中国石油大学化工原理期末复习题.docx

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1、化工原理1课程综合复习资料一、单选题1 .流体在直管中流动，当ReW ()时，流体的流动类型属于层流。A. 1000B. 2000C. 3000D. 4000答案：B2 .流体在直管中流动，当Re2 ()时，流体的流动类型属于湍流。A. 1000B. 2000C. 3000D. 4000答案：D3 .在滞流区颗粒的沉降速度正比于()oA. ( P s-p )的 1/2 次方B. u的零次方C.粒子直径的0. 5次方D.粒子直径的平方答案：D4,流化床的压降随流体速度变化的大致规律是()oA.起始随气速增大而直线地增大B.基本上不随气速变化C. A PocjiD. A Pocu2答案：B5.凡能

2、以相同的吸收率且部分地吸收由零到8所有波长范围的辐射能的物体，定义为()oA.白体B.灰体答案：A36.压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为()。A.真空度B.表压强C.相对压强D.附加压强答案：B37,被测流体的绝对压强()外界大气压强时，所用测压仪表称为真空表。A.大于B.小于C.等于D.近似于答案：B38.真空表上的读数表示被测流体的绝对压强低于()的读数。A.大气压强B.表压强C.相对压强D.绝对压强答案：A39.()等于大气压强与表压强之和。A.大气压强B.表压强C.相对压强D.绝对压强答案：D40.()等于绝对压强减去大气压强。A.表压强B.真空度C.相对

3、压强D.流体压强答案:A二、名词解释1 .绝对黑体（黑体）和白体答案：黑体，是一种理想化的物体，是指能够吸收外来的全部电磁辐射，没有任何的反射与透射，即对投入的辐射吸收率为1的物体。白体，也是一种理想化的物体，即能全部反射辐射能（即反射率P =1）的物体，也称为镜体。2 .物体的辐射能力（半球辐射能力或自身辐射）E答案：物体单位表面积、单位时间内向半球空间所有方向发射的全部波长（入二0-8）的总辐射 能，称为物体的辐射能力或半球辐射能力、或自身辐射。E只与物体表面性质和温度有关，温度 越高，物体的辐射能力越大。3 .稳定流动和不稳定流动答案：在流动系统中，如果与流动有关的各参数（u、p、P等）

4、只随位置变化，不随时间变化， 为稳定流动。在流动系统中，如果与流动有关的各参数（u、p、P等）不仅随位置变化，而且还随时间变化， 为不稳定流动。4 .单色辐射能力答案：物体在人至入+入的波段内的辐射能力，称为物体的单色辐射能力，反映了物体的的辐 射能力随入（0-8）的分布情况。5 .灰体答案：如果某一物体的单色吸收率与投射到该物体的辐射能的波长无关，即a入二常数，则这样 的物体称为灰体。6 .控制性热阻答案：冷、热两流体在换热器内进行换热时，如果忽略热阻很小的固体间壁热阻，当两种流体的 对流传热系数相差很大时，总热阻绝大部分都集中的对流传热系数a小的一侧，即a小的一侧 热阻对总热阻起控制性作用

5、，这部分热阻就称为控制性热阻。7 .透明体答案：能够全部透过辐射能（即透过率t=1）的物体称为透明体。8 .离心泵汽蚀现象答案：离心泵工作时，在离心泵叶轮中心(叶片入口)附近形成低压区，当叶片入口附近的最低 压强等于或小于输送温度下液体的饱和蒸气压时，液体就在该处发生气化并产生气泡，随同液体 从低压区流向高压区，气泡在高压的作用下，迅速凝结或破裂，瞬间内周围的液体即以极高的速 度冲向原气泡所占据的空间，在冲击点处形成很高的压强和很高的冲击频率，引起泵体震动、产 生噪音、叶轮表面形成点蚀到形成裂缝，严重时会使叶轮或泵壳受到破坏，这种现象称为离心泵 的气蚀现象。9 .温度场、等温面和温度梯度答案：

