化工原理第四版复习题.docx
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化工原理第四版复习题
化工原理第四版复习题
一、填空或选择
1（某设备的表压强为100kPa，则它的绝对压强为_201.33___kPa;另一设备的真空度为400mmHg，则它的绝对压强为_360mmhg___。
（当地大气压为101.33kPa）表压=绝对压力-大气压了真空度=大气压-绝对压力
[答:
201.33kPa，360mmHg]
2（如图所示，容器中盛有ρ,800kg/m3的油品，U形管中指示液为水（ρ,1000kg/m3），a1、a2、a3在同一水平面上，b1、b2、b3及b4也在同一高度上，h1=100mm，h2=200mm，则各点的表压pa1=0____，pa2=____，pb2=_300___，pb3=____，h3=____。
（表压值以mmH2O表示）
[答:
0，100，200，300，340，200]
3（流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是_抛物线___型曲线。
其管中心最大流速为平均流速的_2___倍，摩擦系数λ与Re关系为_=_64/re__。
[答:
抛物线，2，=64/Re]
4（流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数λ与Re
则λ仅与
_
[答:
Re，
有关。
;
]____和_有关;若其作完全湍流（阻力平方区），
5（流体作湍流流动时，邻近管壁处存在一滞流内层____，雷诺数愈大，湍流程度愈剧烈，则该层厚度___。
[答:
滞流内层;愈薄]
6（因次分析的依据是____。
[答:
因次一致性]
7（从液面恒定的高位槽向常压容器加水，若将放水管路上的阀门开度关小，
，管路的局部阻力将____，直管阻力将____，管路总阻力将则管内水流量将____
____。
（设动能项可忽略。
）
[答:
变小、变大、变小、不变]
1
8（牛顿粘性定律的表达式为____，该式应用条件为____流体作____流动。
[答:
，牛顿型，滞流]
，当量直径为____倍水力半径。
9（水力半径的定义式为____
[答:
，4]
10（局部阻力的计算方法有____和____。
[答:
阻力系数法，当量长度法]
11（水流经图示的管路系统从细管喷出。
已知d1管段的压头损失Hf1=1m（包括局部阻力）d2管段的压头损失Hf,2=2m（不包括出口损失）。
则管口喷出时水的速度u3=____m/s，d1管段的速度u1=____m/s，水的流量V=____m3/h，水喷射到地面的水平距离x=____m。
[答:
7，1.75，1.98，8.06]
12（LZB-40转子流量计，出厂时用20?
空气标定流量范围为6m3/h~60m3/h，现拟用以测定40?
的空气，则空气流量值比刻度值____，校正系数为____，实际流量范围为____m3/h。
[答:
大，1.034，6.2~62]
13（一转子流量计，当通过水流量为1m3/h时，测得该流量计进、出间压强降为20Pa;当流量增加到1.5m3/h时，相应的压强降____。
[答:
不变。
]
14（在SI单位制中，通用气体常数R的单位为（B）。
A（atm?
cm3/mol?
KB（Pa?
m3/mol?
K
C（kgf?
kmol?
KD（Ibf?
ft/Ibmol?
K
15（通常流体粘度μ随温度t的变化规律为（C）。
2
A（t升高、μ减小B（t升高、μ增大
C（对液体粘度t升高μ减小，对气体则相反.D（对液体t升高μ增大，对气体则相反
16（流体在圆形直管中流动时，若其已进入阻力平方区，则摩擦系数λ与雷诺数Re的关系为（C）。
A（Re增加，λ增大B（Re增加，λ减小
C（Re增加，λ基本上不变D（Re增加，λ先增加大后减小
17（滞流和湍流的本质区别是（D）。
A（湍流流速大于滞流流速B（滞流时Re数小于湍流时Re数
C（流道截面大时为湍流，截面小的为滞流D（滞流无径向脉动，而湍流有径向脉动
18（因次方析的目的在于（B）。
A（得到各变量间的确切定量关系.B（用无因次数群代替变量,使实验与关联简化.
