过程原理与设备复习题及答案

1、过程原理与设备复习题一、 单项选择题1. 流体在圆形直管中层流流动时的速度分布曲线为（ ） 。A.直线 B.抛物线 C.双曲线 D.椭圆线2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（ ）。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3. 根据工作原理分类，齿轮泵属于 ( )。A. 离心式 B.往复式 C. 旋转式 D.流体动力作用式4离心泵吸入管路底阀的作用是（ ）。A.阻拦液体中的固体颗粒； B.避免出现气蚀现象； C.维持最低的允许吸上高度； D.防止启动前充入的液体从泵内漏出5在斯托克斯区,颗粒的沉降速度与其直径的n次方成正比，n等于( )。

2、A. 1/2 B. 1 C. 3/2 D. 26. 一套管换热器，环隙为120蒸汽冷凝，管内空气从20被加热到50，则管壁温度应接近于（ ）。 A. 35 B. 50 C. 77.5 D. 1207单层平壁稳态热传导时，若壁厚增加，平壁材料及传热面积不变，则温差（ ）。A. 变小 B. 不变 C. 变大 D. 不确定8. 传热实验时,在套管换热器中用饱和水蒸气冷凝来加热空气（空气走内管,蒸气走环隙）,为强化传热决定加装翅片, 更为有效的方法是将翅片装在( )。 A.内管外侧 B.内管内侧 C.外管外侧 D.外管内侧9进料热状态参数值为最大的进料方式是（ ）A. 冷液体 B.饱和液体 C.饱和蒸

3、气 D. 过热蒸气10.某二组分混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.4时，泡点温度为t1，与之相平衡的气相组成yA=0.8，与此相应的露点温度为t2，则（ ）。 A. 2 t1= t2 B. t1> t2 C. t1= t2 D. t1<t211下列单元操作中，属于热量传递的是（ ）。A. 蒸馏 B. 蒸发 C. 吸收 D. 吸附 12. 流体在直管中层流流动时，摩擦阻力损失与流速（ ）。 A. 无关 B. 一次方成正比 C. 平方成正比 D.立方成正比13. 离心泵的轴功率是在( )。A. 流量为零时最大 B. 压头最大时最大 C. 流量为零时最小 D. 工作点处最大1

4、4. 在一水平变径管路中，细管截面1和粗管截面2与U形管液柱压差计相连，当流体流过该管段时压差计测量的是1、2两截面间的( )。A.总能量损失 B.动能差 C.压强差 D.局部阻力损失15离心泵的工作点是指( )。 A. 与泵最高效率对应的点 B. 由泵的特性曲线所决定的点 C. 由管路特性曲线所决定的点 D. 泵的特性曲线与管路特性曲线的交点16. 含尘气体在降尘室中沉降，若气体处理量不变，降尘室的高度增加一倍，则该气体中临界粒径颗粒的沉降速度将 ( )。 A. 增加两倍 B. 增加一倍 C. 降为原来的1/2 D. 不变17转筒真空过滤机的操作方式是 ( )。A. 恒压 B.恒速 C.先恒

5、压后恒速 D. 先恒速后恒压18流体在圆形直管内作强制湍流时，其对流传热系数与雷诺数Re的n次方成正比，其中n值为（ ）A. 0.5 B. 0.8 C. 1 D. 219. 不能引发降液管液泛这种现象的原因是（ ）。 A.塔板间距过小 B. 过量雾沫夹带 C. 严重漏液 D.气、液负荷过大20. 精馏操作中，若其它条件都不变，只将塔顶的过冷液体回流改为泡点回流，则塔顶产品组成（ ）。 A.变小 B.变大 C.不变 D.不确定21. 连续操作时，物料衡算通式中的过程积累量为（ ）。A.零 B.正数 C.负数 D.任意值22流体在圆管中层流流动，若只将管内流体流速增加1倍，管内流体仍为层流流动，则

