《化工原理》管国锋版--思考题(DOC)

第0章绪论

1）广义地说，凡工业生产的关键环节是_______________，这类生产便归属化工生产范畴。

（答：改变物质组成）

2）为了便于管理及技术交流，很多行业从化工中划分出去，但它们仍属“化工大家族”中的一员。这些行业有_______________等。（答：石油化工，塑料工业，制药工业，硅酸盐工业……）

3）生产工艺学是___________________。（答：研究某一化工产品生产全过程的学科）

4）化学工程是_____________________。（答：研究化工生产中共性问题的学科）

5）化工生产中虽然化学反应是核心，但前、后对物料的处理大都为物理加工过程。这些对物料的物理加工过程称为___________。（答：单元操作）

6）介绍主要单元操作的原理、方法及设备的课程叫_______________。（答：化工原理）7）物理量=__________×_____________（答：数，单位）

8）基本单位：长度_______ ,质量_______ ,时间_______ 。（答：m，kg，s）

9）导出单位：力_______ ,功或能_______ ,功率_______ ,压强_______ （答：N, J, W, Pa）10) 有的单位前面有“字首” ，这些字首的意思是：k_______ ,c_______ ,m_______ ,μ_______。（答：103,10-2,10-3,10-6）

11）查得30℃水的粘度--μ×105 /Pa·S为80.12,表明μ= ______。（答：80.12×10-5Pa.s）

12）量纲是_____________。如长度单位有m，cm，mm，km 等，其量纲为________ 。（答：普遍化单位，L）

13）物料衡算是对__________、 __________而言的。[答：一定的时间间隔，一定的空间范围（控制体）]

14）总的物料衡算式为__________________ 。（答：∑M i－∑M o= M a ，各种M的单位均为质量单位，如kg）

15）若无化学反应，对任一组分j，物料衡算式为_____________。（答：∑M i，j-∑M o，j= M a，j）16）若进、出控制体的物料均为连续流股，各流股的质量流量均恒定，∑M i=∑M o,控制体内任一位置物料的所有参量—如温度、压强、组成、流速等都不随时间而改变，则该控制体处于___________过程。（答：定态或称定常态或稳定态）

17）流体粘度的单位换算关系是：cP（厘泊）=0.001Pa·S，则3.5 cP=_______ Pa·S ,0.005 Pa·S = ________cP 。（答：3.5×10-3，5.0）

【分析】3.5cP=3.5cP ×（0.001Pa.S/1cP）=3.5×10-3Pa.S

0.005 Pa.S=0.005 Pa.S×(1cP/ 0.001Pa.S)=5.0cP

式中（0.001Pa.S/1cP及(1cP/ 0.001Pa.S)称为“转换因子”，用于物理量的单位转换。

18）任一物理方程式中各物理量必然单位__________。以离心泵的扬程、流量关系为例，若He=36-0.02V2(单位He—m ，V-- m3/h),则式中36的单位是_________ ,0.02单位是_____________ 。（答：和谐，m，m/(m3/h2)）

19）某管路特性方程为He’=8.0+8.07×105V2(式中He’—m ，V—m3/s)当以V’[m3/h]替代V，则该公式改为_______________。（答：He’=8.0+0.06227(V’)2）

[分析] 因为1[m3/h]=（1/3600）[m3/h]，所以He’=8.0+8.07×105[V’×（1/3600）]2=8.0+0.06227(V’)2

20）圆球固体颗粒在流体中作自由重力沉降，在stokes区的沉降速度计算式为u t=g dp2（ρs-ρ）/(18μ)。式中u t—沉降速度，m/s,g—重力加速度，g=9.81m/s2,dp—颗粒直径，m ；ρs—颗粒密度，㎏/m3；μ—流体粘度，Pa·S。当以u t’[cm/s],μ’[cP]分别替代u t与μ，则该公式为_____________。[答：u t’=10-5 g dp2（ρs-ρ）/(18μ’) ]

分析：u t=100u t’，cm/s], μ=1000μ’，所以：u t’=10-5 g dp2（ρs-ρ）/(18μ’)

第一章流体流动

1）温度升高，液体粘度______________ ，气体粘度______________。（答：下降，增大）2）流体的粘度可通过流体粘性定律τ=μ(dv/dy)=μ(ΔV/Δy)[N/m2](y的取向：令dv/dy为正）求得。试分析下列情况的τ值。图中A为薄平板或圆筒面的面积（m2)。（答：F/A,

G.sinα/A, G/(πDH)）

3）理想流体是________________的流体。（答：μ=0，∑h f=0，△V=0）

4）2.04ml 某液体的质量为2.10g，其密度为_____________kg/m3。（答：1029）

5）1atm=____ Pa=_______mmHg=_______mH2O

1at=_______ kgf/cm2=_______Pa=________mmHg=________mmH2O（答：1.013×105，760，10.33，1，9.81×104，735.6，10）

6) 外界大气压是753mmHg（绝压）某容器内气体的真空度为7.34×104Pa，其绝压为____Pa,表压为___________Pa 。（答：2.70×104，-7.34×104）

7）1.60at（绝压），35.0℃的N2(分子量M=28.0)的密度为______ kg/m3（答：1.72）【分析】根据题给的条件可按理想气体计算密度。ρ=pM/(RT),R=8314J/(kmol.K),不要用T=273+t。

8) 水面压强p0=1atm，水深64m处的压强p=______Pa (p0,p皆为绝压) （答：7.29×105）9）如右图，U形压差计读数R=______m ,ρHg=13.6×103kg/m3, 不计两液面大气压P的差异。（答：0.119）

10）修正压强p m= _______。在重力场中静止的恒密度流体，只要流体是连通的，则处处流体的p m=______ 。（答：p＋ρgh，常数）

11）流体在圆管内流动，通常讲的“管流”指的是_______。（答：流体充满管内且流动）

【分析】如无说明，流体在管内的流动皆为管流。

12）Φ57×3.5mm的圆直钢管，管内充满流动的水，则水的流动截面积A=________m2（答：1.96×10-3）

【分析】Φ57×3.5mm，表示钢管外直径为57mm，管子壁厚为3.5mm，其内径为50mm。13）ρ=940 kg/m3的液体，以8.60m3/h的流量流过12）题的管内，其平均流速u=____m/s,质量流速G=________(kg/s·m) （答：1.22，1146）

14) 水在Φ60×3mm钢管内流过，流量V=2.75×10-3m3/h，水的粘度μ=1.005cP,则Re=_______ ，流型为_________ 。（答：6.45×104，湍流）

【分析】Re=duρ/μ,当流体流过管内，Re=4Vρ/(πdμ)。前者出现u，后者出现V，此题用后者算比较好。

15）圆直管内流体层流的点流速分布侧型为_______ ,令管子内半径为R,轴心线处点流速为νmax，，则任一点与轴心线距离为r处的点流速ν=________ 。且平均流速u=_______νmax。（答：抛物线，νmax [1-(r/R)2],1/2）

16）流体在圆、直管内湍流的点流速分布规律ν=νmax (____)n,常见的n值为______ 。（答：1-r/R,1/7）

17）均匀流遇到与其流线平行的静止固体壁面时，与壁面接触的流层质点被固体吸着而流速降为零，流体与壁面间没有摩擦发生，这叫_______现象。由于流体有粘性，受壁面影响而流速降为零的流体层逐渐增厚。若均匀流流速为u0，则，ν<0.99 u0的减速部分称为________。（答：无滑动，边界层）

18)湍流边界层紧邻壁面处存在着_________ 。（答：层流内层）

19）均匀流体流入圆管内，随着流进圆管内距离的增加，边界层不断增大的管段称为________ ,在边界层厚度达到管内半径以后的管段称为_______ ,管流的Re及流速侧型都是指______而言的。（答：进口段，稳定段，稳定段）

20）u2/2 表示每_______流体具有的机械能，u2/（2g）表示每_______流体具有的机械能。21）流体从1截面流至2截面的过程中，由于流体有_______ ,导致部分流体机械能转变为内能，每kg流体由此损耗的机械能以________表示。（答：kg，N）

22）某液体，ρ=880 kg/m3，μ=24 cP，在Φ57×3mm圆直管内流过，流速u=0.802m/s,则流过20m管子的阻力为_______J/kg。（答：5.38）

【分析】Re=duρ/μ=0.051×0.802×880/(240×0.001)=1500,层流，层流阻力可按海根.泊稷叶公式计算。∑h f=32μul/(ρd2)=32×24×0.001×0.802×20/(880×0.0512)=5.38 J/kg

23）流体在一圆直管内流动，Re=700，若流量加倍，对同一管段来说，阻力消耗的功率为原来的______倍。（答：4）

【分析】原来是层流，流量加倍后，Re=1400，仍属层流。层流：N=∑h f.(Vρ)[w],所以N’/N=(∑h f’/∑h f)(V’/V)=(u’/u)2=22=4

24）量纲分析法是一种指导_______的方法。其依据是任一物理方程必然量纲________。通过量纲分析，可把______间一般不定函数式转变成特征数间一般不定函数式。根据∏定理，“特征数”数=“物理量”数－“_______”数。（答：实验，和谐，物理量，基本量纲）

25）量纲分析法的好处是：①减少_______，大大减轻实验工作量。②在满足流体各物性值均为恒值的条件下，通过实验得到的特征数间的定量关系式可推广应用于其它工质及其它__________的不同尺寸的设备。（答：变量，几何相似）

26）雷诺数表示________力与________力之比。（答：惯性，粘性）

27）由量纲分析法指导实验得到的公式是一种_________公式。（答：半理论半经验）28）工业上常用的粗糙管有______，_______ ,_______等。（答：水煤气管，无缝钢管，铸铁管）

29）工业上常用的光滑管有______，_______ ,_______等。（答：玻璃管，塑料管，黄铜管）30）计算直管沿程阻力的范宁公式为________。（答：∑h f=λ(l/d)u2/2 J/kg）

31）在湍流区（包括过渡流区），当ε/d一定，随Re增大，λ值先______，然后达到常数。λ=常数的区域称为________区。（答：下降，阻力平方或高度湍流）

32）在高度湍流区摩擦系数λ取决于________ ,与_________无关。若流体在某粗糙管内高度湍流，当流量加倍，对同一直管段来说，阻力将增至原来的________倍。（答：ε/d，Re，4）

33）在湍流区（包括过渡流区），当Re一定，随着ε/d减小，λ值________。ε/d的极限为光滑管。光滑管，当Re=3000，λ=________，此公式称为________公式。（答：减少，0.3164/Re0.25，布拉修斯）

34）流体流过________，________，________等的阻力称为局部阻力。局部阻力总伴随着________现象。计算局部阻力的公式有两种，即h f =________u2 /2 J/kg 及h f =λ（_____）u2 /2 J/kg。（答：弯头，三通，阀门，边界层分离，ζ，le/d）

