化工原理期末考試真題及答案

1、填空題1. （3分）球形粒子在介質(zhì)中自由沉降時(shí)，勻速沉降的條件是_粒子所受合力的代數(shù)和為零_ 。滯流沉降時(shí)，其阻力系數(shù)=_24/ Rep_.2. 在靜止的、連續(xù)的同種流體內(nèi)，位于同一水平面上各點(diǎn)的壓力均相等。3. 水在內(nèi)徑為105mmX2.5mm的只管內(nèi)流動(dòng)，已知水的粘度為1.005mPa*s，密度為1000kg*m3，流速為1m/s，則Re=99502，流動(dòng)類(lèi)型為湍流。4. 流體在圓形管道中作層流流動(dòng),如果只將流速增加一倍,則阻力損失為原來(lái)的 2 倍;如果只將管徑增加一倍而流速不變,則阻力損失為原來(lái)的 1/4 倍.5. 求取對(duì)流傳熱系數(shù)常采用 因次 分析法，將眾多影響因素組合成若干 無(wú)因次數(shù)

2、群， 再通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定各特征數(shù) 數(shù)之間的關(guān)系，即得到各種條件下的 關(guān)聯(lián)式 。6. 化工生產(chǎn)中加熱和冷卻的換熱方法有_直接換熱_, 間壁換熱和蓄熱換熱. 7. 在列管式換熱器中，用飽和蒸氣加熱空氣，此時(shí)傳熱管的壁溫接近飽和蒸汽側(cè)流體的溫度，總 傳熱系數(shù) K 接近空氣側(cè)流體的對(duì)流給熱系數(shù)。8. 氣液兩相平衡關(guān)系將取決于以下兩種情況:(1) 若 pep 或 C Ce則屬于解吸過(guò)程(2) 若 p pe 或 CeC 則屬于吸收過(guò)程9. 計(jì)算吸收塔的填料層高度,必須運(yùn)用如下三個(gè)方面的知識(shí)關(guān)聯(lián)計(jì)算:_平衡關(guān)系_,_物料衡算,_傳質(zhì)速率._.10. 在一定空氣狀態(tài)下干燥某物料能用干燥方法除去的水分為_(kāi)自由水分首

3、先除去的水分為_(kāi)非結(jié)合水分不能用干燥方法除的水分為_(kāi)平衡水分。11. ,當(dāng)20的水(=998.2kg/m3,=1.005厘泊)在內(nèi)徑為100mm的光滑管內(nèi)流動(dòng)時(shí),若流速為1.0m/s時(shí),其雷諾準(zhǔn)數(shù)Re為9.93×105；直管摩擦阻力系數(shù)為0.0178.12. 流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生摩擦阻力的根本原因是流體具有粘性13. 計(jì)算管道流體局部阻力的方法有:當(dāng)量長(zhǎng)度法;阻力系數(shù)法;,其相應(yīng)的阻力計(jì)算公式為,。14. 過(guò)濾是一種分離懸浮在 液體或氣體中固體微粒 的操作。15. 進(jìn)行換熱的兩流體，若12時(shí)，要提高K值，應(yīng)設(shè)法提高2； 當(dāng)12時(shí)，要提高K值，應(yīng)使_1_2_同時(shí)提高_(dá)。16. 某間壁換熱器中

4、,流體被加熱時(shí),圓形管內(nèi)湍流的傳熱系數(shù)表達(dá)式為.當(dāng)管內(nèi)水的流速為0.5m/s時(shí),計(jì)算得到管壁對(duì)水的傳熱系數(shù)=2.61(kw/（m2·K）.若水的其它物性不變,僅改變水在管內(nèi)的流速,當(dāng)流速為1.2m/s時(shí),此時(shí)傳熱系數(shù)=3.81(kw/（m2· K） .17. 強(qiáng)化傳熱的方法之一是提高K值. 而要提高K值則應(yīng)提高對(duì)流傳熱系數(shù)提高給熱系數(shù)較小一側(cè)的給熱系數(shù).18. 吸收劑用量增加，操作線斜率增大，吸收推動(dòng)力增大。（增大，減小，不變）19. 雙膜理論認(rèn)為，吸收阻力主要集中在界面兩側(cè)的氣膜和液膜 之中。20. 對(duì)不飽和濕空氣,干球溫度大于濕球溫度，露點(diǎn)溫度小于濕球溫度。21. 圓筒

5、壁總傳熱系數(shù)K與間壁兩側(cè)對(duì)流傳熱系數(shù)1.2以及間壁導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)系為_(kāi)1/K1=1/a1+d1/2*lnd2/d1+d1/a2d2_.當(dāng)間壁管規(guī)格為108×4mm,導(dǎo)熱系數(shù)為45(w. m-2.K-1)時(shí),管內(nèi)外兩側(cè)給熱系數(shù)分別為8000 (w.m-2.K-1)和1200(w.m-2K-1)時(shí),總傳熱系數(shù)K11=）.22. 對(duì)于間壁式換熱器：m1Cp1 (T1-T2 ) =m2Cp2 (t2-t1)=K.A.tm 等式成立的條件是 _穩(wěn)定傳熱、_無(wú)熱變化、_無(wú)相變化。選擇題1.從流體靜力學(xué)基本方程了解到U型管壓力計(jì)測(cè)量其壓強(qiáng)差是( A ) A. 與指示液密度、液面高度有關(guān)，與U形管粗細(xì)

