化工原理试题上部

第4页共8页PAGE答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html一、填空1.离心泵与往复泵在启动与流量调节的不同之处是离心泵启动前_灌泵、启动后通过__出口阀调节流量；住复泵启动前_不灌泵_、启动后通过_____旁路调节流量。2.用管子从高位槽放水，当管径增大一倍时，则水的流量为原来流量的___0.25____倍，假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变。3.流体在管路中典型流动形态有___层流_____和_____湍流___两种，一般以_____雷诺数大小___来区分，前者值为_小于2000______，后者值为___大于4000____；而两者的本质区别在于流体流动时。4.研究流体在管中流动的沿程阻力系数λ与Re的关系，可用摩擦系数图表示，根据两者关系及流动状态，可将图分为四个区，其中，滞流区λ与Re有关，完全湍流区λ与Re无关。5.有相变时的对流传数系数比无相变时____大____，粘度值大，对流传热系数_小______；热壁面在冷空气之下比热壁面在冷空气之上时对流传热系数________。6.离心泵的工作点是__泵的特性_____曲线与___管路的特性____曲线的交点，生产中离心泵工作点的变化意味着转速会发生变化。7．对于旋风分离器，其尺寸增大，分离效率将降低；若颗粒直径增大，则分离效率将增大。8．旋风分离器当切向进口速度相同时，随着旋风分离器的直径增大．其离心分离因数越___小___；而同样转速下离心分离机随着转鼓直径的增大其离心分离因数越______。9.降尘室气固两相分离设备，它们的生产能力Vs与该设备的.结构、沉降面积____和颗粒的沉降速度__有关，与__降尘室高度____无关。单层降尘室Vs≤blut；具有n层水平隔板的多层单层降尘室Vs≤nblut。10．一套管式换热器，用水冷却油，水走管内，油走管外，为强化传热，加翅片，问翅片加在管外侧。11.流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数与雷诺数和相对粗糙度有关；若其作完全湍流（阻力平方区），则仅与相对粗糙度有关。12.用板框过滤机过滤某种悬浮液。测得恒压过滤方程为（θ的单位为s），则K为4*10-5m2/s，qe为0.02m3/m2，为s。13.在重力沉降操作中，影响沉降速度的因素主要有颗粒体积分数、器壁效应和颗粒形状。14.流体在流动过程中，由于速度的大小和方向发生变化而引起的阻力，称为____________阻力。15.流体流动机械能包括动能、位能及压力能，流体在水平等径直管中流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的___压力能_______。16.某容器内的绝对压强为200kPa，当地大气压为101.3kPa，则表压为_98.7kPa17．颗粒在沉降过程中不受周围颗粒和器壁的影响，称为__自由_______沉降。18．离心泵组合操作的选定原则为：高阻管路选__并联组合方式____，低阻管路选___串联组合方式_________。19．过滤操作的推动力是__滤饼与滤布两侧的总压力降即过滤压力差_______。21.蒸发器的生产强度是指单位时间内单位传热面积上蒸发的水分量，欲提高蒸发器的生产强度，必须设法提高蒸发器的总传热系数和传热温差。22.某设备的表压强为100kPa，则它的绝对压强为201.33kPa；另一设备的..真空度为400mmHg，则它的绝对压强为47.998kPa（当地大气压为101.33kPa）。23.离心泵的特性曲线是在一定转速下，用常温清水为介质，通过实验测定得到的。离心泵的主要特性曲线包括P-q、__H-q_和η-q三条曲线。24.离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体，否则将会发生_气缚_现象；而当泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生_汽蚀_现象。25.离心泵通常采用_出口阀_调节流量；往复泵采用旁路阀调节流量。7．理论上降尘室的生产能力与沉降速度和沉降面积有关，而与降尘室高度无关。设计除尘设备时，降尘室做成多层的目的是分离较细的颗粒和节省占地面积以及增大气体处理量。27．蒸发过程中引起温度差损失的原因有溶液中不挥发性溶质引起的饱和蒸汽压下降，1垂直传热管中液柱静压头使液面下的静压头高于液面上分离空间的静压头、二次蒸汽在走B。