化工原理復(fù)習(xí)題

1、化工原理,1、真空度=大氣壓-絕對壓強(qiáng)（PPa） 2、流量：體積流量 質(zhì)量流量 qm=qv 流速：平均流速 質(zhì)量流速 u=qv/A w=u 3、估算直徑： qv=0.785d2u d= (qv/0.785u)1/2,化工原理,4、穩(wěn)定流動與非穩(wěn)定流動 5、連續(xù)性方程式u2/u1=（d1/d2）2 6、柏努力方程 gz1+u12/2+P1/+w= gz2+u22/2+P2/+hf u=qv/0.785d2 Re= du/ hf= l/du2/2(湍流) hf=32 lu/ d2(層流),化工原理,7、牛頓粘性定律 8、Re2000（層流） Re4000 （湍流） 9、當(dāng)量直徑de=4流通截面積/

2、潤濕周邊 10、如何確定最適宜管徑。 12、并聯(lián)管路 13、皮托管 測量流體的點(diǎn)速度 孔板流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì) 測量流體的平均速度,化工原理,前者恒截面，變壓差。后者變截面，恒壓差。 qv=aA02gR（ i- ）/ 1/2 一、填空 1、實(shí)際流體在管道內(nèi)流動時(shí)產(chǎn)生阻力的主要原因是（ ）。 2、某流體在直管中作層流流動，在流速不變的情況下，管長、管徑同時(shí)增加一倍，其阻力損失為原來的（ ）倍。,化工原理,3、流體在阻力平方區(qū)流動，若其它條件不變，其壓降隨著管道 相對粗糙度增加而（ ），隨著流體密度的增加而（ ）。 4、（ ）是判別流型的依據(jù)，當(dāng)流體在圓形直管內(nèi)流動時(shí)，（ ）時(shí)為層流，此時(shí)（ ），當(dāng)

3、（ ）為湍流。 5、用計(jì)算突然擴(kuò)大和縮小的局部阻力損失時(shí)，通常按（ ）管內(nèi)的流速計(jì)算動能項(xiàng)。,化工原理,二、選擇 1、有一并聯(lián)管路，兩段管路的流量、流速、管徑、管長及流動阻力分別為v、u、d、l、hf及v、u、d、l、hf，若d=2d，l=2l，則： 1） hf / hf=( ); 2）兩段管路中流體均作層流流動時(shí)，v/v=( )，u/u=（ ）。 3）兩段管路中流體均作湍流流動時(shí)，并取 ，v/v=( )，u/u=（ ）。 A）2 B）4 C）8 D）1/2 E）1/4 F）1,化工原理,2、在完全湍流（阻力平方區(qū)）時(shí)，粗糙管的摩擦系數(shù)數(shù)值（ ）。 A）與光滑管一樣 B）只取決于Re C）只取

4、決于相對粗糙度 D）與粗糙度無關(guān) 3、某液體在內(nèi)徑d1的管路中穩(wěn)定流動，其平均流速為u1，當(dāng)它以相同的體積流量通過某內(nèi)徑為d2（d2=d1/2）的管子時(shí)流速將變?yōu)樵瓉淼模?）倍;湍流時(shí)（完全湍流區(qū)）Pf為原來的（ ）倍，層流時(shí)Pf為原來的（ ）倍。（管長不變） A）4 B）16 C）32 D）8,化工原理,用一離心泵將敞口貯槽中20 的水送往一個(gè)密閉容器中，容器內(nèi)保持10kPa（表壓）壓強(qiáng)，貯槽液面與容器入口之間的垂直距離40m，管路為834 mm鋼管，總長45m（包括所有局部阻力的當(dāng)量長度），摩擦系數(shù)0.028。管路上裝有孔徑d0=30mm孔板流量計(jì)，測得連接孔板的指示液為汞的U形壓力計(jì)讀數(shù)

