化工原理复习题上.docx

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化工原理复习题上

一、填空题（每空1分，共20分）

1．流体在圆形直管内作滞流流动时，其速度分布呈_________形曲线，此时摩擦系数λ的计算式为__________。

2．球形颗粒的阻力系数ξ曲线按Ret值可分为三个区、和。

3．实现沉降的先决条件是分散相和连续相之间存在差异。

4．总传热系数K值总是接近热阻的流体侧的对流传热系数α值。

5．强化传热的途径有，和。

6．流体在光滑管内作完全湍流流动时，摩擦系数λ仅与有关。

7．测量流体流量时，随着流体流量增大，转子流量计的转子两端压差值。

8．通常离心泵的压头H随体积流量Q的增大而。

9．在恒定压差条件，随着过滤操作的进行，过滤阻力变，过滤速度变。

10．离心泵的必需汽蚀余量随流量的加大而。

11．某套管换热器，内管和外管的直径分别为φ30×2.5mm与φ56×3mm，其环隙的当量直径为__________mm。

12．因次分析法的基础是和。

13．液体的粘度随温度的升高而变。

二、选择题（每题2分，共20分）

1．过滤基本方程是基于（）推导出来的。

A．滤液在介质中呈湍流流动B．滤液在介质中呈层流流动

C．滤液在滤渣中呈湍流流动D．滤液在滤渣中呈层流流动

2．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

3．沉降室的生产能力与（）有关。

A．颗粒沉降速度和沉降室高度B．沉降面积

C．沉降面积和颗粒沉降速度D．沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度

4．对流传热速率=系数×推动力，其中推动力是（）

A．两流体的温度差　　　　　B．流体与壁面间的温度差

C．同一流体的温度差　　　　　D．两流体的速度差

5．离心沉降速度ur随旋转半径r的增加而（）。

A．增大B．减小C．恒定

6．换热器中冷热流体一般为逆流流动，这主要是为了（）。

A.提高传热系数B.减少冷却剂用量

C.提高对数平均温度差D.减小流动阻力

7．往复泵的压头随流量的增大而（）。

A．增大B．减小C．不变

8．对双层平壁的稳态导热过程，壁厚相同，各层的导热系数分别为λ1和λ2，其对应的温差分别为△t1和△t2，若△t1>△t2，则λ1和λ2的关系为（）。

A．λ1<λ2B．λ1=λ2C．λ1>λ2D．不确定

9．离心泵在恒定转速下的扬程与流量（H－Q）曲线为已知，现增大转速，此时H～Q线会（）。

A．上移B.下移C.不变D.不确定

10．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

三、解释下列概念或术语（每题3分，共18分）

1．球形度2．气蚀现象3．流动边界层

4．灰体5．滤饼比阻；6．自由沉降

四、计算题（共42分）

1．（12分）板框过滤机恒压下过滤某种悬浮液，过滤机的尺寸为：

滤框的边长为800mm（正方形），每框厚度为40mm，共10个框。

现已测得：

过滤10分钟得到滤液1.3m3，再过滤10分钟共得到滤液1.9m3，已知1m3滤液可形成0.1m3的滤饼，试计算：

（1）过滤常数K为多少m2/s?

（2）将滤框完全充满滤饼所需的过滤时间为多少分钟?

（3）若洗涤时间和辅助时间共30分钟，求该机生产能力为多少m3滤液/h?

2．（12分）在由118根252.5，长为3m的钢管组成的列管式换热器中，用饱和水蒸汽加热空气，空气走管程。

已知加热蒸汽的温度为132.9℃，空气的质量流量为7200kg/h，空气的进、出口温度分别20℃和60℃，操作条件下的空气比热为1.005kJ/（kg·℃），空气的对流给热系数为50W/（m2·℃），蒸汽冷凝给热系数为8000W/（m2·℃），假定管壁热阻、垢层热阻及热损失可忽略不计。

试求：

（1）加热空气需要的热量Q为多少？

（2）以管子外表面为基准的总传热系数K0为多少？

（3）此换热器能否完成生产任务？

3．（8分）内径为15mm，外径为19mm的金属管，导热系数λ1=20W/（m·℃），其外包扎一层厚为30mm的保温材料，导热系数λ2=0.2W/（m·℃），若金属管内表面温度为680℃，保温层表面温度为80℃，试求每米管长的热损失、金属管外表面温度以及保温层中的温度分布。

4．（10分）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d1为53mm，喷嘴出口处内径d2为13mm，喷嘴能量损失可忽略不计，试求喷嘴出口处的压力。

