化工原理试题.docx
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化工原理试题
沉降、过滤
一、选择题:
1.通常悬浮液的分离宜在（）下进行，气体的净制宜在（）下进行。
A.高温；B.低温；C.常温
2.欲提高降尘宝的生产能力，主要的措施是（）。
A.提高降尘宝的高度；B.延长沉降时间；C.增大沉降面积
3.为使离心机有较大的分离因数和保证转鼓有关足够的机械强度，应采用（）的转鼓。
A.高转速、大直径；B.高转速、小直径；
C.低转速、大直径；D.低转速，小直径；
4.用板框压滤机恒压过滤某一滤浆（滤渣为不可压缩，且忽略介质阻力），若过滤时间相同，要使其得到的滤液量增加一倍的方法有（）。
A.将过滤面积增加一倍；B.将过滤压差增加一倍；C.将滤浆温度到高一倍。
5.板框压滤机组合时应将板、框按（）顺序置于机架上。
A.123123123……；B.123212321……；C.3121212……3
6.有一高温含尘气流，尘粒的平均直径在2～3μm，现要达到较好的除尘效果，可采（）的除尘设备。
A.降尘室；B.旋风分离器；C.湿法除尘；D.袋滤器
7.当固体微粒在大气中沉降是层流区域时，以（）的大小对沉降速度的影响最为显著。
A.颗粒密度；B.空气粘度；C.颗粒直径
8.卧式刮刀卸料离心机按操作原理分应属于（）离心机。
A.沉降式B.过滤式C.分离式
9.分离效率最高的气体净制设备是（）。
A.袋滤器；B.文丘里除尘器；C.泡沫除尘器
10.若气体中所含微粒的最小直径为1μm，并含有少量水分，现要将此气体进行净制，并希望分离效率达99%，则应选用（）。
A.袋滤器；B.文丘里除尘器；C.泡沫除尘器
11.当微粒与流体的相对运动属于滞流时，旋转半径为1m，切线速度为20m/s，同一微粒在上述条件下的离心沉降速度等于重力沉降速度的（）。
A.2倍；B.10倍；C.40.8倍
12.为提高旋风分离器的效率，当气体处理量较大时，应采用（）。
A.几个小直径的分离器并联；B.大直径的分离；C.几个小直径的分离器串联。
13.颗粒的重力沉降在层流区域时，尘气的除尘以（）为好。
A.冷却后进行；B.加热后进行；C.不必换热，马上进行分离。
14.旋风分离器的临界粒径是指能完全分离出来的（）粒径。
A.最小；B.最大；C.平均；
15.旋风分离器主要是利用（）的作用使颗粒沉降而达到分离。
A.重力；B.惯性离心力；C.静电场
16.离心机的分离因数α愈大，表明它的分离能力愈（）。
A.差；B.强；C.低
17.恒压过滤时过滤速率随过程的进行而不断（）。
A.加快；B.减慢；C.不变
18.要使微粒从气流中除去的条件，必须使微粒在降尘室内的停留时间（）微粒的沉降时间。
A.≥；B.≤；C.＜；D.＞
19.球形粒子的球形度Φ（）；非球形粒子的球形度Φ（）。
A.等于1；B.小于1；C.大于1
20.板框过滤机采用横穿法洗涤滤渣时，若洗涤压差等于最终过滤压差，洗涤液粘度等于滤液粘度，则其洗涤速率为过滤终了速率的（）倍。
A.1；B.0.5；C.0.25
21.现有一乳浊液要进行分离操作，可采用（）。
A.沉降器；B.三足式离心机；C.碟式离心机。
22.介质阻力系数ζ=24/Rep的适用范围是（）。
A.圆柱形微粒；B.球形微粒；C.方形微粒；
D.层流区；E.过渡区；F.湍流区
23.含尘气体中的尘粒称为（）。
A.连续相；B.分散相；C.非均相。
24.过滤操作中滤液流动遇到阻力是（）。
A.过滤介质阻力；B.滤饼阻力；C.过滤介质和滤饼阻力之和。
干燥
1、将氯化钙与湿物料放在一起，使物料中水分除去，这是采用那种方法为（）
A机械去湿B吸附去湿C供热干燥D无法确定
2、以下关于对流干燥过程的特点，哪种说法不正确（）
A对流干燥过程是气固两相热、质同时传递的过程；
B对流干燥过程中气体传热给固体；
C对流干燥过程湿物料的水被汽化进入气相；
D对流干燥过程中湿物料表面温度始终恒定于空气的湿球温度。
3、在总压不变的条件下，将湿空气与不断降温的冷壁相接触，直至空气在光滑的冷壁面上析出水雾，此时的冷壁温度称为（）
A湿球温度B干球温度C露点D绝对饱和温度
4、在总压101.33kPa，温度20℃下，某空气的湿度为0.01Kg水/Kg干空气,现维持总压不变,将空气温度升高到50℃,则相对湿度:
（）
A增大B减小C不变D无法判断
5、在总压101.33kPa，温度20℃下，某空气的湿度为0.01Kg水/Kg干空气,现维持温度不变,将总压升高到125kPa,则相对湿度:
（）
A增大B减小C不变D无法判断
6、将湿空气通过一个冷却器，使其温度由t1变为t2（t2高于空气的露点）,则在此冷却过程中,湿空气的哪个参数未发生变化:
（）
A湿度B相对湿度C焓D比体积
7、绝热增湿过程可近似地认为是（）
A等焓过程B等熵过程C等温过程D等湿过程
