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化工原理复习思考题

复习思考题

第1章流体输送机械

1、流体输送机械根据其工作原理可分为哪几种类型?

动力式(叶轮式)、往复式、旋转式、流体作用式P52

2、简述离心泵的工作原理及主要部件。

P53。

液体随叶轮旋转,在惯性离心力的作用下自叶轮中心被甩向外周并获得了能量,使流向叶轮外周的液体的静压强提高,流速增大。

最后沿切向流入压出管道,在液体受迫由叶轮中心流向外缘的同时,在叶轮中心形成低压,液体在吸液口和叶轮中心处的势能差的作用下源源不吸入叶轮。

3、离心泵的叶轮有哪几种类型?

按叶片两侧有无盖板分为开式、半开式、闭式,按吸液方式不同分为单吸和双吸。

离心泵的蜗形外壳有何作用?

汇聚液体和能量转换P54

4、离心泵在启动前为什么要在泵内充满液体?

P53气缚现象

5、离心泵的主要性能参数有哪些?

各自的定义和单位是什么?

流量m3/s、m3/h,压头(扬程)J/N、m,效率,轴功率N。

P55

6、扬程和升扬高度是否相同?

泵的升扬高度是指泵将液体从低处送到高处的垂直高度。

只有当泵的进出口容器都处于0.1MP,进出口管径相同及管路阻力可忽略不计时,泵的扬程才与升杨高度相等。

7、气缚现象和汽蚀现象有何区别?

气缚现象是离心泵启动前未充液,气蚀是离心泵安装高度过高。

P53、P61

8、离心泵的特性曲线包括哪几条曲线?

如何绘出特性曲线?

P55

9、何谓管路特性曲线?

何谓工作点?

P58

10、离心泵流量调节方法有哪几种?

各有何优缺点。

P58

11、何谓允许吸上真空度和汽蚀余量P62?

如何确定离心泵安装高度?

P62。

离心泵的允许吸上高度又称为允许安装高度,是指泵的吸人口与吸人贮槽液面间可允许达到的最大垂直距离

12、简述离心泵常用的类型和选择方法。

流量和压头P64

第2章非均相物系分离

1、何谓均相物系?

何谓非均相物系?

均相混合物:

不存在相界面

2、何谓重力沉降P85?

何谓重力沉降速度?

P86是指颗粒相对于周围流体的沉降运动速度。

3、写出计算重力沉降速度的斯托克斯公式,并说明公式的应用条件。

P87层流区

4、简述计算沉降速度用试差法的原因及试差计算步骤。

P87例题2-1

5、为什么说颗粒的沉降速度不是操作特性,而是一综合特性?

对重力沉降速度的影响因素除重力外还有颗粒形状、干扰沉降、器壁效应

6、在斯托克斯区域内,温度升高后,同一固体颗粒在液体和气体中的沉降速度

增大还是减小?

为什么?

PPTp18

7、怎样理解降尘室的生产能力与降尘室的高度无关?

降尘室的生产能力:

qv≤(n+1)blut

8、离心沉降与重力沉降相比,有什么特点?

离心沉降可以快速分离密度差较小和颗粒较小的分散相

9、何谓离心沉降速度?

与重力沉降速度相比有何不同?

离心沉降速度:

颗粒在径向上相对于流体的运动速度

10、什么叫滤浆、滤饼、滤液、过滤介质和助滤剂?

p95、P96

11、简述恒压过滤的特点。

恒压过滤:

恒压差,变速率

12、怎样测定过滤常数?

P98

13、什么叫离心分离因数离心加速度与重力加速度之比?

其值大小说明什么?

离心分离因数越高说明离心沉降效果越好P92

第3章传热

1、如何计算传热面积?

运用热量平衡方程

2、列管式换热器的结构及其选型。

P152、P1573.6.2

3、强化传热的途径。

P161

第4章蒸发

1、蒸发操作不同于一般传热过程的主要特点有哪些?

溶液沸点升高、物料及工艺特性、能量回收P168

2、提高蒸发器内液体循环速度的意义在哪?

