化工原理試題庫

化工原理試題庫試題——：填空題（18分）.某設備上，真空度的讀數(shù)為80mmHg,其絕壓=,Pa.該地區(qū)的大氣壓為720mmHg。.常溫下水的密度為1000，粘度為1cp，在的管內以速度流動，其流動類型為。.流體在管內作湍流流動時，從中心到壁可以.氣體的粘度隨溫度的升高而，水的粘度隨溫度的升高。.水在管路中流動時，常用流速范圍為，低壓氣體在管路中流動時，常用流速范圍為.離心泵與往復泵的啟動與調節(jié)的不同之處是：離心泵..往復泵.在非均相物系中，處于狀態(tài)的物質，稱為分散物質，處于狀態(tài)的物質，稱為分散介質。.間竭過濾操作包括第1頁共24頁.傳熱的基本方式為.工業(yè)上的換熱方法有...O.稱為，其物理意義為. ，提高管內值的有效方法.提高管外值的有效方法 O.蒸汽冷凝有二種方式，即和 o其中，由于 ，其傳熱效果好。二：問答題(36分).一定量的流體在圓形直管內作層流流動，若將其管徑增加一倍，問能量損失變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮?何謂氣縛現(xiàn)象？如何防止？.何謂沉降？沉降可分為哪幾類？何謂重力沉降速度？.在列管式換熱器中，用飽和蒸汽加熱空氣，問：(1)傳熱管的壁溫接近于哪一種流體的溫度？(2)傳熱系數(shù)K接近于哪一種流體的對流傳熱膜系數(shù)？(3)那一種流體走管程？那一種流體走管外？為什么？.換熱器的設計中為何常常采用逆流操作？第2頁共24頁.單效減壓蒸發(fā)操作有何優(yōu)點？三：計算題（46分）.如圖所示，水在管內作穩(wěn)定流動，設管路中所有直管管路的阻力系數(shù)為，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)壓力表上的讀數(shù)為，若管徑為100mm，求流體的流量及閥的局部阻力系數(shù)？.在一列管式換熱器中，用冷卻將的熱水冷卻到，熱水流量為，冷卻水在管內流動，溫度從升到。已知傳熱系數(shù)K為，換熱管為的鋼管，長為3m.。求冷卻水量和換熱管數(shù)（逆流）。10m50m25m圖1-1已知：試題一答案：一.填充題1.8.7m,..。湍流。.層流.過渡流和湍流。.增加.降低。.3-.8-15。.啟動前應灌滿液體，關出口閥門.用調節(jié)閥調節(jié)流量；往復泵啟動前不需灌液，開旁路閥.用旁路閥來調節(jié)流量的。.分散.連續(xù)。.過濾.洗滌.卸渣.清洗濾布.重整。.熱傳導.對流傳熱.熱輻射。第3頁共24頁.間壁式.混合式.蓄熱式.熱管。.稱為對流傳熱膜系數(shù)。當流體與壁面溫度差為1K時，通過單位面積單位時間內所傳遞熱量的多少。增加流程.加拆流擋板。.滴狀冷凝和膜狀冷凝。滴狀冷凝成小液滴沿壁面直接落下。二：問答題0，，OO.離心泵只能空轉而不能輸送液體的現(xiàn)象。離心泵啟動前應灌滿液體。.沉降是指依靠外力的作用，利用分散物質與分散介質的密度差異，使之發(fā)生相對運動而分離的過程。沉降可分為重力沉降和離心沉降。顆粒以加速運動的末速度這一不變的速度作勻速沉降運動，這一速度稱為重力沉降速度。.傳熱管的壁溫接近于蒸汽的溫度；傳熱系數(shù)K接近于空氣的對流傳熱膜系數(shù)；空氣走管內，飽和蒸汽走管外。（蒸汽散熱快）。.因為逆流操作：推動力大，所需的傳熱面積?。粶p少載熱體的用量。.可以降低溶液的沸點，可以利用低壓蒸汽或廢氣作為加熱劑，可以濃縮不耐高溫的溶液，可以減少蒸發(fā)器的熱損失。三：計算題第4頁共24頁1.圖示，在1-1,2-2面間列板努利方程=在2-2,3-3面間列板努利方程=,,。即流體的流量為局部阻力系數(shù)為8。（1）. （2）. （3）.，。=，/=。即冷卻水的流量為和管子根數(shù)為167根。試題二填充題（20分）.牛頓粘性定律，粘度在SI制中的單位是.