C（得到无因次数群间定量关系.D（无需进行实验，即可得到关联式.
19（滞流内层越薄,则以下结论是正确的（D）。
A（近壁面处速度梯度越小B（流体湍动程度越低
C（流动阻力越小D（流动阻力越大
20（在一水平变径管路中,在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计,当流体流过该管时,压差计读数R值反映（A）.
A（A、B两截面间的压强差B（A、B两截面间的流动阻力
C（A、B两截面间动压头变化D（突然扩大或缩小的局部阻力
21（在一定管路中，当孔板流量计的孔径和文丘里流量计的喉径相同时，相同流动条件下，文丘里流量计的孔流系数CV和孔板流量系数C0的大小为（B）。
A（C0=CVB（C0>CVC（C0<CVD（不确定.
22（流体流过两个并联管路管1和2，两管内均呈滞流。
两管的管长L1=L2、管内径d1=2d2，则体积流量V2/V1为（C）。
A（1/2B（1/4C（1/8D（1/16
二（计算题
1（内截面为1000mm×1200mm的矩形烟囱的高度为30m。
平均摩尔质量为30kg/kmol、平均温度为400?
的烟道气自下而上流动。
烟囱下端维持49Pa的真空度。
在烟囱高度范围内大气的密度可视为定值，大气温度为20?
，地面处的大气压强为101.33×103Pa。
流体流经烟囱时的摩擦系数可取为0.05，试求烟道气的流量为若干kg/h,
[答:
4.62×104kg/h]
3
2.如本题附图所示，贮槽4
[答:
（1）7.1m3/h
（2）VBC=5.18m3/h，VBD=2.77m3/h]
第二章输送机械
一（填空或选择
1（离心泵的主要部件有叶轮、和泵壳。
2（离心泵的泵壳制成蜗壳状，其作用。
3（离心泵的主要特性曲线包括、和三条曲线。
4（离心泵特性曲线是在一定下，用常温为介质，通过实验测定得到的。
5（离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体，否则将可能发生现象。
而当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生现象。
6（若离心泵入口真空表读数为700mmHg，当地大气压为101.33kPa，则输送上42?
水时（饱和蒸汽压为
8.2kPa）泵内发生汽蚀现象。
7（离心泵安装在一定管路上，其工作点是指。
8（若被输送的流体的粘度增高，则离心泵的压头、流量、效率、轴功率。
9（离心泵通常采用调节流量;往复泵采用调节流量。
10（离心泵允许汽蚀余量定义式为。
5
11（离心泵在一管路系统中工作，管路要求流量为Qe，阀门全开时管路所需压头为He，而与相对应的泵所提供的压头为Hm，则阀门关小压头损失百分数为,。
12（离心通风机的全风压是指，它的单位是。
13（离心通风机的特性曲线包括、、和四条曲线。
14（往复泵的往复次数增加时，流量，扬程。
15（齿轮泵的特点是，适宜于输送液体，而不宜于输送。
16（写出三种正位移泵的名称，即，，。
17（离心泵的效率η和流量Q的关系为（）
A.Q增大，η增大B.Q增大，η先增大后减小
C.Q增大，η减小D.Q增大，η先减小后增大
18（离心泵的轴功率N和流量Q的关系为（）
A.Q增大，N增大B.Q增大，N先增大后减小
C.Q增大，N减小D.Q增大，N先减小后增大
19（离心泵在一定管路系统下工作时，压头与被输送液体的密度无关的条件是（）
A.Z2-Z1=0B.?