35）通过管道，将地面管内的水输到敞口水塔水面上方。已知出水口距地面高20m，水流速1.20m/s，管长及局部阻力当量管长l+∑le 为40m，管内径38mm，摩擦系数λ=0.028输入端管内的表压p1 =_______at。（答：2.216）

【分析】p1/1000=(9.81×20)+(0.028×40/0.038) ×(1.20)2/2

所以，p1=2.174×105 Pa(表压)=2.216 at（表压）

36）水由A水库通过长管道流入B水库，如下图所示管内径为d1，输入量为V1。现欲加大流量，要求V2=2.4V1，设管长不变，布拉修斯公式可用，局部阻力不计，采用增大管内径方法解决，则d2/d1 =________。（答：1.38）

【分析】EＡ－ＥＢ＝∑h f（Ｅ通常表示每千克流体的总机械能。）

因前后情况EＡ和ＥＢ都没有改变，故∑h f，１＝∑h f，２，

∑h f＝８λｌV２／（π２ｄ５）＝８×０.３１６４ｌV２／｛［４Vρ／πｄμ］０．２５

π２ｄ５｝∝（V１.７５／ｄ４．７５）

V１１.７５／ｄ１４．７５＝V２１.７５／ｄ２４．７５所以d2/d1=（V2/V1）(1.75/4.75)=1.38

37）如下图所示，水由A-A截面经向上倾斜异径管流至B-B截面。A、B截面处均流线平行，由A、B截面到U形管的连接管内及U形压差计内指示液上方均为与管内相同的水。已知R=68mm，则p m,A－p m,B =_______Pa。（答：8.405×103）

【分析】在重力场中流体恒密度条件下，静止流体的Pm为恒值，由此可导出下式：

p m,A－p m,B = p m,3－p m,4= p3－p4 =（ρHg-ρ）gR=（13.6-1）×103×9.81×0.068

=8.405×103Pa

38）承37题，若流量不变把管子水平放置，则会发生如下变化：( p m,A －p m,B )_______ 读R_______ ,(p A -p B )________ 。（答：不变，不变，减小）

【分析】

根据

()31144453e e 131 4.33/A V ,E P E V 1l 1l V18.14m /h 41.3m E e m h hf H -==???→↑→↑???→↓→↓→↓→↓

+∑-

+∑??=??=??

∑经验恒定，阀门开大（）=30/20=22,,//2/m A A m B B f p u p u h ρρ+=++∑，f h ∑与管子倾斜角度无关，所以 （,m A p -,m B p ）

不变，亦即R 不变。

,m A p -,m B p =()()A A B B p gz p gz ρρ+-+=常量

()A B B A p p g z z ρ-=-常量+

当管子由倾斜向上改为水平，()B A z z -减小，（A B p p -）减小。

39)三根内径相同的直管，管内水流量相同，两侧压点的距离相同，但管子安装方向不同，一根水平，一根倾斜向上，一根倾斜向下，如下图所示，则 R 1 ，R 2， R 3 的关系是________ , △p 1、△p 2、△p 3 的关系是_________ 。（答：123R R R ==,213p p p >> ）

【分析】,1,2,3m m m p p p == ，123R R R ∴==

()A B B A p p g z z ρ-=+- 常量，213p p p ∴

>>

40）某套管，外管内直径为d 2，内管外直径为d 1，此套管的当量直径d e =________。 （答： d 2－d 1）

41）有时把流体流过一段管路的阻力

f h ∑改用摩擦压降f p ?-形式表示，二者关系是________。（答：/f f h p ρ=-∑ ）

42）水以s m /2.1流速从圆直等径管内流过，摩擦系数λ=0.026，则紧邻管壁处流体剪应力w τ= ______N/m 2，在r/R=0.50（R 为管半径）处的剪应力τ=________ N/m 2。（答：4.68，

2.34）

【分析】①2,1,2,2(/)m m f m p p h p l d u ρρρλ+=+∑ /=///2

2,1,2()/m m p p d l u λρ∴-=?/2

②参看右图，沿管轴线向作1长管段的力的衡算：

()()()2212/4/4sin w d p p d l g dl

ππρατπ--=?

其中，sin l α=21z z -，可整理得

,1,2()/4m m w p p d l τ∴-=

③因此，()2

221.2/8 4.68/w u N m τλρ=??=3/8=0.02610

④无论层流或湍流的管流，剪应力τ均与该流层距轴心线的距离r 成正比，故 ()2/ 4.680.5 2.34/w r R N m ττ==?=

43）如右图所示，A d >>B d 。当水流向为 A B ，U 形压差计读数为R 1。当流向为B A ，

读数为R 2。两者流量相同，均不计AB 段直管阻力，只计截面突变阻力，则

1R ____2R 。

（答：>） 【分析】当d A >>d B ,由A →B ，ζ=0.5，由B →A ，ζ=1，局部阻力均按ζu A 2/2计。

A →

B ：222/2/20.5/2A A B B B p u p u u ρρ+=++//

()22/ 1.5/2/2A B B A p p u u ρ∴-=-

B →A ：222/2/2/2B B A A B p u p u u ρρ+=++//

∴(p B -p A )/ρ= u A 2/2

44）45℃的水蒸汽压P V =9.586kPa ，P O =1atm ，u 2=0.60

,5.1,/2m H s m gH o o =则如图所示的能正常虹吸操作的max H =_____m （计算max H 时可忽略阻力）。（答：8.81）

【分析】233.25/u m s u ===虹吸管正常操作应该管内的水不汽化。令P 3=P v 时的H 为H max ，排1-3截面的伯努利方程，得：5

1.01310/1000?＝m H H 81.82/)25.3(1000/10586.981.9max 23max =∴+?+

45）两管并联，管1的管长（包括局部阻力的当量管长）、管内径及摩擦系数为1l 、1d 和

1λ，管2的相应值为2l 、2d 和2λ，则流量比=21V V ______。（答：

46）转子流量计对某种流体的操作特性是______，现有一转子流量计，转子密度3/2800m kg f =ρ，其刻度是按20℃的水标定的。当用于31/840m kg =ρ的流体，

读得刻度为则实际流量是,/80.33h m ________h m /3。（答：恒流速，恒压降，4.33）

【分析】V 1=V

34.33/m h == 47）以孔板流量计测量某液体流量，用U 形压差计作为测压仪器。若流量加倍且流量改变前后孔流系数C 0为不变的常数，则加大流量后U 形压差计读数R '为原流量时读数R 的_____倍。（答：4）

48）以下是两道判断题。在分析=时，可用E 表示某截面每kg 液体的总机械能，可略去液体动能。各水槽液位假设不变。

①当阀A 关小，P 3____

，P 4____。（答：升高，降低）

[分析

]

,13

f h -

∑,42

f h -∑

②原来A ，B 阀均部分开启，当A 阀开大，B 阀不变，则V___，P 4____，V 3___。（答：增大，下降，减少）

[分析]1144453A V ,E P E V E hf -???→↑→↑???→↓→↓→↓→↓∑经验恒定阀门开大

第二章 流体输送机械

1） 流体输送机械依结构及运行方式不同，可分为4种类型，即________式、_________式、__________式及_________式。（答：离心，往复，旋转，流体作用）

2） 离心泵均采用__________叶片，其泵壳侧形为__________形，引水道渐扩，是为了使______________。（答：后弯，蜗壳，流体动能转化为静压能）

3） 离心泵的三条特性曲线是____________，____________和____________曲线。这些曲线是___________和_____________条件下，由_____________测得的。（答：He~V ，Na~V ，η~V ，一定的流体工质，一定转速，实验）

4） 离心泵铭牌上写的参量是___________时的参量。（答：ηmax ）

5） 离心泵启动前要盘车、灌液，灌液是为了防止______________现象发生。（答：气缚）

6） 离心泵停泵要前先关小出口阀，以避免发生易损坏阀门和管道的__________现象。（答：

水锤）

7） 离心泵在长期正常操作后虽工作条件未变，却发生气蚀，其原因一般是______________________。（答：汲入管内壁因污垢沉积造成流体流动阻力增加）

8） 液体容器绕中心轴等角速度ω旋转，如附图所示。液面任一点高度z 与该点对轴心线的距离r 之间的数量关系是z=________________。（答：ω2r 2/2g ）

【分析】旋转液体中任一点都满足的方程是：p+ρgz-ρω2r 2/2=常量c ，如图，取o 点为柱坐标原点，在o 点处，r=0，z=0，p=p 0，所以c= p 0，于是，上式可改成p+ρgz-ρω2r 2/2= p 0，在液面上，p=p 0，即ρgz=ρω2r 2/2，则z=ω2r 2/2g

9） 如下图，用离心泵将水由水槽输入塔内，塔内压强p 2=0.2at （表压），汲入及压出管总长及局部阻力当量管长1+∑l e =20mm ，摩擦系数λ=0.024，则输送每N 水所需的外加功H e ’与流量V 的数量关系式为_________________。（答：H e ’=10.24+4.06×106V 2）

【分析】排1-2截面间伯努利方程：H e ’=22025

8(1)le p p H V g gd λρπ+-++∑= 4262250.29.811080.024248.210.2 4.061010009.819.81(0.025)

V V π????++=+?? 式中单位：H e ’—m ，V —m 3/s

10） 承9）题，H e ’表示在9）题条件下，为实现水流量为V[m 3/s]的输送，1[N]水必须

_______的外加机械能[J]。9）题导出的H e ~V 关系又称为___________。设λ为常数，此关系的一般式为__________________。（答：得到，管路特性曲线，H e ’=H 0+KV 2）

11）承9）题的管路特性方程可改写成H e ’=10.2+0.313V 2[m]（式中：V —m 3/h ）。如选用的泵的“H e ~V”关系可表达为H e =42－0.01V 2[m]，则工作点为___________。

（答：V=9.92m 3/h,He=41m ）

【分析】泵：He=42－0.01V 2，H e ’=10.2+0.313V 2

令He= H e ’，得V=9.92m 3/h ，He=41m

注意：V 的单位只能统一才能联立求解。

12）承11）题，若略关小出口阀，使1+∑l e =30m ，设λ不变，则新工作点为___________。（答：V 1=8.14m 3/h ，H e ，1=41.3m ）

【分析】出口阀关小后，与原来的相比，()e e 11l 1l +∑-+∑（）=30/20=1.5，所以

K 1=1.5K=1.5?0.313=0.47，新的管路特性方程为210.20.47V e H '=+

{2420.01V

10.20.47V e e H H =-'=+泵：管路：，令e H =e H '，所以{ V 1=8.14m 3/h ，H e ，1=41.3m

13）承12）题，已知在出口阀关小后V 1=8.14 m 3/h 时泵的效率η=0.62，与原来的V=9.92m 3/h 相比，因关小阀而多消耗在阀上的轴功率ΔN a =______________。（答：372W ）

