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化工原理上册复习题

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化工原理上册复习题

化工原复习题

一、填空题:

1. 雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ=820 kg/m3,粘度μ=3厘泊的某液体,在内径为d=100mm,以流速2m/s在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为_____.

2. 当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为104Pa,则该体系的绝对压强为_________mmHg,真空度为_______mmHg.

3. 圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为15.7kg/s,其体积流量为_________.平均流速为______。

4. 当20℃的水(ρ=998.2kg/m3,μ=1.005厘泊)在内径为100mm的光滑管内流动时,若流速为2.0m/s时,其雷诺准数Re为______,直管摩擦阻力系数λ为_____.

7. 理想流体是指_________;而实际流体是指____。

8. 牛顿粘性定律表达式为________,其粘性系数(粘度) 的物理意义是____________________。

9. 流体在园直管内流动,当Re≥4000时的流型称为___,其平均速度与最大流速的关系为______,而Re≤2000的流型称为___,其平均速度为______。

10.理想流体在变径管路中作稳定的连续流动时,在管子直径缩小的地方,其静压力___________。

11. 套管由φ57×2.5mm和φ25×2.5mm的钢管组成,则环隙的流通截面积等于______,润湿周边等于____,当量直径等于______。

12. 流体的粘度指______________________________________。粘度

值随温度变化而变化,对于液体,温度升高,粘度________;对于气体,温度升高,粘度________。

13. 米糠油在管中作层流流动,若流量不变,管长不变,管径增加一倍,则摩擦阻力损失为原来的____倍。

14.米糠油在管中作层流流动,若流量不变,管径、管长不变,油温升高,粘度为原来的1/2 ,则摩擦阻力损失为原来的_____倍。

15. 当Re 为已知时,流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ=__________,在管内呈湍流时,摩擦系数λ与____________、_____________有关。

16. 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____倍; 如果只将管径增加一倍,流速不变,则阻力损失为原来的_____倍。

17. 孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于:前者是恒______,变_____;后者是恒_________,变_________。

18. 液体的粘度随温度升高而________,气体的粘度随温度的升高而_______。(填增大,减少,不变)

19. 水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器,当管道上的阀门开度减小后,水流量将__________,摩擦系数____________,管道总阻力损失____________。

20. 流体在一段园形水平直管中流动,测得平均流速0.5m/s,压强降为10Pa,Re为1000,问管中心处点速度为______ m/s,若流速增加为1 m/s,则压强降为______ Pa。

21. 流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是__________________.

23.苯(密度为880kg/m3,粘度为0.65厘泊)流经内径20㎜的圆形直管时,其平均流速为0.06m/s ,其雷诺准数为______,流动形态为__________,摩擦系数为___________。

24. 静止液体中两处压力相等的条件是_______________。

25. 离心泵的主要参数有:______,______,______,________.

26. 离心泵的特性曲线有:__________,________,________.

27. 调节泵流量的方法有:____________,____________,_______.

28. 泵起动时,先关闭泵的出口开关的原因是__________________________________________________。

29. 离心泵的流量调节阀安装在离心泵___管路上,关小出口阀门后,真空表的读数____,压力表的读数_____。

30. 离心泵的工作点是___曲线与_____曲线的交点。

31. 离心泵的安装高度超过允许安装高度时,离心泵会发生_______现象。

32. 离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是_时的流量和扬程。

33.离心泵起动时,如果泵内没有充满液体而存在气体时,离心泵就不能输送液体。这种现象称为__________现象。

34. 离心泵采用并联操作的目的是_____,串联操作的目的是______。

35.离心泵在启动时应先将出口阀_____,目的是________________。往复泵在启动时,其出口阀必须___________.

36.降尘宝做成多层的目的是_____________________ 。

37.某板框压滤机的框的尺寸为:长×宽×厚=810×810×25㎜,若该机有10块框,其过滤面积约为_________________ m2。

38. 板框压滤机采用横穿洗涤滤渣,此时洗穿过____层滤布及____个滤框厚度的滤渣,流经过长度约为过滤终了滤液流动路程的____倍,而供洗液流通的面积又仅为过滤面积的____。

39. 转鼓真空过滤机,转鼓每旋转一周,过滤面积的任一部分都顺次经历___________________________________________等五个阶段。40. 离心分离因数是指_______________________________。

为了提高离心机的分离效率,通常使离心机的___________增高,而将它的________减少。答案* 物料在离心力场中所受的离心力与重力之比; 转速直径适当

42.某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500℃,而环境温度为20℃,采用某隔热材料,其厚度为240㎜,λ=0.57w/(m.K),此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁)

43.某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为150℃,而环境温度为20℃,要求每平方米热损失不大于500w,采用某隔热材料,其导热系数λ=1.05w/(m.K),则其厚度不低于_______。(注:大型容器可视为平壁)

42. 某间壁换热器中,流体被加热时,圆形管内湍流的传热系数表达式为_________________.当管内水的流速为0.5m/s,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kw/(m2.K).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为1.0 m/s时,此时传热系数α=________________.

43.某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为20℃和40℃,此时传热平均温度差△

49题图

t =_________.

44.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________流体的温度,总传热系数K 接近______流体的对流给热系数.

45. 强化传热的方法之一是提高K 值. 而要提高K 值,则应提高对流传热系数___________.

46.平壁总传热系数K 与间壁两侧对流传热系数α1,α2以及间壁导热系数λ的关系为________________.当平壁厚4㎜,导热系数为45w / (m.K )时,两侧给热系数分别为8000 w / (m 2.K ) 和800 w / (m 2.K )时,总传热系数K =_____________________.

47.间壁传热的总传热速率方程为_______.某换热过程中,要求 q=30 kw , K =555 w / (m 2.K ),△t m =25K ,则传热面积为______.

48.由多层等厚平壁构成的导热壁面中, 所用材料的导热系数愈大,则该壁面的热阻就愈 ________,其两侧的温度差愈______。

49.(平壁稳定传热过程,通过三层厚度相同的不同

材料,每层间温度变化如图所示,试判断λ1、λ2、λ3

的大小顺序____________,以及每层热阻的大小顺

序________________。 50. 厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知 b 1>b 2>b 3;导热系数λ1<λ2<λ3。在稳定传热过程中,各层的热阻R 1______R 2______R 3;各层导热速率Q 1___Q 2___Q 3。

51. 列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于_____________,折流挡板的形状有____________________,____________________等。

52. 在确定列管换热器冷热流体的流径时, 一般来说,蒸汽走管

第1题图

______; 易结垢的流体走管______;高压流体走管______;有腐蚀性流体走管______;粘度大或流量小的流体走管______。

53.列管换热器,在壳程设置折流挡板的目的是__________________。

54.热负荷是指_______________;而传热速率指__________________;

55.有一换热设备,准备在其外面包以两层保温材料。要达到良好的保温效果,应将导热系数较小的保温料包在_______层。

56. 有两种不同的固体材料,它们的导热系数第一种为λ1》第二种为 λ2,若作为换热器材料,应选用_________种;当作为保温材料时,应选用__________种。

57. 用饱和水蒸汽加热空气时,换热管的壁温接近____________的温度,而传热系数K 值接近____________的对流传热系数。

63.进行换热的两流体,若α1》α2时,要提高K 值,应设法提高_______;当α1≈α2时,要提高K 值,应使_________________

二、选择题:

1. 一个被测量体系外柱按上一个U 型压差计,出现如图情况,说明体系与大气压是( ) 关系

A. 体系>大气压

B. 体系<大气压

C. 体系=大气压 2. 流体在园管内流动时,管中心流速最大,若为湍流时,平均流速与管中心的最大流速的关系为( )

A. U m =1/2U max

B. U m =0.8 U max

C. U m =3/2 U max

3. 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是( )