6、阻力损失（ ）。A.增加2倍 B.增加倍 C. 增加1倍 D.不变23. 流体的流动类型可用雷诺准数来判定，若为湍流，则Re ( )A. B. C. D. 24离心泵的设计工况点是（ ）。 A流量为零时 B.压头最大时C. 流量最大时D. 效率最大时25活塞往复运动一次，只吸入和排出液体各一次，该泵为( )。A. 单动泵 B. 双动泵 C. 三联泵 D. 以上均是26在湍流区,颗粒的沉降速度与其黏度的n次方成反比，n等于( )。A. 1 B. 1/2 C. 1/3 D. 027水在圆管中强制湍流时的对流传热系数为，若将水的流量增加一倍，而其他条件不变，则此时对流传热系数为（ ）。A. B. C

7、. D. 28. 在列管式换热器中，用常压水蒸气冷凝以加热空气，空气平均温度为20，则换热器壁面温度约为 ( )。A. 20 B. 40 C. 60 D. 10029分离某双组分混合物，进料量为，进料组成为0.6，要求馏出液组成不小于0.9，则塔顶馏出液最大产量为( )。A. B. C. D. 不能判断30. 精馏塔设计中，增大操作压强，则相对挥发度( )。A. 增大 B. 不变 C.减小 D. 不确定二、 多项选择题1气体在直径不变的圆形管道内作等温稳定流动，各截面上的（ ）。A速度相等 B体积流量相等 C质量流量相等 D质量流速相等 E速度逐渐减小2. 气体输送机械通常按压缩比的大小分为(

8、 )。 A.通风机 B.鼓风机 C. 压缩机 D. 往复泵 E.真空泵3. 在水平重力降尘室中分离含尘气体，当分离的临界粒径和临界粒径颗粒的沉降速度一定时，影响其生产能力的因素是( )。 A. 降尘室的高度 B. 降尘室的宽度 C. 降尘室的长度 D. 降尘室的层数 E. 降尘室的横截面积4. 影响冷凝传热系数的因素有（ ）。 A.流体的物性 B. 冷凝传热温度差 C. 不凝性气体 D. 蒸汽过热E. 传热面的形状与布置5. 连续稳定操作中的精馏塔，F、q、 xD、xW、V不变，减小xF，则有( )。 A. D 增大 B. W 增大 C. D 减小 D. W减小 E. R 增大6. 流体在圆管

9、中层流流动，下列说法正确的是（ ）。 A. 速度分布为抛物线形状 B. 平均流速为最大流速的0.82倍 C. 最大流速为平均流速的2倍 D. 管中心处的速度最大 E. 管壁处速度为07. 流体输送机械根据工作原理的不同，通常分为( )。 A. 压缩式 B. 往复式 C. 离心式 D.旋转式 E. 流体动力作用式8. 在现有的过滤设备上进行过滤时，要想提高过滤速率应采取的措施有( )。A. 增大过滤压力差 B. 增大操作温度 C. 选用阻力低的过滤介质 D. 增加滤饼厚度 E. 增大滤液黏度9. 表征流体无相变时对流传热系数的特征数有( )。A. Re B. Eu C. Pr D. Nu E.

10、Gr10. 根据操作压力进行分类，蒸馏分为( )。A. 萃取蒸馏 B. 常压蒸馏 C. 恒沸蒸馏 D. 加压蒸馏 E. 减压蒸馏11关于流体压力之间的关系，下列等式中正确的是( )。A. 表压= 绝对压力大气压力 B. 表压=大气压力绝对压力 C. 真空度=大气压力绝对压力 D. 真空度= 绝对压力大气压力 E. 绝对压力=真空度 + 表压12. 关于离心泵特性曲线的描述，说法正确的是：( )。A. 随流量增大，扬程增大 B. 随流量增大，扬程减小 C. 随流量增大，轴功率增大 D. 随流量增大，效率增大 E. 随流量增大，效率先增大后减小13. 颗粒在流体中沉降，其沉降流型分为( )。A.

