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化工原理复习题答案(2)

化工原理复习题答案(2)
化工原理复习题答案(2)

化工原理复习题答案

一、术语解释

1. 单元操作: 在各种化工生产过程中,除化学反应外的其余物理操作称为单元操作。包括

流体的流动与输送、沉降、过滤、搅拌、压缩、传热、蒸发、结晶、干燥、精馏、吸收、萃取、冷冻等。

2. 真空度: 当被测流体的绝对压强小于外界压强时,用真空表进行测量。真空表的读数

表示被测流体的绝对压强低于当地大气压强的数值,称为真空度,即: 真空度=大气压强—绝对压强= —表压强。

3. 牛顿流体: 凡遵循牛顿黏性定律du dy

τμ=的液体为牛顿型液体,所有气体和大多数液体为牛顿液体。 4.

层流流动: 是流体两种流动形态之一,当管内流动的Re 小于 2000时,即为层流流动,此时流体质点在管内呈平行直线流动,无不规则运动和相互碰撞及混杂。 5.

理想流体: 黏度为零的流体。实际自然中并不存在,引入理想流体的概念,对研究实际流体起重要作用。 6.

泵的特性曲线:特性曲线是在一定转速下,用常温清水在常压下测得。表示离心泵的压头、效率和轴功率与流量之间的关系曲线。 7.

流体边界层:速度为u 的均匀流平行经过固体壁面时,与壁面接触的流体,因分子附着力而静止不动,壁面附近的流体层由于粘性而减速,此减速效应将沿垂直于壁面的流体内部方向逐渐减弱,在离壁面一定距离处,流速已接近于均匀流的速度,在此层内存在速度梯度,该薄层称为流体边界层。 8.

泵的工作点:管路特性曲线和泵特性曲线的交点。 9. 泵的安装高度:泵的吸入口轴线与贮液槽液面间的垂直距离(Z s ,m )

2()2a s s fs P P u Zs H m g g

ρ-=-- 泵的安装高度直接影响泵的吸液能力 。 10. 泵的压头:也称泵的扬程。是泵的主要性能参数之一,是泵给予单位重量(N )液体的

有效能量,以H 表示,其单位为m 。2

()2f p u H z H m g g

ρ??=?+++。 11. 边界层分离:当物体沿曲面流动或流动中遇到障碍物时,不论是层流还是湍流,会发生

边界层脱离壁面的现象。

12. 完全湍流区:Re λ-曲线趋于水平线,即摩擦系数λ只与d ε有关,而与Re 准数无

关的一个区域,又h f 与u 2成正比,所以又称为阻力平方区。

13. 风压:风压是单位体积的气体流过风机时所获得的能量,以H T 表示,单位为J/m3(Pa )。

由于H T 的单位与压强单位相同,故称风压,风压单位习惯上用mmH 2O 表示。

14. 沿程阻力:是流体流经一定管径的直管时,由于流体摩擦而产生的阻力。其阻力大小与路径长度成正比。由范宁公式计算:2

(/)2

f L u h J k

g d λ=。 15. 局部阻力:主要是由于流体流经管路中的管件、阀门及截面的突然扩大或缩小等局部地

方所引起的阻力。

16. 当量直径:非圆形管的直径采用4倍的水力半径来代替,称当量直径,以d e 表示,即

d e =4 r H =4x 流通截面积/润湿周边长。

17. 汽蚀现象:由于泵的吸上高度过高,使泵内压力等于或低于输送液体的温度下的饱和蒸

汽压时液体汽化,气泡形成、破裂等过程中引起的剥蚀现象。

18. 滤饼:在过滤操作中,被截留在过滤介质上方的由固体颗粒堆积而成的床层称为滤饼。

滤饼是其本身起过滤作用的过滤操作产物,随操作进行,滤饼厚度增加。

19. 助滤剂:为了减少可压缩滤饼的流动阻力,有时将某种质地坚硬而能形成疏松饼层的另

一种固体颗粒混入悬浮液或预涂于过滤介质上,以形成疏松饼层,使滤液得以流畅。这种预混或预涂的粒状物质称助滤剂。

20. 床层空隙率:单位体积床层中的空隙体积,表示床层的疏密程度。

i. 床层空隙率σ =(床层体积—颗粒体积)/床层体积。

21. 过滤速度:单位时间通过单位过滤面积的滤液体积3

225(1)c p dV u L Ad εαεμθ?==-(m/s )(过滤速率:单位时间的滤液体积)。

22. 自由沉降:粒子浓度较低时,颗粒间无相互干扰且不受器壁影响的沉降。

23. 过滤常数:由物料特性及过滤压强差所决定的常数。

24. C 过滤介质:过滤介质是滤饼的支承物,它应具有足够的力学强度和尽可能小的流动阻

力,同时,还应具有相应的耐腐蚀性和耐热性。

25. 过滤介质当量滤饼厚度:e Ve L A υ=

(Ve :过滤介质的当量滤液体积,υ:滤饼体积与相应的滤液体积之比)。

26. 分离因数:离心力与重力(2/T U Rg )之比,以Kc 表示。

27. 过滤介质:过滤介质起着支撑滤饼的作用,对其基本要求是具有足够的机构强度和尽可

能小的流动阻力,同时,还应具有相应的化学稳定性、耐腐蚀性和耐热性。

28. 对流传热系数:2(/)dQ W m C tdS

α?=??其物理意义为单位时间内,壁面与流体的温差为1 0C (K)时,单位面积的传热量。是表明对流传热强度的一项特性值。

29. 导热系数:数值等于单位温度梯度单位面积上所传导的热量,是表示物质导热能力的物

性参数,单位为W/(m.0c ),其随物质的组成结构、密度、湿度、压强和温度而变化。由傅里叶定律 dQ t dS n

λ=??。 30. 黑体:能完全吸收辐射能,即吸收率A=1的物体,称为黑体或绝对黑体。

31. 白体:能全部反射辐射能,即反射率R=1的物体,称为镜体或绝对白体。

32. 透热体:能透过全部辐射能,即透过率D=1的物体。一般单原子气体和对称的双原子

气体是为透热体。

33. 灰体:凡能以相同的吸收率且部分地吸收由0到无穷所有波长范围的辐射能的物体。灰

体的吸收率不随辐射线的波长而变,是不透热体。灰体是理想物体,大多数的工程材料都可视为灰体。

34. 总传热系数:1i i m o o

K dS bdS dS dS dS dS αλα=++单位为W/(m 2、0C )物理意义为间壁两侧流体温度差为1 0C (K)时,单位时间内通过单位间壁面积所传递的热量。

35. 热阻:211(/)o o o si so o i i i m o

d d bd R R m C W K d d d αλα?=++++? i. 总热阻等于两侧流体的对流传热热阻、污垢热阻及管壁热传导热阻之和

36. 黑度:灰体的辐射能力与同温度下黑体辐射能力之比(E/E b ),用ε 表示。

37. 牛顿冷却定律:即对流传热速率方程,表示为()w dQ t t dS α=-。

38. 斯蒂芬-波尔茨曼定律:表明黑体的辐射能力仅与热力学温度的四次方成正比。其表达式为:44100b o T E T C σ??== ???

(σ为黑体的辐射常数,C 0为黑体的辐射系数)。 39. 膜状冷凝:若冷凝液能够湿润壁面,则在壁面上形成一层完整的液膜,称膜状冷凝。

40. 克希霍夫定律:表明任何物体的辐射能力和吸收率的比值恒等于同温度下黑体的辐射能力,即仅和物体的绝热温度有关。其数学表达式为:()1212b E E E E f T A A A

==???==。 41. 普朗克定律:表示黑体的单色辐射能力 随波长和温度变化的函数关系。根据量子理论推导出其数学表达式为:2

5

31(/)1

b c T c E W m e λλλ-=-(T 为黑体的热力学温度K ,e 自然对数的底数,C1、C2 为常数)。

42. 单效蒸发:直接将二次蒸汽冷凝,不利用其冷凝热的操作称单效蒸发。

43. 多效蒸发:将上一操作中的二次蒸汽引到下一蒸发器作为加热蒸汽,以利用其冷凝热的

串联蒸发操作称多效蒸发。

44. 生蒸汽:用作蒸发操作中的热源 的新鲜饱和水蒸气。

45. 蒸发器的生产强度: 指单位传热面积上单位时间内蒸发的水量,用U 表示,单位为

Kg/(m 2.h )即 U=W/S 。蒸发强度是评价蒸发器优劣的重要指标。

46. 单位蒸汽消耗量:蒸发1Kg 水分时加热蒸汽的消耗量,单位为Kg/Kg 。是衡量蒸发装

置经济程度的指标。

47. 蒸发量:蒸发量W=F (1—X 0/X 1)单位Kg/h 。其中F 为原料液的流量Kg/h ,X 0为原

料液的质量分数,X 1为完成液的质量分数。

二、填空题

1. 泵的主要性能参数包括(流量)(压头)(轴功率)(效率)(转速)五个参数。

2. 泵按其工作原理和结构特征可分为(叶片式)(容积式)(其他)。

3. 传热的基本方式有(传导)(对流)(热辐射)三种。

4. 按度量压力的基准的不同,压力有三种不同的名称,即(表压强)(绝对压强)(真空度)。

5. 计算局部阻力的方法有(阻力系数法)和(当量长度法)两种方法。

6. 管类流体流动时,在摩擦系数图的湍流区,摩擦系数λ与(相对粗糙度)和(雷诺数)

有关。

7. 流体在管类作湍流流动时,从管中心到管壁的流体层可以分为(主流层)(缓冲层)(层

流内层)。

8. 离心泵的流量调节一般有三种方法:(改变阀门开度)(改变泵的转速)(改变叶片直径)。

9. 测量流量及流速的常用仪器有(测速管)(孔板流量计)(粒子流量计)等几种。

10. 牛顿冷却定律的数学表达式为(

()w dQ t t dS α=-),对流传热系数的单位为(w/c ㎡ ·℃)。 11.