不仅提高给热系数α,更重要在于降低单程汽化率。

减缓结垢现象

3、为什么要尽可能扩大管内沸腾时的气液环状流动区域?

因该区域的给热系数α最大

4、提高蒸发器生产强度的途径有哪些?

P174

5、多效蒸发的效数受哪些限制?

操作费用和设备投资费用

6、试比较单效与多效蒸发的优缺点?

多效蒸发能提高蒸汽的利用率,即经济性好,减少加热蒸汽消耗量,但是多效蒸发是以牺牲设备生产强度来提高加热蒸汽的经济性。

7、简述各种多效蒸发的特点以及流程。

P183

第5章气体吸收

1、吸收分离操作的依据是什么?

物理性质和化学性质的差异

2、吸收操作在化工生产中有哪些应用?

分离混合气体并回收游泳组分、出去混合气体的有害组分以精制气体、制备某种气体的溶液、工业废气的治理P194

3、气、液相组成有哪些表达方式?

如何相互换算?

质量分数、摩尔分数、质量比、摩尔比、质量浓度、物质的量浓度P191

4、写出亨利定律表达式及各系数E,H,m间的换算关系。

P200

5、说明亨利定律的应用范围和条件。

理想溶液,压力不太高、温度不变

6、说明物系、温度和压力如何影响系数E,H及m?

PPTP30

7、简述相平衡在吸收过程中的应用。

判断过程进行的方向、指明过程进行的极限

8、如何选择吸收剂?

P194P195溶解度、选择性、溶解度对操作线的敏感性、挥发度、粘度、化学稳定性、腐蚀性

9、什么叫分子扩散?

写出费克定律表达式。

P203分子无规则的热运动使该组分由浓度较高处传递到浓度较低处。

P204JA=-DAB

10、何谓等摩尔反向扩散?

何谓单向扩散?

各有何特点?

P204、205、206

11、何谓涡流扩散溶质在浓度梯度的情况下会从高浓度向低浓度方向传递和对流传质流动着的流体与壁面之间或两个有限互溶的流动流体相界面之间所发生的传质?

P211

12、简述双膜理论的要点。

P213

13、类比传热速率方程式和吸收速率方程式,说明它们有何异同。

本质上不同,后者研究的是具体的物质(气膜吸收、液膜吸收)通过介质的速率表征,前者研究能量的传递

14、吸收推动力和阻力各有哪些表示方法?

(y-y*):

以气相摩尔分数差表示的传质推动力。

(x*-x):

以液相摩尔分数差表示的传质推动力。

15、吸收总系数和分系数有何关系?

P216

16、在什么情况下是气膜控制传质阻力主要集中在气相或液膜控制传质阻力主要集中在液相?

17、提高吸收速率的途径是什么?

1,提高气液两相相对运动速度,降低气膜,液膜的厚度以减小阻力。

2,选用对吸收溶解度大的液体作吸收剂。

3,适当提高供液量,降低液相主体中吸收质浓度以增大吸收推动力。

4,增大气液相接触面积

18、说明吸收率的定义。

单位时间内单位吸收剂所吸收的气体量

19、吸收过程为什么常采用逆流操作?

增加传质推动力

20、写出吸收塔全塔衡算方程式求出塔底排出液中溶质浓度和操作线方程式,它们各有何应用?

P219

21、说明吸收塔操作线的图示方法。

P229图解法求传质单元数

22、什么是最小液气比?

如何求算?

P220

23、如何确定适宜液气比适宜的液气比为最小液气比的1.1-2.0倍?

液气比的大小对吸收操作有何影响?

P220

24、低浓度气体吸收过程有何特点?

吸收推动力较小、吸收速率慢

25、写出计算填料层高度的基本公式,该式应用条件是什么?

P223

26、何谓传质单元高度?

简述其物理意义。

P224

27、何谓传质单元数?

简述其物理意义。

P224

28、如何计算传质单元数?

P225

29、何谓脱吸因数和吸收因数?

P225

30、何谓体积吸收总系数?

31、当吸收操作时,实际液气比小于最小液气比时,该塔是否无法操作?

为什么?