6、無(wú)關(guān) B. 與指示液密度、液面高度無(wú)關(guān)，與U形管粗細(xì)有關(guān) C. 與指示液密度、液面高度無(wú)關(guān)，與U形管粗細(xì)無(wú)關(guān)2.為使U形壓差計(jì)的靈敏度較高，選擇指示液時(shí)，應(yīng)使指示液和被測(cè)流體的密度差（指-）的值（ B ）。 A. 偏大 B. 偏小 C. 越大越好3. 若將20硫酸用48×3.5mm的無(wú)縫鋼管輸送,則硫酸達(dá)到湍流的最低流速為（ D ）。已知20時(shí)，硫酸的密度為1831 kg/m3粘度為25.4cP。 A. 0.135m/s B. 1.5m/s C. 0.15m/s D. 1.35m/s4. 層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是：( D )。 A. 湍流流速>層流流速； B. 流道截面大的為湍流

7、，截面小的為層流； C. 層流的雷諾數(shù)<湍流的雷諾數(shù)；D. 層流無(wú)徑向脈動(dòng)，而湍流有徑向脈動(dòng)。5.離心泵的性能曲線中的HQ線是在( C )情況下測(cè)定的。 A. 效率一定； B. 功率一定； C. 轉(zhuǎn)速一定； D. 管路（）一定。6.旋風(fēng)分離器的臨界粒徑是指能完全分離出來(lái)的（ A ）粒徑。 A. 最小； B. 最大； C. 平均；7.介質(zhì)阻力系數(shù)=24/Rep的適用范圍是（ BD ）。 A. 圓柱形微粒； B. 球形微粒； C. 方形微粒； D. 層流區(qū)； E. 過(guò)渡區(qū)； F. 湍流區(qū) 8.對(duì)于沸騰傳熱，工業(yè)生產(chǎn)一般應(yīng)設(shè)法控制在（ A ）沸騰下操作。 A. 泡核 B. 穩(wěn)定的膜狀 C. 不

8、穩(wěn)定的膜狀9.對(duì)一臺(tái)正在工作的列管式換熱器，已知116w/（m2·K）11600 w/（m2·K），要提高傳熱系數(shù)（K），最簡(jiǎn)單有效的途徑是（ A ）。 A. 設(shè)法增大; B. 設(shè)法增大; C. 同時(shí)增大和10. 穿過(guò)三層平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱過(guò)程，如圖所示，試比較第一層的熱阻 R與第二、三層熱阻R、R的大小( C )。 A. R>(R+R) B. R<(R+R) C. R=(R+R) D. 無(wú)法比較11.為使脫吸操作易于進(jìn)行，通?？刹捎茫?A ）或（ C ）。 A. 升溫； B. 加壓； C. 減壓； D. 降溫；12.對(duì)處理易溶氣體的吸收，為較顯著地提高吸收速率，應(yīng)

9、增大 （ A ）的流速。 A. 氣相； B. 液相； C. 氣液兩相；13. 根據(jù)雙膜理論，吸收質(zhì)從氣相主體轉(zhuǎn)移到液相主體整個(gè)過(guò)程的阻力可歸結(jié)為（ C ）。 A. 兩相界面存在的阻力； B.氣液兩相主體中的擴(kuò)散的阻力； C. 氣液兩相滯流層中分子擴(kuò)散的阻力；14.將不飽和的空氣在總壓和濕度不變的情況下進(jìn)行冷卻而達(dá)到飽和時(shí)的溫度，稱(chēng)為濕空氣的（ C ）。 A. 濕球溫度； B. 絕熱飽和溫度； C. 露點(diǎn)15.空氣的飽和濕度H是濕空氣的如下參數(shù)的函數(shù)：( A ) 。 A. 總壓及干球溫度； B. 總壓及濕球溫度； C. 總壓及露點(diǎn)； D. 濕球溫度及焓。16. 圓管的摩擦系數(shù)=64Re公式的適用

10、范圍是（B） A.過(guò)渡流 B.層流 C.湍流17. 一般情況下,溫度升高,液體的粘度（B） ;氣體的粘度(A) A.增大 B。減小 C.不變18.當(dāng)固體微粒在大氣中沉降是層流區(qū)域時(shí)，以（C ）的大小對(duì)沉降速度的影響最為顯著。A. 顆粒密度； B. 空氣粘度； C. 顆粒直徑19.湍流體與器壁間的對(duì)流傳熱(即給熱過(guò)程)其熱阻主要存在于( C ).A. 流體內(nèi); B. 器壁內(nèi); C. 湍流體滯流內(nèi)層中;D. 流體湍流區(qū)域內(nèi).20.對(duì)接近常壓的低濃度溶質(zhì)的氣液平衡系統(tǒng)，當(dāng)溫度和壓力不變，而液相總濃度增加時(shí)其溶解度系數(shù)H將（C），亨利系數(shù)將（C）。A,增加 B,減少 C,不變21.通常所討論的吸收操作