hf=0
C.u22
2/2–u1/2=0D.p2-p1=0
20（离心泵停止操作时宜（）
A.先关出口阀后停电B.先停电后关阀
C.先关出口阀或先停电均可D.单级泵先停电，多级泵先关出口阀
6
21（往复泵适用于（）
A.大流量且要求流量特别均匀的场合B.介质腐蚀性特别强的场合
C.流量较小，压头较高的场合D.投资较小的场合
22（在测定离心泵性能时，若将压力表装在调节阀以后，则压力表读数p2将（），而当压力表装在调节阀以前，则压力表读数p1将（），
A.随流量增大而减小B.随流量增大而增大
C.随流量增大而基本不变D.随真空表读数的增大而减小
23（离心泵铭牌上标出的流量和压头数值是（）。
A.最高效率点对应值B.操作点对应值
C.最大流量下对应值D.计算数据
24（有自吸能力的泵是（）
A.离心泵与旋涡泵B.往复泵与回转泵
C.齿轮泵与离心泵D.回转泵与旋涡泵
二（计算题
1（用离心泵将池中清水送至高位槽，两液面恒差13m，管路系统的压头损失?
Hf=3×10Qe（Qe的单位为m/s），流动在阻力平方区。
指定转速下，泵的特性方程为H=28,2.5×10Q（Q的单位为m/s）352352
试求:
（1）两槽均为敞口时，离心泵的流量和轴功率;
（2）两槽敞口，改送碱的水溶液（ρ=1250kg/m），泵的流量和轴功率;3
（3）若高位槽密闭，其表压为4.91×10Pa，输送碱液和清水的流量;4
7
（4）库房有一台规格相同的离心泵，欲向表压为4.91×10Pa的密闭高位槽送碱液（ρ=1250kg/m），试比较并联还是串联能获得较大流量。
43
[答:
（1）Q=18.8m/h，N=1.55kW;
（2）Q=18.8m/h，N=1.94kW;（3）Q水=15.35m/h，333
Q碱=16.1m3/h;（4）串联流量大，Q串=25.13m3/h]
2（用离心泵将20?
的清水以30m/h的流率送至吸收塔的塔顶（表压为4.91×10Pa），管路出口和水面之间的垂直距离为10m，管内径为81mm，直管长度18m，管路上阀门全开时，所有局部阻力系数之和为13。
34
泵的特性方程为H=22.4+5Q-20Q（Q的单位为m/min，下同）23
泵的效率为η=2.5Q-2.1Q2
管路摩擦系数λ=0.01227+0.7543/Re0.38
试求:
（1）泵的理论功率Ne;
（2）泵的最高效率ηmax，并评价泵的适用性（Q，H和η）;
（3）因调节泵的出口阀多消耗的功率。
[答:
（1）Ne=1418W;
（2）η
He=17.02m;（3）208.5W]max=74.4%，η=72.5%=97.5%ηmax;Q=0.5952m/min,Qe=0.5m/min，H=19.9m33
3（用4B15型的离心泵将常压、20?
的清水送往A、B两槽，其流量均为25m/h，主管段长50m，管内径为100mm，OA与OB段管长均为40m，管内径均为60mm（以上各管段长度包括局部阻力的当量长度，OB段的阀门除外）。
假设所有管段内的流动皆进入阻力平方区，且摩擦系数λ=0.02。
分支点处局部阻力可忽略。
3
试求:
（1）泵的压头与有效功率;
（2）支路OB中阀门的局部阻力系数ζ;
（3）若吸入管线长（包括局部阻力当量长度）为4m，泵的允许吸上真空度为5m，试确定泵的安装高度。
[答:
（1）H=17.7m，Ne=2.41kW;
（2）ζ=13;（3）Hg=4.71m]
8
4（用一往复泵将密度为1200kg/m的液体从A池输送到B槽中，A池和B槽液面上方均为大气压。
往复泵的流量为5m/h。
输送开始时，B槽和A池的液面高度差10m。
输送过程中，A池液面不断下降，B槽液面不断升高。
输送管路管内径为30mm，长为15m（包括局部阻力当量长度）。
A池截面积为12m，B槽截面积为4.15m。
液体在管中流动时摩擦系数为0.04。
试求把25m液体从A池输送到B槽所需的能量。
[答:
所需能量为5300kJ32233
第三章
一（填空或选择
1（固体粒子的沉降过程分____阶段和____阶段。
沉降速度是指____阶段颗粒相对于____的速度。
2（在重力场中，固粒的自由沉降速度与下列因素无关（）
A）粒子几何形状
C）粒子及流体密度B）粒子几何尺寸D）流体的流速
3（在降尘室中除去某粒径的颗粒时，若降尘室高度增加一倍，则颗粒的沉降时间____，气流速度____，生产能力____。
4（在斯托克斯区，颗粒的沉降速度与其直径的____次方成正比，而在牛顿区，与其直径的次方成正比。
5（沉降雷诺准数Ret越大，流体粘性对沉降速度的影响____。
6（一球形石英粒子在空气中作滞流自由沉降。
若空气温度由20?