常用測定流量的流.在流動系統(tǒng)中，若截面上流體的流速.壓強.密度等僅隨而變，不隨而變，稱為穩(wěn)定流動。若以上各量既隨而變，又隨而變，稱為不穩(wěn)定流動。.等邊三角形的邊長為a,其當量直徑為.流體在圓形直管內滯流流動時，其速度分布是型曲線，其管中心的最大流速為平均流速的，縻擦系數(shù)與的關系為。第5頁共24頁.泵是指，按其工作原理來分可分為.氣體按壓縮比來分，可分為.降沉室內顆粒得以沉降的條件.過濾操作實際上是濾液通過和的流動過程，過濾速率是指.傳熱一般采用逆流操作，但為.時采用并流操作。.用二種厚度相同的材料保溫時，往往把的材料包在內層，以達到好的保溫效果。.蒸發(fā)是利用溶液中溶質的，用加熱的方法使部分溶劑汽化并除去溶液的濃度或析出溶質。.金屬的導熱系數(shù)大都隨其純度的增加而，隨其溫度的升高。.對流傳熱的熱阻主要集中在,因強化對流傳熱的重要途徑。第6頁共24頁15.工程上流體流經換熱器的壓降通常限定在 Kpa。二：問答題（30分）.流體的流動形態(tài)有哪幾種？如何判斷？.何謂層流內層？其厚度受哪些因素影響？.采用多級壓縮的優(yōu)點有哪些？.列管式換熱器為何要進行熱補償？.單層圓筒壁的內.外半徑分別為和，壁表面溫度分別為和，若〈，試寫出圓筒任意半徑r處的溫度表達式？三：計算題（50分）.流量為5000的水通過一根20Km長的水平管，總壓降為0.5Mpa?，F(xiàn)在中央接一完全相同的平行管到中點。問總流量變?yōu)槎嗌伲浚ㄔO總壓降始終不變，流動始終為高度湍流，局部阻力忽略）。.泵將的水由一貯槽打到另一貯槽，其中吸入管和排出管的管徑為的無縫鋼管。吸入管長為50m，排出管長為160m。且泵到管出口的距離為10m，其中流量為。（已知：，，m,,）.（時水一，）求：忽略動壓頭，求泵的安裝高度？泵的軸功率和效率？.一列式換熱器規(guī)格如下：管長3m,管數(shù)30根，管徑為，管程為1，現(xiàn)擬選用此換熱器冷凝.冷卻飽和蒸汽，使之從飽和溫度第7頁共24頁降至。走管外，其流量為，其冷凝潛熱為，比熱為。水走管內，且與成逆流流動。冷卻水的進出口溫度分別為和。已知冷凝和冷卻段基于外表面的總傳熱系數(shù)分別為和。問此換熱器是否造適用？.用一傳熱面積為的蒸發(fā)器將某溶液由15%濃縮到40%，沸點進料，要求每小時蒸得375Kg濃縮液，已知加熱蒸汽壓強為200Kpa，蒸發(fā)室的操作壓強為20Kpa,此操作條件下的溫度差損失可取，熱損失可忽略不計。試求：（1）開始設入使用時，此蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)為多少？（2）操作一段時間后，因物料在傳熱面上結垢，為完成同樣蒸發(fā)任務，需將加熱蒸汽的壓力提高到350Kpa,問此時蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)為多少？查得20Kpa水蒸汽的飽和溫度為，汽化潛熱為查得200Kpa水蒸汽的飽和溫度為查得350Kpa水蒸汽的飽和溫度為試題二的答案一：填充題1..。.孔板流量計.文丘里流量計.轉子流量計。.位置.時間.時間.位置。.。.拋物線.0.5.。.為液體提供能量的輸送機械，離心式.往復式.旋轉式和流體作用式。第8頁共24頁.通風機.鼓風機.壓縮機。.顆粒的停留時間大于沉降時間。.介質和濾渣層的流動，單位時間內所獲到的濾液量。.控制溫度.降低粘度.減少阻力。.導熱系數(shù)小的。.不揮發(fā)性.提高。.增加.增加。.層流內層.減薄層流內層的厚度。.10.13-101.3.二：問答題.流體的流動形態(tài)有兩種：層流和湍流；用雷諾準數(shù)來判斷，當，為層流，當為湍流。.在湍流主體內靠近管壁處始終存在著一層作層流流動的流體薄層，此薄層稱為層流內層。受管徑.流速.粘度和密度。.