一、填空题（每空1分，共20分）

1．当密度880kg·m-3，粘度6.5×10-4Pa·s的苯，以流速为0.06m·s-1在内径为20mm的圆管中流动时，其雷诺数为，流动类型为。

2．某流体在圆管中呈层流流动，今用皮托管测得管中心的最大流速为4m·s-1，此时管内的平均流速为。

3．实现沉降的先决条件是分散相和连续相之间存在差异。

4．离心泵的调节方式通常有、两种。

5．流体在光滑管内作湍流流动时，摩擦系数λ与和有关。

6．测量流体流量时，随着流体流量增大，转子流量计的转子两端压差值；孔板流量计的孔板两端压差值。

7．某长方形截面的通风管道,其截面尺寸为30×20mm，其当量直径为__________。

8．横穿洗涤过程中，洗水所走路径为过滤终了滤液所走路径的倍，而洗涤面积为过滤面积的倍。

9．气体的粘度随温度的升高而。

10．在恒定压差条件，随着过滤操作的进行，过滤阻力变，过滤速度变。

11．离心泵的必需汽蚀余量随流量的加大而。

12．在湍流情况下，计算局部阻力所引起的能量损失的方法有_________和_________。

13．若蒸汽管道的保温层小于临界直径，增加保温层的厚度，热损失变_________。

二、选择题（每题2分，共20分）

1．在恒压过滤实验中，提高过滤温度，过滤常数K（）。

A．变大B．变小C．不变

2．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

3．沉降室的生产能力与（）有关。

A．颗粒沉降速度和沉降室高度B．沉降面积

C．沉降面积和颗粒沉降速度D．沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度

4．以下物质的导热系数由大到小的一般顺序为（）。

①纯金属②气体③非金属液体④绝热材料

A．①>③>④>②B．①>④>③>②

C．①>③>②>④>D．①>②>③>④>

5．因次分析法的目的在于（）。

A．得到各变量间的确切定量关系B．得到各无因次数群的确切定量关系

C．用无因数群代替变量，使实验与关联工作简化

D．用无因数群代替变量，使实验结果更可靠

6．换热器中冷热流体一般为逆流流动，这主要是为了（）。

A.提高传热系数B.减少冷却剂用量

C.提高对数平均温度差D.减小流动阻力

7．以下离心泵的性能参数与流体密度有关的是（）。

A．扬程B．效率C．轴功率D．流量

8．对双层平壁的稳态导热过程，壁厚相同，各层的导热系数分别为λ1和λ2，其对应的温差分别为△t1和△t2，若△t1<△t2，则λ1和λ2的关系为（）。

A．λ1<λ2B．λ1=λ2C．λ1>λ2D．不确定

9．离心泵在恒定转速下的扬程与流量（H－Q）曲线为已知，现减小转速，此时H～Q线会（）。

A．上移B.下移C.不变D.不确定

10．一般换热器平均温度差应（）。

A．≥10℃B．≥5℃C．≤10℃D．<20℃

三、解释下列概念或术语（每题3分，共18分）

1．粒级效率；2．热流密度；3．克希霍夫定律

4．扬程；5．临界汽蚀余量6．球形度

四、计算题（共42分）

1．（8分）用一台工业过滤机过滤某碳酸钙悬浮液，过滤面积为12m2，可容纳滤饼的容积为0.15m3，实验测得过滤常数K为2×10-4m2/s，Ve为0.005m3，滤饼体积与相应的滤液体积之比υ为0.03m3。