是,因为当实际液气比等于最小液气比时,塔的高度为无穷大。

当实际液气比小于最小液气比时,塔的高度更高。

32、说明进塔液相组成大小对吸收操作的影响。

进塔液体浓度越大,吸收的推动力越小,吸收速率越小

33、填料塔主要由哪些部件组成?

各有何作用?

P241支承板、液体分布器、液体在分布器、除沫器

34、简述填料的作用增大气液接触面积和特性比表面积、空隙率、干填料因子与湿填料因子。

P235

35、简述填料的主要类型。

P236

36、填料塔的流体力学性能主要包括哪些?

P237持液量、填料层压降、液乏气速

37、如何计算填料塔塔径?

P229

第6章蒸馏

1、蒸馏操作的依据是什么挥发度的不同?

蒸馏操作的作用是什么?

液体混合物的分离(净化或回收有用组分)

2、蒸馏过程有哪些分类方法?

蒸馏方式、物系、压力、操作方式

3、何谓理想溶液?

溶液中分子间作用力相同

4、写出拉乌尔定律理想溶液的表达式及道尔顿分压定律理想气体的表达式P250。

它们的适用条件是什么?

5、两组分理想溶液的气液平衡关系如何表达?

P251泡点方程和露点方程

6、何谓部分汽化和部分冷凝?

7、什么是沸点、泡点及露点P251?

它们间有无关系无?

它们的大小顺序如何?

泡点温度小于沸点小于露点温度

8、t-x-y图泡点线和露点线和x-y图对角线和气液平衡线有哪几条曲线构成?

9、什么是挥发度物质挥发难易程度的标志和相对挥发度溶液中两组分挥发度之比?

相对挥发度的大小对精馏操作有何影响相对挥发度越大组分越易分离,相对挥发度等于1普通蒸馏无法分离此混合物,相对挥发度小于1需重新定义轻组分与重组分?

如何求理想溶液的相对挥发度数值。

P254

10、写出用相对挥发度表示的气液平衡方程。

P254

11、简述精馏原理。

利用混合液中各组分的挥发度的差异,通过多次部分汽化、部分冷凝实现液体混合物的分离,获得高纯度产品

12、连续精馏装置主要应包括哪些设备精馏塔、再沸器、冷凝器、原料预热器、贮槽?

它们的作用是什么?

P258

13、精馏操作连续稳定进行的必要条件是什么?

14、何谓理论板?

离开塔板的蒸汽和液体呈平衡的塔板

15、什么是恒摩尔流假定恒摩尔气化与恒摩尔溢流总称为恒摩尔流假定?

符合该假定的条件是什么?

两组分的摩尔气化潜热相等;气液两组分接触时,因两相温度的不同而交换的显热壳忽略不计;设备热损失可忽略不计。

恒摩尔气化:

精馏段内,在没有进料和出料的塔段中,由每层塔板上升的蒸汽摩尔流量相等。

恒摩尔溢流:

精馏段内,在没有进料和出料的塔段中,由每层塔板下降的液体摩尔流量相等

16、精馏过程回收率的定义是什么?

回收原料中易挥发或难挥发组分的百分数

17、写出全塔物料衡算方程。

F=D+W

18、写出精馏段操作线方程和提馏段操作线方程。

P263、264

19、进料热状态有哪几种?

它们的进料热状态参数q值的大小范围如何?

冷液进料q>1;饱和液体进料q=1;气液混合物进料0

20、如何计算q值?

P266式6-27

21、写出q线(进料)方程。

并说明该方程的物理意义。

P267式6-30;q线方程表示两操作线交点的轨迹方程

22、简述在x-y图上绘制精馏段操作线、提馏段操作线、q线的方法。

不同进料

热状态时这些线如何变化?

P268

23、回流比的定义是什么流回精馏塔的液体与塔顶产品之比?

回流比的大小对精馏操作有何影响?

P257

24、简述用逐板计算法和图解法求取理论板数的方法和步骤。

如何确定适宜进料位置?

P268、269

25、什么是全回流全回流时D=0,W=0,F=0?

全回流操作有何特点和实际意义?

