化工原理復(fù)習(xí)題

1、化工原理二復(fù)習(xí)題一、選擇 1. 流體在圓形直管中完全湍流區(qū)流動時，與阻力損失hf項成正比的是流速u的 （B）A 1次方 B 2次方 C 1.75次方 D 0.75次方 2文丘里流量計主要用來測量直管內(nèi)流體的 （ D ） A 點速度 B 徑向速度 C 最大流速 D 平均速度 3. 流體直管內(nèi)流動時，質(zhì)點在徑向上速度為零的流動形態(tài)應(yīng)為 （ A ） A 層流 B 湍流 C 折流 D 過渡流 4. 離心泵主要特性參數(shù)中沒有包括的是 （C ） A 揚程 B 軸功率 C 葉輪直徑 D 轉(zhuǎn)速5. 離心泵啟動時，為了保護電機，應(yīng) （D） A 使揚程最小 B 使效率最高 C使軸功率最小 D 使流量最大 6. 用

2、離心泵在同一管路中輸送液體時，其他條件不變，若離心泵的轉(zhuǎn)數(shù)增大7%，則其揚程將 （ A ） A 變大 B 變小 C 不變 D 無法確定7. 在工程上，不是板框過濾機的主要部件的是 （ B ） A 洗滌板 B 分配頭 C 非洗滌板 D 濾框8. 一球形顆粒在空氣中沉降，若沉降Re小于0.5，空氣溫度降低，其沉降速度將 （A ） A 增大 B 減小 C 不變 D 不好判斷9. 在滯流區(qū)顆粒的沉降速度正比于 （ D ） A （s）的1/2次方 B 的零次方 C 粒子直徑的0.5次方 D 粒子直徑的平方10. 當(dāng)降塵室的高度減小10%后，其生產(chǎn)能力將 （ C ） A 變大 B 變小 C 不變 D 無法

3、判斷11. 套管換熱器內(nèi)水和飽和水蒸汽換熱，當(dāng)蒸汽壓力和水進口溫度一定時，若增加水流量100%，則水側(cè)對流傳熱系數(shù)應(yīng) （ B ） A 減小 B 增大 C 基本不變 D 無法確定12. 在套管換熱器中用常壓水蒸氣冷凝加熱氮氣，氮氣的平均溫度為20 oC，則壁溫大約為 （D）A 20 oC B 79.7 oC C 60 oC D 100 oC 13. 下列物質(zhì)中，在相同條件下，熱導(dǎo)率最大的物質(zhì)是 （B ） A 水 B 鋁 C 紅磚 D 空氣 14. 精餾塔操作時，若其他條件不變，進料溫度下降，塔的分離提純效果將 （ A ）A 增加 B 不變 C 減少 D 不確定15. 精餾時若進料的汽液摩爾流量之

4、比為2:3，則進料的熱狀況參數(shù)應(yīng)為 CA 0.2 B 0.4 C 0.6 D 0.8 16. 流體在圓形直管內(nèi)層流流動時，與摩擦系數(shù)成反比的是流速u的 （ C）A 1.75次方 B 2次方 C 1次方 D 0.75次方 17轉(zhuǎn)子流量計可用來測量管內(nèi)流體的 （ A ） A 平均速度 B 徑向速度 C 最大流速 D 點速度 18. 離心泵主要特性參數(shù)中沒有包括的是 （D ） A 轉(zhuǎn)速 B 氣蝕余量 C 效率 D 有效功率19. 啟動離心泵時，應(yīng)關(guān)閉出口閥，這是為了 （ D ） A 使效率最高 B 使揚程較小 C 便于操作 D 使軸功率最小20 用離心泵在同一管路中輸送液體時，若離心泵的轉(zhuǎn)數(shù)增大5%

5、，則其軸功率將 （A）A 變大 B 變小 C 不變 D 無法確定 21. 懸浮液通過濾餅和過濾介質(zhì)后，得到的清液是 （ B） A 濾漿 B 濾液 C 濾渣 D 料漿 22. 一球形顆粒在空氣中層流自由沉降，若空氣溫度升高，則其沉降速度將 （A）A 減小 B 增大 C 不變 D 不好判斷 23. 一球形顆粒，在水中為層流沉降，同樣條件下，若在空氣中沉降，則類型為 （ D）A 層流區(qū) B 過渡區(qū) C 湍流區(qū) D 不好判斷24 當(dāng)降塵室的寬度增加15%后，其生產(chǎn)能力將 （ C ） A 不變 B 變小 C 變大 D 無法判斷 25. 套管換熱器內(nèi)水和飽和水蒸汽換熱，當(dāng)蒸汽壓力和水進口溫度一定時，若增加

