化工原理习题及答案

第一章流体流动问题1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件?答1．假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。

质点是含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由程却要大得多。

问题2. 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?答2．前者描述同一质点在不同时刻的状态；后者描述空间任意定点的状态。

问题3. 粘性的物理本质是什么? 为什么温度上升, 气体粘度上升, 而液体粘度下降?答3．分子间的引力和分子的热运动。

通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主；温度上升，热运动加剧，粘度上升。

液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。

问题4. 静压强有什么特性?答4．静压强的特性：①静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等；③压强各向传递。

问题5. 图示一玻璃容器内装有水，容器底面积为8×10-3m2，水和容器总重10N。

(1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向)；(2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少？哪一侧的压力大？为什么？题5附图题6附图答5．1）图略，受力箭头垂直于壁面、上小下大。

2）内部压强p=ρgh=1000××；外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强。

因为容器内壁给了流体向下的力，使内部压强大于外部压强。

问题6.图示两密闭容器内盛有同种液体，各接一U形压差计，读数分别为R1、R2，两压差计间用一橡皮管相连接，现将容器A连同U形压差计一起向下移动一段距离，试问读数R1与R2有何变化？(说明理由)答6．容器A的液体势能下降，使它与容器B的液体势能差减小，从而R2减小。

1．将浓度为95%的硝酸自常压罐输送至常压设备中去，要求输送量为36m 3/h, 液体的扬升高度为7m 。

输送管路由内径为80mm 的钢化玻璃管构成，总长为160（包括所有局部阻力的当量长度）。

现采用某种型号的耐酸泵，其性能列于本题附表中。

问：该泵是否合用？ Q(L/s) 0 3 6 9 12 15 H(m) 19.5 19 17.9 16.5 14.4 12 η(%)1730424644已知：酸液在输送温度下粘度为1.15⨯10-3Pa ⋅s ；密度为1545kg/m 3。

摩擦系数可取为0.015。

解：（1）对于本题，管路所需要压头通过在储槽液面（1-1’）和常压设备液面（2-2’）之间列柏努利方程求得：f e H gp z g u H g p z g u ∑+++=+++ρρ2222112122 式中0)(0,7,0212121≈=====u ，u p p m z z 表压 管内流速：s m dQu /99.1080.0*785.0*360036422===π管路压头损失：m g u d l l H e f06.681.9*299.108.0160015.0222==∑+=∑λ管路所需要的压头：()m H z z H f e 06.1306.6711=+=∑+-= 以（L/s ）计的管路所需流量：s L Q /1036001000*36==由附表可以看出，该泵在流量为12 L/s 时所提供的压头即达到了14.4m ，当流量为管路所需要的10 L/s ，它所提供的压头将会更高于管路所需要的13.06m 。

因此我们说该泵对于该输送任务是可用的。

3、如图用离心泵将20℃的水由敞口水池送到一表压为2.5atm 的塔内，管径为φ108×4mm 管路全长100m(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内)。

已知： 水的流量为56.5m 3·h -1，水的粘度为1厘泊，密度为1000kg·m -3，管路摩擦系数可取为0.024，计算并回答： (1)水在管内流动时的流动形态；(2) 管路所需要的压头和有效功率；图2-1 解：已知：d = 108-2×4 = 100mm = 0.1mA=(π/4)d 2 = 3.14×(1/4)×0.12 = 0.785×10-2 ml+Σl e =100m Q = 56.5m3/h∴u = q/A = 56.5/(3600×0.785×10-2) = 2m/sμ= 1cp = 10-3 Pa·S ρ=1000 kg.m-3, λ= 0.024⑴∵Re = duρ/μ=0.1×2×1000/10-3 = 2×105 > 4000∴水在管内流动呈湍流⑵以1-1面为水平基准面,在1-1与2-2面间列柏努利方程：Z1 +(u12/2g)+(p1/ρg)+H=Z2+(u22/2g)+(p2/ρg)+ΣHf∵Z1=0, u1=0, p = 0 (表压), Z2=18m, u2=0p2/ρg=2.5×9.81×104/(1000×9.81)=25mΣHf =λ[(l+Σle )/d](u2/2g)=0.024×(100/0.1)×[22/(2×9.81)] = 4.9m∴H = 18+25+4.9 = 47.9mNe = HQρg = 47.9×1000×9.81×56.5/3600 = 7.4kw4．（12分）在内管为φ180×10mm 的套管换热器中，将流量为3.5×104 kg/h 的某液态烃从100℃冷却到60℃，其平均比热为2.38kJ/(kg .K)，环隙走冷却水，其进出口温度分别为20℃和30℃，平均比热为 4.174 kJ/(kg .K)， 两流体逆流流动，基于传热外表面积的总传热系数K o =2000W/(m 2.K)，热损失可以忽略。

《化工原理》练习题一、简答题1、汽蚀现象2、真空度3、层流二、选择题1. 在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是( )A. 同一种流体内部B. 连通着的两种流体C. 同一种连续流体D. 同一水平面上，同一种连续的流体2. 离心泵的效率η和流量Q的关系为（）。

A. Q增大，η增大B. Q增大，η先增大后减小C. Q增大，η减小D. Q增大，η先减小后增加3. 双层平壁定态热传导，两层壁厚相同，各层的导热系数分别为λ1和λ2，其对应的温度差为△t1和△t2，若△t1＞△t2，则λ1和λ2的关系为（）。

A. λ1＜λ2,B. λ1＞λ2C. λ1=λ2D. 无法确定4. 在阻力平方区内，摩擦系数λ（）。

A. 为常数，与ε/d、Re均无关B.随Re值加大而减小C. 与Re值无关，是ε/d的函数D. 是Re值与ε/ d的函数三、计算题1.有一石油裂解装置，所得热裂物的温度300℃。

今欲设计一换热器，欲将石油从25℃预热到180℃，热裂物经换热后终温不低于200℃，试计算热裂物与石油在换热器中采用并流与逆流时的对数平均温差ΔΤm。

2.如图所示，水由常压高位槽流入精馏塔中。

进料处塔中的压力为0.1大气压（表压），送液管道为φ 45×2.5 mm、长8 m的钢管。

管路中装有180°回弯头一个(le/d =75)，90°标准弯头一个(le/d =35)。

塔的进料量要维持在3.6m3/h，试计算高位槽中的液面要高出塔的进料口多少米？参考数据：水的粘度为1cP Array《化工原理》练习题答案一、简答题1、汽蚀现象泵的入口处的压力低于被输送流体的饱和蒸汽压，形成大量气泡，气泡进入到离心泵的高压区破裂，液滴填充真空区击打器壁，形成汽蚀现象。

2、真空度真空度= 大气压力－绝对压力3、层流流体质点仅沿着与管轴平行的方向作直线运动，质点无径向脉动，质点之间互不混合二、选择题1.D2.B3.A4.C三、简答题1. 解：求得 ∆Tm1=97.2℃∆Tm2=145.7℃2.解： 由流量可求得流速为u=0.8 m/s(5分)。

第一章流体流动1.某设备上真空表的读数为 13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。

已知该地区大气压强为 98.7×103 Pa。

解：由绝对压强 = 大气压强–真空度得到：设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa=8.54×103 Pa设备内的表压强 P表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/㎥的油品，油面高于罐底 6.9 m，油面上方为常压。

在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。

若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ，问至少需要几个螺钉？分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即P油≤σ螺解：P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762150.307×103 Nσ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×nP油≤σ螺得 n ≥ 6.23取 n min= 7至少需要7个螺钉4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。

已知两吹气管出口的距离H = 1m，U管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820Kg／㎥。

试求当压差计读数R=68mm时，相界面与油层的吹气管出口距离ｈ。

分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1－1´和4－4´为等压面，2－2´和3－3´为等压面，且1－1´和2－2´的压强相等。

根据静力学基本方程列出一个方程组求解解：设插入油层气管的管口距油面高Δh在1－1´与2－2´截面之间P1 = P2 + ρ水银gR∵P1 = P4，P2 = P3且P3 = ρ煤油gΔh ， P4 = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）联立这几个方程得到ρ水银gR = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）-ρ煤油gΔh 即ρ水银gR =ρ水gH + ρ煤油gh -ρ水gh 带入数据1.0³×10³×1 - 13.6×10³×0.068 = h(1.0×10³-0.82×10³)ｈ= 0.418ｍ6. 根据本题附图所示的微差压差计的读数，计算管路中气体的表压强ｐ。

《化工原理》考试试题一、选择与填空1. 在层流流动中，若流体的总流量不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的倍。

A. 2；B. 6；C. 4；D. 1。

2. 流体在圆形直管内作湍流流动时，摩擦系数与和有关；若其作完全湍流（阻力平方区），则仅与有关。

3. 流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为。

A. 1.2m；B. 0.6m；C. 2.4m；D. 4.8m。

4. 用离心泵在两个敞口容器间输送液体。

若维持两容器的液面高度不变，则当输送管道上的阀门关小后，管路总阻力将。

B. 不变；C. 减小；D. 不确定。

5. 离心泵的效率η和流量Q的关系为。

B. Q增大，η先增大后减小；6. 若沉降室高度降低，则沉降时间下降；；生产能力. 不变。

7. 用板框过滤机过滤某种悬浮液。

测得恒压过滤方程为（θ的单位为s），则K为m2/s，qe为m3/ m2，为s。

8. 在重力沉降操作中，影响沉降速度的因素主要有、和。

二、解释下列概念或术语1. 质量流速2. 汽蚀余量3. 过滤速率化工原理（上）练习题一、填空1. 离心泵与往复泵在启动与流量调节的不同之处是离心泵启动前_ 、启动后通过__ 调节流量；住复泵启动前_ _、启动后通过_____ 调节流量。

2.用管子从高位槽放水，当管径增大一倍时，则水的流量为原来流量的_______倍，假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变。

3.流体在管路中典型流动形态有________和________两种，一般以________来区分，前者值为___ ____，后者值为___ ____；而两者的本质区别在于流体流动时。

4.研究流体在管中流动的沿程阻力系数λ与Re的关系，可用图表示，根据两者关系及流动状态，可将图分为四个区，其中，滞流区λ与Re ，完全湍流区λ与Re 。

5.有相变时的对流传数系数比无相变时________，粘度值大，对流传热系数________；热壁面在冷空气之下比热壁面在冷空气之上时对流传热系数________。

化工原理习题答案问题一：质量守恒及干燥问题问题描述：一种含有30%水分的湿煤经过加热后，其水分含量降低到15%。

问：为了使1000kg湿煤的水分含量降到15%，需要排除多少千克水分？解答：根据质量守恒原则，该问题可以通过计算质量的变化来求解。

设湿煤的初始质量为m1，水分含量为w1，加热后的质量为m2，水分含量为w2。

根据题意可得到以下关系：m1 = m2 + m水分 w1 = (m水分 / m1) × 100% w2 = (m水分 / m2) × 100%根据题意可得到以下关系： w2 = 15% = 0.15 w1 = 30% = 0.30将以上关系代入计算，可得到： 0.15 = (m水分 / m2) × 100% 0.30 = (m水分 / m1) × 100%解得：m水分 = 0.15 × m2 = 0.30 × m1代入具体数值进行计算： m水分 = 0.15 × 1000kg = 150kg因此，需要排除150千克水分。