【分析】参照附图，当阀关小V 1=8.14m 3/h 时，若按原来的管路特性曲线计，只需e H '=10.2+0.313?(8.14)2=30.9m ，但因阀关小增加阀的阻力，实际H e,1=41.3m ，所以因阀关小而多耗的轴功率

()()()()()32232

2g max 1v 21T f /(41.330.9)8.14109.81/36000.62372//8.14/9.920.822420.01(/2) 6.20.0854/H p p /g h H 0 2.4 3.3 5.7mu /2V ,H /a e e f N H V g W

n n V V V H V m V m h H KV ρηρρρ?=??=-????='''===-=+-='''

=--?=--=-∑∑，汲允-3/(41.330.9)8.1410a e N H V g ρη?=??=-??()9.81/36000.62372W ??=

14）承13）题，若管路及阀门开启度均保持原来情况不变，用减小泵转速的方法使流量降至8.14m 3/h ，则调节后的转速与原转速之比n ’/n=_____________。（答：0.82）

【分析】//8.14/9.920.82n n V V ''===

15）已知单台离心泵的性能为H e =42－0.01V 2（V —m 3/h ），则两台相同的上述的泵串联或并

联，其综合的性能分别为H e ，串=___________，H e ，并=_____________。[答：()

22420.01V -，2420.01(/2)V -]

16）如图，当泵出口阀全开，V=25 m 3/h 时管路阻力∑H f =53.4mH 2O ，则阀全开时的管路特性方程为____________。（答：()

236.20.0854/e H V m V m h '=+- ） 【分析】阀全开，2f H KV =∑，即53.4=K(25)2，所以K=0.0854m/(3/m h )2故阀全开时

管路特性方程为()

236.20.0854/e H V m V m h '=+-

17）单项选择题：离心泵的安装高度与________。（答：D ）

（A ）泵的结构无关 （B ）液量流量无关 （C ）汲入管阻力无关 （D ）液体密度有关

【分析】当离心泵从低位液槽汲液，液槽的液面压强为P 1（绝压），该液体在工作温度下的蒸汽压为P v ，则泵的最大安装高度为

()()gmax 1v f H p p /g h H ρ=--?∑，汲允-

其中允许汽蚀余量h ?允与泵的类型，尺寸，转速，流量有关。

18）某离心泵在高原使用，外界大气压p 0=8.6 mH 2O （绝压），输15℃的水，水的蒸汽压p V =1.707kPa 。由工作点查得Δh 允=3.5m ，可算得汲入管阻力为2.3 mH 2O ，则最大安装高度为________m 。（答：2.63）

【分析】()()gmax 0v f H p /g p /g h H ρρ=--?∑，汲允-

()38.6 1.70710/10009.81 3.5 2.3 2.63m =-??--=

19）以离心泵由A 槽把饱和液体输至B 槽。要求流量为16 m 3/h 。查得该泵在该流量时 Δh 允=2.4m ，可算得汲入管阻力为3.3m 。可判断此泵在该流量时

_________发生气蚀。（答：不会）

【分析】饱和液体，即工作温度下液体的蒸汽压pv 等于外压p1，

于是

()()gmax 1v f H p p /g h H 0 2.4 3.3 5.7m

ρ=--?=--=-∑，汲允-从附图见，g H =-8m ，因此g H

20）使用离心泵从此泵的位置更低的液槽汲液，不应在汲入管上

装阀以调节流量，原因是_____________。（答：当阀关小时会造

成气蚀）

21）往复泵属于__________类型的流体输送机械，常用于流量

_________，压头__________的场合。在固定操作条件下，通过泵体的液体流量是恒定的。当需要调节流量时，不能用调节出口阀的办法，只能用调节___________方法解决。（答：正位移，小，大，旁路阀门）

22）在风机样本中，离心式风机的性能曲线是在一定转速下，规定进口气体密度ρ=_________kg/m 3条件下测得的。性能曲线共有4条，即__________、__________、__________和__________曲线。（答：1.2，H T ~V ,H 静~V ,N a ~V ,η~V ）

23）若以下标“1”、“2”表示风机的进、出口截面，风机全风压H T 为__________。（答：按风机进口截面处气体密度计的每立方米气体流过风机所提高的机械能，J/m 3或Pa ）

24）在全风压中，往往略去__________项。（答：位能）

25）若风机操作时进风口压强为p 1，出风口压强为p 2（全为绝压），进风口气体密度为ρ1，出风口气速为u 2，则风机的静压强H 静=_______，出口动能为_________。（答：P 2-P 1,221u /2ρ）

26）若风机在工作时进风口气体密度为ρ，，按此密度计的风机流量为V ，

，实测得风机全风压为'T H ,为了从风机样本中选择风机型号，须做参量转换。转换关系为：V 样本=__________,（H T ）样本/1.2=_________。（答：T V ,H /ρ'''）

第三章 颗粒流体力学与机械分离

1) 正圆柱体颗粒，高h=2mm ，底圆直径d=2mm ，其等体积当量直径d e,v =______mm,形状系数Ψ=________。（答：2.29，0.874）

2) 对某号筛，穿过筛孔的颗粒质量称为________，留在该号筛面上的称为_________。（答：

筛过量，筛余量）

3) 某颗粒群，依颗粒大小的差异，可粗分为三部分，其平均粒径d p,i 为1.08，1.52及2.24mm

的部分的质量分数x i 相应为0.31，0.55及0.14，设所有颗粒形状系数相同，则按比表面积相等原则算出的颗粒群的平均粒径为________mm 。（答：1.41）

[分析] ,1/(/)m i p i d x d =∑

4) 由固体颗粒堆积成的固定床，其空隙率ε=____________。[答：(床层体积-颗粒体积)/床

层体积]

5) 对于颗粒乱堆的固定床，若颗粒足够小，可认为床层各向同性，即床层内处处_____值

相等，且床层内任一平截面上空隙面积与界面总面积之比（自由截面率）在数值上等于__________。（答：ε，ε）

6) 当流体通过多孔介质，或称流体对固定床的渗流，当雷诺数Re ’<2，流动阻力属粘性阻

力时可用柯士尼公示计算流动阻力，该公式可表达为-Δp m =A__ __ __Pa 。（式中A 为固定床的结构参量，对一定的固定床，A 为常量）（答：μ，u ，L ）

7) 当流体通过多孔介质，在更宽的雷诺数范围内，亦即流动阻力可包含粘性阻力及涡流阻

力时，可用欧根公式计算流动阻力。该公式可表示为-Δp m /L=A__ __+B__ __Pa.(式中A,B 为固定床的不同的结构参量，对一定的固定床，A,B 均为常量) （答：μ，u ，ρ，u 2）

8) 为了固、液分离，常用的机械分离方法是________和_______。（答：过滤，沉降）

9) 过滤是以过滤介质（如滤布，滤网）截留________的操作。滤饼过滤是指过滤过程中在

过滤介质上形成滤饼的操作。滤饼在过程中起________作用。在常见的用于固液分离的恒压差滤饼过滤中，随着过滤时间τ的延长，滤饼厚度L_____,过滤阻力（滤液流过滤布及滤饼的阻力）_______，滤液流率τd dv /_________。（v 是通过滤布的液量累积量），这是个_________过程。（答：悬浮在流体中的固体颗粒，过滤介质，增加，减小，非定态）

10) 若过滤面积为Am 2,经过一段时间的过滤后，得滤液量Vm 3,同时生成厚度为Lm 的滤饼，

滤饼空隙率为ε，固体颗粒的密度为p ρ㎏/m 3，即可判断截留的固体质量为______㎏，与之对应的液体体积为______m 3。当过滤前悬浮液的浓度以Φ㎏固/m 3清夜表示，则Φ=__________。[答：(1)p LA ερ-，V LA ε+, (1)/()P LA V LA ερε-+ ]

11) 推导液体流过滤饼（固定床）的过滤基本方程式的基本假设是：液体在多孔介质中流型

属_______，依据的公式是________公式。（答：层流，柯士尼）

12) 在过滤速率方程中，对于液体流过过滤介质的阻力的处理方法是，按等阻力原则将其折

合成一层虚拟的厚度为L e 的附加滤饼层，该虚拟滤饼层的结构与操作中生成的滤饼的相同。当过滤面积为A ，则滤布阻力可用L e 或q e 表示，L e 是__________，q e 是_________。（答：与生成AL e 滤饼层相应的滤液量，对单位过滤面积生成L e 厚的滤饼所对应的滤液量）

13) 以叶滤机恒压过滤某悬浮液，已知过滤时间τ1=5min ，单位过滤面积通过滤液量

q 1=0.112m 3/m 2,滤饼厚度L 1=2.0mm ，当过滤累积时间τ2=10min ，累积的q 2=0.162 m 3/m 2,则过滤总共时间τ3=25min 时，滤饼厚度L 3=______mm 。（答：4.66）

[分析]恒压过滤，通式为22e q qq K τ+=，代入1τ，2τ两时刻的值，得

22(0.112)20.1125(0.162)20.16210e e q K q K ??+?=?????+?=????

? 两式联立，解得32

2.9310/min K m -=?, 3329.3210/m e q m -=?

