化工原理Ⅰ习题库.doc

武夷学院环境与建筑工程系化工原理学习题库化工原理（）课程学习题库适用对象：化学工程与工艺本科学生武夷学院环境与建筑工程系 2011年编制一、填空题1. 比较下列对流给热系数的大小：空气流速为6m/s的1，空气流速为25m/s的2，水流速为1.2m/s的3，水流速为2.5m/s的4，蒸汽膜状冷凝的5，则自大到小的顺序为： 5 4 3 2 1 2. 离心泵的安装高度超过允许安装高度时会发生 汽蚀 现象。3. 压力表测得的读数是 表压 ，在大气压强为101.3kPa地区，某设备压力表的读数为25.7kPa，则设备内的绝对压强为 127.0 kPa4. 在恒定的操作压差下，过滤某一水悬浮液。10min后获得滤液5m3，若过滤介质阻力忽略不计，则40min后获得滤液 10m 。5.厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知厚度123，导热系数123，在稳定传热过程中，各层的热阻 R1R2R3 ，各层导热速率 Q1=Q2=Q3 。6.在离心泵的运转过程中， 叶轮 是将原动机的能量传递给液体的部件，而 泵壳 则是将动能转变为静压能的部件。7. 在间壁式换热器的设计计算中，用算术平均法求冷热两流体平均温度差的必要条件是t1（大）/t2（小） 2 。8.某液体在252.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数为2000W/(m2)。如果管径与物性都不变，流量加倍，其对流传热系数为 W/(m2)。9.旋风分离器的临界粒径愈小，则其分离效果 越好 。10.某石化厂用1084mm的钢管以10.6 kg/s的速度输送密度为900 kg/m3的原油，已知原油=0.072 Pa.s，则Re= 13250 ，管中流体的流动型态为 湍流 。11.由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数越大，则该壁面的热阻愈 小 ，其两侧的温差愈 小 。（大或小）12.多层圆筒壁定态热传导中，若某层的热阻最大，则该层两侧的温差 最大 ；若某层的平均导热面积最大，则通过该层的热流密度 最小 。(最小或最大)13.水在直径为的直管中以的速度做稳态流动，已知水的密度，则水的流动型态为 湍流 。14.在大气压强为100 kPa地区，某真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为90 kPa。若在大气压强为87 kPa地区，仍要求塔顶绝压维持在相同数值上操作，此时真空表读数为 77 kPa。15.在长为L，高为H的降尘室中，颗粒的沉降速度为ut，含尘气体通过降尘室的水平速度为u，则颗粒在降尘室内分离的条件是 H/utL/u 。16.在管壳式换热器中，用100的饱和水蒸气加热空气，空气的进出口温度分别为20和50，则管壁温度约等于 100 ，总传热系数K接近于 空气 的对流传热系数。17.测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将 增大 ，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将 不变 。（增大、减小、不变）18.在操作压力相同的条件下，当滤液粘度与洗液粘度相同时，板框过滤机洗涤速率与最终过滤速率的比值为 0.25 。 19.离心分离设备在层流区操作，颗粒的旋转速度为20m/s，旋转半径为0.3 m，则该设备的离心分离因数等于 135.9 。20.在离心泵工作时，调节流量的最方便方法是 调节出口管路中的阀门开度 。21. 在离心泵的运转过程中， 是将原动机的能量传递给液体的部件，而 则是将动能转变为静压能的部件。22. 旋风分离器的临界粒径愈小，则其分离效果 。23.某石化厂用1084mm的钢管以10.6 kg/s的速度输送密度为900 kg/m3的原油，已知原油=0.072 Pa.s，则Re= ，管中流体的流动型态为 。24在恒压过滤操作中，忽略过滤介质的阻力，且过滤面积恒定，则所得的滤液量与过滤时间的_0.5_ 次方成正比，当滤液量一定时，需要的过滤时间与过滤面积的_2 _次方成反比。25.离心泵的工作点是 离心泵特性 曲线与 管路特性 曲线的交点。二、选择题1.一转子流量计，当流量为50m3/h时，测定流量计转子上下压差为250Pa，现流量变为100m3/h，则流量计转子上下压差为 B Pa。A 500 B 250 C 125 D 条件不足，无法确定2.某液体在内径为d0的水平管路中稳定流动，其平均流速为u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2(d2=d0/2)的管子时，其流速为原来的_D_ 倍。