化工原理 填空简答选择.docx

1、化工原理 填空简答选择化工原理（上）试卷一 一. 填空题1. 在流动系统中，若截面上液体压强、密度、流速等仅随空间位置改变，不随时间改变，称为稳定流动。2. 离心泵启动步骤为关闭出口阀灌液；常用出口阀或泵的转速调节流量；往复泵常用旁路或改变曲柄转速和活塞行程调节流量。3. 用离心泵向锅炉供水，若锅炉中的压力突然升高，则泵提供的流量变小，扬程增加。4. 牛顿冷却定律的表达式为Q=hSt ，给热系数（或对流传热系数）h的单位是Wm-2K-1。5. 工业上常用过滤方式有深层过滤和滤饼过滤；悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是减小可压缩滤饼的流动阻力，提高饼的刚度。二. 简答题 1. 何谓离心泵的“汽蚀

2、”现象，对泵的操作有何危害?应如何防止?答：“汽蚀”：由于泵的安装高度过高，使泵内入口处的压强等于或低于输送液体温度下的饱和蒸汽压时，液体气化，气泡形成，气泡到泵的高压区破裂，周围液体以较高速度冲击叶轮的现象，称为“汽蚀”现象。“汽蚀”发生时液体因冲击而产生噪音、振动、使流量减少，甚者无液体排出。为防止“汽蚀”现象发生；泵的实际安装高度应不高于允许安装高度。2. 为什么安装离心泵时要控制其安装高度？答：防止汽蚀；保证离心泵吸液。3. 在热传导中，管外绝热层材料包的越厚，热损失就越少，对否?为什么?答：这个结论是不正确的，这是保温层的热传导和保温层外表面的自然对流传热过程，保温层厚度增大时，导热

3、热阻增大，但自然对流传热热阻下降，总热阻随保温层厚度的变化存在一个最小值（临界半径rc），rc=/，当保温层半径小于临界半径时，越厚总热阻越小，保温效果就越差。化工原理（上）试卷二一. 填空题1. 边界层的定义是流速降至未受边壁影响流速的99以内的区域。边界层按其中的流型可 分为层流边界层和湍流边界层。3.离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：Q = 0.05m3/s时，H= 20m ；管路特性为Qe= 0.05m3/s时，He = 18m ，则在该流量下，消耗在调节阀门上的扬程值为2m。4. 两厚度相同但导热系数不同的双层平壁稳定热传导过程，已知两层温度差t1t2，则通过两层传热量相等。5

4、. 对于通风机，习惯上将压头表示成单位体积气体所获得的能量，其国际制单位为N/m2，所以风机的压头称为风压。6. 在滤饼过滤中真正有效的过滤介质是不断增厚的滤饼，深层过滤中固体颗粒沉积于较厚的过滤介质内部。7. 板框过滤机过滤面积为0.3m2，在表压150 kPa恒压下过滤某种悬浮液。5h后得滤液100m3，过滤介质阻力可忽略。如过滤面积加倍其它情况不变可得滤液200 m3；若过滤5h后再用8m3与滤液性质相近的水洗涤滤饼，需洗涤时间3.2h（? w =8aw?）；当表压加倍，滤饼压缩指数为0.4时，5h后得滤液123m3。(V2=KA2?=2kP1-sA2?)9. 用常压水蒸气冷凝来加热空气

5、，空气平均温度为20，则壁温约为100。二. 问答题1. 如图，有一敞口高位槽，由管线与密闭的低位水槽相连接，在什么条件下，水由高位槽向低位槽流动？为什么？答：当pa /+gZp2/时，水向低位槽流动，此时高位槽势能高于密闭容器势能，流体流动。2. 传热过程中冷热流体有几种接触方式？分别举一实习见过的或你熟悉的换热设备。答：传热过程中冷热流体有三种接触方式：直接接触式，如饱和热水塔；间壁式，如煤气发生炉外的夹套式换热器，列管换热器，水冷器等；蓄热式换热，如蓄热室、实习所见的改造前的燃烧室等。化工原理（上）试卷三一. 填空题1. 流体在等径管中作稳定流动，流体流动时产生阻力的根本原因是流体具有粘

