化工原理考研試題夏清版

簡(jiǎn)答題1、一定量的流體在圓形直管內(nèi)作層流流動(dòng)，lU12的多少倍？h1=人［.—. 。d2=2d1,11d12g 2 1

若將其管徑增加一倍，問(wèn)能量損失變?yōu)樵瓉?lái)lUlU22 17n . = hi。2d22g161人2=64/金竺2=2人1。h2=X日2、 何謂氣縛現(xiàn)象？如何防止？離心泵只能空轉(zhuǎn)而不能輸送液體的現(xiàn)象。離心泵啟動(dòng)前應(yīng)灌滿液體。3、 何謂沉降？沉降可分為哪幾類？何謂重力沉降速度？沉降是指依靠外力的作用，利用分散物質(zhì)與分散介質(zhì)的密度差異，使之發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而分離的過(guò)程。沉降可分為重力沉降和離心沉降。顆粒以加速運(yùn)動(dòng)的末速度這一不變的速度作勻速沉降運(yùn)動(dòng)，這一速度稱為重力沉降速度。4、 在列管式換熱器中，用飽和蒸汽加熱空氣，問(wèn)：（1） 傳熱管的壁溫接近于哪一種流體的溫度？（2） 傳熱系數(shù)K接近于哪一種流體的對(duì)流傳熱膜系數(shù)？（3） 那一種流體走管程？那一種流體走管外？為什么？傳熱管的壁溫接近于蒸汽的溫度；傳熱條數(shù)K接近于空氣的對(duì)流傳熱膜系數(shù)；空氣走管內(nèi)，飽和蒸汽走管外。（蒸汽散熱快）。5、 換熱器的設(shè)計(jì)中為何常常采用逆流操作？因?yàn)槟媪鞑僮鳎和苿?dòng)力大，所需的傳熱面積??；減少載熱體的用量。6、 單效減壓蒸發(fā)操作有何優(yōu)點(diǎn)？可以降低溶液的沸點(diǎn)，可以利用低壓蒸汽或廢氣作為加熱劑，可以濃縮不耐高溫的溶液，可以減少蒸發(fā)器的熱損失。1、 流體的流動(dòng)形態(tài)有哪幾種？如何判斷？流體的流動(dòng)形態(tài)有兩種：層流和湍流；用雷諾準(zhǔn)數(shù)來(lái)判斷，當(dāng)Re兀2000，為層流，當(dāng)Re。4000為湍流。2、 何謂層流內(nèi)層？其厚度受哪些因素影響？在湍流主體內(nèi)靠近管壁處始終存在著一層作層流流動(dòng)的流體薄層，此薄層稱為層流內(nèi)層。受管徑、流速、粘度和密度。3、 采用多級(jí)壓縮的優(yōu)點(diǎn)有哪些？避免壓縮后氣體溫度過(guò)高，提高氣缸容積條數(shù)，減小功率，使壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)更為合理。4、 列管式換熱器為何要進(jìn)行熱補(bǔ)償？列管式換熱器中，由于兩流體的溫度不同，使管束和殼體的溫度也不相同，因此它們的熱膨脹程度也有區(qū)別。若兩流體的溫度差較大（50°C以上）時(shí)，由于熱應(yīng)力會(huì)引起設(shè)備的變形，甚至彎曲和破裂。因此我們要考慮熱補(bǔ)償

5、單層圓筒壁的內(nèi)、外半徑分別為r1和r2，壁表面溫度分別為T 和1，若t〈T,試寫出圓筒任意半徑r處的溫度表達(dá)式?八2兀.lS-t')2兀.LX.T'—)Q= = C')r.TC')r.T—t.ln—t=T— r1In皇r1lnrr11、在并聯(lián)管路中，它們的阻力相等，同理在串聯(lián)管路中，它們的流速也是相等的。（穩(wěn)定流動(dòng)）。2、轉(zhuǎn)子流量計(jì)可以讀出任何流體的流量。3、 用雷諾準(zhǔn)數(shù)來(lái)判斷流體的流動(dòng)形態(tài)時(shí)，在SI制中屬層流范圍，在cgs制中屬湍流范圍。