化工原理三基试题库解读.docx

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化工原理三基试题库解读

流体流动与输送

一．名词解释：

流体连续性假设：

流体是有连续的流体质点组成的，个个质点相互挨着，它们之间没有空隙。

理想流体：

无粘性、在流动过程中不产生摩擦阻力的流体。

相对密度：

物质密度与4℃纯水密度之比。

体积流量：

单位时间内流体流经管道任一横截面积的体积。

质量流量：

单位时间内流体流经管道任一横截面积的质量。

流速：

单位时间内流体质点在流动方向上流经的距离。

定常态流动：

在流体流动系统内，任一空间位置上的流量、流速、压力和密度等物理参数只随空间位置的改变而改变，而不随时间变化。

非定常态流动：

在流体流动系统内，任一空间位置上的部分或全部物理参数时间而改变。

湍流（紊流）：

管中流动流体的质点相互扰混，是流体质点的流动速度和方向呈不规则变化，甚至形成涡流。

层流（滞流）：

管中流动流体的质点只沿管轴方向平行流动，而不做垂直于管轴方向的径向扰动。

扬程：

泵对每牛顿液体提供的能量。

二．填空题：

1．表压强=绝对压强—大气压强（+，—）。

2．真空度=大气压强—绝对压强（+，—）。

3．流体静力学方程：

P

=P

+

gh。

4．流速u与体积流量V的关系为V=u.A。

5．质量流量G与流速u的关系为=

.u.A。

6．已知流速为u，体积流量为V，则管道直径d为

。

7．层流时，R

为R

>2000，湍流时R

为2000

<4000。

8．湍流流动流体内的摩擦阻力主要集中在层流内层之中。

9．流体流动的连续性方程为G=常数。

10．柏努利方程中，

项称为静压头，单位为m。

11．局部阻力损失

h

与压强ΔP的关系为ΔP=

.

h

。

12．当流体在管道中作层流流动时，λ与R

的关系为λ=

。

三．判断题：

1．流体流动连续性方程适用于任意流动状态的流体。

（X）

2．离心泵启动前先灌泵以防止“气蚀”现象。

（X）

3．湍流流动流体内的摩擦阻力主要集中在层流内层中。

（√）

四．简答题：

1．简述粘度的物理意义。

答：

速度梯度为1时，因流体粘性而产生的剪应力；即，单位面积上所产生的内摩擦大小。

2．简述“气蚀”现象及解决措施。

答：

“气蚀”现象：

泵吸入的流体在泵入口处气化，形成气泡混杂在液体中，由泵中心的低压区进入泵外缘高压区，由于气泡受压而迅速凝结，使流体内部出现局部真空，周围的液体则以极大的速度填补气泡凝结后出现的空间，可产生很大冲击力，损坏泵壳和叶轮。