6、性，流体的流速沿管长 不变。2. 流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的2倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的1/4倍。如果流体的流量不变,而圆形直管的内径减少二分之一,且管径减少前后流体均保持层流,则因直管阻力引起的压降损失为原来的16倍。若管径减少前后流体均在阻力平方区流动,则因直管阻力引起的压降损失为原来的32倍。Pf=32?lu/d2(层流) Pf=lu2/2d(层流或湍流)3. 水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，水的流量将减小，摩擦系数增加，管道总阻力损失不变。4. 若被输送的流体粘度增高，

7、则离心泵的压头减小，流量减小，效率减小，轴功率增加。5. 某有机溶液在长为L、直径为?10810mm的钢管中强制湍流，其h=310W/(m2?K)，若体积流量不变，改用?15210mm的钢管代替原钢管，流动仍为湍流(两种情况下L / d均大于60)，此时h=149.4W/(m2?K)。h=/diNu ，Nu =0.023Re0.8Prn，Re=diu/? ，Pr=Cp?/，加热时n=0.4，冷却时n=0.36. 多层平壁热传导中，通过各层的传热速率相等。厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知 b1b2b3，导热系数12 R2 R3 ；各层导热速率Q1= Q2= Q3。9. 为了提高

8、降尘室的生产能力，可采取将降尘室做成多层措施。10. 一降尘室长8m，中间装有14块隔板，板间距为0.1m。最小颗粒沉降速度为0.02 m/s，欲将最小直径的颗粒全部沉降下来，则含尘气体的最大流速不能超过1.6m/s。二. 选择题1. 图中所表示R值的大小反映_。 A. A、B两截面间压差值 B. AB截面间流动阻力损失 C. A、B两截面间动压头变化 D. 突然扩大或突然缩小流动损失三. 问答题1. 为什么工业上气体的除尘（在沉降室中进行，Ret、=、符号顺序排列如下。t1 =t21；饱和液体进料，q=1，气液混合物进料，0q1；饱和蒸汽进料，q=0；过热蒸汽进料，q0。4. 设在0.1MP

9、a，20下稀氨水的相平衡方程为y*=0.94x，今使含氨0.1摩尔分率的混合气体和x=0.05氨水接触，试判别吸收过程的方向。答：与y=0.1混合气体平衡的液相中x*=0.1/0.94=0.106 x=0.05；或与x=0.05平衡的气相中y*=0.940.05=0.047 0.1=y；所以吸收未达平衡，继续溶解。化工原理（下）试卷二一填空题 1精馏分离依据是组分间挥发度的差异。要使混合物中的组分得到完全分离，必须进行多次部分气化部分冷凝。 2筛板上的气液接触状态有鼓泡、泡沫、喷射，工业上常用的是泡沫或喷射状态。 3板式塔中塔板上溢流堰的作用主要是保证塔板上有一定高度的液层，以便气液两相充分接

10、触传质。 4难溶气体属液膜控制，主要传质阻力集中于液膜侧。 5享利系数E，对易溶气体来说E值很小，难溶气体E值很大。 6填料塔是连续接触式气液传质设备，塔内液体为分散相，气体为连续相。 7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。 10常压下，空气中水汽分压为20mmHg时，其湿度H=0.0168kg水/kg干空气。H=0.622Pv/(P- Pv)二简答题 1精馏操作中回流的作用是什么？答：回流是精馏区别简单蒸馏的根本所在，回流是构成气、液两相接触进行传热、传质的必要条件，没有气、液两相的接触也就没有物质的交换，那么也就不称其为精馏。 2测定干燥速率曲线必

11、须在恒定条件下进行，恒定条件是什么？答：恒定条件是指空气的温度、湿度、流速以及与物料接触的状况均不变。化工原理（下）册试卷三一 填空题1. 某二元物系的相对挥发度=3,在具有理论塔板的精馏塔内作全回流精馏操作,已知y1=0.4,则y2=x1=0.182(由塔顶往下数)；全回流操作通常用于精馏开工阶段或实验研究时。3. 在填料塔中用清水逆流吸收混合气中CO2，当水泵发生故障使水量减少时，气相总传质单元数NOG将变小。4. 对易溶气体吸收，欲提高其总传质系数，主要可采取的措施是加大气相侧湍动程度。5. 在填料吸收塔的计算中,表示设备效能高低的一个量是传质单元高度，而表示传质任务难易程度的一个量是传