4、 粘度是流體的物理性質(zhì)之一，則雷諾準(zhǔn)數(shù)也是流體的物理性質(zhì)之一。離心泵銘牌上的性能參數(shù)是指泵揚(yáng)程最高點(diǎn)下的性能參數(shù)。5、 往復(fù)式壓縮機(jī)的工作循環(huán)是由吸氣、排氣、膨脹、壓縮四個(gè)階段組成。6、 沉降器的生產(chǎn)能力與沉降速度及沉降面積有關(guān)，與沉降高度無(wú)關(guān)。7、 氣相與液相所組成的物系稱為氣相非均相物條。8、 用板框式過(guò)濾機(jī)進(jìn)行恒壓過(guò)濾操作，隨著過(guò)濾時(shí)間的增加，濾液量不斷增加，生產(chǎn)能力也不斷增加。9、 多層導(dǎo)熱時(shí)，其推動(dòng)力為各層推動(dòng)力之和，阻力也為各層阻力之和。10、 流體對(duì)流傳熱膜系數(shù)一般來(lái)說(shuō)有相變時(shí)的要比無(wú)相變時(shí)為大。11、 多層平壁穩(wěn)定導(dǎo)熱時(shí)，如果某層壁面導(dǎo)熱系數(shù)小，則該層的導(dǎo)熱熱阻大，推動(dòng)力小。12、 若以飽和蒸汽加熱空氣，傳熱的壁面溫度一般取空氣和蒸汽的平均溫度。13、 所謂黑體就是人們所講的黑顏色的物體。14、 在同一種流體中，不可能同時(shí)發(fā)生自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流。15、多效蒸發(fā)可以提高蒸汽的利用率，二次蒸汽利用一次稱為單效蒸發(fā)，利用二次稱為雙效蒸發(fā)，依次類推。16、 對(duì)流傳熱條數(shù)是物質(zhì)的一種物理性質(zhì)。17、 黑體、鏡體、和灰體都是理想化的物體，在自然界中并不存在。18、 總傳熱條數(shù)K可用來(lái)表示傳熱過(guò)程的強(qiáng)弱，與冷、熱流體的物性無(wú)關(guān)。（6、10、17為對(duì)，其余都為錯(cuò)。）1、圖示管路中，流體作穩(wěn)定流動(dòng)。問(wèn):p1、圖示管路中，流體作穩(wěn)定流動(dòng)。問(wèn):（1）、靜壓頭土哪個(gè)大？為什么？（2）、體積流量V哪個(gè)大？為什么？Pg

（2）、體積流量V哪個(gè)大？為什么？（3）、質(zhì)量流速哪個(gè)大？為什么？（不計(jì)阻力）1、 z/Pa+M=zb+直+空，里兀虹。（3）、質(zhì)量流速哪個(gè)大？為什么？（不計(jì)阻力）Pg 2g pg 2gp.g pgVA=VB。W=up,WA=WB。2、 圖示，測(cè)出A、B兩端點(diǎn)的壓力差？2、P=Pa+P測(cè).g.偵+h),p=pB+P測(cè).g.G+h)+p示.g.R、P-pA—PB=p測(cè)gZ+示一p測(cè))gR、P=p測(cè).g'Z+示—P測(cè))g.R。3、管子的類型有哪幾種？表示方法有哪幾種？家里的自來(lái)水管是什么管？3、 管子的類型有：鋼管、鑄鐵管、有色金屬管和非金屬管。表示方法有： 英寸表示法、公寸直徑表示法、外徑乘壁厚。4、 何謂離心泵的汽蝕現(xiàn)象？如何防止？4、 泵內(nèi)壓強(qiáng)最低處的壓強(qiáng)等于同溫度下輸送液體的飽和蒸汽壓時(shí)，此時(shí)液體將急劇汽化，并產(chǎn)生大量汽泡，使得葉輪表面或泵內(nèi)殼表面產(chǎn)生裂縫，泵體振動(dòng)，產(chǎn)生噪聲，其流量和揚(yáng)程明顯下降。這一現(xiàn)象稱為汽蝕現(xiàn)象。確定合適的安裝高度以確保不發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。5、 何謂過(guò)濾介質(zhì)？