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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=_,_Pa. 该地区的大气压为720mmHg。2、 常温下水的密度为1000，粘度为1cp，在的管内以 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_,低压气体在管路中流动时，常用流速范围为_。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，处在_状态的物质，称为分散物质，处在 _状态的物质，称为分散介质。8、 间竭过滤操作涉及_._._._._。9、 传热的基本方式为_._._。10、工业上的换热方法有_._._._。11、称为_，其物理意义为_. _，提高管内值的有效方法_. 提高管外值的有效方法_。12、 蒸汽冷凝有二种方式，即_和_ 。其中， 由于_，其传热效果好。 二：问答题（36分）1、 一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增长一倍，问能量损 失变为本来的多少倍？2、 何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？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？ 5、换热器的设计中为什么经常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 三：计算题(46分)1、 如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数 为，现发现压力表上的读数为，若管径为100mm,求流体 的流量及阀的局部阻力糸数？2、 在一 列管式换热器中，用冷却将的热水冷却到，热水 流量为，冷却水在管内 流动，温度从升到。已 知传热糸数K为， 换热管为的钢管，长 为3m.。求冷却水量和换热管数 （逆流）。 10m50m25m图1-1 已知： 试题一答案：一、 填充题 1、8.7m,. 2、。湍流。3、 层流、过渡流和湍流。4、 增长、减少。5、 3-8、8-15。6、 启动前应灌满液体，关出口阀门、用调节阀调节流量；往复泵启动前不需灌液，开旁路阀、用旁路阀来调节流量的。7、 分散、连续。8、 过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。9、 热传导、对流传热、热辐射。10、间壁式、混合式、蓄热式、热管。11、称为对流传热膜糸数。当流体与壁面温度差为1K时，通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。增长流程、加拆流挡板。 12、滴状冷凝和膜状冷凝。滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下。二：问答题 1、。， 。 2、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、沉降是指依靠外力的作用，运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。3、 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）。4、 由于逆流操作：推动力大，所需的传热面积小；减少载热体的用量。5、 可以减少溶液的沸点，可以运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。 三：计算题1、 图示，在1-1，2-2面间列板努利方程 = 。 在2-2，3-3面间列板努利方程 =， ， 。 即流体的流量为局部阻力糸数为8。 2、 （1）、 （2）、 （3）、 ， 。 3、 = ， /=。 即冷却水的流量为和管子根数为167根。 试题二 一：填充题（20分） 1、牛顿粘性定律_，粘度在SI制中的单位是_。 2、常用测定流量的流_._._。 