雷诺实验揭示了流体流动有(层流)和(湍流)两种截然不同的的流动类型。 12.

离心泵的特性曲线由(η-Q )(H-Q )(N-Q )三条曲线组成。 13.

离心泵的压头是泵给予(单位重量流体)的有效能量,它的单位是(M )。 14.

离心泵安装在一定管路上,其工作特点是(泵特性曲线)和(管路特性曲线 )的交点。 15.

离心泵的安装高度超过(允许安装高度)时,离心泵可能发生(气蚀)现象。 16.

由流体在管内流动阻力的外因不同,可分为(直管)和(局部)两种阻力。 17.

离心泵一般用(阀门)调节流量,容积式泵一般用(旁路调节)调节流量。 18.

工业上过滤压力差可来源于(悬浮液本身的液柱压强差)(在悬浮液表面加压)(利用离心率)(过滤介质下方抽真空)四个方面。 19.

按过滤推动力的不同,过滤操作可分为(重力过滤分离)(离心过滤分离)(加压过滤分离)(真空过滤分离)。 20.

典型过滤的操作程序可分为(过滤)(滤饼洗涤)(滤饼干燥)(滤饼卸除)四个阶段。 21.

在过滤操作中,除恒压过滤以外,还有(恒速过滤)和(先恒速后恒压过滤)。 22.

常见的管式换热器有(蛇管式)(套管式)(管壳式换热器)等几种类型。 23.

对流传热可用(牛顿冷却)定律来描述,其表达式为(Q=αs Δt ),对流传热系数的单位为(w/c ㎡ ·℃)。 24. 一套管式换热器,在其他条件不变的情况下,增加一侧的流速,其传热速率一般应(增

大),因为(对流传热系数增大)。

25. 总传热速率方程为(K=Q/s Δt ),平均温度差计算式为(2121

ln m t t t t t ?-??=??)。 26. 在辐射传热中,同一温度下物体的(吸收率)和(黑度)在数值上是相等的 。

27. 板式换热器的金属板面冲压成凸凹波纹,其作用是(使流体匀速流过板面)(增加传热

面积)(促使流体湍流,有利于传热)。

28. 列出三种常见的过滤设备的名称(板框压滤机)(加压叶滤机)(转简真空过滤机)。

29. 过滤介质按其形态可分为(组织介质)(堆积介质)(多孔固体介质)三种类。

30. 在饼层过滤之初,过滤介质上可能发生(架桥)现象,通常只有在(滤饼)形成之后才

能进行有效过滤。

31. 板框压滤机的基本过滤单元由(洗涤板)(过滤板)(滤框)。

32. 恒压过滤方程式为(22e q q q K θ+=),K 称为(过滤常数)。

33. 压缩机理想工作循环的四个过程(吸气)(压缩)(压缩)(排气)。

34. 根据分离方式,离心机可以分为(过滤式)(沉降式)(分离式)三种基本类型。

35. 低黏度流体在圆形直管内强制湍流时的对流传热系数关联式为

(0.80.023Re Pr n Nu =),普兰特准数为(Pr p c μ

λ=)。

36. 常见板式换热器有(夹套式)(板式)(螺旋板式)等几种类型。

37. 沉降是利用(分散相和连续相)的密度差异,使(分散)相对于(连续相)运动而实现

分离的操作,按其作用了分为(重力沉降)(离心沉降)。

38. 重力沉降设备的理论生产力只与(沉降速度)和(沉降面积)有关。

39. 间壁式换热器从构造上可分为(管式)和(板式)两大类。

40. 蒸发装置的温差损失由(溶液蒸汽压下降)(加热管内液柱)(管路流动阻力)三方面引

起。

41. 蒸发器主要有(加热室)和(分离室)两部分组成。

42. 蒸发操作得以持续进行的条件为(热能的连续供应)和(二次蒸汽的不断排出)。

43. 试列举四种常见蒸发器的名称(中央循环管式蒸发器)(悬框蒸发器)(外热式蒸发器)(强制

循环蒸发器)。

44. 多效蒸发操作流程,按加料方法的不同有(并流加料)(逆流加料)(平流加料)三种不

同的操作方式。

45. 蒸发器常见的类型有(非膜式)(膜式)(直接加热)等。

46. 升膜式蒸发器的液膜式是在蒸发器的底部由(二次蒸汽)带动上升,降膜式蒸发器的料

液分布器的作用是(使溶液在壁上均匀布膜)和(二次蒸汽由加热管顶端直接窜出)。

47. 蒸发器加热蒸汽的热量可能用于(加溶液加热至沸点)(将水分蒸发为蒸汽)(向周围散

失的热量)。

48. 板框式压滤机的洗涤流程长度是过滤的约(2倍),洗涤速率是过滤终了时速率的(1/4)

49. 旋风分离器的圆筒直径越大,(临界粒径)也愈大,即分离效果愈差,若气体处理量很

大,宜将多个小尺寸的旋风分离器(并联)使用,以维持较高的分离效率。

50. 随传热温差的增大,大容器内液体沸腾要经历(自然对流)(泡状沸腾)(膜状沸腾)(稳

定膜状沸腾)四个阶段。

51. 具有热补偿作用的列管式换热器有(固定管板式)(U 形换热器)(浮头式换热器)等形

式。

52. 应用对流传热系数关联式时,需要注意关联式的(定性温度)(特化尺寸)(应用条件)。

53. 提高总传热系数的方法有(减小管壁厚度)(增加湍流程度)(除污垢)等。

54. 单层平壁热传导计算式为(

1212()t t S t Q t t b b R S λλ-?=

-==),其传热热阻为(b R λ'=)。

三、简述题 1. 写出柏努利方程并说明其表达的意义

柏努利方程:

意义 1)不可压缩理想流体稳定流动的不同形式机械能互相转化和总机械能守恒。

2)不稳定流动系统的任一瞬间,柏努利方程式成立。

3)可压缩流体:若两截面间的压强变化小于原来的20% [(p1 - p2)/ p1 <20 %],可用柏努利方程式。ρm= (ρ1+ ρ2)/2 4)当流体静止时:u=0,流体静力学基本方程: f e h u p gz W u p gz ∑+++=+++2222222111ρρρ

ρ2211p gz p gz +=+

5)理性流体在管路中作定态流动而又无外功加入时,在任一截面上单位质量流体所具

有的总机械能相等,即

2/2/gz u p ρ++=常数,即各种机械能之间可以相互转化。而其总量不变。

6)若有外功加入并由能量损失,下游截面的机械能总量之差为f h ∑e (W -)。

2. 试述流体边界层的形成、发展及分离。

答:如图所示,受壁面影响而存在速度梯度的流体层称为流体边界层。

当流体沿曲面流动或流动中遇障碍物时(如图所示),不论是层流或湍流,会发生边界层脱离壁面的现象。其中,C 点为分离点;C-D 为分离面。

边界层分离后出现流体空白区,回流形成涡流。在涡流区,由于流体质点的碰撞和混合而消耗大量能量。由物体表面形状造成边界层分离而引起的流动阻力和能量损耗,称为形体阻力(局部阻力)。凡是流道发生突然改变时,都会发生边界层分离引起机械能损失,需要避免或减少。

3. 试简述离心泵的主要性能参数及离心泵的性能特点

答:主要参数包括压头(扬程)、流量、转速、功率和效率,是表示泵特性的指标

泵的压头(H):泵的压头也称泵的扬程,是泵给予单位重量 (N)液体的有效能量,其单

位为m 。泵的压头表现为: (1)将液体的位压头提高 Δz ; (2)静压头

提高 (pD -pa)/ρg ; (3)抵偿了吸入管路的压头损失∑hfs 和排出管路

的压头损失∑hfD

泵的流量Q(Vs):泵在单位时间内排出的液体体积,单位为m3/s (m3/h)

泵的功率和效率:有效功率(Ne ) :单位时间内液体流经泵后实际所得到的功

轴功率(N ) :泵轴从电动机得到的实际功率,因容积损失,水力

损失和机械损失,轴功率>有效功率

效率( η ) :泵的有效功率与轴功率之比η=Ne/N= 60~90%

4. 何为泵的工作点,泵的工作点应在什么范围较合适?