P276

26、什么是最小回流比两操作线交点d点恰好落在平衡线上,此时的回流比称为最小回流比?

如何计算?

P278式6-47

27、怎样确定适宜回流比?

P279

28、工业生产中对塔板主要有哪些要求?

29、简述筛板塔板、浮阀塔板的简单结构及各自的主要优缺点。

P301

30、塔板上气液两相有哪几种接触状态?

各有何特点?

鼓泡接触状态:

气体以鼓泡形式穿过板上清液层;泡沫接触状态:

板上液体以高度湍动的泡沫存在于气泡中;喷射接触状态P293

31、板式塔的流体力学性能主要包括哪些?

了解它们的定义。

P293

32、什么是负荷性能图气液两相在各种流动条件(过量液沫夹带线、严重漏液线、液乏线、液体流量下限线、液体流量上限线)的上下限组合构成的塔板的符合性能图?

对精馏塔操作及设计有何指导意义。

对于检验塔板设计是否合理、了解塔操作是否稳定、增产的潜力及减负荷运行的可能性等

33、何谓全塔效率全塔的平均效率和单板效率每块板的传质效率?

有何影响因素?

34、怎样计算精馏塔的塔高和塔径?

P297

第7章固体干燥

1、对流干燥操作进行的必要条件是什么?

介质与湿物料直接接触

2、干燥过程中干燥介质的作用是什么?

传热

3、湿空气有哪些性质参数?

如何定义?

水汽分压;湿度:

湿空气中所含水蒸气的质量与绝干空气质量之比;相对湿度:

湿空气中水汽分压与同温度下水的饱和蒸汽压之比的百分数

4、湿空气湿度大,则其相对湿度也大,这种说法对吗?

为什么?

对,由P313公式7-3推导

5、干球温度在空气流中放置一支普通温度计,测得的空气温度、湿球温度将普通温度计的感温器用纱布包裹,将纱布的下端浸在水中,使纱布一直保持润湿状态,将该温度计置于一定温度和湿度的流动空气中,达到稳定时的无难度、露点三者有何区别?

它们的大小顺序如何干球温度大于湿球温度大于露点温度?

在什么条件下,三者数值相等?

在饱和湿空气中三者相等

6、湿球温度和绝热饱和温度大量水与空气长期接触,气温变化的极限温度称为绝热饱和温度有何区别?

对什么物系,两者数值上近似相等?

空气-水系统

7、H-I图由哪些线群和关系线组成?

试绘出其示意图。

等湿度线、等焓线、等温线、等相对湿度线、水蒸气分压线

8、H-I图上如何确定空气状态点?

又如何由状态点在H-I图上确定空气的有关性质?

9、如何计算湿物料的绝干物料量?

P321

10、湿物料含水量表示方法有哪几种?

如何相互换算?

湿基含水量,干基含水量。

P321式7-18、7-19

11、如何计算预热器传热量和干燥器中补充热量?

P325热量衡算

12、什么叫等焓干燥过程,有何条件?

13、对等焓干燥过程,在H-I图上如何确定空气出干燥器时的状态?

14、何谓平衡水分物料中所含水分不在因与空气接触时间的延长而变化,物料中水分与空气达到平衡、自由水分物料中所含大于平衡水的那部分、结合水凭借化学力和物理化学力与物料相结合的水分分及非结合水分?

如何区分?

P322

15、干燥过程有哪几个阶段恒速干燥阶段、降速干燥阶段?

它们各有何特点?

P330

16、什么叫临界含水量?

两个干燥阶段之间的分界点C称为临界点,相应的物料含水量

17、恒定干燥条件指什么?

18、恒定干燥条件下干燥时间如何计算?

19、厢式干燥器、气流干燥器及流化床干燥器的主要优缺点及适用场合如何?

