化工原理(上)-复习题1

1、一、填空题1在稳定流动中，各截面上流体的流速、压强等物理量不随 时间 而变。2用U形管液柱压差计测量流体压强差时，测压管的管径大小、长短或弯曲程度，都 不会 直接影响测量的准确性。（填会或不会） 3流体内部不同位置为等压面的条件是 只受重力、静止的、连续的、同一种流体、在同一水平面上 。4离心泵的气缚现象是由于 离心泵实际安装高度大于允许安装高度 引起的。5离心泵在开机前应先关闭出口阀门，其目的是 离心泵开机功率为最小值 。6液体的粘度随温度升高而 增大 ，气体的粘度随温度的升高而 减小 。7如图1，流体在倾斜的圆形直管内流过1、2两截面，则压力表读出的压差 大于 U形管读出的压差。（填大于、

2、小于或等于） 图18水在圆形直管中以层流流动，若保持水流量不变，且管长、管材均不变，而管径增大一倍，则水流经该管道的流动阻力为原管道流动阻力的 1/16 倍。9离心泵并联操作的目的是 增加流量 ，离心泵串联操作的目的是 增加扬程 ，当管路特性曲线较 平 时，离心泵并联才能得到较好的效果。10欲调节离心泵的工作点，使输液量增加，扬程降低，应该使用的调节方法是 增加出口阀门开度 。11离心泵内的压力小于或等于操作温度下输送液体的饱和蒸汽压，离心泵将发生 气蚀现象 ，因此在离心泵安装时一定要严格限制其 安装高度 。12如图2所示，U形管水银柱高R值反映的是 真空度 。 13当20的甘油(=1261k

3、g/m3，=1499厘泊)在内径为100mm 图2的管内流动时，若流速为2.5m/s时，雷诺数为 210.3 ，流动型态为 层流 。 14欲调节离心泵工作点，使扬程和输液量都增加，调节方法是 增加离心泵转速 。15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 13.122 m216某板框压滤机的型号为BMS20/63525，则该设备能够提供的最大框数为 25 。17在稳定流动中，各截面上流体的流速、压强等物理量不随 时间 而变。18降尘室内设置隔板的目的是 增加设备的生产能力 。19提高板框压滤机过滤

4、速度的常用方法有 增加过滤压力、采用助滤剂、减小框厚。20穿过三层等厚的平壁的稳定导热过程，如图3，已知各层导热系数 1 2 31<2<3，由图判断两侧温差最大的为第 一 层。 21列管换热器设计成多管程的目的是 提高管程流体对流给热系数 。 t1 t2 t3 t4 图322根据液体的饱和沸腾曲线，液体沸腾可分为 表面汽化 、 泡核沸腾 膜状沸腾 三个阶段，工业生产操作一般总控制在 泡核沸腾 阶段。 23. 用U形管液柱压差计测量流体压强差时，测压管的管径大小、长短或弯曲程度，都 不会 直接影响测量的准确性。（填会或不会） 24. 冷、热两流体进行热交换，若对流给热系数冷热，则强化

5、传热的思路是设法提高 热 。25固定管板式列管换热器设置膨胀节的目的是 避免热应力的破坏 。26采用蒸汽冷凝给热时，所用蒸汽应为 饱和水蒸气 ，其原因是 饱和蒸汽冷凝给热的热阻很小 。 27焓浓图上，影响焓值的参数为 料液的温度与浓度 。28穿过三层等厚的平壁的稳定导热过程，如图4，已知三层传热推动力 1 2 3的大小顺序为t1t2t3，则导热系数最大的一层为 第三层 。 图4 29某蒸发器内液体的密度为1400/m3，液层高2 m，液面上受压1大气压，已知101.3kN/m2、128.8kN/m2和115kN/m2时纯水的饱和温度分别为100oC、106.5oC和104oC，则该溶液因液柱静

