化工原理问答.doc

化工原理基础知识问答单 位1. 压力的单位换算1标准大气压(atm)=101300Pa=10330kgf/m2 =1.033kgf/cm2=10.33mH2O=760mmHg2. 表压、绝压及真空度之间的关系表压=绝压大气压；真空度=大气压绝压；3. 某常减压装置减压塔顶表压为90 KPa ，则该塔的真空度、塔内实际压力？塔的真空度为90 KPa、塔内实际压力10 KPa4. DCS与现场压力表显示的是表压还是绝压DCS与现场压力表上显示的均为表压。5. 流体静力学基本方程p=p0+gh；其中p0表示液面上方的压力，计算压强与压强差；测量液位；液封高度的测量6. 在一开口的容器里盛有油和水，油层高度0.5m，水高度0.6m，油密度785kg/m3，水密度1000kg/m3，求罐底绝对压力？7. 开氏温度t1与摄氏温度t2的关系？t1=273+t2 ，单位为K8. 圆柱体V1与锥体V2的计算公式 V1=3.14R2h V2=3.14R2H/39. 计算在0.2 MPa，30的状态下，50m3氢气的质量？（按理想气体计算）10. 计算在1.0 MPa，30下天然气的密度，按含甲烷98%、氢气2%计算，若为标准状态，密度又为多少？11. 流速的概念？流速是指单位时间内流体在流动方向上所流过的距离。实验证明：流体流经管道时，在管截面中心处最大，在管臂处最小，为0；通常所说的流速是指在管截面上的平均流速。12. 流速、质量流量及体积流量之间的关系 质量流量=密度体积流量=流速截面积密度13. 计算，选用标准管径航煤进料量为95t/h，密度为785kg/m3，通过计算选用合适的管径？14. 有一管直径为150mm，管内流速为1.4米秒，输送介质重度为690kg/m2，求质量流量与体积流量解：管子内截面积：A3.140.1520.0177m3体积流量：U1.40.017760148m3/min每分钟质量流量：W1.48670994kg/min15. 有一管线内油品平均流速为1.5米/秒，流量265立方米/小时，试求该管内径。解：QD2V D2D0.25m250mm答：管内径250mm16. 粘度的概念？粘度也可以称之为在运动状态下，流体存在一种抗拒内在的向前运动的特性；粘度的物理意义是促使流体产生单位速度梯度的剪应力；速度梯度最大处剪应力最大，速度梯度为零处剪应力也为零。17. 粘度与温度的关系？液体的粘度随温度升高而（减小），气体的粘度随温度的升高而（增大）。18. 运动粘度的概念？流体的粘性还可用粘度与密度的比值表示。这个比值称为运动粘度,以表示。19. 粘度的单位？ 在SI中, 粘度的单位为：Pa.S，在物理单位制中,粘度的单位为：P；P的百分之一，即cP(厘泊)作为粘度的单位，而1 cP=0.01 P。流 体20. 定态流动与非定态流动的概念？定态流动是指在流动系统中，各截面上的流体的流速、压强、密度等有关物理量仅随（位置）而改变，不随（时间）而变化。21. 管内稳定流动的连续性方程表达式？ 22. 连续稳定的不可压缩流体的流速与截面积、管径的关系？在连续稳定的不可压缩流体的流动中，流体流速与管道的截面积成反比，截面积愈大之处流速愈小，反之亦然。体积流量一定时，流速与管径的平方成（反比）。23. 油泵通过一条管路，以1.48ms的流速送油至油罐，已知油罐截面积是送油管的100倍，求油罐上升的速度？解：QV1S1V2S2 V1 /V2S2 /S1V2V1S1/ S21.481/1001.4810-2米/秒答：油罐上升速度为1.4810-2米/秒。24. 柏努利方程式的表达式？ 若流体流动时不产生流动阻力,则流体的能量损失hf=0，这种流体称为理想流体。