化工原理复习题答案

化工原理复习题答案一、术语解释1.单元操作:在各种化工生产过程中，除化学反应外的其余物理操作称为单元操作。包括流体的流动与输送、沉降、过滤、搅拌、压缩、传热、蒸发、结晶、干燥、精馏、吸收、萃取、冷冻等。2.真空度：当被测流体的绝对压强小于外界压强时，用真空表进行测量。真空表的读数表示被测流体的绝对压强低于当地大气压强的数值，称为真空度，即：真空度=大气压强—绝对压强=—表压强。3.牛顿流体：凡遵循牛顿黏性定律dudy的液体为牛顿型液体，所有气体和大多数液体为牛顿液体。4.层流流动：是流体两种流动形态之一，当管内流动的Re小于2000时，即为层流流动，此时流体质点在管内呈平行直线流动，无不规则运动和相互碰撞及混杂。5.理想流体：黏度为零的流体。实际自然中并不存在，引入理想流体的概念，对研究实际流体起重要作用。6.泵的特性曲线：特性曲线是在一定转速下，用常温清水在常压下测得。表示离心泵的压头、效率和轴功率与流量之间的关系曲线。7.流体边界层：速度为u的均匀流平行经过固体壁面时，与壁面接触的流体，因分子附着力而静止不动，壁面附近的流体层由于粘性而减速，此减速效应将沿垂直于壁面的流体内部方向逐渐减弱，在离壁面一定距离处，流速已接近于均匀流的速度，在此层内存在速度梯度，该薄层称为流体边界层。8.泵的工作点：管路特性曲线和泵特性曲线的交点。9.泵的安装高度：泵的吸入口轴线与贮液槽液面间的垂直距离（Zs，m）2()2assfsPPuZsHmgg泵的安装高度直接影响泵的吸液能力。10.泵的压头：也称泵的扬程。是泵的主要性能参数之一，是泵给予单位重量（N）液体的有效能量，以H表示，其单位为m。2()2fpuHzHmgg。11.边界层分离：当物体沿曲面流动或流动中遇到障碍物时，不论是层流还是湍流，会发生边界层脱离壁面的现象。12.完全湍流区：Re曲线趋于水平线，即摩擦系数只与d有关，而与Re准数无关的一个区域，又hf与u2成正比，所以又称为阻力平方区。13.风压：风压是单位体积的气体流过风机时所获得的能量，以HT表示，单位为J/m3（Pa）。由于HT的单位与压强单位相同，故称风压，风压单位习惯上用mmH2O表示。14.沿程阻力：是流体流经一定管径的直管时，由于流体摩擦而产生的阻力。其阻力大小与路径长度成正比。由范宁公式计算：2(/)2fLuhJkgd。15.局部阻力：主要是由于流体流经管路中的管件、阀门及截面的突然扩大或缩小等局部地方所引起的阻力。16.当量直径：非圆形管的直径采用4倍的水力半径来代替，称当量直径，以de表示，即de=4rH=4x流通截面积/润湿周边长。17.汽蚀现象：由于泵的吸上高度过高，使泵内压力等于或低于输送液体的温度下的饱和蒸汽压时液体汽化，气泡形成、破裂等过程中引起的剥蚀现象。18.滤饼：在过滤操作中，被截留在过滤介质上方的由固体颗粒堆积而成的床层称为滤饼。滤饼是其本身起过滤作用的过滤操作产物，随操作进行，滤饼厚度增加。19.助滤剂：为了减少可压缩滤饼的流动阻力，有时将某种质地坚硬而能形成疏松饼层的另一种固体颗粒混入悬浮液或预涂于过滤介质上，以形成疏松饼层，使滤液得以流畅。这种预混或预涂的粒状物质称助滤剂。20.床层空隙率：单位体积床层中的空隙体积，表示床层的疏密程度。i.床层空隙率=（床层体积—颗粒体积）/床层体积。21.过滤速度：单位时间通过单位过滤面积的滤液体积3225(1)cpdVuLAd（m/s）（过滤速率：单位时间的滤液体积）。22.自由沉降：粒子浓度较低时，颗粒间无相互干扰且不受器壁影响的沉降。23.过滤常数：由物料特性及过滤压强差所决定的常数。24.C过滤介质：过滤介质是滤饼的支承物，它应具有足够的力学强度和尽可能小的流动阻力，同时，还应具有相应的耐腐蚀性和耐热性。25.过滤介质当量滤饼厚度：eVeLA（Ve：过滤介质的当量滤液体积，：滤饼体积与相应的滤液体积之比）。