6、压强引起的温度差损失为 4 oC 。 30如图5所示，U形管水银柱高R值反映的是 表压 。 图5二、选择题1下列调节离心泵输液流量的方法，错误的是（ A ）。 A 调节离心泵入口阀门 B 调节离心泵出口阀门 C 调节离心泵的转速 D 采用离心泵并联或串联2下列对流体流动型态的论述，错误的是（ A ）。A 流体的流动型态有三种：层流、过渡态、湍流B 雷诺数是流体流动型态的判据C 层流时，管内流体流速沿径向按抛物线分布D 层流时，流体流动阻力与管壁粗糙度无关3如图，U形管水银柱高R值反映的是（ A ）。 A 表压 B 绝压 C 真空度 D 不能确定4三个容器，其内部压力分别为Pa = 0.4 at

7、m (表压)， 图2 Pb = 400 N/m2 (真空度)，Pc = 4000 N/m2，下列答案正确的是（ A ）。A Pa > Pb > Pc B Pc > Pa > PbC Pa > Pc > Pb D Pc > Pb > Pa5.离心泵输液过程的工作点是怎样确定的（ C ）。 A 根据电动机的输出功率确定离心泵的工作点 B 根据离心泵的特性即可确定离心泵的工作点 C 根据离心泵的特性及管路的特性共同确定离心泵的工作点 D 根据输送液体的特性即可确定离心泵的工作点6离心泵铭牌上标明的扬程应做如下理解（ C ）。 A 该泵在规定转速下可以将

8、20 oC的水升扬的高度 B 该泵在规定转速、操作状态的效率下对20 oC的水提供的压头 C 该泵在规定转速、最高效率下对20 oC的水提供的压头 D 该泵的最大输水量7离心泵的气蚀现象是由于（ D ）引起的。 A 启动前泵内存有空气 B 启动前未关闭离心泵出口阀 C 离心泵的轴功率偏低 D 离心泵安装高度过高8下列措施中，不能增加降尘室的生产能力的是（ C ）。A 增加降尘室的宽度 B 增加降尘室的长度C 增加降尘室的高度 D 设置多层水平隔板 6在板框压滤机上进行下列操作，不能提高过滤速度的方法是（ C ）。 A 增大过滤操作压差 B 不需回收滤饼时，可使用助滤剂 C 增加框数 D 提高悬

9、浮液的温度以降低滤液粘度7板框压滤机在进行滤饼洗涤时，若采用贯穿洗涤法，下列说法正确的是（ D ）。A 洗涤速率是平均过滤速率的1/4 B 洗涤速率是平均过滤速率的1/4 C 洗涤速率是最终过滤速率的1/4 D 洗涤速率是最终过滤速率的1/48板框压滤机在进行滤饼洗涤时，若采用贯穿洗涤法，下列说法正确的是（ C ）。A 洗涤速度是平均过滤速度的1/2 B 洗涤速度是平均过滤速度的1/4C 洗涤速度是最终过滤速度的1/2 D 洗涤速度是最终过滤速度的1/49下列措施中，不能增加降尘室的生产能力的是（ C ）。A 增加降尘室的宽度 B 增加降尘室的长度C 增加降尘室的高度 D 设置多层水平隔板10

10、.冷凝给热操作中通常采用饱和蒸汽作为热源，其目的是（ C ）。A 提高传热推动力 B 提高传热面积C 降低热阻 D 降低热损失11穿过三层等厚的平壁的稳定导热过程，如图，已知各层导热系数123，由图判断两侧温差最大的一层为（ C ）。 A 第一层 B 第二层 C 第三层 D 不能判断 1 2 3 12某蒸发器内液体的密度为1400/m3，液层高2 m，液面上受压1大气压，则该溶液因液柱静压强引起的温 t1 t2 t3 t4 度差损失为 （ B ）A 6.5 oC B 4 oC C 2.5 oC D 1 oC已知101.3kN/m2、128.8kN/m2和114kN/m2时纯水的饱和温度分别为1