对于理想流体，又没有外功加入，即hf =0及We=0时，可简化为：25. 柏努利方程式中We的含义？We 是输送设备对单位质量流体所作的有效功,是决定流体输送设备的重要数据,单位时间输送设备所作的有效功称为有效功率,以Ne表示,即: ，ws为流体的质量流量,所以Ne的单位为J/s或W。26. 柏努利方程式中各项通常的名称？常把，Hf分别称为位压头、动压头、静压头与压头损失，而He则称为输送设备对流体所提供的有效压头。27. 柏努利方程式的应用方面？（1）确定管道中流体的流量；（2）确定容器间的相对位置；（3）确定输送设备的有效功率；（4）确定管路中流体的压强。28. 应用柏努利方程式解题要点？作图与确定衡算范围 截面的选取；基准水平面的选取；单位必须一致。29. 一台输送煤油的离心泵，入口压力1.0105Pa，泵输出有效的功率120KW，输送量125m3/h由于管路阻力损失问以泵入口为基准点，问泵出口高出基准点2米处压力为多少？忽略管路能量损失（煤油密度按780 kg/m3，泵出入口管径假定相同）30. 用泵将一储罐内密度为850kg/m3的溶液送到压力为230KPa的塔中，储罐与大气连同，维持储罐的液位不变，泵入口距塔入口30m，输送管内径60mm，送料量20m3/h，管路能量损失120J/kg，求泵的有效功率？31. 雷诺(Reynolds)准数或雷诺数的表达式？Re= Re准数是一个无因次数群32. 根据雷诺数分析流体流动类型？实验证明，流体在直管内流动时，当Re2000时,流体的流动类型属于（滞流）；当Re4000时，流动类型属于（湍流）；而Re值在20004000的范围内，可能是滞流，也可能是湍流。33. 滞流与湍流的定义？流体在管内作（滞流）流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合。流体在管内作（湍流）流动时，其质点作不规则的杂乱运动，并相互碰撞，产生大大小小的旋涡。离心泵34. 离心泵有效功率、压头的定义？有效功率是指液体从叶轮获得的能量，故轴功率必（大于）有效功率。压头又称扬程，是指离心泵对单位重量的液体所能提供的（有效能量），单位为（m）。35. 某水泵的扬程：19.7m水柱，流量为10m3/h，水的密度为e1000kg/ m3,g9.8，泵的轴功率：1.07KW，求泵的实际功率？ 解：WeHQPe=19.710/360010009.8=536W泵的实际效率为50，功率526W。36. 某台泵流量Q=70立方米小时，扬程H65.84米水柱，铭牌注明轴功率18.24千瓦，求该泵的有效功率及效率？解：N有效QH/102360012.55千瓦10010069%答：该泵的有效功率12.55千瓦，效率6937. 离心泵特性曲线三点说明？ （1）压头流量（HQ）曲线 它是判断离心泵是否满足管路使用要求的重要依据。离心泵随流量的增加压头下降，但有的曲线比较平坦，适用于流量变化较大而压头变化不大的场合；而比较陡降的则适合流量变化不大而压头变化较大的场合；（2）轴功率曲线（NQ） 轴功率一般随流量的增大而增大，当流量为零时，功率最小；（3）效率曲线（hQ），泵的效率随之上升并达到一最大值，此后随流量再增大时效率便下降。效率曲线有一最高点，称为设计点。38. 流体物性对特性曲线的影响？（1）离心泵的压头和流量与被输送流体的密度无关。泵的效率一般也和流体的密度无关。但是泵的轴功率随流体密度变化而变化，轴功率与密度变化成正比；（2）对于离心泵，如果实际流体的粘度大于常温清水的粘度，由于叶轮、泵壳内流动阻力的增大，其HQ曲线将随Q的增大而下降幅度更快。与输送清水比较，最高效率点的流量、压头和效率都减小，而轴功率则增大。