问题二：能量守恒问题问题描述：一个装有100升水的水箱，水温为20°C。

向该水箱中加热10000千卡的热量，水温升高到40°C。

问：热容量为1千卡/升·°C的水箱的温度升高了多少度？解答：根据能量守恒原理，可以通过计算热量的变化来求解。

热量的变化可表示为：Q = mcΔT其中，Q为热量的变化量，m为物体的质量，c为物体的比热容，ΔT为温度的变化。

根据题意可得到以下关系： Q = 10000千卡 = 10000 × 1000卡 m = 100升 = 100升 × 1千克/升 = 100 × 1千克 c = 1千卡/升·°C 代入公式计算温度的变化ΔT：10000 × 1000 = (100 × 1) × (ΔT) ΔT = (10000 × 1000) / (100 × 1) = 1000000 / 100 = 10000°C 因此，热容量为1千卡/升·°C的水箱的温度升高了10000度。

《化工原理》课程习题集一、单选题1.因次分析法的目的在于( )。

A 得到各变量间的确切定量关系B 得到各无因次数群的确切定量关系C 用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化D 用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠2.某物体的质量为1000 kg，则其重量为( )。

A 1000 NB 9810 NC 9810 kgfD 1000/9.81 kgf3.某系统的绝对压力为0.04 MPa，若当地大气压力为0.1 MPa，，则该系统的真空度为（）。

A.0.1 MpaB.0.14 MpaC.0.04 MpaD.0.06 MPa4. 4 ℃水在SI制中密度为( )，重度为( )。

A 1000 kgf·m-3B 1000 kg·m-3C 102 kgf·s2·m-4D 9810 N·m-35. 4 ℃水在在工程单位制中密度为( )，重度为（）。

A 1000 kgf·m-3B 1000 kg·m-3C 102 kgf·s2·m-4D 9810 N·m-36.将含晶体10％的悬浮液送往料槽宜选用（）。

Ａ离心泵Ｂ往复泵Ｃ齿轮泵Ｄ喷射泵7.某泵在运行１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检查进口管路有否泄漏现象Ｄ检查出口管路阻力是否过大8.离心通风机的铭牌上标明的全风压为100 mmH2O意思是( )。

A 输任何条件的气体介质全风压都达100 mmH2OB 输送空气时不论流量多少，全风压都可达100 mmH2OC 输送任何气体介质当效率最高时，全风压为100 mmH2OD 输送20 ℃，101325 Pa的空气，在效率最高时，全风压为100 mmH2O9.离心泵的实际安装高度( )允许安装高度，就可防止气蚀现象发生。

A 大于B 小于C 等于D 近似于10.操作条件下允许吸上真空高度为H s，允许的最大安装高度为H g,max，泵的入口速度为u1，S H f,0-1为吸入管路单位重量液体的阻力损失，则( )。

化工原理选择题习题库含答案一、单选题（共IOO题，每题1分，共100分）1、PVC是指（）A、聚乙烯B、聚丙烯C、聚氯乙烯D、聚苯乙烯正确答案：C2、离心泵的工作原理是利用叶轮高速运转产生的（）A、向心力B、重力C、拉力D、离心力正确答案：D3、液体通过离心泵后其获得的能量最终形式是A、位能B、压力C、内能D、速度正确答案：B4、拟采用一个降尘室和一个旋风分离器来除去某含尘气体中的灰尘，则较适合的安排是oA、降尘室放在旋风分离器之前B、降尘室放在旋风分离器之后C、降尘室和旋风分离器并联D、方案A、B均可正确答案：A5、阀门填料函泄漏的原因不是下列哪项（）A、填料老化B、压盖未压紧C、堵塞D、填料装的不严密正确答案：C6、从氨的结构可知，氨不具有的性质是（）A、可发生加成反应B、可发生取代反应C、可发生氧化反应D、可发生中和反应正确答案：A7、电解食盐水，在阴、阳电极上产生的是（）A、金属钠、氯气B、氢气、氯气C、氢氧化钠、氧气D、氢氧化钠、氯气正确答案：B8、下列物系中，可以用过滤的方法加以分离的是（）oA、悬浮液B、乳浊液C、空气D、酒精水溶液正确答案：A9、在外力作用下，使密度不同的两相发生相对运动而实现分离的操作是（）oA、蒸储B、萃取C、过滤D、沉降正确答案：D10、下列哪个不是制造高分子合成材料的基本原料（）A、天然气B、矿石C、石油D、煤炭正确答案：BIK下列物系中，不可以用旋风分离器加以分离的是（）A、乳浊液B、含尘气体C、悬浮液D、酒精水溶液正确答案：D12、离心泵的调节阀（）A、只能安装在出口管路上B、只能安装在进口管路上C、安装在进口管路或出口管路上均可D、只能安装在旁路上正确答案：A13、换热器中被冷物料出口温度升高，可能引起的有原因多个，除了（）A、冷物料流量下降B、热物料流量下降C、热物料进口温度升高D、冷物料进口温度升高正确答案：B14、离心泵发生气蚀可能是由于（）oA、离心泵未排净泵内气体B、离心泵发生泄漏C、所输送的液体中可能含有砂粒。

·流体流动部分1．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。

在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔，其中心距罐底1000 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。

若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ，问至少需要几个螺钉（大气压力为101.3×103 Pa ）？解：由流体静力学方程，距罐底1000 mm 处的流体压力为[]（绝压）Pa 10813.1Pa )0.15.9(81.9960103.10133⨯=-⨯⨯+⨯=+=gh p p ρ 作用在孔盖上的总力为N 10627.3N 76.04π103.10110813.1)(4233a ⨯⨯⨯⨯⨯-=＝）－＝（A p p F每个螺钉所受力为N 10093.6N 014.04π105.39321⨯=÷⨯⨯=F因此)（个）695.5N 10093.610627.3341≈=⨯⨯==F F n2．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。

读数分别为R 1=500 mm ，R 2=80 mm ，指示液为水银。

为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=100 mm 。

试求A 、B 两点的表压力。

解：（1）A 点的压力()（表）Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ⨯=⨯⨯+⨯⨯=+=gR gR p ρρ（2）B 点的压力 ()（表）Pa 107.836Pa 5.081.91360010165.1441汞A B ⨯=⨯⨯+⨯=+=gR p p ρ习题2附图习题1附图3、如本题附图所示，水在管道内流动。