A. 与指示液密度、液面高度有关,与U 形管粗细无关

B. 与指示液密度、液面高度无关,与U 形管粗细有关

C. 与指示液密度、液面高度无关,与U 形管粗细无关

4. 如图所示,连接A.B 两截面间的压差计的读数R 表示了( )的大小。

A. A.B 间的压头损失H fAB

B. A.B 间的压强差△P

C. A.B 间的压头损失及动压头差之和

D. A.B 间的动压头差()g u u B A 222- 5. 转子流量计的主要特点是( )。

A. 恒截面、恒压差;

B. 变截面、变压差;

C. 恒流速、恒压差;

D. 变流速、恒压差。

6. 层流与湍流的本质区别是:( )。

A. 湍流流速>层流流速;

B. 流道截面大的为湍流,截面小的为层流;

C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数;

D. 层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。

7. 在稳定流动系统中,水由粗管连续地流入细管,若粗管直径是细管的2倍,则细管流速是粗管的( )倍。

A. 2

B. 8

C. 4

8. 流体在管路中作稳态流动时,具有( )特点。

A. 呈平缓的滞流

B. 呈匀速运动

C. 在任何截面处流速、流量、压强等物理参数都相等;

第4 题图

D. 任一截面处的流速、流量、压强等物理参数不随时间而变化

9. 流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是()。

A. 流动速度大于零

B. 管边不够光滑

C. 流体具有粘性

10. 为使U形压差计的灵敏度较高,选择指示液时,应使指示液和被测流体的密度差(ρi-ρ)的值()。

A. 偏大

B. 偏小

C. 越大越好

11. 设备内的真空度愈高,即说明设备内的绝对压强()。

A. 愈大

B. 愈小

C. 愈接近大气压、

12. 水在园形直管中作滞流流动,流速不变,若管子直径增大一倍,则阻力损失为原来的()。

A. 1/4

B. 1/2

C. 2倍

13. 用皮托管来测量气体流速时,其测出来的流速是指()。

A. 气体的平均流速

B. 气体的最大流速

C. 皮托管头部所处位置上气体的点速度。

14. 在一定流量下,流体在并联管路中作稳定连续流动,当并联管路数目愈多,则()。

A. 流体阻力损失越大

B. 流体阻力损失越小

C. 流体阻力损失与并联管数无关

15. 稳定流动是指流体在流动系统中,任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量()。

A. 仅随位置变,不随时间变

B. 仅随时间变、不随位置变

C. 既不随时间变,也不随位置变

16. 离心泵的性能曲线中的H~Q线是在( )情况下测定的。

A. 效率一定;

B. 功率一定;

C. 转速一定;

D. 管路(l+∑le)一定。

17. 离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生( )

A. 气缚现象

B.汽蚀现象

C. 汽化现象

D. 气浮现象.

18. 离心泵最常用的调节方法是( )

A. 改变吸入管路中阀门开度

B. 改变压出管路中阀门的开度

C. 安置回流支路,改变循环量的大小

D. 车削离心泵的叶轮

19. 离心泵效率最高的点称为( )

A. 工作点

B. 操作点

C. 设计点

D. 计算点

20. 离心泵铭牌上标明的扬程是指( )

A. 功率最大时的扬程

B. 最大流量时的扬程

C. 泵的最大扬程

D. 效率最高时的扬程

21. 以下物理量不属于离心泵的性能参数( )

A. 扬程

B. 效率

C. 轴功率

D. 理论功率(有效功率)

22. 离心泵铭牌上标明的流量是指( )

A. 效率最高时的流量

B. 泵的最大流量

C. 扬程最大时的流量

D. 最小扬程时的流量

23. 离心泵的扬程是( )

A. 实际的升扬高度

B. 泵的吸液高度

C. 液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度

D. 单位重量液体出泵和进泵的机械能差值

24. 用离心泵将液体从低处送到高处的垂直距离,称为()

A. 扬程

B. 升扬高度

C. 吸液高度

25. 为减少电机的启动功率,离心泵在启动前应将().

A. 出口阀关闭

B. 进口阀关闭

C. 出口阀打开

D.进口阀打开

26. 欲提高降尘宝的生产能力,主要的措施是()。

A. 提高降尘宝的高度;

B. 延长沉降时间;

C. 增大沉降面积

27. 颗粒的重力沉降在层流区域时,尘气的除尘以()为好。

A. 冷却后进行;

B. 加热后进行;

C. 不必换热,马上进行分离。

28. 要使微粒从气流中除去的条件,必须使微粒在降尘室内的停留时间()微粒的沉降时间。

A. ≥;

B. ≤;

C. <;

D. >

29. 过滤操作中滤液流动遇到阻力是()。

A. 过滤介质阻力;

B. 滤饼阻力;

C. 过滤介质和滤饼阻力之和。C

30. 工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管,其目的是()。

A. 增加热阻,减少热量损失;

B. 节约钢材、增强美观;

C. 增加传热面积,提高传热效果。

31. 有一列管换热器,用饱和水蒸汽(温度为120 ℃)将管内一定流量的氢氧化钠溶液由20℃加热到80℃,该换热器的平均传热温度差Δ

t m为()。

A. -60/ln2.5;

B. 60/ln2.5;

C. 120/ln5

32. 在比较多的情况下,尤其是液-液热交换过程中,热阻通常较小可以忽略不计的是()。

A. 热流体的热阻;

B. 冷流体的热阻;

C. 冷热两种流体的热阻;

D. 金属壁的热阻。

33. 湍流体与器壁间的对流传热(即给热过程)其热阻主要存在于()。

A. 流体内;

B. 器壁内;

C. 湍流体滞流内层中;

D. 流体湍流区域内。

34. 强化传热的主要途径是()。

A. 增大传热面积

B. 提高K值

C. 提高Δt m

35.()是一种以电磁波传递热能的方式。

A. 传导

B. 对流

C. 辐射

三、判断题:

1. ()流体在园管内作稳定流动时,其流速与管径的一次方成反比。

2. ()流体在园管内流动阻力主要有沿程阻力和局部阻力。

3. ()化工单元操作是一种物理操作,只改变物质的物理性质而不改变其化学性质。

4. ()在稳定流动过程中,流体流经各截面处的体积流量相等。

5. ()流体在等直径的导管中作稳态流动时,由于流动有摩擦阻力损失,因此流体的流速沿管长而逐渐变小。

6. ()流体作层流流动时,摩擦系数(λ)只是Re的函数,而与管

壁的粗糙度无关。

7.()实际流体在导管内作稳态流动时,各种形式的能量(或压头)可以互相转,但导管任一截面的位压头、动压头与静压头之和为一常数。

8.()稳定流动时,流体的流速、压强、密度等均不随时间和位置而变。

9. ()流体阻力产生的根本原因是流体与壁面之间的摩擦而引起的。

10. ()离心泵启动时,为减小启动功率,应将出口阀门关闭,这是因为流量增加而功率增大。

11. ()离心泵的出口阀关闭,其流量为零,则所需的轴功率也为零。

12. ()离心泵的扬程又称压头,即升扬高度。

13. ()选用离心通风机时,如果输送气体的温度、压力与实验状态不同时,则要校正风压后再选用。

14. ( )离心泵的“气缚”与“气蚀”现象,其本质是相同的。

15. ()板框压滤机采用横穿法洗涤时,若洗涤压差=最终过滤压差,洗涤液粘度=滤液粘度,则其洗涤速率=1/4过滤终了速率。

16. ()流体流动时,滞流内层的粘度是对流传热的主要控制因素。

17. ()传导和对流传热的传热速率与温度的一次方之差成正比,而辐射的传热速率与温度的四次方之差成正比。

18. ()导热系数和给热系数都是物质的属性之一。

19. ()多层平面壁稳态热传导时,推动力是内壁面与外壁面间总的温度差;总热阻是各层热阻的倒数之和。

20. ( )在相同条件下,采用逆流操作比采用并流操作,所需传热面积要小。

21. ( )稳定传热是指传热过程中的温度既不随时间而变,又不随位置而变

22. ( )在稳定多层园简壁导热中,通过多层园简壁的传热速率Q 相等,( )而且通过单位抟热面积的传热速率Q /A 也相同.

23. ( )蒸汽冷凝时,膜状冷凝的对流传热系数小于滴状冷凝时的对流体热系数

24. ( )保温层应该选用导热系数小的绝热材料.