)(10210001000kW HV g HV V W N s s s e e ρρρ===N

HV N g HV N V W N N s s s e e 10210001000ρρρη===

=

答:泵的特性曲线(H-Q 曲线)是泵本身所固有的性能关系曲线,它与管路系统无关。但是,液体输送系统是由泵和管路系统所组成,当泵与一定的管路系统相连接并运转时,泵和管路相互制约,实际的工作压头和流量不仅与泵本身的性能有关,还与管路特性有关。

管路特性曲线就是在管路条件下(即管路进出口压强,扬升高度,管长,管径,管件形式、大小个数,阀门开启程度等)一定的情况下,管路中被输送液体的流量与流过这一流量所必需的外加能量的关系。在输送系统取截面并列柏努利方程可得:

2

2p u He z Hf g g

ρ??=?+++ 若流体在管路中的流动进入阻力平方区,λ为常数,可得管路特性方程(抛物线方程):

2e H K BQ =+

在同一图上画出泵的特性曲线和管路特性曲线,交点为泵的工作点。该点既符合泵的特性曲线,又满足管路特性曲线。

使工作点恰好位于该泵最高效率点附近范围内,这是选泵的主要原则。

5. 离心泵和容积式泵的性能特点及操作要点有何不同?

答:1)根据如图所示的离心泵特性曲线,由压头H-流量Q 曲线可知,离心泵

有随着流量Q 增大,压头H 缓慢减少的性能特点。操作时可在排出管路安装

阀门来调节流量,如此调节流量,离心泵压头变化不大。由轴功率N-流量Q

曲线可知,当流量Q=0时,离心泵轴功率最小,因此离心泵启动时,应关闭

出口阀门,以避免电机启动时过载。

2)容积式泵的理论流量为常数,压头-流量特性曲线为铅垂线(如图所

示),即容积式泵的流量与压头没有直接关联泵所发出的压头大小取决于泵

外系统的需要。因为容积式泵流量的恒定不变,如果采用出口阀门来调节流

量,则在阀门关小的同时,压头随之升高至泵的强度和原动机功率所不能允

许的程度,以致最后引起破坏。所以容积式泵一般采用安装支路来调节流量,

而且启动时也不能关闭出口阀门。

6. 画图说明悬浮液过滤操作的基本原理及有关操作的名称术语。 答:

7. 试以常用过滤设备为例,解释和说明典型过滤操作的4个阶段。

8. 试述过滤介质的作用及对其性能的基本要求和常见种类。

答: 过滤介质是滤饼的支承物,它应具有足够的机械强度和尽可能小的流动阻力,同时应具

有相应的耐腐蚀性和耐热性。

1) 织物介质(滤布) :棉、毛、丝、麻等天然纤维及合成纤维制成的织物,

以及由玻璃丝、金属丝等织成的网,能截留颗粒的最小直径为5~65μm 。

织物介质在工业上应用最广泛。

2) 堆积介质: 由各种固体颗粒(细砂、木炭、石棉、硅藻土)或非编织纤维等

堆积而成,多用于深床过滤中。

3) 多孔固体介质:是具有很多微细孔道的固体材料,如多孔陶瓷、多孔塑料

及多孔金属制成的管或板,能拦截1 ~ 3μm 的微细颗粒。

9. 何谓旋风分离器的临界粒径,为什么要用小尺寸旋风分离器。 临界粒径:理论上能被完全分离的最小颗粒直径,它是判断旋风分离器分离效率的重要依据之一。

若某种颗粒所需的沉降时间正好等于停留时间,该颗粒(最小)的直径即为临界粒径。

由于整个进气宽度B 与圆筒直径D 成正比,故D 愈大,dc 也愈大,即分离效果愈差。所以,一般旋风分离器的尺寸均不大。若气体处理量很大,宜将多个小尺寸的旋风分离器并联使用,以维持较高的分离效率。

10. 简述影响对流传热系数的因素及求取对流传热系数的方法。

答:对流传热系数α是表明对流传热强度的一项特性值,它不是流体的物性,但与流体的物性及其它众多因素有关。对流传热系数α的单位为W/(m2·℃),其物理意义为单位时间内,壁面与流体的温差为1℃(K)时,单位面积的传热量。

w w w dt dt t t dy t dy λ

λα∞????=-=- ? ?-????? 影响因素: 1)流体种类:液体,气体,蒸汽;

2)流体性质:ρ,cp ,λ,μ;

3)流体流动状况:与u 有关(Re );

4)流体对流状况:自然,强制;

5)传热壁的形状,位置及大小,(管,板,管束)水平或垂直放置;

6)相变化的情况。

11. 在套管换热器内两流体均变温,试比较逆流传热与顺流传热的差

异。

答:

12. 试述影响换热器传热能力的因素及提高传热的方法途径。 答:传热的强化途径

1)增大传热面积S :采用翅片或螺旋翅片管;

2)增大传热温差Δtm :受工艺条件限制,采用逆流;

3)提高K (减小热阻):①减小管壁厚;增大λ②增加湍流程度,增大α值,③清除污垢。

i s e c u N B d ρπμ9=o so m o i o si i i o o R d bd d d R d d K αλα11++++=

13. 简述大容器内液体沸腾的过程与状态。

14. 试述逆流高位冷凝器的原理,为何必须有一定高度的气压管。

15. 试分别解释三个以上传热系数。

答:导热系数:在数值上等于单位温度梯度下的热通量,因而导热系数表征了物质导热能力的大小,是物质的基本物理性质之一,其值与物质的形态、组成、密度、温度等有关。

dQ dS dQ t t n dS n

λ=-=-???? 对流传热系数:在数值上等于单位温度差下,单位传热面积的对流传热速率,它反映了对流传热的快慢,α愈大表示对流传热愈快。

w w w dt dt t t dy t dy λ

λα∞????=-=- ? ?-????? 总传热系数:表示单位传热面积,冷、热流体单位传热温度下得传热速率,它反映了传热过程的强度。

11o o o si so o i i i m o

d d bd R R K d d d αλα=++++ 16. 画出三效逆流式蒸发的操作流程示意图并说明其操作特点。 答:蒸汽和溶液流动方向相

反:原料液由末效进入,用

泵依次输送至前效,完成液

由第一效底部取出。加热蒸

汽流向仍是由第一效顺序至

末效。

优点:溶液的浓度沿着流

动方向不断提高,同时温度

也逐渐上升,因此各效溶液

的粘度较为接近,使各效的

传热系数大致相等。

缺点:效间的溶液需用泵

输送,能量消耗较大;各效的进料温度均低于沸点,与并流法相比,产生的二次蒸汽量较少。 适于处理粘度随温度和浓度变化较大的溶液,不宜处理热敏性溶液。

17. 何谓蒸发装置的温差损失,试述引起温差损失的三种原因。 答:温度差损失:

1. 因溶液蒸气压下降而引起的温度差损失Δ′

溶液的沸点升高主要与溶液类别、浓度及操作压强有关,一般由实验测定。

常压下某些

无机盐水溶液的沸点升高与浓度的关系见附录二十一。

有时蒸发操作在加压或减压下进行,因此必须求出各种浓度的溶液在不同压强下的沸点升高。当缺乏实验数据时,可以用下式估算,即:

Δa ′---常压下由于溶液蒸气压下降而引起的沸点升高,℃ f---校正系数,无因次

校正系数的经验计算式为:

T ′----操作压强下二次蒸汽的温度,℃

r ′----操作压强下二次蒸汽的汽化热,kJ/kg

此外,也可从杜林线图查出操作压强下溶液的沸点,然后再算出因溶液蒸气压下降而引起的沸点升高,也即温度差损失。

2.因加热管内液柱静压强而引起的温度差损失Δ″

液体的沸点随它所处的液层深度而逐渐加大。一些蒸发器的加热管内有一定高度的液层,故液体的沸点由液面向底部逐渐加大,液层内部沸点与表面沸点之差称为因液柱静压强而引起的温度差损失。 Δ″值沿液层高度而变,为了简便,计算时以液层中部的平均压强pm 及相应的沸点t pm 为准:

p ′—液面的压强,即二次蒸汽的压强,Pa l —液层深度,m

因液柱静压强而引起的温度差损失:

t pm —液层中部的纯水沸点,℃ t p ′—与二次蒸汽压强p ′相对应的水的沸点,℃

3. 由于管路流动阻力而引起的温度差损失Δ′″

二次蒸汽因管道流动阻力,其流动后压强稍有降低,温度也相应下降,一般约降1~

1.5℃,致使后效的有效温度差损失,其计算相当繁琐,一般取: Δ′″≈ 1~1.5℃

(三)蒸发器的总温度差损失

蒸发器内的总温度差损失:

18. 简述标准式蒸发器的结构,蒸发原理及特点。

答:主体结构:下部加热室和上部分离室(又称二次蒸汽室)加热室直立管束

管径:25~75mm ,长度:1~2m(长径比为20~

40)

中央循环管截面积:加热管总截面积的

40%~100%

管束内单位体积溶液的受热面大于粗管内的,

即前者受热好,溶液汽化得多,因此细管内的溶

液含汽量多,致使密度比粗管内溶液的要小,这

种密度差促使溶液作沿粗管下降而沿细管上升的

a f ?'=?'r T f '

+'=2

)273(0162.02gl p p m ρ+'=p pm t t '-=?''?'''+?''+?'=∑?

