化工原理(上)-復(fù)習(xí)題1

1、一、填空題1在穩(wěn)定流動(dòng)中，各截面上流體的流速、壓強(qiáng)等物理量不隨 時(shí)間 而變。2用U形管液柱壓差計(jì)測(cè)量流體壓強(qiáng)差時(shí)，測(cè)壓管的管徑大小、長(zhǎng)短或彎曲程度，都 不會(huì) 直接影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。（填會(huì)或不會(huì)） 3流體內(nèi)部不同位置為等壓面的條件是 只受重力、靜止的、連續(xù)的、同一種流體、在同一水平面上 。4離心泵的氣縛現(xiàn)象是由于 離心泵實(shí)際安裝高度大于允許安裝高度 引起的。5離心泵在開(kāi)機(jī)前應(yīng)先關(guān)閉出口閥門(mén)，其目的是 離心泵開(kāi)機(jī)功率為最小值 。6液體的粘度隨溫度升高而 增大 ，氣體的粘度隨溫度的升高而 減小 。7如圖1，流體在傾斜的圓形直管內(nèi)流過(guò)1、2兩截面，則壓力表讀出的壓差 大于 U形管讀出的壓差。（填大于、

2、小于或等于） 圖18水在圓形直管中以層流流動(dòng)，若保持水流量不變，且管長(zhǎng)、管材均不變，而管徑增大一倍，則水流經(jīng)該管道的流動(dòng)阻力為原管道流動(dòng)阻力的 1/16 倍。9離心泵并聯(lián)操作的目的是 增加流量 ，離心泵串聯(lián)操作的目的是 增加揚(yáng)程 ，當(dāng)管路特性曲線較 平 時(shí)，離心泵并聯(lián)才能得到較好的效果。10欲調(diào)節(jié)離心泵的工作點(diǎn)，使輸液量增加，揚(yáng)程降低，應(yīng)該使用的調(diào)節(jié)方法是 增加出口閥門(mén)開(kāi)度 。11離心泵內(nèi)的壓力小于或等于操作溫度下輸送液體的飽和蒸汽壓，離心泵將發(fā)生 氣蝕現(xiàn)象 ，因此在離心泵安裝時(shí)一定要嚴(yán)格限制其 安裝高度 。12如圖2所示，U形管水銀柱高R值反映的是 真空度 。 13當(dāng)20的甘油(=1261k

3、g/m3，=1499厘泊)在內(nèi)徑為100mm 圖2的管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，若流速為2.5m/s時(shí)，雷諾數(shù)為 210.3 ，流動(dòng)型態(tài)為 層流 。 14欲調(diào)節(jié)離心泵工作點(diǎn)，使揚(yáng)程和輸液量都增加，調(diào)節(jié)方法是 增加離心泵轉(zhuǎn)速 。15某板框壓濾機(jī)的框的尺寸為：長(zhǎng)×寬×厚=810×810×25 mm，若該機(jī)有10塊框，其過(guò)濾面積約為 13.122 m216某板框壓濾機(jī)的型號(hào)為BMS20/63525，則該設(shè)備能夠提供的最大框數(shù)為 25 。17在穩(wěn)定流動(dòng)中，各截面上流體的流速、壓強(qiáng)等物理量不隨 時(shí)間 而變。18降塵室內(nèi)設(shè)置隔板的目的是 增加設(shè)備的生產(chǎn)能力 。19提高板框壓濾機(jī)過(guò)濾

4、速度的常用方法有 增加過(guò)濾壓力、采用助濾劑、減小框厚。20穿過(guò)三層等厚的平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱過(guò)程，如圖3，已知各層導(dǎo)熱系數(shù) 1 2 31<2<3，由圖判斷兩側(cè)溫差最大的為第 一 層。 21列管換熱器設(shè)計(jì)成多管程的目的是 提高管程流體對(duì)流給熱系數(shù) 。 t1 t2 t3 t4 圖322根據(jù)液體的飽和沸騰曲線，液體沸騰可分為 表面汽化 、 泡核沸騰 膜狀沸騰 三個(gè)階段，工業(yè)生產(chǎn)操作一般總控制在 泡核沸騰 階段。 23. 用U形管液柱壓差計(jì)測(cè)量流體壓強(qiáng)差時(shí)，測(cè)壓管的管徑大小、長(zhǎng)短或彎曲程度，都 不會(huì) 直接影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。（填會(huì)或不會(huì)） 24. 冷、熱兩流體進(jìn)行熱交換，若對(duì)流給熱系數(shù)冷熱，則強(qiáng)化

