化工原理期末考試真題及答案

1、填空題1. （3分）球形粒子在介質中自由沉降時，勻速沉降的條件是_粒子所受合力的代數(shù)和為零_ 。滯流沉降時，其阻力系數(shù)=_24/ Rep_.2. 在靜止的、連續(xù)的同種流體內，位于同一水平面上各點的壓力均相等。3. 水在內徑為105mmX2.5mm的只管內流動，已知水的粘度為1.005mPa*s，密度為1000kg*m3，流速為1m/s，則Re=99502，流動類型為湍流。4. 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而流速不變,則阻力損失為原來的 1/4 倍.5. 求取對流傳熱系數(shù)常采用 因次 分析法，將眾多影響因素組合成若干 無因次數(shù)

2、群， 再通過實驗確定各特征數(shù) 數(shù)之間的關系，即得到各種條件下的 關聯(lián)式 。6. 化工生產中加熱和冷卻的換熱方法有_直接換熱_, 間壁換熱和蓄熱換熱. 7. 在列管式換熱器中，用飽和蒸氣加熱空氣，此時傳熱管的壁溫接近飽和蒸汽側流體的溫度，總 傳熱系數(shù) K 接近空氣側流體的對流給熱系數(shù)。8. 氣液兩相平衡關系將取決于以下兩種情況:(1) 若 pep 或 C Ce則屬于解吸過程(2) 若 p pe 或 CeC 則屬于吸收過程9. 計算吸收塔的填料層高度,必須運用如下三個方面的知識關聯(lián)計算:_平衡關系_,_物料衡算,_傳質速率._.10. 在一定空氣狀態(tài)下干燥某物料能用干燥方法除去的水分為_自由水分首

3、先除去的水分為_非結合水分不能用干燥方法除的水分為_平衡水分。11. ,當20的水(=998.2kg/m3,=1.005厘泊)在內徑為100mm的光滑管內流動時,若流速為1.0m/s時,其雷諾準數(shù)Re為9.93×105；直管摩擦阻力系數(shù)為0.0178.12. 流體流動時產生摩擦阻力的根本原因是流體具有粘性13. 計算管道流體局部阻力的方法有:當量長度法;阻力系數(shù)法;,其相應的阻力計算公式為,。14. 過濾是一種分離懸浮在 液體或氣體中固體微粒 的操作。15. 進行換熱的兩流體，若12時，要提高K值，應設法提高2； 當12時，要提高K值，應使_1_2_同時提高_。16. 某間壁換熱器中

4、,流體被加熱時,圓形管內湍流的傳熱系數(shù)表達式為.當管內水的流速為0.5m/s時,計算得到管壁對水的傳熱系數(shù)=2.61(kw/（m2·K）.若水的其它物性不變,僅改變水在管內的流速,當流速為1.2m/s時,此時傳熱系數(shù)=3.81(kw/（m2· K） .17. 強化傳熱的方法之一是提高K值. 而要提高K值則應提高對流傳熱系數(shù)提高給熱系數(shù)較小一側的給熱系數(shù).18. 吸收劑用量增加，操作線斜率增大，吸收推動力增大。（增大，減小，不變）19. 雙膜理論認為，吸收阻力主要集中在界面兩側的氣膜和液膜 之中。20. 對不飽和濕空氣,干球溫度大于濕球溫度，露點溫度小于濕球溫度。21. 圓筒

5、壁總傳熱系數(shù)K與間壁兩側對流傳熱系數(shù)1.2以及間壁導熱系數(shù)的關系為_1/K1=1/a1+d1/2*lnd2/d1+d1/a2d2_.當間壁管規(guī)格為108×4mm,導熱系數(shù)為45(w. m-2.K-1)時,管內外兩側給熱系數(shù)分別為8000 (w.m-2.K-1)和1200(w.m-2K-1)時,總傳熱系數(shù)K11=）.22. 對于間壁式換熱器：m1Cp1 (T1-T2 ) =m2Cp2 (t2-t1)=K.A.tm 等式成立的條件是 _穩(wěn)定傳熱、_無熱變化、_無相變化。選擇題1.從流體靜力學基本方程了解到U型管壓力計測量其壓強差是( A ) A. 與指示液密度、液面高度有關，與U形管粗細

