化工原理试题库
试题一一:填空题(18分)
1.某设备上,真空度的读数为80mmHg,其绝压=________, __________Pa. 该地区的大气压为720mmHg。
2. 常温下水的密度为1000,粘度为1cp,在的管内以速度流动,其流动类型为 ______________。
3. 流体在管内作湍流流动时,从中心到壁可以
__________.___________._ _________________.
4. 气体的粘度随温度的升高而_________,水的粘度随温度的升高_______。
5. 水在管路中流动时,常用流速范围为_______________,低压气体在管路中流动时,常用流速范围为
_______________________。
6. 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是:离心泵
_________________. __________________.往复泵
___________________.__________________.
7.在非均相物糸中,处于____________状态的物质,称为分散物质,处于 __________状态的物质,称为分散介质。
8. 间竭过滤操作包括
______._______.________._________.__________。
9. 传热的基本方式为
___________.______________.__________________。
10.工业上的换热方法有
_________.__________.__________.____________。
11.称为_______________,其物理意义为
____________________________.
__________________________,提高管内值的有效方法
____________. 提高管外值的有效方法
______________________________________。
12. 蒸汽冷凝有二种方式,即_____________和
________________ 。其中,由于
_________________________________________,其传热效果好。
二:问答题(36分)
1.一定量的流体在圆形直管内作层流流动,若将其管径增加一倍,问能量损失变为原来的多少倍?
2. 何谓气缚现象?如何防止?
3.何谓沉降?沉降可分为哪几类?何谓重力沉降速度?
4.在列管式换热器中,用饱和蒸汽加热空气,问:(1)传热管的壁温接近于哪一种流体的温度?
(2)传热糸数K接近于哪一种流体的对流传热膜糸数?
(3)那一种流体走管程?那一种流体走管外?为什么?
5.换热器的设计中为何常常采用逆流操作?
6.单效减压蒸发操作有何优点?
三:计算题(46分)
1.如图所示,水在管内作稳定流动,设管路中所有直管管路的阻力糸数为,现发现压力表上的读数为,若管径为100mm,求流体的流量及阀的局部阻力糸数?
2. 在一列管式换热器中,用冷却将的热水冷却到,热水
流量为,冷却水在管内流动,温度从升到。已知传热糸数K 为,换热管为的钢管,长为3m.。求冷却水量和换热管数(逆流)。
10m50m25m图1-1 已知:试题一答案:
一. 填充题
1.8.7m,.
2.。湍流。
3. 层流.过渡流和湍流。
4. 增加.降低。
5.3-
8.8-15。
6. 启动前应灌满液体,关出口阀门.用调节阀调节流量;往复泵启动前不需灌液,开旁路阀.用旁路阀来调节流量的。
7. 分散.连续。
8. 过滤.洗涤.卸渣.清洗滤布.重整。
9. 热传导.对流传热.热辐射。
10.间壁式.混合式.蓄热式.热管。
11.称为对流传热膜糸数。当流体与壁面温度差为1K时,通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。增加流程.加拆流挡板。
12.滴状冷凝和膜状冷凝。滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下。
二:问答题
1.。,,。。
2.离心泵只能空转而不能输送液体的现象。离心泵启动前应灌满液体。
3.沉降是指依靠外力的作用,利用分散物质与分散介质的密度差异,使之发生相对运动而分离的过程。沉降可分为重力沉降和离心沉降。颗粒以加速运动的末速度这一不变的速度作匀速沉降运动,这一速度称为重力沉降速度。
3. 传热管的壁温接近于蒸汽的温度;传热糸数K接近于空气的对流传热膜糸数;空气走管内,饱和蒸汽走管外。(蒸汽散热快)。
