化工原理试题库(1-9).doc
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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)。
10m 50m 25m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。
(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
1 3 2 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:
2 2 10m 1 1 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?
2、一降层室长为5m,宽为3m,高为4m。
P1
甲
乙
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、