3、在流动糸统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随_而变，不随_而变，称为稳定流动。若以上各量既随_而变，又随_而变，称为不稳定流动。4、 等边三角形的边长为a，其当量直径为_。5、 流体在圆形直管内滞流流动时，其速度分布是_ 型曲线，其管中心的最大流速为平均流速的_ ，縻擦糸数与的关系为_。6、 泵是指_，按其工作原理来分可分为 _._._._。7、 气体按压缩比来分，可分为_._._._。8、 降沉室内颗粒得以沉降的条件_。9、 过滤操作事实上是滤液通过_和_ 的流动过程， 过滤速率是指_。 10、传热一般采用逆流操作，但为_._ 时采用并流操作。 11、用二种厚度相同的材料保温时，往往把_ 的材料包在内 层，以达成好的保温效果。 12、蒸发是运用溶液中溶质的_，用加热的方法使部分溶剂汽化并除去 _溶液的浓度或析出溶质。 13、金属的导热糸数大都随其纯度的增长而_，随其温度的升高_。 14、对流传热的热阻重要集中在_,因_ 强化对流传热的重要途径。 15、 工程上流体流经换热器的压降通常限定在_Kpa。二：问答题（30分） 1、流体的流动形态有哪几种？如何判断？ 2、何谓层流内层？其厚度受哪些因素影响？ 3、采用多级压缩的优点有哪些？ 4、列管式换热器为什么要进行热补偿？ 5、单层圆筒壁的内、外半径分别为和，壁表面温度分别为 和，若，试写出圆筒任意半径r处的温度表达式？ 三：计算题（50分）1、 流量为5000的水通过一根20Km长的水平管，总压降为0.5Mpa。现在中央接一完全相同的平行管到中点。问总流量变为多少？（设总压降始终不变，流动始终为高度湍流，局部阻力忽略）。2、 泵将的水由一贮槽打到另一贮槽，其中吸入管和排出管的管径为的无缝钢管。吸入管长为50m，排出管长为160m。且泵到 管出口的距离为10m，其中流量为。（已知：，,m,）.(时水，) 求：忽略动压头，求泵的安装高度？ 泵的轴功率和效率？3、 一列式换热器规格如下：管长3m,管数30根，管径为，管程为 1，现拟选用此换热器冷凝、冷却饱和蒸汽，使之从饱和温度降至。走管外，其流量为，其冷凝潜热为，比热为。水走管内，且与成逆流流动。冷却水的进出口温度分别为和。已知冷凝和冷却段基于外表面的总传热糸数分别为和。问此换热器是否造合用？4、 用一传热面积为的蒸发器将某溶液由15%浓缩到40%，沸点进料，规定每小时蒸得375Kg浓缩液，已知加热蒸汽压强为200Kpa，蒸发室的操作压强为20Kpa,此操作条件下的温度差损失可取，热损失可忽略不计。试求：（）开始设入使用时，此蒸发器的传热糸数为多少？ （）操作一段时间后，因物料在传热面上结垢，为完毕同样蒸发任务，需将加热蒸汽的压力提高到350Kpa，问此时蒸发器的传热糸数为多少？ 查得20Kpa水蒸汽的饱和温度为，汽化潜热为 查得200Kpa水蒸汽的饱和温度为 查得350Kpa水蒸汽的饱和温度为 试题二的答案 一：填充题 1、。 2、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计。 3 、位置、时间、时间、位置。 4、。 5、抛物线、0.5、。 6、为液体提供能量的输送机械，离心式、往复式、旋转式和流体作用式。 7、通风机、鼓风机、压缩机。 8、颗粒的停留时间大于沉降时间。 9、介质和滤渣层的流动，单位时间内所获到的滤液量。 10、控制温度、减少粘度、减少阻力。 11、导热糸数小的。 12、不挥发性、提高。 13、增长、增长。 14、层流内层、减薄层流内层的厚度。 15、10.13-101.3. 二：问答题 1、流体的流动形态有两种：层流和湍流；用雷诺准数来判断，当，为层流，当为湍流。2、 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、 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，因此它们的热膨胀限度也有区别。若两流体的温度差较大（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、 = 三：计算题132图2-1 1、 设接平行管道后，总流量为。 二平行管流量为和。 