通常，当被输送液体的运动粘度小于20*10-6m2/s时，泵的特性曲线变化很小，可不作修正；当输送液体的运动粘度大于20*10-6m2/s时，泵的特性曲线变化较大，必须修正。39. 叶轮外径与流量、效率、压头的关系？， ， 40. 离心泵的转速与流量、压头、效率的关系？ 41. 改变离心泵特性曲线的主要方法？ 改变转速，切削叶轮直径以及采用泵的串联或并联。当转速增加时，泵的特性曲线向右上方移动。当转速降低时，则向左下方移动；切削叶轮直径会使泵的特性曲线向左下方移动。提高转速可增加流量，但是转速的提高受到叶片强度及其机械性能的限制，功率消耗更是急剧增加。42. 离心泵串联后的特点？在相同流量下，压头是单台泵的两倍。显然串联组合泵的实际流量和实际压头由工作点决定。总效率应该是在Q串条件下单泵的效率。43. 离心泵并联后的特点？并联泵若其各自有相同的吸入管路，则在相同压头下，流量是单台泵的两倍。并联组合泵的实际流量和实际压头也由工作点a决定。总效率应该是在0.5Q并条件下单泵的效率，但由于管路阻力的增加，并联组合泵的实际总流量小于单泵输液量的两倍。44. 用一离心泵输送酒精，当转速n=2900r/min时泵的特性曲线方程为 ，已知出口阀全开时管路特性曲线方程为 。两式中Q的单位为m3/h， H、he的单位是m。问：(1)此时的输送量为多少？(2)若生产需要的酒精量为上述的80%，拟采用变速调节，转速如何变化？45. 什么是汽蚀？当所输送液体液面与泵吸入口之间的垂直距离即泵的安装高度过高时，则泵进口处的压力可能降至所输送液体同温下的饱和蒸汽压，使液体汽化，产生汽泡。气泡随液体进入高压区后又立即凝结消失，从而产生很高频率、很大冲击压力的水击，不断地冲击叶轮的表面使其疲劳和破坏；此外汽泡通常含有从液体释放出来的活泼气体（如氧气），将会对金属叶轮的表面起化学腐蚀作用。该现象叫做离心泵的汽蚀。46. 产生汽蚀现象的原因有哪些？答：1）吸入罐液面下降； 2）大气压力下降； 3）系统内压力降低； 4）介质温度升高；5）液体流速增高； 6）吸入管路阻力大； 7）吸入管路漏进气体。47. 如何防止汽蚀现象的发生？答：1）吸入管路直径变化要小；2）按泵设计条件用泵；3）减小泵入口的阻力损失；4）泵的吸上高度按规定选择；48. 拟用一台IS65-50-160A型离心泵将20的某溶液由溶液罐送往高位槽中供生产使用，溶液罐上方连通大气。已知吸入管内径为50mm，送液量为20m3/h，估计此时吸入管的阻力损失为3m液柱，求大气压分别为101.3kPa的平原和51.4kPa的高原地带泵的允许安装高度，查得上述流量下泵的允许汽蚀余量为3.3m，20时溶液的饱和蒸汽压为5.87kPa，密度为800kg/m3。49. 什么叫泵的允许吸上真空度？ 答：在使泵不发生汽蚀现象，泵进口处允许的最低压力（这个压力低于大气压用真空度表示），就叫允许吸上真空度，单位是米液柱。50. 什么叫离心泵的气缚？ 因为离心泵运转时，若泵内无液体，则其内部的气体经离心力的作用所形成的吸入室内的真空度很小，没有足够的压差使液体进入泵内，使离心泵吸不上液体，这种现象叫做离心泵的气缚。51. 离心泵的安装要求？（1）因为离心泵开启前必须使泵内灌满液体，常在吸入管下端安置一个使液体只进不出的单向阀，以便于充液；（2）离心泵的吸入管在吸液池中安装时应尽量防止产生旋涡，且吸入管应短而直，其直径不应小于泵入口的直径。传 热52. 传热的基本三方式？（1）热传导：热量从物体内温度较高的部分传递到温度较低的部分或者传递到之接触的温度较低的另一物体的过程称为热传导；（2）对流：对流是指流体各部分质点发生相对位移而引起的热量传递过程，因而对流只能发生在流体中；（3）辐射：辐射是一种以电磁波传播能量的现象。53. 热传导的傅立叶定律？ 