25. ( )在稳定的多层平壁导热中,若某层的热阻较大,则这层的导热温度差就较小.

26. ( )在列管换热器中,用水冷却某气体,气体中有稀酸冷凝出来,应将气体安排走管程。

四、问答题:

1. g p z g p z ρρ00+=+(1),

gh p p a ρ+= (2) 这两个静力学方程式说明些什么?

2. 流动类型有几种?是如何判断流型的?

3. 什么叫化工单元操作?常用的化工单元操作有哪些?

4. 如图所示,A.B.C 三点在同一水平面上,d A =d B =d C ,问:

(1)当阀门关闭时,A.B.C 三点处的压强哪个大?哪个小?或相等?

(2)当阀门打开,高位槽液面保持不变,A.B.C 三点处的压强哪个大?

哪个小?或相等?

第 4 题图

5. 当离心泵启动后不吸液,其原因主要有哪些?

6. 如图所示的2B31型离心泵装置中,你认为有哪些错误?并说明原因。

7. 传导传热,对流传热和辐射传热,三者之间有何不同?

8. 为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作?

9. 提高传热系数时,为什么要着重提高给热系数小的这一侧?

五、计算题:

五、计算题:

1. 用泵将密度为850kg /m 3,粘度为190cP 的重油从贮油池送至敞口高位槽中,升扬高度为20㎜。输送管路为φ108×4㎜的钢管,总长为1000m (包括直管长度及所有局部阻力的当量长度)。管路上装有孔径为80㎜的孔板以测定流量,其油水压差计的读数R =500㎜。孔流系数Co =0.62,水的密度为1000kg /m 3。试求: ⑴输油量是多少m 3/h ? ⑵若泵的效率为0.55,计算泵的轴功率。

***答案***

⑴ ()s m Rg

c u i o /816.0850

85010005.081.9262.0)(20=-????=-=ρρρ h m u d V h /76.143600816.008.0785.0785.0322=???==

(2)s m u /522.010080815.02

=??

? ???= 200023410190850

522.01.0Re 3 =???==-μρu d ,层流

274.0234

64Re 64===λ kg J u d l h f /3.3732

522.01.01000274.022

2=??=∑=λ kg J h gz W e f /5.5693.37381.920=+?=∑+=

2. 粘度为30cp ,密度为900 kg /m 3的液体,自A 经内径为40㎜的管路进入B ,两容器均为敞口,液面视为不变。管路中有一阀门。当阀全关时,阀前后压力表读数分别为0.9at 和0.45at 。现将阀门打至1/4开度,阀门阻力的当量长度为30m ,阀前管长50m ,阀后管长20m (均包括局部阻力的当量长度)。试求: (1)管路的流量m 3/h ?(2)阀前后压力表读数有何变化?

***答案***

解:(1)阀关时 g p z gz p ρρ/1111=?=,

即: m z 1081

.99001081.99.04

1=???= 同理: m z 581

.99001081.945.04

2=???= 阀开时,两槽液面间列机械能衡算式:

∑+++=++f B B a A A a

h u gz p u gz p 2222ρρ ()()kg J g z z h B A f /05.4981.9510=?-=∑-=?

而 22

212502

04.0)302050(2u u u d l h f λλλ=++?=∑= 设流动为层流,则)/64u d ρμλ(

= 代入上式可得: s m u u u

/736.090004.0103064125005.4923=??????=- 校核:20002.8831030736

.090004.0Re =???==μρu

d ,结果有效

∴h m V h /33.33600736.004.0785.032=???=

(2)阀开后,P ↓,P ↑

3. 如下图所示的输水系统,用泵将水池中的水输送到敞口高位槽,管道直径均为φ83×3.5㎜,泵的进、

出管道上分别安装有真空表和压力表,真空表安装位置离贮水池的水面高度为 4.8m , 压力表安装位置离贮水池的水面高度为5m 。当输水量为36m 3/h 时,进水管道的全部阻力损失为1.96J /kg ,出水管道的全部阻力损失为4.9 J /kg ,压力表的读数为2.5kgf /cm 2,泵的效率为70%。

⑶真空表的读数多少kgf /cm 2?

解: ⑴如图取截面0-0(贮槽液面), 1-1(真空表), 2-2(压

力表), 3-3(高位槽), 在截面2-2和3-3间列柏努利方程,

以2-2为基准面(目的求H 3)

∑+++=++-322333222

222f h u p g H u p g H ρρ ∵224/1/1081.91cm kgf m N at =?=

s m A Q u /21.2076.0785.03600

/36=?== 则:9.481.92

21.210001081.95.232

4+=+??H m H 74.2481

.974.2423==? ∴ m H H 74.2953=+=

⑵在0-0和3-3间列柏努利方程以0-0为基准面(求We ) ∑+++=+++-30233200

022f h u p Hg We u p g H ρρ 则: ∑=++?=+=-kg J h Hg W e f /62.298)9.496.1(81.974.2930

W We V We Ws Ne s 2.298662.29810003600

36=??==?=ρ kW W Ne N 27.4426770.0/2.2986/====η

⑶ 在0-0和1-1间列伯努利方程以0-0为基准面 ∑+++=++-102111200

022f h u p g H u p g H ρρ ]/[49.5196.12

21.281.98.421

kg J p p a =++?=-ρ ∴ ]/[525.01081.91000

49.51241cm kgf p p a =??=

- 4. 用离心泵将水由水槽送至水洗塔中,水洗塔内的表压为9.807×104N /m 2,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15m ,在某送液量下,泵对水作的功为317.7 J /kg ,管内摩擦系数为0.018,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 φ108×4mm 水的密度为1000 kg /m 3。求输水量为多少m 3/h ?

***答案***

∑+++=+++-212222211

122f h u p g z We u p g z ρρ 已知数据:kg J W e u p z /7.31700011

1=≈==;;(表);;)(/1081.9152422表;m N p m z ?== 简化上式:∑+++=-21222

22f h u p g z We ρ 又 ∑==-2222219.92

u u d l h f λ ∴ 45.724.109.92

10001081.91581.97.3172222224=?++?+?=u u u ∴ s m u /64.22=

h m u d V h /64.74360064.21.0785.03600785.0322=???=?=

5. 某化工厂用泵将地面上储池中密度为1100 kg /m 3的碱液送至吸收塔顶经喷咀喷出,输液管与喷咀连接处的压强为0.22at (表压)。泵的吸入管为Φ108×4mm 的钢管,管内流速为0.5m /s ;压出管径为φ56×3mm 的钢管。储槽中碱液深度为1.2m ,池底至塔顶喷咀处的垂直距离为19m ,取λ=0.02,设吸入管路的阻力损失忽略不计,而压出管路直管总长为22m ,各种局部阻力的当量长度之和∑Le =103m ,求此泵的有效功率为多少kw ?

解:定储槽液面为1-1,输液管与喷咀连接处为2-2,地面为基准面,

列机械能衡算式:

∑+++=+++-212222211

122f h u p g z We u p g z ρρ ∵ s m d d u u /205.01.05.022

2=??? ???=???? ???=出进 ∑=+?==+∑=-kg J u d le l h f /1002

205.01032202.02)2222

1(λ ∴ kg J h u p g z z We f /2.2961002211001058.2181.9)2.119(2)(2321222

12=++?+?-=∑+++-=-ρ

kW We V We Ws Ne s 28.12.29611005.01.0785.02=????==?=ρ

6. 欲用离心泵将20℃水以30m 3/h 的流量由水池打到敝口高位槽,两液面均保持不变,液面高差为18m ,泵的吸入口在水池液面上方2m 处。泵的吸入管路全部阻力为1m H 2O 柱,压出管路全部阻力为3m H 2O 柱,泵的效率为0.6,求泵的轴功率。若已知泵的允许吸上真空高度为6m ,问上述安装高度是否合适?(动压头可忽略)。水的密度可取1000 kg /m 3。

***答案***

如图取1-1,2-2截面,并以1-1截面为基准面,列伯

努利方程得:

m H Z H f

22311821=++=∑+?=- ∴ kW QH N 36

.010*******)3600/30(102=???==ηρ m m H g

u Hs Hg f 25162][2

=-=--=吸允允 ∵Hg 实<Hg 允 ∴安装高度合适。

7. 现需用一台离心泵将293K 的河水44m 3/h 送至敞口的贮水池内。已知管路特性曲线方程21400030Qe He +=(式中He 的单位是m ,Qe 的单位是m 3/s )。

(1)管路要求泵的升扬高度为多少?(说明原因)(2)今仓库有四种规格的离心泵(见下表),问能否从中选一台?