5、R0.32m、孔流系數(shù)C00.61。求： 1）此管路中水的流速，流量;2）泵的壓頭; 3）有效功率;4）若泵效率為65，求泵的軸功率。,化工原理,解：1）qv=A02gR（i-）/1/2=0.610.7850.03229.810.32（136001000）/1000 =3.83103m3/s u=qv/（0.785d2） 3.83103/（0.7850.0752）=0.86m/s 2）在貯槽液面與容器入口兩截面間列柏努利方程 He(z2-z1)+(P2-P1)/ g+(u22-u12)/2g+Hf 式中P1=0（表壓），P2=10kPa，Z2Z140m，u1=u2=0,化工原理,Hf=（lle

6、）/du2/2g =0.02845/0.0750. 862/（29.81）0.63m He10103/（1039.81）+40+0.63=41.65m 3）Pe=qvHeg= 3.8310-341.651039.81=1565w 4）Pa=Pe/=1565/65%=2408w,化工原理,已知管內(nèi)徑為d=50mm，在閥門全開時(shí)輸送系統(tǒng)的（ l+le ）=60m，摩擦系數(shù)0.03，泵的性能曲線在流量為6m3/h至15m3/h范圍內(nèi)可用下式描述：H18.920.82qv0.8，此處H為泵的揚(yáng)程m，qv為泵的流量，問：如要求流量為10m3/h，單位質(zhì)量的水所需外加功為多少？單位重量的水所需外加功為多少

7、？此泵能否完成任務(wù)？如要求輸送量減至8m3/h（通過關(guān)小閥門達(dá)到），泵的軸功率減少百分之多少？（設(shè)泵的效率不變）。,化工原理,解：1）在1-2截面間列柏努利方程，以1為基準(zhǔn) He(z2-z1)+(P2-P1)/ g+(u22-u12)/2g+Hf 式中P1=P2=0（表壓），z1=0，z2=10m， u1=u2=0 Hf=（lle）/du2/2g0.0350/0.0510/（36000.7850.052）2/（29.81）=3.06m He=10+3.06=13.06m WgHe=9. 8113.06=128.1J/kg,化工原理,H=18.92-0.82qv0.8=18.92-0.82100

8、.8=13.75mHe 2）（Pa-Pa）/Pa（qvHg/- qvHg/）/ qvHg/=（qvH-qvH）/qvH1013.75-8（18.920.8280.8）/（1013.75）15.1,化工原理,一、填空 1、離心泵為了避免（ ）現(xiàn)象，啟動前需（ ）被輸送的液體，因而離心泵不具有（ ）能力。為了避免發(fā)生（ ）現(xiàn)象，需限制（ ）高度。 2、離心泵的主要構(gòu)件（ ）、（ ）。葉輪的形式有（ ）、（ ）、（ ）三種。 3、離心泵的比例定律（ ）、（ ）、（ ）。 4、離心泵的設(shè)計(jì)點(diǎn)是指（ ）。而離心泵的工作點(diǎn)則是指（ ）。 5、往復(fù)泵的正位移特性是指（ ）。,化工原理,6、離心泵的主要性能參

9、數(shù)指（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。 7、離心泵的特性曲線指（ ）、（ ）、（ ），它是在恒定轉(zhuǎn)速下測定的。啟動離心泵時(shí)必須關(guān)閉（ ），目的是使離心泵的（ ）最小，以免燒壞電機(jī)。 8、離心泵的揚(yáng)程與密度無關(guān)，而軸功率與密度成正比。密度增大，流量、揚(yáng)程、效率不變，軸功率增大。黏度增大，流量、揚(yáng)程、效率下降，軸功率增大。,化工原理,9、往復(fù)泵具有自吸能力，往復(fù)泵為正位移泵。 10、安裝高度 Hg允許=（P0-PV）/ g-h-Hf,化工原理,二、選擇 1、某同學(xué)進(jìn)行離心泵特性曲線測定實(shí)驗(yàn)，啟動泵后，出水管不出水，泵進(jìn)口處 真空計(jì)指示真空度很高，他對故障原因作出了正確判斷，排除了故障，你認(rèn)為以下可能

