化工原理自考复习zhengli 题.docx
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化工原理自考复习zhengli题
绪论
名词解释
1.动量传递：
流体在流动时，流体内部由于流体质点（或分子）的速度不同，它们的动量也就不同，在流体质点随机运动和相互碰撞过程中，动量从速度大处向速度小处传递的过程。
2.质量传递：
因物质在流体内存在浓度差，物质将从浓度高处向浓度低处传递的过程。
3.热量传递：
是流体内部因温度不同，有热量从高温处向低温处传递的过程。
第一章流体流动
一、名词解释
1.相对粗糙度：
绝对粗糙度与管径之比值称为相对粗糙度。
2.牛顿型流体：
流动中形成的剪应力与梯度的关系完全符合牛顿黏性定律的流体。
二、单项选择：
1．某流动体系，Re=5000，其流动形态是C
A、滞流B、层流
C、湍流D、过渡流
2．水在园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B
A.1/2B.1/4C.2倍D.4倍
3.牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈A
A．层流流动B．湍流流动C．过渡型流动D．静止状态
4．某系统内绝对压力为40mmHg，大气压为760mmHg，其真空度为B
A.40mmHgB.720mmHg
C.-40mmHgD.800mmHg
5．温度升高，气体的粘度________，液体的粘度________。
A
A．增大，减小B．增大，增大C．减小，减小D．减小，增大
6.计算管路系统突然扩大和突然缩小的局部阻力时，速度值应取为C
A.上游截面处流速B.下游截面处流速C.小管中流速D.大管中流速
7．当Re准数小于2000时，流体在管内的流动形态为A
A．层流B．过渡流
C．湍流D．紊流
8．流体因被压缩而能向外膨胀作功的能力称为C
A．位能B．动能
C．静压能D．内能
9．湍流时管内的平均流速约为管中心处的最大流速的D
A．0.50倍B．0.56倍
C．0.72倍D．0.82倍
10．判断流体流动类型的准数为A
A．Re数B．Nu数
C．Pr数D．Fr数
11．转子流量计的主要特点是D
A．恒截面、恒压差B．变截面、变压差
C．恒截面、变压差D．变截面、恒压差
12．绝对压强等于大气压强与表压强C
A．之积B．之商
C．之和D．之差
三、填空：
1．1atm=10.33m水柱。
2．牛顿粘性定律描述的是动量传递理论；
3．如果流体的体积不随压力及温度变化而变化，该流体称为不可压缩性流体。
4．用液柱高度表示压力时，必须指明流体的种类。
四、简答：
1、稳定流动与不稳定流动的区别。
答：
稳定流动流体在管道中流动时，若任一点的流速压力
2、孔板流量计测量流量的原理。
五、计算：
1、用泵将水从水池送至高位槽。
高位槽液面高于水池液面50m，管路全部能量损失为20J/kg，流量为36m3/h，高位槽与水池均为敞口。
若泵的效率为60%，求泵的轴功率。
（水的密度取为1000kg/m3）
已知：
Z1=0Z2=50mΣ△p=20J/kgρ水=1000kg/m³
q1=36m³/h=36/3600m³/s=0.01m³/sη=60%g=9.81m³/s
解：
设水池液面为1——1¹截面，高位槽液面为2——2¹，
以水池液面为基准水面，在两截面间列伯努利方程式。
Z1+μ1²/2g+p1/ρg+He=Z2+μ2²/2g+p2/ρg+ΣHf
H=（Z2-Z1）+ΣHf
依题意知：
Z1=0Z2=50mμ1=0μ2=0p1=p2=0（p0）ΣHf=Σhflg=20/g（J/kg）
代入上式得：
H=50+20/9.81=52.04
水的体积流量：
q=0.01m³/s泵的有效功率为：
