化工原理考研试题
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化工第一章流体力学一、单选题1.单位体积流体所具有的()称为流体的密度。
AA质量;B粘度;C位能;D动能。
2.单位体积流体所具有的质量称为流体的()。
AA密度;B粘度;C位能;D动能。
3.层流与湍流的本质区别是()。
DA湍流流速〉层流流速;B流道截面大的为湍流,截面小的为层流;C层流的雷诺数〈湍流的雷诺数;D层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。
4.气体是()的流体。
BA可移动;B可压缩;C可流动;D可测量。
5.在静止的流体内,单位面积上所受的压力称为流体的()。
C A绝对压力;B表压力;C静压力;D真空度。
6.以绝对零压作起点计算的压力,称为()。
AA绝对压力;B表压力;C静压力;D真空度。
7.当被测流体的()大丁外界大气压力时,所用的测压仪表称为压力表。
DA真空度;B表压力;C相对压力;D绝对压力。
/8.当被测流体的绝对压力()外界大气压力时,所用的测压仪表称为压力表。
A A大丁;B小丁;C等于;D近似丁。
9.()上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值,称为表压力。
A A压力表;B真空表;C局度表;D速度表。
10.被测流体的()小丁外界大气压力时,所用测压仪表称为真空表。
DA大气压;B表压力;C相对压力;D绝对压力。
11.流体在园管内流动时,管中心流速最大,若为湍流时,平■均流速与管中心的最大流速的关系为()o I BA.Um = 1/2Umax;B. Um = 0.8Umax;C. Um = 3/2Umax。
12.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.与指小液密度、液面周度无关,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。
13.层流底层越薄()。
CA.近壁面速度梯度越小;B.流动阻力越小;C.流动阻力越大;D.流体湍动程度越小。
14.双液体U形差压计要求指示液的密度差()CA.大;B.中等;C.小;D.越大越好。
《化工原理》上册考试题1.(20分)如图所示,油在光滑管中以u=2m/s的速度流动,油的密度ρ=920kg/m3,管长L=3m,直径d=50mm,水银压差计测得R=15.0mm。
试求:(1)油在管中的流动形态;(2)油的粘度;(3)若保持相同的平均流速反向流动,压差计读数有何变化?层流:λ=64/R e;湍流:λ=0.3164/R e0.25。
2. (20分)如图所示,已知:D = 100mm,d = 50mm,H = 150mm,ρ气体= 1.2kg/m3。
当U形管读数R = 25mm时,将水从水池中吸入水平管中,问此时气体流量V为多少m3/s (阻力可忽略)。
P a3. (16分)如图示循环管路,离心泵的安装高度H g=3m,泵特性曲线可近似表示为:H=23-1.43×105Q2,式中Q以m3/s表示。
吸入管长(包括全部局部阻力的当量长度)为10m,排出管长(包括全部局部阻力的当量长度)为120m,管内径均为50mm,假设摩擦系数λ=0.02,水温20℃。
试求:(1)管路内的循环水量为多少?(2)泵进、出口压强各为多少?4. (40分)如图所示,用清水泵将池A中水打到高位槽B中,泵的特性曲线可用H=25-0.004Q2表达,式中Q的单位为m3/h,吸入管路的阻力损失为4m水柱,泵出口处装有压力表,泵的阻力损失可忽略。
管路为Ф57×3.5mm钢管。
管路C处装有一个调节阀,调节阀在某一开度时的阻力系数ζ=6.0,两U形管压差计读数R1=800mm,R2=700mm,指示液为CCl4(密度ρ0=1600kg/m3),连通管指示液面上充满水,水的密度ρ=1000 kg/m3,求:(1)管路中水的流量为多少?(单台泵)(2)泵出口处压力表读数为多少?(单台泵)(3)并联一台相同型号离心泵,写出并联后泵的特性曲线方程;(4)若并联后管路特性曲线方程L=13.5+0.006Q2,求并联后输水量为多少m3/hB45.(15分)某液体由一敞口贮槽经泵送至精馏塔,管道入塔处与贮槽液面间的垂直距离为12m,流体经换热器的压力损失为0.3kgf/cm2,精馏塔压强为1kgf/cm2(表),排出管路为Φ114×4mm的钢管,管长为120m(包括局部阻力的当量长度),流速为1.5m/s,液体比重为0.96,摩擦系数为0.03,其它物性参数均与水极为接近。
