化工原理_上_期末复习题88例.pdf

化工原理(上)期来复习题 8 8 例 辽宁 电大龚绍英 本文综合了历届考题中的填空题和间答题 , 补充 一 了教 材 中部分的重点问 答 题 , 按章肯的 顺 序编辑了88道题例 , 为便于同学们 自测 , 将答案 放在 每章之 后 , 供同学们期 未 复习时 考考 。 厂 一 一 飞 流体流动 ; t , _ .,。一_._. _ 1 . 当大 气 压为74 0 .二川 1 9 . 某设备上真空表 的读数为 10 0m mh g , 其设备 内 的绝对压 强 为 _ n加 12 . 表压 强 _ _ n / m , 。 2 . 20时甲苯的粘度已675少 , 换 算 为 法 定单位制的粘 度为 r ls 。 3 . 某 气 体的平 均 分子量为16kg众rllo e , 在 sx lo,kn ,: 1, , 32ok 丁的 密度 值为 _ kg八 二, 。 4 . 在稳定流动系统 中 . 水连续地从 粗 管 流 入细管 , 粗管 内径是细管 内径 的两 倍 , 则细管 内水 的流 速是粗管 内流 速的 倍 。 5 . 在 一 ( b l0 8 4i l lm 的 钢 管 中 输 送 压 力为 202 , 66kp、 l(绝 对、 , 温度为 100 匆的空气 。 已 知空气在标准 状 态下 的休积 流量 为 65 0m勺h 。 换笋为操 作状态下管 内流 速 为_ m治;体积流 敏为 _ _ _m 飞 。 6 . 流 体 在直管 内流 动 , r 。 _ 时 , 流 动为 层流 。 r 。_ _ 时 , 流 动为 湍流 。 7 . 牛顿粘 性 定 律 的 表达式 为_ ; 哈根 一 泊逻叶方 程的表 达 式 为_ 。 8 . 层流时摩 擦 系数2是的函数 , 湍流 时 摩 擦 系数只是和的函数 。 9 . 层流时 , 流体的平 均速度 u 是管 中心 最 大速度呱。的 _一一j 音 。 湍流时 , 流 体 的 平均 速 度 u 是管 中心 最大速度 呱 。 的一一倍左右 。 1 0 . 流体进 口阻力 系数 值为_;流体出口 阻力系数值 为_ 。 1 1 . 层流 时流体在 圆管内的 速度沿管 径 按 的规律 分布 。 1 2 . 液体的粘度 随温 度 的升高而 _ _, 液体 的密度 随压强 的增加而_ 。 13 . 流 量一 定流 体在圆形 直 管内作 层 流 流 动 时 , 若 管径 减 少一半 , 其沿程 阻 力 将 是 原 值 的倍 。 14 . 流体在 管 内层流流 动 时 , 流速 增加 一倍 (仍 为层流) , 则能量得失为 原来 的一多 。 1 5通常 用 毕托管测 管道 中 流休的 _ _ , 安 装毕托管时 , 应使其 管 口 _ _ 管道 中 流 体 的 流 动方 向 。 1 6 , 转子流量 计 的特 点 _ 1 7 . 流体通 过转 子流量计的 阻力 损失 随流 量的 增加 阻力损失 _ 。 18 . 试列举静 力 学 基本方 程 式 在 化 工 生 产 中有哪些方 面的应用? 19 . 试述 连续性 方程式 的物理 意 义 、 使用条 件 及应用? 2 0试 述实际流体的总 能 量衡算式 柏 努利 方程式的使用条 件及 应用 。 2 1 . 流体在圆形 直 管 内呈湍 流 流动 时 , 若摩 擦 系数 为常数 , 管 径 管长一定 时 , 当流量增加 一 倍 , 因摩 擦阻力 损失 而 引起的 压 强降如何变 化? 2 2 摩擦 系数图(“ 一 “ 令 图,的结 构如 甸?