化学工程基础复习题

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（修正版）

一、填空题

1.流体在一根圆形水平直管中滚动，测得其平均流速为0.5m·s-1，雷诺数

Re=1000，压降Δp=10Pa，问管中心处的最大流速为m·s-1。若平均流速增大为1m·s-1，则压降Δp为Pa。

2.反应器内流体的混和按考察的尺度可划分为混和和混和。3.填料吸收塔正常操作时,若液气比增大,则吸收液的出塔浓度,吸

收的推动力。

4.某间壁式换热器传热面积为2.5m2，传热平均温差为45K，传热速率为9000

W，则该换热器此时的总传热系数K=。

5.气体的粘度值随温度的升高而；液体的粘度值随温度的升高而。6.雷诺数Re是流体滚动的判据。流体在管道中滚动，当Re时为稳定层流；当Re时，可以形成湍流；只有当Re时，方可达到稳定的湍流。

7.活塞流反应器的量纲一平均停留时间（无因次平均停留时间）等于；其停留时间的量纲一方差（无因次方差）为。

8.在连续接触的填料塔内,进行定常等温吸收操作,填料层高度的计算,可由物料衡算式和吸收速率方程联列导出计算式,填料层总高度等于和之乘积。

9.列举四种工业上常用的间壁式热交换器：、、

、。

10.伯努利方程

适用的条件是在滚动时的流体。

11.流体在水平等径的直管中滚动时，存在着摩擦阻力造成的能量损失Hf，所损失的能量由机械能中的转换而来，由此而产生流体的下降。12.在研究流体滚动规律时，要注意区分是定常（或称定态）滚动和不定常（或称不定态）滚动，稳定态和不稳定态。假使所考察的流体滚动过程或系统中任何一个部位或任何一个点上的流体性质和过程参数都不随时间而改变，则该过程为过程，反之，则为过程。当流体滚动过程的雷诺数大于1×104时，可以认为是的湍流；当雷诺数在2000~4000之间流体的滚动型态为的过渡区域。

13.流化床反应器中常需选用适合的气体分布板和增设导向板等内部构件，其目的是为了战胜和等不正常流化现象，用以改善聚式流化床的流化质量。

14.在精馏过程中,当回流比加大时,精馏段与提馏段操作线交点向移动,并以为极限;回流比减小时,精馏段与提馏段操作线交点向移动,并以为极限。

15.套管换热器中，逆流操作的主要优点是，并流操作的主要优点是。

16.彼克列模数Pe→∞，反应器内返混，趋近于模型；彼克列模数Pe→0，反应器内返混，趋近于模型。

17.流体在圆管内做层流滚动时，其最大流速为平均流速的倍；湍流时，其最大流速约为平均流速的倍。

18.画出以下典型反应器停留时间分布密度曲线的示意图：

19精馏操作中回流比R是一个重要的参数,其定义为R

=,在精馏操作中,若塔板数保持不变,增大回流比,则所得的塔顶产品纯度将。若减少回流比且要维持塔顶产品的纯度不变则需塔板数。

20.冷流体在加热管中升温至363K，操作中管壁温度与流体入口温度均未变,未出现污垢,总传热总系数也不变，但冷流体出口温度降至350Ｋ。可能的原因是,这时,传热速率比原先的要。

21.流体滚动的连续性方程u1A1=u2A2是在条件下得出。它仅适用于的流体，它是原理在化学工程中的应用。22.国际单位制的压强采用专用名称单位Pa，其国际制基本单位表达式（单位因次式）为。

23.设E1和E2分别为平行反应过程中主、副反应的活化能，请在下图中画出平行反应选择性与温度的关系。

24.液体的粘度随温度升高而，因此温度升高，固体颗粒在液体中的沉降速度。气体的粘度随温度升高而，因此温度升高，固体颗粒在气体中的沉降速度。

25.一个填料吸收塔逆流操作时,若循环使用的吸收剂中吸收质含量降低,其它操作条件保持不变,则出口气体中吸收质的含量将,吸收率将。26.在加热或冷却时，若单位时间传递的热量一定，则在同一换热设备中，采用逆流操作比并流操作，加热剂或冷却剂的用量要。若单位时间传递的热量一定，加热剂或冷却剂的用量也一定，则逆流操作所需换热设备的传热面积要比并流操作的。