型号 3B-33A 40B-35A 3B-33 3B-57A

Q L/s 12.5 25 12.5 13.9

H m 22.5 34.6 32.6 37.5

H s m 5.0 5.8 5.0 6.4

(3)若吸入管路的阻力损失和动压头之和为1m ,试确定所选泵的安装高度,并用图表示出来(当地大气压为10m H 2O )

***答案***

(1)升扬高度ΔZ

∵ 30=?+?=g

p Z K ρ,而ΔP=0(河面、贮水池面均与大气相通)故 ΔZ=K =30m ,即升扬高度为30m (2)选泵

已知:s L h m Qe /2.123600/100044/443=?==

又 m Qe He 1.32)3600/44(1400030140003022=?+=+=

查题表得,3B33型离心泵合适,其Q =12.5L/s ,H =32.6m ,Hs =5m

(3)定安装高度H 安

∵ 吸允允f H g

u s H Hg --'=2][2

又∵ m H g

u f 121021=+- ∴ m Hg 415][=-=允 H 安=H g -1=4-1=3m 即安装高度不超过3m

8. 用内径100mm 的钢管从江中将293K 的水送入蓄水池内,水由池底进入,池中水面高出江面30m ,管路的长度(包括局部阻力的当量长度在内)为60m ,水在管内的流速为1.5m /s 。今仓库存有下列四种规格的离心泵,问可否从中选用一台?已知管路的摩擦系数λ=0.02,若当地大气压为10m H 2O ,吸入管路的总压头损失和动压头之和为1m ,试计算此泵的安装高度。

附:仓库现有四台泵的性能

泵 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ

流 量 m 3/h 61.2 57.6 54 43.2

扬 程 m 4.2 38 35 32

允许吸上真空度m 6.2 6.5 5 6

(1)选泵

h m u d Qe /4.4236005.11.0785.04322=???==π

g

u d l H g u g p Z He f 23022

2λρ+=+?+?+?= m 4.3181

.925.11.06002.0302

=???+= 由Qe =42.4m 3/h ;He =31.4m 查性能表,选IV 号泵合适,

其Q =43.2m 3/h ; H =32m

(2)求泵安装高度H 安

吸f H g

u s H Hg --'=2][2

,m Hg H )15.0(--=安 ∵ Hs'=Hs =6m (t=20℃,10m H 2O 送水) 已知:m H g u f 122=+吸

∴m m Hg H 45.4)15.0(16)15.0(-=---=--=安 即安装高度不高于4.5m 。

9. 用一降尘室来净制含有煤粉的空气,煤粉粒子的最小直径为10mm ,密度为1400 kg/m 3,气体温度为25℃,在此温度下的粘度为0.018(mN.s)/m 2,密度为1.2 kg/m 3,含尘气体接近常压,处理量为2m 3/s 。气体进入降尘室内保持流速为0.2m/s 。若降尘室的宽为2.5m ,长为5m ,试估算降尘室的总高度,层数及每层的高度?

***答案***

解:(1)求u t 设为层流沉降,则

s m g d u s p t /1024.410

018.01881.92.1-1400101018)(3-3-26-2?=????=-=)()(μρρ 验算: 11083.210018.02

.11024.41010Re 3336 ----?=?????==μρ

t p p u d 假设正确,结果有效。

(2)求每层高度H

H ≤m u L u t 106.02

.051024.43=??=- (3)求层数

层单总381024.45.2523-=???==V V n

(4)求总高H 总 H 总=nH =38×0.106=4m

10. 用一板框压滤机在147.1kN/m 2(表压)下恒压过滤某悬浮液,要求在1.5小时内获得4m 3的滤液,若过滤介质阻力忽略,滤渣为不可压缩,并测得过滤常数K=1.6×10-5m 2/s ,问:(1)需要过滤面积多少m 2?

(2)若选用滤框尺寸:长×宽×厚=635×635×25mm ,需滤框多少块?(3)过滤完毕,用清水在与过滤压力相同的情况下洗涤30分钟,洗水的消耗量为多少m 3?(4)若把压力加倍,其它情况不变过滤1.5小时,可得滤液多少m 3?

解:(1)求过滤面积

∵ 25222

26.1336005.1106.14m K V A KA V =???==?=-ττ (2)求框数

13.6/0.635×0.635×2=17块

(3)求洗水量

h m V V KA d dV W

/33.05.1848832=?===??? ??ττ ∴317.060/3033.0m d dV V W W

W =?=??? ??=ττ (4)求滤液量

212212

2=??=p p V V 31266.5242m V V ===

*在)2(7.202atm kPa 操作压力下用板框过滤机处理某物料,操作周期为h 3,其中过滤h 5.1,滤饼不需洗涤。已知每获31m 滤液得滤饼305.0m ,操作条件下过滤常数s m /103.32

5-?=K ,介质阻力可忽略,滤饼不可压缩。试计算:

(1)若要求每周期获36.0m 的滤饼,需多大过滤面积?

化工原理期末考试试题及答案

1.(20分)有立式列管式换热器,其规格如下:管数30根、管长 3 m、管径由25×2.5 mm,为单管程。今拟采用此换热器冷凝冷却CS2 饱和蒸汽,从饱和温度46℃冷却到10℃,CS2 走管外,其流量为250 kg/h,其冷凝潜热为356 kJ/kg,液体CS2的比热为 1.05 kJ /(kg·℃ );水走管内与CS2成总体逆流流动,冷却水进出口温度分别为5℃和30℃。已知CS2 冷凝和冷却时传热系数(以外表面积为基准)分别为K1= 232.6和K2= l16.8 W/(m2·℃),问此换热器是否适用? 1.解:CS2冷凝的热负荷:Q冷凝=250×356=89000kJ/h=24.72 KW CS2冷却的热负荷:Q 冷凝=250×1.05×(46-10)=9450kJ/h =2.6 KW 总热负荷Q 为:Q=24.7+2.63=27.3 KW 冷却水用量q m2 为:q m2=27.3 =0.261kg/s=940kg/h 4.187×(30-5) 设冷却水进入冷却段的温度为t k,则有:0.261×4.187×(t k- 5)=2.6KW 解之得:t k=7.38℃,则:(5 分) 冷凝段对数平均温差:Δ t m=(46-30)-(46-7.38) =25.67℃ ln46 -30 46-7.38 所需传热面积: A 冷凝=24.7/232.6×10-3×25.67= 4.14m2,(5 分) 冷却段对数平均温差:Δ tm=(46-7.38)-(10-5)= 16.45℃ ln 46-7.38 (5 分)10-5 所需传热面积: A 冷却= 2.6/116.8×10-3×16.45= 1.35m2, 冷凝、冷却共需传热面积:Σ A i=4.14+ 1.35=5.49m2, 换热器实际传热面积为:A0=30×3.14×0.025×3=7.065>ΣA i ,所以适宜使用。(5分) 2.(20 分)某列管换热器由多根Φ 25×2.5mm的钢管组成,将流量为15×103kg/h 由20℃加热到55℃, 苯在管中的流速为0.5m/s ,加热剂为130℃的饱和水蒸汽在管外冷凝,其汽化潜热为2178kJ/kg ,苯的比热容cp为1.76 kJ/kg ·K,密度ρ 为858kg/m3,粘度μ为0.52 ×10-3Pa·s,导热系数λ为0.148 W/m·K,热损失、管壁热阻及污垢热阻均忽略不计,蒸汽冷凝时的对流传热系数α 为10×104 W/m2·K。试求: (1)水蒸汽用量(kg/h );(4分) (2)总传热系数K(以管外表面积为准);(7 分) (3)换热器所需管子根数n及单根管子长度L。(9 分)