4. 因为逆流操作:推动力大,所需的传热面积小;减少载热体的用量。
5. 可以降低溶液的沸点,可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂,可以浓缩不耐高温的溶液,可以减少蒸发器的热损失。
三:计算题
1.图示,在1-1,2-2面间列板努利方程 = 。
在2-2,3-3面间列板努利方程 =,,。
即流体的流量为局部阻力糸数为8。
2. (1). (2). (3). ,。
3. = , /=。
即冷却水的流量为和管子根数为167根。
试题二
一:填充题(20分)
1.牛顿粘性定律_____________,粘度在SI制中的单位是___________。
2.常用测定流量的流
___________._____________._________________。
3.在流动糸统中,若截面上流体的流速.压强.密度等仅随__________而变,不随__________而变,称为稳定流动。若以上各量既随__________而变,又随__________而变,称为不稳定流动。
4. 等边三角形的边长为a,其当量直径为
____________________。
5. 流体在圆形直管内滞流流动时,其速度分布是
_____________ 型曲线,其管中心的最大流速为平均流速的
___________ ,縻擦糸数与的关系为______________。
6. 泵是指_______________________________,按其工作原理来分可分为
__________._____________._____________.__________________。
7. 气体按压缩比来分,可分为
________._______._________._________。
8. 降沉室内颗粒得以沉降的条件
________________________________。
9. 过滤操作实际上是滤液通过_________和__________ 的流动过程,过滤速率是指
___________________________________________。
10.传热一般采用逆流操作,但为
__________________.________________ 时采用并流操作。
11.用二种厚度相同的材料保温时,往往把_____________ 的材料包在内层,以达到好的保温效果。
12.蒸发是利用溶液中溶质的________,用加热的方法使部分溶剂汽化并除去 ___________溶液的浓度或析出溶质。
13.金属的导热糸数大都随其纯度的增加而_____,随其温度的升高___。
14.对流传热的热阻主要集中在______________,因
____________________ 强化对流传热的重要途径。
15. 工程上流体流经换热器的压降通常限定在
__________Kpa。
二:问答题(30分)
1.流体的流动形态有哪几种?如何判断?
2.何谓层流内层?其厚度受哪些因素影响?
3.采用多级压缩的优点有哪些?
4.列管式换热器为何要进行热补偿?
5.单层圆筒壁的内.外半径分别为和,壁表面温度分别为
和,若〈,试写出圆筒任意半径r处的温度表达式?
三:计算题(50分)
1.流量为5000的水通过一根20Km长的水平管,总压降为
0.5Mpa。现在中央接一完全相同的平行管到中点。问总流量变为多少?(设总压降始终不变,流动始终为高度湍流,局部阻力忽略)。
2. 泵将的水由一贮槽打到另一贮槽,其中吸入管和排出管的管径为的无缝钢管。吸入管长为50m,排出管长为160m。且泵到管出口的距离为10m,其中流量为。(已知:,,m,,).(时水,,,)
求:忽略动压头,求泵的安装高度?
泵的轴功率和效率?
3. 一列式换热器规格如下:管长3m,管数30根,管径为,管程为1,现拟选用此换热器冷凝.冷却饱和蒸汽,使之从饱和温度
降至。走管外,其流量为,其冷凝潜热为,比热为。水走管内,且与成逆流流动。冷却水的进出口温度分别为和。已知冷凝和冷却段基于外表面的总传热糸数分别为和。问此换热器是否造适用?
4. 用一传热面积为的蒸发器将某溶液由15%浓缩到40%,沸点进料,要求每小时蒸得375Kg浓缩液,已知加热蒸汽压强为200Kpa,蒸发室的操作压强为20Kpa,此操作条件下的温度差损失可取,热损失可忽略不计。试求:(1)开始设入使用时,此蒸发器的传热糸数为多少?
(2)操作一段时间后,因物料在传热面上结垢,为完成同样蒸发任务,需将加热蒸汽的压力提高到350Kpa,问此时蒸发器的传热糸数为多少?