对于233333,29.3210 2.931025q q τ--+??=?? 3230.261/q m m ∴= ∵L ∝q ，∴3131/ 2.00.261/0.112 4.66L L q q mm ==?=

14) 承13）题，若过滤25min 便停止过滤，则过滤终了时的瞬时过滤速率

dq/dτ=________m 3/(min·m 2)。（答：5.42 ?10-3）

[分析] 3

33232.9310 5.4210/min 2()2(0.2619.3210)

q

e d K m m d q q τ---?===??++? 15) 承14）题，若过滤停止后，即洗涤滤饼，洗涤液与滤液粘度相同，洗涤压差与过滤压差

相同，洗涤液量为总滤液量的0.12，则洗涤时间τW =______min 。（答：5.78）

[分析]对叶滤机，当w ,,,m w m E p p μμ=-?=-?，则 3(/)(/),0.120.261/(5.4210) 5.78min w E w dq d dq d τττ-=∴=??=

16) 一个过滤周期包含着过滤、滤饼洗涤及清理三个阶段，三段操作时间依次为τF ，τW 和τR

三者之和为∑τ，其中过滤阶段得滤液量v ，则过滤机得生产能力G=_______m 3/s.若为恒压过滤且过滤介质阻力不计，洗涤时E m W m W P P ,,,?=?=μμ,则当τR =______时，生产能力最大。（答：/,F W ντττ+∑）

17) 在一台板框压滤机中滤框有______种结构类型，滤板有_____种结构类型。（答：一，二）

18) 某板框压滤机对某料浆进行恒压过滤，滤饼充满滤框需22min ，现框数加一倍，操作压

力及物性不变，则滤饼充满滤框的时间是_____min 。（答：B ）

（A ） 11 （B ）22 （C ）33 （D ）44

19) 板框压滤机，若滤饼洗涤时，E m W m W P P ,,,?=?=μμ，则

(/dV d τ)w =_____(/dV d τ)E 。 （答：1/4）

20) 以板框压滤机恒压过滤某悬浮液，若滤布阻力不计，悬浮液浓度不变，滤液粘度不变，

仅是操作压差增加一倍，已知滤饼的压缩性指数S=0.35，则对于同一V 值，增压后的滤液流率/dV d τ为原来的______倍。（答：1.57）

[分析] 21//[2()],2/()s

e m o dV d KA V V K p r τμ-=+=?Φ

21) 板框压滤机恒压过滤某料浆，若料浆浓度Φ减小为原来的1/2，设滤布阻力可略，滤饼

比阻系数及其他操作条件不变，可略去滤饼中滤液量，则滤饼充满滤框的时间为原来条件下充满滤框时间的_____倍。（答：2）

[分析] /[(1)]p L q ρε=Φ-，滤饼充满框时，L=0.5框厚=定值，当Φ值减半，必然q

值加倍。又，12/(s m o K p r μ-=?Φ，Φ值减半，

则K 值加。由2q K τ=即可判断，Φ减半，则τ加倍

22) 回转真空过滤机在滤布阻力不计条件下的生产能力G=_____m 3/s 。

23) 回转真空过滤机若增大转速，优点是________，缺点是_________。（答：增大生产能力，

卸滤饼处因滤饼变薄，刮刀易损坏滤布）

24) 自由沉降是指颗粒在沉降过程中没有同其他颗粒碰撞，而且不受______与_______影响

的沉降。（答：器壁，器底）

25) 重力自由沉降速度u t 是颗粒在重力场中，在流体中自由沉降且颗粒受到的______、

_______与______平衡时的恒定速度。（答：重力，浮力，曳力）

26) ρp =2600㎏/m 3,d p =0.120mm 的光滑圆球在20℃水中自由重力沉降速度u t =_______m/s,水

的μ=1.0cp. （答：1.26）

[分析]设颗粒沉降属斯托克区

2322()9.81(0.12010)(26001000) 1.2610/18180.001p s t gd u m s ρρμ

---??-===?? 校核320.12010 1.26101000Re, 1.5120.001p t p d u ρμ

--????===<，计算有效 27) 以重力沉降室分离某悬浮系的固体颗粒，若要求大于某指定粒径的颗粒全部沉至器底，

其处理能力与设备的_____有关，与______无关。（答：水平面积，高度）

28) 某悬浮系水平流过一重力沉降室，设进沉降室时悬浮系中颗粒分布均匀。当悬浮系离开

沉降室时粒径为d p,c 的颗粒正好沉降至器底，此粒径颗粒的自由沉降速度为u t,c ,则d p

29) 评价旋风分离器的主要性能指标是______与_______。（答：粒级效率，压降）

30) 含尘气体通过旋风分离器收尘，为表示其性能，常用的术语“粒级效率”是_________，“分

割粒径d 50”是_________。（答：对某指定粒径的颗粒的收尘效率，粒级效率为50%的颗粒粒径）

31) 据早期对旋风分离器的除尘机理研究，认为圆筒部分外旋流是唯一的除尘区，由此导出

的“临界粒径d c ”是________。（答：能全部收下的颗粒中的最小粒径）

32) 在散式流化作中，流化床的压降Δp m 等于单位床层横截面积上悬浮颗粒的______。流体

空速增大，床层高度______，床层空隙率_______，压降________。（答：净重，增加，增加，不变）

33) 在聚式流化操作中，可能发生的不正常现象是______与________。（答：腾涌，沟流）

34) 起始流化速度由______床的“压降～流速”曲线交点决定，带出速度为最大流化速度，即

颗粒的_______速度。（答：固定，流化，自由沉降）

第四章 传热及换热器

1）传热是以_________为推动力的能量传递过程。（答：温度差）

2）传热的基本方式有________、_________、_________三种。（答：导热，对流传热，热辐射）

3）热冷流体热交换的类型有三种，即__________式、_______式及_________式。（答：间壁，直接接触，蓄热）

4）常见的加热剂有_______、_______、及_________等。常用的冷却剂有________、______及________等。（答：水蒸气，热水，矿物油，冷水，空气，冷冻盐水）

5）对某换热设备，单位时间热冷流体间传递的热量称为__________，常以Q 表示，单位为W 。单位时间、单位传热面积传递的热量称为__________,常以q 表示，单位是W/m 2。（答：传热热率或热负荷，传热通量）

6）某传热过程测得控制体内某一点位置的温度随时间而变，即可判断该传热过程为________过程。（答：非定态）

7）定态、一维导热、傅里叶定律的表达式是dQ=__________.（答：/dA dt dn λ-??）

8）导热系数λ的单位是___________。使用此单位时，普通碳钢、不锈钢、空气在常温、常压下的λ值分别为___________、__________、____________。（答：W/(m ·℃)，45，16，0.02）

9）对于大多数物质，导热系数λ与温度t （℃）的关系为λt =____________。（答：(1)o at λ+）

10）温度升高金属的导热系数λ值__________，液体的λ值__________，空气的λ值___________。（答：减小，减小，增大）

11）面积A=0.05m 2，壁厚为3.0mm 的金属平壁，其导热系数λ=45W/(m·℃)。若壁的两侧面温度分别为104℃和103.6℃，则传热速率Q=_______W 。（答：300）

[分析] 3

/45*0.050*(104103.6)/(3.0*10)300Q A t W λδ-=???=-=

12)Φ48×3.5mm 钢管外包以8mm 厚的保温层，保温层的导热系数λ=0.12W/(m·℃)，管内壁及保温层外侧温度分别为120℃及60℃，则每米管长的散热速率Q/L=_________W/m 。（答：157）

[分析] 13212322()2(12060)157/(1/)ln(/)(1/)ln(/)(1/45)ln(48/41)(1/0.12)ln(64/48)

t t Q W m L d d d d ππλλ--===++13）对流给热共分为四种类型即_______、_______、_________和_______给热。（答：强制对流、自然对流、液体沸腾、蒸汽冷凝）

14）对于无相变的对流给热，以特征数表示的一般函数式为Nu=f(____,______,______).（答：Re ，Gr ，Pr ）

15) Gr=______ ,表示______热过程的影响。（答：32/gl t v β?，自然对流运动）

16）Pr=_________,表示_________对给热过程的影响。（答：/p C μλ?，流体物性）

17）Nu=___________,表示______________________________________。（答：/l αλ，给热速率与相同条件下按导热计的导热速率之比）

18）水从Φ60×3.5mm 钢管内流过且被加热，已知水的Pr=4.32，Re=1.44×105,λ=0.634W/(m·℃)，则水对管壁的给热系数α=__________ W/(m·℃). （答：6.613×103）

[分析]当流体从圆直、等径管内流过，当Re>4000，属湍流，Pr ＞0.7，流体粘度不大于同温度水的年度的二倍且管子的长，径比1/d>50（如无特殊说明，1/d 的条件都满足）的条件下可应用Dittus 和Boelter 公式。该公式Nu=0.023Re 0.8Pr n （n=0.4，当流体被加热，n=0.3，流体被冷却）。本题符合上述条件，且流体被加热，故

0.80.450.80.430.023(/)Re Pr 0.023(0.634/0.053)(1.4410)(4.32) 6.61310d αλ==?=?

W/(m 2·℃) 19）承18题，若管子不变，水流速增加至原来的1.5倍，该物性数据不变，则α’=________ W/(m 2·℃). （答：9.147×103）

[分析] 0.80.40.80.023(/)(/)Pr d du u αλρμ=∝

0.830.83'('/) 6.61310 1.59.14710u u αα∴==??=? W/(m 2·

℃) 20）承19题，若水流量不变，改用Φ68×3mm 钢管，物性数据不变，则α’’=________ W/(m 2·℃). （答：4.986×103）

[分析] 0.80.4 1.8410.023()Pr d

v d d λραπμ=∝（） 1.83 1.83''(/'') 6.61310(53/62) 4.98610d d αα==?=? W/(m 2·

℃) 21）某流体经过一直管后流入同一内径的弯管，则α弯>α直的原因是____________。（答：在弯管内流体有附加扰流）

22）某金属导线，直径0.50mm ，电阻0.16欧姆/m ，通过1.6安培电流。导线发热速率Q=I 2R[W]。导线外包绝热层，厚0.8mm ，其λ=0.16 w/(m·℃)。外围是20℃的空气，空气α=12 W/(m·℃).。过程定态。则金属线与绝热层间界面温度为_____________℃。（答：25.8）

[分析]这是有内热源的导热与对流给热串联传热的问题。令导热直径为d 1，绝热层外直径为d 2，导线外侧温度为t 1，绝热层外侧温度为t 2，大气温度为t o ，可建立如下传热速率式： 12220212010122221122()()()ln(/)1111ln 22L t t Q d L t t d d t t t t t t d d ln d L L d L d d L

πλαπαππλπλαπ-=

=----===+ 即2203

1.60.161

2.101ln 20.160.5012 2.110t t ππ--?=+??? ∴t 1=25.8℃

23)某蒸汽管外包有厚度为δ的绝热材料。现将该保温层划分成厚度为δ/2的内外两层，略去保温层导热系数λ值随温度的变化，则内保温层热阻_______于外包保温层热阻。（答：大）

[分析] ,,(/2)()/m m t Q A A δλδλ?=+外内（2）()

因A m,内

24）某钢管外壁温度高于外界空气温度，为减少散热，拟在管外包厚度均为δ的两层保温层。现有导热系数分别为λ1和λ2的两种绝热材料，λ2>λ1则把λ1的绝热材料包在_________层的保温效果好。（答：内）

25）某小口径钢管，外半径为r 1，外壁温度为T ，外界空气温度为t 0，空气给热系数为α。T>t 0,为减小散热，拟在管外包导热系数为λ的保温层，保温层厚δ，保温层外半径为r 2。设T 、λ均为恒值。在实践中发现，单位管长散热速率Q/L 随δ的增大出现先升后降的现象，如附图所示，Q/L 最大时的δ为临界保温层厚δc ，可推得，Q/L 最大时保温层外半径 r 2，c =____________。（答：/λα）

[分析]

