2011化工原理练习题-总

化工原理练习题0绪论1.化工原理中的“三传”是指：动量传递、热量传递、质量传递2.下列单元操作中属于动量传递的有：流体输送3.下列单元操作中属于质量传递的有液体精馏4.下列单元操作中属于热量传递的有加热冷却6.在26℃和1大气压下,CO2在空气中的分子扩散系数D等于0.164cm2/s,将此数据换算成m2/h单位,正确的答案为：0.05904m2/h7.己知通用气体常数R=82.06atm.cm3/mol.K,将此数据换算成用kJ/kmol.K所表示的量,正确的答案应为8.314第一章流体流动一、选择填空题1.研究化工流体时所取的最小考察对象为流体质点2.化工原理中的流体质点是指尺寸远小于设备尺寸，但比分子自由程大得多的含大量分子的流体微团3.化工原理中的连续流体是指：流体的物理性质及运动参数在空间上作连续分布，可用连续函数来描述4.流体静力学基本方程式的适用条件是：重力场中不可压缩静止、连通着的同一连续流体5.改善测量精度，减少U形压差计测量误差的下列方法适用的为：①减少被测流体与指示液之间的密度差；②采用倾斜式微压计(将细管倾斜放置的单杯压强计)③双液微压计7.不可压缩流体在均匀直管内作稳定流动时,平均速度沿流动方向的变化为不变8．柏努利方程适用的前提条件：(流体是不可压缩的，流体的温度不变，流动系统中无热交换器、流动系统中无外功加入，流体为理想流体)9.机械能衡算式中：各能量项（或压头项）均是指某一流道截面处的值，外功和机械能损耗（或外加压头和压头损失）则是整个流动系统内的值。11.流体流经变径管时，局部阻力损失的计算式22fuh中的u是指：小管中的流速u112.双指示液微差压差计要求指示液密度差小13.现输送45m3/h的水，如管内水的流速约为2.5m/s，则可选88.54mmmm钢管。14.某流体流过一截面为矩形的管道，其长为a米，宽为b米，则矩形截面的当量直径为2/()abab15.某地大气压为735mmHg，现测得一容器的绝压350mmHg下操作，则该容器的真空度应为385kPa。13水在一段圆形直管内做层流流动，若其他条件不变，现流量和管径均减小为原来的二分之一，则此时的流动阻力产生的压力损失为原来的8倍。14圆形管内的湍动充分发展后，流体的边界层厚度等于圆管的半径。15液体在两截面间的管道内流动时，其流动方向是从总能量大的界面流向总能量小的截面。16水在内径一定的圆管中定态流动，若水的质量流量保持恒定，当水温升高时，Re值变大。17圆形管内的湍动充分发展后，流体的边界层厚度等于圆管的半径18一转子流量计，当流量为50m3/h时，测定流量计转子上下的压差为250Pa，现流量为100，则流量计转子上下的压差为250Pa。19随流量Q的增大，离心泵的功率N的变化趋势为增大。二、简答题1．简述柏努利方程适用的前提条件。流体是不可压缩的（1分），流体的温度不变（1分），流动系统中无热交换器（1分）、流动系统中无外功加入（1分），流体为理想流体（1分）)。2.（化工原理习题1-16）其他条件不变，若管内流速越大，则湍动程度越大，其阻力损失应越大，然而，雷诺数增大时摩擦系数却变小，两者是否矛盾？应如何解释？不矛盾，由范宁公式22fluwd可知，阻力损失不仅与摩擦系数有关，还与u2有关。层流时，u越大，虽然摩擦系数(1/Re)越小，但wf越大（因wf正比于u）。完全湍流时，u越大，而摩擦系数不随Re变化，但wf正比于u2，故wf越大。3.如何选择U形管压差计中的指示剂？采用U形管压差计测定某阀门前后的压差，问压差计的读数与U形管压差计的安装位置有关吗？U形管压差计要求指示液与被测流体不互溶、不起化学反应，其密度大于被侧液体，常用的指示液有水银、四氯化碳、水和液体石蜡等，应根据被测流体的种类和测量范围选择合适的指示液。采用U形管压差计测某阀门前后的压力差，压差计的读数与U形管压差计的安装位置无关。第二章流体输送机械一、选择题1.离心泵扬程的意义是单位重量液体出泵和进泵的机械能差值2.