10、的原因中，哪一個(gè)是真正的原因（ ）。,化工原理,A）水溫太高 B）真空計(jì)壞了 C）吸入管路堵塞 D）排出管路堵塞 2、離心泵漏入大量空氣后將發(fā)生（ ）。 A）汽化現(xiàn)象 B）氣縛現(xiàn)象 C）汽蝕現(xiàn)象 D）氣浮現(xiàn)象 3、以下物理量不屬于離心泵的性能參數(shù)（ ）。 A）揚(yáng)程 B）效率 C）軸功率 D）有效功率 4、離心泵的調(diào)節(jié)閥開大時(shí)，則（ ） A）吸入管路的阻力損失不變 B）泵出口的壓力減小 C）泵入口處真空度減小 D）泵工作點(diǎn)的揚(yáng)程升高,化工原理,5、離心泵銘牌上標(biāo)明的是泵在（ ）時(shí)的主要性能參數(shù)。 A）流量最大 B）壓頭最大 C）效率最高 D）軸功率最小 6、離心泵產(chǎn)生汽蝕的原因可能是（ ）。 A

11、）啟動前沒有充液 B）安裝高度過高 C）底閥堵塞 D）葉輪直徑太小 7、由閥門全開的條件算出在要求流量為Q時(shí)所需揚(yáng)程為He，在離心泵的性能曲線上查得與Q對應(yīng)的揚(yáng)程為H，HHe，在流量為Q時(shí)泵的效率為，則泵的軸功率為（ ）。,化工原理,A）QHeg/1000kw B） QHg/1000kw C） QHe/102kw D） QHg/102 kw 三、簡述 簡述離心泵的氣縛和汽蝕現(xiàn)象，往復(fù)泵有無氣縛和汽蝕現(xiàn)象，為什么？,化工原理,四、計(jì)算題 用泵將貯槽中密度為1200kg/m3的溶液送到蒸發(fā)器內(nèi)，貯槽內(nèi)液面維持恒定，其上方壓強(qiáng)101.33103Pa。蒸發(fā)器上部的蒸發(fā)室內(nèi)操作壓強(qiáng)為200mmHg（真空

12、度）。蒸發(fā)器進(jìn)料口高于貯槽內(nèi)的液面15m，輸送管道的直徑為684mm，送料量為20m3/h，溶液流經(jīng)全部管道的能量損失為120J/kg，求泵的有效功率。若效率為65%，則軸功率為多少？,化工原理,解：在貯槽液面1-1與管路出口內(nèi)側(cè)2-2兩截面間列柏努力方程 gz1+u12/2+P1/W= gz2+u22/2+P2/+hf 式中Z1=0,Z2=15m,P1=0(表壓),P2=-(200/760)101.33103=-26670Pa(表壓)，u1=0, u2=20/(36000.7850.062)=1.97m/s hf=120J/kg,化工原理,W=gz+u22/2+(P2-P1)/+hf =9.

13、8115+1.972/2-26670/1200+120=246.9J/kg Pe=qvHeg=qvW=(20/3600)1200246.9=1647w,化工原理,1、當(dāng)顆粒與流體作相對運(yùn)動時(shí)，層流的范圍是（ ），此時(shí)的沉降速度ut=（ ）。 2、若降塵室的高度增加，則沉降時(shí)間（ ），氣流速度（ ），生產(chǎn)能力（ ）。 3、離心沉降時(shí)，旋轉(zhuǎn)半徑R0.4m，切向速度ui=20m/s，則離心分離因數(shù)Kc=（ ）。 4、降塵室的生產(chǎn)能力只與降塵室的（ ）有關(guān)，而與（ ）無關(guān)。 5、顆粒的球形度（ ），比表面積a（ ）。,化工原理,6、除去液體中混雜的固體顆粒，在化工生產(chǎn)中可以采用（ ）、（ ）、（ ）。