提高至50?
，则其沉降速度将____。
7（降尘室操作时，气体的流动应控制在____区。
8（含尘气体通过长4m、宽3m、高1m的降尘室，颗粒的沉降速度为0.03m/s，则降尘室的最大生产能力为____m/s。
3
9（降尘室内，固粒可被分离的条件是____。
10（理论上降尘室的生产能力与____和____有关，而与____无关。
9
11（在降尘室内，粒径为60μm的颗粒理论上能全部除去，则粒径为42μm的颗粒能被除去的分率为____。
（沉降在滞流区）
12（在离心分离操作中，分离因数是指____。
某颗粒所在旋风分离器位置上的
旋转半径R,0.2m，切向速度uT=20m/s，则分离因数为____。
13（选择旋风分离器的依据是:
____、____、____。
14（化工生产中，除去气体中尘粒的设备有____、____、____、____等。
15（旋风分离器的分离效率随器身____的增大而减小。
16（根据分离目的，离心机可分为____、____、____三大类。
17（饼层过滤是指____;深床过滤是指____。
18（工业上应用最广泛的间歇压滤机有____和____，连续吸滤型过滤机为____。
19（用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液，其过滤方程式为q+0.062q=5×10θ，式中q的单位为m/m，θ的单位为s，则过滤常数值及其单位为:
K,____，qe,____，θe,____。
2-532
若该过滤机由635×635×2mm的10个框组成，则其过滤面积A,____m，介质的虚拟滤液体积Ve,____m。
23
20（根据过滤基本方程式（
____、____、____。
）说明提高过滤机生产能力的措施是（最少写出三条）
21（以下说法中正确的是（）
A）
B）
C）
D）
10
22（在板框压滤机中，若过滤压力差增加一倍，则过滤速率变为原来的倍，生产能力为倍。
A）
C）1B）2D）4
（过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩）
23（板框压滤机中横穿洗涤法的洗涤速率与最终过滤速率之比为;叶滤机置换洗涤法的洗涤速率与最终过滤速率之比为（）。
（Δp、μ在过滤最终与洗涤相同）
A）1/4
4B）1/2D）1C）
24（恒压过滤某种悬浮液（介质阻力可忽略，滤饼不可压缩），已知10min单位过滤面积上得滤液0.1m。
若1h得滤液2m,则所需过滤面积为____m。
33
25（连续真空过滤机的生产能力为Q?
AnΔp（A为过滤面积，m;n为转筒转速，r/min;Δp为过滤压力差，Pa;介质阻力可忽略，滤饼不可压缩），则式中的a=____，b=____，c=____。
abc2
26（叶滤机过滤某种悬浮液，介质阻力可忽略，滤饼不可压缩，K,2.5×10m/s。
若过滤终了时，q,2.5m/m，每m过滤面积上用0.5m清水洗涤（Δp、μ与过滤终了相同），则所需过滤时间θ,____s，洗涤时间θw=____s。
23-3232
27（在空床气速u增加时，气体通过流化床的压强降。
A）Δp?
u’
B）Δp?
u2C）Δp?
u1.75D）Δp不变
28（要使固粒在流态化操作，通常要使气速高于____而低于____。
29（实际流化床可能有两种不同的流化形式，即____和____。
流化床的不正常现象有____和____。
11
30（按固气比R，气力输送分为____和____两类。
二（计算题
1（体积流量为0.95m/s，温度为20?
