化工原理(上)-复习题1

第1页（共页）一、填空题1．在稳定流动中，各截面上流体的流速、压强等物理量不随时间而变。2．用U形管液柱压差计测量流体压强差时，测压管的管径大小、长短或弯曲程度，都不会直接影响测量的准确性。（填会或不会）3．流体内部不同位置为等压面的条件是只受重力、静止的、连续的、同一种流体、在同一水平面上。4．离心泵的气缚现象是由于离心泵实际安装高度大于允许安装高度引起的。5．离心泵在开机前应先关闭出口阀门，其目的是离心泵开机功率为最小值。6．液体的粘度随温度升高而增大，气体的粘度随温度的升高而减小。7．如图1，流体在倾斜的圆形直管内流过1、2两截面，则压力表读出的压差大于U形管读出的压差。（填大于、小于或等于）图18．水在圆形直管中以层流流动，若保持水流量不变，且管长、管材均不变，而管径增大一倍，则水流经该管道的流动阻力为原管道流动阻力的1/16倍。9．离心泵并联操作的目的是增加流量，离心泵串联操作的目的是增加扬程，当管路特性曲线较平时，离心泵并联才能得到较好的效果。10．欲调节离心泵的工作点，使输液量增加，扬程降低，应该使用的调节方法是增加出口阀门开度。泵将发生气11．离心泵内的压力小于或等于操作温度下输送液体的饱和蒸汽压，离心蚀现象，因此在离心泵安装时一定要严格限制其安装高度。12．如图2所示，U形管水银柱高R值反映的是真空度。13．当20℃的甘油(ρ=1261kg/m3，μ=1499厘泊)在内径为100mm图2的管内流动时，若流速为2.5m/s时，雷诺数为210.3，流动型态为层流。14．欲调节离心泵工作点，使扬程和输液量都增加，调节方法是增加离心泵转速。15．某板框压滤机的框的尺寸为：长×宽×厚=810×810×25mm，若该机有10块框，其过滤面积约为13.122m216．某板框压滤机的型号为BMS20/635~25，则该设备能够提供的最大框数为25。17．在稳定流动中，各截面上流体的流速、压强等物理量不随时间而变。18．降尘室内设置隔板的目的是增加设备的生产能力。第2页（共页）19．提高板框压滤机过滤速度的常用方法有增加过滤压力、采用助滤剂、减小框厚。20．穿过三层等厚的平壁的稳定导热过程，如图3，已知各层导热系数123λ1λ2λ3，由图判断两侧温差最大的为第一层。21．列管换热器设计成多管程的目的是提高管程流体对流给热系数。t1t2t3t4图322．根据液体的饱和沸腾曲线，液体沸腾可分为表面汽化、泡核沸腾膜状沸腾三个阶段，工业生产操作一般总控制在泡核沸腾阶段。23.用U形管液柱压差计测量流体压强差时，测压管的管径大小、长短或弯曲程度，都不会直接影响测量的准确性。（填会或不会）24.冷、热两流体进行热交换，若对流给热系数α冷》α热，则强化传热的思路是设法提高α热。25．固定管板式列管换热器设置膨胀节的目的是避免热应力的破坏。26．采用蒸汽冷凝给热时，所用蒸汽应为饱和水蒸气，其原因是饱和蒸汽冷凝给热的热阻很小。27．焓浓图上，影响焓值的参数为料液的温度与浓度。28．穿过三层等厚的平壁的稳定导热过程，如图4，已知三层传热推动力123的大小顺序为Δt1Δt2Δt3，则导热系数最大的一层为第三层。图429．某蒸发器内液体的密度为1400㎏/m3，液层高2m，液面上受压1大气压，已知101.3kN/m2、128.8kN/m2和115kN/m2时纯水的饱和温度分别为100oC、106.5oC和104oC，则该溶液因液柱静压强引起的温度差损失为4oC。30．如图5所示，U形管水银柱高R值反映的是表压。图5二、选择题1．下列调节离心泵输液流量的方法，错误的是（A）。A调节离心泵入口阀门B调节离心泵出口阀门C调节离心泵的转速D采用离心泵并联或串联2．下列对流体流动型态的论述，错误的是（A）。A流体的流动型态有三种：层流、过渡态、湍流B雷诺数是流体流动型态的判据第3页（共页）C层流时，管内流体流速沿径向按抛物线分布D层流时，流体流动阻力与管壁粗糙度无关3．