6、水流量150%，則總傳熱系數(shù)K應(yīng) （B） A 減小 B 增大 C 基本不變 D 無法確定 26. 在套管換熱器中用常壓水蒸氣冷凝加熱空氣，空氣的進出口溫度分別為5 oC和 35 oC，則壁溫大約為 （B ） A 20 oC B 100 oC C 25 oC D 15 oC27. 下列物質(zhì)中，在相同條件下，熱導(dǎo)率最大的物質(zhì)是 (C ) A 堿水 B 空心磚 C 銀 D 空氣28. 在兩組分連續(xù)精餾塔中，若進料熱狀況參數(shù)為1.5時，進料為 (C ) A 氣液混合進料 B 飽和蒸氣進料 C 冷液進料 D 飽和液體 29.精餾塔設(shè)計時，若理論板數(shù)增加，則塔的分離提純效果將 (A ) A 增加 B 不變

7、 C 減少 D 不確定30. 精餾時若進料的汽液摩爾流量之比為1:4，則進料的熱狀況參數(shù)應(yīng)為 ( D )。A 0.2 B 0.4 C 0.6 D 0.8 31. 流體在圓形直管中層流流動時，與單位質(zhì)量流體的阻力損失hf成正比的是管內(nèi)流體流速u的 (D) A 2次方 B 1.75次方 C 1.5次方 D 1次方 32皮托管這種測量儀表直接測量管內(nèi)流體的 (C )A 平均速度 B 體積流量 C 點速度 D 質(zhì)量流量 33. 流體在圓形直管內(nèi)流動時，質(zhì)點平行于管路中軸線作直線運動的應(yīng)為 ( A )A 層流 B 湍流 C 完全湍流 D 過渡流 34. 離心泵主要特性參數(shù)中沒有包括的是 ( C )A 流

8、量 B 壓頭 C 有效功率 D 效率35. 離心泵啟動時，為了保護電機，應(yīng) (A )A 關(guān)閉出口閥 B 關(guān)閉進口閥 C 全開出口閥 D 全開進口閥36. 離心泵在同一管路中輸送液體時，若葉輪轉(zhuǎn)數(shù)增大10%，則其揚程將 (A )A 變大 B 變小 C 不變 D 無法確定37. 懸浮液通過多孔介質(zhì)后，留在介質(zhì)表面上的固體顆粒稱為 (C )A 濾漿 B 濾液 C 濾渣 D 料漿38. 一球形顆粒在空氣中沉降，若沉降的Ret < 0.5，空氣溫度升高時，其沉降速度將 （A）A 減小 B 增大 C 不變 D 不好判斷39. 其他條件不變，降塵室的寬度增加10%后，其處理量與原來相比將 （C ）A

9、不變 B 變小 C 變大 D 無法判斷40. 套管換熱器內(nèi)，水和飽和水蒸汽換熱，當(dāng)水進口溫度和流量一定時，若增加水蒸汽壓力，則水出口溫度應(yīng) （B ） A 減小 B 增大 C 基本不變 D 無法確定41. 在套管換熱器中，用常壓水蒸氣冷凝加熱氮氣，若氮氣的平均溫度為20 oC，則壁溫大約為 （B ） A 20 oC B 100 oC C 60 oC D 39.7 oC42. 下列物質(zhì)中，在相同溫度下，熱導(dǎo)率最小的物質(zhì)是 （ B ）A 不銹鋼 B 空氣 C 普通磚 D 銀43. 精餾塔的進料熱狀況參數(shù)為1時的進料是 （D） A 過冷液體進料 B 露點進料 C 氣液混合進料 D 泡點進料44. 設(shè)計

10、精餾塔時，若產(chǎn)品組成確定，增大回流比時，達(dá)到指定分離要求所需要的理論板數(shù)將 （C ） A 增多 B 不變 C 減少 D 不確定45. 精餾段的操作線是直線，主要基于如下原因 （B ） A 理論板假定 B 恒摩爾流假定 C 塔頂泡點回流 D 理想物系 二、填空1. 靜力學(xué)方程式中，倒U型壓差計通常用來測量 壓力差 的大小。 2. 管內(nèi)流體流動機械能衡算中，總的機械能包括位能、 動能 和靜壓能。 3. 流體在管內(nèi)流動，當(dāng)Re1600時，摩擦系數(shù)等于 0.04 。 4. 在壓強恒定的條件下，一氧化碳的粘度隨溫度降低而 降低 。 5. 單位重量流體流經(jīng)離心泵所獲得的能量稱為揚程，該能量屬于 機械 能。