解决措施：

确定适当的安装高度。

3．简述“气缚”现象及解决措施。

答：

“气缚”现象：

泵内部分空间被空气充满，由于空气的密度小，产生的离心力小，从而使液体难以吸入，泵不能正常工作。

解决措施：

①启动前先灌泵。

②吸入管应不漏入空气。

③在吸入管底口安装底阀，不使停车时泵内液体流出。

④不用于输送因抽吸而沸腾气化的低沸点液体或高温液体。

传热过程

一．名词解释：

定常态热传导：

物体中各点温度不随时间变化，即，温度是位置的函数，与时间无关。

二．判断题：

1．热流量与传热推动力成正比，与热阻成反比。

（√）

2．气体的导热系数最小，液体居中，固体（除绝热材料外）的导热系数最大。

（√）

3．对流传热膜系数a是流体固有的物性参数。

（Ⅹ）

三．简答题：

1．简述影响对流传膜系数α的因素。

答：

（1）流体的种类。

（2）流体的性质。

（3）流体的流型。

（4）对流的种类。

（5）传热壁面的形状、位置和大小。

2．简述传热系数K的物理意义。

答：

当壁面两侧流体主体温度之间的温度差为1K时，单位时间内通过单位间壁面积所传递的热量。

3．简述强化传热的途径。

答：

（1）增大传热面积。

（2）增大平均温度差

。

（3）增大传热面积。

四．填空题：

1．热量传递的基本方式有______热传导________、_______对流传热______和_____辐射______。

吸收

一．判断题：

1．亨利系数E随着温度的升高而增大。

（√）

2．当温度、压强一定时，易溶气体的相平衡常数m值较小。

（√）

3．当温度、压强一定时，难溶气体的相平衡常数m值较大。

（√）

4．吸收速率与传质推动力成正比，与传质阻力成反比。

（√）

5．吸收塔操作线方程与操作温度、压强无关。

（√）

6．吸收操作线总是位于平衡线上方。

（√）

7．吸收操作的传质单元数越大，吸收过程越难进行。

（√）

8．加压和降温有利于吸收操作。

（√）

9．升温和减压有利于吸收操作。

（Ⅹ）

10．溶解度系数H随温度的升高而减小。

（√）

11．亨利系数E值越大，气体的溶解度越小。

（√）

二．简答题：

1．简述双膜理论。

答：

双膜理论的要点有：

①在气、液两相间的定常态传质过程中，两相之间有一稳定的界面，在界面两侧各有一有效的滞流膜层。

②界面上没有传质阻力，在相界面上，气、液两相互成平衡状态。

③两相主体中浓度梯度为零（浓度梯度全部集中在两个有效膜层内）。

2．简述吸收剂的选择原则。

答：

①溶解度：

对吸收质溶解度尽可能大，对杂质尽可能小。

②挥发性：

难挥发。

③粘度：

粘度小，有利于溶质的传递及液体的输送。

④腐蚀性：

腐蚀性要小，以降低设备制造费用和维修费用。

⑤其它方面：

毒性小，不易燃易爆，价廉易得，化学稳定性好。

3．什么是亨利定律。

答：

稀溶液上方溶质的平衡分压与其在液相中的浓度成正比。

数学表达式为：

=E

4．什么是气膜控制。

答：

对于溶解度大的气体，因为溶解系数H很大，当

和

值数量级相近时，

〉〉

，表明吸收过程阻力几乎全部集中在气膜层中，即

，只要溶质扩散到界面，便立即溶解于液相中，所以液膜阻力可以忽略不计，吸收速率为气相一侧所控制，这种情况称为气膜控制。

5．什么是液膜控制。

答：

对于溶解度小的气体，因为溶解系数H很小，当

和

值数量级相近时，

〉〉

，表明吸收过程阻力几乎全部集中在液膜层中，即

，此时气膜阻力可以忽略不计，吸收速率为液相一侧所控制，这种情况称为液膜控制。

精馏

一．名词解释：

理想溶液：

指溶液中不同组分分子间的作用力和相同分子间的作用力完全相等。

理论塔板：

气液两相在塔板上充分接触后使得离开该塔板的气、液两相达到了平衡，则气液两相符合气液相平衡关系，这种塔板称为理想塔板。

二．判断题：

1．平衡曲线距离对角线越远，说明该溶液越易分离。

（√）

2．相对挥发度a值越大，该溶液越易分离。

（√）

3．离开实际塔板的气液两相呈平衡状态。

（Ⅹ）

三．简答题：

1．简述恒物质的量流假设。

答：

①恒物质的量气化：

精馏塔内除了加料板以外再没有中间加料或出料的情况下，每一层塔板上升气流的物质的量流量相等，但精馏段和提馏段上升蒸汽的物质的量流量不一定相等。