循环运动,故粗管除称为中央循环管外还称为降液管,细管称为加热管或沸腾管。

中央循环管式蒸发器------“标准蒸发器”,具有溶液循环好、传热速率快等优点,同时由于结构紧凑、制造方便,应用十分广泛。

由于结构的限制,循环速度一般在0.4~0.5m/s以下;加热管内溶液接近完成液浓度(粘度大、沸点高);加热室不易清洗。

适用于蒸发结垢不严重、有少量结晶析出和腐蚀性较小的溶液。传热面积可高达数百平方米,传热系数为600~3 000W/(m2·℃)。

19.简述升膜式蒸发器的结构、原理和使用特点。

答:升膜蒸发器

加热室由单根或多根垂直管组成,加热管长径比为100~150,管径在25~50mm之间。原料液经预热达到沸点或接近沸点后,由加热室底部引入管内,在高速上升的二次蒸汽带动下,沿壁面边呈膜状流动、边进行蒸发,在加热室顶部可达到所需的浓度,完成液由分离器底部排出。二次蒸汽在加热管内的速度不应小于l0m/s,20 ~50 m/s ,减压下可高达100~160m/s或更高。

适用于处理蒸发量较大的稀溶液以及热敏性或易

生泡的溶液;不适用于处理高粘度、有晶体析出或易结

垢的溶液。

化工原理期末考试试题及答案

1.(20分)有立式列管式换热器,其规格如下:管数30根、管长 3 m、管径由25×2.5 mm,为单管程。今拟采用此换热器冷凝冷却CS2 饱和蒸汽,从饱和温度46℃冷却到10℃,CS2 走管外,其流量为250 kg/h,其冷凝潜热为356 kJ/kg,液体CS2的比热为 1.05 kJ /(kg·℃ );水走管内与CS2成总体逆流流动,冷却水进出口温度分别为5℃和30℃。已知CS2 冷凝和冷却时传热系数(以外表面积为基准)分别为K1= 232.6和K2= l16.8 W/(m2·℃),问此换热器是否适用? 1.解:CS2冷凝的热负荷:Q冷凝=250×356=89000kJ/h=24.72 KW CS2冷却的热负荷:Q 冷凝=250×1.05×(46-10)=9450kJ/h =2.6 KW 总热负荷Q 为:Q=24.7+2.63=27.3 KW 冷却水用量q m2 为:q m2=27.3 =0.261kg/s=940kg/h 4.187×(30-5) 设冷却水进入冷却段的温度为t k,则有:0.261×4.187×(t k- 5)=2.6KW 解之得:t k=7.38℃,则:(5 分) 冷凝段对数平均温差:Δ t m=(46-30)-(46-7.38) =25.67℃ ln46 -30 46-7.38 所需传热面积: A 冷凝=24.7/232.6×10-3×25.67= 4.14m2,(5 分) 冷却段对数平均温差:Δ tm=(46-7.38)-(10-5)= 16.45℃ ln 46-7.38 (5 分)10-5 所需传热面积: A 冷却= 2.6/116.8×10-3×16.45= 1.35m2, 冷凝、冷却共需传热面积:Σ A i=4.14+ 1.35=5.49m2, 换热器实际传热面积为:A0=30×3.14×0.025×3=7.065>ΣA i ,所以适宜使用。(5分) 2.(20 分)某列管换热器由多根Φ 25×2.5mm的钢管组成,将流量为15×103kg/h 由20℃加热到55℃, 苯在管中的流速为0.5m/s ,加热剂为130℃的饱和水蒸汽在管外冷凝,其汽化潜热为2178kJ/kg ,苯的比热容cp为1.76 kJ/kg ·K,密度ρ 为858kg/m3,粘度μ为0.52 ×10-3Pa·s,导热系数λ为0.148 W/m·K,热损失、管壁热阻及污垢热阻均忽略不计,蒸汽冷凝时的对流传热系数α 为10×104 W/m2·K。试求: (1)水蒸汽用量(kg/h );(4分) (2)总传热系数K(以管外表面积为准);(7 分) (3)换热器所需管子根数n及单根管子长度L。(9 分)

(完整版)化工原理复习题及习题答案

化工原理(上)复习题及答案 一、填空题 1.在阻力平方区内,摩擦系数λ与(相对粗糙度)有关。 2.转子流量计的主要特点是(恒流速、恒压差)。 3.正常情况下,离心泵的最大允许安装高度随泵的流量增大而(减少)。 4.气体在等径圆管内作定态流动时,管内各截面上的(质量流速相等)相等。 5.在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是(在同一种水平面上、同一种连续的流 体) 6.离心泵的效率η和流量Q的关系为(Q增大,η先增大后减小) 7.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与(指示液密度、液面高 度)有关。 8.离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生(气缚)现象。 9.离心泵在一定的管路系统工作,如被输送液体的密度发生变化(液体其余性质不变),则 扬程(不变)。 10.已知列管换热器内外侧对流传热系数分别为αi和αo且αi>>αo,则要提高总传热系数, 关键是(增大αo)。 11.现场真空表的读数为8×104 Pa,该处绝对压力为(2×104 Pa )(当时当地大气压为 1×105 Pa)。 12.为防止泵发生汽蚀,则要求装置的汽蚀余量(大于)泵的必需汽蚀余量。(大于、 小于、等于) 13.某流体于内径为50mm的圆形直管中作稳定的层流流动。其管中心处流速为3m/s,则 该流体的流量为(10.60 )m3/h,管壁处的流速为(0 )m/s。 14.在稳态流动系统中,水连续地从粗管流入细管。粗管内径为细管的两倍,则细管内水的 流速是粗管内的(4 )倍。 15.离心泵的工作点是指(泵)特性曲线和(管路)特性曲线的交点。 16.离心泵的泵壳做成蜗壳状,其作用是(汇集液体)和(转换能量)。 17.除阻力平方区外,摩擦系数随流体流速的增加而(减小);阻力损失随流体流速的 增加而(增大)。 18.两流体通过间壁换热,冷流体从20℃被加热到50℃,热流体从100℃被冷却到70℃, 则并流时的Δt m= (43.5 )℃。 19.A、B两种流体在管壳式换热器中进行换热,A为腐蚀性介质,而B无腐蚀性。(A腐 蚀性介质)流体应走管内。

化工原理试题及答案

中南大学考试试卷(A) 2013 ~ 2014 学年2 学期时间110分钟化工原理课程48 学时 3 学分考试形式: 闭卷 专业年级:化工?制药?应化11级总分100分,占总评成绩70 % 一、选择填空(35分) 1?(2分) 某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ,当地大气压为101kPa,则泵入口处的绝对压强为( )? A. 74.3kPa; B. 101kPa; C. 127.6kPa? 2?(2分) 水在圆形直管中作滞流流动,流速不变,若管子直径增大一倍,则阻力损失为原来的( )? A. 1/4; B. 1/2; C. 2倍? 3?(4分) 当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为Pa,真空度为Pa? 4?(2分) 一球形石英颗粒,分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降,若系统温度升高,则其在水中的沉降速度将,在空气中的沉降速度将? 5?(5分) 套管由Φ57×2.5mm和Φ25×2.5mm的钢管组成,则环隙的流通截面积等于,润湿周边等于,当量直径等于? 6?(2分) 板框压滤机中,最终的过滤速率是洗涤速率的( )? A.一倍 B.一半 C.四倍 D.四分之一

7?(4分) 冷热水通过间壁换热器换热,热水进口温度为90o C,出口温度为50o C,冷水进口温度为15o C,出口温度为53o C,冷热水的流量相同,且假定冷热水的物性为相同,则热损失占传热量的( )? A?5%; B?6%; C?7%; D?8%; 8?(2分) 为了减少室外设备的热损失,保温层外所包的一层金属皮应该是( ) A?表面光滑,颜色较浅; B?表面粗糙,颜色较深; C?表面粗糙,颜色较浅; D?表面光滑,颜色较深; 9?(4分) 黑体的表面温度从300℃升至600℃,其辐射能力增大到原来的倍?10?(1分) 采用多效蒸发的目的是为了提高( )? A. 完成液的浓度; B. 加热蒸汽经济程度; C. 生产能力 11、(1分) 多效蒸发中,蒸汽消耗量的减少是通过增加( )而换取的? A. 传热面积; B. 加热蒸汽压力; C. 传热系数 12?(1分) ( )加料的多效蒸发流程的缺点是料液粘度沿流动方向逐效增大,致使后效的传热系数降低? A. 并流; B. 逆流; C. 平流 13?(1分) 离心泵的调节阀( ) , A.只能安在进口管路; B.只能安在出口管路上; C.安装在进口管路和出口管路上均可; D.只能安在旁路上 14?(1分) 泵的工作点( )? A 由泵铭牌上的流量和扬程所决定; B 即泵的最大效率所对应的点; C 由泵的特性曲线所决定; D 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点?15?(3分) 在旋风分离器中,某球形颗粒的旋转半径为0.4 m,切向速度为15 m/s ?当颗粒与流体的相对运动属层流时,其分离因数K c为?