11、00oC、106.5oC和104oC。13下列对于传热过程的论述，错误的是（ B ）。 A 当冷热流体对流给热系数相差较大时，要提高K值，关键在于提高热阻大一侧流体的值 B 总传热系数K值越大，传热热阻越大 C 总传热系数K值是表示传热设备性能的重要参数D 总传热系数K值主要取决于流体的物性、操作条件和换热器的类型14蒸发操作中，沸点升高的概念是 （ C ）A 完成液的沸点较常压下纯水的沸点而升高的值B 完成液的沸点较常压下料液的沸点而升高的值C 完成液的沸点较操作压力下纯水的沸点而升高的值D 完成液的沸点较操作压力下料液的沸点而升高的值15多效蒸发的目的是 （ A ）A 提高蒸发器的生产能力

12、 B 提高蒸发器的生产强度C 提高加热蒸汽的经济性 D 提高蒸发操作的推动力三、判断题 1流体在管内的流动型态有三种：层流、湍流、过渡流。 （ × ） 2离心泵的扬程是泵在规定转速下可以将20 oC的水升扬的高度。 （ × ）3流体流动阻力计算的范宁公式对层流和湍流都适用。 （ ）4设备内的真空度愈高，即绝对压愈大。 （ × ）5在圆形直管作湍流流动的摩擦系数一定与管壁相对粗糙度有关。 （ × ）6启动离心泵前关闭出口阀是为了使其启动功率降为零。 （ × ）7流体流动型态的判断依据是雷诺数Re。 （ ）8离心泵的叶片大多为前弯叶片。 （ 

13、15; ）9离心泵的允许汽蚀余量越大，该泵的安装高度越高。 （ × ）10列管换热器设计成多管程的目的是增加传热面积 （ × ）11稳定流动是指流体在管内的流动过程中流速、压强等物理量不随位置及时间而变化。 （ × ） 12增加降尘室的宽度、长度和高度都能增加降尘室的生产能力。 （ × ）13板框压滤机在进行滤饼洗涤时，若采用贯穿洗涤法，洗涤速率是最终过滤速率的1/4。 （ ）14对于间壁式传热过程，当12时，欲提高K值，应着手提高2。（ ）15蒸发操作沸点升高的概念是：完成液的沸点较常压下纯水的沸点而升高的值。（ × ）16降尘室的生产能力仅

14、与其沉降面积和粒子的沉降速度有关，而与降尘室的高度无关。 （ ）17板框压滤机在进行滤饼洗涤时，若采用贯穿洗涤法，洗涤速度是最终过滤速度的1/4。 （ ）18热量沿温度梯度的方向传递。 （ × ）19总传热系数K值越大，传热热阻越大。 （ × ）20多效蒸发的目的是提高蒸发器的经济性和生产强度。 （ × ）四、简答题1简述离心泵工作点的调节方法及其对应的调节结果。 增大离心泵出口阀门开度，工作点下移、右移，流量增加、扬程降低；减小离心泵出口阀门开度，工作点上移、左移，流量减小、扬程增加；增加离心泵叶轮转速，工作点上移、右移，流量增加、扬程增加；降低离心泵叶轮转速，

15、工作点下移、左移，流量减小、扬程减小。2简述离心泵发生气蚀现象的原因及其预防措施。 离心泵的气蚀现象是由于离心泵的安装高度过高，导致泵内最低压强处的压强等于或小于操作稳定下液体的饱和蒸汽压，而产生了气蚀现象。 其预防措施是严格限制离心泵的安装高度，避免调节离心泵的入口阀门。3图为典型的简单管路。设各段管径相同，液体做稳定流动。现将阀门由全开转为半开，试分析阀门上游A处与下游B处压强的变化，并得出结论。 1A面列柏努利方程Z1122ABz1+he = zA +hf1-A阀门由全开转为半开，则uA减小，+hf1-A减小，增加，pA增加，所以阀门上游的压力增加；1B面列柏努利方程 z1+he = z

16、B +hf1-B阀门由全开转为半开，则阻力损失hf1-2 uA增加，pB减小， 所以阀门下游的压力减小。4.在单程逆流列管换热器中，用冷水作为冷却介质进行热量交换。试讨论冷水的出口温度对传热操作的设备费和操作费的影响。 冷却水出口温度增加单位质量冷却水吸收热量增加一定的热负荷所需冷却水用量减少操作费减少；冷却水出口温度增加传热推动力降低一定的热负荷所需传热面积增加设备费增加。冷却水出口温度降低单位质量冷却水吸收热量减少一定的热负荷所需冷却水用量增加操作费增加；冷却水出口温度降低传热推动力增加一定的热负荷所需传热面积减少设备费降低。5. 根据热传导的基本概念简要分析金属材料、液体及气体的导热系数