化工原理试题及答案

中南大学考试试卷(A) 2013 ~ 2014 学年2 学期时间110分钟化工原理课程48 学时 3 学分考试形式: 闭卷 专业年级:化工?制药?应化11级总分100分,占总评成绩70 % 一、选择填空(35分) 1?(2分) 某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ,当地大气压为101kPa,则泵入口处的绝对压强为( )? A. 74.3kPa; B. 101kPa; C. 127.6kPa? 2?(2分) 水在圆形直管中作滞流流动,流速不变,若管子直径增大一倍,则阻力损失为原来的( )? A. 1/4; B. 1/2; C. 2倍? 3?(4分) 当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为Pa,真空度为Pa? 4?(2分) 一球形石英颗粒,分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降,若系统温度升高,则其在水中的沉降速度将,在空气中的沉降速度将? 5?(5分) 套管由Φ57×2.5mm和Φ25×2.5mm的钢管组成,则环隙的流通截面积等于,润湿周边等于,当量直径等于? 6?(2分) 板框压滤机中,最终的过滤速率是洗涤速率的( )? A.一倍 B.一半 C.四倍 D.四分之一

7?(4分) 冷热水通过间壁换热器换热,热水进口温度为90o C,出口温度为50o C,冷水进口温度为15o C,出口温度为53o C,冷热水的流量相同,且假定冷热水的物性为相同,则热损失占传热量的( )? A?5%; B?6%; C?7%; D?8%; 8?(2分) 为了减少室外设备的热损失,保温层外所包的一层金属皮应该是( ) A?表面光滑,颜色较浅; B?表面粗糙,颜色较深; C?表面粗糙,颜色较浅; D?表面光滑,颜色较深; 9?(4分) 黑体的表面温度从300℃升至600℃,其辐射能力增大到原来的倍?10?(1分) 采用多效蒸发的目的是为了提高( )? A. 完成液的浓度; B. 加热蒸汽经济程度; C. 生产能力 11、(1分) 多效蒸发中,蒸汽消耗量的减少是通过增加( )而换取的? A. 传热面积; B. 加热蒸汽压力; C. 传热系数 12?(1分) ( )加料的多效蒸发流程的缺点是料液粘度沿流动方向逐效增大,致使后效的传热系数降低? A. 并流; B. 逆流; C. 平流 13?(1分) 离心泵的调节阀( ) , A.只能安在进口管路; B.只能安在出口管路上; C.安装在进口管路和出口管路上均可; D.只能安在旁路上 14?(1分) 泵的工作点( )? A 由泵铭牌上的流量和扬程所决定; B 即泵的最大效率所对应的点; C 由泵的特性曲线所决定; D 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点?15?(3分) 在旋风分离器中,某球形颗粒的旋转半径为0.4 m,切向速度为15 m/s ?当颗粒与流体的相对运动属层流时,其分离因数K c为?

化工原理期末考试真题及答案

填空题 I. (3分)球形粒子在介质中自由沉降时,匀速沉降的条件是 _粒子所受合力的 代数和为零_。滞流沉降时,其阻力系数=_24/ Rep_. 2― 勺、连续的同种流体内,位于同一水平面上各点的压力均相等。 3. 水在内径为? 105mmX25mm 只管内流动,已知水的粘度为1.005mPa*s ,密度 为1000kg*m3,流速为1m/s ,贝U Re=99502流动类型为湍流。 4. 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2—倍;如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的1/4倍. 5. 求取对流传热系数常采用 因次分析法,将众多影响因素组合成若干无因次 数群,再通过实验确定各特征数 数之间的关系,即得到各种条件下的 关联 式。 6. 化工生产中加热和冷却的换热方法有_直接换热_,间壁换热和蓄热换热. 7. 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 侧流体的温度,总传热系数K 接近空气侧流体的对流给热系数。 8. 气液两相平衡关系将取决于以下两种情况: ⑴(2)若p > pe 或Ce > C 则属于吸收过程 9. 计算吸收塔的填料层高度,必须运丽口下三个方面的知识关联计算:_平衡关系 ,物料衡算,传质速率.. 10. 在一定空气状态下干燥某物料能用干燥方法除去的水分为 _自由水分首先除 去的水分为非结合水分不能用干燥方法除的水分为 平衡水分。 II. ,当20E 的水(p =998.2kg/m3,卩=1.005厘泊)在内径为100mm 勺光滑管内流 动时,若流速为1.0m/s 时,其雷诺准数Re 为9.93 x 105;直管摩擦阻力系数入为 0.0178._ 12. 流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有粘性 13. 计算管道流体局部阻力的方法有:当量长度法;阻力系数法;,其相应的阻力计 14. 过滤是一种分离悬浮在 液体或气体中固体微粒 的操作。 15. 进行换热的两流体,若a 1》a 2时,要提高K 值,应设法提高a 2; 当a 1 "a 2时,要提高K 值,应使 a 1a 2同时提高 。 16. 某间壁换热器中,流体被加热时,圆形管内湍流的传热系数表达式为 0.023 Re 0.8 Pr 0.4.当管内水的流速为0.5m/s 时,计算得到管壁对水的传热系 d 数a =2.61(kw/ (nt K ).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速 为1.2m/s 时,此时传热系数a =3.81(kw/ ( nV K ). 17. 强化传热的方法之一是提高 K 值.而要提高K 值则应提高对流传热系数提高 给热系数较小一侧的给热系数. 18. 吸收剂用量增加,操作线斜率增大,吸收推动力增大。 (增大,减小,不变) 19. 双膜理论认为,吸收阻力主要集中在界面两侧的气膜和液膜 之中。 20. 对不饱和湿空气,干球温度大于湿球温度,露点温度小于湿球温度。 算公式为h f 2 l e U d 2g ;,h f 2g

(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。

化工原理课后习题答案上下册(钟理版)

下册第一章蒸馏 解: 总压 P=75mmHg=10kp 。 由拉乌尔定律得出 0 A p x A +0 B p x B =P 所以 x A = 000B A B p p p p --;y A =p p A 00 00B A B p p p p --。 因此所求得的t-x-y 数据如下: t, ℃ x y 113.7 1 1 114.6 0.837 0.871 115.4 0.692 0.748 117.0 0.440 0.509 117.8 0.321 0.385 118.6 0.201 0.249 119.4 0.095 0.122 120.0 0 0. 2. 承接第一题,利用各组数据计算 (1)在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度i α,取各i α的算术平均值为α,算出α对i α的最大相对误差。 (2)以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y-x ”关系,算出由此法得出的各组y i 值的最大相对误差。 解: (1)对理想物系,有 α=00B A p p 。所以可得出

t, ℃ 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0 i α 1.299 1.310 1.317 1.316 1.322 1.323 1.324 1.325 1.326 算术平均值α= 9 ∑i α=1.318。α对i α的最大相对误差= %6.0%100)(max =?-α ααi 。 (2)由x x x x y 318.01318.1)1(1+=-+= αα得出如下数据: t, ℃ 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0 x 1 0.837 0.692 0.558 0.440 0.321 0.201 0.095 0 y 1 0.871 0.748 0.625 0.509 0.384 0.249 0.122 0 各组y i 值的最大相对误差= =?i y y m ax )(0.3%。 3.已知乙苯(A )与苯乙烯(B )的饱和蒸气压与温度的关系可按下式计算: 95.5947 .32790195.16ln 0 -- =T p A 72 .6357.33280195.16ln 0 --=T p B 式中 0 p 的单位是mmHg,T 的单位是K 。 问:总压为60mmHg(绝压)时,A 与B 的沸点各为多少?在上述总压和65℃时,该物系可视为理想物系。此物系的平衡气、液相浓度各为多少摩尔分率? 解: 由题意知 T A ==-- 0195.1660ln 47 .327995.59334.95K =61.8℃ T B ==--0195 .1660ln 57 .332872.63342.84K=69.69℃ 65℃时,算得0 A p =68.81mmHg ;0 B p =48.93 mmHg 。由0 A p x A +0 B p (1-x A )=60得 x A =0.56, x B =0.44; y A =0 A p x A /60=0.64; y B =1-0.64=0.36。 4 无