8、设有流量为V1、V2（Kg干空气/秒）的两股湿空气相混，其中第一股的湿空气的湿度为H1，第二股湿空气的湿度为H2，混合后的湿度为H，则两股气流的混合比V1/V2为：
（）
A（H-H1）/（H-H2）B（H-H2）/（H-H1）CH1/H2DH2/H1
9、下面说法正确的是：
（）
A自由含水量是指湿物料中的非结合水；
B平衡含水量是指湿物料中的结合水；
C湿物料中平衡含水量的多少与用来干燥该湿物料的空气状态有关；
D结合水所表现的平衡蒸汽压为同温度下纯水的饱和蒸汽压。
10、以下说法不正确的是：
（）
A由干燥速率曲线可知，整个干燥过程可分为恒速干燥和降速干燥两个阶段；
B恒速干燥阶段，湿物料表面温度维持空气的湿球温度不变；
C恒速干燥阶段，湿物料表面的湿度也维持不变；
D降速干燥阶段的干燥速率与物料性质及其内部结构有关。
11、以下不影响降速干燥阶段的干燥速率的因素是：
（）
A实际汽化面减小B汽化面的内移C固体内部水分的扩散D湿物料的自由含水量
12、固体物料在恒速干燥终了时的含水量称为：
（）
A平衡含水量B自由含水量C临界含水量D饱和含水量
13、下面关于连续干燥过程的特点描述中不正确的是：
（）
A物料的预热是物料由其表面温度升到气流的湿球温度的过程；
B空气在连续干燥过程中是一个降温增湿的过程；
C该过程由恒速干燥和降速干燥两个阶段组成；
D物料在表面水分汽化阶段时温度维持不变。
14、在连续干燥器中，物料进口时的质量流量为G1，含水质量分数为W1，出口时的含水质量分数为W2，则干燥器中物料失去的水分为：
（）
A：
G1（W1-W2）/（1-W1）B：
G1（W1-W2）/（1-W2）C：
G1（W1+W2）/（1-W2）D：
G1（W1+W2）/（1-W1）
15、下面关于理想干燥过程的说法中不正确的是：
（）
A等焓过程B物料汽化的水分都在表面汽化阶段完成C干燥器内气体传给固体的热量全部用于汽化水分D等温过程
16、不能提高干燥器热效率的方法是：
（）
A提高空气的预热温度B降低废气出口温度C减小热损失D加大热量补充量
17、下面关于湿空气的干球温度t，湿球温度tW，露点td，三者关系中正确的是：
（）
At＞tW＞tdBt＞td＞tWCtd＞tW＞tDtW＞td＞t
18、已知某湿空气的干球温度和湿球温度，则利用焓—湿图不能直接获得该湿空气的：
（）
A湿度B焓C露点D比体积
19、下面关于相对湿度的说法中不正确的是：
（）
A总压一定时，湿空气的水汽分压越大则相对湿度越大；
B相对湿度等于零时意味着该空气中不含水分；
C相对湿度等于1时意味着该空气不能再容纳水分；
D相对湿度越大，则该空气的未饱和程度越大；
20、在总压101.33kPa，温度20℃下（已知20℃下水的饱和蒸汽压为2.334kPa），某空气的水气分压为1.603kPa,现维持温度不变，将总压升高到250kPa，则该空气的水气分压为：
（）
A1.603kPaB2.334kPaC4.01kPaD无法确定
传热
一填空
（1）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。
（2）热传导的基本定律是。
间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻（大、小）一侧的值。
间壁换热器管壁温度tW接近于值（大、小）一侧的流体温度。
由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈（大、小），其两侧的温差愈（大、小）。
（3）由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻愈，其两侧的温差愈。
（4）在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在，减少热阻的最有效措施是。
（5）消除列管式换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加、或；翅片管换热器安装翅片的目的是。
（6）厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b1>b2>b3，导热系数1<2<3，在稳定传热过程中，各层的热阻（），各层导热速率（）。
（7）物体辐射能力的大小与成正比，还与成正比。
（8）写出三种循环型蒸发器的名称、、。
（9）在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括、和三个阶段。
实际操作应控制在。
在这一阶段内，传热系数随着温度差的增加而。
（10）传热的基本方式有、和三种。
热传导的基本定律是其表达式为。
