1. 一套管换热器，冷、热流体的进口温度分别为55℃和115℃。并流操作时，冷、热流体的出口温度分别为75℃和95℃。试问逆流操作时，冷、热流体的出口温度分别为多少？假定流体物性数据与传热系数均为常量。
2.在外径100mm 的蒸汽管道外包绝热层。绝热层的导热系数为0.08 W/(m·℃)，已
知蒸汽管外壁150℃，要求绝热层外壁温度在50℃以下，且每米管长的热损失不应超过150W/m ，试求绝热层厚度。
3.用离心泵在转速为1350rpm 时的扬程~流量关系可用He=13.67-8.30×10-3V 2表示，式中He 为扬程，m; V 为流量，m 3/h.现欲用此泵输水。已知低位槽水面和输水管终端出水口皆通大气，二者垂直高度差为8.0m,管长50m(包括局部阻力的当量管长），管内径为40mm,摩擦系数为0.02.要求水流量15 m 3/h.试问：若采用单泵、两泵并联和两泵串联，何种方案能满足要求？略去出口动能。
C
t C T t T t T T t T t t t t t T t T t t T t C W T C W C W KS t KS Q C t C W C W C W C W t
C W T C W Q Q m pC C ph h ph
h m
m pC
C ph h pC C ph h pC C ph h c h 0'20'2'2'2'2'2'2'2'221'2
1'22'21'2'2'2'203.767.9355
115]2/)(30[55.01152/)(302/)(1155555
1155511555.041.3620/60ln /)2060(557595115==-=--+=--+=?+?=?∴?=?∴-=?-=?-=-∴-=-=∴?==-=?=∴-=-?=?=解得）（）（逆流时：）（）（则解：并流时：
4.某离心泵输水流程如附图示。泵的特性曲线方程为：
He=42-7.8?104V2 (He--m , V--m3/s)。图示的p为1kgf/cm2(表)。流量为12 L/s时管内水流已进入阻力平方区。若用此泵改输
ρ=1200kg/m3的碱液, 阀开启度、管路、液位差及P值不变，求碱液Array
流量和离心泵的有效功率。
5．用泵将水从水池送至高位槽。高位槽液面高于水池液面50m，
管路全部能量损失为20 J/kg，流量为36 m3/h，高位槽与水池均为敞口。若泵的效率为60%，求泵的轴功率。（水的密度取为1000 kg/m3）
8. 有一内径为25 mm 的水管，如管中水的流速为1.0 m/s ，求： （1）管中水的流动类型；
（2）管中水保持层流状态的最大流速
（水的密度ρ=1000 kg/m3, 粘度μ= 1 cp ）
9
某燃烧炉的平壁由耐火砖、绝热砖和普通砖三种砌成，它们的导热系数分别为
6．用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部，槽内水位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为 Φ76×2.5 mm 。在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66×103 Pa ；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按∑hf 1=2u 2 与∑hf 2=10u 2 计算。由于管径不变，故式中u 为吸入或排出管的流速m/s 。排水管与喷头处的压强为98.07×103 Pa （表压）。求泵的有效功率。
（水的密度取为1000 kg/m 3）
7.在图示装置中，水管直径为Φ57×3.5 mm 。当阀门全闭时，压力表读数为0.3大气压, 而在阀门开启后，压力表读数降至0.2大气压。设管路入口至压力表处的压头损失为 0.5 mH 2O ，求水的流量为若干m 3/h ？
解：P=1kgf/cm 2=9.807?104Pa V=12L/s=0.012m 3/s
管路： H e ’=H 0+KV 2=10+(9.807?104)/(9.807?1000)+KV 2=20+K ?0.0122 H e =42-7.8?104?0.0122=30.77 m ∵H e =H e ’∴K=7.48?104
∵改输碱液阀门开度、管路不变 ∴K=7.48?104 不变
管路: H e ’=?z+p/(ρg)+KV 2=10+9.81?104/(9.81?1200)+7.48?104V 2
42
1.2W/(m·℃)，0.16 W/(m·℃)和0.92 W/(m·℃)，耐火砖和绝热转厚度都是0.5m，普通砖厚度为0.25m。已知炉内壁温为1000℃，外壁温度为55℃，设各层砖间接触良好，求每平方米炉壁散热速率。
10. Φ38×2.5mm的钢管用作蒸汽管。为了减少热损失，在管外保温。第一层是50mm 厚的氧化锌粉，其平均导热系数为0.07 W/(m·℃)；第二层是10mm厚的石棉层，其平均导热系数为0.15 W/(m·℃)。若管内壁温度为180℃，石棉层外表面温度为35℃，试求每米管长的热损失及两保温层界面处的温度？
11一连续精馏塔分离二元理想混合溶液，已知某塔板的气、液相组成分别为0.83和0.70，相邻上层塔板的液相组成为0.77，而相邻下层塔板的气相组成为0.78（以上均为轻组分A的摩尔分数，下同）。塔顶为泡点回流。进料为饱和液体，其组成为0.46。若已知塔顶与塔底产量比为2/3，试求：
（1）精馏段操作线方程；
（2）提馏段操作线方程。
12.要在常压操作的连续精馏塔中把含0.4苯及0.6甲苯的溶液加以分离，以便得到含0.95苯的馏出液和 0.04苯（以上均为摩尔分数）的釜液。回流比为3，泡点进料，进料量为100kmol/h。求塔顶馏出液的量及自塔釜升入塔底的蒸气的流量。
13.一连续精馏塔，泡点进料。已知操作线方程如下：
精馏段 y = 0.8 x + 0.172