查得20Kpa水蒸汽的饱和温度为,汽化潜热为查得200Kpa 水蒸汽的饱和温度为查得350Kpa水蒸汽的饱和温度为试题二的答案一:填充题
1..。
2.孔板流量计.文丘里流量计.转子流量计。
3 .位置.时间.时间.位置。
4.。
5.抛物线.0.5.。
6.为液体提供能量的输送机械,离心式.往复式.旋转式和流体作用式。
7.通风机.鼓风机.压缩机。
8.颗粒的停留时间大于沉降时间。
9.介质和滤渣层的流动,单位时间内所获到的滤液量。
10.控制温度.降低粘度.减少阻力。
11.导热糸数小的。
12.不挥发性.提高。
13.增加.增加。
14.层流内层.减薄层流内层的厚度。
15.10.13-101.3. 二:问答题
1.流体的流动形态有两种:层流和湍流;用雷诺准数来判断,当,为层流,当为湍流。
2. 在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动的流体薄层,此薄层称为层流内层。受管径.流速.粘度和密度。
3. 避免压缩后气体温度过高,提高气缸容积糸数,减小功率,使压缩机结构更为合理。
4. 列管式换热器中,由于两流体的温度不同,使管束和壳体的温度也不相同,因此它们的热膨胀程度也有区别。若两流体的温度差较大(以上)时,由于热应力会引起设备的变形,甚至弯曲和破裂。因此我们要考虑热补偿。
5. = 三:计算题132图2-1
1.设接平行管道后,总流量为。
二平行管流量为和。
板努利方程:2210m11 图2-2 总压降相同得: =,,。。
2.。。
考虑0.5m的安装安全糸数。则泵的安装高度为
1m. . . . . . .
3.换热器已有的传热面积:。
求所需的传热面积:冷凝段的热量: = 冷却段的热量:。
总热量为:Q=+=27.55Kw 冷却水的用量:冷却水离开冷却段的温度:冷凝段的温度差:冷却段的温度差:冷凝段所需传热面积:冷却段所需传热面积:所需的总的传热面积:A=
6.45.
4.水分蒸发量:,. F=1000Kg , W=625Kg 溶液的沸点为。
传热糸数K为:改变压力后的传热糸数:。
可见结垢以后的传热糸数降低。
试题三
一:填充题(18分)
1.空气在标准状态下密度为
1.29,在0.25Mpa下(绝压)时的密度为
__________________。
2.产生流体阻力的原因有
_________________._______________________
3.转子流量计在安装时应_________________。
4.连续性方程是__________指导出来的,它适用______流体。
5. 直管阻力的表示式为____________________,管中流出=__________流入管中=_____________。
6.离心泵的安装高度超过允许安装高度时,离心泵会发生
________现象。
7. 往复式压缩机的工作循环为
_______._____ ._____._______四个阶段。
8.一热流体将热量通过壁面传给冷流体的过程是
______________________
_______________.________________________________.
9.固定管板式列管式换热器中,压力高.腐蚀性以及不清洁的物料应走 ______________程。
10.一根暴露在外的热管子以__________.___________散发热量。
11.式中两个准数=__________,Pr=__________. 若液体被冷却时n=____________。
12.多效蒸发主要有_______._________._________三种典型流程。
二:判断题(18分)
1.在并联管路中,它们的阻力相等,同理在串联管路中,它们的流速也是相等的。(稳定流动)。
2. 转子流量计可以读出任何流体的流量。
3.用雷诺准数来判断流体的流动形态时,在SI制中属层流范围,在cgs制中属湍流范围。
4.粘度是流体的物理性质之一,则雷诺准数也是流体的物理性质之一。离心泵铭牌上的性能参数是指泵扬程最高点下的性能参数。
5.往复式压缩机的工作循环是由吸气.排气.膨胀.压缩四个阶段组成。
6.沉降器的生产能力与沉降速度及沉降面积有关,与沉降高度无关。
7.气相与液相所组成的物糸称为气相非均相物糸。
8.用板框式过滤机进行恒压过滤操作,随着过滤时间的增加,滤液量不断增加,生产能力也不断增加。
9.多层导热时,其推动力为各层推动力之和,阻力也为各层阻力之和。
10.流体对流传热膜糸数一般来说有相变时的要比无相变时为大。
11.多层平壁稳定导热时,如果某层壁面导热糸数小,则该层的导热热阻大,推动力小。
12.若以饱和蒸汽加热空气,传热的壁面温度一般取空气和蒸汽的平均温度。
13.所谓黑体就是人们所讲的黑颜色的物体。
14.在同一种流体中,不可能同时发生自然对流和强制对流。
15.多效蒸发可以提高蒸汽的利用率,二次蒸汽利用一次称为单效蒸发,利用二次称为双效蒸发,依次类推。
16.对流传热糸数是物质的一种物理性质。
17.黑体.镜体.和灰体都是理想化的物体,在自然界中并不存在。
18.总传热糸数K可用来表示传热过程的强弱,与冷.热流体的物性无关。
三:计算题(64分)
1.图示,“U”管压差计甲的上部管内充满了水,下部为汞,汞的液面落差为,求?若再接一“U”管压差计乙,其上部仍为水,下部放置不知名的液体,且测得,求?