①物理吸收操作属于____过程,是一组分通过另一静止组分的____扩散。
②当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m的直线时,则1/K =1/k +___1/k 。
①在填料塔中用清水吸收混合气中NH ,当水泵发生故障上水量减少时,气相总传质单元数N ______(A)增加;(B)减少;(C)不变。
②根据双膜理论,当被吸收组分在液体中溶解度很小时,以液相浓度表示的总传质系数___________(A)大于液相传质分系数;(B)近似等于液相传质分系数;(C)小于气相传质分系数;(D)近似等于气相传质分系数。
③气体吸收计算中表示设备(填料)效能高低的一个量是________,而表示传质任务难易程度的一个量是____________。
吸收塔底部的排液管成U形,目的是起______作用,以防止_______。
操作中的吸收塔,若使用液气比小于设计时的最小液气比,则其操作结果是吸收效果_______;若吸收剂入塔浓度x 降低,其它操作条件不变,吸收结果将使吸收率______出口气体浓度_______。
含SO 为10%(体积)的气体混合物与浓度C为0.020Kmol/m 的SO 水溶液在一个大气压下相接触。
操作条件下两相的平衡关系为p =1.62C(大气压),则SO 将从___相向___相转移,以气相组成表示的传质总推动力为_____大气压,以液相组成表示的传质总推动力为___________Kmol/m 。
①总传质系数与分传质系数之间的关系可以表示为1/K =1/k +H/k 其中1/k 表示_____,当_______项可忽略时,表示该吸收过程为液膜控制。
②是非题亨利定律的表达式之一为p=Ex,若某气体在水中的亨利系数E值很大,说明该气体为易溶气体。
( )③低浓气体吸收中,已知平衡关系y=2x,k =0.2Kmol/m .s,k =2×10 Kmol/m .s,则此体系属____(A气膜;B液膜;C气、液双膜)控制总传质系数近似为k =_______Kmol/m .s。
化工原理考考研试题及答案化工原理考研模拟试题一、选择题1. 在化工生产中,下列哪项不是影响流体流动阻力的主要因素?A. 流体的密度B. 管道的长度C. 管道的粗糙度D. 流速答案:A2. 对于不可压缩流体在水平圆管中稳定流动,连续性方程表明:A. 流量不变B. 流速增加,管道半径减小C. 管道半径增加,流速减小D. 流速和管道半径无关答案:A3. 在吸收塔中,提高气相主体的流速会导致:A. 传质效率降低B. 传质效率提高C. 传质效率不变D. 无法确定答案:A二、简答题1. 简述伯努利方程及其在化工过程中的应用。
答案:伯努利方程是描述不可压缩流体在管道中流动时能量守恒的方程。
方程表达式为:\( P + \frac{\rho v^2}{2} + \rho gh = \text{常数} \),其中 \( P \) 是流体的压力,\( \rho \) 是流体的密度,\( v \) 是流体的速度,\( g \) 是重力加速度,\( h \) 是流体相对于参考点的高度。
在化工过程中,伯努利方程用于计算流体在管道系统中的压力损失、泵的选型、流体流动特性分析等。
2. 何为传质单元高度(HTU)和传质单元数(NTU)?它们在塔设计中有何作用?答案:传质单元高度(HTU)是指在填料塔或板式塔中,实现一定的传质效果所需的塔填料层或塔板的高度。
传质单元数(NTU)是指塔内总的传质单元数,它等于传质单元高度与塔的有效高度之比。
在塔设计中,HTU和NTU是衡量塔效率的重要参数,它们有助于确定塔的尺寸和所需塔板数或填料层数,从而优化塔的设计和操作。
三、计算题1. 某连续搅拌槽反应器(CSTR)中进行液相反应,反应为A→B,反应速率表达式为 \( r = kCA^2 \),其中 \( C_A \) 是A的浓度,\( k \) 是反应速率常数。
已知反应器的体积为 \( V = 100 \) 升,进料流速为 \( F_0 = 2 \) 升/分钟,进料中A的浓度为 \( C_{A0} = 1 \) 摩尔/升,反应器中A的浓度为 \( C_A = 0.5 \) 摩尔/升,且\( k = 0.05 \) 分钟^-1。