板努利方程： 22 10m 11 图2-2 总压降相同得： =， ，。 。2、。 。 考虑0.5m的安装安全糸数。则泵的安装高度为1m. . . . . . .3、换热器已有的传热面积：。求所需的传热面积：冷凝段的热量： =冷却段的热量：。总热量为：Q=+=27.55Kw冷却水的用量：冷却水离开冷却段的温度：冷凝段的温度差：冷却段的温度差： 冷凝段所需传热面积： 冷却段所需传热面积： 所需的总的传热面积：A=6.45.4、水分蒸发量：，.F=1000Kg , W=625Kg 溶液的沸点为 。 传热糸数K为： 改变压力后的传热糸数： 。 可见结垢以后的传热糸数减少。 试题三 一：填充题（18分） 1、空气在标准状态下密度为1.29，在0.25Mpa下（绝压）时的密 度为_。 2、产生流体阻力的因素有_._ 3、转子流量计在安装时应_。 4、连续性方程是_指导出来的，它合用_流体。 5、 直管阻力的表达式为_，管中流出 =_流入管中=_。 6、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生_现象。 7、 往复式压缩机的工作循环为_._ ._._四个阶段。 8、一热流体将热量通过壁面传给冷流体的过程是_._. 9、固定管板式列管式换热器中，压力高、腐蚀性以及不清洁的物料应走 _程。10、一根暴露在外的热管子以_._散发热量。 11、式中两个准数=_，Pr=_. 若液体被冷却时n=_。 12、多效蒸发重要有_._._三种典型流程。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，随着过滤时间的增长，滤液量不断增长，生产能力也不断增长。 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，假如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，不也许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运用率，二次蒸汽运用一次称为单效蒸发，运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、和灰体都是抱负化的物体，在自然界中并不存在。 18、总传热糸数K可用来表达传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关。三：计算题（64分）1、 图示，“U”管压差计甲的上部管内充满了水，下部为汞，汞的液面落差为，求？若再接一“U”管压差计乙，其上部仍为水，下部放置不知名的液体，且测得，求？P1 甲乙 2、 一降层室长为5m,宽为3m，高为4m。内部用隔板提成20层，用来回收含尘气体中的球形固体颗粒，操作条件下含尘气体的流量为，气体密度，粘度为。尘粒密度。试求理论上能100%除去的最小颗粒直径？3、 外径为200mm的蒸汽管道，管外壁温度 为。管外包以导热糸数为 图3-1 的保温材料。规定保温层外壁面温度不超过， 每米 管长的热损失不超过。问保温层的厚度应为多少？4、 欲将浓度为25%，沸点为，流量为的NaOH水溶液经蒸发浓缩到50%。料液的进口温度为，加热蒸汽的压强为392.4Kpa（绝压），冷凝器的压强为53.32Kpa.据经验蒸发器的传热糸数可取，溶液的密度为。若忽略蒸发器的热损失。求加热蒸汽的消耗量及蒸发器所需的传热面积？已知：p=53.32Kpa, , p=392.4Kpa, 试题三答案 一：填充题1、 。 2、内縻擦力和流体的流动状态。3、保持垂直。 4、质量守恒定律、 5、1、0.5. 6、 气蚀现象。 7、吸气、压缩、排气、膨胀四个阶段所组成。8、热流体以对流传热的方式将热量传给壁面、壁面间的热传导、冷流体以对流传热的方式获得热量 9、管程。10、自然对流、热辐射。11、12、并流、逆流和平流。二：判断题 6、10、17为对，其余都为错。三：计算题 1、 。 ， 。 2、降沉室的总面积：。 沉降速度：。 设沉降区为层流，则有： ， 。 验算：。3、 保温材料的导热糸数 ：。 ， 。4、 水分蒸发量： 。加热蒸汽消耗量：。所需的传热面积为：。即所需的加热蒸汽消耗量为。所需的传热面积为 试题四 一：填充题（20分） 1、边界层的形成是流体具有_结果。 