（11）水在管内作湍流流动，若使流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的（）倍；管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原来的倍。
（设条件改变后仍在湍流范围）
（12）导热系数的单位为，对流传热系数的单位为，总传热系数的单位为。
二、选择
1已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度＿＿耐火砖的黑度。
A大于B等于C不能确定D小于
2某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气（空气在管内作湍流流动），使空气温度由20℃升至80℃，现需空气流量增加为原来的2倍，若要保持空气进出口温度不变，则此时的传热温差应为原来的倍。
A1.149B1.74C2D不定
3一定流量的液体在一25×2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数i=1000W/m2·℃；如流量与物性都不变，改用一19×2mm的直管，则其将变为。
A1259B1496C1585D1678
4对流传热系数关联式中普兰特准数是表示的准数。
A对流传热B流动状态C物性影响D自然对流影响
5在蒸气—空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的＿＿在工程上可行。
A提高蒸气流速B提高空气流速C采用过热蒸气以提高蒸气温度D在蒸气一侧管壁加装翅片，增加冷凝面积
6在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差为50℃，现因某种原因，两者的温度各升高100℃，则此时的辐射传热量与原来的辐射传热量相比，应该＿＿。
A减小B增大C不变
7在单效蒸发器中，将某水溶液从14%连续浓缩至30%，原料液沸点进料，加热蒸汽的温度为96.2℃，有效传热温差为11.2℃，二次蒸气的温度为75.4℃，则溶液的沸点升高为℃。
A11.2B20.8C85D9.6
8为蒸发某种粘度随浓度和温度变化较大的溶液，应采用＿＿流程。
A并流加料B逆流加料C平流加料D双效三体并流加料
三、计算
1试推导出表示具有内部热源的实心球体的温度分布公式。
已知：
球体半径，m；
球体表面的恒定温度，℃；
每单位球体体积在单位时间内所产生热量，
；
球体材料的导热系数，
。
2一卧式列管冷凝器，钢质换热管长为3m，直径为25×2mm。
水以0.7m/s的流速在管内流过，并从17℃被加热到37℃。
流量为1.25kg/s、温度为72℃烃的饱和蒸气在管外冷凝成同温度的液体。
烃蒸气的冷凝潜热为315kJ/kg。
已测得：
蒸气冷凝传热系数0=800W/（m2·℃），管内侧热阻为外侧的40%，污垢热阻又为管内侧热阻的70%，试核算：
（1）换热器每程提供的传热面积（外表面为基准）；
（2）换热管的总根数；（3）换热器的管程数。
[计算时可忽略管壁热阻及热损失，水的比热为4.18kJ/（kg·℃）]
3在一单程逆流列管换热器中用水冷却空气，两流体的进口温度分别为20℃和110℃。
在换热器使用的初期，冷却水及空气的出口温度分别为45℃和40℃，使用一年后，由于污垢热阻的影响，在冷热流体的流量和进口温度不变的情况下，冷却水出口温度降至38℃，试求：
（1）空气出口温度为多少？
（2）总传热系数为原来的多少倍？
（3）若使冷却水加大一倍，空气流量及两流体进口温度不变，冷热流体的出口温度各为多少？
（水>>空气）（4）冷却水流量加大后，换热器的传热速率有何变化？
变为多少？
4有一蒸汽加热器，热方：
为饱和蒸汽冷凝，T=100℃；冷方：
为生垢液体升温，
，
。
（1）在测试中，维持以上温度条件不变，发现蒸汽凝液流量，在清洗前后之比为1：
2。
问：
a那些是控制热阻？
管程宜走那一方流体？
简述理由；
b清洗前，污垢热阻约为该时总热阻的多少分数？
（2）在操作中，若要求改为维持该加热器的热负荷不变。
问：
随着污垢的增加，调节饱和蒸汽的温度和生垢液体的流量，是否都能达到要求？
简述理由（定性分析）。
注：
冷方流型为湍流、面积基准和物性变化可不考虑以及清洗后的垢阻为零。
5有一换热器，管内通90℃的热流体，膜系数
为1100
，管外有某种液体沸腾，沸点为50℃，膜系数
为5800
。
试求以下两种情况下的壁温：
（1）管壁清洁无垢；
（2）外侧有污垢产生，污垢热阻为0.005
6流量为2000kg/h的某气体在列管式换热器的管程流过，温度由150℃降至80℃；壳程冷却用水，进口温度为15℃，出口温度为65℃，与气体作逆流流动，两者均处于湍流。
已知气体侧的对流传热膜系数远小于冷却水侧的对流传热膜系数，管壁热阻、污垢热阻和热损失均可忽略不计，气体平均比热为1.02kJ/kg·℃，水的比热为4.17kJ/kg·℃，不计温度变化对比热的影响，试求：