为测量流体压力，在管道某截面处连接U 管压差计，指示液为水银，读数R=100毫米，h=800mm 。

为防止水银扩散至空气中，在水银液面上方充入少量水，其高度可忽略不计。

1. 某精馏塔的设计任务为：原料为F,x f,要求塔顶为x D,塔底为x w;设计时若选定的回流比R不变,加料热状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料,则所需理论板数N T减小, 提馏段上升蒸汽量V' 增加,提馏段下降液体量L' 增加, 精馏段上升蒸汽量V不变,精馏段下降液体量L不变;增加,不变,减少2. 某二元理想溶液的连续精馏塔,馏出液组成为x A=0.96摩尔分率.精馏段操作线方程为y=0.75x+0.24.该物系平均相对挥发度α=2.2,此时从塔顶数起的第二块理论板上升蒸气组成为y2=_______.3. 某精馏塔操作时,F,x f,q,V保持不变,增加回流比R,则此时x D增加, x w减小,D减小,L/V增加;增加,不变,减少6.静止、连续、_同种_的流体中,处在_同一水平面_上各点的压力均相等;7.水在内径为φ105mm×2.5mm的直管内流动,已知水的黏度为1.005mPa·s,密度为1000kg·m3流速为1m/s,则R e＝_______________,流动类型为_______湍流_______;8. 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__4__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;9. 两个系统的流体力学相似时,雷诺数必相等;所以雷诺数又称作相似准数;10. 求取对流传热系数常常用_____量纲________分析法,将众多影响因素组合成若干____无因次数群______数群,再通过实验确定各___无因次数群________之间的关系,即得到各种条件下的_____关联______式;11. 化工生产中加热和冷却的换热方法有_____传导_____、___对流______和____辐射___;12. 在列管式换热器中,用饱和蒸气加热空气,此时传热管的壁温接近___饱和蒸汽一侧_____流体的温度,总传热系数K接近___空气侧___流体的对流给热系数.13. 气液两相平衡关系将取决于以下两种情况：1 若p>p 或C>C则属于_______解吸_______过程2 若p>p 或C>C 则属于_______吸收_______过程14. 计算吸收塔的填料层高度,必须运用如下三个方面的知识关联计算：______平衡线___、__操作线___、_传质系数__;15. 在一定空气状态下干燥某物料,能用干燥方法除去的水分为____自由水__；首先除去的水分为_非结合水_；不能用干燥方法除的水分为_______平衡水_______;19. 精馏过程是利用多次部分汽化和多次部分液化的原理进行完成的;20. 最小回流比是指塔板无穷时的回流比极限值;21. 由实验确定直管摩擦系数λ与Re的关系;层流区摩擦系数λ与管壁_____粗糙度无关,λ和Re关系为__λ/_Re_;湍流区,摩擦系数λ与___粗糙度_及λ/Re都有关;而完全湍流区,摩擦系数λ与_ Re _无关,仅与_粗糙度_有关;22. 某液体在内径为d1的管路中稳定流动,其平均流速为u1,当它以相同的体积流量通过内径为d2d2=d1/2的管路时,则其平均流速为原来的____4____倍;23. 流量增大时,流体流经转子流量计的阻力损失____不变________;24.层流与湍流的本质区别是：_层流无径向流动,_湍流有径向流动_;25. 间壁式换热器的传热过程是_对流_、_导热_、_对流_;26. 对流体传热中普郎特准数式为 Pr=Cpu/λ_, 它反映了_流体物性对对流传热的影响__27. 在多层平壁稳定热传导中,通过各层的传热速率_____相同__;28. 压力____下降_____温度___增高_______将有利于解吸的进行;吸收因数A 表示_____操作线斜率L/G _____与____平衡线斜率m ______之比;当A ≥1时,增加塔高,吸收率_____增大______29. 吸收操作中,温度不变,压力增大,可使相平衡常数_减小_,传质推动力_增大_;30.作为干燥介质的湿空气,其预热的目的_降低相对湿度_、_提高温度 33. 饱和液体进料时,q= 1 ;L ′= L+F ;V ′= V ;34. 在连续精馏塔中,进行全回流操作,已测得相邻两板上液相组成分别为x n-1＝0.7,x n ＝0.5 均为易挥发组份摩尔分率;已知操作条件下相对挥发度＝3,则y n ＝ ,x n ＝ , 以液相组成表示的第ｎ板的单板效率E m＝ ; 35. 某二元物系的相对挥发度α＝3,在具有理论板的精馏塔内于全回流条件下作精馏塔操作,已知x n ＝0.3,则y n-1＝ 由塔顶往下数36．图示吸液装置中,吸入管尺寸为mm 5.3mm 89⨯φ,管的下端位于水面下m 2,并装有底阀及拦污网,该处的局部压头损失为gu 282 ;若截面2-2'处的真空度为kPa 2.32,由1-1'截面至2-2'截面的压头损失为gu 2212;求：1吸入管中水的流量,13h m -⋅;2吸入口1-1'处的表压;37. 在一套管式换热器中,内管为mm 10mm 180⨯φ的钢管,内管中热水被冷却,热水流量为1h 1800kg -⋅,进口温度为C 800,出口为C 500;环隙中冷却水进口温度为C 200,出口温度为C 450,11C kg kJ 186.4--︒⋅⋅=p c ,总传热系数12K m 1800W K --⋅⋅=;试求：1冷却水用量；2并流流动时的平均温度差及所需的管子长度；3逆流流动时的平均温度差及所需的管子长度;38. 用煤油从苯蒸气与空气的混合物中回收苯,要求回收%91;入塔的混合气中,含苯%2摩尔分数;入塔的煤油中,含苯%018.0;溶剂用量为最小用量的1.6倍,操作温度为C 520 ,压力为kPa 101;平衡关系为X Y 4.0=*,总传质系数13s m km ol 018.0--⋅⋅=⋅a K Y ;入塔气体的摩尔流量为12s m kmol 018.0--⋅⋅;求填料层高度;39. 用泵将水以568m 3/h 的流量由水池送入水塔;已知水塔液面比水池液面高出13ｍ,水塔和水池均通大气,输水管路均为φ114×4mm 无缝钢管,管长200m 包括所有局部阻力损失的当量长度;摩擦阻力系数可取为0.02,此时泵的效率为72%;试求：1管内流速；2管路系统的总阻力损失；3泵的扬程；4泵的有效功率;40. 有一套管式换热器,内管为mm 2mm 54⨯φ,外管为mm 4mm 116⨯φ的钢管;内管中苯被加热,苯进口温度为C 500,出口为C 800;流量为1h 3500kg -⋅;套管中为kPa 1.196=p 的饱和水蒸气冷凝,冷凝的对流传热系数为12K m 10000W --⋅⋅;已知管内壁的垢阻为12W K 0.0004m -⋅⋅,管壁及管外侧热阻均可不计;苯的密度为3m 880kg -⋅;试求：1加热水蒸气用量；2管壁对苯的对流传热系数；3完成上述处理所需套管的有效长度;11C kg kJ 86.1--︒⋅⋅=p c ,11K m W 145.0--⋅⋅=λ,s Pa 1039.03⋅⨯=-μ,3m kg 880-⋅=ρ,kPa 1.196=p 下：饱和水蒸气的饱和温度C 6.119︒=s t ,汽化热1kg kJ 2205-⋅=r41. 以纯溶剂吸收某混合气体中的溶质A,入塔气体量为0.031kmol/s,溶质的浓度为0.0417摩尔比,下同,要求吸收率为96%;已知塔径为1.2m,相平衡关系为a=0.077kmol/m3 s,且实际液气比为最小液气比的1.5倍;试求填料层高Y=1.5X,KY度;42. 20℃的水密度为1000kg/m3,粘度为10-3Pa.s,以20m3/h的流量在φ51×3mm 的水平管道内流过,在管路上某处流体静压强为1.5 kgf/cm2表压,若管路的局部阻力可略去不计,问距该处120m 同一水平线下游处流体静压强为多少Pa Re=3×103--1×105时, λ=0.3164/Re0.2543. 某车间准备用一台离心泵将储槽内的热水送到敞口的高位槽内,已知管子规格为Φ60×3.5mm钢管,管内流速为2.5m/s,吸入管路的能量损失为23.6J/kg 压出管路的压头损失为4mH2O 均包括全部的局部阻力损失在内,其余参数见附图示;试求该泵提供的有效功率;44. 接触法硫酸生产中用氧化后的高温SO3混合气予热原料气SO2及空气混合物,已知：列管换热器的传热面积为100 m2,原料气入口温度t1＝300℃, 出口温度t2=430 ℃.SO3混合气入口温度T1=560 ℃, 两种流体的流量均为13000kg/h,热损失为原料气所得热量的6％,设两种气体的比热均可取为1.05kJ.K-1.kg-1,且两流体可近似作为逆流处理,求：1．SO3混合气的出口温度T2；2．传热系数K w/m2.k;45. 在某一直径为0.6m的填料塔中,在20℃、760mmHg下,用清水对空气—氨混合气进行逆流吸收操作,每小时向塔送入含NH3 1.5mol%的混合气480m3操作态,要求NH3的回收率为90%;已知20℃的平衡关系为y=0.75xx、y均为摩尔分率,出塔溶液中NH3的浓度为平衡浓度的85%;试求：1出塔溶液中氨的浓度用摩尔分率表示；2水用量kg/h; 3已知气相体积总传质系数K Y a为0.09kmol/m3·s,计算所需填料层高度m;46. 某厂准备选用规格为φ25×2.5mm,长3m的管子组成的列管式换热器来将25℃的液体加热到40℃;已知液体的流量为36m/h,相对密度为1.1,平均比热为2.9kJ/kg·K,加热剂用410K的饱和水蒸汽走管外其冷凝潜热为2155kJ/kg,冷凝水在饱和温度下排出,此换热器的散热损失为21000w,传热系数K=660 w/m2·K,试求：1加热剂的消耗量为多少kg/.h 2此换热器应用多少条管子组成47. 某厂用泵将地面上储池中密度为1100kg/m3的碱液送至吸收塔顶经喷咀喷出,输液管与喷咀连接处的压强为0.22at表压;泵的吸入管为Φ108×4mm的钢管,管内流速为0.9m/s；压出管径为Φ56×3mm的钢管;储槽中碱液深度为1.2m,池底至塔顶喷咀处的垂直距离为19m,取λ=0.02,设吸入管路的阻力损失忽略不计,而压出管路直管总长为22m,各种局部阻力的当量长度之和∑L e=103m,求此泵的有效功率为多少kw48.在套管换热器中,用100℃的水蒸汽将流率为1500kg/h的盐水,由20℃加热至60℃;盐水比热为2.5kJ/kg.K,加热内管平均直径为50mm,蒸汽对管壁的给热系数为10000W/m2.K,管壁对盐水的给热系数为800W/m2.K,忽略管壁热阻,试求加热管的管长;49.在常压逆流操作的填料塔内,用纯溶剂S 吸收混合气体中的可溶组分A ;入塔气体中A 的摩尔分率为0.03,要求吸收率为90%; 已知操作条件下的解吸因数为0.8 ,物系服从亨利定律,与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03摩尔分率; 试计算：1操作液气比为最小液气比的倍数；2出塔液体的浓度；3完成上述分离任务所需的气相总传质单元数N OG ;50. 20℃的水密度为1000kg/m3,粘度为10-3Pa.s,以20m3/h的流量在φ51×3mm 的水平管道内流过,在管路上某处流体静压强为1.5 kgf/cm2表压,若管路的局部阻力可略去不计,问距该处120m 同一水平线下游处流体静压强为多少Pa Re=3×103--1×105时, λ=0.3164/Re0.2551．对于间壁式换热器：m1Cp1 T1-T2 =m2Cp2 t2-t1=KA△t m等式成立的条件是_稳定传热_、_无热损失_、_无相变化__;52．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,则传质推动力将___减小_______,操作线将_____靠近_____平衡线;53.某吸收塔中,物系的平衡线方程为y=2.0x,操作线方程为y=3.5x+0.001,当y1=0.06,y2=0.0020时,x1=_______,x2=_____________,L/G=___3.5___.55.若将同一转速的同一型号离心泵分别装在一条阻力很大,一条阻力很小的管路中进行性能测量时,其测出泵的性能曲线相同;其实际供给管路的最大流量不同;A.过渡流B.层流C. 湍流66.一般情况下,温度升高,液体的粘度B；气体的粘度A;A. 增大B. 减小C. 不变67.离心泵铭牌上标明的是泵在C时的主要性能参数;A 流量最大；C. 效率最高；B. 压头最大；D. 轴功率最小;68. 对一台正在工作的列管式换热器,已知α1＝116W/m2.k、α2＝11600 W/m2.k,要提高传热系数K,最简单有效的途径是A;A. 设法增大α1;B. 设法增大α2;C. 同时增大α1和α2;69.湿空气经预热后,空气的焓增大,而B;A. H,φ都升高；B. H不变φ降低；C. H,φ都降低70.恒速干燥阶段,物料的表面温度等于空气的B;A. 干球温度；B. 湿球温度；C. 露点71．离心泵的扬程是DA. 实际的升扬高度B. 泵的吸液高度C. 液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度D. 单位重量液体出泵和进泵的机械能差值72．间壁传热时,各层的温度降与各相应层的热阻AA. 成正比B. 成反比C. 没关系73．当吸收质在液相中的溶解度甚大时,吸收过程主要受A控制,此时,总吸收系数K近似等于;A. 气膜；B. k；C. 气液膜同时；D. k；E. 液膜；F. K；74．当离心泵内充满空气时,将发生气缚现象,这是因为BA. 气体的粘度太小B. 气体的密度太小C. 气体比液体更容易起漩涡D. 气体破坏了液体的连续性75．若享利系数E值很大,依据双膜理论,则可判断过程的吸收速率为B控制;A. 气膜；B. 液膜；C. 双膜76. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统, 当温度和压力不变,而液相总浓度增加时其溶解度系数H 将C ,亨利系数E将C;A. 增加B. 减少C. 不变77. 通常所讨论的吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时,完成一定的分率D ;A. 回收率趋向最高；B. 吸收推动力趋向最大；C. 操作最为经济；D. 填料层高度趋向无穷大;80. 对于沸腾传热,工业生产一般应设法控制在A 沸腾下操作;A. 泡核B. 稳定的膜状C. 不稳定的膜状81. 流体在最小管径为层流的串联管路中,则在其它管径中的流型为A. 湍流B. 层流C.可以是层流或湍流D. 无法判断82. 流体在管路中作稳态流动时,具有D特点;A. 呈平缓的层流B. 呈匀速运动C. 在任何截面处流速、流量、压强等物理参数都相等；D. 任一截面处的流速、流量、压强等物理参数不随时间而变化83. C是指当间壁两侧冷、热流体之间的温度为1K时,在单位时间内通过单位传热面积,由热流体传给冷流体的热能;A. 导热系数；B. 对流传热系数；C. 总传热系数84. 强化传热的主要途径是A;A. 增大传热面积B. 提高K值C. 提高△t m85. 对流传热方程中Q=αA△t中,的△t是指C 温度差;A. 内壁与外壁B. 冷热流体的平均C. 壁面与流体间86. 对于逆流操作的吸收塔,其它条件不变,当吸收剂用量趋于最小用量时,则D ;A. 吸收推动力最大；B. 吸收率最高；C. 出塔气浓度最低；D. 吸收液浓度趋于最高;87. 双膜理论认为吸收过程的阻力集中在A;A. 两膜层中；B. 界面上；C. 液膜之中；D. 气膜之中；88. 对于脱吸操作,其溶质在液体中的实际浓度B与气相平衡的浓度;A. 小于；B. 大于；C. 等于；89. 将不饱和的空气在总压和湿度不变的情况下进行冷却而达到饱和时的温度,称为湿空气的;A. 湿球温度；B. 绝热饱和温度；C. 露点90. 在干燥流程中,湿空气经预热器预热后,其温度A,相对湿度;A. 升高；B. 降低；C. 不变91. 套管冷凝器的内管走空气,管间走饱和水蒸汽,如果蒸汽压力一定,空气进口温度一定,当空气流量增加时,传热系数K应A ;A．增大,B. 减小, C. 基本不变;92. 在反应器的单根冷却蛇管内通冷却水,其进、出口温度分别为ｔ1、ｔ2 ,蛇管外有热流体稳定流过,借搅拌器作用,使热流体保持均匀温度TT为热流体出口温度,如冷却蛇管长度增大一倍,其它条件不变,问出口水温ｔ2应A ;A. 增大B. 减小C. 不变D. 不一定93．吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时,完成一定的分率D; A. 回收率趋向最高；B.吸收推动力趋向最大；C.操作最经济；D. 填料高度趋向无穷大;94. 传质单元数N0G或N0L B;A.取决于物系、设备、填料几何特性和气、液流率等操作条件.B.与设备形式无关,只与物系相平衡及进出口浓度有关.C .与设备形式有关,也与物系相平衡及进出口浓度有关.95.圆管的摩擦系数λ=64/R e公式的适用范围是;96.为使U形压差计的灵敏度较高,选择指示液时,应使指示液和被测流体的密度差ρ指-ρ的值B;A. 偏大B. 偏小C. 越大越好97.从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是AA. 与指示液密度、液面高度有关,与U形管粗细无关B. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细有关C. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细无关98. 若将20℃硫酸用φ48×3.5mm的无缝钢管输送,则硫酸达到湍流的最低流速为D ;已知20℃时,硫酸的密度为1831 kg/m3粘度为25.4cP;A. 0.135m/sB. 1.5m/sC. 0.15m/sD. 1.35m/s99. 在比较多的情况下,尤其是液－液热交换过程中,热阻通常较小可以忽略不计的是D;A. 热流体的热阻;B. 冷流体的热阻;C. 冷热两种流体的热阻;D. 金属壁的热阻;100. 流体与固体壁面间的对流传热,当热量通过层流内层时,主要是以A方式进行的;A. 热传导B. 对流传热C. 热辐射101.湍流体与器壁间的对流传热即给热过程其热阻主要存在于C;A. 流体内;B. 器壁内;C. 湍流体层流内层中;D. 流体湍流区域内;102.在干燥流程中,湿空气经预热器预热后,其温度,相对湿度;A. 升高；B. 降低；C. 不变103.干燥进行的必要条件是干燥介质中水汽或其它蒸汽的分压物料表面所产生的水汽或其它蒸汽压力;A. 等于；B. 小于；C. 大于104.在一定的干燥条件下,物料厚度增加,物料的临界含水量X C,而干燥所需的时间;A. 增加；B. 减少；C. 不变。

