化工原理期末思考题.docx

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化工原理期末思考题

一、填空题

1．在一管路系统中连接U管压差计，系统的压力稳定，那么U管压差计使用的指示液密度越大，则指示液液柱高度差值R越。

2．离心泵的工作点是曲线和________________曲线的交点。

3．可以通过雷诺数来判断流体的流动型态，雷诺数Re=，当Re＞4000时，流体在管路中的流动型态是。

4．在分析对流传热机理时，靠近壁面的有一薄层做层流流动的“膜”，即层流底层，其热量传递的方式主要是。

5．在管壳式换热器中，提高管内流体流动速率，可以加大流体在管内的湍流程度，其传热系数，理由是　　。

6．空气的湿度H越大，则其露点td就越______（填高或低）；对于饱和湿空气，其干球温度t、湿球温度tw和露点td的关系是__________________（大小关系）。

7．离心泵在启动时应先将出口阀_______，目的是____________。

8．全回流操作时，两板之间任一截面的上升蒸气与下降液体的组成相等，传质过程推动力，达到一定分离程度所需的理论塔板数。

9.I-H（焓湿）图共包括5种线,分别是等湿度线、等焓线、________、_________和水蒸气分压线、。

10．流体在圆形直管中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的　　；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的　　倍

11.某设备的真空表读数为500mmHg，设备外环境大气压强为640mmHg，则它的绝对压强为_________Pa。

如果某设备的压力表读数为200mmHg，设备外环境大气压强为640mmHg，则它的绝对压强为_________Pa。

13.流体在圆形直管内作滞流（层流）流动时，其流动阻力及其阻力系数的计算公式分别为_________、______。

14.根据双膜理论，溶解度大的气体吸收过程为_______控制，溶解度小的气体吸收过程是_________控制。

15.某圆形管道外有两层厚度相等的保温材料A和B，温度分布线如右下图所示，则λA______λB（填“﹥”或“﹤”），将______层材料放在里层时保温效果更好。

16.气体的吸收是依据混合物中各组分___________的差异，分离气体混合物的操作；液体的精馏是依据混合物中各组分_______的差异，分离液体混合物的操作。

17.离心泵的性能曲线通常包括______曲线、______和_________曲线。

这些曲线表示在一定转速下，输送某种特定的液体时泵的性能。

18.蒸汽冷凝有__________和__________两种方式。

19.粘度是流体流动过程的物性之一，液体的粘度随温度升高而______，气体的粘度随温度升高而________。

20.在稳态传热过程中，厚度不同的三种材料构成三层接触良好的平壁结构，已知δ1＞δ2＞δ3，导热系数λ1＜λ2＜λ3，其各层的热阻大小顺序为________，各层的导热速率大小顺序为____________。

21．精馏操作的机理是_______________，实现精馏操作的必要条件是和__________________。

22.在二元混合液的精馏中，为达一定分离要求所需理论板数随回流比的增加而_________，当两段操作线的交点落在平衡线上时，所需的理论板数为_________，相应的回流比为最小回流比。

23.牛顿黏性定律的数学表达式是_______，服从此定律的流体称为________。

24.离心泵在启动前应____________，否则会发生________现象；离心泵的安装高度应________允许安装高度,　否则会发生________现象。

25.在填料塔中用清水吸收混合气体中的氨，当水量增大时，气相总传质单元数NOG将_________（填：

增加，减少或不变）。

26.正方形的边长为a，其当量直径为_________。

27.某设备的真空表读数为200mmHg柱，则其绝对压强为mmHg柱。

已知当地大气压强为

28.离心泵内因存有空气而吸不上液的现象称为______，因此离心泵启动之前应先将泵内__________，且应将出口阀________；离心泵的安装高度超过允许吸上高度时，将可能发生_________现象。