27.单分子单方向扩散速率方程与等分子反向扩散速率方程适用于不同的场合，如吸收过程属于过程，而双组分精馏属于过程。28.若流体在连续滚动管式反应中滚动时，达到了的程度，则该反应器可称为活塞流反应器。

29.在圆形直管中滚动的流体，滚动型态分为和。其中判断流体滚动型态的特征数是。

30.对于双组分液体的连续精馏过程。在分开任务和进料热状况给定的状况下,若增加回流比,将使减少,却使增加。

31.热传导是在物体内部或者物体与物体接触中，由于

传递热能；而对流传热是由于传递热能。

34.在以下T—xA图中分别标绘出气固相催化反应过程的操作线。

35.孔板流量计和转子流量计测流量都是依据原理，前者通过所测来计算流体的流量，后者由来确定流量的大小。

36.相际传质过程主要依靠物质的扩散作用，而物质的扩散主要有两种基本方式：物质借分子运动由一处向另一处转移而进行物质扩散的方式，即为;物质因流体的旋涡运动或流体质点的相对位移而进行物质扩散的方式即为。

37.在列管换热器中用饱和水蒸气加热某溶液，寻常使走壳程，走管程。

38.在活塞流反应器（PFR）中进行简单零级反应时，在恒定操作条件下，转化率xA随加料的初始浓度cA,0增加而；进行简单一级反应时，xA随cA,0增加而。

39.工业反应器的放大设计方法，过去曾主要采用的方法，直至20世纪中叶的方法才渐趋成熟起来，特别是计算机及软件系统的迅速发展，为这种新兴的方法提供了有效的手段。

40.以单位重量为基准，不可压缩实际流体的伯努利方程式为，各项的单位为。

41.根据双膜模型的基本假设,气液两相的扩散阻力集中在两层虚拟的静止膜层内,若用水吸收NH3或HCl,传质阻力几乎全集中于,寻常称为控制;若用水吸收O2或N2,传质阻力几乎全集中于,寻常称为控制。42.平壁炉炉膛温度为1300K，炉壁由内向外由耐火砖，保温砖和装饰层组成，保温砖外侧温度为353K，装饰层外侧温度为333K。若在保温砖与装饰层之间再加一层保温材料，则温度变化状况为：保温砖外侧温度；装饰层外侧温度。

44.用脉冲法试验测得一连续滚动反应器的平均停留时间=60s，停留时间的方差=360s，若用多釜串联模型和轴向扩散模型来描述其中的返混状况，此时模型参数N和Pe分别为和。

45.从压强恒定的粗水管A向一条管径一致的水平支管供水，支管中有一闸阀F（如图），考虑到直管BC，DE和闸阀的能量损失，当阀门由全开变为半开时，支管出口处的流量将，直管DE的阻力损失将，使阀门下游

D处的压强将。

46.精馏是利用液体混合物中各组分不同的特性来进行分开的。这种分开操作是通过间的质量传递实现的。

47.平板换热器的板面寻常压制成各种形式的波纹，其作用是、和。

48.气体的粘度值随温度的升高而；液体的粘度值随温度的升高而。49.彼克列模数Pe→∞，反应器内返混，趋近于模型；彼克列模数Pe→0，反应器内返混，趋近于模型。

50.在研究流体滚动规律时，要注意区分是定常（或称定态）滚动和不定常（或称不定态）滚动，稳定态和不稳定态。假使所考察的流体滚动过程或系统中任何一个部位或任何一个点上的流体性质和过程参数都不随时间而改变，则该过程为过程，反之，则为过程。当流体滚动过程的雷诺数大于1×104时，可以认为是的湍流；当雷诺数在2000~4000之间流体的滚动型态为的过渡区域。

51.某混合气体在标准状况下有Vm3,其中溶质A为nAmol,其余为惰性组分B,则

组分A的摩尔分数为,摩尔比（比摩尔分数）为。

52.为加强传热，人们设计了管外加翅片的换热器。它适用于管内，而管外的状况。

54．精馏操作的原理。实现精馏操作的必要条件是和。55．气液两相成平衡状态时，气液两相温度，液相组成气相组成。

56．用相对挥发度α表示的气液平衡方程可写为。根据α的大小，可用来，若α=1，则表示。

57．某两组分物系，相对挥发度α=3，在全回流条件下进行精馏操作，对第n、n+1两层理论板（从塔顶往下计），若已知yn=0.4，则yn+1=。全回流操作寻常适用于或。58．在总压为101.3kPa?、温度为85℃下，苯和甲苯的饱和蒸气压分别

p?.9kPapB?46kPaA?116为、，则相对挥发度α=，平衡的液相组

成xA=,气相组成yA=.