避免壓縮后氣體溫度過高，提高氣缸容積系數(shù)，減小功率，使壓縮機結構更為合理。.列管式換熱器中，由于兩流體的溫度不同，使管束和殼體的溫度也不相同，因此它們的熱膨脹程度也有區(qū)別。若兩流體的溫度差較大（以上）時，由于熱應力會引起設備的變形，甚至彎曲和破裂。因此我們要考慮熱補償。.=三：計算題132圖2-1.設接平行管道后，總流量為。二平行管流量為和。第9頁共24頁板努利方程：2210m11圖2-2總壓降相同得：=,,。。.。?？紤]0.5m的安裝安全系數(shù)。則泵的安裝高度為1m .換熱器已有的傳熱面積：。求所需的傳熱面積：冷凝段的熱量：=冷卻段的熱量：。總熱量為：Q=+=27.55Kw冷卻水的用量：冷卻水離開冷卻段的溫度：冷凝段的溫度差：冷卻段的溫度差：冷凝段所需傳熱面積：冷卻段所需傳熱面積：所需的總的傳熱面積：A=6.45..水分蒸發(fā)量：，.F=1000Kg,W=625Kg溶液的沸點為。傳熱系數(shù)K為：改變壓力后的傳熱系數(shù)：?？梢娊Y垢以后的傳熱系數(shù)降低。試題三一：填充題（18分）.空氣在標準狀態(tài)下密度為在0.25Mpa下（絕壓）時的密度為.產生流體阻力的原因有.轉子流量計在安裝時應第10頁共24頁.連續(xù)性方程是指導出來的，它適用流體。.直管阻力的表示式為，管中流出=流入管中=。.離心泵的安裝高度超過允許安裝高度時，離心泵會發(fā)生 現(xiàn)象。.往復式壓縮機的工作循環(huán)為...四個階段。.一熱流體將熱量通過壁面?zhèn)鹘o冷流體的過程是.固定管板式列管式換熱器中，壓力高.腐蝕性以及不清潔的物料應走程。.一根暴露在外的熱管子以.散發(fā)熱量。.式中兩個準數(shù)=，Pr=.若液體被冷去0時n=。.多效蒸發(fā)主要有..三種典型流程。二：判斷題（18分）.在并聯(lián)管路中，它們的阻力相等，同理在串聯(lián)管路中，它們的流速也是相等的。（穩(wěn)定流動）。第11頁共24頁.轉子流量計可以讀出任何流體的流量。.用雷諾準數(shù)來判斷流體的流動形態(tài)時，在SI制中屬層流范圍，在cgs制中屬湍流范圍。.粘度是流體的物理性質之一，則雷諾準數(shù)也是流體的物理性質之一。離心泵銘牌上的性能參數(shù)是指泵揚程最高點下的性能參數(shù)。.往復式壓縮機的工作循環(huán)是由吸氣.排氣.膨脹.壓縮四個階段組成。.沉降器的生產能力與沉降速度及沉降面積有關，與沉降高度無關。.氣相與液相所組成的物系稱為氣相非均相物系。.用板框式過濾機進行恒壓過濾操作，隨著過濾時間的增加，濾液量不斷增加，生產能力也不斷增加。.多層導熱時，其推動力為各層推動力之和，阻力也為各層阻力之和。.流體對流傳熱膜系數(shù)一般來說有相變時的要比無相變時為大。.多層平壁穩(wěn)定導熱時，如果某層壁面導熱系數(shù)小，則該層的導熱熱阻大，推動力小。.若以飽和蒸汽加熱空氣，傳熱的壁面溫度一般取空氣和蒸汽的平均溫度。.所謂黑體就是人們所講的黑顏色的物體。第12頁共24頁.在同一種流體中，不可能同時發(fā)生自然對流和強制對流。.多效蒸發(fā)可以提高蒸汽的利用率，二次蒸汽利用一次稱為單效蒸發(fā)，利用二次稱為雙效蒸發(fā)，依次類推。.對流傳熱系數(shù)是物質的一種物理性質。.黑體.鏡體.和灰體都是理想化的物體，在自然界中并不存在。.總傳熱系數(shù)K可用來表示傳熱過程的強弱，與冷.熱流體的物性無關。三：計算題（64分）.圖示，“U”管壓差計甲的上部管內充滿了水，下部為汞，汞的液面落差為，求？若再接一“U”管壓差計乙，其上部仍為水，下部放置不知名的液體，且測得，求？P1甲乙.一降層室長為5m,寬為3m,高為4m。內部用隔板分成20層，用來回收含塵氣體中的球形固體顆粒，操作條件下含塵氣體的流量為，氣體密度，粘度為。塵粒密度。試求理論上能100%除去的最小顆粒直徑？.外徑為200mm的蒸汽管道，管外壁溫度為。