②恒物质的量溢流：

精馏塔内除了加料板以外再没有中间加料或出料的情况下，每一层塔板下降液流的物质的量流量相等，但精馏段和提馏段下降液流的物质的量流量不一定相等。

2．简述精馏基本原理。

答：

多次部分气化和多次部分冷凝相结合。

3．简述精馏的几种进料热状况。

答：

①冷液体进料：

原料为低于泡点温度的液体。

L’〉L+F,V’〉V

②泡点液体进料：

料液温度为泡点的饱和液体。

L’=L+F,V’=V

③气液混合物进料：

原料为温度介于泡点和露点之间的气液混合物。

L

④饱和蒸汽进料：

原料为温度处于露点的饱和蒸汽。

L=L’，V=V’+F

⑤过热蒸汽进料：

原料为温度高于露点的过热蒸汽。

L’V’+F

4．简述影响塔板效率的因素。

答：

①物性因素：

，D等。

②结构因素：

塔板类型，板间距，塔径，堰高，溢流方式等。

③操作因素：

T，P,u,

等。

5.列举评价塔设备的指标。

①分离效率：

每层塔板或单位高度填料层所能达到的分离程度。

②生产能力：

单位时间单位塔板截面上处理的物料量。

③压力降：

气相通过每层塔板或单位高度填料层的压力降。

④操作弹性：

在负荷变化时，仍能维持定态操作并保持高分离效率的能力。

⑤持液量：

塔在正常操作时填料表面、塔内构件和塔板上所能保持的液体量，它随操作负荷的变化而增减。

6.简述五种进料热状况下的q的取值。

答：

①冷液体进料：

q〉1

②泡点液体进料：

q=1

③气液混合物进料：

0

④饱和蒸汽进料：

q=0

⑤过热蒸汽进料：

q<0

四．填空题：

1．通常根据__比表面积_

_、__空隙率

__是衡量填料性能优劣的要素。

2.泡点液体进料时，L’=L+F,V’=V（<,>,=）.

3.饱和蒸汽进料时，L=L’，V=V’+F（<,>,=）.

4.饱和蒸汽进料时，q=0。

5.泡点液体进料时，q=1。

6．精馏过程的操作线为直线，主要基于___恒物质的量流_____假设。

干燥

一.填空题

1.干燥进行的必要条件是物料表面所产生的水汽（或其它蒸汽）压力_大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压。

2.干燥这一单元操作，既属于传热过程，又属传质过程。

3.相对湿度φ值可以反映湿空气吸收水汽能力的大小，当φ值大时，表示该湿空气的吸收水汽的能力__小____;当φ=0时。

表示该空气为_____绝干空气______。

4.干燥速率曲线是在恒定干燥条件下测定的，其恒定干燥条件是指：

干燥介质（热空气）的温度、湿度、速度以及与物料接触的方式均恒定。

5.在一定空气状态下干燥某物料，能用干燥方法除去的水分为自由水分；首先除去的水分为非结合水分；不能用干燥方法除的水分为平衡水分。

6.已知某物料含水量X=0.4kg水.kg-1绝干料，从该物料干燥速率曲线可知：

临界含水量Xc=0.25kg水.kg-1绝干料，平衡含水量X*=0.05kg水.kg-1绝干料，则物料的非结合水分为___0.15_______，结合水分为____0.25______，自由水分为____0.35__，可除去的结合水分为___0.2_____。

7.作为干燥介质的湿空气，其预热的目的___降低相对湿度（增大吸湿的能力）和提高温度（增加其热焓）。

8.当空气的湿含量一定时，其温度愈高，则相对温度愈__低_____，表明空气的吸湿能力愈____强______，所以湿空气在进入干燥器之______前______都要经________预热器预热______。

9.在等速干燥阶段，干燥速率____最大或恒定________，物料表面始终保持被润湿，物料表面的温度等于____热空气的湿球温度____________，而在干燥的降速阶段物料的温度________上升或接近空气的温度_________。

10.固体物料的干燥是属于______传热和传质________过程，干燥过程得以进行的条件是物料表面所产生的水汽（或其它蒸汽）压力_____________大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压_______________。