y?0.72x?0.27559.某精馏塔的精馏段操作线方程为，则该塔的操作回流比

为，回流液组成为。

60.最小回流比的定义是，适合回流比寻常取为Rmin。

61.精馏塔进料可能有种不同的热状况，当进料为气液混合物且气液摩尔比为2:3时，则进料热状况参数q值为。

62.在滚动系统中，若截面上流体压强、密度、流速等仅随_________改变，不随________改变，称为稳定滚动。

63.流体在圆形直管中作层流滚动,假使流量等不变,只是将管径增大一倍,则阻力损失为原来的________。

64.离心泵起动时需_______________________________。

65.雷诺准数的表达式为_______________。当密度ρ＝820kg·m-3,粘度μ=3[厘泊]的某物质,在内径为d=100mm,以流速为2m·s-1在管中滚动时,其雷诺准数等于__________________,其滚动类型为_________.66.牛顿粘性定律用粘滞力的表达式为_____________.

用剪应力的表达式为_______________.

67.当20℃的水(ρ=998.2kg.m-3,μ=1.005厘泊)在内径为100mm的光滑管内滚动时,若流速为1.5m.s-1时,其雷诺准数Re为______________,直管摩擦阻力系数λ为_______________.

68.某长方形截面的通风管道,其截面尺寸为30×20mm,其当量直径de为______.69.流体体积流量一定时，有效截面扩大，则流速＿＿__＿，动压头＿_＿＿，静

压头＿＿＿（增加、减少、不变）。

70.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__________。71.某流体在圆形直管中作滞流滚动时，其速度分布是________型曲线，其管中心最大流速为平均流速的_______倍，摩擦系数λ与Re的关系为__________。72.流体在管内作湍流滚动时(不是阻力平方区)，其摩擦系数λ随__________和___________而变。二、判断题

1.流体滚动时，其粘度越大，内摩擦力越大。………（）2.当热、冷流体均无相变,且进出口温度不变时，逆流操作时平均温度差Tm最大，并流操作时Tm最小，任何其它繁杂流程皆介于两者之间。（）3.液体的粘度受压力的影响很小，但随温度的升高而显著地降低；气体的粘度则随温度的升高而增大，也随压力的增大而有所增大。……（）4.流体通过孔板流量计中孔板所造成的阻力，随着流量的增加而增加；同样流体通过转子流量计中转子处所造成的阻力，也随着流量的增加而增加。（）5.两种导热系数不同的保温材料用于圆管外保温，导热系数小的放在内层，保温效果较好，即单位长度圆管热损失小。当此二种材料用于冷冻液管道保冷时，则应将导热系数大的放在内层，以减少单位长度圆管的能损失。…（）6.流体在圆形管道内湍流滚动时，管中心处的流速最大，约为流体在管道中的平均流速的1.15~1.27倍。.……………（）

7.导热系数和传热膜系数都是物质的物理性质之一。…（）

8.在工业生产中，对间歇反应器里所进行的零级恒容反应，当反应温度及反应时

间一定时，欲提高转化率xA，可以提高反应物的初始浓度。（）9.导热系数与传热膜系数，都是物质的物理性质.……（）

10.对于简单反应，无论是放热反应还是吸热反应，提高温度总是有利于加大反应速度………………（）

11.用两个同样的孔板流量计分别测量水平和垂直安装的管径一致的管道的流量时，假使两管道的体积流量一致，则两孔板流量计的液柱压差计的读数也一致。（）

12.多层平壁定态热传导时，各层壁面的温度差与其热阻之比等于总温差与总热阻之比。………（）13.对应于停留时间分布密度函数E(t)最大值的时间即为平均停留时间。………（）

14.当系统温度升高及总压强降低时,溶解度常数H减小,相平衡常数m增大。……………………..()15.冷热两流体经间壁进行定态换热，若间壁两侧流体温度均沿壁面而变化，且冷热流体进出口温度均保持不变时，则逆流操作的传热平均温度差比并流时的传热平均温差大。……（）