管外包以導熱系數(shù)為圖3-1的保溫材料。要求保溫層外壁面溫度不超過，每米管長的熱損失不超過。問保溫層的厚度應為多少？.欲將濃度為25%,沸點為，流量為的NaOH水溶液經蒸發(fā)濃縮到50%。料液的進口溫度為，加熱蒸汽的壓強為392.4Kpa（絕第13頁共24頁壓），冷凝器的壓強為53.32Kpa.據(jù)經驗蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)可取，溶液的密度為。若忽略蒸發(fā)器的熱損失。求加熱蒸汽的消耗量及蒸發(fā)器所需的傳熱面積？已知：p=53.32Kpa,,p=392.4Kpa,試題三答案一：填充題.。.內縻擦力和流體的流動狀態(tài)。.保持垂直。.質量守恒定律.5..1.0.5..氣蝕現(xiàn)象。.吸氣.壓縮.排氣.膨脹四個階段所組成。.熱流體以對流傳熱的方式將熱量傳給壁面.壁面間的熱傳導.冷流體以對流傳熱的方式獲得熱量.管程。.自然對流.熱輻射。...12.并流.逆流和平流。二：判斷題10.17為對，其余都為錯。三：計算題1.0，。.降沉室的總面積：。沉降速度：。第14頁共24頁設沉降區(qū)為層流，則有：，。驗算：。.保溫材料的導熱系數(shù)：。，。.水分蒸發(fā)量：。加熱蒸汽消耗量：。所需的傳熱面積為：。即所需的加熱蒸汽消耗量為。所需的傳熱面積為試題四一：填充題（20分）.邊界層的形成是流體具有結果。.用阻力系數(shù)法來計算突然擴大和突然縮小的損失時，按管內的流速來計算動能項。.長方形的長為2a,寬為a,其當量直徑為.粘度的物理意義是促使流體產生單位速度梯度的.經內徑為158mm的鋼管輸送運動粘度為的燃料油，若保持油品作層流流動，則最大流速不能超過。.用離心泵在兩個敞開容器間輸液，若維持兩容器的液面高度不變，當關小輸送管道的閥門后，管道的總阻力將.離心泵的工作點是曲線與曲線的交點。第15頁共24頁.往復式壓縮機的余隙系數(shù)=,-,則增大，生產能力。.沉降操作是指在某種中利用分散相和連續(xù)相之間的，使之發(fā)生相對運動而實現(xiàn)分離的操作。沉降過程有和沉降兩種方式。.工業(yè)上常用的過濾介質主要有.在過濾操作中，真正發(fā)揮攔截顆粒作用的主要是而不是。.在平壁穩(wěn)定熱傳導過程中，通過三層厚度相同的材料，三層間的溫度差變化是依次降低，則三層材料的導熱系數(shù)的大小順序。.沸騰傳熱可分為三個區(qū)域，它們是..。應維持在區(qū)內操作。.用飽和蒸汽加熱水，經過一段時間后，發(fā)現(xiàn)傳熱阻力迅速加大，這可能是由于所引起的。.溫度差損失包括.. O二：選擇題第16頁共24頁.層流和湍流的本質區(qū)別是（）A.流速不同；B.流通截面積不同；C.雷諾數(shù)不同；D.層流無徑向流動，湍流有徑向流動；.選擇下述流體在管路中常用的流速（1）.過熱水蒸汽（），（2）.水及一般流體（）；（3）.壓強較高的氣體（），（4）.粘度較大的液體（）；—A.1-3，B.0.5-1,C.15-20,D.30-50.離心泵銘牌上標明的是泵在（）時的主要性能參數(shù)。A.流量最大；B.壓頭最大；。效率最高；D.軸功率最?。?下列結論正確的是（）0A.液體的粘度隨溫度的升高而減?。籅.氣體的粘度隨溫度的升高而增大；C.液體的粘度基本上不隨壓強變化；D.氣體的粘度隨壓強增大而減小。.離心泵吸入管路底閥的作用是（）0A.阻攔液體中的固體顆粒；B.避免出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象；C.維持最低的允許吸上高度；D.防止啟動前充入的液體從泵內漏出；.在一個過濾周期中，為了達到最大生產能力應（）A.過濾時間應大于輔助時間；B.過濾時間應小于輔助時間；C.過濾時間應等于輔助時間；D.過濾加洗滌所需時間等于1/2周期；.下述說法中正確的是（）0A.