图上分 几个区域?各区域什么特点?如何 用此图查取摩 擦 系数之值? 23 . 若要降 低 流休阻力 , 应从哪 几 方面着 手 2 24 . 简单管路的设计计算有 何特 点? 25 . 简单 管路 的输送能 力核算 有何 特点? 一 77一 1 . 8 . 53 x 10); 一l 、 33 丫 10 , 勺j亡 0 . 675 x 10 4 。 3 0 。 157 ; 0 . 12 6 . 凡簇2 00 0 凡) 4000 的4倍 。 22 该 图采 用双对数坐标 , 纵坐标为 1 09之 , 横 坐标 为1 09尺。 。 图中曲线分为四个区域 : 层 流 区 、 过渡区 、 湍流区和完全 湍流区 。 层流区 : 之与r e 呈 直线关系 。 . _ f j 。 i 二 一a 山才 二尸 - 丁甲 u .乡 才五p二 321i , u d 2 湍流区:戈与”。 、 号 有关 完 全湍流区 : z。 扮 它 乙 状 问 了 有关 . 与r e 无 8 .“ ; “ 和 资 90 5;0 名 。 10 0 . 5 二10 。 川 . 抛物线 ; 12 . 降 低 ; 不 变 。 13 . 16 。 l叱 . 2 : 15 . 点速度 ; 正 对 着 。 16 . 恒流速 、 恒 压 降 。 17 . 不 变 。 18 . 压力与几井的 测员 、 液位测员和液封高 度 ( / j 计 算 。 见 教 材i ”l只 一23日夕注l 一 9!一例 l一121 。 19 . 连续 性方程式 : 叭月 ,l ) l 一 岭魂夕 :二“ = v月l ) 物理 意义 : 描述流休在 管路中流动“宇的 质员 勺恒 关 系。 使用条 件 : 适川上连续 、 稳定流动系 统 。 应川 : 计算不同管径 , 卜拼 侧、的公 l乙速 。 20 . 力 朴弓式 : 十 些 尸 w ,叮二 亡 了; 十 二h : 科之1 . 原工况 : 流 址 v : , 右 。i玉 : 十 业 户 压 强降之 关 。 从 图 中查取 .时 , 应先根据选 t 定的 值计 算出 于 , 再算出“ 。 值 , 从 图中查出戈值 。 州 . 以)管路尽可能短 . 尽量 走 直线 . 少拐弯 。 ( 2)尽量不装不必要的管件和 阀 门等 。 (3 ) 管径适 当大些 , 可减 少能量损失 , 但 管 径大 、 消 耗 管材 多 , 生产 中若管路较长或 管挂 较大 时 二 所 用管 径应 在权衡操 作费和设备 投 资费后选出一最合格 的管 径 。 24 . (1 )管 径相同 的管段 组成的简单管 路 , 稳定 流 动 的流体通 过 整个管 路 的流速不变 . (2 )管径不 同的管段组成的串联管路 , 在 稳定流动过程中 , 不可压缩流体通 过各管 段 的体积流量 相 等;整个管路 的 阻 力 等于各管段 的直管阻力和局部阻力之和 。 25 . 管路己定 , 已知条 件足 够 , 故方程 组有唯一解 。 但是否能 用解析法求 解 , 要 由方程 组中方 程式 的性质而定 , 对线 性 方 程 组 , 可用 解折法 求 解 ; 对非线 性 方 程组 , 须用试差 法或 其 己方 法求解 。 流体输 送 机械 鑫 : 尸。一; 分 一 粤 ,少 新工 况 : 流 量卜 2二2 叭 . 流速 。: 月 、 , 压 强降二。一、合 于 。 2 “ . 2 丁 )一“ , 。 一 好 .二 只 乙 尸l 即 , 当流虽 增加一倍时 , 压强 降为原 来 一78一 26 , 离心泵的仁要部件有乙一 、 _和_ , 27 . 