6、物质系统内各个点上温度的集合称为温度场，是时间和空间坐标的函数，反映了温度在空 间和时间上的分布。在温度场内，同一时刻具有相同温度各点连接成的面称为等温面，也就是将 温度场中温度相同的点连结起来所形成的面。等温面法线方向上的温度变化率称为温度梯度。温 度梯度是向量，其方向垂直于等温面，并以温度增加的方向为正方向。10 .理想流体答案：完全没有粘性的流体，即u=0,称为理想流体。它是为了便于处理某些流动问题所作的假 设而已。三、问答题1 .如图，有一敞口高位槽，由管线与密闭的低位水槽相连接，在什么条件下水由高位槽向低位槽 流动？为什么？答案：根据 pa/p+Zg=p2/p+2hf ；当(pa /

7、 P+Zg)p2/P 时,由 1 流向 2；当(pa / P +Zg) CAi。试绘制 当流体分别为静止、沿壁面层流流动和湍流流动时，组分A在壁面法向上的浓度分布示意图。LL La.静止时 a b.层流流动 /c.湍流流动2答案：3 .已知欲全部除去的尘粒在降尘室内的沉降速度为，试从理论上推导降尘室的处理能力和降尘室结构尺寸（降尘式的长、宽、高分别为L、B、H）间的关系。答案：当欲除去的尘粒直径为d时，尘粒的沉降速度与一定，则沉降时间=”/%,设处理量 为Vs,尘粒在降尘室内的停留时间为7 = LH3/Vs，,5工工，Vs=0.025 X 559. Xx(!-)2Q2=2.238x104C20

8、.156 2x9.81 0.785 x0.1562.管路特性方程：e=Z2+ZH/=50 + 2.238xl()4Q2(2)当 Q=90m3/h=0.025ni3/s 时,He=64. 0m又由泵的特性方程可得 11-124. 5-5. 645X 104X0. 0252 = 89. 22m显然HHe,故此泵可用。(3)联立泵的特性方程和管路特性方程可得：H=He, BP 50+2. 238X 104Q2 = 124. 5-5. 645X104Q2.Q=0. 0307m3/s=110. 5m3/h, He=71. Im即泵的实际流量为UO5m3/h,扬程为71. Im。4 .在一单程列管换热器内

9、用冷水将管内的高温气体从150汽冷却至80%,两流体逆流流动且为湍 流，气体的流量为2000kg/h,冬季冷却水的入口温度为15汽，流量为684kg/h。整个过程属于气 体侧热阻控制传热过程，换热器散热损失可以忽略。已知水的定压比热Cp2=4. 18kJ/(kgK),气 体的比热 Cpl=L02kJ/(kgK)。试求：(1)冬季时换热器的热负荷Q (kW)、冷却水的出口温度t2、对数平均温差和KiAi(W/)；（2）当夏季的冷却水入口温度为25K时，若要求气体的流量和冷却程度不变，求冷却水的用量（假设总传热系数K和冬季相同，平均温差可近似用算数平均温差代替）。答案：（1）对于气体侧热阻控制传热

10、过程，总传热系数可简化为Kieai换热器的热负荷为：Q= GCp (T| - r2) = G2cp2(，2 乙)684X36004.18x103(Z2-15) =xl.02xl03 (150-80) = 39JkW解得冬季冷却水的出口温度为，2 =65。刈二9TU 74.5 i 1- 02)In80-15KA支=39.7 xl03 = 532.5W /Mm74.55（2）在夏季操作时若要求传热速率Q不变，而KiAi也近似与冬季相同，故此时必须维持夏季的tm与冬季相同时才能完成任务。关键在于计算水的出口温度t2。150 80t2A 25At2=150-t2,At =55如果平均温差用算术平均值计

11、算，即:解得:Z2 = 55.9g239.7 xl03 x 36001107kg/hc2 2 I) 4.18x103(55.9 - 25)5 .如图所示，用一台离心泵将密度为P=960kg/n）3的某种液体由敞口贮槽A送至表压PD二10L3kPa的容器D,要求输送流量V=29.3m3/h。已知输送管路的管子规格均为80X4mni,吸 入管路AB段的总长度为10m；排出管路CD段的总长140m （以上管长均为包括局部阻力当量长度 在内的总管长），其它数据见图。已知管路的摩擦阻力系数为0.018。试求：液体在管内的流速为多少m/s?离心泵的有效扬程为多少ni?离心泵的有效功率为多少kW?现由于液体