過濾速率與過濾面積成正比；B.過濾速率與過濾面積的平方成正比；C.過濾速率與濾布阻力成反比；D.過濾速率與操作壓差的平方成正比；第17頁共24頁.在降塵室中，塵粒的沉降速度與下列因素無關的是（）。A.顆粒的幾何尺寸；B.顆粒與流體的密度；C.流體的水平流速；D.顆粒的形狀；.旋液分離器是利用離心力分離（）°A.離心機可分離液液混合物；B.離心機可分離液固混合物；C.離心機可分離氣固混合物；D.離心機所分離的不均勻混合物中至少有一相是液相；10.傳熱過程中當兩側流體的對流傳熱系數(shù)都較大時，影響傳熱過程的將是（）0A.管壁熱阻；B.管內對流傳熱熱阻；C.污垢熱阻；上管外對流傳熱熱阻；11.下述措施中對提高換熱器殼程對流傳熱系數(shù)有效的是（）0A.設置折流擋板；B.增大板間距；C.增加管程數(shù)；D.增加管內流體的流速；12.在確定換熱介質的流程時，通常走管程的有（），走殼程的有（）0A.高壓流體；B.蒸汽；C.易結垢的流體；D.腐蝕性流體；E.粘度大的流體；F.被冷卻的流體；13.采用多管程換熱器，雖然能提高管內流體的流速，增大其對流傳熱系數(shù)，但同時地導致（）。A.管內易結垢；B.殼程流體流速過低；C.平均溫差下降；D.管內流動阻力增大；14.增大換熱器傳熱面積的辦法有（）0A.選用粗管排列；B.選用翅片管；C.增加管程數(shù)；D.增加殼程數(shù)；15.關于傳熱系數(shù)K下述說法中錯誤的是（）0A.傳熱過程中總傳熱系數(shù)K實際上是個平均值；B.總傳熱系數(shù)K隨著所取的傳熱面不同而異；C.總傳熱系數(shù)K可用來表示傳熱過程的第18頁共24頁強弱，與冷熱流體的物性無關；D.要提高K值，應從降低最大熱阻著手；三：計算題.圖示為一輸油管路，未裝流量計，但在A.B分別測得壓強為，，試估算管道中油的流量？已知：管為，A.B間距為10m,其中管道的當量長度為.3m，，。.試證明球形顆粒在重力場中作自由沉降時，層流區(qū)域內的沉降速度公式為：。.用一板框壓濾機在300Kpa壓強差下過濾圖4-2某懸浮液。已知過濾常數(shù)K為，為。要求每一操作周期得濾液，過濾時間為0.5h。設濾餅不可壓縮，且濾餅與濾液體積之比為0.025。試求：過濾時間；若操作壓強差提高至600Kpa，現(xiàn)有一臺板框過濾機，每框的尺寸為，若要求每個過濾周期仍得濾液，則至少需要多少個框能滿足要求？過濾時間又為多少？.一臥式列管換熱器，鋼質換熱管長為3m,直徑為。水以的流速在管內流動，并從被加熱到。流量為.溫度為烴的飽和蒸汽在管外冷凝成同溫度的液體。烴蒸汽的冷凝潛熱為。已測得：蒸汽冷凝傳熱系數(shù)為，管內側熱阻為個側熱阻的40%,污垢熱阻又為管內側熱阻的70%,試核算換熱管的總根數(shù)及換熱器的管程數(shù)。計算時可忽略管壁熱阻及熱損失。試題四答案一：填充題第19頁共24頁.粘性。.細。.。.剪應力。.。.不變。.管路特性曲線.離心泵特性曲線。.大。.力場.密度.重力.離心。.織物介質.粒狀介質.多孔性固體介質。.濾餅層.過濾介質。.依次增加。.自然對流.膜狀對流.核狀對流.核狀對流。.冷凝水未排出.不凝性氣體未排15.溶液沸點升高.靜壓力.流體阻力所引起的溫度差損失。二：判斷題.D..D.A.C。.C。.A.B.C..B。6.D第20頁共24頁7.B.8.C。9.B。10.B.11.A。.A.C.D；B.E.Fo.C.D.14.B。.Co三：計算題.在A-B兩點間列板努利方程：。..設流體在管路中作層流流動，則：,ooo核算雷諾準數(shù)：。則：油品的流量為。.顆粒作自由沉降，受力：，，。,層流：，。.過濾面積：，，。濾餅體積：，框數(shù)。過濾總面積：。，，。.傳熱量為：。所需水量：。。單管水量：，每程所需管子數(shù)為：。每程傳熱面積：，傳熱系數(shù)：所需傳熱面積：管程數(shù)為：n=.總管數(shù)為80根。