對(duì)過(guò)濾介質(zhì)有何要求？5、 過(guò)濾介質(zhì)：一種多孔性物質(zhì)。要求：多孔性、阻力??；有一定的機(jī)械強(qiáng)度；有一定的化學(xué)穩(wěn)定性。6、 說(shuō)明熱負(fù)荷與傳熱速率的概念及兩者之間的關(guān)系？6、 傳熱速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)傳熱面的傳熱量。熱負(fù)荷：當(dāng)生產(chǎn)上需要加熱（或冷卻）某物料時(shí)，便要求換熱器在單位時(shí)間內(nèi)向該物料輸入或輸出一定的熱量，這是生產(chǎn)對(duì)換熱器換熱能力的要求，稱為該換熱器的熱負(fù)荷。一個(gè)滿足生產(chǎn)的換熱器應(yīng)該是：傳熱速率等于（略大于）熱負(fù)荷。7、 何謂加熱劑和冷卻劑？舉例說(shuō)明之？7、 加熱劑：給出熱量對(duì)物料起加熱作用的載熱體稱為加熱劑。例蒸汽。冷卻劑：取走熱量對(duì)物料起冷卻作用的載熱體稱為冷卻劑。例水。8、 敘述導(dǎo)熱系數(shù)、對(duì)流傳熱膜條數(shù)傳熱系數(shù)的單位及物理意義？8、導(dǎo)熱系數(shù)：在壁厚為1m時(shí)，在單位面積單位時(shí)間內(nèi)以熱傳導(dǎo)的方式所傳遞熱量的多少。單位是：WM。位是：W,,'"2.K傳熱系數(shù)：當(dāng)冷熱流體的溫度差為位是：W,,'"2.K對(duì)流傳熱膜系數(shù)：當(dāng)流體與壁面溫度差為1K時(shí)，通過(guò)單位面積單位時(shí)間內(nèi)以對(duì)流傳熱的方式所傳遞熱量的多少。單位是：W./式所傳遞熱量的多少。單位是：W./.m2.k9、強(qiáng)化傳熱的途徑有哪些?9、 強(qiáng)化傳熱的途徑有：增加傳熱面積；（增加有效傳熱面積）增加溫度差；（采用逆流流動(dòng)）增加傳熱系數(shù)K（增加流體的湍流流動(dòng)，防止垢層熱阻的形成及及時(shí)地消除垢層熱阻）10、 蒸發(fā)操作有何特點(diǎn)？10、蒸發(fā)操作的特點(diǎn)：溶液沸點(diǎn)的升高；節(jié)約能源；物料本身的工藝特性。1、 敘述恒縻爾流假設(shè)的內(nèi)容？恒縻爾溢流：在精餾塔的精餾段內(nèi)，從每一塊塔板上下降的液體的千縻爾流量皆相等，提餾段內(nèi)也是如些，但兩段不一定相等。恒縻爾汽化流：在精餾塔的精餾段內(nèi)，從每一塊塔板上上升的汽體的千縻爾流量皆相等，提餾段內(nèi)也是如些，但兩段不一定相等。2、 板式塔塔板上造成液面落差的原因有哪些？如何防止？液流量、塔板結(jié)構(gòu)和液流長(zhǎng)度；可采取雙溢流或多溢流降液管、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的篩板塔。3、 試推導(dǎo)并流吸收塔的操作線方程？并在y-x的相圖上表示出來(lái)？V.（Y1-Y）=L^X-X1）LLY=--X+—X[+Y[。VV114、 敘述雙膜理論的論點(diǎn)？相互接觸的氣、液兩流體間存在著穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)各有一個(gè)很薄的有效層流膜層，吸收質(zhì)是發(fā)分子擴(kuò)散的方式通過(guò)此膜層；在相界面處，氣、液兩相達(dá)到相平衡；在膜層以外的中心區(qū)域，由于流體的充分湍動(dòng)，吸收質(zhì)的濃度是均勻的，即兩相中心區(qū)的濃度梯度為0，全部濃度變化集中在兩個(gè)有效層流膜層內(nèi)。5、 畫出單級(jí)萃取操作相圖？