12、输送流量增加，在离心泵排出管路下游并联一条长度为100m （包括局部阻力当量长 度）、与原管路规格和敷设方式均相同的管路（如图中虚线所示，C0管段长为40m）。并联该管 路后发现离心泵的有效扬程降低了 5%,请计算此时流体的输送量可以增加到多少m3/h?（各段管 路的摩擦阻力系数仍为0. 018）答案：液体在管内的流速:4V4x29.3U - 7TX 0.0722 X 3600= 2.00%在敞口储槽液面A和容器D液面间列柏努力方程: AP Au2% =& + 丁 +巩Pg 2g%=1+黑翡+ + Z645(离心泵的有效功率:29 3Ne= QHepg =x 28.4 x 960 x 9.81

13、 xl0-3 = 2.18(kW)并联管路后，由于泵的扬程降低5%、敞口储槽A和容器D的端点条件不变，则总管路的摩擦阻 力损失降低5%。由于并联管路与原管路规格相同，则总管路中流体的流速等于并联管路中流体的 流速2倍，u=2u，o_ 丸+ I CO + 丸，0D (/2)2g2g=(1-0.05)%“代入已知数据有:68x 喘* 京+ m8x 黑x* = 095x7.645S)解得总管路流速：u=2. 757m/sV = -rf2w = -x 0.0722x 2.757 x 3600 = 40.4(/ / 加44C.透热体D.不透热体答案：B6 .有一套管换热器，环隙中有119.6C的蒸气冷凝

14、，管内的空气从20被加热到50,管壁温度应接近()OA. 20 B. 50C. 77. 3D. 119. 6答案：D7 .判断下面的说法哪一种是错误的()oA.在一定的温度下，辐射能力越大的物体，其黑度越大8 .在同一温度下，物体吸收率a与黑度8在数值上相等，因此Q与的物理意义相同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答案：B9 .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()oA.逆流时，Atm 一定大于并流、错流或折流时的Atm10 采用逆流操作时可能会节约热流体(或冷流体)的用量C.采用逆流操作可能会减少所需的传热面积D.温度

15、差校正系数4)A t的大小反映了流体流向接近逆流的程度答案：A11 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()。A.增大B.减小C.不变D.不一定答案：A10.某设备内的真空度为0.3kgf/cm2,当地大气压为745mmHg,则设备内的绝对压强为()kPa。A. 235. 4B. 128. 7C. 71.9D. 69. 9答案：DIL如图所示，流体从大管流向小管，以下表述正确的是()oA.动能上升,静压能下降，位能不变B.动能下降,静压能上升，位能不变C.动能上升,静压能上升，位能不变D.动能不变,静压能不变，位

16、能不变答案：A12.一物包一物，如图所示，表面1的面积为0. 01ni2,表面2的面积为0. 035m2,则角系数由22A. 0. 256B. 0. 397C. 0. 714D. 0. 665答案：C13.如图所示，为一个带溢流的高位槽供水管路，管内径相同。假定系统为稳定流动，现将阀门由全开变为半开，则压力表读数PA () , PB () oA BMX1-J12A.增大，增大B.减小，减小c.减小，增大D.增大，减小答案：D14.如图，开口容器中上层为油，下层为水，容器右侧有一根玻璃管与容器下部相通，图中B-B， 处于同一水平面，则二者之间压强大小的关系为：()oA.PBPBB.PBVPBC.

17、PB=PBD.无法比较PaPa答案：A15 .如图所示，连接A、B两截面间的压差计的读数R表示了 ()的大小。A.A、B间的压头损失HfB.A、B间的压强差4PC.A、B间的压头损失及动压头差之和D.A、B间的动压头差B答案：c16.有一连续操作的转筒真空过滤机，其生产能力以Q (m3滤液/h)表示，每转一周所得滤液量以V (m3)表示，若过滤介质阻力可忽略，则当转筒转速提高时()oA.V增加，Q下降B.V增加，Q增加C.V下降，Q下降D.V下降，Q增加答案：I)17.欲用降尘室净化温度为20、流量为2500m3/h的常压空气，空气中所含灰尘的密度为 1800kg/m3,要求净化后的空气不含有