12、质单元数 。6. 在设计连续操作的精馏塔时，如保持xF、D/F、xD、R一定，进料热状态、空塔气速也一定，则增大进料量将使塔径变大，所需的理论板数不变。7. 在101.3kPa下，不饱和湿空气的温度为295K、相对湿度为69%，当加热到303K时，该空气相对湿度降低，湿球温度升高，露点不变，焓增加。8. 恒定的干燥条件是指空气的湿度、温度、速度、以及与物料接触的状况都不变。9. 湿球温度是大量空气与小量水在对流条件下充分接触水所达到的平衡温度。二 问答题1. 有一填料吸收塔，逆流操作，气体由塔底进入，吸收剂从塔顶淋下，该过程的平衡线与操作线如图1，试将下列有关参数表示在图上。 (1) 塔顶、塔

13、底气液组成; (2) 作出最小液气比时的操作线; (3) 理论上塔底可获得的出塔液体最大浓度。2. 精馏塔在一定条件下操作时，若将加料口从原适宜位置向上移动两层塔板，此时塔顶和塔底产品组成将有何变化？为什么？ 答：当加料板从适宜位置向上移动两层板时，精馏段理论板层数减少，其他条件不变时，分离能力下降， xD，易挥发组分收率降低，xW。3. 试定性分析，当某精馏塔的实际回流比小于最小回流比时（即R Rmin），而保持其它操作条件不变（F、xF、q、D），则该塔能否操作，将出现什么现象？答：能够操作，但完不成设计任务。将会使塔顶易挥发组份浓度减少，塔釜易挥发组份浓度增大。4. 湿空气在进入干燥器前

14、常需进行预热，这样做有什么好处？答：先预热，t升高、H不变、降低，从而提高湿空气的吸收水分能力；另外，t升高，加大传热温差，从而提高干燥速率。5. 用湿空气干燥某湿物料,该物料中含水量为50%(干基),已知其临界含水量为120%(干基)。有人建议提高空气温度来加速干燥,你认为他的建议是否可取?为什么? 答：由干燥 UX图可知该制品处于降速干燥阶段。降速干燥速率主要取决于材料内部自由迁移的速率。而与外界湿空气风速、压力等因素关系不大,只有升高空气温度才能提高物本身温度从而加速内部水分向表面迁移的速率。所以说他的建议是可取的。化工原理（下）试卷四一. 填空题1. 已知SO2水溶液在三种温度t1、t

15、2、t3下的亨利系数分别为E1=0.0035atm, E2=0.011atm, E3=0.00652atm, 则t1小于 t3。（温度越高，越难溶解，E越大）2. 空气的干球温度为t,湿球温度为tw，露点为td，当空气的相对湿度=98%时，则t、tW 、td之间的关系为ttwtd。3. 用连续精馏方法分离双组分理想混合液，原料中含易挥发组分0.40，馏出液中含易挥发组分0.90（以上均为摩尔分率），溶液的平均相对挥发度为2.5，最小回流比为2，则料液的热状况参数q=0.787。4. 在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025,液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数ky=2kmol/（m2h），

16、 气相总传质系数Ky=1.5kmol/（m2h） ，若平衡关系y=0.5x，则该处气液界面上气相浓度yi 应为0.01。5. 精馏分离?=2.5的二元理想混合液，已知回流比R=3，塔顶xD=0.96，测得第三层塔板（精馏段）的下降液体浓度为0.4，第二层板下降液体浓度为0.45，则第三层塔板的气相单板效率EMV为44.1%。6. 由于吸收过程气相中的溶质分压总是高于液相中溶质的平衡分压，所以吸收过程的操作线总是在其平衡线的上方。 7. 物料中的水分根据能否采用一定状态的空气干燥除去可以分为平衡水分和自由水分，根据 水分与物料的结合方式可分为结合水分和非结合水分。8. 如图，已测得塔板上四股物料