212/1

1ln 22Q L r r r πλπα=+总热阻R

可见，随r 2增大，保温层的热阻增大，而空气的给热热阻减小，二者对Q/L 的影响相反。可通过R 对r 2极值以求出r 2，c

令22212dR 110,(ln )022r d dr dr r r πγπα

=+=即 得222,2,2,2,2,11111)()022/c c c c c r r r r r ππα

λαλα

+-==∴=即 此极限是极大还是极小值，须以二阶导数判定。

22223

2222221112()2222d R d dr dr r r r r πλπαπλπα-=-=+ 当 2./c r λα=，则22

2.23202r c d R dr απλ

=>丨，即当c δδ=时，R 为极小亦即Q/L 为极大。 26）大容器内液体沸腾给热随液体过热度△t （即加热壁壁温t w 与液体饱和温度t s 之差）增加，可向后出现_______、__________及________给热三种状况。正常操作应在________给热状况。（答：自然对流、泡核沸腾、膜状沸腾、泡核沸腾）

27）承26题，_______给热状况是不允许发生的，若发生则属生产事故，故正常操作的过热度必须严控在________以下。（答：膜状沸腾、临界过热度）

28) 液体沸腾的必要条件是_________和___________。（答：液体过热、有汽化核心）

29）蒸汽冷凝分膜状与滴状冷凝两种类型。于同一蒸汽同一冷凝温度t s ，滴状冷凝α值常取

为_________ W/(m·℃). （答：大、膜、10000）

30）水蒸汽冷凝，若水蒸汽中混有1%的空气（不凝性气体），其α值会比纯水蒸汽α值下降________%（答：60）

31）蒸汽膜状冷凝凝液在壁面层流流下，若蒸汽饱和温度与壁温之差（t s —t w ）增大，则α值__________。（答：减小）

[分析] 1

2341.13[]()

s w g r L t t ρλαμ=-，此公式不必记，但α与()s w t t -得关系应知道 32) 靠自然抽风的烟囱，在烟囱内烟气与烟囱壁间的给热是自然对流还是强制对流给热？

答： 。（答：强制对流给热）

33) 黑体是 。黑体的辐射能力E b =C 0( )4 W/m 2,其中C 0是黑体的辐射系数，其

值为 W/(m 2·K 4). （答：吸收率a=1的物体，T/100,5.67）

34) 某种物体在某温度下对任一波长的单色辐射能力与同温同一波长的黑体单色辐射能力

之比E λ/E bλ=ε,若ε值不随波长而变，该物体称为 ，ε称为该物体的 。（答：灰体，黑度）

35) 空间有面积分别为A 1及A 2的两平面，其间相对位置是任意的。角系数?12表示 。

A 1?12 A 2?21。（答：黑体或灰体的A 1平面发出的辐射能中到大A 2的平面的分率，=）

36) 两灰体为透热体，则由1面至2面的净辐射传热速率Q 12=C 0·εs [ ][W]。式中εs 为系统

黑度。对于很大的物体2包住凸面物体1，则上式中εs = 。（答：44112121,[(/100)(/100)],A T T ?ε-）

37) 设有温度分别为T A 和T B 两平行平面，T A >T B ,为减少辐射传热，在两平板间设置几块平

行遮热板，所有板的黑度相等，各板面积相同，间距很小，则设置遮热板后的辐射传热速率为未装遮热板时 。（答：1/(n+1)）

[分析]两平行板间：4412120[(

)()]100100s T T q c ε-=?- 本题条件下，1121

1[1]s εεε-=+-=常数

未装遮热板 440[(

)()]100100

A B A B s T T q c ε-=?- 装遮热板后 44110[()()]100100

A A s T T q c ε-=?- 4412120[()()]100100s T T q c ε-=?- ………

440[()()]100100

n B n B s T T Q c ε-=?- ∵ 1121......(1)A nB A A B q q q n q q ----+++=+=

∴ 1/(1)A A B q q n --=+

38) 用热电偶测量某管道内流动气体的温度。由仪表中读得热电偶温度为780℃ 。热电偶的

黑度为0.06，输气管管壁温度为600℃ 。气体的给热系数为65W/(m 2.℃ )若把热电偶温度视为气体温度，按绝对温度计算的相对误差是______。减小测温误差的方法有_______。（答：-24.4%，热电偶外装遮热罩及减少输气管的散热速率等）

[分析]管内传热情况为：???→???→给热辐射气体热电偶管壁。在过程定态，即热电偶温度恒定条件下，令气体、热电偶及管壁温度分别为Tg ，T1，Tw ，热电偶的黑度为1ε，则下士成立：441g 10[()()]100100

w T T c αε-1（T -T ）= 即44g 273.2780

273.260065[()()]100100++-T -(273.2+780)]=0.60*5.67[ ∴T g =1392.9K=1120℃

故测温相对误差=（780+273.2-1392.9）、1392.9=-24.4%

39) 常见的间壁式换热器有以下类型：_____式，_____式及____式等。（答：套管，列管，板，螺旋板，热管…任写三种）

40) 用套管换热器以冷水使饱和甲苯蒸汽冷凝为饱和液体。甲苯走环隙，温度T=100℃ ，流量W h =2200kg/h ，其冷凝潜热r h =363kJ/h ，冷凝水走内管内，进出口水温分别是t 1=15℃ ，t 2=43℃ ，水的比热Cp.c=4.174kJ/(kg.℃ )。则该换热器的热负荷Q=______kJ/h,平均传热温差△t m =_____℃ 。（答：7.986×105，6.833×103，70.07）

[分析]Q=W h ×r h =2200×363=7.986×105 kJ/h

又Q=Wc ·C p ，c （t 1-t 2）即7.986×105=Wc ×4.174（43-15）

所以Wc=6.833×103kg/h

因为△t 1=100-15=85℃，△t 2=100-43=57℃

所以△t m =（△t 1-△t 2）/Ln （△t 1/△t 2）=（85-57）/Ln （85/57）=70.07℃

41) 承40）题，已知内管规格为Φ57×3.5mm ，内管内冷凝水给热系数αi =3738W/(m 2.℃ ),环隙中甲苯冷凝的给热系数α0=5200W/(m 2.℃ ),若略去管壁及污垢热阻，则以内管壁面为基准的传热系数K i =_______W/(m 2.℃ ),该换热器的长度L=________m 。（答：2292，7.68）

[分析] 111150,3738520057

i i i o o i d K d K αα=+=+?即 所以K i =2292 W/(m 2.℃ )

又i ()i m Q K d L t π=??，即5

7.98610(1000/3600)2292(0.050)70.07L π?=?? 所以L=8.8m

42) 承41）题， 若其它条件不变，只是因气候变化，冷水进口温度为20℃，设物性数据不变，则冷水出口温度t 2'=______℃。（答：46.5）

[分析]对于热流体侧为蒸汽冷凝，有相变且热流体温度T 保持不变，而冷流体侧则无相变，有温度变化的情况，可运用如下等式： 1,211221212()[()()]/ln

()/ln c p c i i i i T t W C t t K A T t T t T t T t K A t t T t -?-=-----=--

化工原理实验思考题答案

化工原理实验思考题 实验一：柏努利方程实验 1． 关闭出口阀，旋转测压管小孔使其处于不同方向（垂直或正对 流向），观测并记录各测压管中的液柱高度H 并回答以下问题： （1） 各测压管旋转时，液柱高度H 有无变化？这一现象说明了什 么？这一高度的物理意义是什么？ 答：在关闭出口阀情况下，各测压管无论如何旋转液柱高度H 无任何变化。这一现象可通过柏努利方程得到解释：当管内流速u =0时动压头02 2 ==u H 动 ，流体没有运动就不存在阻力，即Σh f =0，由于流体保持静止状态也就无外功加入，既W e =0，此时该式反映流体静止状态 见（P31）。这一液位高度的物理意义是总能量（总压头）。 （2） A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位是否同一高度？为什么？ 答：A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位在同一高度（排除测量基准和人为误差）。这一现象说明各测压管总能量相等。 2． 当流量计阀门半开时，将测压管小孔转到垂直或正对流向，观 察其的液位高度H / 并回答以下问题： （1） 各H / 值的物理意义是什么？ 答：当测压管小孔转到正对流向时H / 值指该测压点的冲压头H / 冲；当测压管小孔转到垂直流向时H / 值指该测压点的静压头H / 静；两者之间的差值为动压头H / 动=H / 冲-H / 静。 （2） 对同一测压点比较H 与H / 各值之差，并分析其原因。

答：对同一测压点H ＞H /值，而上游的测压点H / 值均大于下游相邻测压点H / 值，原因显然是各点总能量相等的前提下减去上、下游相邻测压点之间的流体阻力损失Σh f 所致。 （3） 为什么离水槽越远H 与H / 差值越大？ （4） 答：离水槽越远流体阻力损失Σh f 就越大，就直管阻力公式可 以看出2 2 u d l H f ? ?=λ与管长l 呈正比。 3. 当流量计阀门全开时，将测压管小孔转到垂直或正对流向，观察其的液位高度 H 2222d c u u = 22 ab u ρcd p ρab p 2 2 u d l H f ??=λ计算流量计阀门半开和 全开A 点以及C 点所处截面流速大小。 答：注：A 点处的管径d=(m) ;C 点处的管径d=(m) A 点半开时的流速： 135.00145 .036004 08.0360042 2=???=???= ππd Vs u A 半 （m/s ） A 点全开时的流速： 269.00145.036004 16.0360042 2=???=???= ππd Vs u A 全 （m/s ） C 点半开时的流速： 1965.0012 .036004 08.0360042 2=???=???=ππd Vs u c 半 （m/s ） C 点全开时的流速： 393.0012.036004 16.0360042 2=???=???= ππd Vs u c 全 （m/s ） 实验二：雷诺实验 1. 根据雷诺实验测定的读数和观察流态现象，列举层流和湍流临界雷诺准数的计算过程，并提供数据完整的原始数据表。 答：根据观察流态，层流临界状态时流量为90（ l/h ）

化工原理思考题汇总

实验五，填料塔 1.风机为什么要用旁通阀调节流量？ 答：因为如果不用旁通阀，在启动风机后，风机一开动将使系统内气速突然上升可能碰坏空气转子流量计。所以要在风机启动后再通过关小旁通阀的方法调节空气流量。 2. 根据实验数据分析吸收过程是气膜控制还是液膜控制？ 答：实验数据表明，相平衡常数m很小，液相阻力m/kx也很小，导致总阻力1/k y 基本上为气相阻力1/k y 所决定，或说为1/k y 所控制，称为气膜控制。 3. 在填料吸收塔塔底为什么必须有液封装置？液封装置是如何设计的？ 答：塔底的液封主要为了避免塔内气体介质的逸出，稳定塔内操作压力，保持液面高度。 填料吸收塔一波采用U形管或液封罐型液封装置。 液封装置是采用液封罐液面高度通过插入管维持设备系统内一定压力，从而防止空气进入系统内或介质外泄。 U形管型液封装置是利用U形管内充满液体，依靠U形管的液封高度阻止设备系统内物料排放时不带出气体，并维持系统内一定压力。 4. 要提高氨水浓度（不改变进气浓度）有什么方法？又会带来什么问题？ 答：要提高氨水浓度，可以提高流量L，降低温度T a 吸收液浓度提高，气-液平衡关系不服从亨利定律，只能用公式 进行计算。 5. 溶剂量和气体量的多少对传质系数有什么影响？Y2如何变化（从推动力和阻力两方面分析其原因）？ 答：气体量增大，操作线AB的斜率LS/GB随之减小，传质推动力亦随之减小，出口气体组成上升，吸收率减小。

