化工原理第二章习题.docx

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化工原理第二章习题

1.用一离心泵将敞口低位槽中的水送到高位水槽中，两水槽的垂直距离为8m，且已知高位槽内的压力为200kPa（表压）。

当管路内供水量为40m3/h时，管内流动已进入完全湍流区。

已知该泵的特性方程为

（H单位为m,Q单位为m3/h）.现该管路系统改送密度为1200kg/m3的碱液，阀门开度和其它管路条件都不变，问此时泵的流量和有效功率是多少？

解：

输送水时，管路特性曲线方程为

，于是得管路特性方程为：

该泵在水流量为40m3/h时的工作压头可由离心泵的特性方程

求出：

代入管路特性方程可得B值：

B=0.0035

改为输送碱液时，B值不变，于是管路特性方程变为：

泵的特性方程不变，此时它与管路特性方程求解可得输送碱液时的工作点：

m3/h,H=32m

有效功率：

2.用离心泵向水洗塔送水。

在额定转速下，从泵特性曲线查得：

当输水量为3/s时，泵提供的扬程为45m。

阀门全开时管路特性曲线可用

（

单位为m3/s）表示。

为了将管路流量调节到3/s，需关小阀门至一定位置。

问：

（1）因关小阀门而损失的压头；

（2）关小阀门后管路特性曲线方程如何表示？

解：

（1）该泵在流量为3/s时可为流体提供的压头是45m。

泵安装于管路时且当阀门全开时，流量达到m3/s管路所需要的压头为：

；采用关小阀门，这样泵的扬程上升至H=45m时流量会达到要求；（45-38.59）=6.41 m即为关小阀门而引起的压头损失。

（2）关小阀门后，管路特性将与原来有所不同，在

中，

不变，B将发生变化。

此时压头达到45，流量达到，将这些数据代入方程中可得

因此新的管路特性方程为：

3.离心泵工作点的变化与流量调节。

用离心泵将20℃的水从水池送入高压高位槽（见图2-15）。

泵的进、出口处分别装有真空表及压力表。

在一定转速下测得离心泵的流量

、扬程

、泵出口压力p表、泵入口真空度p真以及泵的轴功率

。

现改变以下各条件之一而其它条件不变，问上述离心泵各参数将如何变化？

（1）出口阀门开度增大；

（2）液体密度改为1500kg/m3；

（3）

泵叶轮直径减小5%；

（4）转速提高5%。

解：

（1）出口阀门开度增大，则管路阻力变小，管路特性曲线变平缓；但其起点

不变；泵的特性不会发生变化。

因此，出口阀门开度增大将使工作点向右下方移动（图中由D到E），结果是流量Q增大、扬程He下降、轴功率N上升。

以低位槽液面为上游截面（1-1）、以压力表所在处为下游截面（4-4），写柏努利方程：

（1）

当出口阀门开大时，上式右端各变量中，He下降、u4上升；其余量都不变。

因此，压力表读数下降。

以低位槽液面为上游截面（1-1）、以压力表所在处为下游截面（3-3），写柏努利方程：

（2）

当出口阀门开大时，上式右端各变量中，u3上升、

上升，其余量不变。

因此，真空表读数上升。

（2）高位槽为密闭容器，故管路特性曲线在H轴上截距

中的

为正。

当被输送液体密度增大时，A下降，管路特性曲线向下平移，如图所示。

工作点由A点移到B点。

结果是流量Q增大、扬程He下降、轴功率N上升（泵的H~Q曲线不随被输送液体密度的变化而变化）。

当流量增加时，管内流速和能量损失都增大，由式

（2）可知，真空表读数增大。

以压力表所在处（4-4）为上游截面，以管路出口处（2-2）为下游截面，写柏努利方程：

