化工基础复习思考题

化工基础思考题1．柏努利方程式为，适用于。柏努利方程表明在流体流动过程中，流体的，和三种机械能可以相互转换，但其和保持不变。2．牛顿粘性定律可表示为，其比例系数的单位为。运动黏度与动力黏度的关系为，运动黏度的法定单位为。3．离心泵的主要部件有和。4．无相变化时对流传热系数的准数关联式为Nu=A*Rea*Prb*Grc,其中普兰特数Pr的单位和表征的物理意义分别为：、。相对密度为1.03，粘度为150mPa·s的番茄汁以1.5m/s的流速流过长为10m的钢管（Φ76mm×3.5mm)，摩擦系数λ=0.09，则其沿程损失为J/kg。5．已知某离心泵进口压力表读数为－40kPa，出口压力表读数为90kPa，若当地大气压为100kPa，则离心泵进口处的绝对压力为kPa，出口处的绝对压力为kPa。6．离心泵的最大允许安装高度计算式0VfgppHhHgg允许，其中h和fH分别为、。7．用某台离心泵输送80℃的热水，已知其汽蚀余量Δh=1.5m，（80℃水的饱和蒸汽压pv=47.38kPa，密度ρ=971.8kg/m3），吸入管路的压头损失为1.5m（水柱），当地环境大气压为101.33kPa，则该泵的最大允许安装高度为m。8．低粘度流体在圆管内被加热，且无相变化强制湍流时，对流传热系数的准数关联式为：。9．吸收过程根据溶质与吸收剂之间是否发生化学反应可分为与；吸收过程根据混合气中被吸收的组分数目可分为与。10．含氨极少的空气于101.33kPa，20℃被水吸收。已知气、液膜传质系数)/(1015.326kPasmkmolkG，41081.1Lk)//(32mkmolsmkmol，溶解度系数)/(5.13kPamkmolH。气液平衡关系服从亨利定律，则气相总传质系数GK=2/()kmolmskPa。11．精馏塔中理论板数的计算方法有和。12．干燥过程可分为预热阶段、和。13．反应器中物料的非理想流动状况可以用物料粒子的停留时间分布来描述，为了表征实际流动状况与理想置换或混合偏离的程度，可以采用随机变量的数字特征予以表达。停留时间分布有两个重要数字特征，即和。14．根据示踪剂加入的方式不同，停留时间分布的实验测定方法可以分为、和周期输入法。15．在填料吸收塔的计算中，当平衡线为直线时，传质单元数的计算方法有。对于活塞流反应器，其停留时间分布的无因次方差2=。对于全混流反应器，其停留时间分布的无因次方差2=。16．流体在圆管内层流时，平均流速是最大流速的倍。流体在圆管内湍流时，平均速度是最大速度的倍。17．离心泵的压头一般随流量的增大而。离心泵的主要性能参数有。18．强化传热的途径的有。影响对流传热的因素有。19．在精馏操作中，当进料为饱和蒸气时，其热状态参数q为。在精馏操作中，当进料为饱和液体时，其热状态参数q为。20．温度增加，水的粘度。21．对于饱和湿空气，其湿球温度tw与干球温度t之间的关系为。对于未饱和湿空气，其湿球温度tw与干球温度t之间的关系为。22．管道截面为长方形，长和宽分别为a、b，其当量直径为。23．流体流经套管环隙，其当量直径为。24．不可压缩流体在圆形管道内作定态流动，体积流量一定时，管内流体的流速与管径平方呈反比。()25．强制对流是由于泵或压缩机做功，迫使流体在流道中做湍流流动时的对流现象。（）26．自然对流是由于流体内存在温度梯度，引起密度梯度，从而形成重者下沉轻者上浮的对流现象。（）27．蒸馏分离的依据是混合物中各组分的溶解性的不同。（）28．吸收是利用适当液体溶解气体混合物中的有关组分，以分离气体混合物的操作。（）29．在一定的气相平衡分压下，亨利系数越小，溶质的溶解度越大。（）30．适宜回流比是指精馏过程的设备费用与操作费用之总和为最低的回流比。（）31．在一定的气相平衡分压下，亨利系数越大，溶质的溶解度越大。（）32．精馏操作中所采用的适宜回流比总是比最小回流比大。（）33．在恒温条件下，总体积为V的N个活塞流反应器串联操作，与一个体积为V的活塞流反应器所达最终转化率相同。()34．同一反应在同一处理量和相同操作条件下，达到相同转化率所需反应器体积大小顺序为：单个CSTR＞多个CSTR串联＞PFR。（）35．试结合吸收操作线方程和相平衡方程推导NOG的吸收因数计算式。36．在生产实际中，精馏塔的进料可能有五种不同的热状态，试分析饱和液体进料（泡点进料）、汽液混合物进料和饱和蒸气进料时的q值，并指出V与/V、L与/L间的关系。