提馏段 y = 1.3 x – 0.018
求原料液、馏出液、釜液组成及回流比
14.热空气在冷却管外流过,α2=90W/(m2·K)。冷却水在管内流过α1=1000W/(m2· K),冷却管外径 d2=16mm,壁厚1.5mm,λ=40W/(m2· K)。试求: (1)传热系数K; (2)管外对流传热系数α1增加一倍，总传热系数有何变化。
15. :用一连续精馏装置在常压下,分离含苯41%(质量%,下同)的苯-甲苯溶液.要求塔顶产品中含苯不低于97.5%,塔底产品中含甲苯不低于98.2%,每小时处理的原料量为
8570kg,操作回流比是3，(1)求塔顶和塔底的产品量(2)精馏段上升蒸汽量及回流量。
南京工业大学材料工程导论试题（B）卷闭 试题标准答案 2010--2011 学年第二学期使用班级材实验0801 一、名词解释（每题3分，共18分） 1、泵的气缚与气蚀 答：气缚是离心泵在启动前未充满液体时，泵壳内存在的空气所产生的离心力很小，造成吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内的现象（分）。汽蚀为离心泵叶轮入口最低压力点处压力降至液体在该温度下的饱和蒸汽压时，液体部分汽化并有部分气体解吸，生成大量小汽泡。这些小汽泡在泵内流动过程的突然破裂产生很好的局部冲击压力造成叶轮呈现海绵状、鱼鳞状的破坏现象（分）。 2、运动相似与动力相似 答：运动相似指原、模型对应点两流动相应流线几何相似或流速大小成比例，方向相同。（分）原、模型对应点同名力作用下的流动，相同同名力大小成比例的现象称动力相似。（分）3、节点与控制容积： 答：节点是数值模拟中需要求解未知量的几何位置（分）控制容积：数值模拟中用于控制方程的最小几何单位（分）。 4、油的闪点与着火点 答：闪点：液体燃料受热时表面出现油蒸汽，当蒸汽浓度增大到遇到很小的点火源即发生瞬间闪火现象时的最低温度（分）。着火点为液体燃料自燃的最低温度。（分） 5、扩散传质与对流传质 答：在浓度差驱动下通过分子热运动而引起的组分传递现象称扩散传质；（分）流体中由于流体宏观流动引起物质从一处迁移到另一处的现象称对流传质。（分） 6、恒定干燥条件与干燥曲线 答：恒定干燥条件是干燥介质（或热空气）的温度、湿度、流速及与物料的接触方式在整个干燥过程中保持不变的条件（2分）。干燥曲线：表征相同干燥条件下，物料含水量X 及物料表面温度与干燥时间的关系曲线。 二、简答题（每题6分，共36分） 1、根据所学流体力学知识，简述减小管内流体流动阻力的途径及措施。 答：途径1：改进流体外部边界，改善边壁对流动的影响，具体措施有：（1）减小管壁粗造度；（2）采用柔性边壁代替刚性边壁；（3）采用平顺管道进口、渐扩管、突扩管；
《化工原理》3-4章期末考试复习题 一、填空题 2-1 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 。答案：下降，增大分析：由斯托克斯定律 μρρ18)(2g d u s t -= 对空气系统，s ρ 》ρ，故 u u u u t t '≈'对水系统，水的密度随温度的变化可忽略，故同样有 u u u u t t ' ≈'可见无论是气体还是液体，温度的改变主要是通过粘度变化来影响沉降速度。气体粘度随温度升高而增加，故沉降速度下降；液体粘度随温度升高而减小，故沉降速度增大。但要注意此结论是通过斯托克斯定律得出，其他情况还需要具体分析。 2-2若降尘室的高度增加，则沉降时间 ，气流速度 ，生产能力 。 答案：增加；下降；不变 分析：因沉降距离增加，故沉降时间将增加。降尘室高度的增加使气体在降尘室内的流道截面增大，故气流速度下降。生产能力的计算公式为： t Au Vs =可见，降尘室的生产能力只决定于沉降面积和沉降 速度而与降尘室的高度无关。 2-3 选择旋风分离器型式及决定其主要尺寸的根据是 ； ； 。 答案：气体处理量，分离效率，允许压降 2-4 通常， 非均相物系的离心沉降是在旋风分离器中进行， 悬浮物系一般可在旋液分离器或沉降离心机中进行。答案：气固；液固 2-5 沉降操作是指在某种 中利用分散相和连续相之间的 差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。沉降过程有 沉降和 沉降两种方式。答案：力场；密度；重力；离心 2-6 阶段中颗粒相对于流体的运动速度称为沉降速度，由于这个速度是 阶段终了时颗粒相对于流体的速度 ，故又称为“终端速度”。答案：等速；加速 2-7 影响沉降速度的主要因素有① ；② ；③ ； 答案：颗粒的体积浓度；器壁效应；颗粒形状 2-8 降尘室通常只适合用于分离粒度大于 的粗颗粒，一般作为预除尘使用。答案：50μm 2-9 旋风分离器的总效率是指 ，粒级效率是指 。 答案：全部颗粒中被分离下来的质量分率；各种粒度被分离下来的质量分率 2-10实现过滤操作的外力可以是 、 或 。 答案：重力；压强差；惯性离心力 2-11工业上常用的过滤介质主要有① ，② ，③ 。答案：织物介质；堆积介质；多孔固体介质 2-12 在饼层过滤中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是 而不是 。答案：滤饼层；过滤介质 2-13 离心机是利用惯性离心力分离液态非均相混合物的机械。它与旋液分离器的主要区别在于离心力是由 而产生的。答案： 设备本身旋转 2-14 一降尘室长8m ，宽4m ，高1.5m ，中间装有14块隔板，隔板间距为0.1m 。现颗粒最小直径为12μm ，其沉降速度为0.02 m/s ，欲将最小直径的颗粒全部沉降下来， 则含尘气体的最大流速不能超过 m/s 。答案：1.6 分析：由降尘室的分离条件
化工原理知识点总结复习重点完美版 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