化工原理期末考试真题及答案

填空题 I. (3分)球形粒子在介质中自由沉降时,匀速沉降的条件是 _粒子所受合力的 代数和为零_。滞流沉降时,其阻力系数=_24/ Rep_. 2― 勺、连续的同种流体内,位于同一水平面上各点的压力均相等。 3. 水在内径为? 105mmX25mm 只管内流动,已知水的粘度为1.005mPa*s ,密度 为1000kg*m3,流速为1m/s ,贝U Re=99502流动类型为湍流。 4. 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而流速不变,则阻力损失为原来的1/4倍. 5. 求取对流传热系数常采用 因次分析法,将众多影响因素组合成若干无因次 数群,再通过实验确定各特征数 数之间的关系,即得到各种条件下的 关联 式。 6. 化工生产中加热和冷却的换热方法有_直接换热_,间壁换热和蓄热换热. 7. 在列管式换热器中,用饱和蒸气加热空气,此时传热管的壁温接近饱和蒸汽 侧流体的温度,总传热系数K 接近空气侧流体的对流给热系数。 8. 气液两相平衡关系将取决于以下两种情况: ⑴(2)若p > pe 或Ce > C 则属于吸收过程 9. 计算吸收塔的填料层高度,必须运丽口下三个方面的知识关联计算:_平衡关系 ,物料衡算,传质速率.. 10. 在一定空气状态下干燥某物料能用干燥方法除去的水分为 _自由水分首先除 去的水分为非结合水分不能用干燥方法除的水分为 平衡水分。 II. ,当20E 的水(p =998.2kg/m3,卩=1.005厘泊)在内径为100mm 勺光滑管内流 动时,若流速为1.0m/s 时,其雷诺准数Re 为9.93 x 105;直管摩擦阻力系数入为 0.0178._ 12. 流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有粘性 13. 计算管道流体局部阻力的方法有:当量长度法;阻力系数法;,其相应的阻力计 14. 过滤是一种分离悬浮在 液体或气体中固体微粒 的操作。 15. 进行换热的两流体,若a 1》a 2时,要提高K 值,应设法提高a 2; 当a 1 "a 2时,要提高K 值,应使 a 1a 2同时提高 。 16. 某间壁换热器中,流体被加热时,圆形管内湍流的传热系数表达式为 0.023 Re 0.8 Pr 0.4.当管内水的流速为0.5m/s 时,计算得到管壁对水的传热系 d 数a =2.61(kw/ (nt K ).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速 为1.2m/s 时,此时传热系数a =3.81(kw/ ( nV K ). 17. 强化传热的方法之一是提高 K 值.而要提高K 值则应提高对流传热系数提高 给热系数较小一侧的给热系数. 18. 吸收剂用量增加,操作线斜率增大,吸收推动力增大。 (增大,减小,不变) 19. 双膜理论认为,吸收阻力主要集中在界面两侧的气膜和液膜 之中。 20. 对不饱和湿空气,干球温度大于湿球温度,露点温度小于湿球温度。 算公式为h f 2 l e U d 2g ;,h f 2g

化工原理练习习题及答案

CHAPTER1流体流动 一、概念题 1.某封闭容器内盛有水,水面上方压强为p 0,如图所示器壁上分别装有两个水银压强计和一个水银压差计,其读数分别为R 1、R 2和R 3,试判断: 1)R 1 R 2(>,<,=); 2)R 3 0(>,<,=); 3)若水面压强p 0增大,则R 1 R 2 R 3 有何变化(变大、变小,不变) 答:1)小于,根据静力学方程可知。 2)等于 · 3)变大,变大,不变 2.如图所示,水从内径为d 1的管段流向内径为d 2管段,已知122d d =,d 1管段流体流动的速度头为0.8m ,m h 7.01=,忽略流经AB 段的能量损失,则=2h _____m ,=3h m 。 答案:m h 3.12=,m h 5.13= g u h g u h 222 2 2211+ =+

122d d =, 2)2 1 ()( 12122112u u d d u u === 421 22u u =∴,m g u g u 2.024122122== m h 3.12=∴ 、 m g u h h 5.122 2 23=+= 3.如图所示,管中水的流向为A →B ,流经AB 段的能量损失可忽略,则p 1与p 2的关系为 。 21)p p A > m p p B 5.0)21+> m p p C 5.0)21-> 21)p p D < 答:C 据伯努利方程 2 212 2 2 p u gz p u gz B B A A ++ =++ ρρρρ ) (2 )(2221A B A B u u z z g p p -+ -+=ρ ρ , ) (2 5.02 221A B u u g p p -+ -=ρ ρ ,A B u u <,g p p ρ5.021-<∴ 4.圆形直管内,Vs 一定,设计时若将d 增加一倍,则层流时h f 是原值的 倍,高度湍流时,h f 是原值的 倍(忽略管壁相对粗糙度的影响)。

化工原理试卷及答案

化工原理试卷及答案 1填空题(每空 1 分,共 20 分) 1.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______。 2.在重力沉降操作中,影响沉降速度的因素主要有 、 和 。 3.热量传递的基本方式有 、 和 。 4.吸收因子A 可表示为 ,它是 与 的比值。 5.空气的干球温度为t ,湿球温度为t w ,露点温度为t d ,当空气的相对湿度等于1时,则t 、 t w 和t d 的大小关系为 。 6.吸收操作一般用于分离 混合物,其原理是利用原料中各组分 差异来达到分离的目的;精馏操作则一般用于分离 混合物,其原理是利用原料中各组分的 差异来达到分离的目的。 7.恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括 阶段和 阶段。 8.全回流(R = ∞)时,精馏段操作线的斜率为 ,提馏段操作线的斜率为 ,对相同的x D 和x W ,部分回流比全回流所需的理论板数 。 一、 选择题(每小题 2 分,共 20 分) 1.不可压缩流体在圆管内作稳定流动,流动速度与管径的关系是 ( ) A . 21221()u d u d = B .2112 2 ()u d u d = C . 11 22 u d u d = D . 12 21 u d u d = 2.离心泵的特性曲线是在哪种情况下测定 ( ) A .效率一定 B .功率一定 C .转速一定 D .管路(l +∑l e )一定 3. 对一台正在工作的列管式换热器,已知α1=11600 W?m -2?K -1 ,α2=116 W?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α1 B .设法增大α2 C .同时增大α1和α2 D .不确定 4.在降尘室内,要使微粒从气流中除去的条件是 ( )

化工原理期末复习题答案

化工原理2学习要求 第7章传质与分离过程概论 1、掌握平衡分离与速率分离的概念(基本原理)及各自有哪些主要类型。 平衡分离:借助分离媒介(热能、溶解、吸附剂)使均相混合物变为两相,两相中,各组分达到某种平衡,以各组分在处于平衡的两相中分配关系的差异为依据实现分离。 主要类型:(1)气液传质过程(2)汽液传质过程(3)液液传质过程(4)液固传质过程(5)气固传质过程 速率分离:借助推动力(压力、温度、点位差)的作用,利用各组扩散速度的差异,实现分离。 主要类型:(1)膜分离:超滤、反渗透、渗析、电渗析(2)场分离:电泳、热扩散、高梯度磁场分离 2、掌握质量传递的两者方式(分子扩散和对流扩散)。 分子扩散:由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象——分子传质。 对流扩散:运动流体与固体表面之间,或两个有限互溶的运动流体之间的质量传递过程—对流传质 3、理解双膜理论(双膜模型)的论点(原理)。 (1) 相互接触的两流体间存在着稳定的相界面,界面两侧各存在着一个很薄(等效厚度分别为z G和z L)的流体膜层(气膜和液膜)。溶质以分子扩散方式通过此两膜层。 (2) 溶质在相界面处的浓度处于相平衡状态。无传质阻力。 (3) 在膜层以外的两相主流区由于流体湍动剧烈,传质速率高,传质阻力可以忽略不计,相际的传质阻力集中在两个膜层内。 4、理解对传质设备的性能要求、掌握典型传质设备类型及各自的主要特点。 性能要求: 单位体积中,两相的接触面积应尽可能大 两相分布均匀,避免或抑制沟流、短路及返混等现象发生 流体的通量大,单位设备体积的处理量大 流动阻力小,运转时动力消耗低 操作弹性大,对物料的适应性强 结构简单,造价低廉,操作调节方便,运行安全可靠 第8章吸收 1、掌握吸收的概念、基本原理、推动力,了解吸收的用途。 吸收概念:使混合气体与适当的液体接触,气体中的一个或几个组分便溶解于液体内而形成溶液,于是原混合气体的组分得以分离。这种利用各组组分溶解度不同而分离气体混合物的操作称为吸收。 吸收的基本原理:当气相中溶质的实际分压高于与液相成平衡的溶质分压时,溶质便由气相向液相转移,即吸收。利用混合气体中各组分在液体中溶解度差异,使某些易溶组分进入液相形成溶液,不溶或难溶组分仍留在气相,从而实现混合气体的分离。

