化工原理(Ⅰ)习题库

武夷学院环境与建筑工程系化工原理学习题库PAGEPAGE8《化工原理》（Ⅰ）课程学习题库适用对象：化学工程与工艺本科学生武夷学院环境与建筑工程系2011年编制

一、填空题1.比较下列对流给热系数的大小：空气流速为6m/s的α1，空气流速为25m/s的α2，水流速为1.2m/s的α3，水流速为2.5m/s的α4，蒸汽膜状冷凝的α5，则自大到小的顺序为：5>4>3>2>12.离心泵的安装高度超过允许安装高度时会发生汽蚀现象。3.压力表测得的读数是表压，在大气压强为101.3kPa地区，某设备压力表的读数为25.7kPa，则设备内的绝对压强为127.0kPa4.在恒定的操作压差下，过滤某一水悬浮液。10min后获得滤液5m3，若过滤介质阻力忽略不计，则40min后获得滤液10m³。5.厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知厚度δ1＞δ2＞δ3，导热系数λ1﹤λ2﹤λ3，在稳定传热过程中，各层的热阻R1>R2>R3，各层导热速率Q1=Q2=Q3。6.在离心泵的运转过程中，叶轮是将原动机的能量传递给液体的部件，而泵壳则是将动能转变为静压能的部件。7.在间壁式换热器的设计计算中，用算术平均法求冷热两流体平均温度差的必要条件是Δt1（大）/Δt2（小）<2。8.某液体在φ25×2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数为2000W/(m2·℃)。如果管径与物性都不变，流量加倍，其对流传热系数为W/(m2·℃)。9.旋风分离器的临界粒径愈小，则其分离效果越好。10.11.由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数越大，则该壁面的热阻愈小，其两侧的温差愈小。（大或小）12.多层圆筒壁定态热传导中，若某层的热阻最大，则该层两侧的温差最大；若某层的平均导热面积最大，则通过该层的热流密度最小。(最小或最大)13.水在直径为的直管中以的速度做稳态流动，已知水的密度，则水的流动型态为湍流。14.15.在长为L，高为H的降尘室中，颗粒的沉降速度为ut，含尘气体通过降尘室的水平速度为u，则颗粒在降尘室内分离的条件是H/ut<L/u。16.17.测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将增大，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将不变。（增大、减小、不变）18.在操作压力相同的条件下，当滤液粘度与洗液粘度相同时，板框过滤机洗涤速率与最终过滤速率的比值为0.25。19.离心分离设备在层流区操作，颗粒的旋转速度为20m/s，旋转半径为0.3m，则该设备的离心分离因数等于135.9。20.在离心泵工作时，调节流量的最方便方法是调节出口管路中的阀门开度。在离心泵的运转过程中，是将原动机的能量传递给液体的部件，而则是将动能转变为静压能的部件。旋风分离器的临界粒径愈小，则其分离效果。23.某石化厂用φ108×4mm的钢管以10.6kg/s的速度输送密度为900kg/m3的原油，已知原油μ=0.072Pa.s，则Re=，管中流体的流动型态为。24在恒压过滤操作中，忽略过滤介质的阻力，且过滤面积恒定，则所得的滤液量与过滤时间的___0.5__次方成正比，当滤液量一定时，需要的过滤时间与过滤面积的____2_次方成反比。25.离心泵的工作点是离心泵特性曲线与管路特性曲线的交点。二、选择题1.一转子流量计，当流量为50m3/h时，测定流量计转子上下压差为250Pa，现流量变为100m3/h，则流量计转子上下压差为BPa。A500B250C125D条件不足，无法确定2.