第一章、流体流动 一、 流体静力学 二、 流体动力学 三、 流体流动现象 四、 流动阻力、复杂管路、流量计 一、流体静力学： 压力的表征：静止流体中，在某一点单位面积上所受的压力，称为静压力，简称压力，俗称压强。 表压强（力）＝绝对压强（力）-大气压强（力） 真空度＝大气压强-绝对压 大气压力、绝对压力、表压力（或真空度）之间的关系 流体静力学方程式及应用： 压力形式 )(2112z z g p p -+=ρ 备注：1)在静止的、连续的同一液体内，处于同一 能量形式 g z p g z p 22 11 += +ρ ρ 水平面上各点压力都相等。 此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。 应用： U 型压差计 gR p p )(021ρρ-=- 倾斜液柱压差计 微差压差计 二、流体动力学 流量 质量流量 m S kg/s m S =V S ρ 体积流量 V S m 3/s 质量流速 G kg/m 2s (平均)流速 u m/s G=u ρ 连续性方程及重要引论： 一实际流体的柏努利方程及应用（例题作业题） 以单位质量流体为基准：f e W p u g z W p u g z ∑+++=+++ρ ρ2222121121 21 J/kg 以单位重量流体为基准：f e h g p u g z H g p u g z ∑+++=+++ ρρ222212112121 J/N=m 输送机械的有效功率： e s e W m N = 输送机械的轴功率： η e N N = （运算效率进行简单数学变换） m S =GA=π/4d 2 G V S =uA=π/4d 2 u
化工原理试题及答案(绝密请勿到处宣扬) 12月25日 一、填空题（共15空，每空2分，共30分） 1. 一容器真空表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强和表压强（以kpa计）分别为：（90kpa）和（ -10kpa）。 2. 热传导只发生在固体和（静止）的或（滞）流动的流体中。 3. 物体的吸收率越（大），其辐射能力越（大）。（填大或小） 4. 蒸发中以（二次蒸汽）是否再利用而分为单效或多效蒸发。 5. 蒸发中的温度差损失主要由溶液中的（不挥发溶质）、液柱的（静压头）和管路（阻力）所引起的沸点升高三部分组成。 6. 一容器压力表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强（以kpa计）为：（90kpa）。 7. 对于同种流体，自然对流时的对流传热系数比时的（小）。（填大或小） 8. 物体的吸收率越大，其辐射能力越（大），所以黑体的辐射能力比灰体的（大）。（填大或小） 9. 蒸发操作所用的设备称为（蒸发器）。 10. 按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为（单效蒸发）和（多效蒸发）。 二、选择题（共5题，每题2分，共10分） 1. 对吸收操作有利的条件是：（D） A. 操作温度高、压强高； B. 操作温度高、压强低； C. 操作温度低、压强低； D. 操作温度低、压强高 2. 精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板（A ），液相温度较下层塔板（） A. 高，低； B. 低，高； C. 高，高； D. 低，低 3. （D ）是塔内气液两相总体上呈逆流流动，而在每块塔板上呈均匀的错流流动。 A. 板式塔的传质意图； B. 板式塔的设计过程； C. 板式塔的恒摩尔流要求； D. 板式塔的设计意图 4. 恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的（C）及与物料的接触方式都不变。 A. 温度、焓值、湿度； B. 流速、压强、湿度； C. 流速、温度、湿度； D. 温度、湿度、压强 5. 对于湿物料的湿含量，下面哪种说法是正确的？（B） A. 平衡水一定是自由水； B. 平衡水一定是结合水； C. 自由水一定是结合水； D. 自由水一定是非结合水 6. 当二组分液体混合物的相对挥发度为（ C）时，不能用普通精馏方法分离。当相对挥发度为（ A ）时，可以采用精馏方法
（一） 一．判断题：（对的打√，错的打×） 1、液体的粘度随温度升高而降低，气体的粘度随温度的升高而增大。（√） 2、100℃的水不需要再加热就可以变成100℃的水蒸气。（×） 3、流体动力学是研究流体在外力作用下的运动规律。（√） 4、泵的效率随流量增加而增加。（×） 5、蒸发与蒸馏是同一种概念。（×） 6、用泵将液体从低处送往高处的高度差称为扬程。（×） 7、粘度愈大的流体其流动阻力愈大。（√） 8、气体的密度随温度与压力而变化，因此气体是可压缩流体。（√ ） 9、流体的粘度越大，表示流体在相同流动情况下内摩擦阻力越大，流体的流动性能越差。 （√ ） 10、热量衡算式适用于整个过程，也适用于某一部分或某一设备的热量衡算。（√ ） 11、物质发生相变时温度不变，所以潜热与温度无关。（×） 12、高温物体比低温物体热量多。（×） 13、流体的静压头就是指流体的静压强。（×） 14、液体的质量受压强影响较小，所以可将液体称为不可压缩性流体。（×） 15、在稳定流动过程中，流体流经各截面处的体积流量相等。（×） 二选择题 1、夏天电风扇之所以能解热是因为（B ）。 A、它降低了环境温度； B、产生强制对流带走了人体表面的热量； C、增强了自然对流； D、产生了导热。 2、翅片管换热器的翅片应安装在( A )。 A、α小的一侧； B、α大的一侧； C、管内； D、管外 3、对流给热热阻主要集中在（ D ）。 A、虚拟膜层； B、缓冲层； C、湍流主体； D、层流内层 4、对于间壁式换热器，流体的流动速度增加，其热交换能力将（ C ） A、减小； B、不变； C、增加； D、不能确定 5、工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（D ）。 A、增加热阻，减少热量损失； B、节约钢材； C、增强美观； D、增加传热面积，提高传热效果。 6、管壳式换热器启动时，首先通入的流体是（C ）。 A、热流体； B、冷流体； C、最接近环境温度的流体； D、任意 7、换热器中冷物料出口温度升高，可能引起的有原因多个，除了（ B ）。 A、冷物料流量下降； B、热物料流量下降； C、热物料进口温度升高； D、冷物料进口温度升高 8、空气、水、金属固体的导热系数分别为λ1、λ2、λ3，其大小顺序正确的是（ B ）。 A、λ1>λ2>λ3 ； B、λ1<λ2<λ3； C、λ2>λ3>λ1 ； D、λ2<λ3<λ1 （二）
