化工原理简答题

化工原理简答题化工原理简答题 1 为什么一般情况下 逆流总是优于并流 并流适用于哪些情况 逆流推动力 tm 大 载热体用量少 热敏物料加热 控制壁温以免过高 2 间壁式传热过程的三个步骤 热流体给热于管壁内侧 热量自管壁内侧传导至管壁外侧 管壁外侧给热于冷流体 3 强制对流和自然对流 有何不同 流体在外力 泵 风机或其他势能差 作用下产生的宏观流动 在传热过程中因流体冷热部分密度不同而引 起的流动 4 冷 热流体在列管换热器中流动通道的选择原则 是什么 1 不洁净和易结垢的液体宜在管程 2 腐蚀性流体宜在管程 3 压强高的流体宜在管内 4 饱和蒸汽 宜走壳程 5 被冷却的流体宜走壳程 6 若两流体温差较大 对于刚性结构的换热器 宜将给热系数大的 流体通入壳程 7 流量小而粘度大的流体一般以壳程为宜 5 离心泵的扬程和升扬高度有何不同 离心泵的扬程是指泵给以单位重量液体的有效能量 液体获得能量后 可将液体升扬到一定高度 Z 而且 还要用于静压头的增量 P g 和动压头的增量 u2 2g 及克服输送管路的损失压头 而升扬高度是指将液体 从低处送到高处的垂直距离 可见 升扬高度仅为扬程的一部分 泵工作时 其扬程大于升扬高度 6 离心泵的压头受哪些因素影响 与流量 转速 叶片形状及直径大小有关 7 后弯叶片有什么优点 有什么缺点 优点 后弯叶片的叶轮使流体势能提高大于动能提高 动能在蜗壳中转换成势能时损失小 泵的效率高 缺点 产生同样理论压头所需泵体体积比前弯叶片的大 8 何谓 气缚 现象 产生此现象的原因是什么 如何防止气缚 因泵内流体密度小而产生的压差小 无法吸上液体的现象 原因是离心泵产生的压差与密度成正比 密度小 压差小 吸不上液体 灌泵 排气 防止吸入管路和轴封漏气 9 影响离心泵特性曲线的主要因素有哪些 离心泵的特性曲线指 He qv qv Pa qv 影响这些曲线的主要因素有液体密度 粘度 转速 叶轮形状 及直径大小 10 离心泵的工作点是如何确定的 有哪些调节流量的方法 离心泵的工作点是由管路特性方程和泵的特性方程共同决定的 调节出口阀 改变泵的转速 改变叶轮直径 11 何谓泵的汽蚀 如何避免汽蚀 泵的气蚀是指液体在泵的最低压强处 叶轮入口 气化形成气泡 又在叶轮中因压强升高而溃灭 造成液体 对泵设备的冲击 引起振动和腐蚀的现象 确定泵的实际安装高度低于允许安装高度 降低输送流体温度 减小吸入管路阻力 12 为什么离心泵启动前应关闭出口阀 而漩涡泵启动前应打开出口阀 这与功率曲线的走向有关 离心泵在零流量时功率符合最小 所以在启动时关闭出口阀 使电机负荷最小 而漩涡泵在大流量时功率负荷最小 所以启动时要开启出口阀 使电机负荷最小 13 粘性的物理本质是什么 为什么温度上升 气体粘度上升 而液体粘度下降 分子间的引力和分子的热运动 气体分子间距较大 以分子的热运动为主 温度上升 热运动加剧 粘度上升 液体分子间距较小 一分子间的引力为主 温度上升 分子间的引力下降 粘度下降 14 为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好 由静力学方程可以导出 P H 冷 热 g 所以 H 增加 压强增加 拔风量大 15 非圆形管的水力当量直径是如何定义的 能否按 u de2 4 计算流量 定义为 4 流通截面积 润湿周边长度 不能按该式计算流量 见 套管环隙 16 理想流体与非理想流体 的本质区别 前者粘度为零 后者为粘性流体 17 局部阻力当量长度 近似地认为局部阻力损失可以相当于某个长度的直管 18 可压缩流体 和不可压缩流体 有较大的压缩性 密度随压强变化 具有较小的压缩性 密度随压强变化不大 19 强化传热的途径有哪些 增大传热面积 增大总传热系数 增大平均温差 20 离心泵流量调节方法有哪些 改变管路特性 优点 用调节出口阀门的开度改变管路的特性来调节流量是十分简便灵活的方法 在生产 中广为应用 对于流量调节幅度不大且需要经常调节的系统较适宜 缺点 用关小阀门开度来减小流量时 增加了管路中机械能损失 并有可能使工作点移至低效率区 也会使电机的效率降低 改变泵的特性 包括改变泵的转速和改变叶轮直径 优点 不会额外增加管路阻力 并在一定范围内仍可 使泵处在高效率区工作 改变转速调速平稳 保证了较高的效率 是一种节能的手段 缺点 改变叶轮直径 不如改变转速简单且当叶轮直径变小时 泵和电机的效率也会降低 可调节幅度有限 改变转速价格较贵 21 影响对流传热系数的因素有哪些 见教材 P123 22 离心泵的主要性能参数有哪些 其含义分别是什么 流量 扬程 轴功率 有效功率 效率等 流量 V 液体在泵出口截面的流量 m3 s 扬程 He 每牛顿重量液体在泵出口截面具有的总机械能与在泵进口截面具有的总机械能的差值 m 即 J N 有效功率 Ne 