Pe=ρyqv•H=0.01*1000*9.81*52.04=5105（w）
故泵的轴功率为P=Pe/y=5105/0.6=8.51（kw）
2、如附图所示，用泵将贮槽中的某油品以40m3/h的流量输送至高位槽。
两槽的液位恒定，且相差20m，输送管内径为100mm，管子总长为45m（包括所有局部阻力的当量长度）。
已知油品的密度为890kg/m3，粘度为0.487Pa·s，试计算泵所需的有效功率。
已知：
qv=40/3600m³/sz1=0z2=20md=0.1ml+le=45mμ=0.487Pa.sPe=ρgqvHe
解：
u=4qv/πd²=4*40/3600*3.14*0.1²=1.415（m/s）
Re=duρ/μ=0.1*890*1.415/0.487=258.6＜2000
所以λ=64/Re=64/258.6=0.247
在贮槽1截面到高位槽2截面间列伯努利方程：
z1+u1²/2g+p1/ρg+He=z2+u2²/2g+p2/ρg+ΣHf
化简得：
He=z2+Hf而
Hf=[λ*（l+le）/d]*u²/2g=[0.247*45/0.1]*1.415²/2*9.81=11.34m
He=20+11.34=31.34m
P0=qvρgHe=40/3600*890*9.81*31.34=3040.3w=3.04kw
第二章流体输送机械
一、名词解释：
1、扬程——指单位重量（1N）液体流经泵所获得的能量，单位J/N；
2、有效气蚀余量——液体经吸入管到达泵入口处所具有的压头不仅能使液体被推进叶轮入口，而且应大于液体在工作温度下的饱和蒸气压头，其差值为有效富余压头；
3、水力损失——流体在离心泵内流动是由于具有粘性使叶轮给出的能量不能全部被液体获得而产生的能量损失；
4、闭式叶轮——叶片的前后均有盖板的叶轮
二、单项选择：
1、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后，以下能量的增加值A
A.包括内能在内的总能量B.机械能
C.静压能D.位能（即实际的升扬高度）
2.下列关于离心泵的说法，错误的是D
A．离心泵的工作点是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点
B．离心泵并联后流量显著增大，扬程略有增加
C．离心泵串联后扬程显著增大，流量略有增加
D．离心泵出口阀门关小后，能量损失减小。
3.一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出口处的压力表也逐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。
发生故障的原因是吸入管路堵塞
4.化工厂输送液体的设备中，用量最大的是离心泵
5.离心泵开动以前泵壳内必须充满液体是为了防止发生气缚现象
6.离心泵铭牌上标明的扬程是指D
A.功率最大时的扬程B.最大流量时的扬程C.泵的最大扬程D.效率最高时的扬程
7．离心泵特性曲线与管路特性曲线的交点称为C
A．工作点B．设计工况点
C．操作点D．控制点
8．离心泵内的高压液体漏回到低压区的能量损失称为B
A．水力损失B．容积损失
C．机械损失D．摩擦损失
9．出口表压大于300kPa以上的气体输送机械称为C
A．通风机B．鼓风机
C．压缩机D．真空泵
10．都有自吸能力的泵是B
A．离心泵与旋涡泵B．往复泵与齿轮泵
C．齿轮泵与离心泵D．往复泵与旋涡泵
11.1立方米气体经风机所获得的总机械能，称为A
A会风压B静风压
C动风压D扬程
三、填空：
1、离心泵启动时应关闭出口阀，使电机启动电流减至最小，以保护电机。
2、余隙体积占活塞推进一次扫过体积的百分率称余隙比；
3、离心泵的轴功率随着流量的增加而上升。