（略）6、 敘述濕空氣的性能參數(shù)？濕空氣的性質(zhì)參數(shù)有：相對(duì)濕度、濕度、焓、比容、比熱、干球溫度、濕球溫度、露點(diǎn)溫度、絕熱飽和溫度。1、 何謂理論板？為什么說(shuō)一個(gè)三角形梯級(jí)代表一塊理論塊？理論板：離開這一塊板上的氣、液相組成滿足平衡關(guān)系的板；在繪三角形梯級(jí)時(shí)，正好使用了一次平衡關(guān)系和一次操作線關(guān)系，與逐板法相比，正好跨過(guò)了一塊板，可認(rèn)為一個(gè)三角形梯級(jí)代表了一塊理論板。2、 何謂塔的漏液現(xiàn)象？如何防止？塔板上的液體直接從塔板上漏下的現(xiàn)象。增加上升蒸汽量。3、 填料可分為哪幾類？對(duì)填料有何要求？填料主要可分為實(shí)體填料和網(wǎng)體填料；要求要有較大的比表面積，較高的空隙率，一定的化學(xué)穩(wěn)定性和一定的機(jī)械強(qiáng)度，重量輕，造價(jià)低。p4、 寫出任意一種求溫度的方法？h=0.622/^，利用露點(diǎn)溫度查得p,即可算出濕度。P一p5、 敘述多級(jí)逆流萃取操作是如何求理論級(jí)數(shù)的？第一，在三角形相圖上作出溶解度曲線和輔助曲線；第二，根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)找出原料液組成點(diǎn)F、末級(jí)萃余相組成點(diǎn)Rn、溶劑點(diǎn)S、利用杠桿規(guī)則找到E1；第三，聯(lián)結(jié)FE1和RnS的延長(zhǎng)線交于A這一操作點(diǎn)；第四，作AR1的延長(zhǎng)線交于E2點(diǎn)，找到R2后，作AR2的延長(zhǎng)線交于E3點(diǎn)；以此類推，直至最終萃余相的組成小于Rn為此。所作的聯(lián)結(jié)線數(shù)目，即為所求的理論級(jí)數(shù)。判斷題（30分）1、 所謂恒縻爾流假設(shè)就是指每一塊塔板上上升的蒸汽量是相等的，而下降的液體量也是相等的。2、 精餾操作中，兩操作線的位置都隨進(jìn)料狀態(tài)的變化而變化。3、 精餾操作的依據(jù)是物集中組分間沸點(diǎn)的差異。4、 精餾段操作線方程y=0.65x+0.4，絕不可能。5、 回流比相同時(shí)，塔頂回流液體的溫度越高，分離效果越好。6、 精餾塔的全塔總效率不等于塔內(nèi)各板的默弗里效率。7、 在吸收計(jì)算中，用比縻爾組成來(lái)表示是為了計(jì)算上的方便。8、 吸收操作線總是位于平衡線的上方是由于氣相中的溫度高于液相中的溫度。9、 一個(gè)氣相傳質(zhì)單元高度是指這段填料層內(nèi)的濃度變化與推動(dòng)力相等。10、 有一二元混合物，加入一定量的萃取劑后，其&=1，認(rèn)為能用萃取的方法來(lái)分離此二元混合物。11、 A是指諸操作線的交點(diǎn)。12、 溫球溫度與絕熱飽和溫度與水的初溫高低有關(guān)。13、 臨界含水量是區(qū)分結(jié)合水分與非結(jié)合水分的分界點(diǎn)。14、 含結(jié)合水分為主的物質(zhì)，為了加快干燥時(shí)間，可采取增加空氣流速的辦法。15、 任何溫物料只要與一定溫度的空氣相接觸都能被干燥為絕干物料。（4、6、7、為對(duì)，其余都為錯(cuò)）1、 在精餾操作過(guò)程中為什么要有回流及再沸器？回流是保證精餾塔正常而穩(wěn)定操作的必要條件。是補(bǔ)充塔板上的液相組成和數(shù)量；使塔板上的液相組成和數(shù)量保持穩(wěn)定；提高塔頂產(chǎn)品的濃度。再沸器主要是提供一定的上升蒸汽量。2、 何謂干燥速率？干