11、层流区 B. 过渡区 C. 湍流区 D. 层流底层区 E. 完全湍流区14. 影响对流传热系数的因素有（ ）。A.流体的物理性质 B. 流体的对流起因 C. 流体的流动状态 D. 流体的相态变化 E. 传热面的形状、相对位置与尺寸15. 能引发降液管液泛这种现象的原因是（ ）。 A.塔板间距过小 B.严重漏液 C.过量雾沫夹带 D.气、液负荷过大 E.液面落差过高三、 填空题1. 某设备的表压为50kPa，当地大气压力为100 kPa，则该设备的绝对压力为 ( ) kPa。2. 过程的传递速率是决定化工设备的重要因素，传递速率（ ）时，设备尺寸可以小。3单位重量液体流经泵所获得的能量称为（ ）

12、。4. 单位体积气体流经通风机后所获得的总机械能，称为通风机的（ ）。5在过滤操作中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是（ ）而不是过滤介质。6依靠离心力的作用，使流体中的颗粒产生沉降运动，称为（ ）。7. 根据热量传递机理的不同，有3种基本传热方式：传导、（ ）和辐射。8. 在卧式管壳式换热器中，用饱和水蒸气冷凝加热原油，则原油宜在（ ）程流动。9在精馏塔中，越往上汽液两相中易挥发组分越多，温度越（ ）。10. 在连续操作的精馏塔中，采用全回流操作，则回流比等于（ ）。11. 测速管是测量流体的（ ）速度。12流体在圆管内流动时，当Re增大到一定程度，层流底层很薄，壁面的突出点全部伸入湍流主体中。

13、这种情况下的流体流动，称为（ )。13离心泵的特性曲线中，将效率与流量的关系曲线中效率最高点称为（ ）。14往复泵的流量调节方法通常有（ ）、改变原动机转速和改变活塞的行程三种。15. 将降尘室用隔板分25层后，要求气体的处理量不变，则临界粒径的沉降速度可以降为原来的1/25，临界粒径将为原来的（ ）。16.旋液分离器是利用( )的作用，使悬浮液中固体颗粒增稠或使粒径不同及密度不同的颗粒进行分级。17. 单层平壁稳态热传导中，壁厚越厚，传热的阻力（ ）。18. 在固定管板式换热器中，易结垢的流体易走（ ）程。19. 对于双组分的理想溶液，当总压增大时，泡点（ ）。20. 在精馏塔的进料板以下的

14、塔段中，上升气相从下降液相中提出了( ) 组分，故称为提馏段。21. 流体在圆形管内湍流流动时,在管壁处的速度为（ ）。22. 湿式气体流量计是一种用来测量（ ）体积的容积式流量计。23. 离心泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生( )现象。24为了能使高阻力管路系统的输液距离增大、流量增多，需要提高泵的扬程，通常采用离心泵的（ ）操作。25. 在规定的沉降速度条件下，降尘室的生产能力只取决于降尘室的（ ）而与其高度无关。26. 在现有的过滤设备上进行过滤时，要想提高过滤速率应采取的措施有：增大过滤( )、增大操作温度和选用阻力低的过滤介质。27单位时间内通过单位传热面积传递的热量，称为

15、（ ）。 28.换热器内安装折流挡板是为了提高（ ）流体的对流传热系数。29. 间歇精馏过程中，若保持馏出液组成恒定，则需逐渐增大（ ）。30. 泡点下的饱和液体进料时，精馏段上升蒸气量（ ）提馏段上升蒸气量。四、 名词解释1.光滑管流动 ：2.容积损失：3.重力沉降：4.等温面：5.操作弹性：6.体积流量：7.行程： 8.电除尘法：9.对流：10.全回流：11.质量流量：12.全风压： 13.沉聚：14.热流密度：15.液面落差：五、简答题1. 应用量纲一致性方程推导雷诺数的量纲。2. 分析离心泵输送液体黏度大于水时，对流量、扬程、轴功率及效率的影响。3. 简述重力降尘室的操作原理。4. 换

16、热器的强化传热中，最有效的途径是增大总传热系数K，写出增大K的措施。5. 一正在运行中的精馏塔，由于前段工序的原因，使料液组成下降,而、不变。试分析、变化趋势。6. 何谓层流底层，分析层流底层厚度的影响因素。7. 分析影响离心泵最大允许安装高度的因素。8. 某微小颗粒在水中按斯托克斯定律沉降，比较在50水中和20水中的沉降速度的大小关系并分析其原因。9.分析影响膜状冷凝传热的因素。10.精馏操作时，若、不变，塔顶产品量增加，分析、变化趋势。11. 如图所示，有一水平输水管路， ，已知流体在管路1中的流速为，当流量增加一倍时，其他条件不变，求解各段的平均流速（以表示）。d2d1d312. 写出离