化工原理试题及答案

化工原理试题及答案(绝密请勿到处宣扬) 12月25日 一、填空题(共15空,每空2分,共30分) 1. 一容器真空表读数为10 kpa,当地大气压强为100 kpa,则此容器的绝对压强和表压强(以kpa计)分别为:(90kpa)和( -10kpa)。 2. 热传导只发生在固体和(静止)的或(滞)流动的流体中。 3. 物体的吸收率越(大),其辐射能力越(大)。(填大或小) 4. 蒸发中以(二次蒸汽)是否再利用而分为单效或多效蒸发。 5. 蒸发中的温度差损失主要由溶液中的(不挥发溶质)、液柱的(静压头)和管路(阻力)所引起的沸点升高三部分组成。 6. 一容器压力表读数为10 kpa,当地大气压强为100 kpa,则此容器的绝对压强(以kpa计)为:(90kpa)。 7. 对于同种流体,自然对流时的对流传热系数比时的(小)。(填大或小) 8. 物体的吸收率越大,其辐射能力越(大),所以黑体的辐射能力比灰体的(大)。(填大或小) 9. 蒸发操作所用的设备称为(蒸发器)。 10. 按二次蒸汽是否被利用,蒸发分为(单效蒸发)和(多效蒸发)。 二、选择题(共5题,每题2分,共10分) 1. 对吸收操作有利的条件是:(D) A. 操作温度高、压强高; B. 操作温度高、压强低; C. 操作温度低、压强低; D. 操作温度低、压强高 2. 精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板(A ),液相温度较下层塔板() A. 高,低; B. 低,高; C. 高,高; D. 低,低 3. (D )是塔内气液两相总体上呈逆流流动,而在每块塔板上呈均匀的错流流动。 A. 板式塔的传质意图; B. 板式塔的设计过程; C. 板式塔的恒摩尔流要求; D. 板式塔的设计意图 4. 恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的(C)及与物料的接触方式都不变。 A. 温度、焓值、湿度; B. 流速、压强、湿度; C. 流速、温度、湿度; D. 温度、湿度、压强 5. 对于湿物料的湿含量,下面哪种说法是正确的?(B) A. 平衡水一定是自由水; B. 平衡水一定是结合水; C. 自由水一定是结合水; D. 自由水一定是非结合水 6. 当二组分液体混合物的相对挥发度为( C)时,不能用普通精馏方法分离。当相对挥发度为( A )时,可以采用精馏方法

化工原理考试题及答案I

化工原理考试题及答案 姓名____________班级____________学号_____________成绩______________ 一、填空题: 1.(3分)题号1155 第1章知识点400 难度容易 当20℃的甘油(ρ=1261kg.m,μ=1499厘泊),在内径为100mm的管内流动时,若流速为2.0m.s时,雷诺数Re为_______,流体的流动型态为______。 ***答案*** 168.2 层流 2.(2分)题号2038 第2章知识点100 难度容易 往复压缩机的实际工作循环由_____、_______、______和______四个阶段组成。 ***答案*** 膨胀、吸气、压缩、排气 3.(2分)题号4060 第4章知识点200 难度容易 对流传热膜系数α工程制单位为_____________,SI制单位为_________。 ***答案*** kCal.h.K.m; W/(Km) 二、选择题: 1.(2分)题号1202 第1章知识点400 难度容易 园管的摩擦系数λ=64/Re公式的适用范围是()。 A. 滞流 B. 过渡流 C. 湍流 ***答案*** A 2.(2分)题号2121 第2章知识点500 难度容易 通常所说的离心通风机的风压是指() A. 静风压 B. 动风压 C. 全风压 ***答案*** C 3.(2分)题号4147 第4章知识点400 难度中等 为了提高列管换热器管内流体的α值,可在器内设置()。 A. 分程隔板 B. 折流接板 C. 多壳程 ***答案*** A 三、判断题: 1.(2分)题号3058 第3章知识点100 难度容易 要使固体颗粒在沉降器内从流体中分离出来,颗粒沉降所需要的时间必须大于颗粒在器内的停留时间。() ***答案*** × 四、问答题: 1.(8分)题号3079 第3章知识点300 难度容易 试分析提高过滤速率的因素? ***答案*** 过滤速率为dv/Adθ=△P/rμL推动力/阻力提高过滤速率的方法有: (1)提高推动力△P,即增加液柱压力;增大悬浮液上面压力;在过滤介质下面抽真空。

化工原理复习题及答案

1.某精馏塔的设计任务为:原料为F, X f ,要求塔顶为X D,塔底为X w 。 设计时若选定的回流比R不变,加料热状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料,则所需理论板数N T减小,提馏段上升蒸汽量V 增加,提馏段下降液体量L' 增加,精馏段上升蒸汽量V 不变,精馏段下降 液体量L不变。(增加,不变,减少) 2.某二元理想溶液的连续精馏塔,馏出液组成为X A=0.96(摩尔分率).精馏段操 作线方程为y=0.75x+0.24?该物系平均相对挥发度a =2.2,此时从塔顶数起的第二块理论板上升蒸气组成为y 2= ______________ . 3.某精馏塔操作时,F,X f ,q,V保持不变,增加回流比R,贝吐匕时X D增 加_,X w减小,D减小,L/V 增加。(增加,不变,减少) 6.静止、连续、—同种_的流体中,处在—同一水平面_上各点的压力均相等。 7.水在内径为? 105m M 2.5mm的直管内流动,已知水的黏度为1.005mPa?s, 密度为1000kg ? m流速为1m/s,贝U忌= _________________ ,流动类型为_______ 湍流________ 。 8.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_4_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。 9.两个系统的流体力学相似时,雷诺数必相等。所以雷诺数又称作相似准数。 10.求取对流传热系数常常用_____ 量纲_________ 析法,将众多影响因素组合 成若干_____ 无因次数群_____ 数群,再通过实验确定各—无因次数群 ________ 间的关系,即得到各种条件下的 _______ ■关联____ 。 11.化工生产中加热和冷却的换热方法有______ 传导____ 、—对流_________ 和 ____ 辐射—。 12.在列管式换热器中,用饱和蒸气加热空气,此时传热管的壁温接近—饱和蒸 汽一侧_____ 体的温度,总传热系数K接近—空气侧—流体的对流给热系 数.

化工原理期末试题及答案

模拟试题一 1当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg,则真空度为395 mmHg。测得另一容器内的 表压强为1360 mmHg,则其绝对压强为2105mmHg ____ 。 2、流体在管内作湍流流动时,在管壁处速度为0 ,临近管壁处存在层流底层,若Re值越大,则该层厚 度越薄 3、离心泵开始工作之前要先灌满输送液体,目的是为了防止气缚现象发生:而且离心泵的安装高度也不能 够太高,目的是避免汽蚀现象发生。4、离心泵的气蚀余量越小,则其抗气蚀性能越强。 5、在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气,总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数,而壁温接近于 饱和水蒸汽侧流体的温度值。 6、热传导的基本定律是傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻_大(大、小)一侧的:?值。间壁换热器管壁温度t w接近于:?值大(大、小)一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中,所用材料的导热系数愈小,则该壁面的热阻愈大(大、小),其两侧的温差愈大(大、小)。 7、Z=(V/K Y a. Q.(y i —Y2)/ △ Y m,式中:△ Y m称气相传质平均推动力,单位是kmol吸收质/kmol惰气;(Y i—丫2) /△ Y m称气相总传质单元数。 8、吸收总推动力用气相浓度差表示时,应等于气相主体摩尔浓度和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之 差。 9、按照溶液在加热室中运动的情况,可将蒸发器分为循环型和非循环型两大类。 10、______________________________________________________________________________________ 蒸发过程中引起温度差损失的原因有:溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。____________________________ 11、工业上精馏装置,由精馏塔塔、冷凝器、再沸器等构成。 12、分配系数k A是指』A/X A—,其值愈大,萃取效果越好。 13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中溶解度的差异而达到混合液中组分分离的操作。 14、在实际的干燥操作中,常用干湿球温度计来测量空气的湿度。 15、对流干燥操作的必要条件是湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分压;干燥过程是热量传递和质 量传递相结合的过程。 1、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动,则各截面上的( D ) A.速度不等 B.体积流量相等 C.速度逐渐减小 D.质量流速相等 2、装在某设备进口处的真空表读数为-50kPa,出口压力表的读数为100kPa,此设备进出口之间的绝对压强差为 (A A. 50 B. 150 C. 75 D .无法确定 3、离心泵的阀门开大时,则( B )。A ?吸入管路的阻力损失减小 C .泵入口处真空度减小 D .泵工作点的扬程升高 4、下列(A )不能实现对往复泵流量的调节。 A .调节泵出口阀的开度 C .改变活塞冲程D.改变活塞往复频率 5、已知当温度为T时,耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力,则铝的黑度( B .泵出口的压力减小 B ?旁路调节装置 D )耐火砖的黑度。 ,使空气温度由20 C升至80 C,