化工原理习题 含答案

·流体 流动部分 1.某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3 的重油(如附图所示),油面最高时离罐底9.5 m ,油面上方与大气相通。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔,其中心距罐底1000 mm ,孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ,问至少需要几个螺钉(大气压力为101.3×103 Pa )? 解:由流体静力学方程,距罐底1000 mm 处的流体压力为 作用在孔盖上的总力为 每个螺钉所受力为 因此 2.如本题附图所示,流化床反应器上装有两个U 管压差计。读数分别为R 1=500 mm ,R 2=80 mm ,指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散,于右 侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水,其高度R 3=100 mm 。试求A 、B 两点的表压力。 习题2附图 习题1附图

解:(1)A点的压力 (2)B点的压力 3、如本题附图所示,水在管道内流动。为测量流体压力,在管道某截面处连接U管压差计,指示液为水银,读数R=100毫米,h=800mm。为防止水银扩散至空气中,在水银液面上方充入少量水,其高度可忽略不计。已知当地大气压为101.3KPa试求管路中心处流体的压力。 解:设管路中心处流体的压力为p P A =P A P + ρ 水gh + ρ 汞 gR = P P=p 0- ρ 水 gh - ρ 汞 gR =(101.3×103-1000×9.8x0.8 - 13600×9.8×0.1) P=80.132kpa 4、如本题附图所示,高位槽内的水位高于地面7 m,水从φ108 mm×4 mm的管道中流出,管路出口高于地面1.5 m。已知水流经系统的能量损失可按∑h f=5.5u2计算,其中u为水在管内的平均流速(m/s)。设流动为稳态,试计算(1)A-A'截面处水的平均流速;(2)水的流量(m3/h)。

化工原理期末复习题答案

化工原理2学习要求 第7章传质与分离过程概论 1、掌握平衡分离与速率分离的概念(基本原理)及各自有哪些主要类型。 平衡分离:借助分离媒介(热能、溶解、吸附剂)使均相混合物变为两相,两相中,各组分达到某种平衡,以各组分在处于平衡的两相中分配关系的差异为依据实现分离。 主要类型:(1)气液传质过程(2)汽液传质过程(3)液液传质过程(4)液固传质过程(5)气固传质过程 速率分离:借助推动力(压力、温度、点位差)的作用,利用各组扩散速度的差异,实现分离。 主要类型:(1)膜分离:超滤、反渗透、渗析、电渗析(2)场分离:电泳、热扩散、高梯度磁场分离 2、掌握质量传递的两者方式(分子扩散和对流扩散)。 分子扩散:由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象——分子传质。 对流扩散:运动流体与固体表面之间,或两个有限互溶的运动流体之间的质量传递过程—对流传质 3、理解双膜理论(双膜模型)的论点(原理)。 (1) 相互接触的两流体间存在着稳定的相界面,界面两侧各存在着一个很薄(等效厚度分别为z G和z L)的流体膜层(气膜和液膜)。溶质以分子扩散方式通过此两膜层。 (2) 溶质在相界面处的浓度处于相平衡状态。无传质阻力。 (3) 在膜层以外的两相主流区由于流体湍动剧烈,传质速率高,传质阻力可以忽略不计,相际的传质阻力集中在两个膜层内。 4、理解对传质设备的性能要求、掌握典型传质设备类型及各自的主要特点。 性能要求: 单位体积中,两相的接触面积应尽可能大 两相分布均匀,避免或抑制沟流、短路及返混等现象发生 流体的通量大,单位设备体积的处理量大 流动阻力小,运转时动力消耗低 操作弹性大,对物料的适应性强 结构简单,造价低廉,操作调节方便,运行安全可靠 第8章吸收 1、掌握吸收的概念、基本原理、推动力,了解吸收的用途。 吸收概念:使混合气体与适当的液体接触,气体中的一个或几个组分便溶解于液体内而形成溶液,于是原混合气体的组分得以分离。这种利用各组组分溶解度不同而分离气体混合物的操作称为吸收。 吸收的基本原理:当气相中溶质的实际分压高于与液相成平衡的溶质分压时,溶质便由气相向液相转移,即吸收。利用混合气体中各组分在液体中溶解度差异,使某些易溶组分进入液相形成溶液,不溶或难溶组分仍留在气相,从而实现混合气体的分离。

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 P A *(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B *(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以260.6℃时为例 当t= 260.6℃时 x = (P-P B *)/(P A *-P B *) =(13.3-2.826)/(13.3-2.826)= 1 平衡气相组成以260.6℃为例 当t= 260.6℃时 y = P A *x/P = 13.3×1/13.3 = 1 同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289 x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0 y 1 0.767 0.733 0.524 0 根据平衡数据绘出t-x-y曲线 3.利用习题2的数据,计算:⑴相对挥发度;⑵在平均相对挥发度下的x-y数据,并与习题2 的结果相比较。 解:①计算平均相对挥发度 理想溶液相对挥发度α= P A */P B *计算出各温度下的相对挥发度: t(℃) 248.0 251.0 259.1 260.6 275.1 276.9 279.0 289.0 291.7

化工原理习题及答案

一、名词解释(每题2分) 1. 非均相混合物 物系组成不同,分布不均匀,组分之间有相界面 2. 斯托克斯式 3. 球形度s 非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值 4. 离心分离因数 离心加速度与重力加速度的比值 5?临界直径de 离心分离器分离颗粒最小直径 6. 过滤 利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作 7. 过滤速率 单位时间所产生的滤液量 8. 过滤周期 间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间 9. 过滤机生产能力 过滤机单位时间产生滤液体积 10. 浸没度 转筒过滤机浸没角度与圆周角比值 二、单选择题(每题2分) 1、自由沉降的意思是______ 。 A颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计E颗粒开始的降落速度为零,没有附加一个初始速度C颗粒在降落的方向上只受重力作用,没有离心力等的作用 D颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程D 2、颗粒的沉降速度不是指_______ 。 A等速运动段的颗粒降落的速度 E加速运动段任一时刻颗粒的降落速度 C加速运动段结束时颗粒的降落速度 D净重力(重力减去浮力)与流体阻力平衡时颗粒的降落速度B 3、对于恒压过滤______ 。 A 滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的?2倍 B 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍 C 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍 D 当介质阻力不计时,滤液体积增大一倍,则过滤时间增大至原来的4倍D 4、恒压过滤时,如介质阻力不计,滤饼不可压缩,过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量 __ 。 A增大至原来的2倍E增大至原来的4倍 C增大至原来的2倍D增大至原来的倍

化工原理考试题及答案I

化工原理考试题及答案 姓名____________班级____________学号_____________成绩______________ 一、填空题: 1.(3分)题号1155 第1章知识点400 难度容易 当20℃的甘油(ρ=1261kg.m,μ=1499厘泊),在内径为100mm的管内流动时,若流速为2.0m.s时,雷诺数Re为_______,流体的流动型态为______。 ***答案*** 168.2 层流 2.(2分)题号2038 第2章知识点100 难度容易 往复压缩机的实际工作循环由_____、_______、______和______四个阶段组成。 ***答案*** 膨胀、吸气、压缩、排气 3.(2分)题号4060 第4章知识点200 难度容易 对流传热膜系数α工程制单位为_____________,SI制单位为_________。 ***答案*** kCal.h.K.m; W/(Km) 二、选择题: 1.(2分)题号1202 第1章知识点400 难度容易 园管的摩擦系数λ=64/Re公式的适用范围是()。 A. 滞流 B. 过渡流 C. 湍流 ***答案*** A 2.(2分)题号2121 第2章知识点500 难度容易 通常所说的离心通风机的风压是指() A. 静风压 B. 动风压 C. 全风压 ***答案*** C 3.(2分)题号4147 第4章知识点400 难度中等 为了提高列管换热器管内流体的α值,可在器内设置()。 A. 分程隔板 B. 折流接板 C. 多壳程 ***答案*** A 三、判断题: 1.(2分)题号3058 第3章知识点100 难度容易 要使固体颗粒在沉降器内从流体中分离出来,颗粒沉降所需要的时间必须大于颗粒在器内的停留时间。() ***答案*** × 四、问答题: 1.(8分)题号3079 第3章知识点300 难度容易 试分析提高过滤速率的因素? ***答案*** 过滤速率为dv/Adθ=△P/rμL推动力/阻力提高过滤速率的方法有: (1)提高推动力△P,即增加液柱压力;增大悬浮液上面压力;在过滤介质下面抽真空。

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.