11.固体物料的干燥，一般分为______恒速和降速___________两个阶段。

12.在对流干燥器中最常用的干燥介质是______不饱和的热空气_________，它既是______载热体____又是_载湿体_____。

13.等焓干燥过程的条件是_______________干燥器内无补充热，无热损失，且被干燥的物料带进，带出干燥器的热量之差可以忽略不计。

14.在干燥系统中，预热器加入的热量用于______________蒸发水份，加热空气与物料以及消耗于干燥系统中的热损失。

15.若将湿空气的温度降至其露点以下，则湿空气中的部分水蒸汽___________冷凝析出______________。

16.对于不饱和空气，表示该空气的三个温度，即：

干球温度t，湿球温度tw和露点td间的关系是____t＞tw＞td__________。

17.由干燥速率曲线可知恒速干燥阶段所除去的水分是____非结合水分______，降速干燥阶段除去的水分是____非结合水和结合水___________。

18.等速干燥阶段物料表面的温度等于___干燥介质一热空气的湿球温度_____。

19.恒速干燥与降速干燥阶段的分界点，称为_________临界点_____；其对应的物料含水量称为__________临界含水量___________。

20.物料的临界含水量的大小与__________物料的性质，厚度和恒速干燥速度的大小_______________等因素有关。

21.1kg绝干空气及_______其所带的Hkg水汽______________所具有的焓，称为湿空气的焓。

22.湿空气通过预热器预热后，其湿度____不变_____，热焓_____增加________，相对湿度_____减少____。

（增加、减少、不变）

23.用不饱和的湿空气来干燥物料时，要使干燥过程得以顺利进行的条件是_____不断供给热能和将汽化的水汽带走______。

二.选择题

1.干燥是（C）过程。

A.传质；B.传热；C.传热和传质。

2.空气的湿含量一定时，其温度愈高，则它的相对温度（A）。

A.愈低、B.愈高；C.不变

3.当空气的t=tw=td时，说明空气的相对湿度φ（A）。

A.=100%；B.＞100%；C.＜100%

4.湿空气经预热后，空气的焓增大，而（B）。

A.H，φ都升高；B.H不变φ降低；C.H，φ都降低

5.作为干燥介质的热空气，一般应是（B）的空气。

A.饱和；B.不饱和；C.过饱和

6.在一定空气状态下，用对流干燥方法干燥湿物料时，能除去的水分为（D），不能除去水分为（C）。

A.结合水分；B.非结合水分；

C.平衡水分；D.自由水分。

7.恒速干燥阶段，物料的表面温度等于空气的（B）。

A.干球温度；B.湿球温度；C.露点

8.影响恒速干燥速率的主要因素是（C）。

A.物料的性质；B.物料的含水量；

C.空气的状态

9.影响降速干燥阶段干燥速率的主要因素是（C）。

A.空气的状态；B.空气的流速和流向；

C.物料性质与形状。

10.将不饱和的空气在总压和湿度不变的情况下进行冷却而达到饱和时的温度，称为湿空气的（C）。

A.湿球温度；B.绝热饱和温度；C.露点

11.在干燥流程中，湿空气经预热器预热后，其温度（A），相对湿度（B）。

A.升高；B.降低；C.不变

12.物料中非结合水分的特点之一是其产生的水蒸汽压（C）同温度下纯水的饱和蒸汽压。

A.大于；B.小于；C.等于

13.实验结果表明：

对于空气一水蒸汽系统，当空气流速较大时，其绝热饱和温度（D）湿球温度。

A.大于；B.等于；C.小于；D.近似等于

14.对不饱和的湿空气，其露点（C）湿球温度（C）干球温度。

A.大于；B.等于；C.小于

15.在一定的干燥条件下，物料厚度增加，物料的临界含水量XC（A），而干燥所需的时间（A）。

A.增加；B.减少；C.不变

16.若离开干燥器的空气温度（t）降低而湿度（H）提高，则干燥器的热效率会（C），而空气消耗量会（A）。

A.减少；B.不变；C.增加