化工原理(上)-復習題1

1、一、填空題1在穩(wěn)定流動中，各截面上流體的流速、壓強等物理量不隨 時間 而變。2用U形管液柱壓差計測量流體壓強差時，測壓管的管徑大小、長短或彎曲程度，都 不會 直接影響測量的準確性。（填會或不會） 3流體內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 離心泵實際安裝高度大于允許安裝高度 引起的。5離心泵在開機前應先關閉出口閥門，其目的是 離心泵開機功率為最小值 。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流過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，若保持水流量不變，且管長、管材均不變，而管徑增大一倍，則水流經(jīng)該管道的流動阻力為原管道流動阻力的 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 增加揚程 ，當管路特性曲線較 平 時，離心泵并聯(lián)才能得到較好的效果。10欲調節(jié)離心泵的工作點，使輸液量增加，揚程降低，應該使用的調節(jié)方法是 增加出口閥門開度 。11離心泵內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一定要嚴格限制其 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20的甘油(=1261k

3、g/m3，=1499厘泊)在內徑為100mm 圖2的管內流動時，若流速為2.5m/s時，雷諾數(shù)為 210.3 ，流動型態(tài)為 層流 。 14欲調節(jié)離心泵工作點，使揚程和輸液量都增加，調節(jié)方法是 增加離心泵轉速 。15某板框壓濾機的框的尺寸為：長×寬×厚=810×810×25 mm，若該機有10塊框，其過濾面積約為 13.122 m216某板框壓濾機的型號為BMS20/63525，則該設備能夠提供的最大框數(shù)為 25 。17在穩(wěn)定流動中，各截面上流體的流速、壓強等物理量不隨 時間 而變。18降塵室內設置隔板的目的是 增加設備的生產(chǎn)能力 。19提高板框壓濾機過濾

4、速度的常用方法有 增加過濾壓力、采用助濾劑、減小框厚。20穿過三層等厚的平壁的穩(wěn)定導熱過程，如圖3，已知各層導熱系數(shù) 1 2 31<2<3，由圖判斷兩側溫差最大的為第 一 層。 21列管換熱器設計成多管程的目的是 提高管程流體對流給熱系數(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形管液柱壓差計測量流體壓強差時，測壓管的管徑大小、長短或彎曲程度，都 不會 直接影響測量的準確性。（填會或不會） 24. 冷、熱兩流體進行熱交換，若對流給熱系數(shù)冷熱，則強化

5、傳熱的思路是設法提高 熱 。25固定管板式列管換熱器設置膨脹節(jié)的目的是 避免熱應力的破壞 。26采用蒸汽冷凝給熱時，所用蒸汽應為 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穿過三層等厚的平壁的穩(wěn)定導熱過程，如圖4，已知三層傳熱推動力 1 2 3的大小順序為t1t2t3，則導熱系數(shù)最大的一層為 第三層 。 圖4 29某蒸發(fā)器內液體的密度為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下列調節(jié)離心泵輸液流量的方法，錯誤的是（ A ）。 A 調節(jié)離心泵入口閥門 B 調節(jié)離心泵出口閥門 C 調節(jié)離心泵的轉速 D 采用離心泵并聯(lián)或串聯(lián)2下列對流體流動型態(tài)的論述，錯誤的是（ A ）。A 流體的流動型態(tài)有三種：層流、過渡態(tài)、湍流B 雷諾數(shù)是流體流動型態(tài)的判據(jù)C 層流時，管內流體流速沿徑向按拋物線分布D 層流時，流體流動阻力與管壁粗糙度無關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4三個容器，其內部壓力分別為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.離心泵輸液過程的工作點是怎樣確定的（ C ）。 A 根據(jù)電動機的輸出功率確定離心泵的工作點 B 根據(jù)離心泵的特性即可確定離心泵的工作點 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 D 根據(jù)輸送液體的特性即可確定離心泵的工作點6離心泵銘牌上標明的揚程應做如下理解（ C ）。 A 該泵在規(guī)定轉速下可以將

8、20 oC的水升揚的高度 B 該泵在規(guī)定轉速、操作狀態(tài)的效率下對20 oC的水提供的壓頭 C 該泵在規(guī)定轉速、最高效率下對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 啟動前泵內存有空氣 B 啟動前未關閉離心泵出口閥 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 增加降塵室的長度C 增加降塵室的高度 D 設置多層水平隔板 6在板框壓濾機上進行下列操作，不能提高過濾速度的方法是（ C ）。 A 增大過濾操作壓差 B 不需回收濾餅時，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板框壓濾機在進行濾餅洗滌時，若采用貫穿洗滌法，下列說法正確的是（ D ）。A 洗滌速率是平均過濾速率的1/4 B 洗滌速率是平均過濾速率的1/4 C 洗滌速率是最終過濾速率的1/4 D 洗滌速率是最終過濾速率的1/48板框壓濾機在進行濾餅洗滌時，若采用貫穿洗滌法，下列說法正確的是（ C ）。A 洗滌速度是平均過濾速度的1/2 B 洗滌速度是平均過濾速度的1/4C 洗滌速度是最終過濾速度的1/2 D 洗滌速度是最終過濾速度的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 增加降塵室的長度C 增加降塵室的高度 D 設置多層水平隔板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 提高傳熱推動力 B 提高傳熱面積C 降低熱阻 D 降低熱損失11穿過三層等厚的平壁的穩(wěn)定導熱過程，如圖，已知各層導熱系數(shù)123，由圖判斷兩側溫差最大的一層為（ 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時純水的飽和溫度分別為1

