化工原理簡答題.doc

化工原理簡答題1.為什么一般情況下，逆流總是優(yōu)于并流？并流適用于哪些情況？逆流推動力tmD大，載熱體用量少；熱敏物料加熱，控制壁溫以免過高。2.間壁式傳熱過程的三個步驟熱流體給熱于管壁內(nèi)側(cè)，熱量自管壁內(nèi)側(cè)傳導至管壁外側(cè)，管壁外側(cè)給熱于冷流體。3.強制對流和自然對流有何不同？流體在外力（泵，風機或其他勢能差）作用下產(chǎn)生的宏觀流動；在傳熱過程中因流體冷熱部分密度不同而引起的流動。4.冷、熱流體在列管換熱器中流動通道的選擇原則是什么？（1）不潔凈和易結(jié)垢的液體宜在管程（2）腐蝕性流體宜在管程（3）壓強高的流體宜在管內(nèi)（4）飽和蒸汽宜走殼程（5）被冷卻的流體宜走殼程（6）若兩流體溫差較大，對于剛性結(jié)構(gòu)的換熱器，宜將給熱系數(shù)大的流體通入殼程（7）流量小而粘度大的流體一般以殼程為宜5.離心泵的揚程和升揚高度有何不同？離心泵的揚程是指泵給以單位重量液體的有效能量、 液體獲得能量后，可將液體升揚到一定高度Z，而且還要用于靜壓頭的增量P/g和動壓頭的增量u2/2g及克服輸送管路的損失壓頭，而升揚高度是指將液體從低處送到高處的垂直距離，可見，升揚高度僅為揚程的一部分，泵工作時，其揚程大于升揚高度。6.離心泵的壓頭受哪些因素影響？與流量，轉(zhuǎn)速，葉片形狀及直徑大小有關.7.后彎葉片有什么優(yōu)點？有什么缺點？優(yōu)點：后彎葉片的葉輪使流體勢能提高大于動能提高，動能在蝸殼中轉(zhuǎn)換成勢能時損失小，泵的效率高。缺點：產(chǎn)生同樣理論壓頭所需泵體體積比前彎葉片的大。8.何謂“氣縛”現(xiàn)象？產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是什么？如何防止氣縛？因泵內(nèi)流體密度小而產(chǎn)生的壓差小，無法吸上液體的現(xiàn)象;原因是離心泵產(chǎn)生的壓差與密度成正比，密度小，壓差小，吸不上液體;灌泵，排氣，防止吸入管路和軸封漏氣。9.影響離心泵特性曲線的主要因素有哪些？離心泵的特性曲線指Heqv，qv，Paqv。影響這些曲線的主要因素有液體密度，粘度，轉(zhuǎn)速，葉輪形狀及直徑大小。10離心泵的工作點是如何確定的？有哪些調(diào)節(jié)流量的方法？離心泵的工作點是由管路特性方程和泵的特性方程共同決定的。調(diào)節(jié)出口閥，改變泵的轉(zhuǎn)速、改變?nèi)~輪直徑。11.何謂泵的汽蝕？如何避免汽蝕？泵的氣蝕是指液體在泵的最低壓強處（葉輪入口）氣化形成氣泡，又在葉輪中因壓強升高而潰滅，造成液體對泵設備的沖擊，引起振動和腐蝕的現(xiàn)象。確定泵的實際安裝高度低于允許安裝高度，降低輸送流體溫度，減小吸入管路阻力。12.為什么離心泵啟動前應關閉出口閥，而漩渦泵啟動前應打開出口閥？這與功率曲線的走向有關，離心泵在零流量時功率符合最小，所以在啟動時關閉出口閥，使電機負荷最??；而漩渦泵在大流量時功率負荷最小，所以啟動時要開啟出口閥，使電機負荷最小。13.粘性的物理本質(zhì)是什么？為什么溫度上升，氣體粘度上升，而液體粘度下降？分子間的引力和分子的熱運動;氣體分子間距較大，以分子的熱運動為主，溫度上升，熱運動加劇，粘度上升。液體分子間距較小，一分子間的引力為主，溫度上升，分子間的引力下降，粘度下降。14.為什么高煙囪比低煙囪拔煙效果好？由靜力學方程可以導出P=H（冷-熱）g，所以H增加，壓強增加，拔風量大。15.非圓形管的水力當量直徑是如何定義的？能否按ude2-/4計算流量？定義為4流通截面積/潤濕周邊長度。不能按該式計算流量（見“套管環(huán)隙”）16.