5、傳熱的思路是設(shè)法提高 熱 。25固定管板式列管換熱器設(shè)置膨脹節(jié)的目的是 避免熱應(yīng)力的破壞 。26采用蒸汽冷凝給熱時(shí)，所用蒸汽應(yīng)為 飽和水蒸氣 ，其原因是 飽和蒸汽冷凝給熱的熱阻很小 。 27焓濃圖上，影響焓值的參數(shù)為 料液的溫度與濃度 。28穿過(guò)三層等厚的平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱過(guò)程，如圖4，已知三層傳熱推動(dòng)力 1 2 3的大小順序?yàn)閠1t2t3，則導(dǎo)熱系數(shù)最大的一層為 第三層 。 圖4 29某蒸發(fā)器內(nèi)液體的密度為1400/m3，液層高2 m，液面上受壓1大氣壓，已知101.3kN/m2、128.8kN/m2和115kN/m2時(shí)純水的飽和溫度分別為100oC、106.5oC和104oC，則該溶液因液柱靜

6、壓強(qiáng)引起的溫度差損失為 4 oC 。 30如圖5所示，U形管水銀柱高R值反映的是 表壓 。 圖5二、選擇題1下列調(diào)節(jié)離心泵輸液流量的方法，錯(cuò)誤的是（ A ）。 A 調(diào)節(jié)離心泵入口閥門(mén) B 調(diào)節(jié)離心泵出口閥門(mén) C 調(diào)節(jié)離心泵的轉(zhuǎn)速 D 采用離心泵并聯(lián)或串聯(lián)2下列對(duì)流體流動(dòng)型態(tài)的論述，錯(cuò)誤的是（ A ）。A 流體的流動(dòng)型態(tài)有三種：層流、過(guò)渡態(tài)、湍流B 雷諾數(shù)是流體流動(dòng)型態(tài)的判據(jù)C 層流時(shí)，管內(nèi)流體流速沿徑向按拋物線分布D 層流時(shí)，流體流動(dòng)阻力與管壁粗糙度無(wú)關(guān)3如圖，U形管水銀柱高R值反映的是（ A ）。 A 表壓 B 絕壓 C 真空度 D 不能確定4三個(gè)容器，其內(nèi)部壓力分別為Pa = 0.4 at

7、m (表壓)， 圖2 Pb = 400 N/m2 (真空度)，Pc = 4000 N/m2，下列答案正確的是（ A ）。A Pa > Pb > Pc B Pc > Pa > PbC Pa > Pc > Pb D Pc > Pb > Pa5.離心泵輸液過(guò)程的工作點(diǎn)是怎樣確定的（ C ）。 A 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的輸出功率確定離心泵的工作點(diǎn) B 根據(jù)離心泵的特性即可確定離心泵的工作點(diǎn) C 根據(jù)離心泵的特性及管路的特性共同確定離心泵的工作點(diǎn) D 根據(jù)輸送液體的特性即可確定離心泵的工作點(diǎn)6離心泵銘牌上標(biāo)明的揚(yáng)程應(yīng)做如下理解（ C ）。 A 該泵在規(guī)定轉(zhuǎn)速下可以將

8、20 oC的水升揚(yáng)的高度 B 該泵在規(guī)定轉(zhuǎn)速、操作狀態(tài)的效率下對(duì)20 oC的水提供的壓頭 C 該泵在規(guī)定轉(zhuǎn)速、最高效率下對(duì)20 oC的水提供的壓頭 D 該泵的最大輸水量7離心泵的氣蝕現(xiàn)象是由于（ D ）引起的。 A 啟動(dòng)前泵內(nèi)存有空氣 B 啟動(dòng)前未關(guān)閉離心泵出口閥 C 離心泵的軸功率偏低 D 離心泵安裝高度過(guò)高8下列措施中，不能增加降塵室的生產(chǎn)能力的是（ C ）。A 增加降塵室的寬度 B 增加降塵室的長(zhǎng)度C 增加降塵室的高度 D 設(shè)置多層水平隔板 6在板框壓濾機(jī)上進(jìn)行下列操作，不能提高過(guò)濾速度的方法是（ C ）。 A 增大過(guò)濾操作壓差 B 不需回收濾餅時(shí)，可使用助濾劑 C 增加框數(shù) D 提高懸

