化工原理簡答

1、1什么是離心泵的允許安裝高度的？如何提高？答：離心泵允許安裝高度是指泵的吸入口與吸入貯槽液面間可允許達到的最大垂直距離。盡量減小吸入管的壓頭損失，增大吸入管直徑、縮短吸入管長度，減小拐彎并省去不必要的管件和閥門；將泵安裝在貯槽液面以下，使液體利用位差自動灌入泵體內(nèi)。 2孔板流量計和轉(zhuǎn)子流量計的主要區(qū)分是什么？ 答：（1）孔板流量計的節(jié)流口面積不變，流體流經(jīng)節(jié)流口所產(chǎn)生的壓差隨流量不同而變化，故可通過壓差計讀數(shù)來反映流量的大小，這類流量計又稱為差壓流量計； 2分（2）轉(zhuǎn)子流量計是使流體流經(jīng)節(jié)流口所產(chǎn)生的壓降差保持不變，而節(jié)流口的面積隨流量而變化，由此變動的截面積來反映流量的大小，即依據(jù)轉(zhuǎn)子所處位

2、置的凹凸來讀取流量，故此類流量計又稱為截面流量計。 3影響對流傳熱系數(shù)的因素有哪些？（1）流體的種類和相變化狀況；流體的物性（導(dǎo)熱系數(shù)、粘度、比熱和密度、體積膨脹系數(shù)）；流體的溫度； （2）流體的流淌狀態(tài)；流體流淌的緣由；傳熱面的外形、位置和大小。 2分4雷諾準(zhǔn)數(shù)（Re）的物理意義是什么？直管內(nèi)流體的流淌類型如何推斷？（1）雷諾數(shù)的物理意義是指流體流淌中慣性力與粘性力之比； 2分（2）流體在直管內(nèi)流淌時，當(dāng)Re2000時，層流；當(dāng)Re4000時，湍流；當(dāng)Re在2000-4000時，可能是層流，也可能是湍流。 2分5什么叫離心分別因數(shù)？其值大小說明什么？（1）離心分別因數(shù)是指在同種介質(zhì)中粒子所在

3、位置的慣性離心力場強度（離心沉降速度）與重力場強度（重力沉降速度）之比； 2分（2）離心分別因數(shù)是離心分別設(shè)備的重要指標(biāo)，其值越大，說明離心沉降設(shè)備的分別效果遠較重力沉降設(shè)備好。1試述對流傳熱的機理? 答：熱流體流過固體壁面時，在湍流主體中，流體猛烈攏動，形成漩渦，使質(zhì)點猛烈混合而交換熱量，溫度較均勻，幾乎不存在溫度梯度； 2分在緊靠管壁的一層很薄的作層流流淌的流體層（層流底層）內(nèi)，熱量傳遞以導(dǎo)熱方式進行，由于流體的導(dǎo)熱系數(shù)很小，故熱阻主要集中層流底層內(nèi)，溫度梯度較大；在緩沖層中，熱對流與熱傳導(dǎo)的作用大體相同，在該層內(nèi)溫度發(fā)生較緩慢的變化。 2分2強化傳熱過程應(yīng)實行哪些途徑?答：(1) 增加傳

4、熱面積，如在管內(nèi)外壁裝上翅片，接受螺旋管或粗糙管代替光滑管；1分 (2)增大傳熱溫差，可接受逆流操作； 1分(3)提高總傳熱系數(shù)K，如由單程改為多程，或在殼程中增設(shè)檔板，對于蛇管式換熱器，加入攪拌裝置或在蛇管圈中增設(shè)杯狀物（強化圈）在列管換熱器中還可接受導(dǎo)熱系數(shù)大的流體作載熱體。 2分3什么叫化工單元操作？常用的化工單元操作有哪些（至少四種）？ 答：化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，具有共同物理變化，遵循共同物理學(xué)定律的一些物理操作過程。 例如：流體輸送、沉降、過濾、加熱、冷卻、蒸餾、吸取、萃取、干燥等。 4為什么離心泵開車前和停車前均要關(guān)閉出口閥門？答：離心泵工作時，其軸功率Ne隨著流量增大而增大，所以泵

5、起動時，應(yīng)把出口閥關(guān)閉，以降低起動功率，愛護電機，不致于超負荷而受到損失； 離心泵停車前，應(yīng)先關(guān)閉出口閥門，以免排解管路內(nèi)液體倒流，使葉輪受沖擊而損壞。1何謂離心泵的氣蝕？為避開氣蝕可實行什么措施？答：由于葉輪入口及其背面存在低壓區(qū)，隨著吸水高度Z的增加，則吸入口壓力pc減小，當(dāng)其減小到某一值時，低壓區(qū)的壓力pk就會等于或小于送液的飽和蒸汽壓ps，此時低壓區(qū)液體沸騰，產(chǎn)生大量氣泡，同時，溶解在液體中的空氣，也會因壓力降低而逸出，生成的氣泡； 隨液流流入葉輪高壓區(qū)，氣泡就會裂開，體積突然縮小，大量液體就會沖擊過去，沖擊點可達上百個大氣壓，且頻率格外高，沖擊波及氣中微量氧共同作用可使葉輪及原殼消滅