某液体在内径为d0的水平管路中稳定流动，其平均流速为u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2(d2=d0/2)的管子时，其流速为原来的____D__倍。A2B4C8D163.离心泵流量调节最常用的方法是B。A改变吸入管路中阀门开度B改变出口管路中阀门开度C安装回流支路,改变循环量的大小D车削离心泵的叶轮4.若洗涤压差与最终过滤压差相同，洗涤水粘度与滤液粘度相同，则板框过滤机的洗涤速率是最终过滤速率的C倍。A1B0.5C0.25D0.15.对流传热是由C原因产生的。A流体分子的热振动 B流体体内电子的移动;C流体质点的位移、扰动 D晶格振动6.由离心泵和某一管路组成的输送系统，其工作点CA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泵的特性曲线与管路特性曲线的交点D泵的特性曲线所决定7.傅立叶定律是_____B的基本定律。A对流传热B热传导C总传热D冷凝8.降尘室生产能力增加1倍，则应将CA高度增加1倍B高度增加2倍C长度增加1倍D长度增加2倍。9.一台工作着的列管式换热器，已知冷流体一侧的对流传热系数α1为50W/m2.k，热流体一侧的对流传热系数α2等于8000W/m2.k，要提高总传热系数K，最简单有效的途径是D。A设法减小α1 B设法增大α2 C同时增大α1和α2 D设法增大α110.用常压水蒸气冷凝来加热空气，空气平均温度为20℃，则壁温约为B。A20℃B100℃C60℃D49.7℃11.在多层平壁定态导热中，通过最大热阻的一层平壁的热量C通过其余平壁的热量。A大于B小于C等于D不确定12.在滤饼过滤操作中，实际上起到主要拦截固体颗粒作用的是__A_。A滤饼层B滤饼层与过滤介质C过滤介质D滤浆、滤饼层与过滤介质13.在重力场中，微小颗粒的沉降速度与A无关。A粒子的几何形状B粒子的尺寸大小C流体与粒子的密度D流体的速度14.在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数λ数值C。A只取决于ReB与光滑管一样C取决于相对粗糙度D与粗糙度无关15.离心泵开动之前必须充满被输送的流体是为了防止发生C。A汽化现象B汽蚀现象C气缚现象D气浮现象16.关于过滤速率说法正确的是CA与滤液体积成正比B与过滤面积A成正比C与A2成正比D与滤布阻力成反比17.当不可压缩理想流体在水平放置的变径管路中稳定连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力C。A不变B增大C减小D不确定19.离心泵的轴功率N与流量Q的关系为AAQ增大，N增大BQ增大，N减小CQ增大，N先增大后减小；DQ增大，N先减小后增大20.定态传热是指传热系统内各点的温度B。A不仅随时间变，也随位置变B只随位置变，但不随时间变C只随时间变，但不随位置变D不随位置和时间变化21.在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在____C，减少热阻的有效措施是______。A层流底层，使流体处于层流状态B流体湍动区域，使层流底层减薄C层流底层，提高流体湍动程度D流体过渡区域，提高流体湍动程度22.在蒸汽冷凝传热中，不凝性气体的存在对对流传热系数α的影响是___A___。A不凝性气体的存在会使α值大大降低B不凝性气体的存在会使α值升高C不凝性气体的存在与否，对数据无影响D不一定23.离心泵工作时，通过改变出口阀的开度调节流量，其本质是B。A改变泵的工作特性曲线B改变管路的特性曲线；C改变泵的扬程D调节泵的功率。24.离心通风机的风压是指__D____。A静压头与升举高度之和B动风压C静风压D动风压与静风压之和25.8.离心泵开动之前必须充满被输送的流体是为了防止发生C。A汽化现象B汽蚀现象C气缚现象D气浮现象三、综合应用题（计算与分析）1.