化工原理填空简答选择

第1页共11页化工原理（上）试卷一一.填空题1.在流动系统中，若截面上液体压强、密度、流速等仅随空间位置改变，不随时间改变，称为稳定流动。2.离心泵启动步骤为关闭出口阀灌液；常用出口阀或泵的转速调节流量；往复泵常用旁路或改变曲柄转速和活塞行程调节流量。3.用离心泵向锅炉供水，若锅炉中的压力突然升高，则泵提供的流量变小，扬程增加。4.牛顿冷却定律的表达式为Q=hS△t，给热系数（或对流传热系数）h的单位是W·m-2·K-1。5.工业上常用过滤方式有深层过滤和滤饼过滤；悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是减小可压缩滤饼的流动阻力，提高饼的刚度。二.简答题1.何谓离心泵的“汽蚀”现象，对泵的操作有何危害?应如何防止?答：“汽蚀”：由于泵的安装高度过高，使泵内入口处的压强等于或低于输送液体温度下的饱和蒸汽压时，液体气化，气泡形成，气泡到泵的高压区破裂，周围液体以较高速度冲击叶轮的现象，称为“汽蚀”现象。“汽蚀”发生时液体因冲击而产生噪音、振动、使流量减少，甚者无液体排出。为防止“汽蚀”现象发生；泵的实际安装高度应不高于允许安装高度。2.为什么安装离心泵时要控制其安装高度？答：①防止汽蚀；②保证离心泵吸液。3.在热传导中，管外绝热层材料包的越厚，热损失就越少，对否?为什么?答：这个结论是不正确的，这是保温层的热传导和保温层外表面的自然对流传热过程，保温层厚度增大时，导热热阻增大，但自然对流传热热阻下降，总热阻随保温层厚度的变化存在一个最小值（临界半径rc），rc=λ/α，当保温层半径小于临界半径时，越厚总热阻越小，保温效果就越差。化工原理（上）试卷二一.填空题1.边界层的定义是流速降至未受边壁影响流速的99％以内的区域。边界层按其中的流型可分为层流边界层和湍流边界层。3.离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：Q=0.05m3/s时，H=20m；管路特性为Qe=0.05m3/s时，He=18m，则在该流量下，消耗在调节阀门上的扬程值为2m。4.两厚度相同但导热系数不同的双层平壁稳定热传导过程，已知两层温度差△t1△t2，则通过两层传热量相等。5.对于通风机，习惯上将压头表示成单位体积气体所获得的能量，其国际制单位为N/m2，所以风机的压头称为风压。6.在滤饼过滤中真正有效的过滤介质是不断增厚的滤饼，深层过滤中固体颗粒沉积于较厚的过滤介质内部。7.板框过滤机过滤面积为0.3m2，在表压150kPa恒压下过滤某种悬浮液。5h后得滤液100m3，过滤介质阻力可忽略。如过滤面积加倍其它情况不变可得滤液200m3；若过滤5h后再用8m3与滤液性质相近的水洗涤滤饼，需洗涤时间3.2h（w=8aw）；当表压加倍，滤饼压缩指数为第2页共11页0.4时，5h后得滤液123m3。(V2=KA2=2kΔP1-sA2)9.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100℃。二.问答题1.如图，有一敞口高位槽，由管线与密闭的低位水槽相连接，在什么条件下，水由高位槽向低位槽流动？为什么？答：当pa/ρ+gZp2/ρ时，水向低位槽流动，此时高位槽势能高于密闭容器势能，，流体流动。2.传热过程中冷热流体有几种接触方式？分别举一实习见过的或你熟悉的换热设备。答：传热过程中冷热流体有三种接触方式：直接接触式，如饱和热水塔；间壁式，如煤气发生炉外的夹套式换热器，列管换热器，水冷器等；蓄热式换热，如蓄热室、实习所见的改造前的燃烧室等。化工原理（上）试卷三一.填空题1.流体在等径管中作稳定流动，流体流动时产生阻力的根本原因是流体具有粘性，流体的流速沿管长不变。2.流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的2倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的1/4倍。如果流体的流量不变,而圆形直管的内径减少二分之一,且管径减少前后流体均保持层流,则因直管阻力引起的压降损失为原来的16倍。若管径减少前后流体均在阻力平方区流动,则因直管阻力引起的压降损失为原来的32倍。