14、 7、旋風(fēng)分離器性能的好壞，主要以（ ）來衡量。（ ）愈小，說明其分離性能愈好。 二、選擇題 1、沉降室的生產(chǎn)能力取決于（ ）。 A、沉降室的高度 B、沉降室的底面積 C、含塵氣體速度 D、能100除去的最小顆粒的沉降速度,化工原理,2、在長為Lm，高為Hm的降塵室中，顆粒的沉降速度為utm/s，氣體通過降塵室的水平流速為um/s，則顆粒能在降塵室內(nèi)分離的條件是：（ ） A、L/uH/ut B、L/ut H/u C、 L/ut H/u D、L/uH/ut 3、設(shè)降塵室的長、寬、高分別為L、b、H（單位均為m），顆粒的沉降速度為utm/s，氣體的體積流量為qv，則顆粒能在降塵室分離的條件是： A

15、、H/ut LbH/qv B、H/utLbH/qv C、 L/ut H bH/qv D、L/ut H bH/qv,化工原理,一、填空 1、過濾的兩種方式是：（ ）和（ ），自來水處理采用的是： （ ）。 2、實(shí)現(xiàn)過濾操作的推動力可以是（ ）、 （ ） 或（ ）。 二、選擇題 1、過濾推動力一般是指（ ）。 A、過濾介質(zhì)兩邊的壓差 B、過濾介質(zhì)與濾餅構(gòu)成的過濾層兩邊的壓差 C、濾餅兩邊的壓差 D、液體進(jìn)出過濾機(jī)的壓差,化工原理,2、推導(dǎo)過濾基本方程式時(shí)一個(gè)最基本的依據(jù)是：（ ）。 A、固體顆粒的沉降速度 B、濾餅的可壓縮性 C、流體的層流流動 D、過濾介質(zhì)的比阻 3、板框壓濾機(jī)中，最終的過濾速率

16、是洗滌速率的（ ）。 A、一倍 B、一半 C、四倍 D、四分之一 4、在板框壓濾機(jī)中，如濾餅不可以壓縮，介質(zhì)阻力不計(jì)，當(dāng)過濾壓差增加一倍時(shí)，其過濾速度為原來的（ ）。如濾液粘度增加一倍，壓差不變，過濾速度為原來的（ ）。,化工原理,A、21/2倍 B、1/2倍 C、2倍 D、1/ 21/2倍 三、計(jì)算題 1、用板框壓濾機(jī)在恒壓下處理某種懸浮液，濾框邊長0.65m，厚0.05m，共10個(gè)框，已測得操作條件下有關(guān)參數(shù)為：K6 105m2/s，qe=0.01m3/m2，獲得1m3濾液的濾餅體積為0.1m3。求：濾框完全充滿需多少時(shí)間，可得多少濾液？,化工原理,解：0.1/1=0.1m3濾餅/m3濾液

17、 濾餅體積VC0.652 0.0510=0.211m3 濾液體積V0.211/0.1=2.11m3 過濾面積A0.652 2 10=8.45m2 由恒壓過濾方程：V22VeV=KA2t 2.112+2 0.01 8.45 2.11=6 10-5 8.452 t 解得t=1122s,化工原理,實(shí)驗(yàn)室中在與生產(chǎn)條件相同的壓差下對某種顆粒在水中的懸浮液進(jìn)行過濾實(shí)驗(yàn)，測得qe=0.01m3/m2，K1.579 10-4m2/s。懸浮液中，固相質(zhì)量分率為0.07，固相密度為2000kg/m3，濾餅不可壓縮，其含水量為30（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。今選用一臺直徑1.5m，長10m的轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)處理此種料漿，所用濾布