11、00oC、106.5oC和104oC。13下列對于傳熱過程的論述，錯誤的是（ B ）。 A 當冷熱流體對流給熱系數(shù)相差較大時，要提高K值，關鍵在于提高熱阻大一側流體的值 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型14蒸發(fā)操作中，沸點升高的概念是 （ C ）A 完成液的沸點較常壓下純水的沸點而升高的值B 完成液的沸點較常壓下料液的沸點而升高的值C 完成液的沸點較操作壓力下純水的沸點而升高的值D 完成液的沸點較操作壓力下料液的沸點而升高的值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)強度C 提高加熱蒸汽的經(jīng)濟性 D 提高蒸發(fā)操作的推動力三、判斷題 1流體在管內的流動型態(tài)有三種：層流、湍流、過渡流。 （ × ） 2離心泵的揚程是泵在規(guī)定轉速下可以將20 oC的水升揚的高度。 （ × ）3流體流動阻力計算的范寧公式對層流和湍流都適用。 （ ）4設備內的真空度愈高，即絕對壓愈大。 （ × ）5在圓形直管作湍流流動的摩擦系數(shù)一定與管壁相對粗糙度有關。 （ × ）6啟動離心泵前關閉出口閥是為了使其啟動功率降為零。 （ × ）7流體流動型態(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列管換熱器設計成多管程的目的是增加傳熱面積 （ × ）11穩(wěn)定流動是指流體在管內的流動過程中流速、壓強等物理量不隨位置及時間而變化。 （ × ） 12增加降塵室的寬度、長度和高度都能增加降塵室的生產(chǎn)能力。 （ × ）13板框壓濾機在進行濾餅洗滌時，若采用貫穿洗滌法，洗滌速率是最終過濾速率的1/4。 （ ）14對于間壁式傳熱過程，當12時，欲提高K值，應著手提高2。（ ）15蒸發(fā)操作沸點升高的概念是：完成液的沸點較常壓下純水的沸點而升高的值。（ × ）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，而與降塵室的高度無關。 （ ）17板框壓濾機在進行濾餅洗滌時，若采用貫穿洗滌法，洗滌速度是最終過濾速度的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)濟性和生產(chǎn)強度。 （ × ）四、簡答題1簡述離心泵工作點的調節(jié)方法及其對應的調節(jié)結果。 增大離心泵出口閥門開度，工作點下移、右移，流量增加、揚程降低；減小離心泵出口閥門開度，工作點上移、左移，流量減小、揚程增加；增加離心泵葉輪轉速，工作點上移、右移，流量增加、揚程增加；降低離心泵葉輪轉速，

15、工作點下移、左移，流量減小、揚程減小。2簡述離心泵發(fā)生氣蝕現(xiàn)象的原因及其預防措施。 離心泵的氣蝕現(xiàn)象是由于離心泵的安裝高度過高，導致泵內最低壓強處的壓強等于或小于操作穩(wěn)定下液體的飽和蒸汽壓，而產(chǎn)生了氣蝕現(xiàn)象。 其預防措施是嚴格限制離心泵的安裝高度，避免調節(jié)離心泵的入口閥門。3圖為典型的簡單管路。設各段管徑相同，液體做穩(wěn)定流動?，F(xiàn)將閥門由全開轉為半開，試分析閥門上游A處與下游B處壓強的變化，并得出結論。 1A面列柏努利方程Z1122ABz1+he = zA +hf1-A閥門由全開轉為半開，則uA減小，+hf1-A減小，增加，pA增加，所以閥門上游的壓力增加；1B面列柏努利方程 z1+he = z

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

17、大小規(guī)律。 物體各部分之間不發(fā)生相對位移，僅靠分子、原子、自由電子等微觀粒子熱運動而發(fā)生相互碰撞引起的熱量傳遞稱為熱傳導。金屬材料存有大量自由電子而具有較強的碰撞程度，因而導熱系數(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，因而微觀粒子碰撞程度大于氣體而小于金屬材料，所以導熱系數(shù)大小規(guī)律為：金屬材料>液態(tài)材料>氣態(tài)材料6. 簡述蒸汽冷凝給熱的特點及其強化措施。 蒸汽冷凝給熱采用飽和蒸汽為熱源，其特點是：飽和蒸汽冷凝給熱時，僅在冷凝液膜上存在熱阻，因而熱阻很小，對流給熱系數(shù)較大。 強化措施是，定期排放不凝氣體；采用膜狀冷暖。四、計算題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欲設計一列管式換熱器，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。（20m）冷凝液膜的熱阻、管壁及其兩側污垢熱阻可忽略不計，其空氣平均溫度下的物性可取：粘度=0.02cp，比熱Cp=1.0kJ/（kg·oC），導熱系數(shù)=0.029W/（m·oC），密度=1.076kg/m3。解：管內流

19、速：=9.59 湍流 冷凝液膜熱阻，管壁及兩側污垢熱阻可忽略不計，（以內表面計） 則 即管束長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4.1m、寬1.8m、高4.2m。若每小時的爐氣量為2160標準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5m，室內需要設多少塊隔板？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某板框壓濾機的濾框為內邊長500mm的正方形，10個濾框。恒壓下過濾30 min獲得濾液5m3，濾餅不可壓縮，過濾介質阻力可忽略。試求：（1）過濾常數(shù)K，m2/s；(2)再過濾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。冷水在管內流動，進出口溫度分別為15 oC和32 oC，熱油在殼方流動，進出口溫度分別為120 oC和40 oC，冷熱流體呈逆流流動。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，