2、用阻力糸数法来计算忽然扩大和忽然缩小的损失时，按_管内的流速来计算动能项。 3、长方形的长为2a，宽为 a，其当量直径为_ 4、粘度的物理意义是促使流体产生单位速度梯度的_. 5、经内径为158mm的钢管输送运动粘度为的燃料油，若保持油品作层流流动，则最大流速不能超过_。6、用离心泵在两个敞开容器间输液，若维持两容器的液面高度不变，当关小输送管道的阀门后，管道的总阻力将_。6、 离心泵的工作点是_曲线与_曲线的交点。 8、往复式压缩机的余隙糸数=_,_-，则增大，生产 能力_。 9、沉降操作是指在某种_中运用分散相和连续相之间的_,使之发生相对运动而实现分离的操作。沉降过程有_和_沉降两种方式。 10、工业上常用的过滤介质重要有_、_、_。 11、在过滤操作中，真正发挥拦截颗粒作用的重要是_而不是_。 12、在平壁稳定热传导过程中，通过三层厚度相同的材料，三层间的温度差变 化是依次减少，则三层材料的导热糸数的大小顺序_。 13、沸腾传热可分为三个区域，它们是_、_、_ 。应维持在_区内操作。 14、用饱和蒸汽加热水，通过一段时间后，发现传热阻力迅速加大，这也许是由于_所引起的。 15、温度差损失涉及_、_、 _。 二：选择题 1、层流和湍流的本质区别是（ ） A、流速不同； B、流通截面积不同； C、雷诺数不同； D、层流无径向流动，湍流有径向流动； 2、选择下述流体在管路中常用的流速 （1）、过热水蒸汽（ ），（2）、水及一般流体（ ）； （3）、压强较高的气体（ ），（4）、粘度较大的液体（ ）； _ A、1-3，B、0.5-1,C、15-20,D、30-50 3、离心泵铭牌上标明的是泵在（ ）时的重要性能参数。 A、流量最大； B、压头最大； C、效率最高； D、轴功率最小； 4、下列结论对的的是（ ）。A、 液体的粘度随温度的升高而减小；B、 气体的粘度随温度的升高而增大；C、 液体的粘度基本上不随压强变化；D、 气体的粘度随压强增大而减小。 5、离心泵吸入管路底阀的作用是（ ）。 A、阻拦液体中的固体颗粒； B、避免出现气蚀现象； C、维持最低的允许吸上高度；D、防止启动前充入的液体从泵内漏出； 6、在一个过滤周期中，为了达成最大生产能力应（ ） A、过滤时间应大于辅助时间； B、过滤时间应小于辅助时间； C、过滤时间应等于辅助时间； D、过滤加洗涤所需时间等于1/2周期； 7、下述说法中对的的是（ ）。 A、过滤速率与过滤面积成正比；B、过滤速率与过滤面积的平方成正比； C、过滤速率与滤布阻力成反比；D、过滤速率与操作压差的平方成正比； 8、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素无关的是（ ）。 A、颗粒的几何尺寸； B、颗粒与流体的密度； C、流体的水平流速； D、颗粒的形状； 9、旋液分离器是运用离心力分离（ ）。 A、离心机可分离液液混合物； B、离心机可分离液固混合物； C、离心机可分离气固混合物； D、 离心机所分离的不均匀混合物中至少有一相是液相； 10、传热过程中当两侧流体的对流传热糸数都较大时，影响传热过程的将是 （ ）。 A、管壁热阻； B、管内对流传热热阻； C、污垢热阻； D、管外对流传热热阻； 11、下述措施中对提高换热器壳程对流传热糸数有效的是（ ）。 A、设立折流挡板； B、增大板间距； C、增长管程数； D、增长管内流体的流速； 12、在拟定换热介质的流程时，通常走管程的有（ ），走壳程的有（ ）。 A、高压流体； B、蒸汽； C、易结垢的流体； D、腐蚀性流体； E、粘度大的流体； F、被冷却的流体； 13、采用多管程换热器，虽然能提高管内流体的流速，增大其对流传热糸数，但同时地导致（ ）。 A、管内易结垢； B、壳程流体流速过低； C、平均温差下降； D、管内流动阻力增大； 14、增大换热器传热面积的办法有（ ）。 A、选用粗管排列； B、选用翅片管； C、增长管程数； D、增长壳程数； 15、关于传热糸数K下述说法中错误的是（ ）。A、 传热过程中总传热糸数K事实上是个平均值；B、 总传热糸数K随着所取的传热面不同而异；C、 总传热糸数K可用来表达传热过程的强弱，与冷热流体的物性无关；D、 要提高K值，应从减少最大热阻着手； 三：计算题 1、 图示为一输油管路，未装流量计，但在A、B分别测得压强为 ，试估算管道中油的流量？ 