，压力为9.81×10Pa的含尘气体，在进入反应器之前需除尘并升温至400?
。
尘粒密度ρS=1800kg/m，降尘室的底面积为60m，试求:
3234
（1）若先预热后除尘，理论上可全部除去的最小颗粒直径;
（2）若先除尘后预热，为保持除去的最小颗粒直径不变，则空气的流量为若
干m/s。
3
20?
时，μ,1.81×10-5Pa?
s;400?
时，μ,3.31×10-5Pa?
s。
[答:
（1）d,35μm，
（2）VS,3.99m/s]3
2（在实验室中用一个每边长0.162m的小型滤框对CaCO3固体的质量分率为0.0723。
测得每1m滤饼烘干后的质量为1602kg。
在过滤压力差为275800Pa时所得的数据列于本题附表中。
3
习题2附表
试求过滤介质的当量滤液体积Ve，滤饼的比阻r，滤饼的空隙率ε及滤饼的比表面积a。
已知CaCO3颗粒的密度为2930kg/m，其形状可视为圆球。
3
[答:
VE=3.23×10m，r=2.71×10l/m，ε=0.4532，a=4.11×10m/m]-43142623
3（用BMS50/810-25（38个框）板框压滤机过滤含CaCO3的水悬浮液。
已知条件为:
料浆中固相质量分率为13.9%，滤饼中水的质量分率为32,，且每m
，滤饼含固相1180kg。
在200KPa下测得恒压过滤方程式为（q
3.45×10）=2.72×10（θ+0.439）式中θ的单位为s。
试计算:
-32-53
12
（1）滤饼充满滤框所需时间
（2）滤毕，用1m清水于过滤终了相同条件下洗涤，所需洗涤时间;3
（3）每批操作的辅助时间30min，生产能力Q（m滤液/h）。
3
[答:
（1）277s;
（2）515s;（3）5.77m/h]3
4（用叶滤机处理某种悬浮液，先以等速过滤20min，得滤液2m。
随即保持当时的压力差再过滤40min，问共得滤液多少m,若该叶滤机每次卸渣、重装等全部辅助共需20min，求滤液日产量。
滤布阻力可以忽略。
33
[答:
V=4.472m，日产滤液80.5m]33
第四章传热
一、填空或选择
1.多层壁稳定导热中，若某层的热阻最大，则该层两侧的温差。
2.一定质量的流体在f25×2.5mm的直管内，作强制的湍流流动，其对流传热系数a=1000W/m2?
?
，如i
果流量和物性不变，改在f19×2mm的直管内流动，其a为W/m2?
?
。
i
A（1259;B（1496;C（1585;D（1678。
3.水与苯通过间壁换热器进行换热。
水从20?
升至30?
，苯由80?
降至40?
，则最小值流体为，此换热器的传热效率e=____。
4.列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于_________。
5.有一套管换热器，在内管中空气从46?
被加热到50?
，环隙内有119.6?
的水蒸气冷凝，管壁温度接近___?
。
A（35;B（119.6?