为什么离心泵的泵壳多做成 蜗壳形? 28 . 当离心泵的转 速增 加一倍时 , 流量将增 加 _ 倍 . 扬程 将增 加_倍 . 功率将增加 _ 了音 。 29 . 何谓泵 的扬程?何谓泵的升扬高度? 30 . 液体粘 度增 加将对离 心泵的性能产生 什么影 响? 31 . 离心 泵输送 液体的密 度 增 加 时 , 其流 最 、 扬程和劝 率 有何变 化? 32 . 离心 泵的汤程孩常泌流 最 的增 加而 3 3 . 什么是气 缚现象尹什么是气 蚀现 象? 34 . 一台离 心 泵 , 输送功 c 清水时 , 泵操 作正常 。 当用 此 泵输这7 0 热 水 时 , 泵产 生 噪音 , 且流 量及 压 头均减 小 。 试定性 分 析其原 因并提出解决 办法 。 3 5根 据计算安装一台 水泵 , 启 动后吸不上 水 , 试 分析其原因 , 并 提出解 决的办法 。 36 . 什么是离 心泵的特 性 曲线? 3 7 . 离心泵的工作点是 _ 曲线气一一曲 线的交 点 。 38对 离心泵进行流量洞节可采用 _ 的车n l j叶 轮外径三种方 法 。 拍 . 调节离 心 泵流量的依据是什么? 4 ( ) 离心泵 干l 一 车时 应先 _ _ _ 阀门 , 后 _ 。 41 . 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 42 . 简述选择离心泵 的方法和步 骤 。 43 . 单 动往复 泵的理沦流 量计算 式 为 44 . 往复 泵的压头与流 量是否有关?为什 么?(不考虑 漏 泄 ) 月5 . 往复泵 如百 “j调节 流 毓 遗6 离心式 . 也风 机的性能参 数的 哪些? 4 7 . 何订离心式通风机的风量和风 压? 4、 . 离心式通风机的个风几为 _ _ _ _ 和 之和 4 9 . 多级压缩机两级之 间需设置 _ 。 5 0 . 选样 旋风分离 器的 j锉式 及主要 尺寸的 依据足什么? 答案 : 26 . 泵壳 、 叶轮 、 轴封装 置 。 27 . 蜗壳可将液体部分动能 有效 地 转换为静 压能 升扬高 度 : 柏努 利方 程式 中八刁 或两截面 问的距离) 30 . 题输 送 液体的粘 度 增大时 , 液体通 过 泵壳的液动阻力则增大 , 而使泵 的扬程 、 流量都要 减小 , 泵的效 率 下降 , 而 泵 的轴功率增大 。 3 1 , 密度 增 加时 , 离心泵流 量 不 变 , 扬程 不 变 , 泵的轴功率增加 。 3 2 . 减小(或降低 。 33 . 气缚 现 象是因为 泵 启 动 前泵 壳 及吸入 管路中没有充 满 液体等 原因 . 而使泵 内有 气体 导致泵吸不上液体的现 象 。 气蚀 现象 是 由于叶轮人 日 处的绝对压力低 于操 作温度 一 液体饱和蒸 汽 压 , 而使泵 不 能 正 常工 作 的 现象 34产生气 蚀 现象 。 根 据新工况 重 新计算 泵的安 装 高度 。 (或 减 小 安装高度 、 设法 提高 人日压力等) 。 35 . 产生气 缚现象 。 启动 前 将 泵 内 灌 满 水 。 36 . 离心 泵主 要性 能 参数之间的 关系曲线 称为离心 泵特曲线即 : ( 1)1 1 一 q曲 线 泵的 流量q和扬 程 1 1的关系 。 ( 2 )汉 一 e 曲 线泵 的 流量q和轴功 率 的关系 。 (劝1 1 一 q 曲线 泵的流量 q 和 效率 的关系 。 