17、的组成为0.62，0.70，0.75，0.82，试找出y6，x6，y7，x7的对应值，y6 =0.82 x6=0.70 y7 =0.75 x7=0.62。填空题10附图二. 问答题1.什么是液泛现象？为什么填料塔一般不能在液泛下操作？答：当气速增加至泛点气速时，通过填料层的压降迅速上升，并有强烈波动，气速再增加，气体流经填料层的压降已增大到使液体受到阻塞而积聚在填料上，这时往往可以看到在填料层的顶部以及某些局部截面积较小的地方出现液体，而使气体分散在液体里鼓泡而出。有时因填料支承板上通道面积比填料层的自由截面积还小，这时鼓泡层就首先发生在塔的支承板上。液泛现象一经发生，若气速再增加，鼓泡层就迅

18、速膨胀，进而发展到全塔，使液体不易顺畅流下，填料塔不能在液泛下操作。2.在设计连续精馏塔时，欲保持馏出液组成xD和易挥发组分的收率不变，试定性判断分别改变如下操作参数（其它参数不变）时所需理论板层数将如何变化：(1)加大回流比R，T ；(2)提高操作压强P，T ；(3)提高加料温度t，回流比R保持不变，T ；(4)增加生产能力30（仍能正常操作）。不变3.什么是气相总体积吸收系数？写出其物理意义及单位。答：气相总体积吸收系数是气相总传质系数KY与比表面积a的乘积，其单位均为kmol/（m3s）。物理意义是在推动力为一个单位的情况下，单位时间、单位体积填料层内吸收的溶质量。4.什么是绝热干燥过程

19、？答：若干燥过程中忽略设备热损失和物料进出干燥器温度的变化，且不向干燥器补充热量，则干燥器内空气放出的显热全部用于蒸发湿物料中的水分，最后水分又将潜热带回空气中，此时I1=I2，这种干燥过程称为理想干燥过程，又称绝热干燥过程或等焓干燥过程。化工原理（下）试卷五一. 填空题1. 若相平衡关系为直线，则对于低浓气体吸收，其最小液气比的计算关系式为 (L/G)min=y2-y1/xe-x1。2. 在一逆流操作的填料吸收塔中分离气体混合物，操作条件下的平衡关系为y=mx，气相进出塔摩尔分率分别为yb、ya，液相进塔摩尔分率为xa，则最小液气比下的吸收因数Amin=yb- ya / yb-mxa。3.

20、加大吸收剂用量对吸收是有利的。当系统为气膜控制时，Kya值如何变化？基本不变；当系 统为液膜控制时，Kya值又如何变化？变大。4. 某精馏塔塔顶上升蒸汽组成y1，经全凝器恰好冷凝到泡点，部分回流入塔，组成为x0，则 y1 =x0。5. 已知塔顶第一块理论板上升的汽相组成为y1=0.63（摩尔分率，下同），将其全部冷凝为泡点 液体，该液体在贮罐内静止分层，上层xD=0.9作为产品，下层x0=0.5于泡点下回流，则回流比R=2.08。9. 在恒定干燥条件下用空气进行对流干燥（忽略辐射传热等的影响）时，在恒速干燥阶段，物料的表面温度等于该空气的湿球温度。10. 对于湿物料不允许快速干燥而干物料又能耐高温的情况，干燥流程宜采用气固两相逆流方式 操作。11. 在干燥器中常常使用废气循环操作是为了控制进干燥器空气的湿度和使干燥推动力均匀。12. 已知某双组分混合液服从拉乌尔定律，在一定温度下，纯组分A的饱和蒸汽压为总压的2倍， xA=0.3，则yA=0.6。yA=(p*/p） xA13. 已知进料热状况参数q=1.1，则加料中液体量与总加料量之比是1:1（过冷液体）。14. 最小回流比是指为达到指定的分离要求，所需理论板数为无穷多时的回流比