1. (20分)如图所示,油在光滑管中以u=2m/s 的速度流动,油的密度ρ=920kg/m3,管长L=3m ,直径d=50mm ,水银压差计测得R=15.0mm 。
试求: (1)油在管中的流动形态; (2)油的粘度;(3)若保持相同的平均流速反向流动,压差计读数有何变化?层流:λ=64/R e ;湍流:λ=0.3164/R e 0.25。
解:(1)列1截面和2截面间柏努利方程,取2截面为基准面∑+++=++f h u p gZ u p gZ 2222222111ρρ()g Z Z p p h f 2121-+-=∑ρp D = p Dp C = p 2 +(Z 2 – Z A )ρg + R ρ0gp D = p 1 + (Z 1 – Z 2)ρg +(Z 2 – Z B )ρg + R ρg p 1 – p 2 = R (ρ0 -ρ)g -(Z 1 – Z 2)ρg R (ρ0 -ρ)g = p 1 – p 2 +(Z 1 – Z 2)ρg03.281.992092013600015.00=⨯-⨯=-=∑g Rh f ρρρ(J/kg ) 设管中为湍流:25.0Re3164.0=λ03.22Re 3164.02225.02=⋅⋅=⋅⋅=∑u d L u d L h f λ7034.182205.0303.23164.0Re225.0=⨯⨯= Re = 1.224×105 > 2000 (湍流)∴ 油在管中为湍流流动 (8分) (2) 510224.1Re ⨯==μρdu()7516.010516.710224.1920205.045=⋅⨯=⨯⨯⨯=-s Pa μ(cP ) (4分) (3)列1截面和2截面间柏努利方程,取2截面为基准面∑'+++=++f h u p gZ u p gZ 2221112222ρρ()221212u d L g Z Z p p h f⋅⋅=-+-='∑λρ∴ ∑h f ′= ∑h f∵ |Z 2 – Z 1| = |Z 1 – Z 2| ∴ |p 2 – p 1| = |p 1 – p 2|即压差计读数R 不变,但左边低右边高。
标题:武汉理工大学《化工原理》考研核心题库及参考答案一、选择题1.在化工原理中,流体流动的动力学方程是()。
2. A. 牛顿第二定律3. B. 质量守恒定律4. C. 动量守恒定律5. D. 能量守恒定律6.答案:A. 牛顿第二定律7.下列哪个参数与离心泵的扬程成正比?()。
8. A. 泵的转速9. B. 泵的叶轮直径10. C. 泵的功率11. D. 泵的流量12.答案:B. 泵的叶轮直径13.在化工原理中,对流传热是靠()进行的。
14. A. 分子间的热传导15. B. 热对流16. C. 热辐射17. D. 分子间的碰撞18.答案:B. 热对流二、简答题1.请简述化工原理中流体流动的三种类型及其特点。
2.答案:化工原理中流体流动的三种类型及其特点是:层流、湍流和过渡流。
层流的特点是流体质点作有条不紊的平行运动,流速沿程不变,且没有旋涡和横向运动;湍流的特点是流体质点作不规则的随机运动,流速沿程变化,有旋涡和横向运动;过渡流的特点是流体质点既有规则的平行运动,又有不规则的随机运动。
3.请简述化工原理中常用的三种传热方式及其应用。
4.答案:化工原理中常用的三种传热方式及其应用是:导热、对流和辐射传热。
导热是指物体内部无宏观运动时,物体内部或相互接触的物体之间的传热;对流是指流体与固体表面之间的传热;辐射传热是指物体之间通过电磁波进行传热。
这三种传热方式在化工生产中都有广泛的应用,如导热可用于加热或冷却物体,对流可用于加热或冷却流体,辐射传热可用于加热或冷却远距离物体。
三、计算题1.在一个化工过程中,要求用离心泵将液体从低位槽输送至高位槽,已知低位槽液面高度为0.5m,高位槽液面高度为2m,液体密度为1000kg/m³,粘度为0.1Pa·s,泵的流量为5m³/s,泵的效率为70%,求泵的功率(单位:kW)。
(假设液体的重力加速度为9.8m/s²)2.答案:根据题意,可以计算出液体的质量流量为5000kg/s。
注意:所有答案请写在答题本上《化工原理》上册考试题姓名学号班级一填空1牛顿粘性定律的数学表达式为(),牛顿粘性定律适用于()流体。
2气体的粘度随温度的升高而(),水的粘度随温度的升高而()。
3气体的粘度随温度的升高而();压力升高液体的粘度将()。
4某流体的相对密度(又称比重)为0.8,在SI制中,其密度ρ= (),重度γ= ()。