37．分析eR数的因次并说明如何用之判断流体在直管内的流动类型。38．设=0+at，试推导单层圆筒壁的导热传热速率计算公式。39．如下图，用离心泵将密度为3=1100kg/m,粘度μ1.2mPas的液体从贮槽送至表压2×104Pa的密闭高位槽。管子直径为Ф108×4mm，直管长度为70m，各种管件的当量长度之和100m（不包括进口和出口阻力）。输送量为50m3/h，两槽液面恒定，其间垂直距离为20m,泵的效率为0.65,试求:(1)流体在管内的流动类型;(2)管路中流体的总阻力损失(包括进、出口阻力损失且已知λ＝0.027);(3)离心泵的轴功率。40．有一传热面积为2m2的列管式换热器，热水走管程，其流量为1500㎏/h进、出口温度分别为80℃、50℃；冷水走壳程，测得进、出口温度分别为15℃、30℃，逆流流动。问总传热系数K值为多少？（水的比热为4.18kJ/（㎏·℃））41．在一连续常压精馏塔中精馏某一混合液，塔顶产品中易挥发组分的含量为0.96（摩尔分数，下同），塔底产品中易挥发组分的含量为0.03，已知此塔的q线方程为y=6x－1.5，采用回流比为最小回流比的1.5倍，此混合液体系在本题条件下的相对挥发度为2。试求：（1）精馏段操作线方程；（2）若每小时得到塔底产品量100kmol，求进料量和塔顶产品量；（3）提馏段操作线方程。42．密度为9983/mkg、黏度为1.005smPa的水以36hm/3的流量流过一mm376的钢管，试计算eR数。（10’）43．在定态流动系统中，水连续地从粗管流入细管。已知粗管为89×4mm，细管为57×3.5mm，粗管中水的流速为1.2m/s,求细管中水的流速。44．现测定一传热面积为2m2的列管式换热器的总传热系数K值。已知热水走管程，测得其流量为1500㎏/h进口温度为80℃，出口温度为50℃；冷水走壳程，测得进口温度为15℃，出口温度为30℃，逆流流动。（水的比热为4.18kJ/（㎏·℃））（10’）45．含氨极少的空气于101.33kPa，20℃被水吸收。已知气膜传质系数)/(1015.326kPasmkmolkG，液膜传质系数41081.1Lk)//(32mkmolsmkmol，溶解度系数)/(5.13kPamkmolH。气液平衡关系服从亨利定律，求：LGKK和。46．在一双组分连续精馏塔中，进入精馏段中某层理论板n的组成yn+1为0.75，从该板流出的液相组成xn为0.65（均为摩尔分率），塔内气液比V/L=2，物系的相对挥发度=2.5，试求：（1）从该板上升的蒸汽组成yn；（2）流入该板的液相组成xn-1；（3）回流比R。（20’）47．湿空气总压力50kPa，干球温度为60℃，相对湿度为40%，试求湿空气中水气的分压和湿度。（60℃时水蒸气的饱和蒸气压为19.923kPa）（10’）48．空气和氨的混合气体在直径为0.8m的填料吸收塔中用清水吸收其中的氨。已知送入的空气量为1390kg/h，混合气体中氨的分压为1.33kPa，吸收率为99.5%。操作压力为101.325kPa，温度为20℃，平衡关系为Y*=0.75X，水的用量为52kmol/h，氨的气相体积吸收总系数KYa=314kmol/(m3h)，试用吸收因数法求所需填料层高度。49．牛奶用泵由真空锅被抽送，经冷却器至位于9m高度的牛奶贮罐中。各段输送管路的长度如图。真空锅内的真空度为87800Pa，贮罐开口通大气。牛奶输送量为4.35t/h。整个管路（包括冷却器）的摩擦损失为50J/kg。试近似估计所需泵的能量。估算时将牛奶相对密度视为1。50．每小时将15000kg含苯40%（质量%，下同）和甲苯60%的溶液，在连续精馏塔中进行分离，要求釜残液中含苯不高于2%，塔顶馏出液中苯的回收率为97.1%。试求馏出液和釜残液的流量及组成，以摩尔流量和摩尔分率表示；若回流比为2，饱和液体进料，试写出提馏段操作线方程。51．有一列管式换热器，由38根φ25mm×2.5mm无缝钢管组成。苯在管内流动，由20℃被加热至80℃，苯的总流量为8.32kg/s。外壳中通入水蒸气进行加热。试求管壁对苯的传热系数。（苯在平均温度50℃下的物性：密度ρ=860kg/m3；比热容Cp=1.80kJ/（kg·℃）；粘度μ=0.45mPa·s；导热系数λ=0.14W/（m·℃）。）