（1）冷却水用量；
（2）如冷却水进口温度上升为20℃，仍用原设备达到相同的气体冷却程度，此时对数平均温差为多少？
（3）此时的出口水温将为多少？
（4）此时的冷却水用量为多少？
7在套管换热器中用120℃的饱和蒸汽于环隙间冷凝以加热管内湍流的苯。
苯的流量为4000kg/h，比热容为1.9kJ/（kg·℃），温度从30℃升至60℃。
蒸汽冷凝传热系数为1×104W/（m2·℃），换热管内侧污垢热阻为4×10－4m2·℃/W，忽略管壁热阻、换热管外侧污垢热阻及热损失。
换热管为54×2mm的钢管，有效长度为12m。
试求：
（1）饱和蒸汽流量（其冷凝潜热为2204kJ/kg）；
（2）管内苯的对流传热系数i；（3）当苯的流量增加50%、但其他条件维持不变时，苯的出口温度为若干？
（4）若想维持苯的出口温度仍为60℃应采取哪些措施？
作出定量计算。
8一废热锅炉，由25×2锅炉钢管组成，管外为水沸腾，温度为227℃，管内走合成转化气，温度由575℃下降到472℃。
已知转化气一侧i=300W/m2·K，水侧o=10000W/m2·K，钢的导热系数为45W/m·K，若忽略污垢热阻，试求：
（1）以内壁面为基准的总传热系数Ki;
（2）单位面积上的热负荷q（W/m2）;
（3）管内壁温度TW及管外壁温度Ti;
（4）试以计算结果说明为什么废热锅炉中转化气温度高达500℃左右仍可使用钢管做换热管。
9水以一定流速在直管中作湍流流动，若管壁温度不变为350K，水的进出口温度分别为290K及295K，若水的流速增加一倍，则水的出口温度变为多大？
10现有一逆流冷却器，用冷水冷却油，使油温从420K降到370K，水进口温度为285K，出口温度为310K。
设油和水的流率、进口温度保持不变，将冷却器长度增加一倍（其它尺寸不变），求油及水的出口温度。
11某工厂有一台列管式换热器，每小时将一定量的气体从80℃冷到60℃，冷却水温度由20℃升到30℃，气体在管内流过，冷却水在管外与气体成逆流。
经核算，该换热器的传热系数
，现生产需要气体出口温度更低，有人提出将一结构及大小与已用一台完全一样的换热器并联使用，气体量与原一台时相同，只是分成相等的两股送入，冷却水进出每个换热器的温度仍与原来的一样。
试计算：
（1）此时气体的出口温度为多少？
（2）两台换热器应如何安排才能把气体冷却到更低的温度？
设：
气体处理量与冷却水进出口温度都不变，忽略管壁与冷却水热阻，气体温度改变引起的物性改变也忽略不计。
12某车间需要安装一台换热器，将流量为30m3/h、浓度为10%的NaOH水溶液由20℃预热到60。
加热剂为127℃的饱和蒸汽。
该车间现库存一台两管程列管式换热器，其规格为φ25×2mm；长度为3m；总管数72根。
试问库存的换热器能否满足传热任务？
操作条件下，NaOH溶液的物性参数为
钢的导热系数
污垢热阻总和
13热气体在套管换热器中用冷水冷却，内管为
钢管，导热系数
。
冷水在管内湍流流动，给热系数
，热气在环隙中湍流流动，给热系数
。
不计垢层热阻，试求：
（1）管壁热阻占总热阻的百分数；
（2）内管中冷水流速提高一倍，总传热系数
有何变化？
（3）内隙中热气体流速提高一倍，总传热系数
有何变化？
15
的无缝钢管，内通过表压为0.2Mpa的饱和蒸汽。
管外包30mm厚的保温层
，该管设置于温度
的大气中，已知管内壁与蒸汽的给热系数
，保温层外表面与大气的给热系数
。
求蒸汽流经每米管长的冷凝量W及保温层外表面的温度
16一内径
的空心球形钢壳容器，其内壁表面温度
，外壁外面用100
热水加热。
钢壳的导热系数
，热水对外壁的给热系数
500
，试计算钢壳厚度
是多少mm时传热速率
达最大值？
最大传热速率是多少？
流体流动
一填空
（1）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（）倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的倍。
（2）离心泵的特性曲线通常包括曲线、和曲线，这些曲线表示在一定下，输送某种特定的液体时泵的性能。
（3）处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是、、。
流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用流量计测量。
（4）如果流体为理想流体且无外加功的情况下，写出：
单位质量流体的机械能衡算式为；
单位重量流体的机械能衡算式为；
单位体积流体的机械能衡算式为；
（5）有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为（），各项单位为。
（6）气体的粘度随温度升高而，水的粘度随温度升高而。