如图，U形管水银柱高R值反映的是（A）。A表压B绝压C真空度D不能确定4．三个容器，其内部压力分别为Pa=0.4atm(表压)，图2Pb=400N/m2(真空度)，Pc=4000N/m2，下列答案正确的是（A）。APaPbPcBPcPaPbCPaPcPbDPcPbPa5.离心泵输液过程的工作点是怎样确定的（C）。A根据电动机的输出功率确定离心泵的工作点B根据离心泵的特性即可确定离心泵的工作点C根据离心泵的特性及管路的特性共同确定离心泵的工作点D根据输送液体的特性即可确定离心泵的工作点6．离心泵铭牌上标明的扬程应做如下理解（C）。A该泵在规定转速下可以将20oC的水升扬的高度B该泵在规定转速、操作状态的效率下对20oC的水提供的压头C该泵在规定转速、最高效率下对20oC的水提供的压头D该泵的最大输水量7．离心泵的气蚀现象是由于（D）引起的。A启动前泵内存有空气B启动前未关闭离心泵出口阀C离心泵的轴功率偏低D离心泵安装高度过高8．下列措施中，不能增加降尘室的生产能力的是（C）。A增加降尘室的宽度B增加降尘室的长度C增加降尘室的高度D设置多层水平隔板6．在板框压滤机上进行下列操作，不能提高过滤速度的方法是（C）。A增大过滤操作压差B不需回收滤饼时，可使用助滤剂C增加框数D提高悬浮液的温度以降低滤液粘度7．板框压滤机在进行滤饼洗涤时，若采用贯穿洗涤法，下列说法正确的是（D）。A洗涤速率是平均过滤速率的1/4B洗涤速率是平均过滤速率的1/4C洗涤速率是最终过滤速率的1/4D洗涤速率是最终过滤速率的1/4第4页（共页）8．板框压滤机在进行滤饼洗涤时，若采用贯穿洗涤法，下列说法正确的是（C）。A洗涤速度是平均过滤速度的1/2B洗涤速度是平均过滤速度的1/4C洗涤速度是最终过滤速度的1/2D洗涤速度是最终过滤速度的1/49．下列措施中，不能增加降尘室的生产能力的是（C）。A增加降尘室的宽度B增加降尘室的长度C增加降尘室的高度D设置多层水平隔板10.冷凝给热操作中通常采用饱和蒸汽作为热源，其目的是（C）。A提高传热推动力B提高传热面积C降低热阻D降低热损失11．穿过三层等厚的平壁的稳定导热过程，如图，已知各层导热系数123，由图判断两侧温差最大的一层为（C）。A第一层B第二层C第三层D不能判断12312．某蒸发器内液体的密度为1400㎏/m3，液层高2m，液面上受压1大气压，则该溶液因液柱静压强引起的温t1t2t3t4度差损失为（B）A6.5oCB4oCC2.5oCD1oC已知101.3kN/m2、128.8kN/m2和114kN/m2时纯水的饱和温度分别为100oC、106.5oC和104oC。13．下列对于传热过程的论述，错误的是（B）。A当冷热流体对流给热系数相差较大时，要提高K值，关键在于提高热阻大一侧流体的α值B总传热系数K值越大，传热热阻越大C总传热系数K值是表示传热设备性能的重要参数D总传热系数K值主要取决于流体的物性、操作条件和换热器的类型14．蒸发操作中，沸点升高的概念是（C）A完成液的沸点较常压下纯水的沸点而升高的值B完成液的沸点较常压下料液的沸点而升高的值C完成液的沸点较操作压力下纯水的沸点而升高的值D完成液的沸点较操作压力下料液的沸点而升高的值第5页（共页）15．多效蒸发的目的是（A）A提高蒸发器的生产能力B提高蒸发器的生产强度C提高加热蒸汽的经济性D提高蒸发操作的推动力三、判断题1．流体在管内的流动型态有三种：层流、湍流、过渡流。（×）2．离心泵的扬程是泵在规定转速下可以将20oC的水升扬的高度。（×）3．流体流动阻力计算的范宁公式对层流和湍流都适用。（√）4．设备内的真空度愈高，即绝对压愈大。（×）5．在圆形直管作湍流流动的摩擦系数λ一定与管壁相对粗糙度有关。（×）6．启动离心泵前关闭出口阀是为了使其启动功率降为零。（×）7．流体流动型态的判断依据是雷诺数Re。（√）8．离心泵的叶片大多为前弯叶片。（×）9．离心泵的允许汽蚀余量越大，该泵的安装高度越高。