26.分离因数：离心力与重力（2/TURg）之比，以Kc表示。27.过滤介质：过滤介质起着支撑滤饼的作用，对其基本要求是具有足够的机构强度和尽可能小的流动阻力，同时，还应具有相应的化学稳定性、耐腐蚀性和耐热性。28.对流传热系数：2(/)dQWmCtdS其物理意义为单位时间内，壁面与流体的温差为10C(K)时，单位面积的传热量。是表明对流传热强度的一项特性值。29.导热系数：数值等于单位温度梯度单位面积上所传导的热量，是表示物质导热能力的物性参数，单位为W/（m.0c），其随物质的组成结构、密度、湿度、压强和温度而变化。由傅里叶定律dQtdSn。30.黑体：能完全吸收辐射能，即吸收率A=1的物体，称为黑体或绝对黑体。31.白体：能全部反射辐射能，即反射率R=1的物体，称为镜体或绝对白体。32.透热体：能透过全部辐射能，即透过率D=1的物体。一般单原子气体和对称的双原子气体是为透热体。33.灰体：凡能以相同的吸收率且部分地吸收由0到无穷所有波长范围的辐射能的物体。灰体的吸收率不随辐射线的波长而变，是不透热体。灰体是理想物体，大多数的工程材料都可视为灰体。34.总传热系数：1iimooKdSbdSdSdSdSdS单位为W/（m2、0C）物理意义为间壁两侧流体温度差为10C(K)时，单位时间内通过单位间壁面积所传递的热量。35.热阻：211(/)ooosisooiiimoddbdRRmCWKdddi.总热阻等于两侧流体的对流传热热阻、污垢热阻及管壁热传导热阻之和36.黑度：灰体的辐射能力与同温度下黑体辐射能力之比（E/Eb），用表示。37.牛顿冷却定律：即对流传热速率方程，表示为()wdQttdS。38.斯蒂芬-波尔茨曼定律：表明黑体的辐射能力仅与热力学温度的四次方成正比。其表达式为：44100boTETC（为黑体的辐射常数，C0为黑体的辐射系数）。39.膜状冷凝：若冷凝液能够湿润壁面，则在壁面上形成一层完整的液膜，称膜状冷凝。40.克希霍夫定律：表明任何物体的辐射能力和吸收率的比值恒等于同温度下黑体的辐射能力，即仅和物体的绝热温度有关。其数学表达式为：1212bEEEEfTAAA。41.普朗克定律：表示黑体的单色辐射能力随波长和温度变化的函数关系。根据量子理论推导出其数学表达式为：2531(/)1bcTcEWme（T为黑体的热力学温度K，e自然对数的底数，C1、C2为常数）。42.单效蒸发：直接将二次蒸汽冷凝，不利用其冷凝热的操作称单效蒸发。43.多效蒸发：将上一操作中的二次蒸汽引到下一蒸发器作为加热蒸汽，以利用其冷凝热的串联蒸发操作称多效蒸发。44.生蒸汽：用作蒸发操作中的热源的新鲜饱和水蒸气。45.蒸发器的生产强度：指单位传热面积上单位时间内蒸发的水量，用U表示，单位为Kg/（m2.h）即U=W/S。蒸发强度是评价蒸发器优劣的重要指标。46.单位蒸汽消耗量：蒸发1Kg水分时加热蒸汽的消耗量，单位为Kg/Kg。是衡量蒸发装置经济程度的指标。47.蒸发量：蒸发量W=F（1—X0/X1）单位Kg/h。其中F为原料液的流量Kg/h，X0为原料液的质量分数，X1为完成液的质量分数。二、填空题1.泵的主要性能参数包括（流量）（压头）（轴功率）（效率）（转速）五个参数。2.泵按其工作原理和结构特征可分为（叶片式）（容积式）（其他）。3.传热的基本方式有（传导）（对流）（热辐射）三种。4.按度量压力的基准的不同，压力有三种不同的名称，即（表压强）（绝对压强）（真空度）。5.计算局部阻力的方法有（阻力系数法）和（当量长度法）两种方法。6.管类流体流动时，在摩擦系数图的湍流区，摩擦系数λ与（相对粗糙度）和（雷诺数）有关。7.流体在管类作湍流流动时，从管中心到管壁的流体层可以分为（主流层）（缓冲层）（层流内层）。8.离心泵的流量调节一般有三种方法：（改变阀门开度）（改变泵的转速）（改变叶片直径）。9.