热量以传导形式传递时，单位时间内通过单位面积所传递的热量与当地温度梯度成正比。对于一维问题，可表示为54. 传热过程分为三步进行？（1）热流体以对流传热方式将热量传给固体壁面；（2）热量以热传导方式由间壁的热侧面传到冷侧面；（3）冷流体以对流传热方式将间壁传来的热量带走。第（2）步通过间壁的传热纯属热传导，第（1）与（3）步为流体与间壁固体之间的传热，主要依靠对流传热，但是对于高温的多原子气体或含固体颗粒的气体，流体与壁面之间的辐射传热也不容忽视。55. 按热量交换的原理和方式分换热器的种类？换热器种类很多，按热量交换的原理和方式，可分为混合式、蓄热式和间壁式三类56. 列管式换热器主要由那几（壳体、管束、折流板、管板和封头）等部件组成？ 列管式换热器主要由壳体、管束、折流板、管板和封头等部件组成57. 列管式换热器主要分为那几类？ （1）固定管板式换热器：当冷、热流体的温差不大时，可采用固定管板的结构型式，即两端管板与壳体是连成一体的；（2）U形管式换热器：U形管式换热器的管束是由U字形弯管组成。管子的两端固定在同一块管板上，弯曲端不加固定，使每根管子具有自由伸缩的余地而不受其他管子或壳体的影响；（3）浮头式换热器：浮头式换热器它的两端管板只有一端与壳体以法兰实行固定连接，这一端称为固定端，另一端的管板不与壳体连接而可相对于壳体滑动，这一端称为浮头端。58. 安装折流板的目的？折流板又称折流挡板，安装折流板的目的是为了提高壳程流体的对流传热系数。59. 流体通道的选择可参考以下原则进行： 1不洁净和易结垢的流体宜走管程，以便于清洗管子； 2腐蚀性流体宜走管程，以免管束和壳体同时受腐蚀，而且管内也便于检修和清洗； 3高压流体宜走管程，以免壳体受压，并且可节省壳体金属的消耗量； 4饱和蒸汽宜走壳程，以便于及时排出冷凝液，且蒸汽较洁净，不易污染壳程； 5被冷却的流体宜走壳程，可利用壳体散热，增强冷却效果； 6有毒流体宜走管程，以减少流体泄漏； 7粘度较大或流量较小的流体宜走壳程。60. 管内流速大小对换热器传热的影响？ 换热器中流体流速的增加，可使对流传热系数增加，有利于减少污垢在管子表面沉积的可能性，即降低污垢热阻，使总传热系数增大。然而流速的增加又使流体流动阻力增大，动力消耗增大。因此，适宜的流体流速需通过技术经济核算来确定。61. 列管式换热器的选用和设计计算的大体步骤？ 列管式换热器的选用和设计计算步骤基本上是一致的，其基本步骤如下：（1）估算传热面积，初选换热器型号；（2）计算管程和壳程流体的流动阻力；（3）计算传热系数，校核传热面积62. 传热速率方程？Q = Ktm A 式中K表示总平均传热系数，简称总传热系数或传热系数，W/（m2）；A为换热器的总传热面积；tm表示冷热流体的平均传热温差，。63. 导热系数的定义？导热系数的定义由傅立叶定律的数学表达式给出导热系数越大，物体的导热性能越好，即在相同的温度梯度下传热速率越大。64. 并流和逆流时的传热温差计算公式 65. 在一套管式换热器中，用机油来加热原油。机油的进、出口温度分别为200和150；原油的进出、口温度分别为90和130。试求在这种温度条件下，机油与原油作逆流和并流流动时的平均传热温差？ 解 由题设条件，可根据式（4-17）计算机油与原油传热过程的平均温差。计算的条件和计算结果如下表所示。66. 一列管式换热器中，苯在换热器的管内流动，流量为1.25 kg/s，由80冷却至30；冷却水在管间与苯呈逆流流动，冷却水进口温度为20，出口温度不超过50。若已知换热器的传热系数为470 W/（m2），苯的平均比热为1900 J/（kg）。若忽略换热器的散热损失，试分别采用对数平均温差法和计算所需要的传热面积？