理想流體與非理想流體的本質(zhì)區(qū)別前者粘度為零，后者為粘性流體.17.局部阻力當量長度近似地認為局部阻力損失可以相當于某個長度的直管。18.可壓縮流體和不可壓縮流體有較大的壓縮性，密度隨壓強變化；具有較小的壓縮性，密度隨壓強變化不大。19.強化傳熱的途徑有哪些？增大傳熱面積；增大總傳熱系數(shù)；增大平均溫差20.離心泵流量調(diào)節(jié)方法有哪些？改變管路特性。優(yōu)點：用調(diào)節(jié)出口閥門的開度改變管路的特性來調(diào)節(jié)流量是十分簡便靈活的方法，在生產(chǎn)中廣為應用。對于流量調(diào)節(jié)幅度不大且需要經(jīng)常調(diào)節(jié)的系統(tǒng)較適宜。缺點：用關小閥門開度來減小流量時，增加了管路中機械能損失，并有可能使工作點移至低效率區(qū)，也會使電機的效率降低。改變泵的特性，包括改變泵的轉(zhuǎn)速和改變?nèi)~輪直徑。優(yōu)點：不會額外增加管路阻力，并在一定范圍內(nèi)仍可使泵處在高效率區(qū)工作。改變轉(zhuǎn)速調(diào)速平穩(wěn)，保證了較高的效率，是一種節(jié)能的手段。缺點：改變?nèi)~輪直徑不如改變轉(zhuǎn)速簡單且當葉輪直徑變小時，泵和電機的效率也會降低?？烧{(diào)節(jié)幅度有限。改變轉(zhuǎn)速價格較貴。21.影響對流傳熱系數(shù)的因素有哪些？ （見教材“P123”）22.離心泵的主要性能參數(shù)有哪些？其含義分別是什么？ 流量、揚程、軸功率、有效功率、效率等。流量V液體在泵出口截面的流量，m3/s。揚程He每牛頓重量液體在泵出口截面具有的總機械能與在泵進口截面具有的總機械能的差值，m(即J/N)。有效功率Ne由流量及揚程算得的液體流過泵體所得的功率，W。軸功率N外界輸入泵的功率(指靠近泵體的軸的功率)，W。泵的效率h有效功率與軸功率之比。23.管路局部阻力的計算方法有哪些？阻力系數(shù)法和當量長度法。阻力系數(shù)法是將各種局部阻力所引起的能量損失表示為動能u2/2的倍數(shù)。計算公式為：hf=(u2/2)當量長度法是將流體流經(jīng)系統(tǒng)所產(chǎn)生的全部局部阻力，折合成流體流經(jīng)長度為le的同一直徑的直管路所產(chǎn)生的阻力。24.離心泵的選型原則是什么？根據(jù)液體的性質(zhì)選擇泵的類型。以要求的流量、揚程同泵樣本中各型號的泵在其最高效率點的流量、揚程對比，凡是在滿足流量要求基礎上揚程比實際需要稍大的泵都可選用；可用閥門調(diào)節(jié)流量。若有數(shù)臺可滿足工藝要求的泵供挑選，應把軸功率最低的作為首選。25.流體在管路中流動時，有幾種流動形態(tài)？寫出判斷流型的具體依據(jù)。兩種流型：層流、湍流判斷依據(jù)：Re=dup/u,Re4000湍流；2000Re4000過渡流26.什么是流體連續(xù)穩(wěn)定流動？流體流動的連續(xù)性方程的意義如何？流體連續(xù)穩(wěn)定流動是指流體在流動時，流體質(zhì)點連續(xù)的充滿其所在空間，流體在任意截面上的流動的流速、壓強和密度等物理量不隨時間而變化。流體流動的連續(xù)性方程是流體流動過程的基本規(guī)律，它是根據(jù)質(zhì)量守恒定律建立起的，連續(xù)性方程可以解決流體的流速、管徑的計算選擇，及其控制。27.流體粘度的意義是什么？流體粘度對流體流動有什么影響？流體粘度是衡量流體粘性大小的物理量。它的意義是相鄰流體層在單位接觸面積上，速度梯度為1時，內(nèi)摩擦力大小。流體粘度在相同條件下，流體的粘度越大，所產(chǎn)生的粘性也越大，液體阻力也越大。28.離心泵起動時，為什么要把出口閥關閉？