一、填空题(25分，每空1分): 1、空气在内径一定的圆管中稳定流动，若气体质量流速一定，当气体温度升高时，Re值将___________。 2、流体在等径水平直管的流动系统中，层流区：压强降与速度的______次方成正比；完全湍流区：压强降与速度的_________次方成正比。 3、恒密度流体在水平等径直管中流动时的摩擦阻力损失Σh f所损失的是机械能中的_________项；恒密度流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长_________。 4、离心泵的工作点是曲线与曲线的交点。 5、离心泵常采用调节流量，往复泵常采用调节流量。 6、含尘气体通过长为4m，宽为3m，总高为1m内置4层隔板的除尘室，已知颗粒的沉降速度为0.03m/s，则该除尘室的生产能力为_________m3/s。 7、水与苯进行换热，水由20℃升到35℃，苯由80℃降至40℃。若苯的热容量流率比水的热容量流率小，此换热器的传热效率ε= _____，热容量流率比C R =____ 。 8、离心泵采用并联操作的目的是，采用串联操作的目的是。 9、在传热实验中，用饱和水蒸气加热空气，总传热系数Ｋ接近于_______侧的对流传热系数，而壁温接近于_______侧流体的温度。 10、当计算流体由粗管进入细管的局部阻力损失时，公式中的流速应该用_____管中的速度。流体在管内湍流流动时(不是阻力平方区)，其摩擦系数λ随_____和_____而变。 11、某悬浮液在离心机内进行离心分离时，若微粒的离心加速度达到9807m/s2，则离心机的分离因数等于。 12、在一套板框过滤机中，滤框厚度为16mm，板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框刚充满，则在每一框中滤液穿过厚度为______的滤饼，而洗涤时，洗涤液则穿过厚度为______的滤饼，洗涤液穿过的滤布面积等于过滤面积的______。 13、两流体通过间壁换热，冷流体从20℃被加热到60℃, 热流体从100℃ 被冷却到70℃，则逆流时的 Δt m=____℃；并流时的Δt m=_____℃。 三、简答题（共20分，每题5分） 1、什么是牛顿粘性定律？根据牛顿粘性定律写出黏度的物理意义。 2、简述离心泵的主要部件及工作原理。 3、恒压过滤时，如滤饼不可压缩，则加大操作压力或提高滤浆温度，过滤速率会发生什么变化？为什么？ 4、一列管式换热器，用饱和水蒸气加热某易结垢的悬浮液，此换热器在流程安排上应使悬浮液走管程还是
总复习 流体流动 重点：柏努利方程 ∑+++=+++f e E P u gz W P u gz ρρ22 22121122 Kg J / ∑+++=+++f e h g P g u z h g P g u z ρρ22 2212 1122 m N J =/ 压强降)(2222 2212 11f f e p E P u gz W P u gz ?+++ =+++ ∑ρρρρρρ Pa m J =3 / 一、位能z/gz/ρgz z 是相对值，是相对于所取水平面的垂直高度。 二、动能（两个知识点：连续性方程，流量计） 1、连续性方程 定态流动与非定态流动 定态流动时对所有流体有：常数====n n n A u A u A u ρρρ 322111 对不可压缩流体有：常数====n n A u A u A u 2211 对圆管有：2 12 2212 21 22 14 4d d d d A A u u == =ππ 2、流量计 孔板、文丘里、转子三种，利用V=uA 来测量。 孔板、文丘里：A 一定，Δu 与ΔP 根据柏努利方程成一定关系，而ΔP 由压差计测得。故该两种流量计由孔板或文氏管与压差计相连组成。 V S 增大，Δu 增大，ΔP 增大，A 不变。 转子：f f f f A gV gV P ρρ-= ? V S 增大，转子上移，A 增大，Δu 不变，ΔP 不变。 三、静压能（两个知识点：静力学基本方程，密度ρ） 1、静力学基本方程 ①压强单位及换算： O mH mmHg at Pa atm 2533.10760033.110013.11===?= ②压强表示法 表压强=绝对压强-大气压强 真空度=大气压强-绝对压强 真空度= -表压强 ③表达式：gh P P ρ+=0或)(2112z z g P P -+=ρ ④等压面：等高、静止、连通、同一流体（分液器）
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______________________________。
(环境工程原理)化工原理期末复习 第一章流体流动 各种压强之间的相互关系 各种流态下，摩擦系数λ的影响因素 牛顿粘性定律的表达式 柏努利方程式中各项含义及应用，涉及的相关公式。 局部阻力的计算方法 测量管路中流体的流量仪器 层流与湍流是如何定义的？ 层流流动时的速度分布 流体流动时所产生的阻力大小，在实际生产中有何意义？第二章流体输送设备 离心泵的主要特性曲线及其描述 离心泵在启动前为什么必须灌水排气 启动离心泵前及停泵前应做哪些工作? 能否在正常工作的离心泵进口管设置阀门，为什么？ 第三章非均相物系的分离 影响固体颗粒沉降速度的因素，