化工原理期末考试选择题及答案

1、 在完全湍流时(阻力平方区),粗糙管的摩擦系数 数值 ________ 。 A. 与光滑管一样 B. 只取决于Re C.取决于相对粗糙度 D.与粗糙度无关 2、 某离心泵运行一年后发现有气缚现象,应 _____ 。 A. 停泵,向泵内灌液 B. 降低泵的安装高度 C.检查进口管路是否有泄漏现象 D. 检查出口管路阻力是否过大 3、 液体在两截面间的管道内流动时,其流动方向是 ________ 。 A. 从位能大的截面流向位能小的截面; B. 从静压能大的截面流向静压能小的截面; C. 从动能大的截面流向动能小的截面; D. 从总能量大的截面流向总能量小的截面; 相差较大时,提高总传热系数 K 值的措施 B. 提高大的值; D.提高大的值,同时降低小的值。 5、在空气-蒸汽间壁换热过程中可采用 _____ 方法来提高传热速率最合理。 A. 提高蒸汽速度; B.采用过热蒸汽以提高蒸汽温度; C. 提高空气流速; D.将蒸汽流速和空气流速 都提高。 6沉降室的生产能力与—有关。 \ A. 颗粒沉降速度和沉降室高度; B.沉降面 积; C. 沉降面积和颗粒沉降速度; D. 沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度。 7、 离心泵的扬程是指泵给予( )液体的有效能量。 A. 1kg B. 1N C. 1m 8、 雷诺数的物理意义表示 __________ 。 A. 粘滞力与重力之比; B.重力与惯性力之比; C.惯性力与粘滞力之比; D.压力与粘滞力之比。 4、冷热两流体的对流给热系数 是 _____ 。 A.提高小的值; C.两个都同等程度提高;

9、为了减少室外设备的热损失,保温层外的一层隔热材料的表面应该 是_________ 。 A. 表面光滑,色泽较浅 B.表面粗糙,色泽较深

化工原理习题 含答案

·流体 流动部分 1.某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3 的重油(如附图所示),油面最高时离罐底9.5 m ,油面上方与大气相通。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔,其中心距罐底1000 mm ,孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ,问至少需要几个螺钉(大气压力为101.3×103 Pa )? 解:由流体静力学方程,距罐底1000 mm 处的流体压力为 作用在孔盖上的总力为 每个螺钉所受力为 因此 2.如本题附图所示,流化床反应器上装有两个U 管压差计。读数分别为R 1=500 mm ,R 2=80 mm ,指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散,于右 侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水,其高度R 3=100 mm 。试求A 、B 两点的表压力。 习题2附图 习题1附图

解:(1)A点的压力 (2)B点的压力 3、如本题附图所示,水在管道内流动。为测量流体压力,在管道某截面处连接U管压差计,指示液为水银,读数R=100毫米,h=800mm。为防止水银扩散至空气中,在水银液面上方充入少量水,其高度可忽略不计。已知当地大气压为101.3KPa试求管路中心处流体的压力。 解:设管路中心处流体的压力为p P A =P A P + ρ 水gh + ρ 汞 gR = P P=p 0- ρ 水 gh - ρ 汞 gR =(101.3×103-1000×9.8x0.8 - 13600×9.8×0.1) P=80.132kpa 4、如本题附图所示,高位槽内的水位高于地面7 m,水从φ108 mm×4 mm的管道中流出,管路出口高于地面1.5 m。已知水流经系统的能量损失可按∑h f=5.5u2计算,其中u为水在管内的平均流速(m/s)。设流动为稳态,试计算(1)A-A'截面处水的平均流速;(2)水的流量(m3/h)。

化工原理考试题及答案

化工原理 试题与答案 北村(奥力体育)复印店

化工原理考试题及答案 姓名____________班级____________学号_____________成绩______________ 一、填空题: 1.(2分)悬浮液属液态非均相物系,其中分散内相是指_____________;分散外相是指______________________________。 2.(3分)悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下,沿重力方向作自由沿降时,会受到_____________三个力的作用。当此三个力的______________时,微粒即作匀速沉降运动。此时微粒相对于流体的运动速度,称为____________ 。 3.(2分)自由沉降是 ___________________________________ 。 4.(2分)当微粒在介质中作自由沉降时,若粒子沉降的Rep相同时,球形度越大的微粒,介质阻力系数越________ 。球形粒子的球形度为_________ 。 5.(2分)沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒,在 _________力或__________力的作用下,沿受力方向发生运动而___________ ,从而与流体分离的过程。 6.(3分)球形粒子在介质中自由沉降时,匀速沉降的条件是_______________ 。滞流沉降时,其阻力系数=____________. 7.(2分)降尘宝做成多层的目的是____________________________________ 。 8.(3分)气体的净制按操作原理可分为_____________________________________ ___________________.旋风分离器属_________________ 。 9.(2分)过滤是一种分离悬浮在____________________的操作。 10.(2分)过滤速率是指___________________________ 。在恒压过滤时,过滤速率将随操作的进行而逐渐__________ 。 11.(2分)悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是___________________________ ___________________________________________________。 12.(2分)过滤阻力由两方面因素决定:一方面是滤液本身的性质,即其_________;另一方面是滤渣层本身的性质,即_______ 。 13.(2分)板框压滤机每个操作循环由______________________________________五个阶段组成。 14.(4分)板框压滤机主要由____________________________________________,三种板按 ________________的顺序排列组成。 1—2—3—2—1—2—3—2—1 15.(3分)某板框压滤机的框的尺寸为:长×宽×厚=810×810×25 mm,若该机有10块框,其过滤面积约为_________________ m。 16.(4分)板框压滤机采用横穿洗涤滤渣,此时洗穿过____层滤布及____个滤框厚度的滤渣,流经过长度约为过滤终了滤液流动路程的____倍,而供洗液流通的面积又仅为过滤面积的____。

化工原理上考试复习题及答案

化工原理(上)考试复习题及答案 (王学安老师提供) 一、选择题(将正确答案字母填入括号内、四选一) 1.遵循流体动力学规律的单元操作是( A )。 A、沉降 B、蒸发 C、冷冻 D、干燥 2.U型管液柱压力计两管的液柱差稳定时,在管中任意一个截面上左右两端所受压力( A )。 A、相等 B、不相等 C、有变化 D、无法确定 3.以下有关全回流的说法正确的是( A )。 A、精馏段操作线与提馏段操作线对角线重合 B、此时所需理论塔板数量多 C、塔顶产品产出量多 D、此时所用回流比最小4.吸收操作是利用气体混合物中各种组分( B )的不同而进行分离的。 A、相对挥发度 B、溶解度 C、气化速度 D、电离度 5.压力表在刻度盘上有红线是表示( C )。 A、设计压力、 B、公称压力 C、最高工作压力 D、最低工作压力6.某车间测得一精馏塔得真空度为540mmHg,绝对压强为100mm/Hg,则当地大气压为( C )mmHg。 A、440 B、540 C、640 D、760 7. 用水吸收混合气体中的二氧化碳时,( A )下吸收效果最好。A.低温高压 B.高温高压 C.高温低压 D.低温低压

8. 表压值是从压强表上读得的,它表示的是( A )。 A.比大气压强高出的部分 B.设备的真实压力 C.比大气压强低的部分 D.大气压强 9. 离心泵在停泵时,应先关闭出口阀,再停电机,这是为了防止( C )。A.汽蚀现象 B.电流过大 C.高压流体倒流 D.气缚现象 10. 吸收操作的作用是分离( A )。 A.气体混合物 B.液体均相混合物 C.互不溶液体混合物D.气液混合物 11.当液体内部任一点的压强有变化时,将使液体内部其它各点的压强( B )。 A.发生变化 B.发生同样大小的变化 C.不变化 D.发生不同情况的变化 12. 气体压送机械的出口压强与进口压强之比在4以上的是( B )。A.鼓风机 B.压缩机 C.通风机 D.真空泵 13.某气相混合物由甲.乙两组分组成,甲组分占体积70%,乙组分占体积30%,那么( B )。 A.甲组分摩尔分率是0.3 B.乙组分压力分率是0.3 C.乙组分质量分率是0.7 D.甲组分质量分率是0.7 )C(.下列四个定律中哪个是导热的基本定律。14. A.牛顿冷却定律 B.斯蒂芬-波尔茨曼定律 C.傅里叶定律D.克希霍夫定律