;C（77.3。
6.对膜状冷凝传热，冷凝液膜两侧温差愈大，冷凝传热系数愈____。
13
7.在列管换热器中饱和蒸气加热空气，有:
甲）传热管的壁稳接近加热蒸气温度;乙）换热器总传热系数K将接近空气侧的对流传热系数。
则:
A（甲乙均合理;B（甲乙均无理;C（甲合理，乙无理;D（甲无理，乙合理。
8.在蒸气冷凝传热中，不凝气体的存在对a的影响是______。
A（不凝气体的存在会使a大大降低;B（不凝气体的存在会使a升高;
C（不凝气体的存在对a无影响。
9.对在蒸气-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中在工程上可行的是____。
A（提高空气流速;B（提高蒸气流速;C（采用过热蒸气以提高蒸气流速;
D（在蒸气一侧管壁上装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液。
10.在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差50?
，现因某种原因，两者的温度各升高100?
，则此时的辐射传热量与原来的相比，应该____。
A（增大;B（变小;C（不变;D（不确定。
11.327?
的黑体辐射能力为27?
黑体辐射能力的____倍。
12.物体黑度是指在___温度下，物体的___与_____之比，在数值上它与同一
相等。
温度下物体的_____
13.在卧式列管换热器中用饱和水蒸气冷凝加热原油，则原油宜在___流动，总传热系数接近的对流传热系数值，传热壁面的温度接近于___温度。
列管式换热器的壳程内设置折流挡板，以提高___程流速。
设置隔板以提高14.
____程流速，以达到强化传热的目的。
管程流速的选取，对一般液体取___，气体取____，如果该换热器用水蒸气冷凝来加热原油，那么水蒸气应在____流动。
15.斯蒂芬?
波尔茨曼定律的数学表达式是____，该式表明____。
二、计算题
14
1.有一套管换热器，长为6m15
5.有一传热面积为20m2换热器，用温度为20?
，流量为13200kg/h的冷却水，冷却进口温度为110?
的醋酸，两流体呈逆流流动。
换热器刚投入使用时，冷却水出口温度为45?
，醋酸出口温度为40?
，运转一段时间后，冷热流体流量、进口温度不变，冷却水出口温度降到38?
，水比热为4.2kJ/kg?
?
，忽略管壁及两侧污垢热阻和热损失。
试求:
传热系数下降的百分率。
6.有一列管换热器由f25×2.5mm的120根钢管组成。
110?
的饱和水蒸气在壳方冷凝以加热在管16
4（循环型蒸发器的传热效果比单程型的效果要________。
5（要想提高生蒸汽的经济性，可以________，________,_________，_________。
6（计算温度差损失时以__________计算。
二、计算题
1（在单效蒸发装置中，将二次蒸汽的1/4用来预热原料液。
已知F,1000kg/h，从20?
预热到70?
。
蒸发室内温度为90?
。
完成液的浓度为28,，其沸点98?
，
生蒸汽的温度为120?
。
试求
（1）原料液的浓度x0;
（2）生蒸汽的消耗量D和e;（3）溶液的沸点升高。
2（在传热面积为50m2的蒸发器内将18,的水和盐的溶液浓缩至38,。
原料液的流量为4000kg/h，比热为3.8kJ/（kg.?
），温度为20?
。
蒸发室的温度为60?
，汽化潜热为2355kJ/kg。
生蒸汽的温度为110?
，汽化潜热为2232kJ/kg，D,2600kg/h。
试求:
（1）溶液的沸点升高;
（2）蒸发器的总传热系数。
计算时刻忽略热损失。
，流量为500kg/h，3（在双效并流加料蒸发装置中，第一效浓缩液浓度为16
汽化潜热为2238kJ/kg，温度为108?
;第二效完成液浓度为32,，汽化潜热为2268kJ/kg，温度为90?
。
进入第二效溶液的比热为
3.52kJ/（kg.?
）。
忽略热损失、沸点升高及浓缩热。
试求:
F0和x0。
4（在三效蒸发器内浓缩某液体。
可忽略沸点升高。
进入第一效的蒸汽温度为，最后一效溶液的沸点为51.7?
。
各效的总传热系数分别为2800、2200、1100W/m2.?
。
试确定第一、二效中溶液的沸点。
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