A 2 B 4 C 8 D 163.离心泵流量调节最常用的方法是 B 。A 改变吸入管路中阀门开度 B 改变出口管路中阀门开度C 安装回流支路 , 改变循环量的大小 D 车削离心泵的叶轮4. 若洗涤压差与最终过滤压差相同，洗涤水粘度与滤液粘度相同，则板框过滤机的洗涤速率是最终过滤速率的 C 倍。A 1 B 0.5 C 0.25 D 0.15. 对流传热是由 C 原因产生的。 A 流体分子的热振动 B 流体体内电子的移动;C 流体质点的位移、扰动D 晶格振动6. 由离心泵和某一管路组成的输送系统，其工作点 C A 由泵铭牌上的流量和扬程所决定 B 即泵的最大效率所对应的点C 泵的特性曲线与管路特性曲线的交点 D 泵的特性曲线所决定7.傅立叶定律是_ B 的基本定律。A 对流传热 B 热传导 C 总传热 D 冷凝8. 降尘室生产能力增加1倍，则应将 C A 高度增加1倍 B 高度增加2倍 C 长度增加1倍 D 长度增加2倍。9. 一台工作着的列管式换热器，已知冷流体一侧的对流传热系数1为50W/m2.k，热流体一侧的对流传热系数2等于8000W/m2.k，要提高总传热系数K，最简单有效的途径是 D 。A 设法减小1 B 设法增大2 C 同时增大1和2 D 设法增大110.用常压水蒸气冷凝来加热空气，空气平均温度为20，则壁温约为 B 。A 20 B 100 C 60 D 49.711.在多层平壁定态导热中，通过最大热阻的一层平壁的热量 C 通过其余平壁的热量。 A 大于 B 小于 C 等于 D 不确定12.在滤饼过滤操作中，实际上起到主要拦截固体颗粒作用的是_A _。A 滤饼层 B 滤饼层与过滤介质C 过滤介质 D 滤浆、滤饼层与过滤介质13.在重力场中，微小颗粒的沉降速度与 A 无关。 A 粒子的几何形状 B 粒子的尺寸大小 C 流体与粒子的密度 D 流体的速度14.在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数数值 C 。A 只取决于Re B 与光滑管一样C 取决于相对粗糙度 D 与粗糙度无关15.离心泵开动之前必须充满被输送的流体是为了防止发生 C 。A 汽化现象 B 汽蚀现象 C 气缚现象 D 气浮现象16.关于过滤速率说法正确的是 C A 与滤液体积成正比 B 与过滤面积A成正比 C 与A2成正比 D 与滤布阻力成反比17.流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用_ _ A 流量计测量。A 皮托管 B 孔板流量计 C 文丘里流量计 D 转子流量计18.当不可压缩理想流体在水平放置的变径管路中稳定连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力 C 。A 不变 B 增大 C 减小 D 不确定19.离心泵的轴功率N与流量Q的关系为 A A Q增大，N增大 B Q增大，N减小C Q增大，N先增大后减小； D Q增大，N先减小后增大20.定态传热是指传热系统内各点的温度 B 。A 不仅随时间变，也随位置变 B 只随位置变，但不随时间变C 只随时间变，但不随位置变 D 不随位置和时间变化21.在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在_C ，减少热阻的有效措施是_。 A 层流底层，使流体处于层流状态 B 流体湍动区域，使层流底层减薄 C 层流底层，提高流体湍动程度 D 流体过渡区域，提高流体湍动程度22.在蒸汽冷凝传热中，不凝性气体的存在对对流传热系数的影响是_A_。 A 不凝性气体的存在会使值大大降低 B 不凝性气体的存在会使值升高 C 不凝性气体的存在与否，对数据无影响 D 不一定23. 离心泵工作时，通过改变出口阀的开度调节流量，其本质是 B 。A 改变泵的工作特性曲线 B 改变管路的特性曲线；C 改变泵的扬程 D 调节泵的功率。24.离心通风机的风压是指_D_。 A 静压头与升举高度之和 B 动风压 C 静风压 D 动风压与静风压之和25. 8.离心泵开动之前必须充满被输送的流体是为了防止发生 C 。A 汽化现象 B 汽蚀现象 C 气缚现象 D 气浮现象三、综合应用题（计算与分析）1. 用离心泵将20的清水由水池送到水洗塔塔顶经喷头喷出，喷头入口处的压力为127 kPa（表压），已知大气压强为101.33 kPa，管径1084mm，管路全长为300m（包括所有局部阻力当量长度），清水密度1000kg/m3，取摩擦系数为0.025，若要求输水量40 m3/h，试求：（1）泵所需的有效功率Ne；（2）若泵的效率为65，求泵的轴功率N；（3）若吸入管的阻力损失为1.5m，求离心泵的允许安装高度Hg,r。 