54℃水在SI制中密度为1000kg/m3;重度为();在工程单位制中密度为();重度为()。
6油品的比重指数°API越大说明油品的比重越()。
(小)7处于同一水平面高的流体,维持等压面的条件是(),(),()。
8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()。
9如衡算基准以J/kg表示,柏努利方程可表示为();如用N/m2表示,则柏努利方程为()。
10经典形式的柏努利方程的应用条件是:()、()、()。
11流体流动的连续性方程是();适用于不可压缩流体流动的连续性方程是()。
12判断流体流动方向的依据是()。
13流体在圆管内作层流流动时,速度分布呈(),平均流速为管中心最大流速的()。
14雷诺数的物理意义为()。
15某流体在圆形直管中做层流流动时,其速度分布是()型曲线,其管中心最大速度为平均流速的()倍,摩擦系数λ与Re的关系为()。
16当Re为已知时,流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ= (),在粗糙管内呈湍流时,摩擦系数λ与()和()有关。
17流体在管内做湍流流动时(不是阻力平方区),其摩擦系数λ随()和()而变。
18某流体在圆形直管中作湍流流动时,其摩擦系数λ主要与()有关。
若流动处于阻力平方区,平均流速曾大至原来的2倍时,摩擦阻力损失约为原损失的()倍。
19已知某油品在圆管中稳定流动,其Re=1000。
已测得管中心处的点速度为0.5m/s,则此管截面上的平均速度为()m/s。
清华化工原理考研真题试卷清华大学化工原理考研真题试卷一、选择题(每题2分,共20分)1. 化工原理中,传热的基本方式不包括以下哪一项?A. 导热B. 对流C. 辐射D. 蒸发2. 在连续操作的化工过程中,以下哪一项不是反应器的特点?A. 反应时间固定B. 物料连续进出C. 操作条件稳定D. 产品浓度一致3. 以下哪一项不是分离过程中常见的操作?A. 蒸馏B. 萃取C. 沉淀D. 过滤4. 在流体力学中,雷诺数(Re)用于描述流体的哪种特性?A. 密度B. 粘度C. 流动状态D. 压力差5. 以下哪种情况下,流体在管道中的流动可以视为不可压缩流动?A. 气体在高压下流动B. 液体在低压下流动C. 气体在低压下流动D. 液体在高压下流动6. 化工设备中,换热器的主要功能是什么?A. 改变流体的化学性质B. 改变流体的相态C. 改变流体的温度D. 改变流体的流速7. 化工原理中,传质的基本方式包括以下哪几项?A. 扩散B. 渗透C. 对流D. 所有选项都是8. 在化工生产中,以下哪种设备用于实现物料的混合?A. 反应器B. 混合器C. 蒸馏塔D. 换热器9. 化工原理中,以下哪种现象不属于非平衡态?A. 温度梯度B. 浓度梯度C. 压力梯度D. 静止状态10. 在化工过程中,以下哪种操作不属于单元操作?A. 反应B. 蒸馏C. 过滤D. 萃取二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述化工原理中传热的三种基本方式及其特点。
2. 解释什么是热力学第二定律,并给出一个实际应用的例子。
3. 描述化工过程中的物料平衡和能量平衡的概念及其重要性。
三、计算题(每题25分,共50分)1. 某工厂需要设计一个换热器,已知热流体的流量为100 kg/s,冷流体的流量为200 kg/s,热流体的入口温度为300°C,冷流体的入口温度为50°C。
假设两种流体的比热容均为4.18 kJ/kg·K,求换热器的最小面积。
一、填空题1.饱和液体进科时,q=___1____;L′=__ L+F___;V′=___V_____。
2.精馏操作一般用于分离__气体_____混合物,其原理是利用原料中各组分的___溶解度____差异来达到分离的目的。
3.知q=1.7,则加料中液体量与总加料量之比是1:1 。
4.对一定组成的二元体系的精馏过程,压力越大,则相对挥发度越_____小_______,对分离越______不利________。
5.板式塔从总体上看气液两相呈__气相____接触,在板上气液两相呈__液相___接触。
6.任写出板式塔三种不正常操作状况:漏液;雾沫夹带;液泛;气泡夹带;液相量不足(任意三个)7在填料塔中气流量相同的情况下,液体流量越大,液膜越厚,压降越大。
8.对流干燥的特点是传热、传质方向相反的过程。