29.一定流量的水在圆形直管内呈层流流动，若将管内径增加一倍，流速将为原来的；产生的流动阻力将为原来的      。

30.传热的基本方式有______、______和_____三种。

31.要实现精馏操作，必需有和两种辅助设备。

32.精馏塔有________种进料热状态，其中_______进料时q值最大，该进料温度（填：

大于，小于或等于）____泡点温度。

33.水吸收氨—空气混合气中的氨，是属于__________控制的吸收过程。

34.二组分的连续精馏操作，精馏段操作线方程为y=+,则塔顶回流比R=_____，流出液组成xD=。

35导热系数的单位为____，对流传热系数的单位为____，总传热系数的单位为_____。

36精馏操作的依据是，实现精馏操作的必要条件包括___和________。

37恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括＿阶段和＿阶段。

38流体流动的连续性方程是＿＿＿＿；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

39对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，吸收操作中温度不变，压力增加，可使相平衡常数__（增大、减小、不变），传质推动力______（增大、减小、不变），亨利系数______（增大、减小、不变）。

40在1atm下，不饱和湿空气温度为295K，当加热到375K时，相对湿度____，露点_______。

（增高、降低、不变）

41在滞流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的____次方成正比，在湍流区颗粒的沉降速度与颗粒直径的____次方成正比。

（上册P145）

42相对挥发度α=1，表示不能用____分离，但能用___分离

43流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是___型曲线，其管中心最大流速为平均流速的____倍，摩擦系数λ与Re的关系为_____

44离心泵的安装高度超过允许安装高度时会发生____现象

45．流体在一段水平管中流过，测得平均速度为s，压强降为10Pa，Re为1000，则管中心线上速度为________m/s，若平均速度增大到1m/s，则压强降为_______。

46．只有在______________的管道内，才有ΔPf=P1-P2。

47．对一并联管路，若各支管内的流动阻力分别为Σhf1、Σhf2、Σhf3，则必有____________。

48离心泵安装在一定管路上，其工作点是指_____________________。

49．若离心泵入口处真空表读数为，当地大气压强为，当输送42℃的水（饱和蒸气压为）时，泵内__________发生气蚀现象。

50.通过三层平壁的热传导中，设各层壁面间接触良好，如果测得各层壁面的温度Δt1，Δt2，Δt3，分别为500℃、4OO℃、200℃、100℃，则各层热阻之比为_________。

51蒸气冷凝有__________和__________两种方式。

52．液体在大容器内沸腾时，随着温度差（tw-ts）的不同，出现________、_________和___________三种不同的沸腾状态。

53．流体在圆形直管中强制湍流传热时，对流传热系数关联式为_____________，式中n是为了校正层流底层温度对粘度_的影响，当流体被加热时，n等于_________。

54当流体在管内呈湍流流动时，管内的对流传热热阻主要集中在________，为了减小热阻以提高α值，可采用的措施是___________。

55．蒸汽在套管式换热器的环隙中冷凝以加热管内的空气，则总传热系数值接近于_________的对流传热系数；管壁的温度接近于__________的温度。

56.在卧式管壳式换热器中，用饱和水蒸气冷凝加热原油，则原油宜在________程流动，总传热系数接近于_______的对流传热系数。

57.为减少圆形管导热损失，采用包覆3种保温材料a、b、c。

若，，则包覆的顺序从外到里分别为。

58．在连续操作的精馏塔中，测得相邻两塔板的两相四个组成为、、、，则yn=____，xn=_____，yn+1=____，xn+1=____。

59.某连续精馏塔中，若精馏塔操作线方程的截距等于零，则回流比等于_____，馏出液流量等于______。

60.在某两组分连续精馏过程中，已知进入第n块板的汽相组成为（摩尔分数，下同），从第n块板流出的汽、液组成分别为、，其汽液平衡关系为y=,则第n块板的单板效率为________。

y=,yn+1=,y*=×=，代入上式，有EOG=%

二、选择题

1．流体在圆形直管内作定态流动，雷诺准数Re＝1500，则其摩擦系数应为（）

ABCD无法确定

2.离心泵的适宜操作条件是在其特征曲线中的最佳工况点附近，最佳工况点是（）。

A.最大流量的85%；B.扬程最高点C.功率最大点；D.效率最高点

3.在阻力平方区内，摩擦系数λ（）

A为常数，与Re，ε/d均无关B随Re值加大而减小

C与Re值无关，是ε/d的函数D是Re与ε/d的函数

4.在吸收传质过程中，它的方向和限度，将取决于吸收质在气－液两相平衡关系，若要进行吸收操作，则应控制（）

A.P＞P*B.P＜P*

C.P＝P*D.不能确定。

5.饱和空气在恒压下冷却，温度由t1降至t2，其相对湿度（），绝对湿度H（），露点td（）。

A.增加B.减小C.不变D.无法确定

6.理想流体在圆管内定态流动，以下说法错误的是（）。

A.任意截面的总能量相等；B.任意截面的体积流量相等；

C.能量的不同形式间可转化；D.任意截面的质量流量相等

7.在天津操作的苯乙烯真空精馏塔塔顶真空表的读数是10m水柱，在兰州操作时，若要维持塔内的绝对压强不变，真空表的读数应为_______（已知天津地区的平均大气压为水柱，兰州地区的平均大气压为水柱）。