37 , 泵 特性 、 管路特性 。 38 . 改变 阀门开度 、 改 变泵 的转 速 。 39 . 依据工作点 。 40 . 关 出 日 ;们电机 。 4 1 汽蚀 。 42( l)根据被输送 液休的性 质及操作条件定 类型; (2 )根据 流量 及 计 算 管 中所需压头 、 确 定泵 的 型 号; (3)核 算泵的轴功率 。 28 1 、 3 、 7 29 . 扬程 : 又称压头 , 是指 泵 对单 位重量的 液体所提供的有效 能 最 q 了二 月凡,: 、 无关 , 流量口产 1 5 0 . 压 头 取 决于泵 ,j 444 的机械强 度及原动机 的功率 。 一79一 4 5 . 往 复泵采用旁路管 阀门 调节流量 , 或改 变 活塞 , 或改 变 活塞的 冲 程 来实现 调节流量 的目的 。 4 6 . 风 量 、 风压 、 轴功率和效率 。 4 7 . 风 量 : 单 位时问 内离心式通风机输 送的 气体体积 , 以风 机进口处 状态 计 。 风压 : 单位体积 的气体流 经 风机 时获得 的能量 。 4 8 . 动风 压 ; 静风压 。 49二中问 冷却器 。 5 0 . 含尘气体的性 质 、 气 休 处 理 量 、 要 求 的 分 离效率及允许压 力损 失等 。 6 3 . 写出恒 压过 滤方程式并说明方 程 式 表 示什么量之问的关系? 户 一护.乍一钻 气 答 案 厂“一“ 汤 一 阴, 华一 非均 相 物系 , 如芬篱催 一一 5 1 , 除 去液休中混 杂的固体颗粒 , 在 化工生 产 中可以采用 _、 _ _ 和_ 等 方法(列举 三种方法) 。 5 2 . 重 力场中 , 乖佣分散物质和分散介质的_ 使之发 生相 对运 动 而分离的过程称为重 力沉 降 。 53 . 流体向上的流速 2, . 流体中颗粒的沉 降 速 度为 。 . 若已知 “。, , 此 颗 粒的运 动方 向 是 54 . 重力 沉降过程 中何 谓沉 降 速度? 5 5 . 为 什么颗 粒的沉 降 速 度 不 是 操 作 特 性 , 而是一个综 合 特性? 56 . 简述 计算重 力 沉 降 速 度 用试差 法 的 原 因及试 差计算步骤 。 5 7 . 写出计 算重力沉 降 速 度的斯 托 克斯公 式 , 并说明公式 的应用条 件 。 5 8 . 在斯托克斯区域内 , 温 度 升 高后 , 同 一 固体颗粒在液 体和气体中的沉降速度增 大还是 减 。 少?为什么? 5 9 . 怎 样理 解降尘室的 生 产 能 力与降尘室 的底面积有关 , 与降尘 室的高度无关? 60 . 选用旋风 分 离器的型式 及主要尺寸 的 依据是什么? 6 1 . 过 滤介 质 应具有 足 够 的和尽可能小 的 6 2 . 简述 恒 压过滤 的特点 。 一80 一 5 1 . 重力 沉 降;离心沉降;过 滤 。 5 2 . 密度差异 (或 密度不 同 , 重 度不 同) 。 53 . 向上 。 54 . 颗粒 在沉 降过 程 中 , 等速 阶段 中颗粒相 对于流体的运动 速度 , 称为 沉降速度 。 5 5沉降速度 是 当颗粒 在流体 中 沉 降 时所 受到的重 力与浮力和 阻力之和为 零时 , 颗 粒 作 匀速 运动 时的速 度 , 其值与流体 、 颗 粒的密 度 、 颗粒直径 及 流 体 流 动型态 等因素 有关 , 可 见沉 降速度不是操 作特性 , 而 是一 综合 特 性 。 5 6 . 流体的流 动类型不 同 , 沉降速度 “, 的 计算式也不 同 。 