试求：

（1）过滤到设备内充满滤渣所需的时间；

（2）当设备内充满滤渣时的过滤速率。

2．（12分）粘度为30cp、密度为900kg/m3的某油品自容器A流过内径40mm的管路进入容器B。

两容器均为敞口，页面视为不变。

管路中有一阀门，阀前管长50m，阀后管长20m（均包括所有局部阻力的当量长度）。

当阀门全关时，阀前后的压力表读数分别为88.3kPa和44.2kPa。

现将阀门打开至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30m。

试求：

管路中油品的流量。

3．（12分）拟采用降尘室回收炉气中所含的球形固体颗粒。

降尘室的面积为10m2，宽和高均为2m。

已知：

操作条件下，气体的密度为0.75kg/m3，粘度为2.5×10-5Pa·s，固体的密度为3000kg/m3；降尘室的生产能力为3m3/s；沉降在层流区。

试求：

（1）理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径；

（2）粒径为40μm的颗粒的回收率。

4．（10分）有一废热锅炉，由φ25×2.5mm锅炉钢管组成，其导热系数为45W/（m·K）。

管外沸腾的水的饱和温度为226.4℃，管内输送合成转化气，温度有575℃下降到472℃。

已知转化气侧α1=300W/（m2·K），水侧α2=10000W/（m2·K），忽略污垢热阻，试求平均壁温Tw和tw。

一、填空题（每空1分，共20分）

1．当密度880kg·m-3，粘度6.5×10-4Pa·s的苯，以流速为0.06m·s-1在内径为20mm的圆管中流动时，其雷诺数为，流动类型为。

2．某流体在圆管中呈层流流动，今用皮托管测得管中心的最大流速为4m·s-1，此时管内的平均流速为。

3．实现沉降的先决条件是分散相和连续相之间存在差异。

4．离心泵的调节方式通常有、两种。

5．流体在光滑管内作湍流流动时，摩擦系数λ与和有关；若其作完全湍流（阻力平方区），则λ仅与有关。

6．测量流体流量时，随着流体流量增大，转子流量计的转子两端压差值；孔板流量计的孔板两端压差值。

7．某长方形截面的通风管道,其截面尺寸为30×20mm，其当量直径为__________。

8．横穿洗涤过程中，洗水所走路径为过滤终了滤液所走路径的倍，而洗涤面积为过滤面积的倍。

9．气体的粘度随温度的升高而。

10．在恒定压差条件，随着过滤操作的进行，过滤阻力变，过滤速度变。

11．离心泵的必需汽蚀余量随流量的加大而。

12．在湍流情况下，计算局部阻力所引起的能量损失的方法有_________和_________。

二、选择题（每题2分，共20分）

1．在恒压过滤实验中，提高过滤温度，过滤常数K（）。

A．变大B．变小C．不变

2．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

3．沉降室的生产能力与（）有关。

A．颗粒沉降速度和沉降室高度B．沉降面积

C．沉降面积和颗粒沉降速度D．沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度

4．以下物质的导热系数由大到小的一般顺序为（）。

①纯金属②气体③非金属液体④绝热材料

A．①>③>④>②B．①>④>③>②

C．①>③>②>④>D．①>②>③>④>

5．因次分析法的目的在于（）。

A．得到各变量间的确切定量关系B．得到各无因次数群的确切定量关系

C．用无因数群代替变量，使实验与关联工作简化

D．用无因数群代替变量，使实验结果更可靠

6．换热器中冷热流体一般为逆流流动，这主要是为了（）。

A.提高传热系数B.减少冷却剂用量

C.提高对数平均温度差D.减小流动阻力

7．以下离心泵的性能参数与流体密度有关的是（）。

A．扬程B．效率C．轴功率D．流量

8．对双层平壁的稳态导热过程，壁厚相同，各层的导热系数分别为λ1和λ2，其对应的温差分别为△t1和△t2，若△t1<△t2，则λ1和λ2的关系为（）。

A．λ1<λ2B．λ1=λ2C．λ1>λ2D．不确定

9．离心泵在恒定转速下的扬程与流量（H－Q）曲线为已知，现减小转速，此时H～Q线会（）。

A．上移B.下移C.不变D.不确定

10．一般换热器平均温度差应（）。

A．≥10℃B．≥5℃C．≤10℃D．<20℃

三、解释下列概念或术语（每题3分，共18分）

1．粒级效率；2．热流密度；3．黑度

4．扬程；5．临界汽蚀余量6．球形度

四、计算题（共42分）

1．（8分）用一台工业过滤机过滤某碳酸钙悬浮液，过滤面积为12m2，可容纳滤饼的容积为0.15m3，实验测得过滤常数K为2×10-4m2/s，Ve为0.005m3，滤饼体积与相应的滤液体积之比υ为0.03m3。