第三章机械分离一、名词解释每题2分1.非均相混合物物系组成不同,分布不均匀,组分之间有相界面2.斯托克斯式3.球形度s非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值4.离心分离因数离心加速度与重力加速度的比值5.临界直径dc离心分离器分离颗粒最小直径6．过滤利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作7.过滤速率单位时间所产生的滤液量8.过滤周期间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间9.过滤机生产能力过滤机单位时间产生滤液体积10.浸没度转筒过滤机浸没角度与圆周角比值二、单选择题每题2分1、自由沉降的意思是_______;Ａ颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计Ｂ颗粒开始的降落速度为零,没有附加一个初始速度Ｃ颗粒在降落的方向上只受重力作用,没有离心力等的作用Ｄ颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程D2、颗粒的沉降速度不是指_______;Ａ等速运动段的颗粒降落的速度Ｂ加速运动段任一时刻颗粒的降落速度Ｃ加速运动段结束时颗粒的降落速度Ｄ净重力重力减去浮力与流体阻力平衡时颗粒的降落速度B3、对于恒压过滤_______;A滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的2倍B滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍C滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍D当介质阻力不计时,滤液体积增大一倍,则过滤时间增大至原来的4倍D4、恒压过滤时,如介质阻力不计,滤饼不可压缩,过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量___; Ａ增大至原来的2倍Ｂ增大至原来的4倍倍Ｄ增大至原来的倍C5、以下过滤机是连续式过滤机_______;Ａ箱式叶滤机Ｂ真空叶滤机Ｃ回转真空过滤机Ｄ板框压滤机C6、过滤推动力一般是指______;Ａ过滤介质两边的压差Ｂ过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差Ｃ滤饼两面的压差Ｄ液体进出过滤机的压差B7、回转真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时,能自动地进行相应的不同操作：______; Ａ转鼓本身Ｂ随转鼓转动的转动盘Ｃ与转动盘紧密接触的固定盘Ｄ分配头D8、非球形颗粒的当量直径的一种是等体积球径,它的表达式为______;A d p＝6V/A此处V为非球形颗粒的体积,A为非球形颗粒的表面积B d p＝6V/1/3C d p＝4V/1/2D d p＝kV/1/3k为系数与非球形颗粒的形状有关B9、在讨论旋风分离器分离性能时,分割直径这一术语是指_________;Ａ旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径Ｂ旋风分离器允许的最小直径Ｃ旋风分离器能够50%分离出来的颗粒的直径Ｄ能保持滞流流型时的最大颗粒直径C10、在离心沉降中球形颗粒的沉降速度__________;Ａ只与d p,p,,u T,r,μ有关Ｂ只与d p,p,u T,r有关Ｃ只与d p,p,u T,r,g有关Ｄ只与d p,p,u T,r,k有关题中u T气体的圆周速度,r旋转半径,k分离因数A11、降尘室没有以下优点______________;Ａ分离效率高Ｂ阻力小Ｃ结构简单Ｄ易于操作A12、降尘室的生产能力__________;Ａ只与沉降面积A和颗粒沉降速度u T有关Ｂ与A,u T及降尘室高度H有关Ｃ只与沉降面积A有关Ｄ只与u T和H有关A13、回转真空过滤机的过滤介质阻力可略去不计,其生产能力为5m3/h滤液;现将转速度降低一半,其他条件不变,则其生产能力应为____________;A5m3/hB2.5m3/hC10m3/hD3.54m3/h D14、要除去气体中含有的5μ～50μ的粒子;除尘效率小于75％,宜选用;A除尘气道B旋风分离器C离心机D电除尘器B15、等压过滤的滤液累积量q与过滤时间τ的关系为______________;B16、过滤基本方程是基于____________推导出来的;A滤液在过滤介质中呈湍流流动B滤液在过滤介质中呈层流流动C滤液在滤渣中呈湍流流动D滤液在滤渣中呈层流流动D17、一般而言,旋风分离器长、径比大及出入口截面小时,其效率,阻力;A高B低C大D小A18、在板框过滤机中,如滤饼不可压缩,介质阻力不计,过滤时间增加一倍时,其过滤速率为原来的_____________;A2倍B1/2倍C1/2倍D4倍C19、在长为L m,高为H m的降尘室中,颗粒的沉降速度为u T m/s,气体通过降尘室的水平流速为u m/s,则颗粒能在降尘室内分离的条件是：____;A L/u＜H/u LB L/u T＜H/uC L/u T≥H/uD L/u≥H/u TD20、粒子沉降受到的流体阻力________;Ａ恒与沉降速度的平方成正比Ｂ与颗粒的表面积成正比Ｃ与颗粒的直径成正比Ｄ在滞流区与沉降速度的一次方成正比D21、板框压滤机中,最终的滤液流率是洗涤液流率的_______;Δp E=Δp w,μ=μwＡ一倍Ｂ一半Ｃ四倍Ｄ四分之一C22、球形度形状系数恒小于或等于1,此值越小,颗粒的形状离球形越远,球形度的定义式可写为______;A=V p/V,V为非球形粒子的体积,V p为球形粒子的体积B=A p/A,A为非球形粒子的表面积,A p为与非球形粒子体积相同的球形粒子的表面积C=a p/a,a为非球形粒子的比表面积,a p为球形粒子的比表面积D=6a p/d B23、“在一般过滤操作中,实际上起到主要介质作用的是滤饼层而不是过滤介质本身”,“滤渣就是滤饼”则_______;Ａ这两种说法都对Ｂ两种说法都不对Ｃ只有第一种说法正确Ｄ只有第二种说法正确A24、旋风分离器的总的分离效率是指__________;Ａ颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率Ｂ颗粒群中最小粒子的分离效率Ｃ不同粒级直径范围粒子分离效率之和Ｄ全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率D25、降尘室的生产能力由________决定;A降尘室的高度和长度B降尘室的高度C降尘室的底面积D降尘室的体积C26、在板框过滤机中,如滤饼不可压缩,介质阻力不计,黏度增加一倍时,对同一q值,过滤速率为原来的_____________;A2倍B1/2倍C1/2倍D4倍B27、回转真空过滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为;AlB1/2 C1/4D1/3 A28、以下说法是正确的;A过滤速率与S过滤面积成正比B过滤速率与S2成正比C滤速率与滤液体积成正比D过滤速率与滤布阻力成反比B29、板框压滤机中;A框有两种不同的构造B板有两种不同的构造C框和板都有两种不同的构造D板和框都只有一种构造B30、助滤剂应具有以下性质;A颗粒均匀、柔软、可压缩B颗粒均匀、坚硬、不可压缩C粒度分布广、坚硬、不可压缩D颗粒均匀、可压缩、易变形B三、填空题每题2分1、一球形石英颗粒,在空气中按斯托克斯定律沉降,若空气温度由20℃升至50℃,则其沉降速度将; 下降2、降尘室的生产能力与降尘室的和有关;长度宽度3、降尘室的生产能力与降尘室的无关;高度4、在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,则沉降时间;增加一倍5、在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,气流速度;减少一倍6、在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,生产能力;不变7、在滞流层流区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比;28、在湍流区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比;1/29、在过滤的大部分时间中,起到了主要过滤介质的作用;滤饼10、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V l增多至V2=2V l时,则操作压差由ΔP l增大至ΔP2=;2ΔP l11、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S,q e为V e/S,V e为过滤介质的当量滤液体积滤液体积为V e时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力,在恒压过滤时,测得Δ/Δq=3740q+200则过滤常数K=;12、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S,q e为V e/S,V e为过滤介质的当量滤液体积滤液体积为V e时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力,在恒压过滤时,测得Δ/Δq=3740q+200则过滤常数q e=;13、最常见的间歇式过滤机有和;板框过滤机叶滤机14、在一套板框过滤机中,板有种构造,框种构造;2115、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间,设框已充满,则在每一框中,滤液穿过厚度为;框的厚度16、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间,设框已充满,在洗涤时,洗涤液穿过厚度为;框厚度之半17、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间,设框已充满,在洗涤时,洗涤液穿过的滤布面积等于;框的内面积18、旋风分离器性能的好坏,主要以来衡量;临界粒径的大小19、离心分离设备的分离因数定义式为Kc=;u T2/gR或u r/u t20、当介质阻力不计时,回转真空过滤机的生产能力与转速的次方成正比;1/221、间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/,此处V为;一个操作循环中得到的滤液体积22、间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/,此处表示一个操作循环所需的;总时间23、一个过滤操作周期中,“过滤时间越长,生产能力越大”的看法是否正确不正确的24、一个过滤操作周期中,“过滤时间越短,生产能力越大”的看法是否正确不正确的25、一个过滤操作周期中,过滤时间有一个值;最适宜26、一个过滤操作周期中,最适宜的过滤时间指的是此时过滤机生产能力;最大27、对不可压缩性滤饼dV/d 正比于ΔP 的次方,对可压缩滤饼dV/d 正比于ΔP 的次方;11-s28、对恒压过滤,介质阻力可以忽略时,过滤量增大一倍,则过滤速率为原来的;二分之一29、对恒压过滤,当过滤面积增大一倍时,如滤饼不可压缩,则过滤速率增大为原来的倍;对恒压过滤,当过滤面积增大一倍时,如滤饼可压缩,则过滤速率增大为原来的倍;4430、转鼓沉浸度是与的比值1转鼓浸沉的表面积转鼓的总表面积31、按ψ＝A p/A 定义的球形度此处下标p 代表球形粒子,最大值为＿＿＿;越小则颗粒形状与球形相差越＿＿＿;1大32、将固体物料从液体中分离出来的离心分离方法中,最常见的有和;将固体物料从液体中分离出来的离心分离设备中,最常见的为;离心过滤离心沉降离心机33、在Stokes 区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的_____次方成正比；在牛顿区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的______次方成正比;21/234、一个过滤操作周期中,“过滤时间越长生产能力越大”的看法是,“过滤时间越短,生产能力越大”的看法是;过滤时间有一个值,此时过滤机生产能力为＿＿＿＿＿＿;不正确的不正确的最适宜最大35、含尘气体通过长为4m,宽为3m,高为1m 的除尘室,已知颗粒的沉降速度为0.03m/s,则该除尘室的生产能力为s m 3;0.36m 3/s四、问答题每题3分1、影响回转真空过滤机生产能力的因素有哪些过滤介质阻力可忽略当过滤介质阻力可忽略时2Q KA n ϕ=2/K p r φμ=∆可见,影响因素有：转筒的转速、浸没度、转筒尺寸、操作压强及处理物料的浓度及特性;2、有一旋风分离器,在正常的速度和阻力的范围内操作,但除尘效率不够满意,现在仓库里还有一个完全相同的旋风分离器,有人建议将这台备用的旋风分离器与正在用的那一台一起并联使用,问这种措施能否提高除尘效率为什么不行;因为速度降低,离心惯性力减小,使除尘效率下降;3、恒压过滤时,如加大操作压力或提高滤浆温度,过滤速率会发生什么变化为什么由d q /d t =Δp /rΦμq +q e 知,加大操作压力,过滤速率变大;提高滤浆温度,使滤液黏度降低,过滤速率增大;4、临界直径dc 及分割直径d 50,可以表示旋风分离器的分离性能,回答d c 与d 50的含义是什么d c 旋风分离器的分离分离颗粒最小直径;d 50分离效率50%时颗粒直径5、由过滤基本方程d q /d t =Δp /rΦμq +q e 分析影响过滤速率的因素影响过滤速率的因素有：①物性参数,包括悬浮液的性质φ、μ及滤饼特性r ；②操作参数Δp ；③设备参数q e6、试说明滤饼比阻的意义比阻r 表示滤饼对过滤速率的影响,其数值的大小反映滤液通过滤饼层的难易程度;五、计算题每题10分1、某板框过滤机框空的长、宽、厚为250mm×250mm×20mm,框数为8,以此过滤机恒压过滤某悬浮液,测得过滤时间为与15min 时的滤液量分别为0.15m 3及0.20m 3,试计算过滤常数K ;解：过滤面积A =8×2××=1.0 m 22分已知:τ1==0.15 m 3τ2=15min V 2=0.20 m 3∵V 2+2VVe =KA 2τ4分可得+2×=K×12×1+2×=K×12×1521、2式联立,解得K =0.0030 m 2/min=×10-5 m 2/s4分2、以板框压滤机恒压过滤某悬浮液,过滤面积10m 2,操作压差×105Pa;每一循环过滤15min 得滤液2.91m 3;过滤介质阻力不计;(1) 该机生产能力为4.8m 3/h 滤液,求洗涤、装拆总共需要的时间及过滤常数K ;(2) 若压差降至×104Pa,过滤时间及过滤量不变,其他条件不变,需多大过滤面积设滤饼不可压缩;3如改用回转真空过滤机,转一圈得滤液0.2m 3,转速为多少才可以维持生产能力不变解：1∵V 2=KA 2τ即=K ×102×15∴K =×10-3 m 2/min又Q =V /∑τ即60=15+τw +τD∴τw +τD =4分2V 2=KA 2τA 2=V 2/Kτ4分3Q =60=×nn-r/min ∴n =min2分3、用某叶滤机恒压过滤钛白水悬浮液;滤叶每侧过滤面积为2m 2,共10只滤叶;测得:过滤10min 得滤液1.31m 3；再过滤10min 共得滤液1.905m 3;已知滤饼与滤液体积比n =;试问:1过滤至滤饼厚为21mm 即停止,过滤时间是多少2若滤饼洗涤与辅助时间共45min,其生产能力是多少以每小时得的滤饼体积计解：1∵V 2+2VVe =KA 2t由题意得+2×=KA 2×10a+2×=KA 2×20ba 、b 联立,解得KA 2=0.2076 m 6/min,Ve=0.1374 m 33分又A =10×2×=13.12m 2过滤终了时,共得滤液量V E =×=2.755 m 3由+2××=,∴t E =3分2生产能力=nV E /t E +t w +t 辅=×+45=×10-3 m 3/min=0.194 m 3/h 滤饼4分4、在3×105Pa 的压强差下对钛白粉在水中的悬浮液进行过滤实验,测得过滤常数K=5×10-5m 2/s 、q e =0.01m 3/m 2,又测得滤饼体积与滤液体积之比v=;现拟用有38个框的BMY50/810-25型板框压滤机处理此料浆,过滤推动力及所用滤布也与实验用的相同;试求：1过滤至框内全部充满滤渣所需的时间；2过滤完毕,以相当于滤液量1/10的清水进行洗涤,求洗涤时间；3若每次卸渣、重装等全部辅助操作共需15min,求每台过滤机的生产能力以每小时平均可得多少m 3滤饼计;解：1所需过滤时间A=×2×38=49.86m 2V c =××38=0.6233m 2()()2251120.156320.15630.01551510e q qq s K θ-=+=+⨯⨯=⨯4分 2洗涤时间30.10.156349.86/1.87410416s -=⨯⨯⨯=4分3生产能力30.62333600 1.2025514181560c Q m ⨯==++⨯滤饼/h2分 5、用板框过滤机过滤某悬浮液,一个操作周期内过滤20分钟后共得滤液4m 3滤饼不可压缩,介质阻力可略;若在一个周期内共用去辅助时间30分钟,求：（1） 该机的生产能力2若操作表压加倍,其它条件不变物性,过滤面积,过滤时间与辅助时间,该机生产能力提高了多少 解：滤饼不洗涤（1） 4分（2） 6分6、对某悬浮液进行恒压过滤;已知过滤时间为300s 时,所得滤液体积为0.75m 3,且过滤面积为1m 2,恒压过滤常数K=510-3m2/s;若要再得滤液体积0.75m 3,则又需过滤时间为多少2:2e q q K θ+=解由q 3分223225103000.750.625220.75e e q q K K q q θθ-=--⨯⨯-∴===⨯得q q 3分 2232 1.520.62515825510825300525e q q K sθθ-++⨯⨯===⨯=-=q 4分 7、一小型板框压滤机有框10块,长宽各为0.2m,在2at 表压下作恒压过滤共二小时滤框充满共得滤液160l,每次洗涤与装卸时间为1hr,若介质阻力可忽略不计,求：1过虑常数K,洗涤速率;2若表压增加一倍,其他条件不变,此时生产能力为若干解：15分A=××10×2=0.8m 225分故生产能力为1+1=0.08m 3/h8、某板框压滤机的过滤面积为0.4 m 2,在恒压下过滤某悬浮液,4hr 后得滤液80 m 3,过滤介质阻力可略去不计;试求：①若其它情况不变,但过滤面积加倍,可得多少滤液②若其它情况不变,但操作时间缩短为2hr,可得多少滤液③若在原表压下过滤4hr 后,再用5m 3水洗涤滤饼,需多长洗涤时间设滤液与水性质相近; 解：13分23分34分9、一小型板框过滤机,过滤面积为0．1m 2,恒压过滤某一种悬浮液;得出下列过滤议程式：q+102=250θ+0．4式中q 以l/m 2,θ以分钟计;试求：1经过249．6分钟获得滤液量为多少2当操作压力加大1倍,设滤饼不可压缩同样用249．6分钟将得到多少滤液量;解：1)4.0(250)10(2+=+θq当6.249=θ分时q=240L/M 2V=240×0;1=24L 5分2,P='K2P='K2343=⨯=5分5.LV3.341.0。