斯托克斯区沉降及计算 降尘室优点及降尘室相关计算 离心分离设备的分离因数 旋风分离器性能 旋风分离器中沉降计算 第四章传热 热传递的基本方式 各种传热系数的单位 物质导热系数的顺序 平壁传热计算 对流传热的类型 流体与固体壁面间对流传热的热阻分析 冷热流体的对数平均温差 牛顿冷却定律及热量衡算方程的应用 换热器的传热面积计算。 湍流强制对流传热，其准数关联式，定性温度和特性尺寸换热器设计中，流体流径的选择
在一套管换热器中，若两流体的进、出口温度不变，应选择并流换热还是逆流换热？为什么？ 流体与固体壁面间对流传热的热阻主要集中在何处？ 本套管传热实验中，为什么可将α≈K ？ 为蒸汽管道中为什么要装不凝性气体排出阀？ 如何强化传热？请结合本实验的实际情况进行分析。 第五章蒸馏(只对环境专业有要求) 蒸馏的概念，为什么能分离液相组成。 t-x-y图的各种含义及概念 回流比的上下限 画出平衡蒸馏示意图，与简单蒸馏比较来说明其分离效果。 画出简单蒸馏示意图，与平衡蒸馏比较来说明其分离效果。 若汽化率相同，简装蒸馏较平衡蒸馏可获得更好的分离效果(即馏出液的组成更高：若要求两种蒸馏保持相同的分离程度，则简单蒸馏的汽化率较平衡蒸馏时的大)。 识图要求 写出流体阻力实验装置流程图中各标号相应的附件。 写出套管传热实验装置流程图中各标号相应的附件。
干燥 一、填空 1．在101.33kPa的总压下，在间壁式换热器中将温度为293K，相对湿度为80%的是空气加热，则该空气下列状态参数的变化趋势是：湿度：_____________，相对湿度：__________,露点t d_________。 2．在101.33kPa的总压下，将饱和空气的温度从t1降至t2, 则该空气下列状态参数的变化趋势是：湿度：_____________，相对湿度：__________，露点t d_________。 3．在实际的干燥操作中，常用____________来测量空气的湿度。 4．测定空气中水汽分压的实验方法是测量__________。 5．对流干燥操作的必要条件是___________________；干燥过程是__________相结合的过程。 6．在101.33kPa的总压下，已知空气温为40℃，其相对湿度为60%，且40℃下水的饱和蒸汽压为7.38kPa，则该空气的湿度为_____________kg/kg绝干气，其焓为_______kJ/kg 绝干气。 7．在一定的温度和总压强下，以湿空气做干燥介质，当所用空气的湿度减少时，则湿物料的平衡水分相应__________，其自由水分相应___________。 8．恒定的干燥条件是指空气__________，____________，_____________均不变的过程。9．恒速干燥阶段又称__________控制阶段，影响该阶段干燥速度的主要因素是_________； 降速干燥阶段又称_________控制阶段，影响该阶段干燥速度的主要因素是_________。 10.在恒速干燥阶段，湿物料表面的温度近似等于__________。 11. 在常温和40℃下，测的湿物料的干基含水量X与空气的相对湿度之间的平衡关系为：当相对湿度=100%时，结合水含量为0.26kg/kg绝干料；当相对湿度=40%时，平衡含水量X*= 0.04kg/kg绝干料。已知该物料的初始含水量X1=0.43kg/kg绝干料，现让该物料在40℃下与与相对湿度为40%的空气充分接触，非结合水含量为______kg/kg绝干料，自由含水量为__________kg/kg绝干料。 12. 干燥速度的一般表达式为___________。在表面汽化控制阶段，则可将干燥速度表达式为_______________________。 13. 在恒定干燥条件下测的湿物料的干燥速度曲线如本题附图所示。其恒速阶段干燥速度为_________kg水（m2.h）,临界含水量为____________kg/kg绝干料，平衡含水量为____________kg/kg绝水量。 14. 理想干燥器或等焓干燥过程是指________________，干燥介质进入和离开干燥器的含焓值________________。 15. 写出三种对流干燥器的名称_________,_______________, _____________. 固体颗粒在气流干燥器中经历_______和_________两个运动阶段，其中_____是最有效的干燥区域。 二、选择题 1.已知湿空气的如下两个参数，便可确定其他参数( ) A. H，p B. H，t d C. H, t D. I，t as
第一章、流体流动 一、 流体静力学 二、 流体动力学 三、 流体流动现象 四、 流动阻力、复杂管路、流量计 一、流体静力学： ● 压力的表征：静止流体中，在某一点单位面积上所受的压力，称为静压力，简称压力，俗称 压强。 表压强（力）＝绝对压强（力）-大气压强（力） 真空度＝大气压强-绝对压 大气压力、绝对压力、表压力（或真空度）之间的关系 ● 流体静力学方程式及应用： 压力形式 )(2112z z g p p -+=ρ 备注：1)在静止的、连续的同一液体内，处于同一 能量形式 g z p g z p 22 11 += +ρ ρ 水平面上各点压力都相等。 此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。 应用： U 型压差计 gR p p )(021ρρ-=- 倾斜液柱压差计 微差压差计 二、流体动力学 ● 流量 质量流量 m S kg/s m S =V S ρ 体积流量 V S m 3/s 质量流速 G kg/m 2s (平均)流速 u m/s G=u ρ ● 连续性方程及重要引论： ● 一实际流体的柏努利方程及应用（例题作业题） 以单位质量流体为基准：f e W p u g z W p u g z ∑+++=+++ ρ ρ222212112121 J/kg 以单位重量流体为基准：f e h g p u g z H g p u g z ∑+++=+++ ρρ222212112121 J/N=m 输送机械的有效功率： e s e W m N = 输送机械的轴功率： η e N N = （运算效率进行简单数学变换） 应用解题要点：