试求：

（1）过滤到设备内充满滤渣所需的时间；

（2）当设备内充满滤渣时的过滤速率。

2．（12分）粘度为30cp、密度为900kg/m3的某油品自容器A流过内径40mm的管路进入容器B。

两容器均为敞口，页面视为不变。

管路中有一阀门，阀前管长50m，阀后管长20m（均包括所有局部阻力的当量长度）。

当阀门全关时，阀前后的压力表读数分别为88.3kPa和44.2kPa。

现将阀门打开至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30m。

试求：

管路中油品的流量。

3．（12分）拟采用降尘室回收炉气中所含的球形固体颗粒。

降尘室的面积为10m2，宽和高均为2m。

已知：

操作条件下，气体的密度为0.75kg/m3，粘度为2.5×10-5Pa·s，固体的密度为3000kg/m3；降尘室的生产能力为3m3/s；沉降在层流区。

试求：

（1）理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径；

（2）粒径为40μm的颗粒的回收率。

4．（10分）有一废热锅炉，由φ25×2.5mm锅炉钢管组成，其导热系数为45W/（m·K）。

管外沸腾的水的饱和温度为226.4℃，管内输送合成转化气，温度有575℃下降到472℃。

已知转化气侧α1=300W/（m2·K），水侧α2=10000W/（m2·K），忽略污垢热阻，试求平均壁温Tw和tw。

一、填空题（每空1分，共20分）

1．流体在圆形直管内作滞流流动时，其速度分布呈_________形曲线，中心最大速度为平均速度的________倍，此时摩擦系数λ的计算式为__________。

2．球形颗粒在静止流体中作重力沉降，经历________和_______两个阶段。

沉降速度是指_______阶段，颗粒相对于流体的运动速度。

3．实现沉降的先决条件是分散相和连续相之间存在差异。

4．总传热系数K值总是接近热阻的流体侧的对流传热系数α值。

5．努塞尔特准数Nu表示的准数，其表达式为。

普兰特准数Pr是表示

的准数，其表达式为。

6．流体在光滑管内作完全湍流流动时，摩擦系数λ仅与有关。

7．测量流体流量时，随着流体流量增大，转子流量计的转子两端压差值；孔板流量计的孔板两端压差值。

8．通常离心泵的压头H随体积流量Q的增大而。

9．在恒定压差条件，随着过滤操作的进行，过滤阻力变，过滤速度变。

10．离心泵的必需汽蚀余量随流量的加大而。

11．某套管换热器，内管和外管的直径分别为φ30×2.5mm与φ56×3mm，其环隙的当量直径为__________mm。

二、选择题（每题2分，共20分）

1．过滤基本方程是基于（）推导出来的。

A．滤液在介质中呈湍流流动B．滤液在介质中呈层流流动

C．滤液在滤渣中呈湍流流动D．滤液在滤渣中呈层流流动

2．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

3．沉降室的生产能力与（）有关。

A．颗粒沉降速度和沉降室高度B．沉降面积

C．沉降面积和颗粒沉降速度D．沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度

4．对流传热速率=系数×推动力，其中推动力是（）

A．两流体的温度差　　　　　B．流体与壁面间的温度差

C．同一流体的温度差　　　　　D．两流体的速度差

5．以水作实验流体所测得的直管阻力系数与雷诺数的关系适用于（）。

A．牛顿型流体B．只有液体流体C．任何流体D．只有水本身

6．换热器中冷热流体一般为逆流流动，这主要是为了（）。

A.提高传热系数B.减少冷却剂用量

C.提高对数平均温度差D.减小流动阻力

7．以下物理量不属于离心泵的性能参数（）。

A．扬程B．效率C．轴功率D．有效功率

8．对双层平壁的稳态导热过程，壁厚相同，各层的导热系数分别为λ1和λ2，其对应的温差分别为△t1和△t2，若△t1>△t2，则λ1和λ2的关系为（）。

A．λ1<λ2B．λ1=λ2C．λ1>λ2D．不确定

9．离心泵在恒定转速下的扬程与流量（H－Q）曲线为已知，现增大转速，此时H～Q线会（）。

A．上移B.下移C.不变D.不确定

10．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

三、解释下列概念或术语（每题3分，共18分）

1．离心分离因子2．临界汽蚀余量3．扬程

4．黑体5．虚拟滤饼厚度；6．球形度

四、计算题（共42分）

1．（12分）板框过滤机恒压下过滤某种悬浮液，过滤机的尺寸为：

滤框的边长为800mm（正方形），每框厚度为40mm，共10个框。

现已测得：

过滤10分钟得到滤液1.3m3，再过滤10分钟共得到滤液1.9m3，已知1m3滤液可形成0.1m3的滤饼，试计算：

（1）过滤常数K为多少m2/s?

（2）将滤框完全充满滤饼所需的过滤时间为多少分钟?

（3）若洗涤时间和辅助时间共30分钟，求该机生产能力为多少m3滤液/h?