P1 甲乙
2. 一降层室长为5m,宽为3m,高为4m。
内部用隔板分成20层,用来回收含尘气体中的球形固体颗粒,操作条件下含尘气体的流量为,气体密度,粘度为。
尘粒密度。试求理论上能100%除去的最小颗粒直径?
3. 外径为200mm的蒸汽管道,管外壁温度为。管外包以导热糸数为图3-1 的保温材料。要求保温层外壁面温度不超过,每米管长的热损失不超过。问保温层的厚度应为多少?
4. 欲将浓度为25%,沸点为,流量为的NaOH水溶液经蒸发浓缩到50%。料液的进口温度为,加热蒸汽的压强为392.4Kpa(绝
压),冷凝器的压强为53.32Kpa.据经验蒸发器的传热糸数可取,溶液的密度为。若忽略蒸发器的热损失。求加热蒸汽的消耗量及
蒸发器所需的传热面积?
已知:p=53.32Kpa, , p=392.4Kpa, 试题三答案一:填充题
1.。
2.内縻擦力和流体的流动状态。
3.保持垂直。
4.质量守恒定律.
5..1.0.5.
6. 气蚀现象。
7.吸气.压缩.排气.膨胀四个阶段所组成。
8.热流体以对流传热的方式将热量传给壁面.壁面间的热传导.冷流体以对流传热的方式获得热量
9.管程。
10.自然对流.热辐射。
11...12.并流.逆流和平流。
二:判断题
6.10.17为对,其余都为错。
三:计算题
1.。,。
2.降沉室的总面积:。
沉降速度:。
设沉降区为层流,则有:,。
验算:。
3. 保温材料的导热糸数:。,。
4. 水分蒸发量:。
加热蒸汽消耗量:。
所需的传热面积为:。
即所需的加热蒸汽消耗量为。所需的传热面积为试题四
一:填充题(20分)
1.边界层的形成是流体具有_________结果。
2.用阻力糸数法来计算突然扩大和突然缩小的损失时,按_____管内的流速来计算动能项。
3.长方形的长为2a,宽为 a,其当量直径为
_________________
4.粘度的物理意义是促使流体产生单位速度梯度的
___________.
5.经内径为158mm的钢管输送运动粘度为的燃料油,若保持油品作层流流动,则最大流速不能超过________。
6.用离心泵在两个敞开容器间输液,若维持两容器的液面高度不变,当关小输送管道的阀门后,管道的总阻力将
___________。
6. 离心泵的工作点是___________曲线与________________曲线的交点。
8.往复式压缩机的余隙糸数=___________,_______-,则增大,生产能力_______________。
9.沉降操作是指在某种______中利用分散相和连续相之间的________,使之发生相对运动而实现分离的操作。沉降过程有
_____和_____沉降两种方式。
10.工业上常用的过滤介质主要有
________.__________.___________。
11.在过滤操作中,真正发挥拦截颗粒作用的主要是_______而不是______。
12.在平壁稳定热传导过程中,通过三层厚度相同的材料,三层间的温度差变化是依次降低,则三层材料的导热糸数的大小顺序__________________。
13.沸腾传热可分为三个区域,它们是
_______._________._________ 。应维持在_____________区内操作。
14.用饱和蒸汽加热水,经过一段时间后,发现传热阻力迅速加大,这可能是由于___________________________________所引起的。
15.温度差损失包括
__________________________.___________________.
____________________________。
二:选择题
1.层流和湍流的本质区别是() A.流速不同; B.流通截面积不同; C.雷诺数不同; D.层流无径向流动,湍流有径向流
动;
2.选择下述流体在管路中常用的流速(1).过热水蒸汽(),(2).水及一般流体();(3).压强较高的气体(),(4).粘度较大的液体(); _ A.1-3,B.0.5-1,C.15-20,D.30-50
3.离心泵铭牌上标明的是泵在()时的主要性能参数。A .