（×）10．列管换热器设计成多管程的目的是增加传热面积（×）11．稳定流动是指流体在管内的流动过程中流速、压强等物理量不随位置及时间而变化。（×）12．增加降尘室的宽度、长度和高度都能增加降尘室的生产能力。（×）13．板框压滤机在进行滤饼洗涤时，若采用贯穿洗涤法，洗涤速率是最终过滤速率的1/4。（√）14．对于间壁式传热过程，当α1＞＞α2时，欲提高K值，应着手提高α2。（√）15．蒸发操作沸点升高的概念是：完成液的沸点较常压下纯水的沸点而升高的值。（×）16．降尘室的生产能力仅与其沉降面积和粒子的沉降速度有关，而与降尘室的高度无关。（√）17．板框压滤机在进行滤饼洗涤时，若采用贯穿洗涤法，洗涤速度是最终过滤速度的1/4。（√）18．热量沿温度梯度的方向传递。（×）19．总传热系数K值越大，传热热阻越大。（×）20．多效蒸发的目的是提高蒸发器的经济性和生产强度。（×）四、简答题1．简述离心泵工作点的调节方法及其对应的调节结果。第6页（共页）增大离心泵出口阀门开度，工作点下移、右移，流量增加、扬程降低；减小离心泵出口阀门开度，工作点上移、左移，流量减小、扬程增加；增加离心泵叶轮转速，工作点上移、右移，流量增加、扬程增加；降低离心泵叶轮转速，工作点下移、左移，流量减小、扬程减小。2．简述离心泵发生气蚀现象的原因及其预防措施。离心泵的气蚀现象是由于离心泵的安装高度过高，导致泵内最低压强处的压强等于或小于操作稳定下液体的饱和蒸汽压，而产生了气蚀现象。其预防措施是严格限制离心泵的安装高度，避免调节离心泵的入口阀门。3．图为典型的简单管路。设各段管径相同，液体做稳定流动。现将阀门由全开转为半开，试分析阀门上游A处与下游B处压强的变化，并得出结论。1—A面列柏努利方程z1+gp1+gu221+he=zA+gpA+guA22+hf1-A阀门由全开转为半开，则uA减小，guA22+hf1-A减小，gpA增加，pA增加，所以阀门上游的压力增加；1—B面列柏努利方程z1+gp1+gu221+he=zB+gpB+guB22+hf1-B阀门由全开转为半开，则阻力损失hf1-2uA增加，pB减小，所以阀门下游的压力减小。4.在单程逆流列管换热器中，用冷水作为冷却介质进行热量交换。试讨论冷水的出口温度对传热操作的设备费和操作费的影响。冷却水出口温度增加→单位质量冷却水吸收热量增加→一定的热负荷所需冷却水用量减少→操作费减少；冷却水出口温度增加→传热推动力降低→一定的热负荷所需传热面积增加→设备费增加。Z11’2’2AB第7页（共页）冷却水出口温度降低→单位质量冷却水吸收热量减少→一定的热负荷所需冷却水用量增加→操作费增加；冷却水出口温度降低→传热推动力增加→一定的热负荷所需传热面积减少→设备费降低。5.根据热传导的基本概念简要分析金属材料、液体及气体的导热系数大小规律。物体各部分之间不发生相对位移，仅靠分子、原子、自由电子等微观粒子热运动而发生相互碰撞引起的热量传递称为热传导。金属材料存有大量自由电子而具有较强的碰撞程度，因而导热系数最大；液态材料微观粒子之间的距离大于金属材料而小于气态物质，因而微观粒子碰撞程度大于气体而小于金属材料，所以导热系数大小规律为：金属材料液态材料气态材料6.简述蒸汽冷凝给热的特点及其强化措施。蒸汽冷凝给热采用饱和蒸汽为热源，其特点是：饱和蒸汽冷凝给热时，仅在冷凝液膜上存在热阻，因而热阻很小，对流给热系数较大。强化措施是，定期排放不凝气体；采用膜状冷暖。四、计算题1．容器中用泵将密度为890kg/m3的液体送入塔中，容器及塔内的表压如图所示，输液量为15kg/s，流体经管路的能量损失为122J/kg（包括局部阻力损失），求泵的功率。（7181W）2．欲设计一列管式换热器，用110oC的饱和水蒸气将1400kg/h的常压空气由20oC预热到95oC。选定采用单管程换热器，空气走管程，管束由120根Φ25×2.5的铜管组成。试确定所需管束长。（20m）冷凝液膜的热阻、管