A.壳程；B.管程；C.壳程和管程均可三、判断题1．液体的黏度随温度升高而减小，气体的黏度则随温度升高而增大。（对）2.流体作滞流流动时，摩擦系数与管壁粗糙度与雷诺数有关。（错）3.转子流量计的刻度与被测流体的密度无关。（错）4.离心泵的压头又称扬程，它是指离心泵对单位质量的液体所能提供的有效能量。（错）5.离心泵的轴功率随液体密度而改变。（对）6.一般情况下，离心沉降设备的分离效果比重力沉降设备的分离效果好。（对）7.板框压滤机的洗涤速率大致等于过滤终了时的过滤速率。（错）8.凡稳定的圆筒壁传热，热通量为常数。（错）9.换热器的总传热系数主要决定于流体的特性、传热过程的操作条件及换热器的类型。（对）10.多效蒸发虽然提高了加热蒸汽的利用率，但降低了生产强度，二者是相互矛盾的。（错）四、名词解释题1.牛顿粘性定律2.质量流速3.汽蚀余量4．过滤速率5.傅立叶定律6.蒸发强度三、分析题1．一定流量的20℃常压含尘气体在进入反应器之前需要尽可能除尽尘粒并升温至400先除尘后升温；（2）先升温后除尘；试分析那种安排更合理？2．通过三层平壁稳定热传导中，若测得各面的温度t1、t2、t3和t4分别为500℃、400℃、200℃3．如何强化换热器中传热过程。4.过滤的基本方程式为：，试根据该式分析强化过滤操作的途径。5.某套管传热实验装置，传热管为薄壁紫铜管，现采用Ts=120℃的饱和水蒸气冷凝来加热管内呈湍流流动的空气，空气的进出口温度为t1=25.0℃和t2=55.0℃。有三位实验者测得的传热铜管的平均壁温tw分别为119.0℃、（1）试计算说明三位实验者测得平均壁温的合理性；（2）若增大空气流量，其他操作条件不变，试分析：空气出口温度应如何变化；传热管平均壁温应如何变化。本题参考资料：气体强制对流传热系数的大致范围：20~100W/(m2·℃)；水蒸气冷凝传热膜系数的大致范围：5000~15000W/(m2·℃)。四、计算题1.用离心泵将水以12m3/h的流量由水池打到敞开的高位槽，两液面保持不变，液面高差为20m，管路总长度（包括所有当量长度）为100m，管路摩擦系数为0.025，管子内径为0.05m，水的密度为1000kg/m3，泵的效率为80%计算泵的有用功；计算泵的轴功率；分析如将泵的转速提高8%，则泵的流量Q、压头H、以及功率N将如何变化？2.恒压下用板框压滤机过滤某悬浮液，已知正常生产时过滤面积为2.6m2，2小时后得滤液100m3。由于某种原因生产进度临时发生变化，要求2小时完成203.某平壁燃烧炉是由一层耐火砖与一层普通砖砌成，两层的厚度均为100mm，其导热系数分别为0.9W/（m·℃）及0.7W/（m·℃）。待操作稳定后，测得炉膛的内表面温度为700℃，外表面温度为130℃。为了减少燃烧炉的热损失，在普通砖外表面增加一层厚度为40mm、导热系数为0.06W/（m·℃）的保温材料。操作稳定后，又测得炉内表面温度为740℃4.某单程列管式换热器，其换热管为mm的不锈钢管，管长为3m，管数为32根。在该换热器中，用25℃的水将壳程的110℃的某有机蒸汽冷凝成同温度的液体，该有机蒸汽的冷凝传热系数为W/(m2℃)。水的流量为15000kg/h，平均比热容为4.18kJ/(kg℃)；管壁与水的对流传热系数为1000W/(m2℃)；不锈钢的导热系数为17W/(m℃)。试求：1．总传热系数Ko；2．水的出口温度。5.恒压下用板框压滤机过滤某悬浮液，已知过滤面积为0.6m2，3小时后得滤液60m31．若其他条件不变，过滤面积加倍，可得多少m3滤液？2．若其他条件不变，过滤时间缩短至原来的1/4，可得多少m3滤液？6.质量流量为7200kg/h的常压空气，要求将其温度由20℃加热到80℃，选用108℃的饱和水蒸气作加热介质。若水蒸气的冷凝传热膜系数为1×104W/(m2·℃)，且已知空气在平均温度下的物性参数如下：比热容Cp=1kJ/(kg·℃)，导热系数λ＝2.85×10－2W/(m2·℃)，粘度μ＝1.98×10－5Pa·s，ρ＝1.20kg/m3现有一单程列管式换热器，装有φ25mm×2.5mm钢管200根，管长为2m，核算此换热器能否完成上述传热任务？计算中可忽略污垢热阻，不计热损失。低粘流体圆管强制对流时传热系数关联式可参考：7.用轴功率为0.55kW的离心泵，将敞口储槽中的液体输送至表压为90kPa的管路的内径为32mm，管路总长度为50m（包括管件、阀门的当量长度）；两槽液位维持恒定的高度差15m。试计算该离心泵的效率。（若为湍流，摩擦系数可按柏拉修斯经验公式来计算）8、恒压过滤某悬浮液，已知过