流量最大; B.压头最大; C.效率最高; D.轴功率最小;
4.下列结论正确的是()。A . 液体的粘度随温度的升高而减小; B. 气体的粘度随温度的升高而增大; C. 液体的粘度基
本上不随压强变化; D. 气体的粘度随压强增大而减小。
5.离心泵吸入管路底阀的作用是()。A .阻拦液体中的固
体颗粒; B.避免出现气蚀现象; C.维持最低的允许吸上高度;D.防止启动前充入的液体从泵内漏出;
6.在一个过滤周期中,为了达到最大生产能力应() A.过
滤时间应大于辅助时间; B.过滤时间应小于辅助时间; C.过滤
时间应等于辅助时间; D.过滤加洗涤所需时间等于1/2周期;
7.下述说法中正确的是()。A .过滤速率与过滤面积成正比;B.过滤速率与过滤面积的平方成正比; C.过滤速率与滤布阻力成反比;D.过滤速率与操作压差的平方成正比;
8.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;
9.旋液分离器是利用离心力分离()。A .离心机可分离液液混合物; B.离心机可分离液固混合物; C.离心机可分离气固混合物; D. 离心机所分离的不均匀混合物中至少有一相是液相;10.传热过程中当两侧流体的对流传热糸数都较大时,影响传热过程的将是()。A .管壁热阻; B.管内对流传热热阻; C.污垢热阻; D.管外对流传热热阻;11.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;12.在确定换热介质的流程时,通常走管程的有(),走壳程的有()。A .高压流体; B.蒸汽; C.易结垢的流体; D.腐蚀性流体; E.粘度大的流体; F.被冷却的流体;13.采用多管程换热器,虽然能提高管内流体的流速,增大其对流传热糸数,但同时地导致()。
A .管内易结垢; B.壳程流体流速过低; C.平均温差下降; D.管内流动阻力增大;14.增大换热器传热面积的办法有()。A .选用粗管排列; B.选用翅片管; C.增加管程数; D.增加壳程数;15.关于传热糸数K下述说法中错误的是()。A . 传热过程中总传热糸数K实际上是个平均值; B. 总传热糸数K随着所取的传热面不同而异; C. 总传热糸数K可用来表示传热过程的
强弱,与冷热流体的物性无关; D. 要提高K值,应从降低最大热阻着手;三:计算题
1.图示为一输油管路,未装流量计,但在A.B分别测得压强为,,试估算管道中油的流量?
已知:管为,A.B间距为10m, 其中管道的当量长度为
9.3m,,。
2.试证明球形颗粒在重力场中作自由沉降时,层流区域内的沉降速度公式为:。
3.用一板框压滤机在300Kpa压强差下过滤图4-2 某悬浮液。已知过滤常数K为,为。要求每一操作周期得滤液,过滤时间为0.5h。设滤饼不可压缩,且滤饼与滤液体积之比为
0.025。试求:过滤时间;若操作压强差提高至600Kpa,现有一台板框过滤机,每框的尺寸为,若要求每个过滤周期仍得滤液,则至少需要多少个框能满足要求?过滤时间又为多少?
4.一卧式列管换热器,钢质换热管长为3m,直径为。水以的流速在管内流动,并从被加热到。流量为.温度为烃的饱和蒸汽在管外冷凝成同温度的液体。烃蒸汽的冷凝潜热为。
已测得:蒸汽冷凝传热糸数为,管内侧热阻为个侧热阻的40%,污垢热阻又为管内侧热阻的70%,试核算换热管的总根数及换热器的管程数。
计算时可忽略管壁热阻及热损失。
试题四答案一:填充题
1.粘性。
2.细。
3.。
4.剪应力。
5.。
6.不变。
7.管路特性曲线.离心泵特性曲线。
8.. 小.大。
9.力场.密度.重力.离心。
10. 织物介质.粒状介质.多孔性固体介质。
11.滤饼层.过滤介质。
12.依次增加。
13.自然对流.膜状对流.核状对流. 核状对流。
14.冷凝水未排出.不凝性气体未排15.溶液沸点升高.静压力.流体阻力所引起的温度差损失。
二:判断题
1.D.
2.D.A.C。
3.C。
4.A.B.C.
5.B。
6.D