11、 6. 離心泵的額定點是指 最高效率點 。 7. 根據(jù)往復(fù)泵和旋渦泵的特性，它們屬于 正位移 泵。 8. 板框式過濾機一般比轉(zhuǎn)筒過濾機的操作壓力 大 。 9. 在換熱器中，用飽和水蒸氣冷凝來加熱水，總傳熱系數(shù)接近于 水 側(cè)的流體的對流傳熱系數(shù)。 10. 當(dāng)系統(tǒng)的總壓增大時，理想溶液中兩組分的相對揮發(fā)度將 減小 。 11. 管內(nèi)流體機械能衡算式中，總能量包括動能、位能和 靜壓能 。 12. 流體在圓形直管內(nèi)流動，當(dāng)Re800時，摩擦系數(shù)等于 0.08 。 13. 在壓強恒定的條件下，NaOH溶液的粘度隨溫度降低而 升高 。 14. 離心泵的蝸殼不僅能收集和導(dǎo)出液體，同時又是 能量轉(zhuǎn)換裝置 。 1

12、5. 離心泵的額定點是指 最高效率點 。 16. 根據(jù)往復(fù)泵的特性，它與齒輪泵同屬于 正位移 泵。 17. 熱量傳遞的基本方式中，熱對流方式有 自然 對流與強制對流。 18. 輻射傳熱時，灰體輻射能力的大小與 黑度 和熱力學(xué)溫度的四次方成正比。 19. 板框式過濾機的洗滌板上作為標(biāo)識物的鈕有_3 _個。 20. 當(dāng)系統(tǒng)的總壓增大時，溶液的泡點將 增大 。 21. 容器內(nèi)的絕對壓力為0.1atm時，其值相當(dāng)于_ 10.13 _kpa。 22. 在U型管壓差計中，壓力差的大小可以用_22. 液柱高度_來表示。 23. 管內(nèi)流體伯努利方程中，位能、動能和靜壓能之和稱為 總機械能 。 24. 流體在管

13、內(nèi)流動，當(dāng)Re128時，摩擦系數(shù)等于_0.5_。 25. 離心泵的揚程是指單位重量流體流經(jīng)泵所獲得的 能量 。 26. 離心泵的設(shè)計工況點對應(yīng)的流量是 最高效率 時的流量。 27. 往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)方法有：改變活塞的行程，改變原動機轉(zhuǎn)速和 旁路調(diào)節(jié) 。 28. 常見的傳熱基本方式有三種，分別是熱傳導(dǎo)，熱對流和 熱輻射 。 29. 輻射傳熱時，黑體輻射能力的大小與 熱力學(xué)溫度 的四次方成正比。 30. 當(dāng)系統(tǒng)的總壓增大時，溶液中輕組分的揮發(fā)性能將 減小 。 三、名詞解釋1. 流體靜力學(xué)中的表壓 以外界大氣壓為基準(zhǔn)測得的壓力稱為表壓。2. 流體在圓管內(nèi)的速度分布流體流動時，管截面上質(zhì)點的軸向速度沿

14、半徑的變化。3. 離心沉降 依靠離心力的作用，使流體中的顆粒產(chǎn)生沉降運動。4. 熱輻射中的黑體 物體能全部吸收投射來的各種波長的熱輻射線，這種物體叫黑體。5. 填料塔的等板高度 與一層理論板的傳質(zhì)作用相當(dāng)?shù)奶盍蠈痈叨取?. 標(biāo)準(zhǔn)狀況 一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，0 oC時的狀態(tài)。7. 離心泵的特性曲線 離心泵的揚程，軸功率，效率與流量之間的關(guān)系曲線。8. 離心分離因數(shù) 同一顆粒所受的離心力與重力之比。9. 吸收率投射到物體表面的輻射能中被物體吸收的部分所占的百分比10. 全塔板效率理論板數(shù)與實際板數(shù)之比，稱為全塔板效率。11. 穩(wěn)態(tài)流動流體在管路中流動時，在任一點的流速、壓力等有關(guān)物理量參數(shù)都不隨時間變化

