在填料吸收塔的計算中,表示設(shè)備效能高低的一個量是傳質(zhì)單元高度，而表示傳質(zhì)任務(wù)難易程度的一個量是傳質(zhì)單元數(shù) 。6. 在設(shè)

12、計連續(xù)操作的精餾塔時，如保持xF、D/F、xD、R一定，進料熱狀態(tài)、空塔氣速也一定，則增大進料量將使塔徑變大，所需的理論板數(shù)不變。7. 在101.3kPa下，不飽和濕空氣的溫度為295K、相對濕度為69%，當加熱到303K時，該空氣相對濕度降低，濕球溫度升高，露點不變，焓增加。8. 恒定的干燥條件是指空氣的濕度、溫度、速度、以及與物料接觸的狀況都不變。9. 濕球溫度是大量空氣與小量水在對流條件下充分接觸水所達到的平衡溫度。二 問答題1. 有一填料吸收塔，逆流操作，氣體由塔底進入，吸收劑從塔頂淋下，該過程的平衡線與操作線如圖1，試將下列有關(guān)參數(shù)表示在圖上。 (1) 塔頂、塔底氣液組成; (2)

13、作出最小液氣比時的操作線; (3) 理論上塔底可獲得的出塔液體最大濃度。2. 精餾塔在一定條件下操作時，若將加料口從原適宜位置向上移動兩層塔板，此時塔頂和塔底產(chǎn)品組成將有何變化？為什么？ 答：當加料板從適宜位置向上移動兩層板時，精餾段理論板層數(shù)減少，其他條件不變時，分離能力下降， xD，易揮發(fā)組分收率降低，xW。3. 試定性分析，當某精餾塔的實際回流比小于最小回流比時（即R Rmin），而保持其它操作條件不變（F、xF、q、D），則該塔能否操作，將出現(xiàn)什么現(xiàn)象？答：能夠操作，但完不成設(shè)計任務(wù)。將會使塔頂易揮發(fā)組份濃度減少，塔釜易揮發(fā)組份濃度增大。4. 濕空氣在進入干燥器前常需進行預(yù)熱，這樣做有

14、什么好處？答：先預(yù)熱，t升高、H不變、降低，從而提高濕空氣的吸收水分能力；另外，t升高，加大傳熱溫差，從而提高干燥速率。5. 用濕空氣干燥某濕物料,該物料中含水量為50%(干基),已知其臨界含水量為120%(干基)。有人建議提高空氣溫度來加速干燥,你認為他的建議是否可取?為什么? 答：由干燥 UX圖可知該制品處于降速干燥階段。降速干燥速率主要取決于材料內(nèi)部自由遷移的速率。而與外界濕空氣風速、壓力等因素關(guān)系不大,只有升高空氣溫度才能提高物本身溫度從而加速內(nèi)部水分向表面遷移的速率。所以說他的建議是可取的?；ぴ恚ㄏ拢┰嚲硭囊? 填空題1. 已知SO2水溶液在三種溫度t1、t2、t3下的亨利系數(shù)分

15、別為E1=0.0035atm, E2=0.011atm, E3=0.00652atm, 則t1小于 t3。（溫度越高，越難溶解，E越大）2. 空氣的干球溫度為t,濕球溫度為tw，露點為td，當空氣的相對濕度=98%時，則t、tW 、td之間的關(guān)系為ttwtd。3. 用連續(xù)精餾方法分離雙組分理想混合液，原料中含易揮發(fā)組分0.40，餾出液中含易揮發(fā)組分0.90（以上均為摩爾分率），溶液的平均相對揮發(fā)度為2.5，最小回流比為2，則料液的熱狀況參數(shù)q=0.787。4. 在吸收塔某處，氣相主體濃度y=0.025,液相主體濃度x=0.01，氣相傳質(zhì)分系數(shù)ky=2kmol/（m2h）， 氣相總傳質(zhì)系數(shù)Ky=

16、1.5kmol/（m2h） ，若平衡關(guān)系y=0.5x，則該處氣液界面上氣相濃度yi 應(yīng)為0.01。5. 精餾分離a=2.5的二元理想混合液，已知回流比R=3，塔頂xD=0.96，測得第三層塔板（精餾段）的下降液體濃度為0.4，第二層板下降液體濃度為0.45，則第三層塔板的氣相單板效率EMV為44.1%。6. 由于吸收過程氣相中的溶質(zhì)分壓總是高于液相中溶質(zhì)的平衡分壓，所以吸收過程的操作線總是在其平衡線的上方。 7. 物料中的水分根據(jù)能否采用一定狀態(tài)的空氣干燥除去可以分為平衡水分和自由水分，根據(jù) 水分與物料的結(jié)合方式可分為結(jié)合水分和非結(jié)合水分。8. 如圖，已測得塔板上四股物料的組成為0.62，0.