A.B.C.D.

8.某套管换热器由Ø108×4mm和Ø55×钢管组成，流体在环隙间流动，其当量直径为（）mm。

A.53B.45C.50D.58

9.当流体以层流形态流动时，若管长、流量、流体的性质均不变，管径减小一半，则流动阻力增加__________

A.8倍B.16倍C.2倍D.4倍

10.在进行吸收操作时，吸收操作线总是位于平衡线的（）。

A.上方B.下方C.重合D不能确定

11.吸收操作的目的是分离（）。

A.气体混合物B.液体均相混合物

C.气液混合物D.部分互溶的均相混合物

12.在一符合亨利定律的气液平衡系统中，溶质在气相中的摩尔浓度与其在液相中的摩尔浓度的差值为（）。

A.正值B.负值C.零D.不确定

13.如左图安装的压差计，当拷克缓慢打开时，压差计中的汞面将（）。

A.左低右高B.等高C.左高右低D.无法确定

14.液体在两截面间的管道内流动时,其流动方向是（）。

A.从位能大的截面流向位能小的截面；B.从静压能大的截面流向静压能小的截面；C.从动能大的截面流向动能小的截面；D.从总能量大的截面流向总能量小的截面。

15.冷热两流体的对流给热系数α相差较大时，提高总传热系数K值的措施是

A.　提高小的α值；B.提高大的α值

C.　两个都同等程度提高；D.提高大的α值，同时降低小的α值。

16.对间壁两侧流体一侧恒温,另一侧变温的传热过程,逆流和并流时平均温差大小为（）

A>B<

C=D无法确定

17.离心泵原来输送水时的流量为qV，现改用输送密度为水的倍的水溶液，其它物理性质可视为与水相同，管路状况不变，流量（）。

A.增大B.减小C.不变D.无法确定

18.精馏操作中，当q＜0时，其进料热状况是（）

A.泡点进料B.露点进料

C.气液混合进料D.过热蒸气进料

19、双层平壁定态热传导，两层壁厚相同，各层的导热系数分别为λ1，和λ2，其对应的温度差为△t1和△t2，若△t1＞△t2，则λ1和λ2的关系为（）。

A.λ1＜λ2,B.λ1＞λ2Cλ1=λ2D．无法确定

20、在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是（）

A.同一种流体内部B．连通着的两种流体

C同一种连续流体D.同一水平面上，同一种连续的流体

21、气体在等径圆管内作等温定态流动时，管内各截面上的（）.

A.速度相等B.体积流量相等

C.速度逐渐减小D.质量流速相等

22、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

23、精馏塔中由塔顶向下的第n-1、n、n+1层塔板，其汽相组成关系为（）。

A.B.

C.D.不确定

24、在精馏塔的图解计算中，若进料热状况变化，将使（）。

A．平衡线发生变化；B.操作线与q线发生变化；

C．平衡线和q线发生变化D.平衡线和操作线发生变化

25、全回流时，y-x图上精馏塔的操作线位置（）。

A.在对角线与平衡线之间B.与对角线重合

C.在对角线之下D.在对角线之上

26、在管壳式换热器中，用饱和蒸汽冷凝以加热空气，下面两项判断为（）。

甲：

传热管壁温度接近加热蒸汽温度。

乙：

总传热系数接近空气侧对流传热系数。

A．甲、乙均合理B．甲、乙均不合理

C．甲合理、乙不合理D．甲不合理、乙合理

27、根据双膜理论，在气液接触界面处（      ）。

A.气相组成大于液相组成   B.气相组成小于液相组成

C.气相组成等于液相组成   D.气相组成与液相组成平衡

28、在逆流吸收塔中，用清水吸收混合气中的溶质组分。

其液气比L/V为，平衡关系可表示为Y=（X,Y为摩尔比），溶质的回收率为90%，则液气比与最小液气比之比值为（）。

A.B.C.2D.3

29一定流量的液体在一φ25×的直管内作湍流流动，其对流传热系数αi=1000W/m2·℃；如流量与物性都不变，改用一φ19×2mm的直管，则其α将变为。

A.1259B.1496C.1585D.1678

30某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=，相应的泡点为t1，与之相平衡的汽相组成yA=，相应的露点为t2，则______