因此 , 计算 “: 时 , 应先 判 断 流 动 类型 , 即需要计算尺e , 而计算时又需 要从 , 所以 计算 “: 时要 用试 差法 试差过程 为 二先假 设 流 动 类型峨 层流 、 过滤 流或 湍流) , 选用 相应的 。计算 出认 , 用此 。 计 算 尺。 , 再 检 验 假 设的流 型是否 正 确 , 如果 计 算 结果与假设不符 , 则应重新假设 、 训算直至i 一 算结 果与假 设一致为止 。 57 . 斯托 克斯公 式 : d z( l) 、一 尸)叮 】82, 层 流区 , r e l 。 5 8 . 由斯托 克斯公 式可见 : 粘 度 月 与 u : 成 反比 , 当温 度 升高时 , 无论 液体或气 体 ( l , 、一 尸)的值均 变 化不大 , 则 。, 的数值取决于# 的 变化 。 气 体粘度值随温度 升高而增 大 , 则同 一 固体 颗粒在气 体 中的沉降 速度减 小 , 而液体 的粘度值随地所 气体温 度 升高而降 低 , 则 同一 固体颗 粒在 液体中 的沉降速度 增大 。 , . 降尘室的 生产能 力k 二 环h b . 若取 极 限条 件 q 一 q 则 少 一 丝 j k 二二 。i l b 二。 。l b= 伙a式 中a = lb为降尘室 的 底面积 , 可见降尘 室的生产能力代与其底面积a成正比 , 与高度h 无关 。 60 . 含尘气体的性 质 、 气体的处理 量 、 要求 的分离 效率 及允 许压力 损失等 。 6 1 . 机 械强度;流体阻力 。 62 . 操 作 压力恒定 , 随过滤 时 问 增 长 , 滤饼 厚度加 厚 , 过滤阻力增 加 , 过滤速率 减小 。 63 俨 +z v v . =ka zf) 或 q 十2c i ( j 一ko 该方 程 式表示恒 压 条 件下 , 滤液量 v 和过 滤时 问o的关系 。 石 传热 64简要说明热 负j厅与传 热速率 的区别 。 65 . 换热 器的传热过程 , 以问壁 式换 热器为 例 , 热能 由热流体通过 _ 、 _ _ 和 _ 方式 传 给冷流体 。 66 , 导热 系数的 定义式为 _ 。 67 . 厚度相 同的 两利 , 平壁材 料 , 若 导热速率 相同 , 则 导 热 系 数 大的材 料 其 壁面两 侧温 差 ,产00眨u矛人u 6 8 . 稳定导热过程 中 , 某设备山三 层平壁组 成 , 其 中导热系数 大的 一 层其导热速 度 亦大 , 这种说法对吗 ? 为什么 ? 69 , 在多层 平壁 稳定热传导 中 , 导 热 系 数 . 小的材料应放 在内层还是 放 地 外层?为什么? 7 0 . 液休的 导热 系 数比固体的导 热 系数 _ , 比气 体导热系数_ 。 7 1 . 在 非金 属流体 中 , _ 的导 热 系数最 大 , 气体的 导热 系数 随温度的 升高而 7 2 . 写出下 列准 数的定 义 : p r _ , n : 二一 、 g , 二 _ 73 . 流体 在圆形 直 管 内作强 制湍流时 的 对 流传热系数训 一算 式 为 74 . 在付厂0 .023尺少 、 尸 式 中怎样 取 。 值 ? 7 5 . 黑体的吸收率 级等于 _ , 镜体的吸 收率a等于 76 . 什么样的物体称 为 灰体 2 77 . 写出斯 蒂 芬 一 波 尔 兹 曼定律的表 达 式 , 并说明方 程式 的物理意义 。 7 8 . 逆流 换 热器 的平 均 温 度 差 计 算 式 为 _ , 当_时 , 可用算 术平均值计算 。 