15、。12. 泵的有效功率單位時間內(nèi)液體從泵中葉輪獲得的有效能量。13. 重力沉降由地球引力的作用而發(fā)生的沉降過程14. 熱流密度單位時間內(nèi)，通過單位傳熱面積傳遞的熱量。15 全回流 在塔頂上升蒸汽冷凝后全部回流至塔內(nèi)，稱為全回流。四、簡答1. 簡述流體在圓管中流動時的各類速度分布曲線有什么共同點 管中心處速度最大，管壁處速度最小為0。2. 簡述離心泵灌泵成功，但啟動時吸不上液體的原因離心泵啟動時泵殼內(nèi)存有空氣，由于空氣的密度很小，所產(chǎn)生的離心力也很小，導(dǎo)致在泵入口處形成的真空不足以將液體吸入泵內(nèi)的現(xiàn)象。3. 簡述板框壓濾機和轉(zhuǎn)筒真空過濾機工藝流程上的區(qū)別板框壓濾機為間歇操作，可在高壓下進行。轉(zhuǎn)筒

16、真空過濾機為連續(xù)操作，在真空下進行。4. 簡述液體大容器飽和沸騰曲線的不同區(qū)間。自然對流，核狀沸騰，膜狀沸騰。5. 板式塔求理論板數(shù)逐板計算的方法是什么。交替使用操作線和相平衡線方程，直至達(dá)到分離要求6. 簡述全回流的特點沒有進出料，達(dá)到分離要求需要的理論板數(shù)最少7. 層流和湍流的速度分布曲線的不同點層流管中心處速度為平均速度的1倍，湍流管中心處速度為平均速度的0.82倍，湍流速度梯度集中在管壁處。8. 離心泵的氣蝕現(xiàn)象當(dāng)葉輪入口處的壓力降到液體在該處溫度下的飽和蒸汽壓時，液體將有部分汽化，產(chǎn)生的氣泡隨液體流到葉輪內(nèi)高壓區(qū)域時便會突然破裂，周圍的液體將以高速沖向剛消失的氣泡中心，造成很高的局部

17、沖擊壓力，發(fā)生噪聲，引起震動，使葉輪金屬表面受到?jīng)_擊而剝蝕的現(xiàn)象。9. 簡述恒壓過濾和恒速過濾的區(qū)別恒壓過濾時，過濾推動力不變，過濾常數(shù)恒定，恒速過濾時，過濾速度不變。10 簡述影響對流傳熱系數(shù)的因素有哪些。流體的物理性質(zhì)，對流的起因，流動狀態(tài)，有無相變化;傳熱面的形狀，相對位置和尺寸5. 3種，泡罩，浮閥，篩板，浮閥應(yīng)用最廣11. 精餾塔塔板常見類型有幾種，分別是什么，其中應(yīng)用程度最廣的是那種。（1）層流質(zhì)點無徑向速度，湍流有 （2）層流雷諾數(shù)小，湍流大（3）層流阻力損失小，湍流大12. 層流和湍流的區(qū)別（說出3條即可） （1）H-曲線 H隨的增大而減小 （2）P-曲線 P隨的增大而增大（3

18、）-曲線 隨的增大而增大，達(dá)到最大后，又隨的增大而下降。13. 離心泵特性曲線的特點深層過濾時，顆粒留在過濾介質(zhì)內(nèi)部，顆粒體積較小，濾餅過濾則在過濾介質(zhì)表面形成濾餅，產(chǎn)生架橋現(xiàn)象。14. 簡述兩種過濾方式深層過濾和濾餅過濾的區(qū)別滴狀冷凝和膜狀冷凝，滴狀冷凝的傳熱效果比膜狀的好，對流傳熱系數(shù)大。15 簡述蒸汽冷凝的兩種方式，并進行傳熱性能對比。5種，冷液，飽和液，氣液混合，飽和蒸汽，過熱蒸汽16 精餾塔進料的熱狀況有幾種，分別是什么。 五、計算1. 用泵將密度850kg×m-3，粘度0.19Pas的重油從貯池送至敞口高位槽中，如圖，升揚高度為20m。輸送管路為108×4mm鋼

19、管，總長為1000m（包括直管長度及所有局部阻力的當(dāng)量長度）。管路上裝有孔徑80mm的孔板測定流量，其油水壓差計的讀數(shù)是500mm?？琢飨禂?shù)是0.62。求輸油量是多少m3×h-1？1. 解： (1)uo = Co2Rg(ro-r)/r1/2 =0.622´0.5´9.8(1000-850)/850 1/2=0.81m/s 輸油量為V=0.81´0.785´0.082=4.1´10-3m3/s=14.7 m3×h-1 u= uo (Ao/A)=0.81´(0.08/0.1)2 =0.52m/s(2)Re=0.52&#

