化工基础习题 M.docx

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化工基础习题M

第一章

1.化工生产中，物料衡算的理论依据是，热量衡算的理论基础是。

2.物理量的单位可以概括为_________和_________两大类。

3.单元操作是化工生产过程中的，根据所遵循的基本原理的不同，可将单元操作分为_________、__________、___________。

4.力在国际单位制中的是__________，而用SI制用本单位表示时,则为______________。

5.生产过程中，设备内无任何物料累积的过程称为。

6.计算：

丙烷充分燃烧时要使空气过量25%,燃烧反应方程式为：

C3H8+5O2→3CO2+4H2O。

试计算得到100mol燃烧产物（又称烟道气）需要加入空气的物质的量。

7.有一个4×3m2的太阳能取暖器，太阳光的强度为3000kJ/（m2?

h），有50%的太阳能被吸收用来加热流过取暖器的水流。

水的流量为min，求流过取暖器的水升高的温度。

第二章

流体静力学

1.理想流体是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；而实际流体是指_＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

2.压力表上的读数为=_________kgf?

cm-2,真空表上的读数为=________mmHg（真空度）。

3.液柱压力计量是基于______________原理的测压装置,用U形管压差计测压时,当一端与大气相通时,读数R表示的是_________或___________。

4.天津和兰州的大气压强分别为和，苯乙烯真空精馏塔的塔顶要求维持的绝对压强，试计算两地真空表的读数（即真空度）。

5.有一密闭反应器，在反应前，旧式压力表上显示压强为·cm-2，反应终了并经冷却后，U形水银压强计示数为250mm（真空度），问该反应器内，反应前后的绝对压强各为多大？

6.求空气在真空度为400mmHg、温度为-40℃时的密度。

当地大气压为750mmHg。

7.如图所示，水在管道中流动。

为测得A-A′、B-B′截面的压力差，在管路上方安装一U形压差计，指示液为水银。

已知压差计的读数R＝150mm，试计算A-A′、B-B′截面的压力差。

已知水与水银的密度分别为1000kg/m3和13600kg/m3。

8.用U形压差计测量某气体流经水平管道两截面的压力差，指示液为水，密度为1000kg/m3，读数R为12mm。

为了提高测量精度，改为微差压力计，指示液A为含40％乙醇的水溶液，密度为920kg/m3，指示液C为煤油，密度为850kg/m3。

问读数可以放大多少倍？

此时读数为多少？

9.思考：

如何证明玻璃管内的液位与容器内液位等高？

流动基本概念

1.雷诺准数的表达式为________________。

当密度ρ＝,粘度μ=3厘泊的某液体,在内径d=10mm，以流速在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为______.

2.某长方形截面的通风管道,其截面尺寸为40×30mm,其当量直径de为______.

3.流体体积流量用＿＿＿＿＿来计算；质量流量用＿＿＿＿＿来计算；而流体流速用＿＿＿＿＿来计算。

4.牛顿粘性定律表达式为＿＿＿＿＿＿＿＿，其粘性系数（粘度）的物理意义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

5.流体在园直管内流动，当Re≥4000时的流型称为＿＿＿，其平均速度与最大流速的关系为＿＿＿＿＿＿，而Re≤2000的流型称为＿＿＿，其平均速度为＿＿＿＿＿＿。

6.流体的粘度指______________________________________。

粘度值随温度变化而变化,对于液体，温度升高，粘度________；对于气体，温度升高，粘度________。

7.稳定流动的定义是___________________。

8.某液体在套管环隙内流动,大管规格为φ56×3mm,小管规格为φ30×,液体粘度为1mN?

s?

m-2,密度为1000kg?

m-3,流速为1m?

s-1则该液体在套管环隙内流动的Re=_________。

9.流体在园管内流动时,由于流体具有粘性,使得___________处速度为零,管的________处速度最大。

10.圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为?

s-1,其体积流量为___________.平均流速为__________.

11.流体沿壁面流动时,我们把速度梯度显着存在的区域称为_____________。

衡算

1.采用虹吸管从高位槽向反应釜中加料。

高位槽和反应釜均与大气相通。

要求物料在管内以m·s-1的速度流动。

若料液在管内流动时的能量损失为J·N-1，试求高位槽的液面应比虹吸管的出口高出多少米才能满足加料要求？

2.如附图所示，从高位槽向塔内进料，高位槽中液位恒定，高位槽和塔内的压力均为大气压。

送液管为φ45×的钢管，要求送液量为h。

设料液在管内的压头损失为,（不包括出口能量损失），试问高位槽的液位要高出进料口多少米？

3.如附图所示，某厂利用喷射泵输送氨。

管中稀氨水的质量流量为1×104kg/h，密度为1000kg/m3，入口处的表压为147kPa。

管道的内径为53mm，喷嘴出口处内径为13mm，喷嘴能量损失可忽略不计，试求喷嘴出口处的压力。

阻力

1.要求向精馏塔中以均匀的流速进料，现装设一高位糟，使得料液自动流入精馏塔中，如附图所示。

若高位槽的液面保持的高度不变，塔内操作压力为·cm-2（表压），塔的进料量需维持在50m3·h-1，则高位槽的液面应该高出塔的进－料口多少米才能达到要求？

若已知料液的粘度为×10-3Pa·s，密度为900kg·m-3，连接管的尺寸为φ108mm×4mm的钢管，其长度为h+m，管道上的管件有180°的回弯头、截止阀及90°的弯头各一个。