由流量及扬程算得的液体流过泵体所得的功率 W 轴功率 N 外界输入泵的功率 指靠近泵体的轴的功率 W 泵的效率 有效功率与轴功率之比 23 管路局部阻力的计算方法有哪些 阻力系数法和当量长度法 阻力系数法是将各种局部阻力所引起的能量损失表示为动能 u2 2 的倍数 计算公式为 hf u2 2 当量长度法是将流体流经系统所产生的全部局部阻力 折合成流体流经长度为 le 的同一直径的直管路所产生 的阻力 24 离心泵的选型原则是什么 根据液体的性质选择泵的类型 以要求的流量 扬程同泵样本中各型号的泵在其最高效率点的流量 扬程对比 凡是在满足流量要求基础 上扬程比实际需要稍大的泵都可选用 可用阀门调节流量 若有数台可满足工艺要求的泵供挑选 应把轴功 率最低的作为首选 25 流体在管路中流动时 有几种流动形态 写出判断流型的具体依据 两种流型 层流 湍流 判断依据 Re dup u Re4000 湍流 2000 Re 4000 过渡流 26 什么是流体连续稳定流动 流体流动的连续性方程的意义如何 流体连续稳定流动是指流体在流动时 流体质点连续的充满其所在空间 流体在任意截面上的流动的流速 压强和密度等物理量不随时间而变化 流体流动的连续性方程是流体流动过程的基本规律 它是根据质量守 恒定律建立起的 连续性方程可以解决流体的流速 管径的计算选择 及其控制 27 流体粘度的意义是什么 流体粘度对流体流动有什么影响 流体粘度是衡量流体粘性大小的物理量 它的意义是相邻流体层在单位接触面积上 速度梯度为 1 时 内摩 擦力大小 流体粘度在相同条件下 流体的粘度越大 所产生的粘性也越大 液体阻力也越大 28 离心泵起动时 为什么要把出口阀关闭 离心泵工作时 其轴功率 Ne 随着流量增大而增大 所以泵起动时 应把出口阀关闭 以降低起动功率 保护 电机 不至于超负荷而受到损失 同时也避免出口管线的水力冲击 29 何谓离心泵的气缚和气蚀现象 它们对离心泵的操作有何危害 应如何防止 气缚由于泵内存有气体 启动泵后出现吸不上液体的现象 称气缚现象 气缚现象发生后 泵无液体排出 无噪音 振动 气缚解决办法 离心泵在启动前使泵体内灌满液体或者在进口增加一缓冲罐就可以解决 气蚀由于泵的吸上高度过高 使泵内压力等于或者低于输送液体温度下的饱和蒸汽压时 液体气化 气泡形 成 破裂等过程中引起的剥蚀现象 称气蚀现象 气蚀发生时液体因冲击而产生噪音 振动 使流量减少 甚至无液体排出 气蚀解决办法 A 清理进口管路的异物使进口畅通 或者增加管径的大小 B 降低输送 介质的温度 C 减小流量 D 降低安装高度 30 试比较离心泵和往复泵的工作原理 适用范围和操作上有何异同 工作原理 离心泵依靠旋转叶轮产生离心力 使其叶轮间形成负压 在大气压或吸入槽面压力作用下吸入液 体 与此同时 被叶轮甩出的液体获得了较高的静压能及动能 再经逐渐扩大流道使部分动能转化为静压能 在出口处静压能达最大而将液体排出泵外 往复泵是依靠缸内作往复运动的活塞 靠容积改变而吸液和排液 其吸液过程都是靠压差 而排液过程往复泵是通过活塞将机械能以辟压能的形式直接给予液体 使液体静压 能提高而排液 适用范围 离心泵适用于输送粘度不大的液体或悬浮液 流量大而扬程不太高的场合 往复 泵适用输送高扬程而流量不大的清洁液体 操作 离心泵会发生气缚现象 故开泵前一定要灌液排气 而往复泵无气缚现象 又自吸能力 离心泵开泵 前应将出口阀关闭 以减少启动功率 而往复泵则需打开出口阀 否则会因排不出液体使压力急剧增大而损 坏泵 离心泵流量调节常用出口阀 往复泵流量调节则应用旁路阀等 31 为什么离心泵可用出口阀来调节流量 往复泵可否采用同样的方法调节流量 为什么 答 由离心泵的工 作点知 改变泵出口阀的开度 使局部阻力改变 而管路特性曲线改变 流量随之改变 此法虽不经济 但 对泵转运无其他影响 而往复泵属容积式泵 压头与流量基本无关 若关闭出口阀则因泵内压力急剧升高 造成泵体 管路和电机的损坏 故不宜用出口阀来调节流量 32 离心泵的主要部件有哪些 各有什么作用 离心泵的主要部件有 叶轮 泵壳 轴封装置 叶轮的作用是将原动机的机械能传给液体 使液体的动能和 静压能均得到提高 泵壳有汇聚液体和将部分动能转为静压能的作用 轴封装置的作用是防止高压液体外漏 及外界大气漏入泵内 33 强化传热过程应采取哪些途径 强化传热的基本途径有三个方面 1 提高传热系数 应采取有效的提高传热系数的措施 如必须提高两侧表面传热系数中较小的项 另 外应注意 在采取增强传热措施的同时 必须注意清除换热设备运行中产生的污垢热阻 以免抵消强化传热 带来的效果 2 提高换热面积 采用扩展表面 即使换热设备传热系数及单位体积的传热面积增加 如肋壁 肋片 管 波纹管 板翅式换热面等 当然必须扩展传热系数小的一侧的面积 才是使用最广泛的一种增强传热的 方法 3