20、180;0.1´850/0.19=232<2000 層流管線阻力為hf=64/Re(l/d)u2/2=64/232(1000/0.1)(0.522/2)=373J/kg泵的有效功為W=20´9.81+hf=569.5J/kg軸功率為N=569.5´4.1´10-3´850/0.55=3.61kW2.一單殼程單管程列管換熱器，由多根25mm×2.5mm的鋼管組成管束，管程走某有機溶液，流速為0.5m/s，流量為15000kg/h，比熱為1.76kJ/（kg·K），密度為858kg/m3，溫度由20加熱至50。殼程為130

21、的飽和水蒸汽冷凝。管程、殼程的對流傳熱系數(shù)分別為700W/（m2·K）和10000 W/（m2·K）。鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為45 W/（m·K）。垢層熱阻忽略不計。求：（1）總傳熱系數(shù)；（2）管子根數(shù)及管長；2. 解：（1）Q=WCpt=15×103×1.76×103×（5020）/3600=2.20×105W tm=(13020)+(13050)/2=95 以外表面為基準(zhǔn)的傳熱系數(shù)： Ko=1/1/10000(0.0025×0.025)/(45×0.0225)0.025/(700×0.02)

22、=513w/（m2·K） （2）V=W/=15×103/(3600×858)=0.0049m3/s S截=V/u=0.0049/0.5=9.8×10-3m2 S截=d2n / 4 n=4S截 /（d2）=4×0.0098/（3.14×0.022）=31根 So=Q/（Ko·tm）=220000/（513×95）=4.5m2 So=ndol l= So/（ndo）=4.5/（31×3.14×0.025）=1.85m 取2m3. 用板框過濾機恒壓差過濾鈦白(TiO2)水懸浮液。過濾機的尺寸為：濾框的

23、邊長為810mm（正方形），每框厚度42mm，共10個框。現(xiàn)已測得：過濾10分鐘得濾液1.31m3,再過濾10分鐘共得濾液1.905 m3。已知濾餅體積和濾液體積之比=0.1，試計算將濾框完全充滿濾餅所需的過濾時間；3 解：過濾面積A=10×2×0.812=13.12m，濾餅體積Vs=10×0.812×0.0420.276m3，濾液體積V=Vs/=2.76m3， q=V/A=0.21m3/m2， 1=600s，q1=V1/A=0.1 ，2=1200s，q2=0.1452 (0.1qe)2=K(600e) (1) (0.1452qe) 2=K(1200e)

24、 (2) qe2=Ke(3)由方程1、2、3得K=2×10-5m2/s， qe=0.01， e=5s (0.210.01) 2/(2×10-5)=2415s=0.671h 4.4.擬用一板框過濾機處理某一懸浮液，獲每m3濾液得濾餅量0.04m3。在1.5atm操作壓力下，過濾常數(shù)K=2.73×10-5m2/s，過濾介質(zhì)阻力可忽略不計。濾餅為不可壓縮。(1) 若要求過濾1h獲取0.41m3的濾餅，試求所需的過濾面積。(2) 若選用板框長×寬的規(guī)格為0.81×0.81m2，試確定框數(shù)及框的厚度。4. 解：(1) V=0.410.04=10.25m3

25、 V2=KA2 A=V/（K）0.5=10.25/(2.73×10-5×3600) 0.5)=32.7 m2(2) A=n×2×0.81×0.81，n = 25，VS = n×0.81×0.81× ， = 0.025 m5. 有一列管式換熱器, 裝有25×2.5mm 鋼管300 根, 管長為2m。要求將質(zhì)量流量為8000kg/h的常壓空氣于管程由20加熱到85, 選用108 飽和蒸汽于殼程冷凝加熱之。若水蒸汽的冷凝傳熱系數(shù)為1×104 W/m2.K, 管壁、兩側(cè)污垢熱阻及熱損失均忽略?？諝庠谄骄?/p>

26、溫度下的物性常數(shù)為Cp=1kJ/kg·K, =2.85×10-2 W/（m·K），=1.98×10-5Pa·S。試求: A)空氣在管內(nèi)的對流傳熱系數(shù); B)求換熱器的總傳熱系數(shù)(以管子外表面為基準(zhǔn)); C)通過計算說明該換熱器能否滿足需要？5. 解：(1) Re =d·G/=0.02×8000/(3600×0.785×0.022×300)/(1.98×10-5) =2.3828×104>104 i=0.023(/di)Rei0.8Pr0.4= 0.023×(2.85×10-2/0.02)×238280.8 ×0.70.4= 90.2W/m2· (2) 1/K0=1/0+ do/(i·di)=1/104 + 25/(90.2×20)= 0.013958m2·/W Ko=71.64W/m2· (3) Q= WCCpC(t2-t1)=(8000/3600)×103×(85-20)=144 kW tm=(108-20)-(108-8