4、离心泵的压头是指泵对单位重量流体提供的机械能。
四、简答：
1、简述往复泵的工作原理。
答：
①活塞由电动曲柄连杆机构带动，把曲柄的旋转活动变为活塞的往复活动，或直接由蒸汽机驱动，使活塞往复活动；②当活塞从左往右活动时泵缸内形成低压，排出阀受排出管内液体的压力而关闭，吸入阀由于受池内液压的作用而打开，池内液体被吸入缸内；③当活塞从右往左活动时，泵缸内液体压力增加，吸入阀关闭，出阀打开向外排液。
2、简述离心泵内造成功率损失的原因。
答：
⑴泵内流体流动摩擦损失（水力损失）；⑵泵内有部分高压液体泄漏到低压区，使排出的液体流量小于流经叶轮的流量而造成的流量损失（容积损失）；⑶泵轴与轴承之间的摩擦以及泵轴密封处的摩擦等造成功率损失（机械损失）。
五、计算
1、某离心泵的额定流量为16.8m3/h,扬程为18m。
试问此泵是否能将密度1594kg/m3、流量为250L/min的液体从敞口贮槽向上输送到表压为30kPa的设备中,已知敞口贮槽与高位设备的垂直距离为8.5m,管路的直径为Ф75.5mm×3.75mm,管长为124m（包括直管与所有管件的当量长度）,摩擦系数为0.03。
2、某离心泵以15℃水进行性能实验,体积流量为540m3/h,泵出口压力表读数为350kPa,泵入口真空表读数为30kPa;若压力表和真空表测压截面间的距离为350mm,吸入管内径为350mm,压出管内径为310mm,试求泵的扬程？
（已知15℃水的密度为998.95kg/m3）
第三章沉降与过滤
一、名词解释：
1、离心沉降——；
2、过滤临界粒径——是使含操作；
3、沉降分离法——使气体或液体中的固体颗粒受重力，离心力或惯性力的作用而沉降的分离方法；
4、过滤分离法——利用气体或液体能通过过滤介质而固体颗粒不能穿过过滤介质的性质进行分类的方法。
二、单项选择：
1、滤液通过滤饼层内的细微孔道时的流动形态为………………………………………（A）
A.层流B.过渡流C.湍流D.紊流
2、重力降尘室通常可分离的颗粒粒径是………………………………………………（B）
A.40µm以上B.50µm以上C.60µm以上D.70µm以上
3、球形颗粒沉降时，若雷诺准数等于400，则处于……………………………………（B）
A.层流区B.过渡区C.湍流区D.完全湍流区
4、球形颗粒沉降时，若雷诺准数等于800，则处于………………………………………（C）
A层流区B过渡区
C湍流区D完全湍流区
5、用于深层过滤的过滤介质是…………………………………………………………（B）
A.织物介质B.堆积的颗粒介质C.多孔性介质D．高分子膜
6、沉降室的生产能力与下列哪种因素有关。
…………………………………………（C）
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、属于沉降式离心机的分离设备是…………………………………………（A）
A．管式离心机B．离心力自动卸渣离心机
C．悬筐式离心机D．往复活塞推渣离心机
8、在板框压滤机中…………………………………………（B）
A．框有两种不同的构造B．板有两种不同的构造
C．板和框都有两种不同的构造D．板和框都只有一种构造
三、填空：
1、影响沉降速度的因素有颗粒形状、（壁效应）、干扰沉降等；
2、单位时间内滤过的滤液体积称为（过滤速率）；
3、旋风分离器是利用离心沉降原理从气流中分离出颗粒的设备。
4、深层过滤时并不在介质上形成滤饼，固体颗粒沉积于过滤介质的内部。
四、简答：
1、什么是滤饼过滤？
什么是深层过滤？
滤饼过滤用于颗粒相对大，含量较多（＞1％﹚的悬浮液的过滤，当颗粒直径比过滤介质孔径大时，会形成滤饼比介质孔径小时，过滤开始有部分颗粒进入过滤介质孔道里，迅速发生“架桥”现象，在过滤介质表面形成滤饼层，从而得到澄清滤液。