离心泵铭牌上标明的扬程H可理解为该泵在规定转速及最高效率下对20℃的水提供的压头3.启动下列化工泵时不需打开出口阀门的有离心泵4.下列化工用泵中不属于正位移型的为离心泵5.当流量一定而且流动进入阻力平方区时,离心泵的最小汽蚀余量决定于泵的结构尺寸6.离心泵的工作点决定于管路特性曲线和离心泵H-Q特性曲线8.对调节幅度不大,经常需要改变流量时采用的方法为改变离心泵出口管路上调节阀开度9.离心泵的效率η与流量Q的关系为Q增加,η先增大后减小10.离心泵的轴功率N与流量Q的关系为Q增大,N增大11.倘若关小离心泵出口阀门，减小泵的输液量，此时将会引起泵的扬程增大，轴功率降低12.倘若开大离心泵出口阀门，提高泵的输液量，会引起泵的效率可能提高也可能降底13.在测定离心泵特性曲线的实验中，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空表指示真空度很高，某同学正确找到原因并排除了故障。你认为可能的原因是排出管堵塞14.比较下述各种流量计，选出合适的描述：（1）孔板流量计E；（2）文丘里流量计C；（3）转子流量计D（A.调换方便，但不耐高温高压，压头损失较大；B.能耗小，加工方便，可耐高温高压；C.能耗小，多用于低压气体的输送，但造价高；D.读取流量方便，测量精度较高，但不耐高温高压；E.制造简单，调换方便，但压头损失较大。）二、填空1.离心泵的工作点是泵的特性曲线与管路特性H-Q曲线的交点。2.离心泵的安装高度超过允许安装高度时,离心泵会发生汽蚀现象（不是气蚀）3.离心泵的泵壳制成蜗壳状,其作用是4.离心泵叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体,以增加液体的静压能和动压能(主要是静压能)。5.离心泵样本中标明允许吸上真空高度Hs值，是指压力为10mH2O,温度为20℃时输送清水条件下的实测值。6.离心泵常采用出口阀调节流量；往复泵常采用旁路调节流量。7.当离心泵叶轮入口处压强等于被输送流体在该温度下的饱和蒸气压时，会产生汽蚀现象。8.离心泵与往复泵启动与流量调节不同之处是离心泵启动时需要灌泵，用出口阀调节流量，而往复泵启动时不用灌泵，开旁路阀，用旁路阀调节流量。9.离心泵中直接对液体做功的部件是叶轮。10.离心泵轴封装置的密封作用分机械密封和填料密封2种。11.离心泵在启动前必须灌泵，这是为了防止气缚现象。12.离心泵轴封装置起密封作用，防止液体外泄和气体漏入。三、简述题：1．简述离心泵的工作原理2．离心泵发生气缚现象的原因是什么？应如何消除？答：离心泵在启动过程中，若泵壳内混有气体或没有灌泵，则泵壳内的流体随电机作离心运动产生负压不足以吸入液体至泵壳内，泵像被气体缚住一样，称为离心泵的气缚现象。避免或消除气缚的方法是启动前灌泵并使泵壳内充满待输送的液体，启动时关闭出口阀3.离心泵发生汽蚀现象的原因是什么？有何危害？应如何消除？离心泵操作中，当泵壳内吸入的液体在泵的入口处因压强减小恰好汽化时，给泵壳内壁带来巨大的水力冲击，使泵壳像被气体腐蚀一样，称为汽蚀现象；汽蚀的危害是破坏泵壳，同时也使泵在工作中产生振动，破坏电机，消除的方法是：降低泵的安装高度。4.采用离心泵从地下贮槽中抽送液体，原本操作正常的离心泵本身完好，但无法泵送液体，试分析导致故障的原因可能有哪些？槽内液面下降，吸入管堵塞，液体温度上升，容器内压强下降，入口侧漏气等。5.实验测定离心泵特性曲线时，需记录哪些数据？测定离心泵特性曲线，通过改变阀门的开度调节流量，记录流量（U形管压差计），真空表，压力表，功率表的读数。6.离心泵启动时为什么要关闭出口阀？离心泵工作时，其轴功率N随流量的增大而增大，所以泵启动时，应把出口阀关闭，以降低启动功率，保护电机，不至于超负荷而损坏电机，同时也避免了出口管线的水力冲击。7.离心泵的主要部件有哪些？各有什么作用？离心泵的主要部件有：叶轮、泵壳和轴封装置。