用离心泵将20℃的清水由水池送到水洗塔塔顶经喷头喷已知大气压强为101.33kPa，清水密度1000kg/m3，取摩擦系数λ为0.025，若要求输水量40m3/h，试求：（1）泵所需的有效功率Ne；（2）若泵的效率为65％，求泵的轴功率N；（3）若吸入管的阻力损失为1.5m，求离心泵的允许安装高度Hg,r。20℃清水的饱和蒸汽压2.335kPa，离心泵的必需汽蚀余量(NPSH)r＝3.0m2一单管程列管换热器，共有φ252.5mm的传热管86根，传热面积为40m2，现用该换热器以循环水冷却流量为28000kg/h的石油产品，石油产品走壳程，循环水走管程，两流体逆流换热。实际测得石油产品的进、出口温度分别为90℃和50℃；冷却水的进、出口温度分别是25℃和40℃，已知石油产品的比热容为Cp=2.8kJ/(kg·K)，水的有关物性分别为：密度ρ＝995kg/m3，比热容Cp=4.17kJ/(kg·K)，μ=0.810-3Pa·s，λ=0.618W/(m·K)。试求：（1）冷却水用量，kg/h（2）该换热器总传热系数K；（3）管程和壳程的给热系数（可忽略两侧的污垢热阻和管壁热阻）。3拟用一板框过滤机在恒压下过滤某悬浮液。已知过滤常数K=0.02m2/h，操作压力为196kPa(表压)。过滤2小时后停止过滤，共得滤液6m3（滤饼不可压缩，介质阻力忽略不计）。求：（1）若滤框尺寸为1000mm×1000mm×30mm，则需要滤框几块？（2）过滤终了用水进行洗涤，洗涤水粘度与滤液相同，洗涤压力与过滤压力相同，若洗涤水量为获得滤液量的10%，卸渣等辅助时间为1小时，试求该过滤机的生产能力，m3/h？（3）若洗涤时间与辅助时间均不变，操作压力降至98kPa(表压)，需多大过滤面积才能维持生产能力不变？4用φ108×4的热轧无缝钢管将经沉淀处理后的河水引入一贮水池，最大输水量为60m3/h，池中最高水位高于河水面15m，泵中心（吸入口处）高出河面2.0m，管路总长140m，其中吸入管总长30m（均包括局部阻力－5Pa.s，水的饱和蒸汽压Pv＝2.335kPa，当地大气压强为98kPa；(1)试选一台合适的离心泵；(2)校核泵的安装高度。泵的性能参数如下：型号流量Qm3/h扬程Hm允许汽蚀余量(NPSH)r，m效率η%轴功率NkW电机功率kWIS80－65－16060293.0726.597.5IS100－80－12560244.0675.8611.05采用长4.5m、宽2m、高2m降尘室除去矿石焙烧炉出口的炉气中含有的粉尘。在操作条件下炉气流量为16000m3/h，密度为0.6kg/m3，粘度为210-5Pa·s，其中氧化铁粉尘可看作球形颗粒，密度为4500kg/m3。求：(1)临界粒径dpc（能够完全分离下来的最小颗粒直径）；(2)要求全部除掉直径大于80μm的粉尘，炉气的最大处理量为多少？6有一列管式换热器，装有φ202.5mm的钢管400根，管长为2m。要将质量流量为7000kg/h的常压空气由20℃加热到90℃，选用108℃的饱和蒸汽于壳程冷凝加热之。若水蒸汽的冷凝给热系数为1.0104W/(m2·K)，管壁及两侧污垢的热阻均忽略不计，且不计热损失。已知空气在平均温度下的物性参数：Cp=1.0kJ/(kg·K)，λ=2.8210-2W/(m·K)，μ=2.010-5Pa·s。试求：(1)空气在管内的对流给热系数；(2)换热器的总传热系数；(3)通过计算说明该换热器是否满足需要。7.MS20/635-25型板框压滤机于200kPa的压强差下过滤某悬浮液，已知滤框尺寸是635×635×25mm，滤框数共26个，过滤时测得滤饼与滤液的体积比v=0.0722，过滤常数qe=0.01m3/m2，k=3.94×10-5m2/s，试求：(1)滤饼充满滤框所需时间t；(2)过滤毕，用滤液体积10%的清水以横穿洗涤法洗涤滤饼，操作压强与洗水黏度和过滤终了均相同，