实验六精馏塔 （a）在精馏操作过程中，回流温度发生波动，对操作会产生什么影响？ 答:馏出物的纯度可能不高，降低塔的分离效率。 （b）在板式塔中，气体、液体在塔内流动中，可能会出现几种操作现象？ 答:4种:液泛,液沫夹带,漏液 网上答案:5种 a、沸点气相Δ=0 b、沸点液相Δ=1 c、气-液相 0<Δ<1 d、冷液Δ>1 e、过热蒸汽Δ<0 （c）如何判断精馏塔内的操作是否正常合理？如何判断塔内的操作是否处于稳定状态？答：1）看显示的温度是否正常 2）塔顶温度上升至设定的80摄氏度后，在一个较小的范围内波动，即处于稳定状态(d) 是否精馏塔越高，产量越大？ 答:否 （e）精馏塔加高能否得到无水酒精？ 答:`不能, （f）结合本实验说明影响精馏操作稳定的因素有哪些？ 答:主要因素包括操作压力、进料组成和热状况、塔顶回流、全塔的物料平衡和稳定、冷凝器和再沸器的传热性能，设备散热情况等 第二种答案:1.进料组份是否稳定2、塔釜加热器热源是否稳定键； 3、塔压控制是否稳定 （g）操作中加大回流比应如何进行？有何利弊？ 答:加大回流比的措施，一是减少馏出液量，二是加大塔釜的加热速率和塔顶的冷凝速率. 加大回流比能提高塔顶馏出液组成xD，但能耗也随之增加。 （h）精馏塔在操作过程中，由于塔顶采出率太大而造成产品不合格时，要恢复正常的最快最有效的方法是什么？降低采出率，即减小采出量 答:降低采出率,即减少采出率. 降低回流比 (1)什么是全回流？特点？ 在精馏操作中，若塔顶上升蒸汽经冷凝后全部回流至塔内，则这种操作方法称为全回流。全回流时的回流比R等于无穷大。此时塔顶产品为零，通常进料和塔底产品也为零，即既不进料也不从塔内取出产品。显然全回流操作对实际生产是无意义的。但是全回流便于控制，因此在精馏塔的开工调试阶段及实验精馏塔中，常采用全回流操作。 (3)在精馏实验中如何判断塔的操作已达到稳定？ 当出现回流现象的时候，就表示塔的操作已稳定。就可以测样液的折射率了。 (4)什么叫灵敏板？受哪些因素影响？ 一个正常操作的精馏塔当受到某一外界因素的干扰（如回流比、进料组成发生波动等），全塔各板的组成发生变动，全塔的温度分布也将发生相应的变化。因此，有可能用测量温度的方法预示塔内组成尤其是塔顶馏出液的变化。 在一定总压下，塔顶温度是馏出液组成的直接反映。但在高纯度分离时，在塔顶（或塔底）相当高的一个塔段中温度变化极小，典型的温度分布曲线如图所示。这样，当塔顶温度有了可觉察的变化，馏出液组成的波动早已超出允许的范围。以乙苯-苯乙烯在8KPa下减压

(完整版)化工原理复习题及习题答案

化工原理（上）复习题及答案 一、填空题 1.在阻力平方区内，摩擦系数λ与（相对粗糙度）有关。 2.转子流量计的主要特点是（恒流速、恒压差）。 3.正常情况下，离心泵的最大允许安装高度随泵的流量增大而（减少）。 4.气体在等径圆管内作定态流动时，管内各截面上的（质量流速相等）相等。 5.在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是（在同一种水平面上、同一种连续的流 体） 6.离心泵的效率η和流量Q的关系为（Q增大，η先增大后减小） 7.从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差与（指示液密度、液面高 度）有关。 8.离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生（气缚）现象。 9.离心泵在一定的管路系统工作，如被输送液体的密度发生变化(液体其余性质不变)，则 扬程（不变）。 10.已知列管换热器内外侧对流传热系数分别为αi和αo且αi>>αo,则要提高总传热系数， 关键是（增大αo）。 11.现场真空表的读数为8×104 Pa，该处绝对压力为（2×104 Pa ）（当时当地大气压为 1×105 Pa）。 12.为防止泵发生汽蚀，则要求装置的汽蚀余量（大于）泵的必需汽蚀余量。（大于、 小于、等于） 13.某流体于内径为50mm的圆形直管中作稳定的层流流动。其管中心处流速为3m/s，则 该流体的流量为（10.60 ）m3/h，管壁处的流速为（0 ）m/s。 14.在稳态流动系统中，水连续地从粗管流入细管。粗管内径为细管的两倍，则细管内水的 流速是粗管内的（4 ）倍。 15.离心泵的工作点是指（泵）特性曲线和（管路）特性曲线的交点。 16.离心泵的泵壳做成蜗壳状，其作用是（汇集液体）和（转换能量）。 17.除阻力平方区外，摩擦系数随流体流速的增加而（减小）；阻力损失随流体流速的 增加而（增大）。 18.两流体通过间壁换热，冷流体从20℃被加热到50℃，热流体从100℃被冷却到70℃， 则并流时的Δt m= （43.5 ）℃。 19.A、B两种流体在管壳式换热器中进行换热，A为腐蚀性介质，而B无腐蚀性。（A腐 蚀性介质）流体应走管内。

化工原理课后答案

第一章 3.答案：p= 30.04kPa =0.296atm=3.06mH2O 该压力为表压 常见错误：答成绝压 5.答案：图和推算过程略Δp=(ρHg - ρH2O) g (R1+R2)=228.4kPa 7.已知n=121 d=0.02m u=9 m/s T=313K p = 248.7 × 103 Pa M=29 g/mol 答案：(1) ρ = pM/RT = 2.77 kg/m3 q m =q vρ= n 0.785d2 u ρ =0.942 kg/s (2) q v = n 0.785d2 u = 0.343 m3/s (2) V0/V =(T0p)/(Tp0) = 2.14 q v0 =2.14 q v = 0.734 m3/s 常见错误： （1）n没有计入 （2）p0按照98.7 × 103 pa计算 8. 已知d1=0.05m d2=0.068m q v=3.33×10-3 m3/s （1）q m1= q m2 =q vρ =6.09 kg/s (2) u1= q v1/(0.785d12) =1.70 m/s u2 = q v2/(0.785d22) =0.92 m/s (3) G1 = q m1/(0.785d12) =3105 kg/m2?s G2 = q m2/(0.785d22) =1679 kg/m2?s 常见错误：直径d算错 9. 图略 q v= 0.0167 m3/s d1= 0.2m d2= 0.1m u1= 0.532m/s u2= 2.127m/s (1) 在A、B面之间立柏努利方程，得到p A-p B= 7.02×103 Pa p A-p B=0.5gρH2O +(ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m (2) 在A、B面之间立柏努利方程，得到p A-p B= 2.13×103 Pa p A-p B= (ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m 所以R没有变化 12. 图略 取高位储槽液面为1-1液面，管路出口为2-2截面，以出口为基准水平面 已知q v= 0.00139 m3/s u1= 0 m/s u2 = 1.626 m/s p1= 0(表压) p2= 9.807×103 Pa(表压) 在1-1面和2-2面之间立柏努利方程Δz = 4.37m 注意：答题时出口侧的选择： 为了便于统一，建议选择出口侧为2-2面，u2为管路中流体的流速，不为0，压力为出口容器的压力，不是管路内流体压力

化工原理试题库(第五——第十)讲解

第5章蒸发 一、选择题 1.以下蒸发器属于自然循环型蒸发器的是（）蒸发器。 A、强制循环型 B、升膜 C、浸没燃烧 D、外热式 2.与加压、常压蒸发器相比，采用真空蒸发可使蒸发器的传热面积（），温度差（），总传热系数（）。 A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定 3.蒸发操作能持续进行的必要条件是( )。 A、热能的不断供应，冷凝水的及时排除。 B、热能的不断供应，生成蒸气的不断排除。 C、把二次蒸气通入下一效作为热源蒸气。 D、采用多效操作，通常使用2-3效。 4.蒸发操作通常采用( )加热。 A、电加热法 B、烟道气加热 C、直接水蒸气加热 D、间接饱和水蒸气加热 5.以下哪一条不是减压蒸发的优点( )。 A、可以利用低压蒸气或废汽作为加热剂 B、可用以浓缩不耐高温的溶液 C、可减少蒸发器的热损失 D、可以自动地使溶液流到下一效，不需泵输送 6.多效蒸发流程通常有三种方式，以下哪一种是错误的( )。 A、顺流 B、逆流 C、错流 D、平流 7.中央循环管式蒸发器中液体的流动称为( )。 A、自然循环 B、强制循环 C、自然沸腾 D、强制沸腾 8.蒸发操作中，二次蒸气的冷凝通常采用( )。 A、间壁式冷凝 B、混合式冷凝 C、蓄热式冷凝 D、自然冷凝 9.单效蒸发器计算中D／W 称为单位蒸汽消耗量，如原料液的沸点为393K，下列哪种情况D/W最大? ( )。 A、原料液在293K时加入蒸发器 B、原料液在390K时加入蒸发器 C、原料液在393K时加入蒸发器 D、原料液在395K时加入蒸发器 10.蒸发过程温度差损失之一是由于溶质存在，使溶液（）所致。 A、沸点升高 B、沸点降低 C、蒸汽压升高 11.属于单程型的蒸发器是（）。 A、中央循环管式蒸发器 B、外热式蒸发器 C、降膜蒸发器 D、悬筐式蒸发器 二、填空题 1.蒸发操作所用的设备称为________。 2.蒸发操作中，加热溶液用的蒸汽称为________，蒸发出的蒸汽称为________。 3.按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为________和________；按操作压强大小，蒸发分为________、________和________； 按蒸发方式不同，蒸发分为________和________。 4.蒸发过程中，溶剂的气化速率由________速率控制。 5.蒸发溶液时的温度差损失在数值上恰等于________的值。 6.蒸发操作时，引起温度差损失的原因有________、________和________。 7.杜林规则说明溶液的沸点与同压强下标准溶液的沸点间呈________关系。 8.20％NaOH水溶液在101.33kPa时因溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失为________。 9.单效蒸发的计算利用________、________和________三种关系。 10.当稀释热可以忽略时，溶液的焓可以由________计算。 11.单位蒸汽消耗量是指________，它时衡量________的指标。