16.流体在一带锥度的圆管内滚动，当流经A—A和B—B两个截面时，虽然平均流速uA≠uB，但uA与uB均不随时间而变化。这一滚动过程仍是定态滚动。…………（）

17.为提高总传热系数K，必需改善传热膜系数大的一侧的换热条件。……………………（）

18.当管外壁保温材料的厚度增大时，保温层内外壁间的温度差增大，总的热

阻也增大。但传热温度差与总热阻之比基本不变，即传热速率也基本不变。……(）

19.对于同一种保温材料，其堆积密度越小保温越有利。…………（）20.对于气固相催化反应过程，在消除了外扩散影响的前提下，内扩散过程影

?22响是否存在及其影响程度，可由内扩散效率因子的数值来判断：当试验测

?得内扩散效率因子=0.3时，则说明该过程内扩散影响不太显著，内表面利用率较高。………（）21.流体在等径的直管中作定常态滚动时，由于流体滚动而有摩擦阻力，因此，流体的压强将沿管长而降低，流速也随之沿管长而变小。…………（）22.冷热两流体经间壁进行定态换热，若间壁两侧流体温度均沿壁面而变化，且冷热流体进出口温度均保持不变时，则逆流操作的传热平均温度差比并流时的传热平均温差大。……………（）

23.在一个连续、定态的滚动系统中，当系统与外界无能量交换时，系统的机械能守恒。……………（）

24.冷、热两流体经间壁换热时，若间壁两侧均为定态变温传热，则逆流操作的传热温差比并流大。………………（）

25.工业上流体输送过程中，被输送的流体大多数处于湍流状态，但也有一些例外，如粘度较大油品的输送即属此例。……（）26.多层固体平壁定态导热时，总推动力为各层温差之和，总热阻为各层热阻之和，总导热速率为各层导热速率之和。………（）27.流体在圆管内滚动，若流量不变，而使管径增大一倍（设流体的物性不变），则雷诺数的值为原来的2倍。…（）

28.选中用多种绝热材料时，在耐热性等条件允许时，为提高保温效果，应将导热系数大的包扎在内层。…………(）

29.冷、热流体在套管换热器中进行定态换热（都无相变），若热流体的进口温度T1上升，而冷流体的进口温度、冷流体的质量流量、热流体的质量流量及物性数据均保持不变，则对数平均温差将不变。…（）30.流体在圆形管道内湍流滚动时，管中心处的流速最大，约为流体在管道中的平均流速的1.15~1.27倍。………（）

31.冷、热流体通过间壁进行热交换时，提高原来的传热膜系数1和2中较小一个的数值，对总传热系数的提高影响不大。…()32.敞口容器内静止水面下1m处测得的表压强为9.81kPa。()

33.当热、冷流体均无相变,且进出口温度不变时，逆流操作时平均温度差Tm最大，并流操作时Tm最小，任何其它繁杂流程皆介于两者之间。……………（）

du34.牛顿粘性定律的表达形式为????，即剪应力τ与速度梯度成正

dy??d(u?)???

?dy比；上式变换后可写成，它的物理意义可理解为流体在层流时的动量传递速度与单位体积流体的动量梯度成正比。……………（）35.在列管换热器中,如用饱和水蒸气加热管内空气,则传热管的壁温接近于空气的温度。…………………()

36.在流体滚动系统中，存在明显速度梯度的区域称为流体滚动边界层。边界层的厚度与雷诺数Re有关。Re越大，边界层的厚度越大。……………（）37.在套管式换热器中进行冷、热流体的传热过程中，由于沿管长方向各部位

的温度是不同的，所以这种传热称为非定态传热。………………（）38.在对流传热过程中，若两种流体的传热膜系数分别为α1和α2，且α1>>α2，在忽略固体壁面热阻的状况下，总传热系数K接近于α1……（）39.石油催化裂化工业装置采用密相流化床设备，为使设备能稳定操作，则实际操作气流速度必需小于临界流化速度，大于带出速度。………………()40.流体滚动边界层分为层流边界层和湍流边界层。一般说的层流内层即为层流边界层。……………（）