1、 作图与确定衡算范围:指明流体流动方向，定出上、下游界面； 2、 截面的选取：两截面均应与流动方向垂直； 3、 基准水平面的选取：任意选取，必须与地面平行，用于确定流体位能的大小； 4、 两截面上的压力：单位一致、表示方法一致； 5、 单位必须一致：有关物理量的单位必须一致相匹配。 三、流体流动现象： ● 流体流动类型及雷诺准数： （1）层流区 Re<2000 （2）过渡区 2000< Re<4000 （3）湍流区 Re>4000 本质区别：（质点运动及能量损失区别）层流与端流的区分不仅在于各有不同的Re 值，更重要的是两种流型的质点运动方式有本质区别。 流体在管内作层流流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合 流体在管内作湍流流动时，其质点作不规则的杂乱运动并相互碰撞，产生大大小小的旋涡。由于质点碰撞而产生的附加阻力较自黏性所产生的阻力大得多，所以碰撞将使流体前进阻力急剧加大。 管截面速度大小分布： 无论是层流或揣流，在管道任意截面上，流体质点的速度均沿管径而变化，管壁处速度为零，离开管壁以后速度渐增，到管中心处速度最大。 层流：1、呈抛物线分布；2、管中心最大速度为平均速度的2倍。 湍流：1、层流内层；2、过渡区或缓冲区；3、湍流主体 湍流时管壁处的速度也等于零，靠近管壁的流体仍作层流流动，这－作层流流动的流体薄层称为层流内层或层流底层。自层流内层往管中心推移，速度逐渐增大，出现了既非层流流动亦非完全端流流动的区域，这区域称为缓冲层或过渡层，再往中心才是揣流主体。层流内层的厚度随 Re 值的增加而减小。 层流时的速度分布 max 2 1 u u = 湍流时的速度分布 max 8.0u u ≈ 四、流动阻力、复杂管路、流量计： ● 计算管道阻力的通式：（伯努利方程损失能） 范宁公式的几种形式： 圆直管道 2 2u d l h f λ= 非圆直管道 22 u d l W p f f ρλρ==? 运算时，关键是找出λ值，一般题目会告诉，仅用于期末考试，考研需扩充 ● 非圆管当量直径： 当量直径：e d e d =4H r （4倍水力半径） 水力半径：H r = Π A
化工原理试题及答案（绝密请勿到处宣扬） 12月25 日 一、填空题（共15空，每空2分，共30 分） 1. 一容器真空表读数为10 kpa,当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强和表压强（以kpa计） 分别为：（90kpa）和（-10kpa）。 2. 热传导只发生在固体和（静止）的或（滞）流动的流体中。 3. 物体的吸收率越（大），其辐射能力越（大）。（填大或小） 4. 蒸发中以（二次蒸汽）是否再利用而分为单效或多效蒸发。 5. 蒸发中的温度差损失主要由溶液中的（不挥发溶质）、液柱的（静压头）和管路（阻力）所引起的沸点升高三部分组成。 6. 一容器压力表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强（以kpa计）为: （90kpa）。 7. 对于同种流体，自然对流时的对流传热系数比时的（小）。（填大或小） 8. 物体的吸收率越大，其辐射能力越（大），所以黑体的辐射能力比灰体的（大）。（填大或小） 9. 蒸发操作所用的设备称为（蒸发器）。 10. 按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为（单效蒸发）和（多效蒸发）。 二、选择题（共5题，每题2 分，共10分） 1. 对吸收操作有利的条件是：（D ） A. 操作温度高、压强高； B. 操作温度高、压强低； C. 操作温度低、压强低； D. 操作温度低、压 强高 2. 精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板（A ），液相温度较下层塔板（） A. 高，低； B. 低，高； C. 高，高； D. 低，低 3. （D ）是塔内气液两相总体上呈逆流流动，而在每块塔板上呈均匀的错流流动。 A. 板式塔的传质意图； B. 板式塔的设计过程； C. 板式塔的恒摩尔流要求； D. 板式塔的设计意图 4. 恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的（C ）及与物料的接触方式都不变。 A. 温度、焓值、湿度； B. 流速、压强、湿度； C. 流速、温度、湿度； D. 温度、湿度、压强