（3）

其中

。

由式（3）可以看出，流量增加时，管路能量损失增大，在流体密度上升的情况下，压力表读数是增加的。

（3）叶轮直径减小5%时泵的特性曲线变化情况如图所示，特性曲线由1变为3，工作点由C变为D，结果是流量Q减小、扬程He下降、轴功率N下降。

（用切割定律也可得到相同的结论）

流量减小时，管路能量损失减小，由式

（2）可知，真空表读数下降。

流量减小时，管路能量损失减小，由式（3）可以看出，压力表读数要减小。

（4）转速提高5%时泵的特性曲线变化如图所示，特性曲线由1变为2，工作点由C变为E，结果是流量Q增加、扬程He上升、轴功率N上升。

由式（3）可知，压力表读数增加；

由式

（2）可知，真空表读数增加。

点评：

离心泵的工作状态与其工作点对应，而工作点由泵的特性和管路的特性共同决定。

改变这两种特性都可以使工作点发生变化，对应的流量、压力、轴功率、压力表和真空表都会发生变化。

工程上，离心泵所在管路的流量调节也正是基于这一原理而实现的。

4离心泵安装高度的影响因素

用某种型号的离心泵从敞口容器中输送液体，离心泵的吸入管长度为12m，直径为62mm。

假定吸入管内流体流动已进入阻力平方区，直管摩擦阻力系数为0.028，总局部阻力系数

.1，当地的大气压为⨯105Pa。

试求此泵在以下各种情况下允许安装高度为多少？

（1）输送流量为25m3/h、温度为20︒C的水；

（2）输送流量为25m3/h、温度为60︒C的水；

（3）输送流量为25m3/h、温度为20︒C的油；（饱和蒸汽压⨯104Pa，密度740kg/m3）

（4）输送流量为30m3/h、温度为20︒C的水

（5）输送流量为25m3/h的沸腾水。

解：

（1）从泵的样本查得，该泵在流量为25m3/h，允许汽蚀余量为2.0m。

吸入管内流速：

吸入管路阻力损失：

EMBEDEquation.3

20︒C水的饱和蒸汽压。

此时泵的允许安装高度为：

EMBEDEquation.3

（2）60︒C水的饱和蒸汽压3kPa，代入上式解得：

（3）20︒C油饱和蒸汽压⨯104Pa，将相关数据代入上式得：

（4）流量变化，则吸入管路阻力也要变化。

此时，

最大允许安装高度：

（5）液体沸腾时，

此时，

点评：

影响离心泵最大允许安装高度的因素可以概括为以下几个方面：

①流体的种类，一般来说，蒸汽压越大，最大允许安装高度越低；

②流体的温度，温度越高，最大允许安装高度越低；

③流体流量，流量越大，吸入管路阻力越大，最大允许安装高度越低；

④储槽压力和吸入管路配置情况；

⑤当被输送液体沸腾时，最大允许安装高度与流体的种类无关，主要取决于流体的流量和吸入管路的阻力。

可见，生产中流体温度和流量的上浮都可能导致原本正常工作的泵发生汽蚀。

因此，计算泵的最大允许安装高度时，应以可能的最高操作温度和流量来计算。

v小测验

v第五章

v第一章

v第二章

v第三章

v第四章

第六章

第五章传热

1.翅片管换热器的翅片应安装在（A）。

A.α小的一侧B.α大的一侧C.管内D.管外

2.工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（C）。

A.增加热阻，减少热量损失;B.节约钢材、增强美观;C.增加流体的湍动，提高传热效果。

3.对流传热是由（C）因素产生的。

A.流体分子的热振动（传导）;B.流体体内电子的移动;C.流体质点的位移、扰动。

4.热量传递的基本方式是（D）。

A.恒温传热和稳态变温传热;B.导热给热和热交换;

