化工原理试题上部

1、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

2、，滞流区与Re 有关 ，完全湍流区与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

3、、 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 n blut 。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（的单位为s），则K为 4*10-5 m2/s，qe为 0.02 m3/ 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

4、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200 kPa，当地大气压为101.3 kPa，则表压为_98.7 kPa 17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

5、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100 kPa，则它的绝对压强为 201.33 kPa；另一设备的.真空度为400 mmHg，则它的绝对压强为 47.998 kPa（当地大气压为101.33 kPa）。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 -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

6、. 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、 二次蒸汽在管道内的流动阻力 。28. 某粘性液体在一定管路系统中流动，在流量不变条件下将液体加热，则液体的黏度将_ _减小，雷诺准数Re 将_增大 _，流动阻力将_ 减小 _。29. 旋风分离器的分离效

7、率随器身 长度 的增大而减小。30物体黑度是指在 相同 温度下，灰体的 辐射能力 与 黑体辐射能力 之比，在数值上它与同一温度下物体的 发射率 相等。32. 多效蒸发与单效蒸发相比，其优点是 加热蒸汽的经济性提高 。二、选择题1离心泵的特性曲线是在 C 的情况下测定的。A)效率一定； B)功率一定； C)转数一定； D)管路（l+le）一定。2在蒸汽冷凝传热中，不凝性气体的存在对的影响是 A 。A) 会使大大降低； B) 会使增大；C) 对无影响； D）会使大大升高。3在蒸气空气间壁传热过程中，为强化传热，在下列方案中，A 是可行的。A)提高空气流速； B)提高蒸汽流速；C)采用过热蒸汽来提高

8、蒸气温度； D)降低空气的流速。4在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，下面两项判断是否合理：A 。甲：传热器的壁温接近加热蒸汽的温度。乙：换热器总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数。A)甲乙均合理； B)甲乙均不合理；C)甲合理，乙不合理； D)甲不合理，乙合理。5在一维稳态多层平壁热传导时，各层的温度差正比于各层的 C 。A)导热系数； B)密度； C)热阻； D)传热面积。6. 在层流流动中，若流体的总流量不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的 倍。AA. 2； B. 6； C. 4； D. 1。7. 流体在宽为3m、高为2m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为 C 。

9、A. 1.2m； B. 0.6m； C. 2.4m； D. 4.8m。8. 用离心泵在两个敞口容器间输送液体。若维持两容器的液面高度不变，则当输送管道上的阀门关小后，管路总阻力将 A 。A. 增加； B. 不变； C. 减小； D. 不确定。9. 离心泵的效率和流量Q的关系为 B 。 A. Q增大，增大； B. Q增大，先增大后减小； C. Q增大，减小； D. Q增大，先减小后增大。10. 若沉降室高度降低，则沉降时间 C ；生产能力A 。A. 不变； B. 增加； C. 下降； D. 不确定。11 拟采用一个降尘室和一个旋风分离器来除去某含尘气体中的灰尘，则较适合的安排是 A 。 A） 降

10、尘室放在旋风分离器之前 B） 降尘室放在旋风分离器之后 C） 降尘室与旋风分离器并联 D） 方案A、B均可12用管子从高位槽放水，当管径缩小一半时，则水的流量为原来流量的_ A _倍，假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变。A) 4； B) 1； C) 0.5； D) 0.2513已知直圆管内流动阻力损失与流速的平方成正比，则其流动形态为_ C _。 A） 层流； B） 湍流； C） 完全湍流； D) 过渡流14对一台正在工作的列管式换热器，已知111600 Wm-2K-1 ，2116 Wm-2K-1， 要提高总传热系数（K），最简单有效的途径是 B 。 A. 设法增大1 B. 设法增大

11、2 C. 同时增大1和2 D. 不确定15温度相差100的两灰体间进行辐射传热，现因某种原因，两者的温度各下降了10，则此时的辐射传热量与原来的相比将 变小_ _。 A. 不变 B. 变大 C. 变小 D. 不确定 16在完全湍流区，流动摩擦阻力损失与 B 成正比；在层流区，流动摩擦阻力损失与 成正比。A. 流速的一次方； B. 流速的平方； C. 流速的三次方； D. 流速的五次方。17. 在蒸汽空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中在工程上最有效的是 A 。A. 提高空气流速 B. 提高蒸汽流速 C. 采用过热蒸汽以提高蒸汽流速 D. 在蒸汽一侧管壁上装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝

12、液18. 在设计固定管板式列管换热器时，危险性大（有毒、易燃易爆、强腐蚀性等）的流体应走 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

13、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。可能的工艺安排为：（1） 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5

14、00、400、200和100，试分析各平壁层热阻之比，假定各层壁面间接触良好。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 、98.0 、50.0 。（忽略管壁热阻、可能的污垢热阻及物性参数随温度的变化）（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

15、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：20 100 W/(m2)； 水蒸气冷凝传热膜系数的大致范围：5000 15000 W/(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%。（1） 计算泵的有用功；（2） 计算泵的轴功率；（3） 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2.6

16、m2 ，2小时后得滤液100 m3 。由于某种原因生产进度临时发生变化，要求2小时完成200 m3滤液的生产，请计算说明可以采取那些措施在2小时完成临时生产任务。（假设滤饼不可压缩，且过滤介质阻力忽略不计）。3. 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，外表面温度为90。设两层砖的导热系数不变，试计算加保温层后

17、炉壁的热损失比原来的减少百分之几？4. 某单程列管式换热器，其换热管为 mm的不锈钢管，管长为3 m，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15000 kg/h，平均比热容为4.18 kJ/(kg)；管壁与水的对流传热系数为1000 W/(m2)；不锈钢的导热系数为17 W/(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60 m3 ，若滤饼不可压缩，且过滤介质阻力忽略不计，试求：1若其他条件不变，过滤面积加倍，可得

18、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1104W/(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2.85102 W/(m2)，粘度1.98105 Pas， 1.20kg/m3，普兰特准数Pr = 0.7现有一单程列管式换热器，装有25mm2.5mm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0.55 kW的离心泵，将敞口储槽中的液体输送至表压为90 kPa的密闭高位槽中。已知液体的流量为4 m3/h，密度为1200 kg/m3、粘度为Pas ；输送管路的内径为32 mm，管路总长度为50 m（包括管件、阀门的当量长度）；两槽液位维持恒定的高度差15 m。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，已知过滤5m