化工原理课程习题练习题

化工原理（上）练习题一、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_、启动后通过__调节流量；住复泵启动前__、启动后通过_____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_______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________和________两种，一般以________来区分，前者值为_______，后者值为_______；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，完全湍流区λ与Re。5.有相变时的对流传数系数比无相变时________，粘度值大，对流传热系数________；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_______曲线与_______曲线的交点，生产中离心泵工作点的变化意味着会发生变化。7．对于旋风分离器，其尺寸增大，分离效率将；若颗粒直径增大，则分离效率将。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______；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、____和__有关，与______无关。单层降尘室Vs≤；具有n层水平隔板的多层单层降尘室Vs≤。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，问翅片加在管侧。11.流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数与和有关；若其作完全湍流（阻力平方区），则仅与有关。12.用板框过滤机过滤某种悬浮液。测得恒压过滤方程为5210402.0qq（θ的单位为s），则K为m2/s，qe为m3/m2，e为s。13.在重力沉降操作中，影响沉降速度的因素主要有、和。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、及，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__________。16.某容器内的绝对压强为200kPa，当地大气压为101.3kPa，则表压为___________。17．颗粒在沉降过程中不受周围颗粒和器壁的影响，称为_________沉降。18．离心泵组合操作的选定原则为：高阻管路选______，低阻管路选____________。19．过滤操作的推动力是_________。20.蒸发过程中引起温度差损失的原因有，和1。21.蒸发器的生产强度是指，欲提高蒸发器的生产强度，必须设法提高和。22.某设备的表压强为100kPa，则它的绝对压强为kPa；另一设备的真空度为400mmHg，则它的绝对压强为kPa（当地大气压为101.33kPa）。23.离心泵的特性曲线是在一定下，用常温为介质，通过实验测定得到的。离心泵的主要特性曲线包括、___和三条曲线。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__现象；而当泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生__现象。25.离心泵通常采用__调节流量；往复泵采用调节流量。7．理论上降尘室的生产能力与和有关，而与无关。设计除尘设备时，降尘室做成多层的目的是。26.大容器里饱和液体沸腾分为，和1阶段。工业上总是设法在下操作。27．蒸发过程中引起温度差损失的原因有，和1。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___，雷诺准数Re将___，流动阻力将__。29.旋风分离器的分离效率随器身的增大而减小。30．物体黑度是指在温度下，灰体的与之比，在数值上它与同一温度下物体的相等。31．热量传递的基本方式有、和。32.多效蒸发与单效蒸发相比，其优点是。二、选择题1．离心泵的特性曲线是在的情况下测定的。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α的影响是。A)会使α大大降低；B)会使α增大；C)对α无影响；D）会使α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，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：。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。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。A.2；B.6；C.4；D.1。7.流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为。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.增加；B.不变；C.减小；D.不确定。9.离心泵的效率η和流量Q的关系为。A.Q增大，η增大；B.Q增大，η先增大后减小；C.Q增大，η减小；D.Q增大，η先减小后增大。10.若沉降室高度降低，则沉降时间；生产能力。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）降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____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________。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α1＝11600W•m-2•K-1，α2＝116W•m-2•K-1，要提高总传热系数（K），最简单有效的途径是。A.设法增大α1B.设法增大α2C.同时增大α1和α2D.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___。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.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。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。（）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。（）3.转子流量计的刻度与被测流体的密度无关。（）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。（）5.离心泵的轴功率随液体密度而改变。（）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。（）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。（）8.凡稳定的圆筒壁传热，热通量为常数。（）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。（）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。（）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500℃、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)(dd12esVVvrpAV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2.6m2，2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200m3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225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3102.8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60m3，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，普兰特准数Pr=0.7现有一单程列管式换热器，装有φ25mm×2.5mm钢管200根，管长为2m，核算此换热高位槽水池真空表压强表20m18m器能否完成上述传热任务？计算中可忽略污