18、與實(shí)驗(yàn)相同，轉(zhuǎn)筒浸沒角為120 ，轉(zhuǎn)速為0.5轉(zhuǎn)/分，操作真空度為8.0 104Pa，試求： 1）該過濾機(jī)的生產(chǎn)能力（以每小時(shí)獲濾液體積計(jì)）;2）濾餅厚度。,化工原理,解：1）過濾面積ADL3.14 1.5 1047.1m2 浸沒度120/3600.3333 q= (K /n+qe2)1/2-qe= 1.579 10-40.3333/(1/120)+0.0121/2-0.01=0.07m3/m2 生產(chǎn)能力Q=nqA=1/1200.0747.1=0.0275m3/s =99m3/h,化工原理,2）C1/（1-0.3）1.429kg濕濾渣/kg干渣 C/C=1/P+(C-1)/ 1.429/C=1

19、/2000+(1.429-1)/1000 C=1538kg/m3 X/(1-CX) C/C=0.071000/(1-1.4290.07) 1.429/1538=0.0722m3濾餅/m3濾液 濾液體積：VqA=0.0747.1=3.297m3 濾餅體積：VCV0.07223.2970.238m3 濾餅厚度：LVC/A=0.238/47.1=0.005m=5mm,化工原理,某板框過濾機(jī)共有10個(gè)框，框的邊長為500mm，在一定壓力下恒壓過濾30min后，獲得濾液5m3。假設(shè)濾布阻力可以忽略不計(jì)。試求：1）過濾常數(shù)K;2）如果再過濾30min，還能獲得多少m3濾液？,化工原理,解：由恒壓過濾方程：

20、V22VeV=KA2t 因Ve=0 V2=KA2t A2 0.52 105m2 52=K 52 30 60 K=1/1800=5.56 10-4m2/s 再過濾30分鐘，有：V2=KA2t5.5610-452（30+30）6050 解得：V7.07m3 V=7.07-5=2.07m3,化工原理,一.填空 1.間壁式換熱器傳熱過程包括:( )( )( )三個(gè)步驟. 2.傳熱的基本方式有三種:( )( )和( ). 3.無相變化時(shí)熱負(fù)荷的計(jì)算方法有兩種:( ) 和( ). 4.在傳熱實(shí)驗(yàn)中,用飽和水蒸汽加熱空氣,加熱蒸汽在( )程流動,加熱器頂部設(shè)置排氣閥是為了( ).總傳 熱系數(shù) 接近于( )側(cè)

21、的對流傳熱系數(shù),而壁溫接近于( )側(cè)流體的溫度.,化工原理,5.一般說來,( )的導(dǎo)熱系數(shù)最大, ( )的導(dǎo)熱系數(shù)最小. 6.黑體1的表面溫度為27,黑體2的表面溫度為627,黑體2的輻射能力為黑體1的( )倍.為了減少設(shè)備的輻射熱損失,可在表面鍍以黑度( )的銀鋁等. 7.單一飽和蒸汽冷凝時(shí),熱阻由( )決定,含不凝性氣體的蒸汽冷凝時(shí),熱阻由( )決定. 8.清潔 的間壁式換熱器中,壁溫總是接近于( )側(cè)流體的溫度.,化工原理,9.在列管換熱器中,蒸汽一般通入( )程,壓力高的物料則走( )程. 10.1和2兩種流體在管殼式換熱器中進(jìn)行換熱,1為腐蝕性介質(zhì),而2無腐蝕性,( )流體應(yīng)走管程.