C.气化、冷凝与冷却;D.传导传热、对流传热与辐射传热

5.传热基本方程Q＝KAΔtm，式中的Δtm是指（B）的平均温度差。

A.器壁内外壁面;B.器壁两侧流体;C.流体进出口;D.器壁与流体之间。

6.流体主体与器壁间的对流传热,其热阻主要存在于（C）。

A.流体主体内;B.器壁内;C.滞流内层中;D.流体湍流区域内。

7.对一台正在工作的列管式换热器，已知αi＝116w/m2.K,α0＝11600w/m2.K，要提高传热系数K，最简单有效的途径是（A）。

A.设法增大αi;B.设法增大α0;C.同时增大αi和α0。

8.用饱和水蒸汽加热空气时，传热管的壁温接近（B）

vA.蒸汽的温度；

vB.空气的出口温度；

vC.空气进、出口平均温度

9.（C）是指当间壁两侧泠、热流体之间的温度为1K时，在单位时间内通过单位传热面积，由热流体传给冷流体的热能。

vA.导热系数λ；

vB.对流传热系数ａ；

vC.总传热系数K

10.间壁两侧流体的对流传热系数相差较大时，要提高K值，关键在于提高对流传热系数ａ（B）之值。

vA.大者；

vB.小者；

vC.两者；

11.在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气，此过程的总传热系数K值接近于（C）。

vA.α蒸汽B.α空气

vC.α蒸汽与α空气的平均值

12.对流传热仅发生在（C）中。

vA.固体

vB.静止的流体

vC.流动的流体

13.稳定的多层平壁的导热中，某层的热阻愈大，则该层的温度差（A）。

vA.愈大B.愈小C.不变

14.流体与固体壁面间的对流传热，当热量通过滞流内层时，主要是以（A）方式进行的。

vA.热传导

vB.对流传热

vC.热辐射

15.物质的导热系数，一般来说：

金属的入（B），非金的入（D），液体的入（C），气体的入（A）。

vA.最小B.最大

vC.较小D.较大

16.做传热实验时发现，空气在螺旋管内的α值（A）在光滑管内的α值；空气在螺旋管内流动的压强降△P（C）在光滑管内流动的△P。

vA.大于B.小于C.等于

17.强化传热的主要途径是（B）。

vA.增大传热面积

vB.提高传热系数K值

vC.提高冷、热流体的平均△tm

18.当冷热两流体无相变且进、出口温度分别相同时的折、错流换热器，其平均温度差△tm都比纯逆流时的△tm。

（A）。

vA.大B.小C.相同

19.喷淋式换热器属于（A）换热器的一种。

vA.混合式B.间壁式C.蓄热式

20.对流传热方程中Q=α.A.△t中,的△t是指（C）的温度差。

vA.内壁与外壁

vB.冷、热流体的平均

vC.壁面与流体之间

21.稳定传热是指传热系统内各点的温度（B）。

vA.既随时间而变，又随位置而变

vB.只随位置而变，不随时间而变

vC.只随时间而变，不随位置而变。

22.对于沸腾传热，工业生产一般应设法控制在（A）沸腾下操作。

vA.泡核

vB.稳定的膜状

vC.不稳定的膜状

23.蒸汽中不凝性气体的存在，会使它的对流传热系数α值（A）。

vA.降低B.升高C.不变

24.为了提高列管换热器管内流体的α值，可在器内设置（A）。

vA.分程隔板（多管程）

vB.折流挡板

vC.多壳程

25.在稳定变温传热中，流体的流向选择（B）时传热平均温度差最大。

vA.并流B.逆流

vC.错流D.折流

26.（C）是一种以电磁波传递热能的方式。

vA.传导B.对流C.辐射

27.两流体进行换热时，每一流体在换热器内的任一位置，任一时间的温度皆相等，这种传热称为（B）。

vA.稳定变温传热

vB.恒温传热

vC.变温传热

28.导热是（A）热量传递的主要方式。

vA.固体中B.液体中C.气体中

29.换热器中单位时间内，冷热流体间所交换的热能，称为此换热器的（A）

vA.热负荷

vB.传热速率

vC.传热系数

31.蒸汽冷凝时，膜状冷凝的α（C）滴状冷凝的α。

vA.等于B.大于C.小于

v下列不能提高对流传热膜系数的是（B）.