叶轮的作用是将原动机的机械能传递给液体，使液体的动能和压力能得到提高；泵壳具有汇集液体和将部分动能转为静压能的作用；轴封装置的作用是防止泵内高压液体外漏及外界大气漏入泵内。8.简述离心泵的运转程序与安装注意事项。先灌泵，在出口阀门关闭的情况下开泵，调节流量到合适。关泵时先关出口阀门，再停泵。9.离心泵的选择原则：①泵的类型与型号的确定。根据输送液体的性质和操作条件确定泵的类型②确定输送系统流量与压头。流量一般为生产任务所规定的最大流量，然后再根据伯努利方程式计算在最大流量下系统管路所需的压头，再根据确定的流量及压头从泵的样本或产品目录中选出合适的型号。此时为备有余量，通常所选的泵的流量和压头可稍大一点,但对应的泵的效率应比较高③核算泵的轴功率10.提高泵的允许安装高度的措施有：尽量减少吸入管路的压头损失，如采用较大吸入管径，缩短吸入管长度，减少拐弯及省去不必要的管件与阀门11.有下列输送任务，试分别提出适合的泵的类型，并简述理由。（化工原理第二章2-7）1）将水从水池送到冷却塔顶（塔高20m，水流量4000m3/h）；2）配合pH控制器，将酸液按控制流量加入参与化学反应的物流中；3）输送带有结晶的饱和食盐溶液至过滤机；4）输送浓番茄汁至装罐机；5）向空气压缩机的汽缸注入润滑油。解：1）双吸离心泵：压头不高，流量较大；2）计量泵：流量需要定量控制；3）压力不大时用离心泵（开式叶轮，）压力大时用隔膜泵：含固体物；4）离心泵（开式或半开式叶轮）：含有固体物；5）齿轮泵或螺杆泵：流量较小，黏度较大12、设计一套实验装置用于测定在特定温度和压力下离心泵特性曲线，要求：1）画出实验装置的简图；2）列出主要设备的名称；3）实验中应测定的数据；4）必要的数据处理过程。第3章机械分离一、选择题1.下面过滤速率方程式中属于恒压过滤方程的是②①dq/dθ=K/2(q+qe)；②q2＋2q.qe=K.θ；③q2＋q.qe=2K.θ；④q2＋q.qe=K.θ/22.过滤速率基本方程为①①dq/dθ=K/2(q+qe)；②dq/dθ=K/(q+qe)；③dq/dθ=KA2/2(V+Ve)；④dV/dθ=K/2(V+Ve)3恒压过滤中单位面积累积滤液量q与时间θ的关系可表示为下图中的①4对静止流体中颗粒的自由沉降而言，在沉降过程中颗粒所不会受到的力有：①①牛顿力；②浮力；③曳力(阻力)；④场力(重力或离心力)。5叶滤机洗涤速率与终了过滤速率之比为：④①1/2；②1/3；③1/4；④1。6恒压过滤中，当过滤时间增加1倍，则过滤速率为原来的2/2倍。①2；②2/2；③2；④0.5。7关于离心沉降速度和重力沉降速度，下述说法正确的是③。①离心沉降速度和重力沉降速度是恒定的；②离心沉降速度和重力沉降速度不是恒定的；③离心沉降速度不是恒定值，而重力沉降速度是恒定的；④离心沉降速度是恒定值，而重力沉降速度不是恒定的二、填空qθ①qθ②qθ③qθ④1.固体颗粒在空气中自由沉降,颗粒受重力、浮力、阻力等几种力的作用。其沉降速度公式为。2.降尘室为气固或液固两相分离设备，它们的生产能力与该设备的长度和宽度有关，与高度无关。3.工业上常用的过滤介质有织物介质、堆积介质和多孔性固体介质4.常用的过滤设备有板框压滤机、叶滤机和回转过滤机等。5.间歇式过滤机一个完整的操作周期中所包括的时间有过滤时间，洗涤时间，组装、卸渣及清洗滤布等的辅助时间。6.根据滤液流出的方式，过滤分为明流、暗流7.板框过滤机的洗涤方式有置换式和横穿洗涤法8.BAY10-402-25中B表示板框过滤机，A表示暗流，Y表示液压压紧方式，10表示过滤面积10m2,402表示滤框的内边长为402mm，25表示滤框的厚度为25mm9.流体通过颗粒层的流动多呈层流状态,故单位体积床层所具有的表面积对流动阻力起决定作用。10.过滤分深层过滤和滤饼过滤两种方式。11对板框式过滤机，洗涤面积Aw和过滤面积A的定量关系为Aw=A/2。洗水走过的距离Lw和滤液在过滤终了时走过的距离L的定量关系为Lw=2L，洗涤速率（dV/d）w和终了时的过滤速率（dV/d）E的定量关系为（dV/d