深层过滤用于颗粒很小，（直径小于过滤介质的孔道直径）含量很小（＜1％）的悬浮液的过滤，由于悬浮液中的颗粒尺寸比过滤介质孔道直径小，当颗粒随液体进入床层内细长而弯曲的孔道时，靠静电及分子力的作用而附着在孔道管上过滤介质床层上无滤饼形成。
2、怎样用试差法计算沉降速度？
答:
⑴⑵
⑶用所求出的沉降速度Ug，计算雷诺准数Re，若与假设吻合，此计算结果有效，否则重新假设，直到验算结果与假设值吻合为止。
3、简述旋风分离器的工作原理。
答：
⑴含尘气体从圆筒上部的进口进入旋风分离器后，沿圆筒内壁旋转向下流动；⑵颗粒由于离心力的作用，向外沉降到内壁后，沿内壁落入灰斗；⑶气体从中央排气管排出，从而实现含尘气体净化的目的。
五、计算题：
1、密度为1030kg/m3、直径为400μm的球形颗粒在150℃的热空气中沉降,求其沉降速度？
（已知150℃空气密度ρ=0.8345kg/m3,
μ=24.1×10–6Pa·s）;
第四章传热
一、名词解释：
1、传热速率——；
2、温度梯度——两相邻等温面的温度差△t与两相之间的垂直距离△h比值的极限；
二、单项选择：
1、对流传热是由下列哪种因素产生的C
A.流体分子的热振动B.流体内电子的移动
C.流体质点的位移、骚动D.相邻分子的相互碰撞
2.传热速率公式q＝KAΔtm中，Δtm的物理意义是B
A.器壁内外壁面的温度差B.器壁两侧流体对数平均温度差
C.流体进出口的温度差D.器壁与流体的温度差
3.列管式换热器中增设折流挡板的作用是D
A．减小传热温度差B．增大传热温度差
C．减小总传热系数D．增大总传热系数
4、稳定传热是指传热系统内各点的温度B
A.既随时间而变，又随位置而变B.只随位置而变，但不随时间而变
C.只随时间而变，但不随位而变D.既不随时间而变，又不随位置而变
5.两种不同的流体在进行热交换时，在各种流向中，传热温度差最大的是C
A.并流B.错流C.逆流D.折流
6.在空气-蒸汽间壁换热过程中可采用下列哪种方法来提高传热速率最合理D。
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
7、表示流体的物理性质对对流传热系数影响的准数是D
A．努塞尔特准数B．雷诺准数
C．格拉斯霍夫准数D．普朗特准数
8．下列材料中导热系数最大的物质应是B
A．建筑材料B．金属
C．气体D．水
9、使用对数平均值计算平均传热温度差适合下列哪两种流型D
A．并流和折流B．折流和错流
C．并流和错流D．并流和逆流
10．确定换热器的传热面积时，习惯上使用的基准是B
A．内表面积B．外表面积
C．内、外表面积的平均值D．横截面积
11．工业上应用最广泛的换热器是C
A．夹套式换热器B．套管式换热器
C．列管式换热器D．板式换热器
三、填空：
1、傅立叶定律是热传导的基本定律。
2、流体的对流传热系数随流体雷诺数增加而增加；
3、一般来说，纯金属的导热系数大于合金的导热系数。
4、对流传热是指流体中质点发生相对位移而引起的热交换。
四、简答题
1、简述傅里叶定律的主要内容。
2、简述对流传热膜理论模型的内容。
答：
当对流传热过程是热流体一侧，湍流主体是最高温度T，经过渡区、层流底层降至一侧的壁面温度Tw，再由壁面另一侧tw经层流底层，过渡层降至冷流体主体温度t的过程，对流传热膜理论模型把过渡区和湍流主体的传热阻力全部叠加到层流底层的热阻中，在靠近壁面处构成一层厚度为8的流体有效膜，假设膜内为层流流动，而膜外为湍流流动，即把所有热阻集中在有效膜中，在膜外不进行的热量传递。
五、计算：
1、为了测定套管式甲苯冷却器的传热系数，测得实验数据如下：
冷却器传热面积A＝2.8m2，甲苯的流量qm＝2000kg.h-3，由80℃冷却到40℃，甲苯的平均比热为1.84kJ.kg-1.K-1。