11、中,當(dāng)吸收劑用量趨于最小用量時(shí),則下列那種情況正確_D_;A.,回收率趨向最高 B,吸收推動(dòng)力趨向最大C,操作最為經(jīng)濟(jì) D,填料層高度趨向無(wú)窮大22.濕空氣經(jīng)預(yù)熱后,空氣的焓增大,而( B ).A. H,都升高; B. H不變降低; C. H,都降低24.恒速干燥階段,物料的表面溫度等于空氣的( B ).A. 干球溫度; B. 濕球溫度; C. 露點(diǎn)計(jì)算題一、某車(chē)間準(zhǔn)備用一臺(tái)離心泵將儲(chǔ)槽內(nèi)的熱水送到敞口的高位槽內(nèi)，已知管子規(guī)格為60×3.5mm鋼管，管內(nèi)流速為2m/s，吸入管路的能量損失為19.6J/kg壓出管路的壓頭損失為4mH2O (均包括全部的局部阻力損失在內(nèi)），其余參數(shù)見(jiàn)附圖

12、示。試求該泵提供的有效功率。解：設(shè)定儲(chǔ)槽液面為1-1，且為基準(zhǔn)面，高位槽液面為2-2，列柏式： 4分 4分 H=12.612 mH2O 4分 4分三、某廠準(zhǔn)備選用規(guī)格為25×2.5mm，長(zhǎng)3m的管子組成的列管式換熱器來(lái)將25的液體加熱到40。已知液體的流量為36m/h，相對(duì)密度為1.1，平均比熱為2.9kJ/（kg·K）,加熱劑用410K的飽和水蒸汽（走管外）其冷凝潛熱為2155kJ/kg，冷凝水在飽和溫度下排出，此換熱器的散熱損失為21000w，傳熱系數(shù)K=660 w/（m2·K）,試求： （1）加熱劑的消耗量為多少kg/.h？（2）此換熱器應(yīng)用多少條管子組成？

13、解： 2分 Q熱=Q2Q損=478.5+21= 499.5kw 2分 2分 137137 2540t1=137-25=112; t2=137-40=97 t1 /t2 2 tm=(11297)/2=104.5 2分 4分 取30條 四、 接觸法硫酸生產(chǎn)中用氧化后的高溫SO3混合氣預(yù)熱原料氣(SO2及空氣混合物)，已知：列管換熱器的傳熱面積為90m2 ，原料氣入口溫度t1=300，出口溫度 t2=430。SO3混合氣入口溫度T1=560，兩種流體的流量均為10000kg/h，熱損失為原料氣所獲得熱量的6%，設(shè)兩種氣體的比熱均可取為1.05kJ/(kg·K)，且兩流體可近似作為逆流處理，

14、求：(1) SO3混合氣的出口溫度T2；(2) 傳熱系數(shù)KW/( m2·)。1. 10000×1.05×(560-T2)=10000×1.05×(430-300)×1.06 得 T2=422.2-( 5分)2. Q=10000×1.05×(560-422.2) =1.447×106kJ/h-( 5分) tm=(560-430)-(422.2-300)/(Ln(560-430)/(422.2-300) =126-( 5分) Q=KAtm K=1.447×106×1000/(90×

15、;126×3600) =35.4w/(m2·) -( 5分) 五、在常壓逆流操作的填料塔內(nèi)，用純?nèi)軇㏒ 吸收混合氣體中的可溶組分A 。入塔氣體中A 的摩爾分率為0.03，要求吸收率為95%。 已知操作條件下的解吸因數(shù)為0.8 ，物系服從亨利定律，與入塔氣體成平衡的液相濃度為0.03（摩爾分率）。 試計(jì)算： (1)操作液氣比為最小液氣比的倍數(shù)； (2)出塔液體的濃度；(3)完成上述分離任務(wù)所需的氣相總傳質(zhì)單元數(shù)N。解： 據(jù)題意：y1=0.03，x1=0.03 由y=mx 所以m=1 1分 1分 由 1分 1分 由物料衡算 2分 1分 1分 。 4分六、在某一直徑為0.5m的填

16、料塔中，在20、760mmHg下，用清水對(duì)空氣氨混合氣進(jìn)行逆流吸收操作，每小時(shí)向塔送入含NH3 1.5mol%的混合氣480m3(操作態(tài)) ,要求NH3的回收率為95%。已知20的平衡關(guān)系為y=0.75x（x、y均為摩爾分率），出塔溶液中NH3的濃度為平衡濃度的80%。試求： (1)出塔溶液中氨的濃度（用摩爾分率表示）； (2)水用量（kg/h); (3)已知?dú)庀囿w積總傳質(zhì)系數(shù)KYa為0.09kmol/（m3·s），計(jì)算所需填料層高度（m）。1. 3分2. 由物料衡算 2分 kmol/h kmol/h =320 kg/h 2分3. 3分 3分 3分7、 用清水吸收氨空氣混合氣中的氨?；旌蠚膺M(jìn)塔時(shí)氨的濃度y1 0.01（摩爾分率）