具体复习题

一、填空题

1、用离心泵在两个敞口容器间输液。

若维持两容器的液面高度不变,当关小输送管道的阀门后,管道的总阻力将增大。

2、离心泵的安装高度超过允许吸上高度时,会发生气蚀现象。

3、对恒压过滤,介质阻力可以忽略时,过滤量增大1倍,则过滤速率为原来的二分之一。

4、某连续精馏塔中,若精馏段操作线方程的截距等于零,则:

(1)回流比等于____;

(2)馏出液量等于____;(3)操作线斜率等于____。

(以上均用数字表示)。

5、结合水与非结合水的基本区别是____。

6、在气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时,若减少吸收剂用量,则操作线将_____平衡线,传质推动力将_____,若吸收剂用量减至最小吸收剂用量时,设备费用将____。

7、区分可除水份与不可除水份的分界点是⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

8、降尘室与沉降槽均为气固或液固两相分离设备,它们的生产能力与该设备的_____有关,与高度无关。

9、在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气,总传热系数K接近于_____侧的对流传热系数,而壁温接近于_____侧流体的温度值。

10、在计算换热器的平均传热推动力时,若两端的推动力相差不大于2倍,则其算术平均值与对数平均值相差不大于_____。

11、某长方形截面的通风管道,其截面尺寸为30×20mm,则其当量直径de为______。

12、降尘室均匀设置n块水平隔板时,其生产能力可提高到原来的_____倍。

13、洗涤液的行程(包括滤饼和滤布)约为过滤终了时滤液行程的_____倍,故洗涤速率约为过滤终了速率的_____倍。

14、若降尘室的高度增加,则沉降时间增加,气流速度下降,而生产能力_____。

15、每千克水经过泵后其机械能增加了490J,则该泵的扬程为_____。

16、过滤介质阻力忽略不计,滤饼不可压缩,则恒速过滤过程中滤液体积由V1增多至V2=2V1时,则操作压差由

增大至

=____。

17、难溶气体属______控制,主要传质阻力集中于_______侧。

18.漂流因数反映______,当漂流因数大于1时表明________。

19.传质单元数

反映________。

则与设备的型式、设备中的操作条件有关,表示______,是吸收设备性能高低的反映。

20、对恒压过滤,当过滤面积A增大一倍时,如滤饼不可压缩,则过滤速率增大为原来的_____倍。

21、重力沉降速度随着颗粒直径的增加而_____。

22.恒沸精馏和萃取精馏主要针对_____和______物系,这两种特殊精馏均采取加入第三组分的办法以改变原物系的_______。

23、当二元理想溶液精馏时,在

不变的条件下,最小回流比随原料中液相分率的减小而,塔釜热负荷随原料中液相分率的减小而。

24、过滤时,可压缩滤饼其过滤速率减慢,通过加入____使滤饼变成不可压缩的,提高共过滤速率。

25、如果泵底阀能漏气,混入空气,使泵内的密度下降,造成压差变小,不能将液体吸入泵内,这样就会使产生____现象。

26、影响降速干燥速率主要因素是。

27、恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括________阶段和______阶段。

二、选择题

1、在常压塔中用水吸收二氧化碳,

分别为气相和液相传质分系数,

为气相总传质系数,m为相平衡常数,则()。

A.为气膜控制,且

;B.为液膜控制,且

C.为气膜控制,且

;D.为液膜控制,且

2、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

3、对常压下操作的低浓度吸收系统,系统总压在较小范围增加时,享利系数

将____,相平衡常数

将____,溶解度系数

将___。

()。

A.不变,降低,不变;B.增加,降低,不变;C.不变,增加,不变;D.不确定

4、旋液分离器是利用离心力分离()。

A.气液混合物的设备;B.液固混合物的设备;

C.液液混合物的设备;D.气固混合物的设备

5、精馏操作时,若其他操作条作件均不变,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.不确切;B.变大;C.不变;D.变小;

6、二次蒸气为()。

A.加热蒸气;B.第二效所用的加热蒸气;

C.第二效溶液中蒸发的蒸气;D.无论哪一效溶液中蒸发出来的蒸气

7、操作中连续精馏塔,如采用的回流比小于原回流比,则()。

A.

均增加;B.

减小,

增加;C.