vA.利用多管程结构

vB.增大管径

vC.在壳程内装折流挡板

vD.冷凝时在管壁上开一些纵槽

v用潜热法计算流体间的传热量（B）。

A.仅适用于相态不变而温度变化的情况

B.仅适用于温度不变而相态变化的情况

C.仅适用于既有相变化，又有温度变化的情况

D.以上均错

v可在器内设置搅拌器的是（C）换热器。

vA.套管B.釜式

vC.夹套D.热管

v热导率（导热系数）的单位为（B）。

vA.W/（m·℃）B.W/（㎡·℃）C.W/（㎏·℃）D.W/（S·℃）

v多层串联平壁稳定导热，各层平壁的导热速率（C）。

vA.不相等B.不能确定

vC.相等D.下降

v夏天电风扇之所以能解热的原因是因为（B）。

vA.它降低了环境温度

vB.产生强制对流带走了人体表面的热量

vC.增强了自然对流

vD.产生了导热

v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（A）。

甲：

传热管壁温度接近加热蒸汽温度。

乙：

总传热系数接近于空气侧的对流传热系数。

vA.甲、乙均合理

vB.甲、乙均不合理

vC.甲合理、乙不合理

vD.甲不合理、乙合理

v下列哪一种不属于列管式换热器（C）。

v形管式B.浮头式

vC.螺旋板式D.固定管板式

问答题

v下列不属于强化传热的方法的是（D）。

vA.加大传热面积

vB.加大传热温度差

vC.加大流速

vD.加装保温层

v用饱和水蒸气加热空气时，传热管的壁温接近（A）。

vA.蒸汽的温度

vB.空气的出口温度

vC.空气进、出口的平均温度

vD.无法确定

v冷、热流体在换热器中进行无相变逆流传热，换热器用久后形成污垢层，在同样的操作条件下，于无垢层相比，结垢后的换热器的K（B）。

vA.变大B.变小

vC.不变D.不确定

v对流给热热阻主要集中在（D）。

vA.虚拟膜层B.缓冲层

vC.湍流主体D.层流内层

v在套管换热器中，用热流体加热冷流体。

操作条件不变，经过一般时间后管壁结垢，则K（C）。

vA.变大B.不变

vC.变小D.不确定

v选用换热器时，在管壁与壳壁温度相差多少时考虑需要进行热补偿（B）。

vA.20℃B.50℃

vC.80℃D.100℃

v在管壳式换热器中安装折流挡板的目的，是为了加大壳程流体的（C），使湍动程度加剧，以提高壳程对流传热系数。

vA.黏度B.密度

vC.速度D.高度

v总传热系数与（A）无关

vA传热面积B流体流动状态

vC污垢热阻D壁厚

v不能提高传热速率的途径有（A）

vA延长传热时间B增大传热面积C增加传热温差D提高K

v在化工生产中,传热有哪些要求?

v传热一般有两方面的要求：

v1、尽量使传热情况良好,即要求高的传热效率,以减少设备尺寸；

v2、尽量避免传热,即保温或保冷。

v强化传热过程应采取哪些途径?

v增大单位体积的传热面积

v增大传热的平均温度差

v提高传热系数k

v1提高流速

v2在流体中加入添加物，增强边界层湍动

v3减少结垢并定期除垢

v4采用导热系数大的传热壁面

v为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作?