第一章 流体流动一、名词解释（每小题2分）31、法定计量单位：由国家以命令形式规定允许使用的计量单位。

62、稳定流动：流动系统中各截面上的流速、压强、密度等各有关物理量仅随位置变化不随时间变化。

63、不稳定流动：流动系统中各截面上的流速、密度、压强等随位置及时间而变。

64、流动边界层：流体流过壁面时，如果流体润湿壁面，则必然形成速度梯度很大的流体层叫流动边界层。

35、边界层分离：流体在一定条件下脱离壁面的现象叫边界层的分离。

66、速度梯度：du dy 速度梯度，即在与流动方向垂直的y 方向上流体速度的变化率。

37、牛顿黏性定律：dydu μτ= 68、当量长度e l ：把流体流过某一管件或阀门的局部阻力折算成相当于流过一段与它直径相同、长度为e l 的直管阻力。

所折算的直管长度称为该管件或阀门的当量长度。

69、因次分析法：用维数不多的无因次数群代替较多的变量，对一个复杂的物理现象可简化实验工作，该方法称为因次分析法。

310、相对粗糙度 ：ε /d—相对粗糙度。

611、黏性：运动流体内部产生的阻碍流体向前运动的特性。

612、黏度：S y u F ∆∆=μ，μ—比例系数，流体的黏性愈大，其值愈大，所以称为粘滞系数或动力。

黏度，简称黏度。

312、点速度：流通截面上某一点的速度，可直接测量m/S 。

313、绝压：以绝对零压作起点计算的压强，称为绝对压强。

314、表压：表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。

315、真空度：真空度等于大气压强减去绝对压强。

二、单选择题（每小题2分）31、某物体的质量为1000kg ，则其重量为______。

BA 1000 NB 9810 NC 9810 kgfD 1000/9.81 kgf32、4℃水在SI 制中密度为______；重度为______；在工程单位制中密度为______；重度为______。

B ；D ；C ；AA 1000kgf/m 3B 1000kg/m 3C 102kgf·s2/m4D 9810N/m363、如图所示，若液面恒定，忽略流动阻力损失，则放水管的出口速度U与______有关。

绪论1解：换算因数： 1.010********/==⋅=⋅=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅sm kg s m s cm g sN m scm g spa scm g∴1g ⋅cm -1⋅s -1=0.1pa ⋅s 2.解：51001325.1Paatm ⨯= 1m N Pa 2=⋅- 1m N J =⋅ 3310m L -= ∴2321001325.1m J m N m N atm L ⨯=⋅⋅⋅⋅⋅⋅-∴21001325.1J atm L ⨯=⋅以J ·mol -1·K -1表示R 的值R =0.08206×1.01325×102 J ﹒mol -1﹒K -1=8.315 J ﹒mol -1﹒K -1第一章 流体流动1. 表压=－真空度=－4.8×104Pa 绝压=5.3×104 Pa2.解：设右侧水面到B ′点高为h 3，根据流体静力学基本方程可知P B =P B ′ 则ρ油gh 2=ρ水gh 3mm mkg mmm kg h 4921000600820h 3323=⋅⨯⋅==--水油ρρ h=h 1+h 3=892mm5解:以图中截面a-a ′为等压面，则P 啊=Pa ′ρ油g(h 1+h 0)=ρ油g(h 2-R+h 0) + ρ水银gR （h 0为水银压差计高液面与容器底部的高度差） ∴ h 2=h 1 + R - ρ水银R/ρ油 = 4 +0.2-13600*0.2/860 = 1.04m6解：h=P(表压)/ ρ水g =81.9*10001000*10 =1.02 m7.解：由公式AVsu =可得 Vs=uA=u πd 2/4=0.8×π×(57-3.5×2)2×10-6/4=1.57×10-3m 3/sWs=Vs ρ=1.57×10-3×1840=2.89kg/ss m kg u AWsG ⋅=⨯===2/147218408.0ρ 9解：以地面以下的水管所在的平面为基准水平面，则：fh Pu gz u P gz ∑+++=++ρρ2222211122Z 1=9m, u 1=0, P 1=P 2=P 0 ,Z 2=4m,u 2=u∴9.81*9=9.81*4+222u +40*222u∴u=1.55m/s,Vs=uA=1.55*3.1415926*0.0252=10.95m3/h 若Vs'=Vs*(1+25%)=1.25Vs,则u'=1.25u=1.9375m/s ∴Z 1-Z 2=7.86m,即将水箱再升高7.86-5=2.86m 10解:Vs=8m3/h 时，该系统管路中水的流速为u 1=4Vs/3600πd 2=4*8/3600*3.1415926*0.0532=1.008m/s以压力表处为截面1-1'，水箱液面为截面2-2'，并以截面1-1'为基准水平面，则：f h Pu gz u P gz ∑+++=++ρρ2222211122Z2-Z1=24m P2=0 u2=0∴P1=(234.93+∑h f )*1000而3424.5001.01000*008.1*053.0Re===μρduε/d=0.2/53=0.00377查表得λ=0.0282 ∴∑h f = （h f + ξ）﹒u 12/2 =（0.0282*100/0.053 + 1）* 1.0082/2 =27.54J/Kg ∴P 1=(234.93+27.54)*1000=0.262MPa即压力表的读数为0.262MPa 时才能满足进水量为8m3/h 的需要。