测量流量及流速的常用仪器有（测速管）（孔板流量计）（粒子流量计）等几种。10.牛顿冷却定律的数学表达式为（()wdQttdS），对流传热系数的单位为（w/c㎡·℃）。11.雷诺实验揭示了流体流动有（层流）和（湍流）两种截然不同的的流动类型。12.离心泵的特性曲线由（η-Q）（H-Q）（N-Q）三条曲线组成。13.离心泵的压头是泵给予（单位重量流体）的有效能量，它的单位是（M）。14.离心泵安装在一定管路上，其工作特点是（泵特性曲线）和（管路特性曲线）的交点。15.离心泵的安装高度超过（允许安装高度）时，离心泵可能发生（气蚀）现象。16.由流体在管内流动阻力的外因不同，可分为（直管）和（局部）两种阻力。17.离心泵一般用（阀门）调节流量，容积式泵一般用（旁路调节）调节流量。18.工业上过滤压力差可来源于（悬浮液本身的液柱压强差）（在悬浮液表面加压）（利用离心率）（过滤介质下方抽真空）四个方面。19.按过滤推动力的不同，过滤操作可分为（重力过滤分离）（离心过滤分离）（加压过滤分离）（真空过滤分离）。20.典型过滤的操作程序可分为（过滤）（滤饼洗涤）（滤饼干燥）（滤饼卸除）四个阶段。21.在过滤操作中，除恒压过滤以外，还有（恒速过滤）和（先恒速后恒压过滤）。22.常见的管式换热器有（蛇管式）（套管式）（管壳式换热器）等几种类型。23.对流传热可用（牛顿冷却）定律来描述，其表达式为（Q=αsΔt），对流传热系数的单位为（w/c㎡·℃）。24.一套管式换热器，在其他条件不变的情况下，增加一侧的流速，其传热速率一般应（增大），因为（对流传热系数增大）。25.总传热速率方程为（K=Q/sΔt），平均温度差计算式为（2121lnmttttt）。26.在辐射传热中，同一温度下物体的（吸收率）和（黑度）在数值上是相等的。27.板式换热器的金属板面冲压成凸凹波纹，其作用是（使流体匀速流过板面）（增加传热面积）（促使流体湍流，有利于传热）。28.列出三种常见的过滤设备的名称（板框压滤机）（加压叶滤机）（转简真空过滤机）。29.过滤介质按其形态可分为（组织介质）（堆积介质）（多孔固体介质）三种类。30.在饼层过滤之初，过滤介质上可能发生（架桥）现象，通常只有在（滤饼）形成之后才能进行有效过滤。31.板框压滤机的基本过滤单元由（洗涤板）（过滤板）（滤框）。32.恒压过滤方程式为（22eqqqK），K称为（过滤常数）。33.压缩机理想工作循环的四个过程（吸气）（压缩）（压缩）（排气）。34.根据分离方式，离心机可以分为（过滤式）（沉降式）（分离式）三种基本类型。35.低黏度流体在圆形直管内强制湍流时的对流传热系数关联式为（0.80.023RePrnNu），普兰特准数为（Prpc）。36.常见板式换热器有（夹套式）（板式）（螺旋板式）等几种类型。37.沉降是利用（分散相和连续相）的密度差异，使（分散）相对于（连续相）运动而实现分离的操作，按其作用了分为（重力沉降）（离心沉降）。38.重力沉降设备的理论生产力只与（沉降速度）和（沉降面积）有关。39.间壁式换热器从构造上可分为（管式）和（板式）两大类。40.蒸发装置的温差损失由（溶液蒸汽压下降）（加热管内液柱）（管路流动阻力）三方面引起。41.蒸发器主要有(加热室)和（分离室）两部分组成。42.蒸发操作得以持续进行的条件为（热能的连续供应）和（二次蒸汽的不断排出）。43.试列举四种常见蒸发器的名称(中央循环管式蒸发器)(悬框蒸发器)(外热式蒸发器)(强制循环蒸发器)。44.多效蒸发操作流程，按加料方法的不同有（并流加料）（逆流加料）（平流加料）三种不同的操作方式。45.蒸发器常见的类型有（非膜式）（膜式）（直接加热）等。46.升膜式蒸发器的液膜式是在蒸发器的底部由（二次蒸汽）带动上升，降膜式蒸发器的料液分布器的作用是（使溶液在壁上均匀布膜）和（二次蒸汽由加热管顶端直接窜出）。47.蒸发器加热蒸汽的热量可能用于（加溶液加热至沸点