化工原理上册选择填空判断题库包含答案

化工原理试题库(上册) 第一章流体流动 一、选择题 1. 连续操作时,物料衡算通式中的过程积累量GA为( A )。 A.零 B.正数 C.负数 D.任意值 2. 热量衡算中,物料的焓为相对值,通常规定( A )的焓为零。 A.0℃液体 B.0℃气体 C.100℃液体 D.100℃气体 3. 流体阻力的表现,下列阐述错误的是( D )。 A.阻力越大,静压强下降就越大 B.流体的粘度越大,阻力越大 C.流体的流动状况是产生流体阻力的根本原因 D.流体的内摩擦力在流体激烈流动时不存在 4. 压强的具有专门名称的国际单位是Pa,用基本单位表示是( C )。 A.atm B.mmHg C.Kg/m.s2 D.N/m2 5. 水在直管中流动,现保持流量不变,增大管径,则流速( B )。 A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断 6. 对可压缩流体,满足( C )条件时,才能应用柏努力方程求解。 A. )%(20ppp121式中压强采用表压表示 B. )%(01ppp12 1式中压强采用表压表示 C. )%(20ppp121式中压强采用绝压表示 D. )%(01ppp1 2 1式中压强采用绝压表示 7. 判断流体的流动类型用( C )准数。 A.欧拉 B.施伍德 C.雷诺 D.努塞尔特 8. 流体在圆形直管中滞流流动时的速度分布曲线为( B )。 A.直线 B.抛物线 C.双曲线 D.椭圆线 9. 增大流体的流量,则在孔板流量计的孔板前后形成的压强差( A )。 A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断 10. 流体在管内流动时的摩擦系数与( B )有关。 A.雷诺准数和绝对粗糙度 B. 雷诺准数和相对粗糙度 C.欧拉准数和绝对粗糙度 D. 欧拉准数和相对粗糙度 11. 测速管测量得到的速度是流体( C )速度。 A.在管壁处 B.在管中心 C.瞬时 D.平均 12. 在层流流动中,若流体的总流率不变,则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的( C )倍。 A. 2; B. 6; C. 4; D. 1。 13. 流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动,则该矩形管道的当量直径为( C )。 A. 1.2m; B. 0.6m; C. 2.4m; D. 4.8m 2 14. 流体在长为2m、高为1m的矩形管道内流动,则该矩形管道的当量直径为( A )。 A. 1.33m; B. 2.66m; C. 0.33m; D. 0.66m。 15. 流体在内管外径为25mm,外管内径为70mm的环隙流道内流动,则该环隙流道的当量直径为( D )。 A. 25mm; B. 70mm; C. 95mm; D. 45mm。 16. 当流体在园管内流动时,管中心流速最大,滞流时的平均速度与管中心的最大流速的关系为( C ) A. u =3/2.umax B. u =0.8 umax C. u =1/2. umax D u =0.75 umax 17. 判断流体流动类型的准数为( A ) A . Re数 B. Nu 数 C . Pr数 D . Fr数 18. 流体在圆形直管内作强制湍流时,其对流传热系数α与雷诺准数Re 的n 次方成正比,其中的n 值为( B ) A . 0.5 B. 0.8 C. 1 D. 0.2 19. 牛顿粘性定律适用于牛顿型流体,且流体应呈( A ) A.层流流动 B 湍流流动 C 过渡型流动 D 静止状态 20. 计算管路系统突然扩大和突然缩小的局部阻力时,速度值应取为( C ) A. 上游截面处流速 B 下游截面处流速 C 小管中流速 D 大管中流速 21. 用离心泵在两个敞口容器间输送液体。若维持两容器的液面高度不变,则当输送管道上的阀门关小后,管路总阻力将( A )。 A. 增大; B. 不变; C. 减小; D. 不确定。 22. 流体的压强有多种表示方式,1标准大气压为 ( C ) A.780mm汞柱 B.1Kgf/cm2 D.10130Pa 23. 流体在圆管中层流流动,若只将管内流体流速提高一倍,管内流体流动型态仍为层流,则阻力损失为原来的( B )倍。 A.4 B.2 C.2 D.不能确定 24. 阻力系数法将局部阻力hf表示成局部阻力系数与动压头的乘积,管出口入容器的阻力系数为 ( A ) A.1.0 B.0.5 25. 在柏努利方程式中,P/ρg被称为 ( A ) A.静压头 B.动压头 C.位压头 D.无法确定 26. 流体的流动形式可用雷诺准数来判定,若为湍流则Re ( D ) A.<4000 B.<2000 C.>2000 D.>4000 27. 不可压缩性流在管道内稳定流动的连续性方程式为( A )可压缩性流体在管道内稳定流动的连续性方程式为( D ) 3 A.u1A1=u2A2 B.u1A2=u2A1

化工原理试题及答案

一、二章复习题 第一章 一、填空题 1.一个生产工艺是由若干个__________ 和___________构成的。 2.各单元操作的操作原理及设备计算都是以__________、___________、___________、和___________四个概念为依据的。 3.常见的单位制有____________、_____________和_______________。 4.由于在计量各个物理量时采用了不同的__________,因而产生了不同的单位制。 5.一个过程在一定条件下能否进行,以及进行到什么程度,只有通过__________来判断。6.单位时间内过程的变化率称为___________。 二、问答题 7.什么是单元操作主要包括哪些基本操作 8.提高过程速率的途径是什么 第二章流体力学及流体输送机械 流体力学 一、填空题 1.单位体积流体的质量称为____密度___,它与__比容_____互为倒数。 2.流体垂直作用于单位面积上的力,称为__流体的压强__________。 3.单位时间内流经管道任一截面的流体量称为___流量_____,其表示方法有__质量流量______和____体积流量____两种。 4.当管中流体形成稳定流动时,管中必定充满流体,即流体必定是__连续流动的_______的。5.产生流体阻力的根本原因是_内摩擦力_______;而___流体的运动状态________是产生流体阻力的第二位原因。另外,管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力_的大小与影响______________。 6.流体在管道中的流动状态可分为_____滞流_ 和____湍流______两种类型,二者在内部质点运动方式上的区别是_____湍流的质点有脉动滞流没有________________________________。 7.判断液体内处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是_静止的________、___连通的________、__连接的是同一种液体______________。 8.流体若由低压头处流向高压头处时,所加入外加功的作用是. 分别或同时提高流体的位压头;动压头;静压头以及弥补损失能量______________________________。

化工原理期末考试选择题及答案

1、 在完全湍流时(阻力平方区),粗糙管的摩擦系数 数值 ________ 。 A. 与光滑管一样 B. 只取决于Re C.取决于相对粗糙度 D.与粗糙度无关 2、 某离心泵运行一年后发现有气缚现象,应 _____ 。 A. 停泵,向泵内灌液 B. 降低泵的安装高度 C.检查进口管路是否有泄漏现象 D. 检查出口管路阻力是否过大 3、 液体在两截面间的管道内流动时,其流动方向是 ________ 。 A. 从位能大的截面流向位能小的截面; B. 从静压能大的截面流向静压能小的截面; C. 从动能大的截面流向动能小的截面; D. 从总能量大的截面流向总能量小的截面; 相差较大时,提高总传热系数 K 值的措施 B. 提高大的值; D.提高大的值,同时降低小的值。 5、在空气-蒸汽间壁换热过程中可采用 _____ 方法来提高传热速率最合理。 A. 提高蒸汽速度; B.采用过热蒸汽以提高蒸汽温度; C. 提高空气流速; D.将蒸汽流速和空气流速 都提高。 6沉降室的生产能力与—有关。 \ A. 颗粒沉降速度和沉降室高度; B.沉降面 积; C. 沉降面积和颗粒沉降速度; D. 沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度。 7、 离心泵的扬程是指泵给予( )液体的有效能量。 A. 1kg B. 1N C. 1m 8、 雷诺数的物理意义表示 __________ 。 A. 粘滞力与重力之比; B.重力与惯性力之比; C.惯性力与粘滞力之比; D.压力与粘滞力之比。 4、冷热两流体的对流给热系数 是 _____ 。 A.提高小的值; C.两个都同等程度提高;