79 . 简述列管式 换热 器 的特 点 。 80 . 列 管式换热 在什么情 况 下需要有 热 补 偿装置?常用热 补 偿装置 有 几种 型式? 81 , 螺 旋 板式换 热器的主要优点是什么? 8 2 . 热 管由哪几 部分组 成? 8 3 , 当间壁 两 侧 , 对流传热 系数相差 较大 时 提高总传热 系数的途 径是什么? 84 . 何谓 定性 温度?何 谓 特性尺寸? 85 . 怎样选取总传热系数k? 8 6什么叫强化传热 过 程?强化传热过 程 的途 径是 什么? 87 . 什么叫管 程?多 管 程?什么叫单 壳 程?多壳 程? 8 8 . 简述 错 流和折 流时对数平 均 温 度 差 的 计算 。 厂 . 2 。 、 ; 答案 : 6 4 、 热 负荷 : 生产上要求流体温 度 变 化所 放出或吸收的热量 。 传热速度 : 某 一 换 热设备本身在 一 定 的操作条 件f的换热 能力 。 65 . 对流传热;导 热;对流传热 。 dq 66 . 又= 一 刁l z月 j x . 小 。 . 不对 , 因稳定导热过程 中导热 速率为 定 值 , 即任一层 的 导热 速率值均 相 等 。 69 . 只小 的材 料 放 在 内 层 或 外 层 效 果 相 _ 。 , 闷二二。r , b 上。 l 司 , 达l共狱卜 、住坦一二一;州 个 日叫 。 乙月 70 . 小;大 。 7 1 . 水;增大 。 72 显 ; 华 ; 刀 “ zrl。 。 乙乙 尸 , _ 。 n。: 立 了兰 l 山兰 、。, 了三召 . 2上 、 。 - 一 d 刀 元 7 4 . 被加热 ,:= a4 ;被 冷却 n =0 .3 。 75 . 1;0 。 76 . 灰 休是 指 对各 种 波 长 辐射能具有 相 同 一81一 吸收率的理 想 化的物 体 。 77 , 斯蒂芬 一 波尔 兹曼定律 描述黑 体 的 辐 射能 力 e。与其 表面的绝对温 度 r 的关系 。 _ _ _ t 与一弘 (不万) 式中:c o一 黑体的辐射系数 , c o 二5 . 6 7w / / l记 k 碑 八 , 一 八l _ 入 八 7 8 乙 川一 行廿厂 二 万 ; 石兀 一乓 2 。 n 又万 7 9 . 列 管式换热器 l 订特点 : 姑均简 单 , 坚 固 , 利 料范h a广 , 处理能力人 , 适 应性强 , 操 作 弹性较大 . 适用于 .佰温 、 高 压等 。 80 . 当冷 、 热两流休温度差较大 , 大于5 0 时需要有 热补偿 装 投 。 常 采用的 补偿 法 有 二浮 头补 偿 , 补偿圈补偿和 . u形 管 补偿 。 8 1 . 结 构 紧 凑 , 单体体积 提 供的传热 面 积 大 , 总传热 系 数 较 大 , 传热 效 率 高 , 不 易 堵 塞 等 。 82 . 热管山密封管子 、 吸液 j芯和 蒸汽通 道三 部分组成 。 8 3 . 当间壁两侧的对流传 热系数相 差较大 时 , 要 提高 总传热 系 数 , 之键在于提高对流传 热系数较 小一侧 的 , 植 。 84 . 在对流传 热达程 中 , 确 定准数 中流体的 特性数 据如c l ; . 尸 、 元 、 尸等所 依 据的温 度即为定 性温度 。 在建立对流传热关联式时 , 选用对流体流动或 对对拭传热发生主导影响的儿 何尺寸即 为特性 尺寸 . 8 5 . 总传热系数 k 植可由三 种方法确定 - 一是选取经 验数 值二二 是买验测定 k