ΔPf=32lu/d2(层流)ΔPf=λlu2/2d(层流或湍流)3.水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，水的流量将减小，摩擦系数增加，管道总阻力损失不变。4.若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头减小，流量减小，效率减小，轴功率增加。5.某有机溶液在长为L、直径为108×10mm的钢管中强制湍流，其h=310W/(m2·K)，若体积流量不变，改用152×10mm的钢管代替原钢管，流动仍为湍流(两种情况下L/d均大于60)，此时h=149.4W/(m2·K)。h=λ/diNu，Nu=0.023Re0.8Prn，Re=diuρ/，Pr=Cp/λ，加热时n=0.4，冷却时n=0.36.多层平壁热传导中，通过各层的传热速率相等。厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b1b2b3，导热系数λ1λ2λ3。在稳定传热过程中，各层的热阻R1R2R3；各层导热速率Q1=Q2=Q3。9.为了提高降尘室的生产能力，可采取将降尘室做成多层措施。10.一降尘室长8m，中间装有14块隔板，板间距为0.1m。最小颗粒沉降速度为0.02m/s，欲将最小直径的颗粒全部沉降下来，则含尘气体的最大流速不能超过1.6m/s。二.选择题1.图中所表示R值的大小反映______。第3页共11页A.A、B两截面间压差值B.A－B截面间流动阻力损失C.A、B两截面间动压头变化D.突然扩大或突然缩小流动损失三.问答题1.为什么工业上气体的除尘（在沉降室中进行，Ret2）常放在冷却之后进行？而在悬浮液的过滤分离中，滤浆却不宜在冷却后才进行过滤？答：由沉降公式ut=dp2(ρp－ρ)g/(18μ)可见，ut与μ成反比，对于气体温度升,高其粘度增大，温度下降，粘度减少。所以对气体的除尘常放在冷却后进行，这样可增大沉降速度ut。而悬浮液的过滤，过滤速率为dv/(Adq)=△P/(rμL)，即粘度为过滤阻力。当悬浮液的温度降低时，粘度却增大，为提高过滤速率，所以不宜冷却后过滤。2．影响重力沉降速度的主要因素是什么？为了增大沉降速度以提高除尘器的生产能力，你认为可以采取什么措施？答：由重力沉降公式ut=dp2(ρp－ρ)g/(18μ)可见，影响重力沉降速度ut的主要是d和μ，ut∝，ut∝1/μ，为提高ut，在条件允许的情况下，可用湿法增大颗粒直径。这样可大大增大ut，另一办法是让含尘气体先冷却，使其粘度下降，也可使ut增大。3.当间壁两侧流体作稳定变温传热时，工程上为何常采用逆流操作？答：因为逆流操作有较高的经济效益。主要原因可由以下两方面分析：（1）当T1、T2、t1、t2四个温度一定时，逆流操作的△tm比其它流向大。根据：Q=KA△tm,当K、A一定时，△tm↑则Q↑，对现有的换热器来说，可提高生产能力。当Q、K一定时，△tm↑则A↓，对生产能力要求一定时，新设计制造换热器由于A较小，设备尺寸可减小，节省投资费。（2）一般逆流操作的正常操作费比其它流向要少。逆流操作时，载热体用量比其它流向的要小，降低能耗，提高了经济效益。化工原理（上）试卷四一.填空题1.流体的黏度是指流体流动时相邻两流体层间在单位接触面积上速度梯度为1时所产生的内摩擦力。2.流体在间壁换热器中逆流流动，T1=300℃，T2=200℃，t2=180℃，t1=25℃，△tm=145.77。△tm=[(T1-t2)-(T2-t1)]/ln[(T1-t2)/(T2-t1)]3.热传导是由物质内部微观粒子的热运动而产生的，对流传热是由流体质点的位移、扰动而产生的。二．选择题1.从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是()。（a）与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关（b）与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关（c）与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关5.