A.t1=t2B.t1t2D.不确定

31精馏操作时，若F、D、xF、q、R、加料板位置都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成xD变化为______

A.变小B.变大C.不变D.不确定

32已知湿空气的下列______参数，利用H-I图可查得其他未知参数。

A.（tW，t）B.（td，H）C.（p，H）D.（I，tW）

33流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的_____项。

A.位能B.静压能C.总机械能D.动能

34离心泵开动之前必须充满被输送的流体是为了防止发生_____。

A.气缚现象B.汽化现象C.气浮现象D.汽蚀现象

35某液体在内径为d0的水平管路中稳定流动，其平均流速为u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2（d2=d0/2）的管子时，其流速为原来的______倍。

A.2B.4C.8D.16

36过滤基本方程式是基于＿＿＿＿推导出来的。

A.滤液在介质中呈湍流流动B.滤液在滤渣中呈湍流流动

C.滤液在介质中呈层流流动D.滤液在滤渣中呈层流流动

37在蒸气—空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的_________在工程上可行。

A.提高蒸气流速B.提高空气流速

C.采用过热蒸气以提高蒸气温度D.在蒸气一侧管壁加装翅片，增加冷凝面积

38已知q=，则加料液中液体量与总加料量之比为__________。

A.:

1B.:

1C.1:

D.1:

1

39精馏的操作线是直线，主要基于以下原因＿＿。

A.理论板假定B.理想物系

C.恒摩尔流假定D.塔顶泡点回流

40物料的平衡水分一定是_________。

A.非结合水分B.自由水分C.结合水分D.临界水分

41傅立叶定律是_____的基本定律。

A.对流传热B.热传导C.总传热D.冷凝

41精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最适当的方法是（）

A.液相中易挥发组分进入汽相

B.汽相中难挥发组分进入液相

C.液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但易挥发组分较多

D.液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生

42.在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组成增大，其他条件不变，则气相总传质单元高度将（）。