解 ：对数平均温差法由热量衡算方程，换热器的传热速率为苯与冷却水之间的平均传热温差为由传热速率方程得，换热器的传热面积为A = Q/Ktm = 118.8x1000/(470X18.2) = 13.9 m367. 在一套管换热器中，水和油逆流换热。水的质量流量为4000kg/h，进口温度为25。油的质量流量为6500kg/h，进口油温度为110，油的比热容为1.925kJ/kg,此换热器的传热面积为，总传热系数）。求油和水的出口温度。（，）68. 增强对流传热的方法主要？目前增强对流传热的方法主要有：1 改变流体的流动状况；2 改变流体物性；3改变传热表面状况。精 馏69. 拉乌尔定律的表达式？理想溶液的气液平衡关系遵循拉乌尔定律，其表达式为 ，P 溶液上方组分的平衡分压，Pa；P0同温度下纯组分的饱和蒸气压,Pa70. 相率的概念？相律表示平衡物系中的自由度数、相数及独立组分数间的关系，即：式中 F代表（自由度数）；C代表（独立组分数）；代表（相数）。71. 相对挥发度与分离效果的关系？相对挥发度 值的大小可以用来判断某混合液是否能用蒸馏方法加以分离以及分离的难易程度。若 ，表示组分 A 较 B 容易挥发，愈大，分离愈（易）。若 ，当，即气相组成等于液相组成,此时（不能）用普通蒸馏的方法分离该混合液。72. 平衡蒸馏与简单蒸馏的定义？混合液经加热部分汽化，气液两相处于平衡状态，然后气液两相一次分开的操作过程称为平衡蒸馏。简单蒸馏的特点是混合液受热部分汽化，蒸汽一旦产生随机被分出被冷凝。釜中液相和与之平衡的气相组成不断变化。73. 理论板的定义？理论板是指离开这种板的气液两相互成平衡，而且塔板上的液相组成也可视为是均匀的板。74. 恒摩尔流的假定？恒摩尔流的假定是指在无料液进入或侧线抽出的塔内，（1）每层塔板上升蒸汽的摩尔量都是相等的），（2）每层塔板下降的回流液的摩尔量也都相等。75. 精馏塔进料的五种热状况？(1) 温度低于泡点的冷液体；(2) 泡点下的饱和液体；(3) 温度介于泡点和露点之间的气液混合物；(4) 露点下的饱和蒸气；(5) 温度高于露点的过热蒸气。76. 理论板数的一般求解方法？常用的理论板数求解方法有逐板法和图解法。77. 用图解法求理论板数用到那几个方程？（1）精馏段操作线方程（2）提留段操作线方程（3）q线方程及q线78. 已知抽提料进料为22.0m3/h，回汉芳烃14.4m3/h，贫溶剂量为145m3/h，请计算溶剂比，回流比各是多少？解：回流比回流量进料量14.422.00.7体积比溶剂比贫溶剂量进料量14522.07体积比79. 计算：一精馏塔，分离含苯0.44的笨-甲苯混合液，要求塔顶产品中含苯不低于0.975，塔底产品中含笨不高于0.0255，操作回流比为3.5，原料为液化率等于1/3的气液混合物，用图解法求理论板层数与加料板位置。80. 利用以上数据求实际回流比为最小回流比的倍数吸 收81. 吸收的原理？吸收操作广泛应用于气体混合物的分离，它是依据气体混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度的差异达到分离的目的。82. 列举2种以上吸收在工业中的应用？(1) 净化或精制气体。 混合气的净化或精制常采用吸收的方法，如在合成氨工艺中，采用碳酸丙烯酯(或碳酸钾水溶液)脱除合成气中的二氧化碳等。(2) 制取某种气体的液态产品。气体的液态产品的制取常采用吸收的方法，如用水吸收氯化氢气体制取盐酸等。(3) 回收混合气体中所需的组分。回收混合气体中的某组分通常亦采用吸收的方法；如用洗油处理焦炉气以回收其中的芳烃等。(4) 工业废气的治理。83. 气体吸收方法的分类？ (1) 单组分吸收与多组分吸收；(2) 物理吸收与化学吸收；(3) 低浓