離心泵工作時，其軸功率Ne隨著流量增大而增大，所以泵起動時，應把出口閥關閉，以降低起動功率，保護電機，不至于超負荷而受到損失，同時也避免出口管線的水力沖擊。29.何謂離心泵的氣縛和氣蝕現(xiàn)象，它們對離心泵的操作有何危害，應如何防止？氣縛由于泵內(nèi)存有氣體，啟動泵后出現(xiàn)吸不上液體的現(xiàn)象，稱氣縛現(xiàn)象。氣縛現(xiàn)象發(fā)生后，泵無液體排出，無噪音，振動。氣縛解決辦法：離心泵在啟動前使泵體內(nèi)灌滿液體或者在進口增加一緩沖罐就可以解決。氣蝕由于泵的吸上高度過高，使泵內(nèi)壓力等于或者低于輸送液體溫度下的飽和蒸汽壓時，液體氣化，氣泡形成，破裂等過程中引起的剝蝕現(xiàn)象，稱氣蝕現(xiàn)象。氣蝕發(fā)生時液體因沖擊而產(chǎn)生噪音，振動、使流量減少，甚至無液體排出。氣蝕解決辦法：A清理進口管路的異物使進口暢通，或者增加管徑的大?。籅降低輸送介質(zhì)的溫度；C減小流量；D降低安裝高度；30.試比較離心泵和往復泵的工作原理，適用范圍和操作上有何異同？工作原理：離心泵依靠旋轉(zhuǎn)葉輪產(chǎn)生離心力，使其葉輪間形成負壓，在大氣壓或吸入槽面壓力作用下吸入液體，與此同時，被葉輪甩出的液體獲得了較高的靜壓能及動能，再經(jīng)逐漸擴大流道使部分動能轉(zhuǎn)化為靜壓能，在出口處靜壓能達最大而將液體排出泵外。往復泵是依靠缸內(nèi)作往復運動的活塞，靠容積改變而吸液和排液。其吸液過程都是靠壓差，而排液過程往復泵是通過活塞將機械能以辟壓能的形式直接給予液體，使液體靜壓能提高而排液。適用范圍：離心泵適用于輸送粘度不大的液體或懸浮液，流量大而揚程不太高的場合；往復泵適用輸送高揚程而流量不大的清潔液體。操作：離心泵會發(fā)生氣縛現(xiàn)象，故開泵前一定要灌液排氣，而往復泵無氣縛現(xiàn)象，又自吸能力；離心泵開泵前應將出口閥關閉，以減少啟動功率，而往復泵則需打開出口閥，否則會因排不出液體使壓力急劇增大而損壞泵；離心泵流量調(diào)節(jié)常用出口閥，往復泵流量調(diào)節(jié)則應用旁路閥等。31.為什么離心泵可用出口閥來調(diào)節(jié)流量？往復泵可否采用同樣的方法調(diào)節(jié)流量？為什么？答：由離心泵的工作點知，改變泵出口閥的開度，使局部阻力改變，而管路特性曲線改變，流量隨之改變，此法雖不經(jīng)濟，但對泵轉(zhuǎn)運無其他影響；而往復泵屬容積式泵，壓頭與流量基本無關，若關閉出口閥則因泵內(nèi)壓力急劇升高，造成泵體。管路和電機的損壞，故不宜用出口閥來調(diào)節(jié)流量。32.離心泵的主要部件有哪些？各有什么作用？離心泵的主要部件有：葉輪，泵殼，軸封裝置。葉輪的作用是將原動機的機械能傳給液體，使液體的動能和靜壓能均得到提高。泵殼有匯聚液體和將部分動能轉(zhuǎn)為靜壓能的作用，軸封裝置的作用是防止高壓液體外漏及外界大氣漏入泵內(nèi)。33.強化傳熱過程應采取哪些途徑？強化傳熱的基本途徑有三個方面：（1）、提高傳熱系數(shù)：應采取有效的提高傳熱系數(shù)的措施，如必須提高兩側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)中較小的項。另外應注意：在采取增強傳熱措施的同時，必須注意清除換熱設備運行中產(chǎn)生的污垢熱阻，以免抵消強化傳熱帶來的效果。（2）、提高換熱面積：采用擴展表面，即使換熱設備傳熱系數(shù)及單位體積的傳熱面積增加，如肋壁、肋片管、波紋管、板翅式換熱面等；當然必須擴展傳熱系數(shù)小的一側(cè)的面積，才是使用最廣泛的一種增強傳熱的方法。（3）、提高傳熱溫差：在冷、