化工原理选择题复习题含答案一、单选题（共IOO题，每题1分，共100分）1、叶轮的作用是（）A、传递静压能B、传递机械能C、传递动能D、传递位能正确答案：B2、输送膏状物应选用（）A、离心泵B、齿轮泵C、压缩机D、往复泵正确答案：B3、换热器中的换热管在管板上排列，在相同管板面积中排列管数最多的是（）排列A、正三角形B、矩形C、同心圆D、正方形正确答案：A4、测高温介质或水蒸气的压力时要安装（）A、隔禺罐B、集气器C、沉降器D、冷凝器正确答案：D5、烧类裂解制乙烯过程正确的操作条件是（）A、高温、低压、短时间B、低温、低压、长时间C、高温、高压、短时间D^高温、低压、长时间6、容易随着人的呼吸而被吸入呼吸系统，危害人体健康的气溶胶是（）A、不能确定B、有毒气体C、烟D、有毒蒸气正确答案：C7、分析检验操作工程中，对于例常分析和生产中间控制分析中，一个试样一般做几次平均测定：（）A、四次B、二次C、三次D、一次正确答案：B8、列管换热器在使用过程中出现传热效率下降，其产生的原因及其处理方法是（）A、管路或阀门堵塞，壳体内不凝气或冷凝液增多，应该及时检查清理，排放不凝气或冷凝液B、管路震动，加固管路C、外壳歪斜，联络管线拉力或推力甚大，重新调整找正D、全部正确正确答案：A9、采用出口阀门调节离心泵流量时，开大出口阀门扬程（）A、减小B、不变C、增大D、先增大后减小正确答案：A10、对标准旋风分离器系列，下列说法正确的是（）A、尺寸小，则分离效率差，且压降大B、尺寸大，则处理量大，但压降也大C、尺寸大，则分离效率高，且压降小D、尺寸小，则处理量小，分离效率高11、电气设备火灾时不可以用（）灭火器A、卤代烷B、干粉C、泡沫D、二氧化碳正确答案：C12、化工管路常用的连接方式有（）A、螺纹连接和承插式连接B、焊接和螺纹连接C、焊接和法兰连接、螺纹连接和承插式连接D、焊接和法兰连接正确答案：C13、“在一般过滤操作中，实际上起到主要介质作用的是滤饼层而不是过滤介质本身”，“滤渣就是滤饼”，则（）A、两种说法都不对B、只有第二种说法正确C、这两种说法都对D、只有第一种说法正确正确答案：D14、下列不是用来调节离心泵流量的选项是（）A、调节离心泵的旁路调节阀B、改变叶轮转速C、改变叶轮直径D、调节离心泵出口阀的开度正确答案：A15、薄层固定床反应器主要用于（）A、可逆平衡反应B、快速反应C、可逆放热反应D、强放热反应正确答案：B16、含尘气体通过长4m、宽3m、高Im的降尘室，已知颗粒的沉降速度为0.25m∕s,则降尘室的生产能力为：A^0.75m3∕sB、6m3∕sC、1m3∕sD^3m3∕s正确答案：D17、套管冷凝器的内管走空气，管间走饱和水蒸气，如果蒸汽压力一定,空气进口温度一定，当空气流量增加时空气出口温度（）A、减小B、增大C、基本不变D、无法判断正确答案：A18、作为人体防静电的措施之一（）A、应检查好人体皮肤有破损B、应定时检测静电C、应注意远离水、金属等良导体D、应穿戴防静电工作服、鞋和手套正确答案：D19、流化床反应器主要由四个部分构成，即气体分布装置，换热装置，气体分离装置和（）A、搅拌器B、密封装置C、内部构件D、导流筒正确答案：C20、所谓“三烯、三苯、一焕、一蔡”是最基本的有机化工原料，其中的三烯是指（）A、乙烯、丙烯、丁烯B、丙烯、丁二烯、戊烯C、乙烯、丙烯、丁二烯D、乙烯、丙烯、戊烯正确答案：C21、合成树脂原料中，一般都含有一定量的抗氧剂，其目的是（）A^有利于反应B、为了便于保存C、降低成本D、增加成本正确答案：B22、过滤常数K与（）无关。