9、浮液的溫度以降低濾液粘度7板框壓濾機(jī)在進(jìn)行濾餅洗滌時(shí)，若采用貫穿洗滌法，下列說(shuō)法正確的是（ D ）。A 洗滌速率是平均過(guò)濾速率的1/4 B 洗滌速率是平均過(guò)濾速率的1/4 C 洗滌速率是最終過(guò)濾速率的1/4 D 洗滌速率是最終過(guò)濾速率的1/48板框壓濾機(jī)在進(jìn)行濾餅洗滌時(shí)，若采用貫穿洗滌法，下列說(shuō)法正確的是（ C ）。A 洗滌速度是平均過(guò)濾速度的1/2 B 洗滌速度是平均過(guò)濾速度的1/4C 洗滌速度是最終過(guò)濾速度的1/2 D 洗滌速度是最終過(guò)濾速度的1/49下列措施中，不能增加降塵室的生產(chǎn)能力的是（ C ）。A 增加降塵室的寬度 B 增加降塵室的長(zhǎng)度C 增加降塵室的高度 D 設(shè)置多層水平隔板10

10、.冷凝給熱操作中通常采用飽和蒸汽作為熱源，其目的是（ C ）。A 提高傳熱推動(dòng)力 B 提高傳熱面積C 降低熱阻 D 降低熱損失11穿過(guò)三層等厚的平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱過(guò)程，如圖，已知各層導(dǎo)熱系數(shù)123，由圖判斷兩側(cè)溫差最大的一層為（ C ）。 A 第一層 B 第二層 C 第三層 D 不能判斷 1 2 3 12某蒸發(fā)器內(nèi)液體的密度為1400/m3，液層高2 m，液面上受壓1大氣壓，則該溶液因液柱靜壓強(qiáng)引起的溫 t1 t2 t3 t4 度差損失為 （ B ）A 6.5 oC B 4 oC C 2.5 oC D 1 oC已知101.3kN/m2、128.8kN/m2和114kN/m2時(shí)純水的飽和溫度分別為1

11、00oC、106.5oC和104oC。13下列對(duì)于傳熱過(guò)程的論述，錯(cuò)誤的是（ B ）。 A 當(dāng)冷熱流體對(duì)流給熱系數(shù)相差較大時(shí)，要提高K值，關(guān)鍵在于提高熱阻大一側(cè)流體的值 B 總傳熱系數(shù)K值越大，傳熱熱阻越大 C 總傳熱系數(shù)K值是表示傳熱設(shè)備性能的重要參數(shù)D 總傳熱系數(shù)K值主要取決于流體的物性、操作條件和換熱器的類(lèi)型14蒸發(fā)操作中，沸點(diǎn)升高的概念是 （ C ）A 完成液的沸點(diǎn)較常壓下純水的沸點(diǎn)而升高的值B 完成液的沸點(diǎn)較常壓下料液的沸點(diǎn)而升高的值C 完成液的沸點(diǎn)較操作壓力下純水的沸點(diǎn)而升高的值D 完成液的沸點(diǎn)較操作壓力下料液的沸點(diǎn)而升高的值15多效蒸發(fā)的目的是 （ A ）A 提高蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力

12、 B 提高蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度C 提高加熱蒸汽的經(jīng)濟(jì)性 D 提高蒸發(fā)操作的推動(dòng)力三、判斷題 1流體在管內(nèi)的流動(dòng)型態(tài)有三種：層流、湍流、過(guò)渡流。 （ × ） 2離心泵的揚(yáng)程是泵在規(guī)定轉(zhuǎn)速下可以將20 oC的水升揚(yáng)的高度。 （ × ）3流體流動(dòng)阻力計(jì)算的范寧公式對(duì)層流和湍流都適用。 （ ）4設(shè)備內(nèi)的真空度愈高，即絕對(duì)壓愈大。 （ × ）5在圓形直管作湍流流動(dòng)的摩擦系數(shù)一定與管壁相對(duì)粗糙度有關(guān)。 （ × ）6啟動(dòng)離心泵前關(guān)閉出口閥是為了使其啟動(dòng)功率降為零。 （ × ）7流體流動(dòng)型態(tài)的判斷依據(jù)是雷諾數(shù)Re。 （ ）8離心泵的葉片大多為前彎葉片。 （ 