2．（12分）在由118根252.5，长为3m的钢管组成的列管式换热器中，用饱和水蒸汽加热空气，空气走管程。

已知加热蒸汽的温度为132.9℃，空气的质量流量为7200kg/h，空气的进、出口温度分别20℃和60℃，操作条件下的空气比热为1.005kJ/（kg·℃），空气的对流给热系数为50W/（m2·℃），蒸汽冷凝给热系数为8000W/（m2·℃），假定管壁热阻、垢层热阻及热损失可忽略不计。

试求：

（1）加热空气需要的热量Q为多少？

（2）以管子外表面为基准的总传热系数K0为多少？

（3）此换热器能否完成生产任务？

3．（10分）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d1为53mm，喷嘴出口处内径d2为13mm，喷嘴能量损失可忽略不计，试求喷嘴出口处的压力。

4．（8分）内径为15mm，外径为19mm的金属管，导热系数λ1=20W/（m·℃），其外包扎一层厚为30mm的保温材料，导热系数λ2=0.2W/（m·℃），若金属管内表面温度为680℃，保温层表面温度为80℃，试求每米管长的热损失、金属管外表面温度以及保温层中的温度分布。

一、填空题（每空1分，共20分）

1．当密度880kg·m-3，粘度6.5×10-4Pa·s的苯，以流速为0.06m·s-1在内径为20mm的圆管中流动时，其雷诺数为，流动类型为。

2．某流体在圆管中呈层流流动，今用皮托管测得管中心的最大流速为4m·s-1，此时管内的平均流速为。

3．实现沉降的先决条件是分散相和连续相之间存在差异。

4．离心泵的调节方式通常有、两种。

5．流体在光滑管内作湍流流动时，摩擦系数λ与和有关；若其作完全湍流（阻力平方区），则λ仅与有关。

6．测量流体流量时，随着流体流量增大，转子流量计的转子两端压差值；孔板流量计的孔板两端压差值。

7．某长方形截面的通风管道,其截面尺寸为30×20mm，其当量直径为__________。

8．工业上的过滤操作分为两大类，即和。

9．液体的粘度随温度的升高而。

10．在恒定压差条件，随着过滤操作的进行，过滤阻力变，过滤速度变。

11．离心泵的必需汽蚀余量随流量的加大而。

12．在湍流情况下，为克服局部阻力所引起的能量损失有_________和_________两种计算方法。

二、选择题（每题2分，共20分）

1．在恒压过滤实验中，提高过滤温度，过滤常数K（）。

A．变大B．变小C．不变

2．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

3．沉降室的生产能力与（）有关。

A．颗粒沉降速度和沉降室高度B．沉降面积

C．沉降面积和颗粒沉降速度D．沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度

4．以下物质的导热系数由大到小的一般顺序为（）。

①纯金属②气体③非金属液体④绝热材料

A．①>③>④>②B．①>④>③>②

C．①>③>②>④>D．①>②>③>④>

5．因次分析法的目的在于（）。

A．得到各变量间的确切定量关系B．得到各无因次数群的确切定量关系

C．用无因数群代替变量，使实验与关联工作简化

D．用无因数群代替变量，使实验结果更可靠

6．换热器中冷热流体一般为逆流流动，这主要是为了（）。

A.提高传热系数B.减少冷却剂用量

C.提高对数平均温度差D.减小流动阻力

7．以下离心泵的性能参数与流体密度有关的是（）。

A．扬程B．效率C．轴功率D．流量

8．对双层平壁的稳态导热过程，壁厚相同，各层的导热系数分别为λ1和λ2，其对应的温差分别为△t1和△t2，若△t1<△t2，则λ1和λ2的关系为（）。

A．λ1<λ2B．λ1=λ2C．λ1>λ2D．不确定

9．离心泵在恒定转速下的扬程与流量（H－Q）曲线为已知，现减小转速，此时H～Q线会（）。

A．上移B.下移C.不变D.不确定

10．U型压差计不可能测出的值为（）。

A．表压B．真空度C．压强差D．绝对压强

三、解释下列概念或术语（每题3分，共18分）

1．自由沉降；2．热对流；3．黑度

4．管路特性曲线；5．气蚀余量6．球形度

四、计算题（共42分）

1．（8分）用一台工业过滤机过滤某碳酸钙悬浮液，过滤面积为12m2，可容纳滤饼的容积为0.15m3，实验测得过滤常数K为2×10-4m2/s，Ve为0.005m3，滤饼体积与相应的滤液体积之比υ为0.03m3。

试求：

（1）过滤到设备内充满滤渣所需的时间；

（2）当设备内充满滤渣时的过滤速率。

2．（10分）用水测定一台离心泵的特性曲线，在某一次试验中测得：

流量为10m3/h，泵出口处压力表的读数为1.7atm（表压），泵入口出真空表的读数为160mmHg（真空度），轴功率为1.07kw，电动机的转速为2900r/min，真空表与压力表间垂直距离为0.5