17、70，0.75，0.82，試找出y6，x6，y7，x7的對應(yīng)值，y6 =0.82 x6=0.70 y7 =0.75 x7=0.62。填空題10附圖二. 問答題1.什么是液泛現(xiàn)象？為什么填料塔一般不能在液泛下操作？答：當氣速增加至泛點氣速時，通過填料層的壓降迅速上升，并有強烈波動，氣速再增加，氣體流經(jīng)填料層的壓降已增大到使液體受到阻塞而積聚在填料上，這時往往可以看到在填料層的頂部以及某些局部截面積較小的地方出現(xiàn)液體，而使氣體分散在液體里鼓泡而出。有時因填料支承板上通道面積比填料層的自由截面積還小，這時鼓泡層就首先發(fā)生在塔的支承板上。液泛現(xiàn)象一經(jīng)發(fā)生，若氣速再增加，鼓泡層就迅速膨脹，進而發(fā)展到全塔

18、，使液體不易順暢流下，填料塔不能在液泛下操作。2.在設(shè)計連續(xù)精餾塔時，欲保持餾出液組成xD和易揮發(fā)組分的收率不變，試定性判斷分別改變?nèi)缦虏僮鲄?shù)（其它參數(shù)不變）時所需理論板層數(shù)將如何變化：(1)加大回流比R，T ；(2)提高操作壓強P，T ；(3)提高加料溫度t，回流比R保持不變，T ；(4)增加生產(chǎn)能力30（仍能正常操作）。不變3.什么是氣相總體積吸收系數(shù)？寫出其物理意義及單位。答：氣相總體積吸收系數(shù)是氣相總傳質(zhì)系數(shù)KY與比表面積a的乘積，其單位均為kmol/（m3s）。物理意義是在推動力為一個單位的情況下，單位時間、單位體積填料層內(nèi)吸收的溶質(zhì)量。4.什么是絕熱干燥過程？答：若干燥過程中忽略

19、設(shè)備熱損失和物料進出干燥器溫度的變化，且不向干燥器補充熱量，則干燥器內(nèi)空氣放出的顯熱全部用于蒸發(fā)濕物料中的水分，最后水分又將潛熱帶回空氣中，此時I1=I2，這種干燥過程稱為理想干燥過程，又稱絕熱干燥過程或等焓干燥過程?；ぴ恚ㄏ拢┰嚲砦逡? 填空題1. 若相平衡關(guān)系為直線，則對于低濃氣體吸收，其最小液氣比的計算關(guān)系式為 (L/G)min=y2-y1/xe-x1。2. 在一逆流操作的填料吸收塔中分離氣體混合物，操作條件下的平衡關(guān)系為y=mx，氣相進出塔摩爾分率分別為yb、ya，液相進塔摩爾分率為xa，則最小液氣比下的吸收因數(shù)Amin=yb- ya / yb-mxa。3. 加大吸收劑用量對吸收是

20、有利的。當系統(tǒng)為氣膜控制時，Kya值如何變化？基本不變；當系 統(tǒng)為液膜控制時，Kya值又如何變化？變大。4. 某精餾塔塔頂上升蒸汽組成y1，經(jīng)全凝器恰好冷凝到泡點，部分回流入塔，組成為x0，則 y1 =x0。5. 已知塔頂?shù)谝粔K理論板上升的汽相組成為y1=0.63（摩爾分率，下同），將其全部冷凝為泡點 液體，該液體在貯罐內(nèi)靜止分層，上層xD=0.9作為產(chǎn)品，下層x0=0.5于泡點下回流，則回流比R=2.08。9. 在恒定干燥條件下用空氣進行對流干燥（忽略輻射傳熱等的影響）時，在恒速干燥階段，物料的表面溫度等于該空氣的濕球溫度。10. 對于濕物料不允許快速干燥而干物料又能耐高溫的情況，干燥流程宜

21、采用氣固兩相逆流方式 操作。11. 在干燥器中常常使用廢氣循環(huán)操作是為了控制進干燥器空氣的濕度和使干燥推動力均勻。12. 已知某雙組分混合液服從拉烏爾定律，在一定溫度下，純組分A的飽和蒸汽壓為總壓的2倍， xA=0.3，則yA=0.6。yA=(p*/p） xA13. 已知進料熱狀況參數(shù)q=1.1，則加料中液體量與總加料量之比是1:1（過冷液體）。14. 最小回流比是指為達到指定的分離要求，所需理論板數(shù)為無窮多時的回流比。二.問答題1. 求取最小液氣比有何意義？適宜液氣比如何選擇？增大液氣比對操作線有何影響？答：溶質(zhì)氣體A得以吸收的最小溶劑用量、最小液氣比時，欲達到分離要求需填料層高度（或理論塔

22、板數(shù)）無窮大，所以在最小液氣比時，吸收操作只在理論上才能進行。當液氣比比最小液氣比還小時，有一部分操作線會在平衡線之下，吸收在理論上都行不通了，而為脫吸了。適宜液氣比常在最小液氣比的1.12.0倍范圍內(nèi)。 增大液氣比，操作線更遠離平衡線，越加有利于吸收。2. 某精餾塔的操作線及平衡線如圖所示，現(xiàn)若在操作時增大回流比R（保持F，xF，q，D不變），試定性畫出新情況下的操作線。 3. 試說明為什么在干燥過程中，濕空氣作為干燥介質(zhì)時，一般都需經(jīng)過預(yù)熱才進入干燥器？簡要說明對流干燥過程既是傳熱過程，又是傳質(zhì)過程。答：濕空氣預(yù)熱后，溫度升高、相對濕度變小，其載熱載濕的能力提高，即傳熱、傳質(zhì)推動力加大。熱空氣將顯熱傳給濕物料是傳熱過程，濕物料中的濕分汽化擴散至氣相主體是傳質(zhì)過程。4. 為什么臨界含水量xC的確定對于如何強化具體的干燥過程具有重要的意義? 答：干燥中，與臨界點對應(yīng)的物料含水量xC稱為臨界含水量。臨界點是恒速與降速階段之分界點。在恒速階段與降速階段內(nèi)，物料干燥的機理和影響干燥速率的