冷却水从20℃升高到30℃，两流体呈逆流流动，求所测得的传热系数K为多少？
若水的比热为4.18kJ.kg-1.K-1，问水的流量为多少？
2、某平壁工业炉的耐火砖厚度为0.213m,炉墙导热系数λ＝1.038w.m-1.K-1。
其外用导热系数为0.07w.m-1.K-1的绝热材料保温。
炉内壁温度为980℃,绝热层外壁温度为38℃,如允许最大热损失量为950w.m-2。
求:
（1）绝热层的厚度;
（2）耐火砖与绝热层的分界处温度。
第五章吸收
一、名词解释
1、吸收——利用混合物中各组分溶解度不同而分离气体混合物的操作；
2、扩散速率——单位时间内单位面积上扩散的物质的量，以J表示；
3、涡流扩散——当流体流动或搅拌时，由于流体的宏观随机运动，使组分从高浓度向低浓度处移动的现象；
4、适宜液气比——操作费与设备费之和最低时的液气比为适宜液气比
二、单项选择：
1、在Y—X图上，吸收操作线总是位于平衡线的A
A.上方B.左下方C.重合线上D.右下方
2、在吸收操作的物料衡算式中，G是表示单位时间所处理的D
A.混合气体的体积B.惰性气体的体积
C.混合气体的摩尔流量；D.惰性气体的摩尔流量
3、填料塔的吸收面积等于C
A.塔内填料总表面积B.塔的截面积C.塔内润湿的填料表面积D.塔内总表面积
4、通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时D
A.回收率趋向最高B.吸收推动力趋向最大
C.操作最为经济D.填料层高度趋向无穷大
5、双膜理论指出，两相之间存在的相界面是B
A.不稳定的B.稳定的C.瞬间的D.不断更新的
6、在实际操作过程中，适宜的吸收剂用量为最小吸收剂用量的C
A.1.15～1.5倍B.1.5～2倍C.1.1～2.0倍D.1.5～1.8倍
7、下列温度与压强改变对吸收操作有利的是A
A．增大压强，降低温度B．增大压强，提高温度
C．减小压强，降低温度D．减小压强，提高温度
8．属于整装填料的是D
A．拉西环B．阶梯环
C．鲍尔环D．波纹填料
9、吸收推动力指的是A
A．Y—Y*B．Y—X
C．Y1—Y2D．X—Y
10．工业上最早使用的填料是B
A．阶梯环B．拉西环
C．鲍尔环D．波纹填料
11．描述分子扩散过程的基本规律是D
A．亨利定律B．拉乌尔定律
C．傅立叶定律D．费克定律
三、填空：
1、在以水为吸收剂的气体吸收过程中，氧的吸收属于液膜控制。
2、同一气体，压力改变或温度改变，则溶解度改变，因此平衡状态是有条件的；
3、在吸收过程中溶质与溶剂不发生显著化学反应，称为物理吸收。
4、吸收操作中所用的溶剂称为吸收剂。
四、简答
1、气液相平衡关系在吸收中有何作用？
答：
①确定传质过程的方向
②确定传质过程的推动力
③确定吸收塔的吸收液及尾气的极限浓度。
2、什么是气膜控制与液膜控制过程。
答：
当溶质的溶解度很大，传质阻力主要集中于气膜中的吸收操作过程称为气膜控制过程；
当溶质的溶解度很小，传质阻力主要集中于液膜中的吸收操作过程称为液膜控制过程。
五、计算
1、100g水中溶解1gNH3,查得20℃溶液上方NH3的平衡分压为798Pa。
此稀溶液的汽液平衡关系服从亨利定律,试求亨利系数E（kPa）、溶解度系数H（lkol/（m3·kPa））和相平衡常数m。
总压为100kPa。
（已知20℃水的密度为998.2kg/m3）
2、在一细金属管中的水保持25℃,在管的上口有大量干空气（温度25℃,总压101.325kPa）流过,管中的水汽化后在管中的空气中扩散,扩散距离为100mm,试计算水在稳定状态下的气化速率[kmol/（m2•s）]（已知：
25℃水在空气中的分子扩散系数:
D=0.256cm2/s,饱和水蒸气压力为3.168kPa）
第六章蒸馏
一、名词解释