17、大小规律。 物体各部分之间不发生相对位移，仅靠分子、原子、自由电子等微观粒子热运动而发生相互碰撞引起的热量传递称为热传导。金属材料存有大量自由电子而具有较强的碰撞程度，因而导热系数最大；液态材料微观粒子之间的距离大于金属材料而小于气态物质，因而微观粒子碰撞程度大于气体而小于金属材料，所以导热系数大小规律为：金属材料>液态材料>气态材料6. 简述蒸汽冷凝给热的特点及其强化措施。 蒸汽冷凝给热采用饱和蒸汽为热源，其特点是：饱和蒸汽冷凝给热时，仅在冷凝液膜上存在热阻，因而热阻很小，对流给热系数较大。 强化措施是，定期排放不凝气体；采用膜状冷暖。四、计算题1容器中用泵将密度为890 kg/

18、m3的液体送入塔中，容器及塔内的表压如图所示，输液量为15 kg/s，流体经管路的能量损失为122 J/kg （包括局部阻力损失），求泵的功率。（7181W）2欲设计一列管式换热器，用110oC的饱和水蒸气将1400kg/h的常压空气由20oC预热到95oC。选定采用单管程换热器，空气走管程，管束由120根25×2.5的铜管组成。试确定所需管束长。（20m）冷凝液膜的热阻、管壁及其两侧污垢热阻可忽略不计，其空气平均温度下的物性可取：粘度=0.02cp，比热Cp=1.0kJ/（kg·oC），导热系数=0.029W/（m·oC），密度=1.076kg/m3。解：管内流

19、速：=9.59 湍流 冷凝液膜热阻，管壁及两侧污垢热阻可忽略不计，（以内表面计） 则 即管束长20m3用一多层降尘室除去常压炉气中的固体颗粒。已知炉气中尘粒为球形，其最小直径为8m，密度为4000kg/m3。炉气的温度为427oC，密度为0.5kg/m3，粘度为3.4×105 Pa·s。降尘室长4.1m、宽1.8m、高4.2m。若每小时的炉气量为2160标准m3，试求降尘室的层数及板间距。（51层，0.082m）4欲用降尘室净化温度为20oC流量为2500m3/h的常压空气。空气中所含灰尘的密度为1800/m3，要求净化后空气中不含有直径大于10的尘粒，试求所需沉降面积为多

20、大？若降尘室的底面宽2m，长5m，室内需要设多少块隔板？20oC常压空气的粘度为1.81×10-5 N·s/ m2，密度为1.2/m3(12块)5某板框压滤机的滤框为内边长500mm的正方形，10个滤框。恒压下过滤30 min获得滤液5m3，滤饼不可压缩，过滤介质阻力可忽略。试求：（1）过滤常数K，m2/s；(2)再过滤30 min，还可获得多少m3滤液？ （1）A=0.52×2×10=5m3V2=KA252=K52×30×60K=5.56×10-4（2） V2=KA2 V2=5.56×10-4×60&#

21、215;60 =7.07 m3 V=2.07 m36在一单程列管式换热器中用冷水冷却热油。冷水在管内流动，进出口温度分别为15 oC和32 oC，热油在壳方流动，进出口温度分别为120 oC和40 oC，冷热流体呈逆流流动。已知水的平均比热容为4.2kJ/（kg·oC），热油平均比热容为1.9kJ/（kg·oC），流量为1.25kg/s。若换热器的总传热系数为470W/（m2·oC），求所需换热器的传热面积及冷水用量。 （8.07m,2.66kg/s）7在列管换热器中，用初温30oC的原油将重油由180oC冷却到120oC，已知重油和原油的流量分别为10000kg/h和14000kg/h，