17、心泵的三条特性曲线，分析启动离心泵时关闭出口阀的原因。13. 在现有过滤设备上进行过滤时，简述提高过滤速率的方法。14. 写出以传热面为基准的总传热系数表达式，对于无相变流体，分析提高的措施。15. 在一定的精馏塔内连续操作，若在、不变的条件下，加大回流比，假设全塔效率不变，分析、 、变化趋势。六、计算题1. 如题图所示，某化工厂用泵将敞口储槽中密度为的碱液输送至蒸发器内，储槽内液面恒定。蒸发器上部蒸发室内操作压力为（真空度），蒸发器进料口高于储槽液面，输送管道为的钢管，送料量为，碱液流经所有管路的能量损失为。试求:(1)管内流体流速;(2)泵提供的外加机械能。2. 在套管式换热器中用饱和水蒸

18、气加热苯液，苯在的钢管中流动。的饱和水蒸气在环隙中冷凝，将流量为的苯从升到。总传热系数为，（操作条件下苯的比热容为，水蒸气的汽化潜热为）。试求：（1）饱和水蒸气消耗量；（2）以钢管内表面为基准所需的有效长度。3. 在连续精馏塔中分离双组分理想溶液，原料流量为150kmol/h，易挥发组分组成为0.4（摩尔分数，下同），饱和液体进料，塔顶产品组成为0.97，塔底釜液组成为0.02，操作回流比为最小回流比的1.5倍，该物系平均相对挥发度为2.47，塔顶全凝器，冷凝为泡点液体回流入塔。试求：（1）馏出液与釜液摩尔流量；（2）回流比。4. 用离心泵把密度为的水从贮槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定，各

19、部分相对位置如图所示，管路的直径均为，水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按与计算，管内流速。排水管与喷头连接处的表压为。试求泵的有效功率。5. 在一列管式换热器中，用冷却水将的热水冷却到，热水流量为，冷却水在管内流动，从升到。已知总传热系数为，换热管为的钢管，长为。（已知热水密度为， 热水与冷水的比热容为）试求：（1）冷却水消耗量；（2）逆流操作时，以换热管外表面为基准所需换热管数。6. 一连续精馏塔常压下分离双组分混合物，塔顶为全凝器，泡点回流，塔釜用间接蒸汽加热，全塔平均相对挥发度为2，进料量为，进料组成0.5（摩尔分数，下同），饱和蒸气进料，塔顶馏出液组成0.95，塔底组

20、成0.05。回流比为最小回流比的1.5倍。试求：（1）馏出液与釜液摩尔流量；（2）回流比。7. 用离心泵将密度为的水溶液由敞口贮槽送至表压为的高位槽中。两槽液面恒定，两液面间垂直距离。输送管路为钢管，送液量。吸入管路长，排出管路长，贮槽液面与泵入口间、两液面间所有管件的当量长度分别为和，管路摩擦系数为，当地大气压为。试求泵的有效功率。8. 某管壳式换热器中，用水逆流冷却某石油馏分，该馏分的流量为，平均比热容为，要求将它从90冷却到40。冷却水的进口温度为15，出口温度为55。冷却水的平均比热容为换热器的总传热系数为。试求：（1）冷却水用量；（2）所需传热面积。9. 用一精馏塔分离双组分理想混合

21、物，已知泡点进料，全塔平均相对挥发度为3，进料量为，进料组成为0.3（摩尔分数，下同）。要求塔顶馏出液组成为0.9，釜液组成为0.1。回流比为最小回流比的2倍，塔顶全凝器，冷凝为泡点液体回流入塔。试求：（1）馏出液与釜液摩尔流量；（2）回流比。过程原理与设备复习题答案一、单项选择题1. B 2. C 3. C 4. D 5. D 6. D 7. C 8. B 9. A 10.C11. B 12. B 13. C 14. C 15.D 16. D 17. A 18. B 19. C 20.A21. A 22. C 23. D 24. D 25. A 26. D 27. B 28. D 29. B