2.用离心泵把水从贮槽送至附图所示表压强为×104Pa的水洗塔中，贮槽液面恒定，其上方为常压。

泵入口比贮槽液面高2m，贮槽液面与输送管出口端垂直距离为20m。

在某输送量下，泵对每kg水作的功为J/kg，管内的摩擦系数为。

泵的吸入和压出管路总长分别为10m及100m（包括管件及入口的当量长度，但不包括出口的当量长度），管子直径为φ108×4mm。

若在泵出口处装一压强表，测压处与泵入口间的位差和摩擦阻力均可略去不计，试求压强表读数。

3.某工厂将密度为×103kg·m-3的稀盐酸用真空抽吸装置输送到上一层楼，提升高度h=3m，当地大气压，储槽有效容积1m3，要求2min把它装满。

输送管用57mm×耐酸钢管，由低位槽到高位槽的阻力损失∑Hf=1m液柱，高位槽到真空泵的压强降Δpf=10kPa。

求：

（1）高位槽所需的真空度p2（真空度）;

（2）真空泵的实际真空度；

（3）若该真空泵最大真空度为×104Pa，求最大提升高度z2（∑Hf变化不计）。

输送设备

1.用离心泵将贮槽中的料液输送到蒸发器内，敞口贮槽内液面维持恒定。

已知料液的密度为1200kg·m-3，蒸发器上部的蒸发室内操作压力为200mmHg（真空度），蒸发器进料口高于贮槽内的液面15m，输送管道的直径为ф68mm×4mm，送液量为20m3·h-1。

设溶液流经全部管路的能量损失为·N-1（不包括出口的能量损失），若泵的效率为60％，试求泵的功率。

2.某化工厂用泵将敞口碱液池中的碱液（密度为1100kg/m3）输送至吸收塔顶，经喷嘴喷出，如附图所示。

泵的入口管为φ108×4mm的钢管，管中的流速为s，出口管为φ76×3mm的钢管。

贮液池中碱液的深度为，池底至塔顶喷嘴入口处的垂直距离为20m。

碱液流经所有管路的能量损失为kg（不包括喷嘴），在喷嘴入口处的压力为（表压）。

设泵的效率为60%，试求泵所需的功率。

3.某工段领到一台离心泵，泵的铭牌上标着：

流量qv=20m3·h-1，扬程H’e=米水柱，转速n=2900转/分，允许吸上真空高度Hs=，泵的流量和扬程均符合要求，若已知管路的全部阻力为米水柱，当时当地大气压为736毫米汞柱，试计算：

（1）输送20℃水时泵的安装高度为多少？

（2）输送90℃水时泵的安装高度为多少？

4.选用某台离心泵，从样本上查得其允许吸上真空高度Hs=，现将该泵安装在海拔高度为500m处（在海拔500m处大气压强Ha=mH2O），已知吸入管的压头损失为1mH2O，泵入口处动压头为mH2O，夏季平均水温为40℃，问该泵安装在离水面5m高处是否合适？

第三章

一、填空题

1.传导传热的傅立叶定律为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿其各项表示为＿＿＿＿＿＿＿,＿＿＿＿＿,＿＿＿＿,＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

2.热量传递的方式主要有三种:

________、__________、_________.

3.稳定热传导是指_____________________不随时间而改变。

4.导热是________热传递的主要方式，对流传热是指________的传热过程。

5.由多层等厚平壁构成的导热壁面中,所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻就愈________,其两侧的温度差愈______。

6.某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失，若容器外表温度为500℃，而环境温度为20℃，采用某隔热材料,其厚度为240mm，λ=·m-1·K-1,此时单位面积的热损失为_______。

（注:

大型容器可视为平壁）

7.在包有二层相同厚度保温材料的圆形管道上，应该将______________材料包在内层，其原因是______________，______________。

8.厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好，已知δ1>δ2>δ3;导热系数λ1<λ2<λ3。

在稳定传热过程中，各层的热阻R1____R2____R3;各层导热速率Φ1___Φ2___Φ3。

（填>,<或=）

9.一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果应＿＿＿＿＿＿，主要原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

10.在多层平壁稳定热传导中，通过各层的传热速率＿＿。

11.有两种不同的固体材料，它们的导热系数第一种λ1>>第二种λ2，若作为换热器材料，应选用____种；当作为保温材料时，应选用____种。

12.多层平壁导热的总热阻等于___________。

13.水垢的热阻较大的原理，主要是___________。

14.牛顿冷却定律的表达式为_________，给热系数（或对流传热系数）α的单位是_______。

15.某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为20℃和40℃,此时传热平均温度差△t=_________.

16.在列管式换热器中,用饱和蒸气加热空气,此时传热管的壁温接近________流体的温度,总传热系数K接近______流体的对流给热系数.

17.强化传热的方法之一是提高K值.而要提高K值,则应提高对流传热系数____________________.

18.平壁总传热系数K与间壁两侧对流传热系数α1、α2以及间壁导热系数λ的关系为_____________.当平壁厚4mm,导热系数为45（w.时,两侧给热系数分别为8000和600时,总传热系数K=_____________________.

19.某逆流操作的间壁式换热器中,热流体的进、出口温度为80℃和50℃,冷流体的进出口温度为20℃和40℃,此时传热平均温度差△tm=_______.

20.对流传热牛顿冷却定律为＿＿＿＿,其各项表示为＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。

21.对流传热中的努塞特准数式是＿＿＿＿,它反映了＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

22.对流体