一、填空或选择题 1、雷诺数的表达式如何？如何判别流体的流型？Re=dup/v 答：雷诺数Re＜2000为层流状态，Re＞4000为紊流状态，Re＝2000～4000为过渡状态 2、如何理解和计算非圆形管道的当量直径d e？ 答：把水力半径相等的圆管直径定义为非圆管的当量直径 3、流体在管中作层流流动时，摩擦阻力损失如何计算？P33 4、球形粒子在介质中自由沉降时，达到匀速沉降的条件是什麽？层流沉降时，其阻力系数ζ为多少？ 5、一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，对其保温效果有何影响？其原因是什麽？ 6、SI制中压力、密度、黏度、温度的单位？ 7、流体在圆形直管内层流流动时速度分布曲线的形状，管中心处点速度与管内平均速度的关系？ 8、离心泵用出口阀门调节流量实质上是改变什麽曲线，用改变转速调节流量实质上是改变什麽曲线？ 答：改变管路特性曲线; 改变离心泵特性曲线 9、由多层等厚平壁构成的保温层中，某层材料的热导率与该层的热阻和两侧的温度差之间的关系？ 10、在对流传热系数的无量纲特征数关联式中，__雷诺数____________代表了流动类型和湍流程度对对流 传热的影响；___普朗特数______________代表了流体的物性对对流传热的影响。 11、计算突然扩大或突然缩小的局部阻力损失时，应采用小管还是大管的流速计算？ 12、套管冷凝器的管间走饱和水蒸汽压力一定，管内空气进口温度一定，当空气流量增加时，传热系数K 如何变化？ 13、在间壁式换热器的热交换过程中，热阻较小而常可予以忽略不计的热阻是什麽？ 14、某吸收过程，已知气膜吸收系数k y=2 kmol/(m2·h)，液膜吸收系数k x=4 kmol/(m2·h)，由此可判断该过程 为什麽控制？ 15、斯蒂芬—波尔兹曼定律表明黑体的辐射能力与温度成何关系？ 16、常压、25℃低浓度的氨水溶液，若氨水上方总压增加，则亨利系数E如何变化？相平衡常数m 如何 变化？ 17、在吸收塔设计中，传质单元高度和传质单元数对吸收塔设备效能的高低和吸收过程的难易程度有何影 响？ 18、精馏操作的依据是什麽？精馏操作得以实现的必要条件是什麽？ 19、当增大操作压强时，精馏过程中物系的相对挥发度如何变化？塔顶温度如何变化？塔釜温度如何变 化？
第八章课堂练习： 1、吸收操作的基本依据是什么？答：混合气体各组分溶解度不同 2、吸收溶剂的选择性指的是什么：对被分离组分溶解度高，对其它组分溶解度低 3、若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为难溶气体。 4、易溶气体溶液上方的分压低，难溶气体溶液上方的分压高。 5、解吸时溶质由液相向气相传递；压力低，温度高，将有利于解吸的进行。 6、接近常压的低浓度气液平衡系统，当总压增加时，亨利常数E不变，H 不变，相平衡常数m 减小 1、①实验室用水吸收空气中的O2，过程属于（B ） A、气膜控制 B、液膜控制 C、两相扩散控制 ②其气膜阻力（C）液膜阻力A、大于B、等于C、小于 ２、溶解度很大的气体，属于气膜控制 ３、当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m的直线时，则1/Ky=1/ky+ m /kx 4、若某气体在水中的亨利常数E值很大，则说明该气体为难溶气体 5、总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+1/HkG，当(气膜阻力1/HkG) 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。 1、低含量气体吸收的特点是L 、G 、Ky 、Kx 、T 可按常量处理 2、传质单元高度HOG分离任表征设备效能高低特性，传质单元数NOG表征了（分离任务的难易）特性。 3、吸收因子A的定义式为L/（Gm），它的几何意义表示操作线斜率与平衡线斜率之比 4、当A<1时，塔高H=∞，则气液两相将于塔底达到平衡 5、增加吸收剂用量，操作线的斜率增大，吸收推动力增大，则操作线向（远离）平衡线的方向偏移。 6、液气比低于（L/G）min时，吸收操作能否进行？能 此时将会出现吸收效果达不到要求现象。 7、在逆流操作的吸收塔中，若其他操作条件不变而系统温度增加，则塔的气相总传质单元高度HOG将↑，总传质单元数NOG 将↓，操作线斜率（L/G）将不变。 8、若吸收剂入塔浓度x2降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率↑，出口气体浓度↓。 9、在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组成x2增大，其它条件不变，则气相总传质单元高度将（ A ）。 A.不变 B.不确定 C.减小 D.增大 吸收小结： 1、亨利定律、费克定律表达式 2、亨利系数与温度、压力的关系；E值随物系的特性及温度而异，单位与压强的单位一致；m与物系特性、温度、压力有关（无因次） 3、E、H、m之间的换算关系 4、吸收塔在最小液气比以下能否正常工作。 5、操作线方程（并、逆流时）及在y~x图上的画法 6、出塔气体有一最小值，出塔液体有一最大值，及各自的计算式 7、气膜控制、液膜控制的特点 8、最小液气比(L/G)min、适宜液气比的计算 9、加压和降温溶解度高，有利于吸收 减压和升温溶解度低，有利于解吸
《化工原理》试题库答案 一、选择题 1．当流体在密闭管路中稳定流动时，通过管路任意两截面不变的物理量是（A）。 A.质量流量 B.体积流量 C.流速 D.静压能 2. 孔板流量计是( C )。 A. 变压差流量计，垂直安装。 B. 变截面流量计，垂直安装。 C. 变压差流量计，水平安装。 D. 变截面流量计，水平安装。 3. 下列几种流体输送机械中，宜采用改变出口阀门的开度调节流量的是（C）。 A．齿轮泵 B. 旋涡泵 C. 离心泵 D. 往复泵 4．下列操作中，容易使离心泵产生气蚀现象的是（B）。 A．增加离心泵的排液高度。 B. 增加离心泵的吸液高度。 C. 启动前，泵内没有充满被输送的液体。 D. 启动前，没有关闭出口阀门。 5．水在规格为Ф38×的圆管中以s的流速流动，已知水的粘度为1mPa·s则其流动的型态为（C）。 A.层流 B. 湍流 C. 可能是层流也可能是湍流 D. 既不是层流也不是湍流 6．下列流体所具有的能量中，不属于流体流动的机械能的是（D）。 A. 位能 B. 动能 C. 静压能 D. 热能 7．在相同进、出口温度条件下，换热器采用（A）操作，其对数平均温度差最大。 A. 逆流 B. 并流 C. 错流 D. 折流 8．当离心泵输送液体密度增加时，离心泵的（C）也增大。 A．