离心泵起动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致超负荷工作，这是因为第4页共11页（）（a）Qe＝0，N≈0（b）Qe＞0，N＞0（c）Qe＜0，N＜07.间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻()（a）成正比（b）成反（c）没关系化工原理（上）试卷五一.填空题1.间壁二侧液体的传热过程h1，h2相差大（h1«h2），K值总是接近h1那侧的值。2.牛顿粘性定律的表达式为=du/dy。3.单层园筒壁热阻的表达式为用SI制表示的单位是k/w。4.P/(ρg)的物理意义是表示流动系统某截面处单位重量流体所具有的静压能，称为静压头。5.某换热器，用工业冷却水逆流冷却油。热油进口条件（T1,Wh）不变，而在夏季冷却水入口温度t1升高，若要保证热油出口温度T2不变，则可采用冷却水流量WC增加的方法，结果使K增加，△tm增加，Q不变。(减小、增大、不变)6.列管换热器的管程设计成多程是为了提高管程h值；在壳程设置折流挡板是为了提高壳程h值。7.离心分离因数K指物料在离心力场中所受的离心力与重力之比。为了提高旋风分离器的分离效率，通常使旋风分离器的高度增加，而将它的直径减少。8.若降尘室的高度增加，则沉降时间增加，气流速度下降，生产能力不变。(减小、增大、不变)二.简答题1．层流与湍流的本质区别是什么？层流：1)流体质点运动情况：沿轴向作直线运动；2）直管阻力产生原因：粘性内摩擦力；3）管内速度分布：抛物线，平均速度为管中心速度的一半；湍流：1)流体质点运动情况：不规则的杂乱运动，质点碰撞和剧烈混合，脉动是湍流的基本特点；2）直管阻力产生原因：粘性内摩擦力和湍流应力；3）管内速度分布：碰撞和混合使速度平均化，平均速度大于管中心速度的一半；2．如附图1所示管路，试问：1）B阀不动（半开着），A阀由全开逐渐关小，则h1，h2，(h1-h2)如何变化？说明原因。2）A阀不动（半开着），B阀由全开逐渐关小，则h1，h2，(h1-h2))如何变化？说明原因。答：1）h1减小，h2减小，(h1-h2)减小。2）h1增大，h2增大，(h1-h2)减小。因阀门关小，会使阀门前压力增大，阀门后压力减小，流量减小，直管阻力损失减小，(h1-h2)减小。化工原理（下）试卷一一．填空题1.从泡点回流改为冷液回流时，xD变大。（R增大）2.以空气作为湿物料的干燥介质，当所用空气的相对湿度较大时，湿物料的平衡水分相应较大，第5页共11页自由水分相应较小。3.理想混合液其中一组平衡数据为xA=0.23，yA=0.433，此时平均相对挥发度为y(1-x)/x(1-y)。4.温度低，气体分压大对吸收操作有利。5.若精馏塔塔顶某理论板上气相露点温度为t1，液相泡点温度为t2；塔底某理论板上气相露点温度为t3，液相露点温度为t4。请将4个温度间关系用、=、符号顺序排列如下。t1=t2t3=t46.吸收操作时，塔内任一横截面上，溶质在气相中的实际分压总是高于与其接触的液相平衡分压，所以吸收操作线总是位于平衡线的上方。反之，如果操作线位于平衡线下方，则应进行脱吸过程。7.相对湿度φ值可以反映湿空气吸收水汽能力的大小，当φ值大时，表示该湿空气的吸收水汽的能力小；当φ=0时，表示该空气为绝干空气。二．选择题1.吸收中，温度不变，压力增大，可使相平衡常数_________（增大，减小，不变）(溶解度增加)，传质推动力_________(增大，减小，不变)。A.增大、增大；B.增大、减小；C.减小、增大。2.蒸馏的传质过程是（）A.气相到液相传质；B.B.液相到汽相传质；C.C.分-液和液-分同时存在3.某塔的精馏段操作线方程为y=0.75x+0.225,则馏出液组成为（）。A.0.86；B.0.90；C.0.954.气体的亨利系数E值越大，表明气体（）。A.越易溶解；B.B.越难溶解；C.C.溶解度适中5.干燥是（）过程。A.传质；B.传热；C.传热和传质。6.某精馏塔操作时，F、xF、q、D保持不变，增加回流比R，则此时________正确。A.xD增加、xW增加、V增加；B.xD增加、xW减少、V增加；C.xD减少