6、斑痕，甚至呈海綿狀，這種現(xiàn)象稱為氣蝕。 為避開發(fā)生氣蝕，就應(yīng)設(shè)法使葉片入口四周的壓力高于輸送溫度下液體的飽和蒸汽壓，如合理確定泵的安裝高度、輸送液體溫度不宜過高、削減泵吸入管路的局部阻力。 2試比較離心沉降和重力沉降的異同？ （1）離心沉降效率遠遠高于重力沉降，可分別密度差較小、顆粒粒度較細的非均相物系，設(shè)備尺寸也縮小很多； 3分（2）離心力場強度不是常數(shù)，隨位置和切向速度而變，其方向沿旋轉(zhuǎn)半徑從中心指向外周，而重力場強度基本上是常數(shù)，其方向指向地心。 3試說明導(dǎo)熱系數(shù)、對流傳熱系數(shù)和總傳熱系數(shù)的物理意義、單位和彼此間的區(qū)分？ （1）導(dǎo)熱系數(shù)在數(shù)值上等于單位溫度梯度下的熱通量，單位為W/(m&

7、#183;)，它表征物質(zhì)導(dǎo)熱力量的大小，是物質(zhì)的物理性質(zhì)之一。 2分（2）對流傳熱系數(shù)在數(shù)值上等于單位溫度差（流體與壁面間）下、單位傳熱面積的對流傳熱速率；單位為W/(m2·)，它反映了對流傳熱的快慢，它不是流體的物性，而受諸多因素（有無相變、流淌狀態(tài)、流體物性和壁面狀況等）的影響，反映對流傳熱熱阻的大小。 2（3）總傳熱系數(shù)在數(shù)值上等于單位溫度差（兩流體間）下的總傳熱通量，單位與對流傳熱系數(shù)相同，但其對應(yīng)的溫度差所代表的區(qū)域不同，K的數(shù)值與流體的物性、傳熱過程的操作條件及換熱器的類型等諸多因素有關(guān)。1在層流區(qū)內(nèi)，溫度上升后，同一顆粒在液體和氣體中的沉降速度增大還是減?。繛槭裁?？答：

8、（1）顆粒在液體中的沉降速度增大，在氣體中的沉降速度減小； （2）在層流區(qū)內(nèi)，顆粒沉降速度與粘度成反比，而增大溫度上升后，液體粘度減小，氣體粘度增大。 2如何增大間壁式換熱器的總傳熱系數(shù)？答：（1）欲提高總傳熱系數(shù)，就需減小管壁兩側(cè)的對流傳熱熱阻、污垢熱阻和管壁熱阻對K值影響較大的熱阻； 2分（2）為減小熱阻可接受如下方法：提高流體的流速，增加流體的擾動，在流體中加固體顆粒，接受短管換熱器，防止污垢形成并準(zhǔn)時清除污垢。 3何謂允許吸上真空度？與哪些因素有關(guān)？答：（1）允許吸上真空度是指為避開汽蝕現(xiàn)象，泵入口處壓力可允許的最高真空度； （2）其值與泵的結(jié)構(gòu)、流量、被輸送液體的性質(zhì)及當(dāng)?shù)卮髿鈮河嘘P(guān)

9、。 4物體的黑度與吸取率有何區(qū)分？答：（1）在同一溫度下，物體的吸取率和黑度在數(shù)值上是相同的。但是吸取率和黑度兩者的物理意義則完全不同。 （2）吸取率表示由其他物體放射來的輻射能可被該物體吸取的分?jǐn)?shù)；后者為放射率，表示物體的輻射力量占黑體輻射力量的分?jǐn)?shù)。由于物體吸取率的測定比較困難，因此工程計算中大都用物體的黑度來代替吸取率。 3分5摩擦系數(shù)圖（-Re，/d）上可分幾個區(qū)域？完全湍流區(qū)有何特點？答：（1）層流區(qū)，Re2000，過渡區(qū)，Re=2000-4000，湍流區(qū)，Re4000及虛線以下區(qū)域，圖中虛線以上區(qū)域為完全湍流區(qū)。 2分（2）此區(qū)域內(nèi)摩擦系數(shù)只與相對粗糙度/d有關(guān)，與Re數(shù)無關(guān)；若l

10、/d值肯定時，流淌阻力所引起的能量損失hf與管內(nèi)速度的平方u2成正比；相對粗糙度/d越大的管道，達到阻力平方區(qū)的Re值越低。1管殼式換熱器為何接受多管程和多殼程？對其性能有何影響？答：當(dāng)流體流量較小或傳熱面積較大而需要管數(shù)很多時，有時會使管內(nèi)流速較低，因而對流傳熱系數(shù)較小。為了提高管內(nèi)流速，可接受多管程。 2分但程數(shù)過多，管程流淌阻力加大，增加動力費用；同時多程會使平均溫度差下降；此外多程隔板使管板上可利用的面積削減。接受多程時，通常應(yīng)使每程的管子數(shù)大致相等。2分當(dāng)溫度差校正系數(shù)低于0.8時，可接受多殼程。但由于殼程隔板在制造、安裝和檢修等方面的困難，通常將幾個換熱器串聯(lián)使用，以代替多殼程。 2分臨界粒徑：理論上在旋風(fēng)分別器中能被完全分別下來的最小顆粒直徑。2何謂流態(tài)化技術(shù)？不同流速時顆粒床層如何變化？答：將大量固體顆粒懸浮于流淌的流體之中，并在流體作用下使顆粒作翻滾運動，類似于液體的沸騰，這種狀態(tài)稱為固體流態(tài)化。 2分