化工原理思考题答案

化工原理思考题答案 第一章流体流动与输送机械 1、压力与剪应力的方向及作用面有何不同 答：压力垂直作用于流体表面，方向指向流体的作用面，剪应力平行作用于流体表面，方向与法向速度梯度成正比。 2、试说明粘度的单位、物理意义及影响因素 答:单位是N·S/m2即Pa·s，也用cp，1cp=1mPa·s，物理意义为：分子间的引力和分子的运动和碰撞，与流体的种类、温度及压力有关 3、采用U型压差计测某阀门前后的压力差,压差计的读数与U型压差计放置的位置有关吗？答：无关，对于均匀管路，无论如何放置，在流量及管路其他条件一定时，流体流动阻力均相同，因此U型压差计的读数相同，但两截面的压力差却不相同。 4、流体流动有几种类型？判断依据是什么？ 答：流型有两种，层流和湍流，依据是：Re≤2000时，流动为层流；Re≥4000时，为湍流，2000≤Re≤4000时，可能为层流，也可能为湍流 5、雷诺数的物理意义是什么？ 答：雷诺数表示流体流动中惯性力与黏性力的对比关系，反映流体流动的湍动状态 6、层流与湍流的本质区别是什么？ 答：层流与湍流的本质区别是层流没有径向脉动，湍流有径向脉动 7、流体在圆管内湍流流动时，在径向上从管壁到管中心可分为哪几个区域？ 答：层流内层、过渡层和湍流气体三个区域。 8、流体在圆形直管中流动，若管径一定而流量增大一倍，则层流时能量损失时原来的多少倍？完全湍流时流体损失又是原来的多少倍？ 答：层流时W f∝u，流量增大一倍能量损失是原来的2倍，完全湍流时Wf∝u2 ，流量增大一倍能量损失是原来的4倍。 9、圆形直管中，流量一定，设计时若将管径增加一倍，则层流时能量损失时原来的多少倍？完全湍流时流体损失又是原来的多少倍？ 答：

化工原理复习题及答案

1.某精馏塔的设计任务为：原料为F, X f ，要求塔顶为X D，塔底为X w 。 设计时若选定的回流比R不变，加料热状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料，则所需理论板数N T减小，提馏段上升蒸汽量V 增加，提馏段下降液体量L' 增加，精馏段上升蒸汽量V 不变，精馏段下降 液体量L不变。（增加，不变，减少） 2.某二元理想溶液的连续精馏塔,馏出液组成为X A=0.96（摩尔分率）.精馏段操 作线方程为y=0.75x+0.24?该物系平均相对挥发度a =2.2,此时从塔顶数起的第二块理论板上升蒸气组成为y 2= ______________ . 3.某精馏塔操作时，F，X f ，q，V保持不变，增加回流比R,贝吐匕时X D增 加_，X w减小，D减小，L/V 增加。（增加，不变，减少） 6.静止、连续、—同种_的流体中，处在—同一水平面_上各点的压力均相等。 7.水在内径为? 105m M 2.5mm的直管内流动，已知水的黏度为1.005mPa?s， 密度为1000kg ? m流速为1m/s,贝U忌= _________________ ，流动类型为_______ 湍流________ 。 8.流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来 的_4_倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的 __1/4_倍。 9.两个系统的流体力学相似时，雷诺数必相等。所以雷诺数又称作相似准数。 10.求取对流传热系数常常用_____ 量纲_________ 析法，将众多影响因素组合 成若干_____ 无因次数群_____ 数群，再通过实验确定各—无因次数群 ________ 间的关系，即得到各种条件下的 _______ ■关联____ 。 11.化工生产中加热和冷却的换热方法有______ 传导____ 、—对流_________ 和 ____ 辐射—。 12.在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温接近—饱和蒸 汽一侧_____ 体的温度，总传热系数K接近—空气侧—流体的对流给热系 数.

王志魁《化工原理》课后思考题参考答案

第二章 流体输送机械 2-1 流体输送机械有何作用？ 答：提高流体的位能、静压能、流速，克服管路阻力。 2-2 离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是怎样提高压力的？泵入口的压力处于什么状体？ 答：离心泵在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。由于空气的密度很小，所产生的离心力也很小。此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送液体（气缚）； 启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。 泵入口处于一定的真空状态（或负压） 2-3 离心泵的主要特性参数有哪些？其定义与单位是什么？ 1、流量q v : 单位时间内泵所输送到液体体积，m 3/s, m 3/min, m 3/h.。 2、扬程H ：单位重量液体流经泵所获得的能量，J/N ，m 3、功率与效率： 轴功率P ：泵轴所需的功率。或电动机传给泵轴的功率。 有效功率P e ：gH q v ρ=e P 效率η：p P e =η 2-4 离心泵的特性曲线有几条？其曲线的形状是什么样子？离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门？ 答：1、离心泵的H 、P 、η与q v 之间的关系曲线称为特性曲线。共三条； 2、离心泵的压头H 一般随流量加大而下降 离心泵的轴功率P 在流量为零时为最小，随流量的增大而上升。 η与q v 先增大，后减小。额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵的设计点，对应的值称为最佳工况参数。 3、关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。 2-5 什么是液体输送机械的扬程？离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的？液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响？ 答：1、单位重量液体流经泵所获得的能量 2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表，在这两处管路截面1、2间列伯努利方程得： f V M H g u u g P P h H ∑+-+-+=221220ρ 3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关，效率也不随液体密度而改变，因而当被输送液体密度发生变化时，H-Q 与η-Q 曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正比。当被输送液体的粘度大于常温水的粘度时，泵内液体的能量损失增大，导致泵的流量、扬程减小，效率下降，但轴功率增加，泵的特性曲线均发生变化。 2-6 在测定离心泵的扬程与流量的关系时，当离心泵出口管路上的阀门开度增大后，泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化？

化工原理考研试题库

化工原理试题库 试题一 一：填空题（18分） 1、 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=________02mH =__________Pa. 该地区的大气压为 720mmHg 。 2、 常温下水的密度为1000 3m Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s m 3 速度流动，其流动类 型为 ______________。 3、 流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范围 为_______________________s m 。 6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 二：问答题（36分） 1、 一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损 失变为原来的多少倍？ 2、 何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1） 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？ （2） 传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3） 那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 三：计算题(46分) 1、 如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数为03.0=λ，现发现压力表上 的读数为052mH ，若管径为100mm,求流体的流量及阀的局部阻力糸数？ 2、 在一 列管式换热器中，用冷却将C 0100的热水冷却到C 0 50，热水流量为h m 360，冷却水在管 内 流动，温度从C 020升到C 0 45。已 知传热糸数K 为C m w .20002， 换热管为mm 5.225?φ的钢管，长 为3m.。求冷却水量和换热管数 （逆流）。

化工原理实验—超全思考题答案

实验6 填料吸收塔流体力学特性实验 ⑴ 流体通过干填料压降与式填料压降有什么异同？ 答：当气体自下而上通过填料时产生的压降主要用来克服流经填料层的形状阻力。当填料层上有液体喷淋时， 填料层内的部分空隙为液体所充满，减少了气流通道截面，在相同的条件下，随液体喷淋量的增加，填料层所持有的液量亦增加，气流通道随液量的增加而减少，通过填料层的压降将随之增加。 ⑵ 填料塔的液泛和哪些因素有关？ 答：填料塔的液泛和填料的形状、大小以及气液两相的流量、性质等因素有关。 ⑶ 填料塔的气液两相的流动特点是什么？ 答：填料塔操作时。气体由下而上呈连续相通过填料层孔隙，液体则沿填料表面 流下，形成相际接触界面并进行传质。 ⑷ 填料的作用是什么？ 答：填料的作用是给通过的气液两相提供足够大的接触面积，保证两相充分接触。 ⑸ 从传质推动力和传质阻力两方面分析吸收剂流量和吸收剂温度对吸收过程的影响？ 答：改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最常用的方法，当气体流率G 不变时，增加吸收剂流率，吸收速率A N 增加，溶质吸收量增加，则出口气体的组成2y 减小，回收率增大。当液相阻力较小时，增加液体的流量，传质总系数变化较小或基本不变，溶质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力m y ?的增大引起，此时吸收过程的调节主要靠传质推动力的变化。当液相阻力较大时，增加液体的流量，传质系数大幅度增加，而平均推动力可能减小，但总的结果使传质速率增大，溶质吸收量增加。对于液膜控制的吸收过程，降低操作温度，吸收过程的阻力a k m a K y y = 1将随之减小，结果使吸收效果变好，2y 降低，而平均推动力m y ?或许会减小。对于气膜控制的过程，降低操作温度，过程阻力a k m a K y y = 1不变，但平均推动力增大，吸收效果同样将变好 ⑹ 从实验数据分析水吸收氨气是气膜控制还是液膜控制、还是兼而有之？ 答：水吸收氨气是气膜控制。 ⑺ 填料吸收塔塔底为什么要有液封装置？ 答：液封的目的是保证塔内的操作压强。 ⑻ 在实验过程中，什么情况下认为是积液现象，能观察到何现象？ 答：当气相流量增大，使下降液体在塔内累积，液面高度持续上升，称之为积液。 ⑼ 取样分析塔底吸收液浓度时，应该注意的事项是什么？ 答：取样时，注意瓶口要密封，避免由于氨的挥发带来的误差。 ⑽ 为什么在进行数据处理时，要校正流量计的读数（氨和空气转子流量计）？ 答：流量计的刻度是以20℃，1atm 的空气为标准来标定。只要介质不是20℃，

化工原理复习题 (2)