（7）流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能。
（8）流体流动的连续性方程是；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为。
（9）当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为。
测得另一容器内的表压强为1360mmHg，则其绝对压强为2105mmHg。
（10）并联管路中各管段压强降；管子长、直径小的管段通过的流量。
（11）测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将。
（12）离心泵的轴封装置主要有两种：
和。
（13）离心通风机的全风压是指与之和，其单位为。
（14）若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头（），（），（），、（）。
降尘室的生产能力只与和有关，而与无关。
（15）分离因素的定义式为。
（16）已知旋风分离器的平均旋转半径为0.5m，气体的切向进口速度为20m/s，则该分离器的分离因数为。
（17）板框过滤机的洗涤速率为最终过滤速率的。
（18）在滞流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比，在湍流区颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比。
二选择
1流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用流量计测量。
A皮托管B孔板流量计C文丘里流量计D转子流量计
2离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生。
A气缚现象B汽蚀现象C汽化现象D气浮现象
3离心泵的调节阀开大时，
A吸入管路阻力损失不变B泵出口的压力减小
C泵入口的真空度减小D泵工作点的扬程升高
4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，管道总阻力损失。
A增大B减小C不变D不能判断
5流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的项。
A动能B位能C静压能D总机械能
6在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数数值
A与光滑管一样B只取决于ReC取决于相对粗糙度D与粗糙度无关
7孔板流量计的孔流系数C0当Re增大时，其值。
A总在增大B先减小，后保持为定值C总在减小D不定
8已知列管换热器外壳内径为600mm，壳内装有269根25×2.5mm的换热管，每小时有5×104kg的溶液在管束外侧流过，溶液密度为810kg/m3，粘度为1.91×10－3Pa·s，则溶液在管束外流过时的流型为。
A层流B湍流C过渡流D无法确定
9某离心泵运行一年后发现有气缚现象，应。
A停泵，向泵内灌液B降低泵的安装高度
C检查进口管路是否有泄漏现象D检查出口管路阻力是否过大
10某液体在内径为d0的水平管路中稳定流动，其平均流速为u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2（d2=d0/2）的管子时，若流体为层流，则压降p为原来的倍。
A4B8C16D32
三计算
1为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。
测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。
今测得U形压差计读数为R=130mm，通气管距贮槽底面h=20cm，贮槽直径为2m，液体密度为980kg/m3。
试求贮槽内液体的贮存量为多少吨？
2测量气体的微小压强差，可用附图所示的双液杯式微差压计。
两杯中放有密度为
的液体，U形管下部指示液密度为
，管与杯的直径之比d/D。
试证气罐中的压强
可用下式计算：
3利用流体平衡的一般表达式
推导大气压p与海拔高度h之间的关系。
设海平面处的大气压强为
，大气可视作等温的理想气体。
4如图所示，用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽液面均恒定不变，输送管路尺寸为83×3.5mm，泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮槽的水面高度H1为4.8m，压力表安装位置离贮槽的水面高度H2为5
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