22、 30. C 二、多项选择题1. CD 2ABCE 3. BC 4. ABCDE 5. BCE 6. ACDE 7BCDE 8. ABC 9. ACDE 10. BDE 11. AC 12BCE 13. ABC 14. ABCDE 15. ACDE三、填空题1. 150 2. 大 3. 扬程 4. 全风压 5 滤饼6. 离心沉降 7. 对流 8. 管 9. 低 10. 无穷大 11. 点 12. 完全湍流 13. 设计工况点 14.旁路调节 15. 1/5 16. 离心力 17. 越大 18. 管 19. 增大 20.易挥发21. 零 22. 气体 23. 汽蚀 24. 串联 25. 底面积

23、26. 压力差 27. 热流密度 28. 壳程 29. 回流比 30. 等于四、名词解释1. 光滑管流动：在流体湍流流动条件下，如果层流底层的厚度大于壁面的绝对粗糙度，流体如同流过光滑管壁，这种情况的流动称为光滑管流动。2.容积损失：泵内有部分高压液体泄漏到低压区，使排出的液体流量小于流经叶轮的流量而造成的功率损失。 3. 重力沉降：由于地球引力作用而发生的颗粒沉降过程。4. 等温面：在同一时刻，温度场中所有温度相同的点相连接而构成的面。5. 操作弹性：在正常操作条件下，汽相的最大处理量与最小处理量之比值。6. 体积流量：单位时间内流体流经管路任一截面的体积。7. 行程：活塞在泵缸内两端间移动

24、的距离。 8. 电除尘法：使含尘气体中的颗粒在高压电场内受电场力的作用而沉降分离的方法。9. 对流：在流体中，冷、热不同部位的流体质点作宏观移动和混合，将热量从高温处传到低温处的现象。10. 全回流：若塔顶上升蒸气冷凝后全部回流至塔内，称为全回流。11. 质量流量：单位时间内流体流经管路任一截面的质量。12.全风压：单位体积气体流经通风机后所获得的总机械能。13.沉聚：悬浮液放在大型容器里，其中的固体颗粒在重力下沉降，得到澄清液与稠浆的操作，称为沉聚。14.热流密度：单位时间内通过单位传热面积传递的热量。15.液面落差：塔板进、出口之间的清液层高度差。五、简答题1. ，(1分) ，(1分) ，

25、(1分) (1分) ， (1分)2. 因为液体黏度增大，叶轮内液体流速降低，流量减少。（1分） 因为液体黏度增大，液体流经泵内时的流动摩擦损失增大，扬程减小。（1分）因为液体黏度增大，叶轮前、后盖板与液体之间的摩擦而引起能量损失增大，使所需要的轴功率增大。（2分），所以效率减小。（1分）3. 含尘气体由管路进入降尘室后，因流道截面积扩大而流速降低。（2分）只要气体从降尘室进口流到出口所需要的停留时间等于或大于尘粒从降尘室的顶部沉降到底部所需的沉降时间，则尘粒就可以分离出来。（3分）4. 要想增大总传热系数，就必须减小金属壁、污垢及两侧流体等热阻较大者的热阻。（3分）当金属壁很薄，其热导率较大，

26、且壁面无污垢时，则减小两侧流体的对流热阻对提高K值最有效。（1分）若两侧流体的对流传热系数相差较大时，增加较小的对流传热系数对提高K值最有效。（1分）5. 、不变，下降，则减小，（1分）不变，增加，（1分）不变，减小，（1分）,减小，（1分）,减小。（1分）6. 由于流体具有黏性，邻近管壁处的流体受到管壁处流体层的约束作用，其流速不大，仍然保持一层作层流流动的流体薄层，称为层流底层。（3分）厚度受雷诺数影响，随着Re增加，厚度减薄。（2分）7. 贮槽液面上方的压力，（当贮槽敞口时，为地环境大气压）（2分）液体在工作温度下的饱和蒸气压，（1分）允许汽蚀余量，（1分）吸入管路的压头损失。（1分）8. 50水中的沉降速度比较大（2分） 沉降速度与流体的黏度成反比，与颗粒同流体的密度差成正比。水温升高，黏度减小，密度虽也有减小，但并不显著，总的结果是使沉降速度增大。（3分）9. 流体的物性；冷凝传热温度差 ；不凝性气体的影响；蒸气流速和流向的影响；蒸气过热的影响；传热面的