6、無關 B. 與指示液密度、液面高度無關，與U形管粗細有關 C. 與指示液密度、液面高度無關，與U形管粗細無關2.為使U形壓差計的靈敏度較高，選擇指示液時，應使指示液和被測流體的密度差（指-）的值（ B ）。 A. 偏大 B. 偏小 C. 越大越好3. 若將20硫酸用48×3.5mm的無縫鋼管輸送,則硫酸達到湍流的最低流速為（ D ）。已知20時，硫酸的密度為1831 kg/m3粘度為25.4cP。 A. 0.135m/s B. 1.5m/s C. 0.15m/s D. 1.35m/s4. 層流與湍流的本質區(qū)別是：( D )。 A. 湍流流速>層流流速； B. 流道截面大的為湍流

7、，截面小的為層流； C. 層流的雷諾數(shù)<湍流的雷諾數(shù)；D. 層流無徑向脈動，而湍流有徑向脈動。5.離心泵的性能曲線中的HQ線是在( C )情況下測定的。 A. 效率一定； B. 功率一定； C. 轉速一定； D. 管路（）一定。6.旋風分離器的臨界粒徑是指能完全分離出來的（ A ）粒徑。 A. 最小； B. 最大； C. 平均；7.介質阻力系數(shù)=24/Rep的適用范圍是（ BD ）。 A. 圓柱形微粒； B. 球形微粒； C. 方形微粒； D. 層流區(qū)； E. 過渡區(qū)； F. 湍流區(qū) 8.對于沸騰傳熱，工業(yè)生產一般應設法控制在（ A ）沸騰下操作。 A. 泡核 B. 穩(wěn)定的膜狀 C. 不

8、穩(wěn)定的膜狀9.對一臺正在工作的列管式換熱器，已知116w/（m2·K）11600 w/（m2·K），要提高傳熱系數(shù)（K），最簡單有效的途徑是（ A ）。 A. 設法增大; B. 設法增大; C. 同時增大和10. 穿過三層平壁的穩(wěn)定導熱過程，如圖所示，試比較第一層的熱阻 R與第二、三層熱阻R、R的大小( C )。 A. R>(R+R) B. R<(R+R) C. R=(R+R) D. 無法比較11.為使脫吸操作易于進行，通常可采用（ A ）或（ C ）。 A. 升溫； B. 加壓； C. 減壓； D. 降溫；12.對處理易溶氣體的吸收，為較顯著地提高吸收速率，應

9、增大 （ A ）的流速。 A. 氣相； B. 液相； C. 氣液兩相；13. 根據(jù)雙膜理論，吸收質從氣相主體轉移到液相主體整個過程的阻力可歸結為（ C ）。 A. 兩相界面存在的阻力； B.氣液兩相主體中的擴散的阻力； C. 氣液兩相滯流層中分子擴散的阻力；14.將不飽和的空氣在總壓和濕度不變的情況下進行冷卻而達到飽和時的溫度，稱為濕空氣的（ C ）。 A. 濕球溫度； B. 絕熱飽和溫度； C. 露點15.空氣的飽和濕度H是濕空氣的如下參數(shù)的函數(shù)：( A ) 。 A. 總壓及干球溫度； B. 總壓及濕球溫度； C. 總壓及露點； D. 濕球溫度及焓。16. 圓管的摩擦系數(shù)=64Re公式的適用

10、范圍是（B） A.過渡流 B.層流 C.湍流17. 一般情況下,溫度升高,液體的粘度（B） ;氣體的粘度(A) A.增大 B。減小 C.不變18.當固體微粒在大氣中沉降是層流區(qū)域時，以（C ）的大小對沉降速度的影響最為顯著。A. 顆粒密度； B. 空氣粘度； C. 顆粒直徑19.湍流體與器壁間的對流傳熱(即給熱過程)其熱阻主要存在于( C ).A. 流體內; B. 器壁內; C. 湍流體滯流內層中;D. 流體湍流區(qū)域內.20.對接近常壓的低濃度溶質的氣液平衡系統(tǒng)，當溫度和壓力不變，而液相總濃度增加時其溶解度系數(shù)H將（C），亨利系數(shù)將（C）。A,增加 B,減少 C,不變21.通常所討論的吸收操作