13、15; ）9離心泵的允許汽蝕余量越大，該泵的安裝高度越高。 （ × ）10列管換熱器設(shè)計(jì)成多管程的目的是增加傳熱面積 （ × ）11穩(wěn)定流動(dòng)是指流體在管內(nèi)的流動(dòng)過(guò)程中流速、壓強(qiáng)等物理量不隨位置及時(shí)間而變化。 （ × ） 12增加降塵室的寬度、長(zhǎng)度和高度都能增加降塵室的生產(chǎn)能力。 （ × ）13板框壓濾機(jī)在進(jìn)行濾餅洗滌時(shí)，若采用貫穿洗滌法，洗滌速率是最終過(guò)濾速率的1/4。 （ ）14對(duì)于間壁式傳熱過(guò)程，當(dāng)12時(shí)，欲提高K值，應(yīng)著手提高2。（ ）15蒸發(fā)操作沸點(diǎn)升高的概念是：完成液的沸點(diǎn)較常壓下純水的沸點(diǎn)而升高的值。（ × ）16降塵室的生產(chǎn)能力僅

14、與其沉降面積和粒子的沉降速度有關(guān)，而與降塵室的高度無(wú)關(guān)。 （ ）17板框壓濾機(jī)在進(jìn)行濾餅洗滌時(shí)，若采用貫穿洗滌法，洗滌速度是最終過(guò)濾速度的1/4。 （ ）18熱量沿溫度梯度的方向傳遞。 （ × ）19總傳熱系數(shù)K值越大，傳熱熱阻越大。 （ × ）20多效蒸發(fā)的目的是提高蒸發(fā)器的經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)強(qiáng)度。 （ × ）四、簡(jiǎn)答題1簡(jiǎn)述離心泵工作點(diǎn)的調(diào)節(jié)方法及其對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)結(jié)果。 增大離心泵出口閥門(mén)開(kāi)度，工作點(diǎn)下移、右移，流量增加、揚(yáng)程降低；減小離心泵出口閥門(mén)開(kāi)度，工作點(diǎn)上移、左移，流量減小、揚(yáng)程增加；增加離心泵葉輪轉(zhuǎn)速，工作點(diǎn)上移、右移，流量增加、揚(yáng)程增加；降低離心泵葉輪轉(zhuǎn)速，

15、工作點(diǎn)下移、左移，流量減小、揚(yáng)程減小。2簡(jiǎn)述離心泵發(fā)生氣蝕現(xiàn)象的原因及其預(yù)防措施。 離心泵的氣蝕現(xiàn)象是由于離心泵的安裝高度過(guò)高，導(dǎo)致泵內(nèi)最低壓強(qiáng)處的壓強(qiáng)等于或小于操作穩(wěn)定下液體的飽和蒸汽壓，而產(chǎn)生了氣蝕現(xiàn)象。 其預(yù)防措施是嚴(yán)格限制離心泵的安裝高度，避免調(diào)節(jié)離心泵的入口閥門(mén)。3圖為典型的簡(jiǎn)單管路。設(shè)各段管徑相同，液體做穩(wěn)定流動(dòng)。現(xiàn)將閥門(mén)由全開(kāi)轉(zhuǎn)為半開(kāi)，試分析閥門(mén)上游A處與下游B處壓強(qiáng)的變化，并得出結(jié)論。 1A面列柏努利方程Z1122ABz1+he = zA +hf1-A閥門(mén)由全開(kāi)轉(zhuǎn)為半開(kāi)，則uA減小，+hf1-A減小，增加，pA增加，所以閥門(mén)上游的壓力增加；1B面列柏努利方程 z1+he = z

16、B +hf1-B閥門(mén)由全開(kāi)轉(zhuǎn)為半開(kāi)，則阻力損失hf1-2 uA增加，pB減小， 所以閥門(mén)下游的壓力減小。4.在單程逆流列管換熱器中，用冷水作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行熱量交換。試討論冷水的出口溫度對(duì)傳熱操作的設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)的影響。 冷卻水出口溫度增加單位質(zhì)量冷卻水吸收熱量增加一定的熱負(fù)荷所需冷卻水用量減少操作費(fèi)減少；冷卻水出口溫度增加傳熱推動(dòng)力降低一定的熱負(fù)荷所需傳熱面積增加設(shè)備費(fèi)增加。冷卻水出口溫度降低單位質(zhì)量冷卻水吸收熱量減少一定的熱負(fù)荷所需冷卻水用量增加操作費(fèi)增加；冷卻水出口溫度降低傳熱推動(dòng)力增加一定的熱負(fù)荷所需傳熱面積減少設(shè)備費(fèi)降低。5. 根據(jù)熱傳導(dǎo)的基本概念簡(jiǎn)要分析金屬材料、液體及氣體的導(dǎo)熱系數(shù)