化工原理复习题 一 判断题 流体流动与输送 1. 当流体在管内流动达完全湍流时，摩擦系数λ与雷诺数Re 的大小无关。（ ） 2. 文丘里流量计和转子流量计均属变压差流量计。（ ） 3. 离心泵启动时，为减小启动功率，应将出口阀门关闭，这是因为随流量的增加，功率增大。（ ） 4. 流体做层流流动时，摩擦系数λ只是Re 的函数，而与管壁的粗糙度无关。（ ） 5. 流体在圆管内流动时，管的中心处速度最大，而管壁处速度为零。（ ） 6. 离心泵启动时，为减小启动功率，应将出口阀门关闭，这是因为随流量的增加，功率增大。（ ） 7. 理想流体流动时，无流动阻力产生。（ ） 8. 设备内的真空度愈高，表明绝对压强愈大。（ ） 9. 离心泵扬程随着流体流量的增大而下降。（ ） 转子流量计可以读出任何流体的流量。 离心泵铬牌上的性能参数是指泵效率最高点下的性能参数。 离心泵流量为零时轴功率最小。 （） 孔板流量计测流量时，流量大小不仅与压差计读数R 有关，而且与孔板孔径有关。 （） 转子流量计在测流量时，转子稳定后，其上下两截面的压差随流量增大而增大。 （） 离心泵使液体的实际升扬高度总是小于泵所提供的扬程。 （ ） 传热 1. 冬天，室外温度为2℃，刮着风，潮湿的衣服晒在外面不可能会结冰。（ ） 2. 在相同条件下，采用逆流操作比采用并流操作所需的传热面积小。（ ） 3. 导热系数和给热系数都是物性常数之一。（ ） 4. 换热器的平均传热温度差，是指热流体进出口的平均温度与冷流体进出口的平均温度的差值。( ) 5. 在相同条件下，采用逆流操作比采用并流操作所需传热面积小。（ ） 给热系数也是物质的一种物理性质 冬天坐在铁板上比坐在木板上要冷些，是因为木板的温度比铁板高。 （） 使用列管式换热器时，压力高的物料走管内，这样外壳可以不承受高压。 （） 对流传热过程热阻主要集中在流体的滞流内层上。 （） 在套管式换热器中，以水蒸汽加热空气，壁温一定很接近水蒸汽的温度。（） 逆流传热时的平均温度差一定大于并流时的平均温度差（） 蒸馏 1. 当精馏塔各板的板效率相等时，其全塔效率与板效率相等。（ ） 2. 若精馏段操作线方程 3.080.0+=x y ，则这个方程是错误的。（ ） 3. 根据恒摩尔流假设，精馏塔内气、液两相的摩尔流量一定相等。（ ）

化工原理大题

化工原理大题 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

第四章 习题 2． 燃烧炉的内层为460mm 厚的耐火砖,外层为230mm 厚的绝缘砖。若炉的内表面温度t1为1400℃,外表面温度t3为100℃。试求导热的热通量及两砖间的界面温度。设两层砖接触良好,已知耐火砖的导热系数为t 0007.09.01+=λ,绝缘砖的导热系数为t 0003.03.02+=λ。两式中t 可分别取为各层材料的平均温度,单位为℃,A 单位为W/(m·℃)。 解：设两砖之间的界面温度为 2 t ，由 23 1212 1 2t t t t b b λλ--=，得 2 223312 23 1400100 94946010/(0.90.000723010/(0.30.0003)2 2 t t t C t t t t ----= ?=++?+? ?+? 热通量 2 12 1689/14009490.40/0.970.00072t t q W m -= =+?? +? ? ??

3．直径为 mm mm 360?φ,钢管用30mm 厚的软木包扎, 其外又用100mm 厚的保温灰包扎,以作为绝热层。现测得钢管外壁面温度为-110℃,绝热层外表面温度10℃。已知软木和保温灰的导热系数分别为和(m ·℃),试求每米管长的冷量损失量。 解：每半管长的热损失，可由通过两层圆筒壁的传热速率方程求出： 13 32112211 ln ln 22t t Q r r L r r πλπλ-=+ 110010 1601160 ln ln 2 3.140.043302 3.140.000760--= +???? 25/W m =- 负号表示由外界向体系传递的热量，即为冷量损失。

化工原理课后题答案部分

化工原理第二版 第1章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃） 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B *，P A *，由于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平 衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃ 2.正戊烷（C 5H 12 ）和正己烷（C 6 H 14 ）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa 下该溶液的平衡数据。 温度C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相同温度下C 5H 12 （A）和C 6 H 14 （B）的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 P B * = 1.3kPa 查得P A *= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3

《化工原理试题库》大全

化工原理试题库多套及答案 一：填空题（18分） 1、 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=___8.7m 02H , _____pa 41053.8?__. 该地区的大气压为720mmHg 。 2、 常温下水的密度为10003m Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s m 3 速度 流动，其流动类型为 ______________。 3、 流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范围为_______________________s m 。 6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 二：问答题（36分） 1、 一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损 失变为原来的多少倍？ 2、 何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1） 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？ （2） 传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3） 那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 三：计算题(46分) 1、 如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数 为03.0=λ，现发现压力表上的读数为052mH ，若管径为100mm,求流体 的流量及阀的局部阻力糸数？ 2、 在一 列管式换热器中，用冷却 将C 0100的热水冷却到C 050，热水

化工原理实验思考题答案汇总

流体流动阻力的测定 1.在测量前为什么要将设备中的空气排尽？怎样才能迅速地排尽？为什么？如何检验管路中的空气已经被排除干净？ 答：启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。关闭出口阀后，打开U 形管顶部的阀门，利用空气压强使U 形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。 2.以水为介质所测得的？~Re关系能否适用于其他流体？ 答：能用，因为雷诺准数是一个无因次数群，它允许d、u、、变化 3?在不同的设备上（包括不同管径），不同水温下测定的?~Re数据能否关联在同一条曲线上？ 答:不能，因为Re二du p仏与管的直径有关 离心泵特性曲线的测定 1.试从所测实验数据分析，离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门？本实验中，为了得到较好的实验效果，实验流量范围下限应小到零，上限应到最大，为什么？ 答：关闭阀门的原因从试验数据上分析：开阀门意味着扬程极小，这意味着电机功率极大，会烧坏电机 （2）启动离心泵之前为什么要引水灌泵？如果灌泵后依然启动不起来，你认为可能的原因是什么？ 答：离心泵不灌水很难排掉泵内的空气，导致泵空转而不能排水；泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏，即使电机的三相电接反了，泵也会启动的。 （3）泵启动后，出口阀如果不开，压力表读数是否会逐渐上升？随着流量的增大，泵进、出口压力表分别有什么变化？为什么？ 答：当泵不被损坏时，真空表和压力表读数会恒定不变，水泵不排水空转不受

外网特性曲线影响造成的 恒压过滤常数的测定 1.为什么过滤开始时，滤液常常有混浊，而过段时间后才变清？ 答：开始过滤时，滤饼还未形成，空隙较大的滤布使较小的颗粒得以漏过，使滤液浑浊，但当形成较密的滤饼后，颗粒无法通过，滤液变清。? 2.实验数据中第一点有无偏低或偏高现象？怎样解释？如何对待第一点数据？ 答：一般来说，第一组实验的第一点△ A A q会偏高。因为我们是从看到计量桶出现第一滴滤液时开始计时，在计量桶上升1cm 时停止计时，但是在有液体流出前管道里还会产生少量滤液，而试验中管道里的液体体积产生所需要的时间并没有进入计算，从而造成所得曲线第一点往往有较大偏差。 3?当操作压力增加一倍，其K值是否也增加一倍？要得到同样重量的过滤液，其过滤时间是否缩短了一半？ 答：影响过滤速率的主要因素有过滤压差、过滤介质的性质、构成滤饼的 颗粒特性，滤饼的厚度。由公式K=2I A P1-s, T=qe/K可知，当过滤压强提高一倍时，K增大，T减小，qe是由介质决定，与压强无关。 传热膜系数的测定 1.将实验得到的半经验特征数关联式和公认式进行比较，分析造成偏差的原因。 答：答：壁温接近于蒸气的温度。 可推出此次实验中总的传热系数方程为 其中K是总的传热系数，a是空气的传热系数，02是水蒸气的传热系数，3是铜管的厚度，入是铜的导热系数，R1、R2为污垢热阻。因R1、R2和金属壁的热阻较小，可忽略不计，则Tw- tw,于是可推导出，显然，壁温Tw接近于给热系数较大一侧的流体温度，对于此实验，可知壁温接近于水蒸气的温度。

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书上习题1 — 40 40.用离心泵将水由水槽送至水洗塔内。水槽敞口。塔内表压为。水槽水面至 塔内水出口处垂直高度差 22m 已知水流量为42.5m 3/h ，泵对水作的有效功为 kg ，管路总长110m （包括局部阻力当量管长），管子内径 100mm 试计算摩擦 系数入值。 解：如图，作1— 1、2— 2截面，取1 — 1为零截面。 在1--1与2--2（管 外侧）间列柏努利方程： 2 2 gZ 1+U 1 /2+p 1/ +W = gz 2+ u 2 /2+p 2/ + 叫 Z 1= 0 , Z 2= 22 m , U 1 0 , 0 , p 1(表)=0 p 2= = 104 = 104 Pa 管内流速 u= V =( — 3600) = 1.50 m/s A 4 W e = gz 2+ p 2/ + h f 即=22+ 104/103+ h f 答:摩擦系数入值为。 j01b10048（题目）（ 题分：10） 用离心泵将水由水槽送至水洗塔中，水洗塔内的表压为x 104Pa ，水槽液面恒定，其上 方通大气，水槽液面与输送管出口端的垂直距离为 20m ，在某送液量下，泵对水作的功为kg ， 管内摩擦系数为，吸入和压出管路总长为 110m （包括管件及入口的当量长度，但不包括出 口的当量长度）。输送管尺寸为0 108x 4mm 水的密度为1000kg/m 3。求输水量为多少 ni/h 。 2 △ h f = J/kg . l le h f = d u 2/2 = 110 01 2 2

h f L L e u2 d 2 ? W=gz 2+ h f = 25 9.81 0.03 He W e 319.41 32.56m g 9.81 Ne HeV g 32.56 丄5- 3600 贝 S Na=Ne/ == 3 10 W= kW 2 120 120 °25 皿 319.41J/kg 0.075 j01b10048（答案） 解：如图，作1— 1、2-2截面，取1 — 1为零截面。 在1--1与2—2（管内侧）间列 柏努利方程： gZ 1+U 1 /2+p 1/ +W = gz 2+ u 2 /2+p 2/ + h f Z 1= 0，Z 2= 20 m ， U 1 0， p 1（表）=0, W e = J/kg W=gz 2+ p 2（表）/ + U 2 /2 + h f ， h f L L e u f d 2 即= 20+ 104 /1000+（1 + 110/ u 22/2 ? U 2=1.50 m/s ? V u 2 d 2 4 d 108 2 4 100mm 0.1m ? V= （/4） 2= 10-2 m 3/s=42.5 m 3/h 答：输水量为h j01a10054（题目）（ 题分：10） 密度为1200 kg/ m 3的盐水，以25 m 3/h 的流量流过内径为 75mm 的无缝钢管，用泵由低位 槽输至高位槽。两槽皆敞口，两液面高度差为 25叶钢管总长120m,局部阻力为钢管直管 阻力的25%。设摩擦系数 =，泵的效率耳=，求泵的轴功率。 解：如图，作1— 1、2— 2截面，取1 — 1为零截面。 在1--1与2—2（管外侧）间 列柏努利方程： 2 2 gz 1+U 1 /2+p 1/ +W = gz 2+ u 2 /2+p 2/ + h f Z 1= 0，Z 2= 25 m ，U 1 0，匕=0 （管外侧），p? 表）=p 2（表）=0, 1.572m/s ， -3600 0.0752 4 W=g Z 2+ 管内流速u h f ， V d 2 4 1200 9.81 2661.6W 答：泵的轴功率为 kW 。