化工原理习题及答案

一、名词解释(每题2分) 1. 非均相混合物 物系组成不同,分布不均匀,组分之间有相界面 2. 斯托克斯式 3. 球形度s 非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值 4. 离心分离因数 离心加速度与重力加速度的比值 5?临界直径de 离心分离器分离颗粒最小直径 6. 过滤 利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作 7. 过滤速率 单位时间所产生的滤液量 8. 过滤周期 间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间 9. 过滤机生产能力 过滤机单位时间产生滤液体积 10. 浸没度 转筒过滤机浸没角度与圆周角比值 二、单选择题(每题2分) 1、自由沉降的意思是______ 。 A颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计E颗粒开始的降落速度为零,没有附加一个初始速度C颗粒在降落的方向上只受重力作用,没有离心力等的作用 D颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程D 2、颗粒的沉降速度不是指_______ 。 A等速运动段的颗粒降落的速度 E加速运动段任一时刻颗粒的降落速度 C加速运动段结束时颗粒的降落速度 D净重力(重力减去浮力)与流体阻力平衡时颗粒的降落速度B 3、对于恒压过滤______ 。 A 滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的?2倍 B 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍 C 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍 D 当介质阻力不计时,滤液体积增大一倍,则过滤时间增大至原来的4倍D 4、恒压过滤时,如介质阻力不计,滤饼不可压缩,过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量 __ 。 A增大至原来的2倍E增大至原来的4倍 C增大至原来的2倍D增大至原来的倍

化工原理考试习题含答案

化工原理(上)考试复习题及答案 一、选择题(将正确答案字母填入括号内、四选一) 1.遵循流体动力学规律的单元操作是( A )。 A、沉降 B、蒸发 C、冷冻 D、干燥 2.U型管液柱压力计两管的液柱差稳定时,在管中任意一个截面上左右两端所受压力( A )。 A、相等 B、不相等 C、有变化 D、无法确定 3.以下有关全回流的说法正确的是( A )。 A、精馏段操作线与提馏段操作线对角线重合 B、此时所需理论塔板数量多 C、塔顶产品产出量多 D、此时所用回流比最小 4.吸收操作是利用气体混合物中各种组分( B )的不同而进行分离的。 A、相对挥发度 B、溶解度 C、气化速度 D、电离度 5.压力表在刻度盘上有红线是表示( C )。 A、设计压力、 B、公称压力 C、最高工作压力 D、最低工作压力 6.某车间测得一精馏塔得真空度为540mmHg,绝对压强为100mm/Hg,则当地大气压为( C )mmHg。 A、440 B、540 C、640 D、760 7. 用水吸收混合气体中的二氧化碳时,( A )下吸收效果最好。 A.低温高压B.高温高压 C.高温低压D.低温低压 8. 表压值是从压强表上读得的,它表示的是( A )。 A.比大气压强高出的部分 B.设备的真实压力 C.比大气压强低的部分 D.大气压强 9. 离心泵在停泵时,应先关闭出口阀,再停电机,这是为了防止( C )。 A.汽蚀现象 B.电流过大 C.高压流体倒流 D.气缚现象 10. 吸收操作的作用是分离( A )。 A.气体混合物 B.液体均相混合物 C.互不溶液体混合物 D.气液混合物11.当液体内部任一点的压强有变化时,将使液体内部其它各点的压强( B )。 A.发生变化 B.发生同样大小的变化 C.不变化 D.发生不同情况的变化12. 气体压送机械的出口压强与进口压强之比在4以上的是( B )。 A.鼓风机 B.压缩机 C.通风机 D.真空泵 13.某气相混合物由甲.乙两组分组成,甲组分占体积70%,乙组分占体积30%,那么( B )。 A.甲组分摩尔分率是 B.乙组分压力分率是 C.乙组分质量分率是 D.甲组分质量分率是 14.下列四个定律中哪个是导热的基本定律。(C) A.牛顿冷却定律 B.斯蒂芬-波尔茨曼定律 C.傅里叶定律 D.克希霍夫定律 15.三层不同材料组成的平壁稳定热传导,若各层温度差分布?t 1>?t 2 >?t 3 ,则热阻最大的是 ( A )。 A.第一层 B.第二层 C.第三层 D.无法确定 16.在列管换热器中,用水将80℃某有机溶剂冷却至35℃,冷却水进口温度为30℃,出口温度不低于35℃,两流体应(B)操作。 A.并流B.逆流C.都可以D.无法确定 17.当压力不变时,气体溶解度随着温度升高的情况是( B )。 A、增大 B、减小 C、不变 D、不一定

化工原理干燥练习题答案

一、填空题 1、对流干燥操作的必要条件是(湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水汽分压);干燥过程是(热量传递和质量传递 )相结合的过程。 2、在实际的干燥操作中,常用( 干湿球温度计)来测量空气的温度。 3、恒定得干燥条件是指(温度)、(湿度)、(流速)均不变的干燥过程。 4、在一定得温度和总压强下,以湿空气作干燥介质,当所用湿空气的相对湿度?较大时,则湿物料得平衡水分相应(增大),自由水分相应(减少)。 5、恒速干燥阶段又称(表面汽化)控制阶段,影响该阶段干燥速率的主要因素是(干燥介质的状况、流速及其与物料的接触方式);降速干燥阶段又称(内部迁移)控制阶段,影响该阶段干燥速率的主要因素是(物料结构、尺寸及其与干燥介质的接触方式、物料本身的温度等)。 6、在恒速干燥阶段,湿物料表面的温度近似等于(热空气的湿球温度)。 7、可用来判断湿空气的干燥能力的大小的性质是 相对湿度 。 8、湿空气在预热过程中,湿度 不变 温度 增加 。 9、干燥进行的必要条件是 干燥介质是不饱和的热空气 。 10、干燥过程所消耗的热量用于 加热空气 , 加热湿物料 、 气化水分 、 补偿热损失 。 二、选择题 1、已知湿空气的如下两个参数,便可确定其他参数(C )。 A .p H , B.d t H , C.t H , D.as t I , 2、在恒定条件下将含水量为0.2(干基,下同)的湿物料进行干燥。当干燥至含水量为0.05时干燥速率下降,再继续干燥至恒重,测得此时含水量为0.004,则物料的临界含水量为(A ),平衡水分为(C )。 A.0.05 B.0.20 C.0.004 D.0.196 3、已知物料的临界含水量为0.18(干基,下同),先将该物料从初始含水量0.45干燥降至0.12,则干燥终了时物料表面温度θ为(A )。 A. w t ?θ B. w t =θ C. d t =θ D. t =θ 4、利用空气作干燥介质干燥热敏性物料,且干燥处于降速阶段,欲缩短干燥时间,则可采取的最有效措施是( B )。 A.提高干燥介质的温度 B.增大干燥面积、减薄物料厚度 C.降低干燥介质相对湿度 D.提高空气流速 5、湿空气在预热过程中不变化的参数是(B )。 A .焓 B.湿度 C.湿球温度 D.露点

化工原理期末考试真题及答案

填空题 1.(3分)球形粒子在介质中自由沉降时,匀速沉降的条件是_粒子所受合力的代数和为零_ 。滞流沉降时,其阻力系数=_24/ Rep_. 2.在静止的、连续的同种流体内,位于同一水平面上各点的压力均相等。 3.水在内径为φ105mmX2.5mm的只管内流动,已知水的粘度为1.005mPa*s,密度为1000kg*m3,流速为1m/s,则Re=99502,流动类型为湍流。 4.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而流速不变,则阻力损失为原来的1/4 倍. 5.求取对流传热系数常采用因次分析法,将众多影响因素组合成若干无因次数群,再通过实验确定各特征数数之间的关系,即得到各种条件下的关联式。 6.化工生产中加热和冷却的换热方法有_直接换热_, 间壁换热和蓄热换热. 7.在列管式换热器中,用饱和蒸气加热空气,此时传热管的壁温接近饱和蒸汽侧流体的温度,总传热系数K 接近空气侧流体的对流给热系数。 8.气液两相平衡关系将取决于以下两种情况: (1) 若pe〉p 或C 〉Ce则属于解吸过程 (2) 若p 〉pe 或Ce〉C 则属于吸收过程 9.计算吸收塔的填料层高度,必须运用如下三个方面的知识关联计算:_平衡关系_,_物料衡算,_传质速率._. 10.在一定空气状态下干燥某物料能用干燥方法除去的水分为_自由水分首先除去的水分为_非结合水分不能用干燥方法除的水分为_平衡水分。 11.,当20℃的水(ρ=998.2kg/m3,μ=1.005厘泊)在内径为100mm的光滑管内

22.对于间壁式换热器:m1Cp1 (T1-T2 ) =m2Cp2 (t2-t1)=K.A.△tm 等式成立的条件是_稳定传热、_无热变化、_无相变化。 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 ) 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 2.为使U形压差计的灵敏度较高,选择指示液时,应使指示液和被测流体的密度 差(ρ指-ρ)的值(B )。 A. 偏大 B. 偏小 C. 越大越好 3. 若将20℃硫酸用φ48×3.5mm的无缝钢管输送,则硫酸达到湍流的最低流速 为(D )。已知20℃时,硫酸的密度为1831 kg/m3粘度为25.4cP。 A. 0.135m/s B. 1.5m/s C. 0.15m/s D. 1.35m/s 4. 层流与湍流的本质区别是:( D )。 A. 湍流流速>层流流速; B. 流道截面大的为湍流,截面小的为层流; C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数; D. 层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。 5.离心泵的性能曲线中的H--Q线是在( C )情况下测定的。 A. 效率一定; B. 功率一定; C. 转速一定; D. 管路(l+∑l)一定。

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