17、大小規(guī)律。 物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位移，僅靠分子、原子、自由電子等微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)而發(fā)生相互碰撞引起的熱量傳遞稱(chēng)為熱傳導(dǎo)。金屬材料存有大量自由電子而具有較強(qiáng)的碰撞程度，因而導(dǎo)熱系數(shù)最大；液態(tài)材料微觀粒子之間的距離大于金屬材料而小于氣態(tài)物質(zhì)，因而微觀粒子碰撞程度大于氣體而小于金屬材料，所以導(dǎo)熱系數(shù)大小規(guī)律為：金屬材料>液態(tài)材料>氣態(tài)材料6. 簡(jiǎn)述蒸汽冷凝給熱的特點(diǎn)及其強(qiáng)化措施。 蒸汽冷凝給熱采用飽和蒸汽為熱源，其特點(diǎn)是：飽和蒸汽冷凝給熱時(shí)，僅在冷凝液膜上存在熱阻，因而熱阻很小，對(duì)流給熱系數(shù)較大。 強(qiáng)化措施是，定期排放不凝氣體；采用膜狀冷暖。四、計(jì)算題1容器中用泵將密度為890 kg/

18、m3的液體送入塔中，容器及塔內(nèi)的表壓如圖所示，輸液量為15 kg/s，流體經(jīng)管路的能量損失為122 J/kg （包括局部阻力損失），求泵的功率。（7181W）2欲設(shè)計(jì)一列管式換熱器，用110oC的飽和水蒸氣將1400kg/h的常壓空氣由20oC預(yù)熱到95oC。選定采用單管程換熱器，空氣走管程，管束由120根25×2.5的銅管組成。試確定所需管束長(zhǎng)。（20m）冷凝液膜的熱阻、管壁及其兩側(cè)污垢熱阻可忽略不計(jì)，其空氣平均溫度下的物性可?。赫扯?0.02cp，比熱Cp=1.0kJ/（kg·oC），導(dǎo)熱系數(shù)=0.029W/（m·oC），密度=1.076kg/m3。解：管內(nèi)流

19、速：=9.59 湍流 冷凝液膜熱阻，管壁及兩側(cè)污垢熱阻可忽略不計(jì)，（以內(nèi)表面計(jì)） 則 即管束長(zhǎng)20m3用一多層降塵室除去常壓爐氣中的固體顆粒。已知爐氣中塵粒為球形，其最小直徑為8m，密度為4000kg/m3。爐氣的溫度為427oC，密度為0.5kg/m3，粘度為3.4×105 Pa·s。降塵室長(zhǎng)4.1m、寬1.8m、高4.2m。若每小時(shí)的爐氣量為2160標(biāo)準(zhǔn)m3，試求降塵室的層數(shù)及板間距。（51層，0.082m）4欲用降塵室凈化溫度為20oC流量為2500m3/h的常壓空氣?？諝庵兴覊m的密度為1800/m3，要求凈化后空氣中不含有直徑大于10的塵粒，試求所需沉降面積為多

20、大？若降塵室的底面寬2m，長(zhǎng)5m，室內(nèi)需要設(shè)多少塊隔板？20oC常壓空氣的粘度為1.81×10-5 N·s/ m2，密度為1.2/m3(12塊)5某板框壓濾機(jī)的濾框?yàn)閮?nèi)邊長(zhǎng)500mm的正方形，10個(gè)濾框。恒壓下過(guò)濾30 min獲得濾液5m3，濾餅不可壓縮，過(guò)濾介質(zhì)阻力可忽略。試求：（1）過(guò)濾常數(shù)K，m2/s；(2)再過(guò)濾30 min，還可獲得多少m3濾液？ （1）A=0.52×2×10=5m3V2=KA252=K52×30×60K=5.56×10-4（2） V2=KA2 V2=5.56×10-4×60&#

21、215;60 =7.07 m3 V=2.07 m36在一單程列管式換熱器中用冷水冷卻熱油。冷水在管內(nèi)流動(dòng)，進(jìn)出口溫度分別為15 oC和32 oC，熱油在殼方流動(dòng)，進(jìn)出口溫度分別為120 oC和40 oC，冷熱流體呈逆流流動(dòng)。已知水的平均比熱容為4.2kJ/（kg·oC），熱油平均比熱容為1.9kJ/（kg·oC），流量為1.25kg/s。若換熱器的總傳熱系數(shù)為470W/（m2·oC），求所需換熱器的傳熱面積及冷水用量。 （8.07m,2.66kg/s）7在列管換熱器中，用初溫30oC的原油將重油由180oC冷卻到120oC，已知重油和原油的流量分別為10000kg/h和14000kg/h，