41.为提高总传热系数K，必需改善传热膜系数大的一侧的给热条件。……（）42.流体滚动时，其粘度越大，内摩擦力越大。………（）

43.已知单层平壁内的热传导，在壁厚方向上温度随厚度变化呈线性关系。同理，单层圆筒壁内的导热，温度与半径的关系也是线性的。……（）44.实际流体在定态滚动过程中，存在着三种不同的流型：层流、湍流和过渡流。………（）

45.流体流经固体表面时存在边界层，边界层内传热以热传导方式为主，存在较大的温度梯度，而温度梯度存在的区域称为传热边界层。所以，滚动边界层和传热边界层实际上是同一个概念。……………（）

46.流体在一带锥度的圆管内滚动，当流经A—A和B—B两个截面时，虽然平均流速uA≠uB，但uA与uB均不随时间而变化。这一滚动过程仍是定态滚动。……..……（）

47.多层平壁定态热传导时，各层壁面的温度差与其热阻之比等于总温差与总

热阻之比。………………（）

48.对于同一种保温材料，其堆积密度越小保温越有利。（）

49.在气固相催化反应动力学研究中，为了消除内扩散过程的影响，寻常保持在温度、空间速度和反应物浓度不变的条件下，测定催化剂不同粒径下的转化率。当粒径减小到一定程度后，转化率不再改变，说明在该粒径下，已消除了内扩散过程的影响。…………….（）50.难溶的气体，吸收阻力主要集中在气膜上。…………（）

51.亨利定律的表达式之一为p＝Ex，若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为易溶气体。…()

52.工业上一般吸收是在吸收塔中进行的。象传热一样，气液间逆流操作有利于吸收完全并可获得较大的吸收推动力。()

53.吸收过程中，当操作线与平衡线相切或相交时所用的吸收剂最少，吸收推动力最大。………………（）三.选择题

1.在以下各种流量计中，哪一种流量计引起的局部阻力不随流量的增加而显著增大？……….…………（B）（A）孔板流量计；

（B）转子流量计；

（D）毛细管流量计。

（C）文氏流量计；

2.对于逆流接触的吸收过程,液气比的大小对吸收操作具有较大的影响。寻常,实际操作的液气比常以最小液气比的倍数来表示。当单位吸收耗剂用量趋于最小液气比时,则有…(B)

(A)吸收过程推动力趋于最大,吸收塔所需高度趋于最小;

(B)吸收过程推动力趋于最小,吸收塔所需高度趋于最大;(C)吸收过程推动力趋于最大,吸收塔所需高度趋于最大;(D)吸收过程推动力趋于最小,吸收塔所需高度趋于最小

3.精馏塔的设备费用与选择回流比R的大小有关。两者的关系是随着……(D)

(A)R增大,设备费用增大;(B)R增大,设备费用减小;

(C)R增大,设备费用先增大后减小;(D)R增大,设备费用先减小后增大。

4.水从高位槽中流出时，则……….………（B）（A）水的静压能转变为动能；（B）水的位能转变为动能；

（C）除水的静压能转变为动能外，由于位能的减少，水的内能略有下降；（D）除水的位能转变为动能外，由于静压能的减少，水的内能略有下降；5.在连续精馏加料操作线方程(q线方程)中的q值,可视为总进料量中参与回流的料液量所占的分数。因此饱和液体(泡点温度)进料时的q值为………….…(B)

(A)0;(B)1;(C)小于0的值;(Ｄ)大于1的值。6.冷热两流体在逆流换热时,冷流体的出口极限温度可能是(B)

(A)等于或接近于热流体的进口温度;(B)低于或接近于热流体的进口温度;

(C)高于或接近于热流体的进口温度;(D)远高于热流体的进口温度。

7.流量为0.01m3·h-1的流体从套管环隙（套管外管内径为50mm，内管外径为25mm，管壁为2.5mm）中流过，流体的流速为…………….………（C）(A)20.5m·s-1；(B)14.2m·s-1；(C)6.8m·s-1；(D)31.8m·s-1

8.如下图,A和B两条平行直线为某一个填料吸收塔在两种状况下的操作线。比较两种操作状况下的塔顶尾气中吸收质含量Y2和塔底溶液中吸收质的含量X1,可知…(B)(A)(Y2)A>(Y2)B;(X1)A>(X1)B;

(B)(Y2