9.常压下,空气中水汽分压为20mmHg时,其湿度H=__0.0168__。
10.相对湿度φ可以反映湿空气吸收水汽能力的大小,当φ值大时,表示该湿空气的吸收水汽的能力小;当φ=0时,表示该空气为绝干气。
二、选择题1.精馏塔中引入回流,下降的液相与上升的汽相发生传质,使上升的汽相中轻组分浓度提高,最恰当的说法是( D )。
A. 液相中轻组分进入汽相B. 汽相中重组分进入液相C. 液相中轻组分、重组分同时进入汽相,但其中轻组分较多D. 液相中轻组分进入汽相和汽相中重组分进入液相同时发生2.溶液连续精馏计算中进料热状态的变化将引起以下线的变化( B )。
A.平衡线B. 操作线与q线C.平衡线与操作线D. 平衡线与q 线3.当进料为气液混合物且气液摩尔比为1比3时,则进料热状况参数q 值为( C )A. 0.5B. 1C. 0.75D. 0.64.在连续精馏塔中,进行全回流操作,已测得相邻实际塔板上液相组成分别为7.01=-n x 、5.0=n x (均为易挥发组份摩尔分率)。
已知操作条件下相对挥发度为3,则以液相组成表示的第n 板的单板效率=L m E ( B )。
化工原理考研题库答案一、选择题1. 化工生产中常用的分离方法不包括以下哪一项?- A. 蒸馏- B. 过滤- C. 萃取- D. 混合答案:D2. 根据传质速率方程,影响传质速率的主要因素不包括:- A. 温度- B. 浓度差- C. 传质面积- D. 传质系数答案:A二、简答题1. 简述精馏的原理及其在化工生产中的应用。
答案:精馏是一种利用组分沸点差异进行分离的方法。
在精馏过程中,混合物被加热至部分汽化,然后通过冷凝和再加热的循环过程,实现组分的分离。
精馏广泛应用于石油化工、食品加工、制药等领域,是分离和提纯物质的重要手段。
2. 什么是热力学第二定律?请举例说明其在化工过程中的应用。
答案:热力学第二定律指出,不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他影响。
在化工过程中,例如在制冷系统中,第二定律限制了制冷效率,即不能通过单一热源的冷却来实现无限制冷。
三、计算题1. 某精馏塔设计用于分离乙醇和水的混合物,已知乙醇的沸点为78.37℃,水的沸点为100℃,混合物的总流量为100 kg/h,乙醇的质量分数为0.45。
若要求乙醇的纯度达到95%,求所需的回流比。
答案:首先,根据相对挥发度(乙醇与水的沸点比值)和乙醇的质量分数,可以计算出理论板数。
然后,利用Fenske方程确定实际板数。
最后,根据实际板数和理论板数,通过McCabe-Thiele图或Hengstebeck-Smith图计算回流比。
四、论述题1. 论述化工过程中的节能减排措施及其重要性。
答案:化工过程中的节能减排措施包括优化工艺流程、提高能源利用效率、采用清洁能源、减少废物排放等。
这些措施不仅有助于降低生产成本,提高企业的经济效益,而且对于保护环境、实现可持续发展具有重要意义。
请注意,以上内容仅为示例,实际的考研题库答案应根据具体的考试大纲和教材内容进行编写。
希望这些示例能够帮助你更好地准备化工原理的考研复习。
【最新整理,下载后即可编辑】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=________02mH =__________Pa. 该地区的大气压为720mmHg 。
2、 常温下水的密度为10003mKg,粘度为1cp ,在mm d 100=内的管内以s m 3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_______________s m ,低压气体在管路中流动时,常用流速范围为_______________________s m 。
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、α称为_______________,其物理意义为____________________________.__________________________,提高管内α值的有效方法____________.提高管外α值的有效方法______________________________________。
管路、流体输送1. 判断正误:(1) 流体温度升高,黏度上升。
×(2) 由于流体存在黏性,故在管内流动速度越来越小。