已知：管为，A、B间距为10m, 其中管道的当量长度为9.3m， ，。 2、试证明球形颗粒在重力场中作自由 沉降时，层流区域内的沉降速度公式 为： 。 3、用一板框压滤机在300Kpa压强差下过滤 图4-2 某悬浮液。已知过滤常数K为， 为 。规定每一操作周期得滤液，过滤时间为0.5h。设滤 饼不可压缩，且滤饼与滤液体积之比为0.025。试求：过滤时间；若操作压强 差提高至600Kpa，现有一台板框过滤机，每框的尺寸为 ，若 规定每个过滤周期仍得滤液，则至少需要多少个框能满足规定？过滤时间 又为多少？ 4、一卧式列管换热器，钢质换热管长为3m,直径为。水以的 流速在管内流动，并从被加热到。流量为、温度为 烃的饱和蒸汽在管外冷凝成同温度的液体。烃蒸汽的冷凝潜热为。 已测得：蒸汽冷凝传热糸数为，管内侧热阻为个侧热阻的40%， 污垢热阻又为管内侧热阻的70%，试核算换热管的总根数及换热器的管程数。 计算时可忽略管壁热阻及热损失。 试题四答案 一：填充题 1、粘性。 2、细。 3、。 4、剪应力。 5、。 6、不变。 7、管路特性曲线、离心泵特性曲线。 8、 小、大。 9、力场、密度、重力、离心。 10、 织物介质、粒状介质、多孔性固体介质。11、滤饼层、过滤介质。 12、依次增长。13、自然对流、膜状对流、核状对流、 核状对流。14、冷凝水未排出、不凝性气体未排15、溶液沸点升高、静压力、流体阻力所引起的温度差损失。二：判断题 1、D 2、D、A、C。 3、C。 4、A、B、C 5、B。 6、D 7、B 8、C。 9、B。 10、B 11、A。 12、A、C、D；B、E、F。 13、C、D 14、B。 15、C。三：计算题1、在A-B两点间列板努利方程： 。 . . 设流体在管路中作层流流动，则： ， 。 。 。 核算雷诺准数：。 则：油品的流量为。 2、颗粒作自由沉降，受力： ， ，。 ，层流： ，。 3、过滤面积： ，。 滤饼体积：，框数。 过滤总面积：。 ，。5、 传热量为：。 所需水量：。单管水量：，每程所需管子数为：。每程传热面积：，传热糸数：所需传热面积： 管程数为：n=4.总管数为80根。 试题五A B图5-1 一：简答题（60分） 1、 图示管路中，流体作稳定流动。问： （1）、静压头哪个大？为什么？ （2）、体积流量V哪个大？为什么？ （3）、质量流速哪个大？为什么？ （不计阻力）BZ A R 2、图示，测出A、B两端点的压力差？ 3、管子的类型有哪几种？表达方法有哪几种？家里的自来水管是什么管？ 4、何谓离心泵的汽蚀现象？如何防 止？5、何谓过滤介质？对过滤介质有何规定？ 6、说明热负荷与传热速率的概念及两者之间的关糸？ 7、何谓加热剂和冷却剂？举例说明之？ 8、叙述导热糸数、对流传热膜糸数、 图5-2 传热糸数的单位及物理意义？ R 9、强化传热的途径有哪些？ 10、蒸发操作有何特点？ 二：计算题1、 容器A、B分别盛有水和密度为的洒精，中间接一水银压差计。（1） 当容器A中的压强（表压）时，测得，求容器B内的压强为多少？（2） 当容器A中的压强减小至，容器B内的压强不变， 图5-3则水银压差计内的读数为多少？2、 用油泵从贮罐向反映器输送液态异丁烷，贮罐内异丁烷液面恒定，其上方压强为652.365Kpa。泵位于贮罐液面以下1.5m处，吸入管路的所有压头损失为1.6m。异丁烷在输送条件下的密度为，饱和蒸汽压为637.65Kpa 。在泵的性能表上查得，输送流量下泵的允许汽蚀余量为3.5m。试问该泵能否正常操作？3、 在一板框过滤机上过滤某种悬浮液，在0.1Mpa（表压）下20分钟可在每平方米过滤面积上得到0.197的滤液，再过滤20分钟又得到滤液0.09,试求共过滤1小时可得总滤液量为多少？4、 某溶液在单效蒸发器中蒸浓，用饱和蒸汽加热，需加热蒸汽量，加热蒸汽的温度为，其汽化潜热为。已知蒸发器内二次蒸汽的冷凝温度为，各项温度差损失共为。取饱和蒸汽冷凝的传热膜糸数为，沸腾溶液的传热膜糸数为，求该换热器的传热面积？（管壁热阻、垢层热阻及热损失忽略不计） 试题五答案一：问答题 1、=，。 。，。 2、， .。 3 、管子的类型有：钢管、铸铁管、有色金属管和非金属管。