流量 B.扬程 C.轴功率 D.效率 9．下列换热器中，需要热补偿装置的是（A）。 A．固定板式换热器 B.浮头式换热器型管换热器 D.填料函式换热器 10. 流体将热量传递给固体壁面或者由壁面将热量传递给流体的过程称为（D）。 A. 热传导 B. 对流 C. 热辐射 D.对流传热 11. 流体在管内呈湍流流动时B。 ≥2000 B. Re>4000 C. 2000 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 第六章吸收 1.从手册中查得101.33kPa,25℃时,若100g水中含氨1g,则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987kPa。已知在此浓度范围内溶液服从亨利定律，试求溶解度系数H kmol/(m3·kPa)及相平衡常数m 解：液相摩尔分数x = （1/17）/[（1/17）+（100/18）= 0.0105 气相摩尔分数y = 0.987/101.33 = 0.00974 由亨利定律y = mx 得m = y/x = 0.00974/0.0105 =0.928 液相体积摩尔分数C = （1/17）/（101×10-3/103）= 0.5824×103 mol/m3 由亨利定律P = C/H 得H = C/P =0.5824/0.987 = 0.590 kmol/(m3·kPa) 2.101.33kPa,10℃时，氧气在水中的溶解度可用P = 3.31×106x表示。式中：P为氧在气相中的分压kPa；x为氧在液相中的摩尔分率。试求在此温度及压强下与空气充分接触的水中每立方米溶有多少克氧。 解：氧在气相中的分压P = 101.33×21％= 21.28kPa 氧在水中摩尔分率x = 21.28/（3.31×106）= 0.00643×103 每立方米溶有氧0.0064×103×32/（18×10-6）= 11.43g 3．某混合气体中含有2％（体积）CO2，其余为空气。混合气体 的温度为30℃，总压强为506.6kPa。从手册中查得30℃时CO2在水中的亨利系数E = 1.88×105 kPa，试求溶解度系数H kmol/(m3·kPa) 及相平衡常数m，并计算每100g与该气体相平衡的水中溶有多少gCO2。 解：由题意y = 0.02，m = E/P总= 1.88×105/506.6 = 0.37×103根据亨利定律y = mx 得x = y/m = 0.02/0.37×103 = 0.000054 即 每100g与该气体相平衡的水中溶有CO2 0.000054×44×100/18 = 0.0132 g H =ρ/18E = 103/（10×1.88×105）= 2.955×10-4kmol/(m3·kPa) 7.在101.33kPa，27℃下用水吸收混于空气中的甲醇蒸汽。甲醇在气，液两相中的浓度都很低，平衡关系服从亨利定律。已知溶解度系数H = 1.995kmol/(m3·kPa)，气膜吸收系数k G = 1.55×10-5 kmol/(m2·s·kPa)，液膜吸收系数k L = 2.08×10-5 kmol/(m2·s·kmol/m3)。试求总吸收系数K G，并计算出气膜阻力在总阻力中所的百分数。 解：由1/K G = 1/k G + 1/Hk L可得总吸收系数 1/K G = 1/1.55×10-5+ 1/（1.995×2.08×10-5） K G = 1.128 ×10-5 kmol/(m2·s·kPa) 气膜阻力所占百分数为：（1/ k G）/（1/k G + 1/Hk L）= Hk L/（Hk L+ k G） 化工原理 绪论Ｐ7 1,2 1. 从基本单位换算入手,将下列物理量的单位换算为ＳＩ单位。 (1)水的黏度μ＝0.００856 ｇ/(c ｍ·s) （２)密度ρ=１３８．6 kgf ?ｓ2/ｍ4 (3）某物质的比热容C Ｐ=0.24 BT Ｕ/(ｌb·℉) (４)传质系数ＫG =３4.2 kmol/（m 2?h?ａtm) （5）表面张力σ＝74 ｄy ｎ/cm (6)导热系数λ=1 ｋｃal/（ｍ?h?℃） 解：本题为物理量的单位换算。 （1)水的黏度 基本物理量的换算关系为1 kg ＝１00０ g ，１ ｍ=１00 ｃm 则 ()s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.04 4??=??=??? ?? ??????????????=--μ （2）密度 基本物理量的换算关系为１ ｋｇf=9.81 N ，1 N=１ kg?ｍ/s ２ 则 3242m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=?? ?? ????????????????=ρ （3)从附录二查出有关基本物理量的换算关系为 1 ＢTU=１.055 kJ ，l b=0.4５36 kg 则 ()C kg kJ 005.1C 95F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0??=?? ? ????????????????????????=p c (４）传质系数 基本物理量的换算关系为1 h=36００ s,1 a ｔｍ=１01.33 kPa 则 )kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.342 52G ???=?? ??????????????????=-K (5）表面张力 基本物理量的换算关系为 １ dy ｎ=1×1０–5 N 1 m ＝1００ cm o o 51F C 9 =化工原理期末考试选择题及答案
【化工原理期末考试习题】题库及习题答案6
化工原理复习总结重点
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