22、 11.工業(yè)上常用飽和蒸汽作加熱介質(zhì),其主要原因是:1)飽和蒸汽有恒定的( ),2)有( )系數(shù).,化工原理,二.選擇 1.下列換熱器屬于間壁式的是( ). 1)直接接觸式換熱器 2)蓄熱式換熱器 3)夾套式換熱器 4)套管式換熱器 2.列管換熱器管程常用流速范圍為:一般液體( ),氣體( ). 1)0.53m/s 2）315m/s 3）530m/s,化工原理,3、某套管換熱器，管間用飽和水蒸汽加熱管內(nèi)空氣（空氣在管內(nèi)作湍流流動）使空氣溫度由升至，現(xiàn)需空氣流量增加為原來的倍，若要保持空氣進(jìn)出口溫度不變，則此時(shí)的傳熱溫差應(yīng)為原來的（） 1)1.149 倍 2)1.74倍 3)2倍 4)不變,化工

23、原理,三、簡答 簡述強(qiáng)化傳熱過程。 四、計(jì)算 、有一套管換熱器內(nèi)管為，外管為的鋼管。內(nèi)管中苯從加熱到，流量為,環(huán)隙為133.3的飽和水蒸汽冷凝,其汽化熱為2168.1kJ/kg,冷凝傳熱系數(shù)為,化工原理,11630w/m2k。苯在之間的物性參數(shù)平均值為880kg/m3, Cp=1.86kJ/kg.k , =0.13w/mk, =0.39 10-3Pa.s。管內(nèi)壁垢阻為0.000265km/w。管壁及管外側(cè)垢阻忽略不計(jì)。試求：1）加熱蒸汽消耗量。2）所需傳熱面積。3）如苯的流量增加50%，要求苯的進(jìn)出口溫度不變，加熱蒸汽的溫度應(yīng)為多少？,化工原理,解：1）Q=qm2r=qm1Cp1（t2-t1）

24、=4000/36001.86103(80-50)=62000w qm2=Q/r=62000/(2168.1103)=0.0286kg/s 2)以外表面為基準(zhǔn) u=qV/0.785d2=4000/3600/880/(0.7850.052)=0.64m/s Re=du / =0.050.64880/(0.39 10-3)=7.22 104104(湍流),化工原理,Pr=CP / =1.86 103 0.39 10-3/0.134=5.41(0.7Pr120) 因苯被加熱,n=0.4 1 =0.023 /dRe0.8Pr0.4=0.023 0.134/0.05 (7.22 104)0.8 (5.41

25、)0.4=933.4w/m2k K2=1/(1/ 1+Rd1) d2/d1+1/2=1/(1/933.4+0.000265) 54/50+1/11630=653.9w/m2k,化工原理,tm=(83.3-53.3)/(83.3/53.3)=67.19 Q=K2A2 tm A2=Q/ K2 tm=62000/(653.9 67.19)=1.41m2 或K1=1/(1/ 1+Rd1) +1/2d1/d2=1/(1/933.4+0.000265+1/1163050/54)=706.2w/m2k A1=Q/K1 tm=62000/(706.267.19)=1.307m2,化工原理,L1=1.307/(

26、0.053.14)=8.32m L2=1.411/(0.0543.14)=8.32m 3)qm1=1.5qm1 Q=qm1Cp1（t2-t1）=93000w 1 =1.5 0.81=1.5 0.8933.4 =1291w/m2k,化工原理,K2 =1/(1/ 1 +Rd1) d2/d1+1/2= 1/(1/1291+0.000265) 54/50+1/11630 =827.3w/m2k tm =(T-50)-(T-80)/(T-50)/(T-80)=30/ (T-50)/(T-80),化工原理,tm =Q/K2 A2= 93000/(827.31.41)=79.67 兩式聯(lián)立解得T=145.6 或K1 =1/(1/ 1 +Rd1) +1/2d1/d2=1/(1/1291+0.000265+1/1163050/54)=893.5w/m2k,化工原理,tm =Q/K1 A1 =93000/(893.51.307)=79.64 即30/(T-50)/(T-80)=79.64 兩式聯(lián)立解得T=145.6,化工原理,有一列管式換熱器,裝有252.5mm鋼管300根,管長為2m,要求將質(zhì)量流量為8000kg/h的常壓空氣于管內(nèi)由20加熱到85,選用108飽和蒸汽于殼程冷凝加