均不变;D.不能正常操作

8、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.(p,H);B.(td,H);C.(tW,t);D.(I,tW)

9、对于Air-H2O系统,不饱和空气,四种温度之间的关系是()。

A.t>tw(或tas)>td;B.tt>td;D.td>t>tw(或tas)

10、设降尘室的长宽高分别为

,颗粒的沉降速度为

,气体的体积流量为

,则颗粒能在降尘室分离的条件是()。

A.

B.

C.

D.

11.关于离心泵的并联、串联,下述说法中错误的是()。

A.两台相同的泵并联后,并联管路流量增大,相应的流体阻力要增加;

B.两台相应的泵串联后,每台泵均在较大流量、较低压关下工作;

C.当吸液液位变化较大时,可根据所需压头的大小,采用两台或多台泵串联起来使用;

D.离心泵并联的台数越多,流量增加得越多

12.离心泵吸入管路底阀的作用是(  )。

A.阻拦液体中的固体颗粒;C.避免出现气蚀现象;

B.防止启动充入的液体从泵内漏出;D.维持最低的允许吸上高度

13.恒压过滤时,如滤饼不可压缩,介质阻力可忽略,当操作压差增加1倍,则过滤速率为原来的(  )。

A.1倍;B.2倍;C.

倍;D.1/2倍

14.操作中的吸收塔,当其他操作条件不变,仅降低吸收剂入塔浓度,则吸收率将()。

A.增大:

B.不变;C.降低;D.不确定;

15.低浓度逆流吸收操作中,若其他入塔条件不变,仅增加入塔气体浓度

,则:

出塔气体浓度

将_____;出塔液体浓度

____。

()

A.增大,减小;B.增大,增大;C.减小,不变;D.不确定

16.不能引发降液管液泛这种不正常操作现象的原因是()。

A.塔板间距过小;B.过量雾沫夹带;C.严重漏液;D.液、气负荷过大

17.降尘室的生产能力取决于()。

A.沉降面积和降尘室高度;B.沉降面积和能100%除去的最小颗粒的沉降速度;

C.降尘室的宽度和高度;D.降尘室长度和能100%除去的最小颗粒的沉降速度

18.在一定空气状态下,用对流干燥方法干燥湿物料时,不能除去的水分为()。

A.平衡水分;B.自由水分;C.非结合水分;D.结合水分

19、蒸发操作中,下列措施中不能显著提高传热系数K的是()。

A.及时排除加热蒸气中的不凝性气体;B.定期清洗除垢;

C.提高加热蒸气的湍流速度;D.提高溶液的速度和湍流程度

20、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

21、层流与湍流的本质区别是()。

A.流速不同;B.流通截面积不同;C.雷诺数不同;D.滞流无径向运动,湍流有径向运动

22、双液体U形差压计要求指示液的密度差()。

A.大;B.中等;C.小;D.越大越好

23、用板框式过滤机进行恒压过滤,若介质阻力可忽略不计,过滤20min可得滤液8

,若再过滤20min可再得滤液()。

A.8

;B.4

C.5.3

;D.11.3

24、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时,影响传热过程的将是()。

A.管避热阻;B.污垢热阻;C.管内对流传热热阻;D.管外对流传热热阻

25、在常压塔中用水吸收二氧化碳,

分别为气相和液相传质分系数,

为气相总传质系数,m为相平衡常数,则()。

A.为气膜控制,且

;B.为液膜控制,且

C.为气膜控制,且

;D.为液膜控制,且

26、对常压下操作的低浓度吸收系统,系统总压在较小范围增加时,享利系数

将____,相平衡常数

将____,溶解度系数

将___。

()。

A.不变,降低,不变;B.增加,降低,不变;C.不变,增加,不变;D.不确定

27、精馏操作时,若其他操作条作件均不变,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

28、在降尘室中,尘粒的沉降速度下列因素无关()。

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

29、在冷凝器中用水冷凝苯蒸汽,水走管程,其雷若数

,此时对流传热系数为

若将水的流量减半,其对流传热系数

()。

A.>(1/2)

;B.<(1/2)

;C.=(1/2)

;D.无法确认

30、对下述几组换热介质,通常在列管式换热器中K值从大到小正确的排列顺序应是()

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