第六章蒸发

v蒸发可适用于…A

vA、溶有不挥发性溶质的溶液

vB、溶有挥发性溶质的溶液

vC、溶有不挥发性溶质和溶有挥发性溶质的溶液

vD、挥发度相同的溶液

1.蒸发操作中，从溶液中汽化出来的蒸汽，常称为（B）。

vA.生蒸汽；

vB.二次蒸汽；

vC.额外蒸汽

2.蒸发室内溶液的沸点（B）二次蒸汽的温度。

vA.等于；B.高于；C.低于

3.（C）下的蒸发，称为真空蒸发。

vA.加压；B.常压；C.减压

4.在蒸发操作中，若使溶液在（A）下沸腾蒸发，可降低溶液沸点而增大蒸发器的有效温度差。

vA.减压；B.常压；C.加压

5.在单效蒸发中，从溶液中蒸发1kg水，通常都需要（C）1kg的加热蒸汽。

vA.等于；B.小于；C.不少于

6.蒸发器的有效温度差是指（A）。

vA.加热蒸汽温度与溶液的沸点之差；

vB.加热蒸汽与二次蒸汽温度之差；

vC.温度差损失

7.提高蒸发器生产强度的主要途径是增大（C）。

vA.传热温度差；

vB.加热蒸汽压力；

vC.传热系数；

vD.传热面积；

8.中央循环管式蒸发器属于（A）蒸发器。

vA.自然循环；

vB.强制循环；

vC.膜式

9.标准式蒸发器适用于（C）的溶液的蒸发。

vA.易于结晶；

vB.粘度较大及易结垢；

vC.粘度较小

10.列文式蒸发器属于（A）蒸发器

vA.自然循环；

vB.强制循环；

vC.单程型

11.蒸发热敏性而不易于结晶的溶液时，宜采用（B）蒸发器。

vA.列文式；

vB.膜式；

vC.外加热式；

vD.标准式

12.采用多效蒸发的目的是为了提高（B）。

vA.完成液的浓度；

vB.加热蒸汽经济程度；

vC.生产能力

13.多效蒸发中，蒸汽消耗量的减少是用增加（A）换取的。

vA.传热面积；

vB.加热蒸汽压力；

vC.传热系数

14.对热敏性及易生泡沫的稀溶液的蒸发，宜采用（C）蒸发器。

vA.中央循环管式；

vB.列文式；

vC.升膜式

15.平流加料的多效蒸发流程，浓缩液（C）排出。

vA.在第一效；

vB.在未效；

vC.分别在各效

v对于在蒸发过程中有晶体析出的液体的多效蒸发，最好用C蒸发流程

vA、并流法

vB、逆流法

vC、平流法

vD、都可以

16.温度差损失△′的大小除与溶液种类和溶液中的溶质的浓度有关，还与（A）有关。

vA.蒸发器操作压力；

vB.蒸发器内液柱高度；

vC.加热蒸汽压力

17.膜式蒸发器内溶液是（C）流动的。

vA.自然循环；

vB.强制循环；

vC.不循环

第一章流体力学

1.表压与大气压、绝对压的正确关系是（A）。

A.表压＝绝对压-大气压

B.表压＝大气压-绝对压

C.表压＝绝对压+真空度

选择题

2.压力表上显示的压力，即为被测流体的（B）。

A.绝对压

B.表压

C.真空度

选择题

3.设备内的真空度愈高，即说明设备内的绝对压强（B）。

vA.愈大

vB.愈小

vC.愈接近大气压

选择题

4.一密闭容器内的真空度为80kPa,则表压为（B）kPa。

vA.80

vB.－80

v

选择题

5.在静止的连续的同一液体中，处于同一水平面上各点的压强（A）

A.均相等

B.不相等

C.不一定相等

选择题

6.当水面压强为一个工程大气压，水深20m处的绝对压强为（C）。

A.1个工程大气压

B.2个工程大气压

C.3个工程大气压

选择题

7.为使U形压差计的灵敏度较高，选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度差

（ρ指-ρ）的值（B）。

vA.偏大B.偏小C.越大越好

选择题

8.稳定流动是指流体在流动系统中，任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量（A）。

A.仅随位置变，不随时间变

B.仅随时间变，不随位置.

C.既不随时间变，也不随位置变

选择题

9.流体在稳定连续流动系统中，单位时间通过任一截面的（B）流量都相等。

vA.体积B.质量C.体积和质量

选择题

10.转子流量计的主要特点是（C）。

•A恒截面、恒压差；

B.变截面、变压差；

C.变截面、恒压差；

D.变流速、恒压差。

选择题

11.圆直管内流动流体，湍流时雷诺准数是（B）

•Re<2000

•Re>4000

•Re=2000～4000

选择题

12.根据雷诺实验，流体在圆直管中作稳态流动时，一般认为滞流时的雷诺准数是（A）。

vA.Re<2000

vB.Re>4000

vC.2000

选择题

13.圆管的当量直径（B）它的内径。

vA.大于

vB.等于

vC.小于

选择题

14.园管的摩擦系数λ=64/Re公式的适用范围是（A）。

vA.层流

vB.过渡流

vC.湍流

选择题

15.滞流时，园管中心处的流速为平均流速的（A）倍

v

vB.2

v

选择题

16.在稳定流动系统中，水由粗管连续地流入细管，若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（C）倍。

vA.2B.8C.4

选择题

17.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（C）。

vA.流动速度大于零

vB.管边不够光滑

vC.流体具有粘性

选择题

18.一般情况下，温度升高，液体的粘度（B）；气体的粘度（A）。

vA.增大B.减小C.不变

选择题

19.流体在管内作湍流流动时，滞流内层的厚度随雷诺数Re的增大而（B）。

vA.增厚B.减薄C.不变

第二章流体输送机械

选择题

1.离心泵最常用的调节方法是（B）

vA.改变吸入管路中阀门开度

vB.改变压出管路中阀门的开度

vC.安置回流支路，改变循环量的大小

vD.车削离心泵的叶轮

选择题

2.离心泵效率最高的点称为（C）

vA.工作点B.操作点C.设计点

选择题

3.离心泵铭牌上标明的扬程是指（D）

vA.功率最大时的扬程

vB.最大流量时的扬程

vC.泵的最大扬程

vD.效率最高时的扬程

选择题

4.离心泵铭牌上标明的流量是指（A）

vA.效率最高时的流量

vB.泵的最大流量

vC.扬程最大时的流量

vD.最小扬程时的流量

5.当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为（B）

vA.气体的粘度太小

vB.气体的密度太小

vC.气体比液体更容易起漩涡

vD.气体破坏了液体的连续性

6.离心泵漏入大量空气后将发生（B）

vA.汽化现象

vB.气缚现象

vC.汽蚀现象

vD.气浮现象

7.为避免发生气蚀现象，应使离心泵内的最低压力（A）输送温度下液体的饱和蒸汽压。

vA.大于；

vB.小于；

vC.等于

8.由于泵内存有气体，启动离心泵而不能送液的现象，称为（B）现象。

vA.气蚀B.气缚C.喘振

9.离心泵的允许吸上真空度随泵的流量增大而（B）

vA.增大B.减少C.不变

10.流量调节，离心泵常用（A），往复泵常用（C）

vA.出口阀