18、直径大于10 um的尘粒，若降尘室的底面宽2m,长5m,则 该降尘室内需要设()块隔板。A. 9B. 15C. 20D. 12答案：D18.粒径分别为16 um和8 um的两种颗粒在同一旋风分离器中沉降，沉降在滞流区，则两种颗粒 的离心沉降速度之比为()oA. 2B.4C. 119 .液一固散式流化床的流化介质及固体颗粒的密度、床层藏量一定，若颗粒直径增大，则起始流 化速度umf和带出速度ut将()。A.umf不变,ut增大B.umf增大,ut增大C.umf减小,ut减小D.umf减小，ut增大答案：B20 .两个无限接近的平行大表面1,2,已知表面1的温度为227C,黑度为0.6,表面2的温

19、度为 127,黑度为0.4,则表面1的有效辐射热为()W/m2oA. 2103. 3B. 2503. 3C. 3503. 3D. 3103. 3答案：D21 .两块无限接近平行放置的平板，温度分别保持Tl = 800K和T2 = 300K,板的黑度为0.8,板间 距离远小于板的宽度和高度，板1和板2之间的辐射换热量约为()W/m2oA.19430B. 4253C.15177D. 16735答案：C22.用光学仪器测得太阳光谱辐射能力最大时的波长为人=0. 5 u m,则由此推断太阳表面的温度近 似为：()K。A. 5700B. 5800C. 5900D. 6000 答案：B23.某换热器用冷却

20、介质冷凝有机物蒸汽，蒸汽温度为120C,冷凝为同温度下的液体，冷却介质 进出口温度分别为50C和100C,则换热器的平均温差为()oA. 50B.45C.40D. 30答案：C24.某一列管式换热器由300根直径为25im,管长为6米的换热管组成，其换热面积为()m2。A. 141.3B. 0. 471C. 0. 856D. 0. 147答案：A25.已知某液体的密度为995kg/m3,比热为4. 174kJ/(kg K),导热系数为0. 618W/(m K),粘度 为0.801mPa.s,其Pr(普朗特)准数为多少()。A. 5. 4B.8. 9C. 7.8D. 0. 76答案：A26.某工

21、厂用一 01705mm的无缝钢管输送水蒸气。为了减少热损失，在管外包两层绝热材料， 第一层为厚30mm的矿渣棉，其导热系数为0. 065W/ (m.K)；第二层为厚30nlm的石棉灰，其导热 系数为0.21W/ (m.K) o钢管与矿渣棉交界温度为300C,矿渣棉与石棉灰交界温度为89. 8。管道长50m。求该管道的散热量()kWoA. 7. 6B. 76C. 141.927.恒压过滤悬浮液，操作压差46kPa下测得过滤常数K为4X 10-5m2/s,当压差为lOOkPa时，过滤常数K为()ni2/s。(滤饼不可压缩)A. 0. 8X10=5B. 1.8X 10-5C.8. 7X10=5D.

22、2. IX 10-5答案：C28.某燃烧炉平壁，内壁为导热系数63W/ (m.K),厚105mm厚的耐火石专，外层为导热系数0. 93W/(m.K),厚215mni的普通砖导热系数，内、外壁温度分别为760和155C。则每平方米炉壁的热损失为()kW/m2oA. 2. 35B. 2598C. 2. 598D. 2350答案：C29 .板框恒压过滤，已知过滤终了时过滤速率为0.04m3/s,洗涤液的粘度与滤液相同，在同样压力下对滤饼进行横穿洗涤，则洗涤速率为O oA. 0. 08B. 0. 02C. 0.01D. 0. 04答案：C30 .气固流化床中气流的不均匀分布可能导致的不正常现象有()o腾涌或节涌沟流液泛 泄露A.B.C.D.答案：C31 ,单位体积流体所具有的()称为流体的密度。A.质量B.粘度C.位能D.动能答案：A32 .气体是()的流体。A.可移动B.可压缩C.可流动D.可测量答案：B33.在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的()oA.绝对压强B.表压强C.静压强D.真空度答案：A34 .以绝对零压作起点计算的压强，称为()。A.绝对压强B.表压强C.静压强D.真空度答案：A35 .当被测流体的绝对压强大于外界大气压强时，所用的测压仪表称为O oA.压强表B.真空表C.高度表D.速度表