9、为了减少室外设备的热损失,保温层外的一层隔热材料的表面应该 是_________ 。 A. 表面光滑,色泽较浅 B.表面粗糙,色泽较深

化工原理考试题及答案

化工原理 试题与答案 北村(奥力体育)复印店

化工原理考试题及答案 姓名____________班级____________学号_____________成绩______________ 一、填空题: 1.(2分)悬浮液属液态非均相物系,其中分散内相是指_____________;分散外相是指______________________________。 2.(3分)悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下,沿重力方向作自由沿降时,会受到_____________三个力的作用。当此三个力的______________时,微粒即作匀速沉降运动。此时微粒相对于流体的运动速度,称为____________ 。 3.(2分)自由沉降是 ___________________________________ 。 4.(2分)当微粒在介质中作自由沉降时,若粒子沉降的Rep相同时,球形度越大的微粒,介质阻力系数越________ 。球形粒子的球形度为_________ 。 5.(2分)沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒,在 _________力或__________力的作用下,沿受力方向发生运动而___________ ,从而与流体分离的过程。 6.(3分)球形粒子在介质中自由沉降时,匀速沉降的条件是_______________ 。滞流沉降时,其阻力系数=____________. 7.(2分)降尘宝做成多层的目的是____________________________________ 。 8.(3分)气体的净制按操作原理可分为_____________________________________ ___________________.旋风分离器属_________________ 。 9.(2分)过滤是一种分离悬浮在____________________的操作。 10.(2分)过滤速率是指___________________________ 。在恒压过滤时,过滤速率将随操作的进行而逐渐__________ 。 11.(2分)悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是___________________________ ___________________________________________________。 12.(2分)过滤阻力由两方面因素决定:一方面是滤液本身的性质,即其_________;另一方面是滤渣层本身的性质,即_______ 。 13.(2分)板框压滤机每个操作循环由______________________________________五个阶段组成。 14.(4分)板框压滤机主要由____________________________________________,三种板按 ________________的顺序排列组成。 1—2—3—2—1—2—3—2—1 15.(3分)某板框压滤机的框的尺寸为:长×宽×厚=810×810×25 mm,若该机有10块框,其过滤面积约为_________________ m。 16.(4分)板框压滤机采用横穿洗涤滤渣,此时洗穿过____层滤布及____个滤框厚度的滤渣,流经过长度约为过滤终了滤液流动路程的____倍,而供洗液流通的面积又仅为过滤面积的____。

化工原理上考试复习题及答案

化工原理(上)考试复习题及答案 (王学安老师提供) 一、选择题(将正确答案字母填入括号内、四选一) 1.遵循流体动力学规律的单元操作是( A )。 A、沉降 B、蒸发 C、冷冻 D、干燥 2.U型管液柱压力计两管的液柱差稳定时,在管中任意一个截面上左右两端所受压力( A )。 A、相等 B、不相等 C、有变化 D、无法确定 3.以下有关全回流的说法正确的是( A )。 A、精馏段操作线与提馏段操作线对角线重合 B、此时所需理论塔板数量多 C、塔顶产品产出量多 D、此时所用回流比最小4.吸收操作是利用气体混合物中各种组分( B )的不同而进行分离的。 A、相对挥发度 B、溶解度 C、气化速度 D、电离度 5.压力表在刻度盘上有红线是表示( C )。 A、设计压力、 B、公称压力 C、最高工作压力 D、最低工作压力6.某车间测得一精馏塔得真空度为540mmHg,绝对压强为100mm/Hg,则当地大气压为( C )mmHg。 A、440 B、540 C、640 D、760 7. 用水吸收混合气体中的二氧化碳时,( A )下吸收效果最好。A.低温高压 B.高温高压 C.高温低压 D.低温低压

8. 表压值是从压强表上读得的,它表示的是( A )。 A.比大气压强高出的部分 B.设备的真实压力 C.比大气压强低的部分 D.大气压强 9. 离心泵在停泵时,应先关闭出口阀,再停电机,这是为了防止( C )。A.汽蚀现象 B.电流过大 C.高压流体倒流 D.气缚现象 10. 吸收操作的作用是分离( A )。 A.气体混合物 B.液体均相混合物 C.互不溶液体混合物D.气液混合物 11.当液体内部任一点的压强有变化时,将使液体内部其它各点的压强( B )。 A.发生变化 B.发生同样大小的变化 C.不变化 D.发生不同情况的变化 12. 气体压送机械的出口压强与进口压强之比在4以上的是( B )。A.鼓风机 B.压缩机 C.通风机 D.真空泵 13.某气相混合物由甲.乙两组分组成,甲组分占体积70%,乙组分占体积30%,那么( B )。 A.甲组分摩尔分率是0.3 B.乙组分压力分率是0.3 C.乙组分质量分率是0.7 D.甲组分质量分率是0.7 )C(.下列四个定律中哪个是导热的基本定律。14. A.牛顿冷却定律 B.斯蒂芬-波尔茨曼定律 C.傅里叶定律D.克希霍夫定律

化工原理(上)考试试题及答案

化工原理(上)考试试题A、B卷 题型例及思路 试题题型--- 填空10% (5小题); 气体的净制按操作原理可分为________________、______________、 _______________.旋风分离器属________ ___ _ 。 选择10% (5小题); 为使U形压差计的灵敏度较高,选择指示液时,应使指示液和被测流体的密度差 (ρ 指 --ρ)的值()。 A. 偏大; B. 偏小; C. 越大越好。 判断10% (5小题); 若洗涤压差与过滤压差相等,洗水粘度与滤液粘度相同时,对转筒真空过滤机来 说,洗涤速率=过滤未速度。() 问答10% (2~3小题); 为什么单缸往复压缩机的压缩比太大,会使压缩机不能正常工作? 计算60% (4小题)。 计算题题型: 一、流体流动与输送 20分 1、已知两截面的压强P 1 P 2 高度差⊿Z 有效功W e 摩擦系数λ管路总长Σl 管直径与壁厚φ密度ρ ,求体积流量 V (m3/h). 解题思路:求体积流量,需要知道管内流速。先选取截面,列出机械能衡算式,代入已知的压强,高度差,有效功,大截面上的速度约为零,摩擦损失用计算公式代入,衡算式中只有速度未知。求出速度,再乘于管道面积即得体积流量,再进行单位换算。 2、已知高度差⊿Z P 1 P 2 管路总长Σl 体积流量V 摩擦系数λ, 求(1)管径 d ;(2)在此管径d下, 摩擦系数λ改变后的体积流量V . 解题思路:(1)求管径,先选取截面,列出机械能衡算式,代入已知的压强,高度差,无有效功,大截面上的速度约为零,摩擦损失用计算公式代入,其中速度用已知的体积流量除于管道截面积表示,当中包含了直径,进行体积流量的单位换算,整个衡算只有直径未知。(2)在确定的直径下,用改变了的摩擦系数求体积流量,方法同题1。 3、已知管直径与壁厚φ密度ρ粘度μ位置高度Z 管路总长Σl (层流λ=64/Re, 需判断),两截面的压强P 1 P 2 体积流量V 泵效率η,求轴功率N. 解题思路:求轴功率,需要求出有效功率,则先选取截面,列出机械能衡算式,代入

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