×(3) 流体只能从压力高处流向压力低处。
×(4) 实际流体在流动中机械能是守恒的。
×(5) 管内流动边界层会同时出现层流和湍流。
×(6) 流体流过固体表面必形成边界层。
×(7) 一旦气蚀,必定掉泵。
(吸不出液体)×(8) 往复泵启动时应封闭启动。
×(9) 层流流动时,雷诺数增加,则λ增加,∆hf下降。
×(10) 离心泵扬程随液体密度降低而升高。
×2. 因此分析法是根据(量纲的一致性【任何物理方程两端都有相同的量纲】)。
用该方法可以得到无因次准数之间的(等式)关系。
3. 任何因次一致的物理方程都可以表示为若干个无因次群的函数。
无因次群的数目为N,物理量数目n和用来表达这些物理量的基本因次数目m的关系是(N=n-m)。
4. 在化工研究中,我们使用量纲分析法的主要目的是(减少实验次数,简化关联数据处理),前提是(量纲的一致性)。
5. 理想气体指(服从理想气体定律、分子间无作用力、分子无体积、无机械能损失的流体)。
理想流体指(服从拉乌尔定律的溶液,所有分子的分子间作用力相等)。
6. 一体系绝压为2kPa,已知当地大气压为100kPa,则该体系的真空度为(98kPa)。
7. 流体流动的两种基本类型为(层流)和(湍流)。
判断流体流动类型的无因次数群【特征数】是(Re)。
8. 20℃的水(密度1000kgm,黏度1mPas)以0.15ms的速度在φ60⨯3.5圆管内流3第1 / 27页动,则其流动状态为(湍流)。
(60-3.5⨯2)⨯10-3⨯0.15⨯1000注:Re===7 950>4000 -3μ1⨯10duρ9. 分别画出圆管内流体层流、湍流时的速度分布和剪应力分布。
10. 流体在圆形直管内流动时,若流动为层流流动,则流体在(管中心)处速度最大,且等于管内平均流速的(2)倍。
解:(1)列截面1—1和截面2—2之间的柏努利方程(以管出口高度为基准)∑+++=++AC f h u p gz u p gz ,2222211122ρρ p 1 = p 2 = 0 (表) u 1 = 0()6.97211081.9222222221,=-⨯=-=--=∑u gH u z z g h AC f (J/kg ) 列截面1—1和截面B —B 之间的柏努利方程 ∑+++=++AB f B B B h u p gz u p gz ,2211122ρρ p B = p M + ρgh = 7.848×104 + 1000×9.81×0.5 = 8.34×104 (Pa ) 2.142110001034.81081.922422,=-⨯-⨯=--=∑u p gH h BAC f ρ(J/kg ) 列截面B —B 和截面2—2之间的柏努利方程 ∑+++=++BC f B BB h u p gz u p gz ,2222222ρρ 4.8310001034.842,=⨯=-=∑ρp p h B BC f (J/kg )or Σh f,BC = Σh f,AC - Σh f,AB = 97.6 – 14.2 = 83.4(J/kg ) (6分)(2)阀门开大,流量加大,u 2′= u ′= 2 m/s()1.96221081.9222222221,=-⨯='-='--='∑u gH u z z g h AC f (J/kg ) 22,u d l h AB AB f '⋅⋅='∑λ 22,u d l h AB AB f ⋅⋅=∑λ ∵ λ不变 ∴ 41222,,=='='∑∑u u h h AB f ABf Σh f,AB ′= 4Σh f,AB = 4×14.2 =56.8(J/kg )Σh f,BC ′= Σh f,AC ′- Σh f,AB ′= 96.1 – 56.8 = 39.3(J/kg )42,1093.33.391000⨯=⨯=+'='∑p h p BC f B ρ(Pa ) (表) 压力表读数 p M ′= p B ′- ρgh = 3.93×104 – 1000×9.81×0.5 = 3.44×104(Pa ) (9分)例4. 水从贮槽A经附图所示的装置流向某设备。
简答题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?g u d l h 2..21111λ=。
122d d =,122241..41u d V u ==π,12222../64λμρλ==u d 。
1222221612..h g u d l h ==λ。