第四章传热一、名词解释1、导热若物体各部分之间不发生相对位移,仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导导热;2、对流传热热对流是指流体各部分之间发生相对位移、冷热流体质点相互掺混所引起的热量传递;热对流仅发生在流体之中, 而且必然伴随有导热现象;3、辐射传热任何物体, 只要其绝对温度不为零度0K, 都会不停地以电磁波的形式向外界辐射能量, 同时又不断地吸收来自外界物体的辐射能, 当物体向外界辐射的能量与其从外界吸收的辐射能不相等时, 该物体就与外界产生热量的传递;这种传热方式称为热辐射;4、传热速率单位时间通过单位传热面积所传递的热量W/m25、等温面温度场中将温度相同的点连起来,形成等温面;等温面不相交;二、单选择题1、判断下面的说法哪一种是错误的; BA 在一定的温度下,辐射能力越大的物体,其黑度越大；B 在同一温度下,物体吸收率A与黑度ε在数值上相等,因此A与ε的物理意义相同；C 黑度越大的物体吸收热辐射的能力越强；D 黑度反映了实际物体接近黑体的程度;2、在房间中利用火炉进行取暖时,其传热方式为_______ ; CA 传导和对流B 传导和辐射C 对流和辐射3、沸腾传热的壁面与沸腾流体温度增大,其给热系数_________; CA 增大B 减小C 只在某范围变大D 沸腾传热系数与过热度无关4、在温度T时,已知耐火砖辐射能力大于磨光铜的辐射能力,耐火砖的黑度是下列三数值之一,其黑度为_______; AA B 0.03 C 15、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; DA 大于B 等于C 不能确定是否大于D 小于6、多层间壁传热时,各层的温度降与各相应层的热阻_____; AA 成正比B 成反比C 没关系7、在列管换热器中,用饱和蒸汽加热空气,下面两项判断是否正确： A甲、传热管的壁温将接近加热蒸汽温度；乙、换热器总传热系数K将接近空气侧的对流给热系数;A 甲乙均对B 甲乙均不对C 甲对,乙不对D 乙对,甲不对8、列管换热器管程常用流速范围为：一般液体_______,气体__________; A CA - 3 m/sB 3 - 15 m/sC 5 - 30 m/s9、一管壳式换热器,管内走液体,管间走蒸汽,由于液体入口温度下降,在流量不变情况下,仍要达到原来的出口温度t,此设备已不允许再提高蒸汽压力强度,采取简便有效措施______; AA 管内加扰流内件B 提高壳程数10、碳钢的导热率为_______；不锈钢的导热率为_______；铜的导热率为_______,常压常温空气的导热率为_______；常温水的导热率为_______; C, D, B, F, EA 151W/m℃B 370W/m℃C 45W/m℃D 16W/m℃E m℃F m℃11、套管冷凝器的内管走空气,管间走饱和水蒸气,如果蒸汽压力一定,空气进口温度一定,当空气流量增加时 A B B①传热系数K应 A 增大 B 减小 C 基本不变②空气出口温度 A 增大 B 减小 C 基本不变③壁温 A 增大 B 略有减小 C 基本不变12、一定流量的液体在一25×2.5mm的直管内作湍流流动,其对流给热系数＝1000W/m2·℃;如流量与物性都不变,改用一19×2mm的直管,则其值将变为__________ W/m2·℃; DA 1059B 1496C 1585D 167813、穿过三层平壁的稳定导热过程,如图所示;试比较第一层的热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的大小____________; C A CA R1> R2+R3B R1< R2+R3C R1= R2+R3D 无法比较14、①在一列管式换热器中,用冷却水冷凝酒精蒸汽,换热器最好____________放置；冷却水应走____________; A CA 水平B 垂直C 管内D 管外②已知某平壁外两层不等厚b1<b2保温材料的温度分布曲线如图示, 则A层导热率__________B层的导热率; CA 小于B 不能确定是否大于C 大于D 等于15、稳定传热是指______; BA 传热系统中各点的温度不随位置和时间而变;B 传热系统中各点的温度仅随位置变,而不随时间变;C 传热系统中各点的温度不随位置变而随时间变;D 传热系统中各点的温度随位置和时间而变;16、棉花保温性能好,主要是因为______; CA 棉纤维素导热率小；B 棉花中含有相当数量的油脂；C 棉花中含有大量空气,而空气的运动又受到阻碍；D 棉花白色,因而黑度小;17、无相变强制对流α来自_______; CA 纯经验方法B 纯理论方法C 因次分析与实验结合半理论、半经验方法D 数学模型法E 因次分析法18、在蒸汽冷凝中,不凝气体的存在对α的影响是______; BA 使α值升高B 使α值大大降低C 使α值有一定影响D 对α值无影响19、红砖的黑度为,若温度为300℃,则红砖的发射能力为________W/m 2; BA W/m 2B 5684 W/m 2C W/m 2D 1000 W/m 220、换热器中冷热流体进出口温度一定时,下面说法中正确的是 ; DA t m 并<t m 逆<t m 折B t m 逆＝t m 并＝t m 折C t m 并<t m 逆＝t m 折D t m 并< t m 逆 >t m 折21、对在蒸汽与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; AA 提高空气流速B 提高蒸汽流速C 采用过热蒸汽以提高蒸汽温度D 在蒸汽一侧管壁上加装翅片,增加冷凝面积并及时导走冷凝液;22、在间壁换热器中,当两流体均变温时,采用折流的目的是 ; AA 提高KB 提高t mC 增加传热面积AD 使K 和A 均增加;23、100℃时铜的导热率为_____,18℃时钢的导热率近似为_______,20℃时空气的导热率近似为______,20℃水的导热率近似为______; C A B DA 45W/mKB mKC 377W/mKD mK24、在相同温度下,实际物体的吸收率A 与黑体的吸收率A 0的关系是 ; CA A A 0B A A 0C A A 0D 不一定25、判断下面关于系统进行稳定传热时的说法哪一个是错误的_______; CA 通过一定传热面的传热速率不随时间变化,为一定值；B 系统中任一点的温度维持恒定；C 总的传热速率等于通过垂直于热流方向的各传热面的传热速率之和；D 系统中任一传热面上的热通量在过程中不变;26、一管壳式换热器,管内走液体,管间走蒸汽,由于液体入口温度下降,在流量不变情况下,仍要达到原来的出口温度t ,此设备已不允许再提高蒸汽压力强度,采取简便有效措施______; AA 管内加扰流内件B 提高壳程数27、有一列管换热器,由38根252.5mm 无缝钢管组成,某有机蒸汽在管外冷凝,管内通冷却水,水流速0.5m/s,相应的R e=104及对流给热膜系数为;当水流量减为一半时,对流给热膜系数改变为,则 ; AA αα8.0)21(='B αα8.0)21(〉' C αα8.0)21(〈' D 不一定 28、两流体在一套管换热器中换热,热流体温度由90℃降至60℃,冷流体温度由20℃升至50℃;若逆流操作,t m ＝ ; DA 70℃B 30℃C 10℃D 40℃29、热传递的基本方式是： 、对流、辐射; AA 传导 ；B 传递；C 放射；D 流动;30、物体各部分之间不发生相对位移,仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为 ; AA 热传导；B 热传递；C 热放射；D 热流动;31、流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程称为 ; AA 对流；B 流动；C 传递；D 透热;32、物质导热系数的顺序是：; AA 金属＞一般固体＞液体＞气体；B 金属＞液体＞一般固体＞气体；C 金属＞气体＞液体＞一般固体；D 金属＞液体＞气体＞一般固体;33、吸收率1的物体称为黑体; CA 大于；B 小于；C 等于；D 近似于;34、等于1的物体称为白体; BA 吸收率；B 反射率；C 透过率；D 折射率;35、单原子气体和对称双原子气体均可视为; DA 白体；B 灰体；C 黑体；D 透热体;36、液体是; DA 白体；B 灰体；C 透热体；D 不透热体;37、在管壳式换热器中,不洁净和易结垢的流体宜走管内,因为管内; AA 清洗比较方便；B 流速较快；C 流通面积小；D 易于传热;38、在管壳式换热器中,腐蚀性的流体宜走管内,以免,而且管子也便于清洗和检修;AA 壳体和管子同时受腐蚀；B 流速过快；C 流通面积过小；D 传热过多;39、在管壳式换热器中,压强高的流体宜走管内,以免,可节省壳程金属消耗量;A 壳体受压；B 流速过快；C 流通面积过小；D 传热过多; A40、在管壳式换热器中,饱和蒸气宜走管间,以便于,且蒸气较洁净,它对清洗无要求;AA 及时排除冷凝液；B 流速不太快；C 流通面积不太小；D 传热不过多;41、在管壳式换热器中,有毒流体宜走管内,使; AA 泄漏机会较少；B 流速很快；C 流通面积变小；D 传热增多;42、在管壳式换热器中,被冷却的流体宜走管间,可利用外壳向外的散热作用, ;A 以增强冷却效果；B 以免流速过快；C 以免流通面积过小；D 以免传热过多; A43、在管壳式换热器中,黏度大的液体或流量较小的流体宜走,因流体在有折流挡板的壳程流动时,由于流速和流向的不断改变,在低Re值Re＞100下即可达到湍流,以提高对流传热系数;BA 管内；B 管间；C 管径；D 管轴;44、对于刚性结构的换热器,若两流体的温差较大,对流传热系数较大者宜走,因壁面温度与大的流体温度相近,可以减少热应力; BA 管内；B 管间；C 管径；D 管轴;45、在管壳式换热器中安装折流挡板的目的,是为了加大壳程流体的,使湍动程度加剧,以提高壳程对流传热系数; CA 黏度；B 密度；C 速度；D 高度;46、有一套管换热器,环隙中有119.6℃的蒸气冷凝,管内的空气从20℃被加热到50℃,管壁温度应接近; DA 20℃；B 50℃；C 77.3℃；D 119.6℃;47、已知在温度T时耐火砖的发射能力辐射能力大于铜的发射能力,则铜的黑度为,耐火砖的黑度为; A BA ；B ；C ；D ;48、两灰体间进行辐射换热,两者间的温度差为100℃;若将两灰体的温度各升高100℃,则此时的辐射传热量与原来的传热量相比,将; AA 增大；B 减小；C 不变；D 不一定;49、判断下面的说法哪一种是错误的 ; BA 在一定的温度下,辐射能力越大的物体,其黑度越大；B 在同一温度下,物体吸收率A 与黑度ε在数值上相等,因此A 与ε的物理意义相同；C 黑度越大的物体吸收热辐射的能力越强；D 黑度反映了实际物体接近黑体的程度;50、当换热器中冷热流体的进出口温度一定时,判断下面的说法哪一个是错误的 ;BA 逆流时,Δt m 一定大于并流、错流或折流时的Δt m ；B 采用逆流操作时可以节约热流体或冷流体的用量；C 采用逆流操作可以减少所需的传热面积；D 温度差校正系数φΔ t 的大小反映了流体流向接近逆流的程度;三、 填空题1、对流给热的热阻主要在____________,此处的__________最大;滞流内层 温差2、热损失是_______损失和________损失之和;热辐射传热引起的 对流给热引起的3、列管式换热器中,壳程设有折流挡板,当两流体均无相变时,挡板能起强化传热的作用,其原因是①______________________________________________________________；②______________________________________________________________；③_____________________________________________________________ ;① 流速增大,使壳程α增大；② 流体大部分横穿流过管束,流道短,边界层薄,比顺着管子纵向流动α高；③ 流体在折流挡板间穿行时,流向及流速都在不断变化,增加了扰动,强化了传热;4、水蒸气冷凝时的α比气体无相变时的α大得多,其原因是气体的______________________________________________,而蒸汽冷凝,其凝液的_____________________________；且只有_______________才有热阻;导热率小、密度小,整个气体都呈现热阻 导热率和密度都比气体大 很薄的液膜5、在管式间壁换热器中,以外表面为基准的传热系数K 的计算式为_________________,与之对应的传热量Q ＝_______________;6、① 已知传热系数K =1250kcaL/m 2h ℃,在SI 制中,K =_____W/m 2K ；汽化潜热r =2200kJ/kg,在工程单位制中r =________________kcaL/kg;② 普兰德准数的定义式是__________________________;① 1453 525 ② λμp C =Pr 7、在压强恒定的条件下,空气黏度随温度升高而________________;增大8、厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知b 1b 2b 3,导热率1 2 3;在稳定传热过程中,各层的热阻R 1 R 2 R 3,各层导热速率Q 1 Q 2 Q 3;>, > ； =, =9、一包有石棉泥保温层的蒸汽管道,当石棉泥受潮后,其保温效果应_____________,主要原因是_______________________________________________________________;降低 因水的导热率大于保温材料的导热率,受潮后,水占据一定的孔隙空间,使保温层材料导热率增大,保温效果降低;8、 蒸汽冷凝放热时,要经常注意排放_________________,这是因为 ___________________________________________________________________________;不凝气和冷凝水 不凝气构成附加的气膜传热阻力,而冷凝水的积累减小换热面积;11、①设置隔热挡板是____________辐射散热的有效方法;挡板材料的黑度愈低,辐射散热量____________;②有一单层平壁如图所示;已知材料的导热率λ为常数,从左等温面1t 至右等温面2t 的稳定导热热流量为Q ,则平壁内的温度分布表达式为__________________________;① 减少 愈低 ② λλQx t t x t t Q -=→-=11)(12、某物体可近似为灰体在20℃时,其黑度为ε=,其吸收率为______________;0．