A．增加B．减小C．不变D．不确定

43.在逆流吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。

平衡关系符合亨利定律。

当进塔气相组成增大，其他条件不变，则出塔气体组成和吸收率的变化为（C）。

A．增大、减小B．减小、增大

C．增大、不变D．增大、不确定

44.精馏操作时，增大回流比，其他操作条件不变，则精馏段液气比（），馏出液组成（），釜残液组成（）。

A．增大B．不变C．不确定D．减小

45.精馏塔的设计中，若进料热状态由原来的饱和蒸气进料改为饱和液体进料，其他条件维持不变，则所需理论板数N（），L（），V（），L′（），V′（）。

A．减小B．不变C．增大D．不确定

46.对于饱和蒸气进料，则L′（）L，V′（）V。

A．等于B．小于C．大于D．不确定

47.在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素无关的是（）。

A、颗粒的几何尺寸；B、颗粒与流体的密度；

C、流体的水平流速；D、颗粒的形状；

48.下述措施中对提高换热器壳程对流传热糸数有效的是（）。

A、设置折流挡板；B、增大板间距；

C、增加管程数；D、增加管内流体的流速

49.操作中的吸收塔，当其它操作条件不变，仅降低吸收剂入塔浓度，则吸收率将（）；又当用清水作吸收剂时，当其它操作条件不变，仅降低入塔气体浓度，则吸收率将（）。

A、增大；B、降低；

C、不变；D、不确定

50.含水湿物料与一定状态下的空气（非饱和状态下的）相接触，能被除去的水分为（）。

A、结合水分和非结合水分；B、平衡水分和自由水分；

C、非结合水分和部分结合水分；D、部分平衡水分和自由水分；

51.层流与湍流的本质区别是：

（）。

A.湍流流速>层流流速B.流道截面大的为湍流，截面小的为层流；

C.层流的雷诺数<湍流的雷诺数；D.层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。

52.精馏操作中，若其它条件都不变，只将塔顶的过冷液体回流改为泡点回流，则塔顶产品组成变化为（）。

A、变小；B、变大；

C、不变；D、不确定；

53.二元溶液连续精馏计算中，进料热状况的变化将引起以下线的变化（）。

A、提馏段操作线与q线；B、平衡线；

C、平衡线与精馏段操作线；D、平衡线与q线；

54.流体在园管内作滞流流动时,阻力与流速的（）成比例,作完全湍流时,则呈（）成比例。

A.平方B.三次方C.一次方D.四次方

55.某筛板精馏塔在操作一段时间后，分离效率降低，且全塔压降增加，其原因及应采取的措施是  （）

A、塔板受腐蚀，孔径增大，产生漏液，应增加塔釜热负荷；

B、筛孔被堵塞，孔径减小，孔速增加，雾沫夹带严重，应降低负荷操作；

C、塔板脱落，理论板数减少，应停工检修；

D、降液管折断，气体短路，需更换降液管。

56.离心泵的扬程是指（）。

A．液体的实际的升扬高度B．单位重量液体通过泵获得的能量

C．泵的吸上高度D．液体出泵和进泵的压强差换算成的液柱高

三．计算题：

1．在如图所示的输水系统中，已知管路总长度（包括所有当量长度，下同）为100m，其中压力表之后的管路长度为80m，管路摩擦系数为，管道内径为，水的密度为1000kg/m3，泵的效率为，输水量为15m3/h。

求：

H=20m,H1=2m,

（1）整个管路的阻力损失，J/Kg；

（2）泵轴功率，kW；

（3）压力表的读数，Pa

解：

取低位槽和高位槽的液面分别为截面1-1´，2-2´，并以截面1-1´为基准面，在截面

1-1´和2-2´之间进行能量衡算，根据实际流体的柏努利方程，有：

Z1+P1/ρg+u12/2g+He=Z2+P2/ρg+u22/2g+Σhf

由已知条件可知：

Z1=0，Z2=20m，P1=P2=0（表压），ρ=×103kg/m3,u1=u2=0,d=,qv=15m3/h,

L1=100m（管路总长度），L2=80m（压力表之后的管路长度）,λ=,η=,水在管内的流速u=4qv/3600πd2=4×15/3600××=（m/s）

根据管路的阻力损失计算公式有

（1）Σhf=λ=×=135（J/kg）

（2）将以上这些已知数据代入

（1）式，得：

He=Z2+λ=20+×

=（m）

P=qvρgHe/3600η=15××103××（3600×=1624（W）=

（3）取低位槽液面和压力表所在平面分别为截面1-1´，2-2´，并以截面1-1´为基准面，在截面1-1´和2-2´之间进行能量衡算，根据实际流体的柏努利方程，有：

He=H1+u2/2g+P1/ρg+λ,

代入已知数据,有:

=2+2×+P2/1000×+×

解得:

P2=×105（Pa）

答：

整个管路的阻力损失为135J/kg,泵的轴功率为,压力表的读数为×105Pa

2.用泵自敞口贮油池向敞口高位槽输送矿物油，流量为吨/小时，高位槽中液面比油池中液面高20m,管路总长430m（包括所有局部阻力的当量长度）。

钢管管径为108×4mm，若油在输送温度下的密度为960kg/m3,粘度为·S，求泵的有效功率和轴功率？

设泵的效率η=65%。

3.在逆流换热器中，用初温为20℃的水将某液体冷却，已知液体的流速为s，比热为（kg·℃），要求将液体的温度从80℃降到30℃，水的出口温度不高于50℃。

已知换热器列管的直径为Ф25×，水走管内，水侧和液体侧的对流给热系数分别为（m2·℃）和kW/（m2·℃），管壁的导热系数为45W/（m·℃）。

试求水的流速和换热面积（水的比热为kJ/（kg·℃））。

4.有一单管程列管式换热器，该换热器管径为5×，管子数37根，管长3米。

今拟采用此换热器冷凝并冷却CS2饱和蒸汽，将CS2由