2、何谓气缚现象?如何防止?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、何谓沉降?沉降可分为哪几类?何谓重力沉降速度?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。
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?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)。
5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作?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。
6、单效减压蒸发操作有何优点?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。
1、流体的流动形态有哪几种?如何判断?流体的流动形态有两种:层流和湍流;用雷诺准数来判断,当2000 e R ,为层流,当4000 e R 为湍流。
2、何谓层流内层?其厚度受哪些因素影响?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、采用多级压缩的优点有哪些?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、列管式换热器为何要进行热补偿?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(C 050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、单层圆筒壁的内、外半径分别为1r 和2r ,壁表面温度分别为'T和't ,若't 〈'T ,试写出圆筒任意半径r 处的温度表达式?()12''ln ...2r r t T L Q -=λπ=()1'ln ...2r r t T L -λπ()121'''ln ln ..r r r r t T T t --=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。
(6、10、17为对,其余都为错。
)1、图示管路中,流体作稳定流动。
问:(1)、静压头g p ρ哪个大?为什么?(2)、体积流量V 哪个大?为什么?A B 图5-1BZ A 测ρ示ρR(3)、质量流速哪个大?为什么?(不计阻力)1、g u g p Z A A A 22++ρ=g u g p Z B B B 22++ρ,gp g p B A ρρ .。
B A V V =。
ρu W =,B A W W =。
2、图示,测出A 、B 两端点的压力差?2、()h R g p p A ++=..测ρ,()Rg h Z g p p B ....示测ρρ+++=()Rg Z g p p p B A ....测示测ρρρ-+=-=∆.()R g Z g p ....测示测ρρρ-+=∆。
3、管子的类型有哪几种?表示方法有哪几种?家里的自来水管是什么管?3、管子的类型有:钢管、铸铁管、有色金属管和非金属管。
表示方法有:英寸表示法、公寸直径表示法、外径乘壁厚。
4、何谓离心泵的汽蚀现象?如何防止?4、泵内压强最低处的压强等于同温度下输送液体的饱和蒸汽压时,此时液体将急剧汽化,并产生大量汽泡,使得叶轮表面或泵内壳表面产生裂缝,泵体振动,产生噪声,其流量和扬程明显下降。
这一现象称为汽蚀现象。
确定合适的安装高度以确保不发生汽蚀现象。
5、何谓过滤介质?对过滤介质有何要求?5、过滤介质:一种多孔性物质。
要求:多孔性、阻力小;有一定的机械强度;有一定的化学稳定性。
6、说明热负荷与传热速率的概念及两者之间的关糸?6、传热速率:单位时间内通过传热面的传热量。
热负荷:当生产上需要加热(或冷却)某物料时,便要求换热器在单位时间内向该物料输入或输出一定的热量,这是生产对换热器换热能力的要求,称为该换热器的热负荷。
一个满足生产的换热器应该是:传热速率等于(略大于)热负荷。
7、何谓加热剂和冷却剂?举例说明之?7、加热剂:给出热量对物料起加热作用的载热体称为加热剂。
例蒸汽。
冷却剂:取走热量对物料起冷却作用的载热体称为冷却剂。
例水。
8、叙述导热糸数、对流传热膜糸数传热糸数的单位及物理意义?8、导热糸数:在壁厚为1m 时,在单位面积单位时间内以热传导的方式所传递热量的多少。