813、浮头式或带膨胀节的换热器适用于____________ 与____________流体的温差很大的场合; 管程 壳程14、① 根据有无热补偿或补偿方法不同,列管式热器的一般结构型式有__________________、__________________、__________________;② 换热器中,热流体由200℃ 冷却到140℃,冷流体由20℃升高到35℃,热流体的热容量流率较小, 则传热效率为__________________;① 膨胀节；浮头式；U 型管 ② %15、消除列管换热器温差应力常用的方法有三种,即在壳体上加______________,采用______________结构或采用______________式结构;膨胀节 浮头式 U 型管16、如图所示,为尽量减少Ａ、Ｂ两个温度不同的固体表面间的辐射传热,可以采取的措施是________________________________________________;在两固体壁面间,平行放置多块黑度较小的遮热板;17、① 用冷却水将一定量的热流体由100℃冷却到40℃,冷却水初温为15℃,在设计列管式换热器时,采用两种方案比较;方案Ⅰ是令冷却水终温为30℃,方案Ⅱ是令冷却水终温为35℃,则用水量W 1___W 2,所需传热面积A 1___A 2;② 如图所示,蒸汽在管束外冷凝,a 、b 两种排列方式的其它条件均一样,比较它们的冷凝给热系数的大小a α___b α,因为______________________________________;① 大于, 小于② 大于,因为冷凝液从上面各排流到下面各排,液膜逐排增厚,沿垂直方向管数愈多,液膜愈厚;18、两流体的间壁换热过程中t WC Q p ∆=计算式中,t 表示 ;T 1-T 2 或t 2-t 119、设备保温层外包一层表面_________、颜色_________的金属,可使设备的热损失减少;光滑 较浅20、举出五种间壁式换热器____________、____________、____________、____________、____________;套管式换热器,列管式换热器,夹套式换热器,板式换热器,螺旋板式换热器,蛇管式换热器,板翅式换热器等任选五种;21、导热率的物理意义是____________________________________,其SI 制的单位为_____________,工程制的单位为_______________;单位温度梯度、单位导热面积上所传导的热量 W/m ℃ 千卡/小时米℃22、① 定性温度是指____________________;② 沸腾传热可分为三个区域,它们是____________、____________和____________,生产中的沸腾传热过程应维持在____________区操作;① 确定准数中各物性参数的温度② 自然对流区 核状沸腾区 膜状沸腾区 核状沸腾23、对多层圆筒壁的热传导,通过各层的传热速率________,热通量________,沿圆筒壁的径向温度分布为____________线;相等 不相等 曲线24、① 已知导热率λ=×10-3Cal/cms ℃, 此值在SI 制中为__________W/mK;② 写出比热C p 的单位,工程制为____________,SI 制为____________;③ 物体的辐射传热速率与其绝对温度的_________次方成正比;① 1 ② kCaL/kg ℃, J/kg ℃ ③ 四25、在传热实验中,用饱和水蒸气加热空气,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;蒸汽冷凝时的对流给热系数α较大;原因是__________________________;空气 饱和水蒸气 蒸汽冷凝时释放较大冷凝潜热26、① 估计列管式换热器中金属管壁的温度t w ,壳程为的饱和水蒸气冷凝;A 管程是平均温度为40℃的空气,t w 约为________；B 管程是平均温度为40℃的水,水的对流给热系数为2000W/m 2℃,基于内面积的总传热系数K i =1600W/m 2℃ ,t w 约为_______;② 在设计时,欲略为增大一卧式冷凝器的传热面积,从有利于传热角度看,宜采取的措施为_____________,因为_____________________________;① 1 100℃ 2 88℃② 增加管长; 如果采用增加管数的办法,则沿垂直方向管数也增加,冷凝液从上面各排流到下面各排,液膜逐渐增厚,α降低;27、管内湍流传热,流体内温度梯度最大的部分是在______________,原因是_________________________________________________;滞流底层 滞流底层的传热机理是导热, 流体的导热率一般比较低;28、在稳态传热中,凡热阻大处其温差也____________;滴状冷凝的给热系数_________膜状冷凝给热系数;大 大于29、沸腾传热时,在核状沸腾区壁面与沸腾流体的温差愈大,则α__________;越大30、对于间壁式换热器：m h h p c t KA T T C W t t C W ∆=-=-)()2112（等式成立的条件是 、 、 ;31、下列各种情况下的对流给热系数空气流速为6m/s 时的1α； 空气流速为25m/s 时的2α；水的流速为1.2m/s 时的3α； 水的流速为2.5m/s 时的4α； 蒸汽膜状冷凝时的5α之间的数值按自大而小的顺序为 ________ > ________ >________ > ________ > ________;32、不需要任何介质的传热称为 传热;辐射33、在列管式换热器中,流体在管内流动称为流经 ;管程34、列管式换热器中,流体在 流动称为流经壳程;管间35、能以相同的吸收率且部分地吸收由零到∞的所有波长范围的辐射能的物体称为 ;灰体36、在辐射传热中,气体的反射率为 ;37、在辐射传热中,黑体的透过率为 ;38、在辐射传热中,灰体的透过率为 ;39、灰体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能力之比,称为物体的 ;黑度40、在列管换热器中,若用饱和蒸气加热空气,则传热管的壁温接近 的温度;饱和蒸气41、在列管换热器中,若用饱和蒸气加热空气,则总传热系数Ｋ接近 的对流传热系数;空气42、在列管换热器中,若用饱和蒸气加热空气,则空气应走 ;管内43、在列管换热器中,若用饱和蒸气加热空气,则饱和蒸气应走 ;管间44、判断下列物性数值大小金属 ____ 液 ___气;＞ ＞四、判断题 每题1分1、在辐射传热中,黑体的反射率为1; ×2、对流传热包括强制湍流传热和强制层流传热; ×3、滴状冷凝比膜状冷凝效果好; √4、圆筒壁热传导是传热速率与热通量相等 ×5、一般固体、液体和气体相比较,导热系数值的大小顺序为固体＞气体＞液体; ×6、夏季人们穿深色衣服不会感觉太热; ×7、对流传热仅发生在流体中; ×8、流体与固体壁面间对流传热的热阻主要集中在流动边界层; ×9、一套管换热器逆流操作与并流操作一样; ×10、虽然大气层包围着地球,但阳光仍能照射到地球表面,因为空气是透热体; √五、问答题1、在列管换热器中,拟用饱和蒸气加热空气,传热管的壁温接近哪一种流体的温度 为什么 3分答： 壁温接近饱和蒸气的温度; 因为oo wi i W A t t A T T αα11-=- , 饱和蒸气的o α＞＞空气的i α,则i α1＜＜o α1所以,W T T -＜＜t t w -,传热管的壁温接近饱和蒸气α大的温度;2、为什么内部孔隙多的材料保温效果好 3分因为大量的孔隙中包含着导热系数非常小的气体,对导热不利,从而起到了保温的作用;3、在强化传热的过程中,为什么要想办法提高流体的湍动程度 3分由于对流传热的热阻主要集中在层流底层内,提高流体的湍动程度能减薄层流底层的厚度,可以提高传热效果;4、在传热实验中,试分析说明饱和水蒸气与管壁间的对流给给热系数α如何确定的并指出相应测试的基本参量有哪些 4分答：)()(120t t C W t T A Q p c w s -=-=α∴ 012)()(A t T t t C W w s p c --=α即需测参数：空气流量c W ； 空气进、出口温度ｔ1、ｔ2； 饱和蒸汽压力,然后查出饱和蒸汽温度T s ；管壁温ｔw5、在蒸汽冷凝时,其冷凝液为层流流动,若要提高蒸汽冷凝的给热系数,可考虑采取哪些措施 4分答： 措施一：让液膜和蒸汽同向流动,则磨擦力使液膜流动加速,厚度减薄,从而使增大；措施二：若为单根管,将垂直放置改为水平放置;若为管束,则需减小垂直列上的管数,或把管子排列旋转一定的角度；措施三：及时排除不凝气体;6、 ① 作图定性示出沸腾传热系数α随相应的传热温差Δｔ壁面和沸腾液体之间的变化关系;② 列管换热器封头装置隔板的作用是什么 4分答：① 如图② 隔板将管子分成若干组,构成多程换热器, 增大流速, 以提高管程α;7、现场有一列管式加热器,管程有φd ×δmm 钢管n 根,每根长L 米,内通水;壳程为压力等于P Pa 绝的饱和水蒸气冷凝;今欲实测此换热器传热系数K ,试问① 需要测取哪些数据说出所用仪表;② 根据测得的数据列出计算K 值的有关公式及计算方法; 4分答： ① 需要测水的进、出口温度1t 和2t ,可使用温度计测量;需要的加热蒸汽温度,可使用热电偶测量, 需要测水的流量, 可使用转子流量计测量;② )(12t t C W Q p -=水水 换热器面积 L d n A 00π=平均推动力 2121ln(t t t t t m ∆∆∆-∆=∆ 12t T t -=∆ 21t T t -=∆ 基于外表面的总传热系数 mp m t L d n t t C V t A Q K ∆⨯-=∆=01200)πρ（水水 五、计算题1、某平壁燃烧炉是由一层耐火砖与一层普通砖砌成,两层的厚度均为100 mm,其导热系数分别为 W/ｍ·℃及 W/ｍ·℃;待操作稳定后,测得炉壁的内表面温度为700℃, 外表面温度为130℃;为减少燃烧炉的热损失,在普通砖的外表面增加一层厚度为40 mm, 导热系数为 W/ｍ·℃的保温材料;操作稳定后,又测得炉内表面温度为740℃, 外表面温度为90℃;设两层材料的导热系数不变;计算加保温层后炉壁的热损失比原来减少百分之几 10分解：设单位面积炉壁的热损失为q S Q q =,加保温层前,是双层平壁的热传导22211311/22407.01.09.01.0130700m w b b t t q =+-=+-=λλ 4分 加保温层后,是三层平壁的热传导 2332211412/70706.004.07.01.09.01.090740m w b b b t t q =++-=++-=λλλ 4分 热损失减少的百分数%4.6822407072240121=-=-q q q 2分 2、外径为426 mm 的蒸气管道, 其外包扎一层厚度为426 mm 的保温层, 保温材料的导热系数可取为 W ／ｍ·℃;若蒸汽管道的外表面温度为177℃, 保温层的外表面温度为38℃, 求每米管长的热损失; 10分解：由已知 r 2 = 2 = 0.213 m, r 3 = + = 0.639 m 5分每米管长的热损失 m w r r t t L Q /489213.0639.0ln )38177(2ln )(22332=-=-=πλπλ 5分3、在一套管换热器中,用水蒸气加热空气,已知空气侧的对流给热系数为 40W/m 2℃,蒸汽冷凝侧的对流给热系数为5000W ／m 2℃,现欲提高此传热过程的总传热系数,应从何着手解决试用具体数据说明理由;注：管壁热阻及污垢热阻可忽略,空气湍流 15分解： 当忽略管壁及污垢热阻时 40150********+=+=ααK 39.7=K W/m 2℃ 4分由于1α>>2α,故应设法增大2α之值在管程允许的压力降范围内增大空气的流量,设将空气流量提高倍,则80402.44.20.828.02=⨯=='αα W/m 2·℃ 78.780150001111121=+=+='ααK W/m 2·℃ 5分 98.17.397.78=='K K 若将1α增大一倍100001='α W/m ℃ 3分 8.39='K W/m ℃ 98.17.398.39=='K K 3分 4、某厂精馏塔顶,采用列管式冷凝器,共有φ25×2.5mm 的管子60根, 管长为2m,蒸汽走管间,冷却水走管内,水的流速为1m/s ;进、出口温度分别为20℃和60℃,在定性温度下水的物性数据为:ρ=992.2kg/m 3 λ=m·℃ μ=× Pr =① 求管内水的对流给热系数② 如使总管数减为50根,水量和水的物性视为不变,此时管内水的对流给热系数又为多大 15分解: 100010025.31056.62.992102.0Re 44〉⨯=⨯⨯⨯==-μρdu 160Pr 6.0〈〈 5010002.02〉==d L 3分∴可采用下式计算对流给热系数 n Nu Pr Re 023.08.0=流体被加热 n = ∴5.158=Nu 2分50245.15802.06338.0=⨯=⨯=Nu d λα W/m 2·℃ 2分 2 当管子根数减少时,流速变大s m u n n u /2.11)5060()(=⨯='=' 4分 8.0)(uu '='αα 2分 ⋅=⨯='='28.08.0/(58132.15024)(m W u u αα℃ 2分5、一套管换热器,由φ48×3mm 和φ25×2.5mm 的钢管组成,两种流体在内管和环隙流过,分别测得对流给热系数为1α和2α,若两流体的流量保持不变,并忽略出口温度变化对物性所产生的影响;求将内管改φ32×2.5mm 后,管内对流给热系数有何变化假设流动状态皆为湍流 10分解: 原内管外径 25m m 1=d 内径 20m m 22.5-25 2=⨯=d新内管外径 32m m 1='d 内径27m m 22.5-322=⨯='d 设 改用φ32×钢管后,内管对流给热系数1α' 8.18.01)4(d d d μV ρα∝∝π 5分 583.0)2720('8.1==∴αα 5分 6、一套管换热器用 133℃的饱和水蒸汽将管内的氯苯从 33℃加热到 73℃,氯苯流量为 5500Kg/h;现因某种原因,氯苯流量减少到 3300Kg/h,但其进出口温度维持不变,试问此时饱和蒸汽温度应为多少才能满足要求此时饱和水蒸汽冷凝量为原工况的百分之几设两种工况下的蒸汽冷凝热阻,管壁热阻,垢层热阻及热损失均可略,且氯苯在管内作湍流流动,忽略两工况下蒸汽汽化潜热的变化 15分解：()())2()1(1212m PC Cm PC C t S K t t C W t KS t t C W '∆'=-'∆=- 3分 ()()2121ln ln33005500:21t T t T t T t T K K ---'-''=得 5分 76.121=-'-'t T t T 3分 6.0/='∆∆='mm h h t K t K W W 4分 7、重油和原油在单程套管换热器中呈并流流动,两种油的初温分别为243℃和128℃；终温分别为167℃和157℃;若维持两种油的流量和初温不变,而将两流体改为逆流,试求此时流体的平均温度差及它们的终温;假设在两种流动情况下,流体的物性和总传热系数均不变化,换热器的热损失可以忽略;解： 以下标“′”表示并流的情况;由传热速率和热量衡算式知：)()(12210t t C W T T C W t K Q pc c ph h m -=-=∆= 3分两式相除,得： 1212212100t t t t T T T T t K t K Q Q m m --'=-'-=∆'∆=' a 将和比定律应用于下式,得：1212122112211221122147)128157()167243()()()()()()()()(t t t t t T t T t t T T t t T T t t T T t t m m ∆-∆=∆-∆---=----'-'-=----'-'-=∆'∆4310115ln )157167()128243(=---='∆m t ℃ 4分 所以 43147ln121212=∆-∆=∆-∆∆∆t t t t t t 093.14347ln 12==∆∆t t 98.2093.112==∆∆e t t 3分 或()222.98128243t T =--+ b由式a 得： 22243167157128243128T t --=-- 即： ()220.38243128t T =-+ c联立式b 和c 解得：2161.3t =℃ 2155.4T =℃7.49093.1)1284.155()3.161243(ln 1212=---=∆∆∆-∆=∆t t t t t m ℃ 5分 8、一套管式换热器管内流体的对流传热系数i α = 20 W/m 2·℃,管间流体的对流传热系数o α= 350W/m 2·℃;若将管内和管间两种流体的对流传热系数分别提高一倍,总传热系数K 分别相应增加多少管壁热阻及污垢热阻可忽略不计,管壁厚度按薄壁管处理10分解：原流动情况 m 2·℃/WK= W/ m 2·℃ 2分1管内对流传热系数增加一倍= 2 = 2×20= 40 W/ m 2·℃ m 2·℃/W K= W/ m 2·℃/ = % 4分2管外对流传热系数增加一倍= 2×350 = 700 W/ m 2·℃ m 2·℃/W K = W/ m 2·℃/ = % 4分9、在列管式换热器中用水冷却油,水在管内流动;已知管内水侧对流传热系数i α为349 W/m 2·℃,管外。