11、中,當吸收劑用量趨于最小用量時,則下列那種情況正確_D_;A.,回收率趨向最高 B,吸收推動力趨向最大C,操作最為經濟 D,填料層高度趨向無窮大22.濕空氣經預熱后,空氣的焓增大,而( B ).A. H,都升高; B. H不變降低; C. H,都降低24.恒速干燥階段,物料的表面溫度等于空氣的( B ).A. 干球溫度; B. 濕球溫度; C. 露點計算題一、某車間準備用一臺離心泵將儲槽內的熱水送到敞口的高位槽內，已知管子規(guī)格為60×3.5mm鋼管，管內流速為2m/s，吸入管路的能量損失為19.6J/kg壓出管路的壓頭損失為4mH2O (均包括全部的局部阻力損失在內），其余參數(shù)見附圖

12、示。試求該泵提供的有效功率。解：設定儲槽液面為1-1，且為基準面，高位槽液面為2-2，列柏式： 4分 4分 H=12.612 mH2O 4分 4分三、某廠準備選用規(guī)格為25×2.5mm，長3m的管子組成的列管式換熱器來將25的液體加熱到40。已知液體的流量為36m/h，相對密度為1.1，平均比熱為2.9kJ/（kg·K）,加熱劑用410K的飽和水蒸汽（走管外）其冷凝潛熱為2155kJ/kg，冷凝水在飽和溫度下排出，此換熱器的散熱損失為21000w，傳熱系數(shù)K=660 w/（m2·K）,試求： （1）加熱劑的消耗量為多少kg/.h？（2）此換熱器應用多少條管子組成？

13、解： 2分 Q熱=Q2Q損=478.5+21= 499.5kw 2分 2分 137137 2540t1=137-25=112; t2=137-40=97 t1 /t2 2 tm=(11297)/2=104.5 2分 4分 取30條 四、 接觸法硫酸生產中用氧化后的高溫SO3混合氣預熱原料氣(SO2及空氣混合物)，已知：列管換熱器的傳熱面積為90m2 ，原料氣入口溫度t1=300，出口溫度 t2=430。SO3混合氣入口溫度T1=560，兩種流體的流量均為10000kg/h，熱損失為原料氣所獲得熱量的6%，設兩種氣體的比熱均可取為1.05kJ/(kg·K)，且兩流體可近似作為逆流處理，

14、求：(1) SO3混合氣的出口溫度T2；(2) 傳熱系數(shù)KW/( m2·)。1. 10000×1.05×(560-T2)=10000×1.05×(430-300)×1.06 得 T2=422.2-( 5分)2. Q=10000×1.05×(560-422.2) =1.447×106kJ/h-( 5分) tm=(560-430)-(422.2-300)/(Ln(560-430)/(422.2-300) =126-( 5分) Q=KAtm K=1.447×106×1000/(90×

15、;126×3600) =35.4w/(m2·) -( 5分) 五、在常壓逆流操作的填料塔內，用純溶劑S 吸收混合氣體中的可溶組分A 。入塔氣體中A 的摩爾分率為0.03，要求吸收率為95%。 已知操作條件下的解吸因數(shù)為0.8 ，物系服從亨利定律，與入塔氣體成平衡的液相濃度為0.03（摩爾分率）。 試計算： (1)操作液氣比為最小液氣比的倍數(shù)； (2)出塔液體的濃度；(3)完成上述分離任務所需的氣相總傳質單元數(shù)N。解： 據(jù)題意：y1=0.03，x1=0.03 由y=mx 所以m=1 1分 1分 由 1分 1分 由物料衡算 2分 1分 1分 。 4分六、在某一直徑為0.5m的填

16、料塔中，在20、760mmHg下，用清水對空氣氨混合氣進行逆流吸收操作，每小時向塔送入含NH3 1.5mol%的混合氣480m3(操作態(tài)) ,要求NH3的回收率為95%。已知20的平衡關系為y=0.75x（x、y均為摩爾分率），出塔溶液中NH3的濃度為平衡濃度的80%。試求： (1)出塔溶液中氨的濃度（用摩爾分率表示）； (2)水用量（kg/h); (3)已知氣相體積總傳質系數(shù)KYa為0.09kmol/（m3·s），計算所需填料層高度（m）。1. 3分2. 由物料衡算 2分 kmol/h kmol/h =320 kg/h 2分3. 3分 3分 3分7、 用清水吸收氨空氣混合氣中的氨。混合氣進塔時氨的濃度y1 0.01（摩爾分率）