20清水的饱和蒸汽压2.335 kPa，离心泵的必需汽蚀余量(NPSH)r3.0m2一单管程列管换热器，共有252.5 mm的传热管86根，传热面积为40m2，现用该换热器以循环水冷却流量为28000 kg/h的石油产品，石油产品走壳程，循环水走管程，两流体逆流换热。实际测得石油产品的进、出口温度分别为90和50；冷却水的进、出口温度分别是25和40，已知石油产品的比热容为Cp=2.8 kJ/(kgK)，水的有关物性分别为：密度995 kg/m3，比热容Cp=4.17 kJ/(kgK)，=0.810-3 Pas，=0.618 W/(mK)。试求：（1）冷却水用量，kg/h （2）该换热器总传热系数K；（3）管程和壳程的给热系数（可忽略两侧的污垢热阻和管壁热阻）。3 拟用一板框过滤机在恒压下过滤某悬浮液。已知过滤常数K=0.02m2/h，操作压力为196kPa(表压)。过滤2小时后停止过滤，共得滤液6 m3（滤饼不可压缩，介质阻力忽略不计）。求：（1）若滤框尺寸为1000 mm1000 mm30mm，则需要滤框几块？（2）过滤终了用水进行洗涤，洗涤水粘度与滤液相同，洗涤压力与过滤压力相同，若洗涤水量为获得滤液量的10%，卸渣等辅助时间为1小时，试求该过滤机的生产能力，m3/h？ （3）若洗涤时间与辅助时间均不变，操作压力降至98kPa (表压)，需多大过滤面积才能维持生产能力不变？4 用1084的热轧无缝钢管将经沉淀处理后的河水引入一贮水池，最大输水量为60m3/h，池中最高水位高于河水面15m，泵中心（吸入口处）高出河面2.0m，管路总长140m，其中吸入管总长30m（均包括局部阻力的当量长度），钢管的磨擦系数0.028，水温20，密度1000kg/m3，黏度1105Pa.s，水的饱和蒸汽压Pv2.335kPa，当地大气压强为98kPa； (1)试选一台合适的离心泵； (2)校核泵的安装高度。泵的性能参数如下：型 号流量Qm3/h扬程Hm允许汽蚀余量(NPSH)r，m效率%轴功率NkW电机功率kWIS806516060293.0726.597.5IS1008012560244.0675.8611.05 采用长4.5m、宽2m、高2m降尘室除去矿石焙烧炉出口的炉气中含有的粉尘。在操作条件下炉气流量为16000 m3/h，密度为0.6 kg/m3，粘度为210-5 Pas，其中氧化铁粉尘可看作球形颗粒，密度为4500 kg/m3。求：(1)临界粒径dpc（能够完全分离下来的最小颗粒直径）；(2)要求全部除掉直径大于80m的粉尘，炉气的最大处理量为多少？6 有一列管式换热器，装有202.5 mm的钢管400根，管长为2 m。要将质量流量为7000 kg/h的常压空气由20加热到90，选用108的饱和蒸汽于壳程冷凝加热之。若水蒸汽的冷凝给热系数为1.0104 W/(m2K)，管壁及两侧污垢的热阻均忽略不计，且不计热损失。已知空气在平均温度下的物性参数：Cp=1.0 kJ/(kgK)，=2.8210-2 W/(mK)，=2.010-5Pas。试求：(1)空气在管内的对流给热系数； (2)换热器的总传热系数；(3)通过计算说明该换热器是否满足需要。7.MS20/635-25型板框压滤机于200kPa的压强差下过滤某悬浮液，已知滤框尺寸是63563525mm，滤框数共26个，过滤时测得滤饼与滤液的体积比v=0.0722，过滤常数qe=0.01m3/m2 ，k=3.9410-5m2/s ，试求：(1)滤饼充满滤框所需时间t； (2)过滤毕，用滤液体积10%的清水以横穿洗涤法洗涤滤饼，操作压强与洗水黏度和过滤终了均相同，求洗涤时间tw； (3)若每个操作周期中辅助时间为20 min，则过滤机的生产能力为若干m3滤液/ h。8.用水洗塔除去气体中所含的微量有害气体A，流程如本题附图所示。操作参数为温度27，当地的大气压为101.33kPa，U形管水银压差计读数分别为R1=426mm、R2=328mm。气体在标况（0，101.33kPa）下的密度为1.29kg/m3。（1）若气体可当作不可压缩流体处理，求其平均密度；（2）求气体通过水洗塔的能量损失（以阻力压降表示）。9 采用降尘室除去矿石焙烧炉出口炉气中含有的粉尘。在操作条件下炉气流量为16000 m3/h，在降尘室内的流速为2 m/s，密度为0.6 kg/m3，粘度为210-5 Pas，其中氧化铁粉尘的密度为4500 kg/m3。要求全部除掉直径大于80m的粉尘。试求：（1）所需降尘室的底面积A和高H（其宽B=2m）；（2）用上述计算确定的降尘室，要将炉气中直径为