1、蒸馏——是将液体混合物部分汽化，利用混合物中各组分挥发度不同进行组分分离的单元操作；
2、相对挥发度——即溶液中易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比；
二、单项选择：
1、蒸馏操作属于D
A.动量传递操作B.热量传递操作
C.质量传递操作D.热质传递操作
2、要使液体混合物各组分得到较彻底的分离的操作方法是B
A.简单蒸馏B.精馏
C.水蒸汽蒸馏D.平衡蒸馏
3、蒸馏的传质过程是C
A.气相到液相传质B.液相到汽相传质
C.汽-液和液-汽同时存在D.汽-液和液-汽同时不存在
4.最适宜回流比应取Rmin的C
A.1.1～1.5倍B.1.1～1.7倍
C.1.1～2.0倍D.1.5～2.5倍
5.当回流从全回流逐渐减小时，精馏段操作线向平衡线靠近，为达到给定的分离要求，所需的理论板数C
A.逐渐增多B.逐渐减少C.最多D.最少
6、蒸馏操作分离的对象是C
A．非均相液体B．非均相气体
C．均相液体D．均相气体
7．精馏塔进料时，若q=0，则表明进料状况为B
A．冷料B．饱和蒸汽
C．饱和液体D．气液混合料
8.在二元混合液中，沸点低的组分称为；C
A重组分B不挥发组分
C．轻组分D．难挥发组分
9、蒸馏操作过程中，被称为轻组分的是指C
A．浓度大的组分B．浓度小的组分
C挥发性大的组分D挥发性小的组分
10.液体部分汽化的结果是A
A．汽相中轻组分的浓度变大B．液相中轻组分的浓度变大
C气相中轻组分的浓度变小D液相中重组分的浓度变小
11.泡罩塔板的优点是C
A．液泛气速高B．生产能力大
C．结构简单D．操作弹性大
三、填空：
1、在双组分非理想溶液中，当fAB＜fAA和fAB＜fBB时，这种混合物对拉乌尔定律具有正偏差，它为具有最低恒沸点的恒沸液。
2、对双组分溶液，相对挥发度α愈大，两组分愈容易分离；
3、理想溶液的相对挥发度等于同温度下两纯组分的饱和蒸汽压之比。
4、理论板是指离开塔板的蒸汽和液体呈平衡状态的塔板。
四、简答
1、简述拉乌尔定律的主要内容。
答：
由溶剂与溶质组成的理想溶液，在一定温度下气液两相达到平衡时，气相中任一组分的分压等于此组分在该温度下饱和蒸汽压乘以它在溶液中的摩尔分数。
2、简述精馏的原理。
答：
原料从塔的中部进料板进入塔内，沿塔向下流到蒸馏釜，釜中液体被加热而部分汽化，蒸汽中易挥发组分的组成大于液相中易挥发组分的组成（y＞x﹚,蒸汽沿塔向上流动，与下降液体逆流接触，因气相温度高于液相温度，气相进行部分冷凝，同时把热量传递给液相，使液相进行部分汽化，因此，难挥发组分从气相向液相传递，易挥发组分从液相向气相传递，结果上升气相的易挥发组分逐渐增多，难挥发组分逐渐减少，而下降液相中易挥发组分逐渐减少，难挥发组分逐渐增多，难挥发组分和易挥发组分在塔内得到分离。
五、计算：
1、苯和甲苯溶液，其中含苯0.5（摩尔分率，下同），以每小时1000kmol流量进入一精馏塔，要求塔顶产品中苯含量不低于0.9，塔釜液中含苯不大于0.1。
进料为泡点液体，用间接蒸汽加热，回流比取2。
试计算：
（1）从塔顶采出的馏出液量为多少?
（2）从塔顶送入全凝器的蒸气量可以达到多少?
2、在常压操作的连续精馏塔中分离含甲醇0.4与水0.6（摩尔分数，下同）的混合液，其流量为100kmol/h，馏出液组成为0.95，釜液组成为0.04，回流比为2.6。
试求：
（1）馏出液流量；
（2）饱和液体进料时，精馏段的下降液体量和提馏段的上升蒸气量。
第七章干燥
一、名词解释：
1、干燥速率——单位时间`单位面积干燥表面上所汽化的水分量称为干燥速率；
2、湿基含水量——是以湿物料为基准的水分质量分数；
3、湿度——湿空气中所含水蒸汽的质量与绝
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