单位是:Km W .。
传热糸数:当冷热流体的温度差为1K 时,通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。
单位是:K m W .2。
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以对流传热的方式所传递热量的多少。
单位是:K m W.2。
9、强化传热的途径有哪些?9、强化传热的途径有:增加传热面积;(增加有效传热面积)增加温度差;(采用逆流流动)增加传热糸数K(增加流体的湍流流动,防止垢层热阻的形成及及时地消除垢层热阻)10、蒸发操作有何特点?10、蒸发操作的特点:溶液沸点的升高;节约能源;物料本身的工艺特性。
1、叙述恒縻尔流假设的内容?恒縻尔溢流:在精馏塔的精馏段内,从每一块塔板上下降的液体的千縻尔流量皆相等,提馏段内也是如些,但两段不一定相等。
恒縻尔汽化流:在精馏塔的精馏段内,从每一块塔板上上升的汽体的千縻尔流量皆相等,提馏段内也是如些,但两段不一定相等。
2、板式塔塔板上造成液面落差的原因有哪些?如何防止?液流量、塔板结构和液流长度;可采取双溢流或多溢流降液管、结构简单的筛板塔。
3、试推导并流吸收塔的操作线方程?并在y-x的相图上表示出来?()()11..X X L Y Y V -=-11Y X V L X V L Y ++-=。
4、叙述双膜理论的论点?相互接触的气、液两流体间存在着稳定的相界面,界面两侧各有一个很薄的有效层流膜层,吸收质是发分子扩散的方式通过此膜层;在相界面处,气、液两相达到相平衡;在膜层以外的中心区域,由于流体的充分湍动,吸收质的浓度是均匀的,即两相中心区的浓度梯度为0,全部浓度变化集中在两个有效层流膜层内。
5、画出单级萃取操作相图?(略)6、叙述湿空气的性能参数?湿空气的性质参数有:相对湿度、湿度、焓、比容、比热、干球温度、湿球温度、露点温度、绝热饱和温度。
1、何谓理论板?为什么说一个三角形梯级代表一块理论块?理论板:离开这一块板上的气、液相组成满足平衡关糸的板;在绘三角形梯级时,正好使用了一次平衡关系和一次操作线关系,与逐板法相比,正好跨过了一块板,可认为一个三角形梯级代表了一块理论板。
2、何谓塔的漏液现象?如何防止?塔板上的液体直接从塔板上漏下的现象。
增加上升蒸汽量。
3、填料可分为哪几类?对填料有何要求?填料主要可分为实体填料和网体填料;要求要有较大的比表面积,较高的空隙率,一定的化学稳定性和一定的机械强度,重量轻,造价低。
4、写出任意一种求温度的方法?pP p h -=622.0,利用露点温度查得p,即可算出湿度。
5、叙述多级逆流萃取操作是如何求理论级数的?第一,在三角形相图上作出溶解度曲线和辅助曲线;第二,根据生产任务找出原料液组成点F、末级萃余相组成点n R 、溶剂点S、1Y 1X Y X 2Y 2X利用杠杆规则找到1E ;第三,联结F 1E 和n R S 的延长线交于∆这一操作点;第四,作∆1R 的延长线交于2E 点,找到2R 后,作∆2R 的延长线交于3E 点;以此类推,直至最终萃余相的组成小于n R 为此。
所作的联结线数目,即为所求的理论级数。
判断题(30分)1、所谓恒縻尔流假设就是指每一块塔板上上升的蒸汽量是相等的,而下降的液体量也是相等的。
2、精馏操作中,两操作线的位置都随进料状态的变化而变化。
3、精馏操作的依据是物糸中组分间沸点的差异。
4、精馏段操作线方程4.065.0+=x y ,绝不可能。
5、回流比相同时,塔顶回流液体的温度越高,分离效果越好。
6、精馏塔的全塔总效率不等于塔内各板的默弗里效率。
7、在吸收计算中,用比縻尔组成来表示是为了计算上的方便。
8、吸收操作线总是位于平衡线的上方是由于气相中的温度高于液相中的温度。
9、一个气相传质单元高度是指这段填料层内的浓度变化与推动力相等。
10、有一二元混合物,加入一定量的萃取剂后,其1=β,认为能用萃取的方法来分离此二元混合物。
11、∆是指诸操作线的交点。
12、温球温度与绝热饱和温度与水的初温高低有关。
13、临界含水量是区分结合水分与非结合水分的分界点。
14、含结合水分为主的物质,为了加快干燥时间,可采取增加空气流速的办法。
15、任何温物料只要与一定温度的空气相接触都能被干燥为绝干物料。
(4、6、7、为对,其余都为错)1、在精馏操作过程中为什么要有回流及再沸器?回流是保证精馏塔正常而稳定操作的必要条件。