化工原理试题及答案

1、一、填空题：;分散外相是指1. （ 2分）悬浮液属液态非均相物系，其中分散内相是指O*答案*答案*在滤饼中形成骨架，使滤渣疏松，孔隙率加大，滤液得以畅流12. （2分）过滤阻力由两方面因素决定：一方面是滤液本身的性质，即其方面是滤渣层本身的性质，即 O*答案* 卩丫 L13. （2分）板框压滤机每个操作循环由 段组成。 *答案*装合板框、过滤、洗涤、卸渣、整理14. （4分）板框压滤机主要由 按的顺序排列组成。 答案*滤板、滤框、主梁（或支架）压紧装置等组成1 2 3 2 1 2 32 115. （3分）某板框压滤机的框的尺寸为：长X宽X厚=810X 810X 25 mm若该机有10块框,固体

2、微粒，包围在微粒周围的液体2. （3分）悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到三个力的作用。当此三个力的 时，微粒即作匀速沉降运动。O代数和为零此时微粒相对于流体的运动速度，称为* 答案*重力、阻力、浮力3. （ 2分）自由沉降是*答案*沉降过程颗粒互不干扰的沉降4. （ 2分）当微粒在介质中作自由沉降时，若粒子沉降的介质阻力系数越 O球形粒子的球形度为_* 答案* 小 15. （ 2分）沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒，在 力或下，沿受力方向发生运动而 ，从而与流体分离的过程。*答案* 重离心 沉积6. （3分）球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是

3、时，其阻力系数=.*答案*粒子所受合力的代数和为零7. （ 2分）降尘宝做成多层的目的是 *答案*增大沉降面积，提高生产能力。8. （ 3分）气体的净制按操作原理可分为 .旋风分离器属*答案*重力沉降、离心沉降、过滤9. （ 2分）过滤是一种分离悬浮在 *答案*液体或气体中固体微粒10. （2分）过滤速率是指 操作的进行而逐渐 O*答案*单位时间内通过单位面积的滤液体积变慢11. （ 2分）悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是24/ Rep沉降速度Rep相同时，球形度越大的微粒,力的作用。滞流沉降O离心沉降 的操作。O在恒压过滤时，过滤速率将随其过滤面积约为m;另五个阶,三种板O* 答案 *13

4、.1216. （ 4分）板框压滤机采用横穿洗涤滤渣，此时洗穿过 层滤布及个滤框厚度的滤渣，流经过长度约为过滤终了滤液流动路程的 倍，而供洗液流通的面积又仅为过滤面积的。* 答*二分之一17. （ 3分）转鼓真空过滤机，转鼓每旋转一周，过滤面积，的任一部分都顺次经历等五个阶段。*答案*过滤、吸干、洗涤、吹松、卸渣18. （ 3分）离心分离因数是指 。为了提高离心机的分离效率， 通常使离心机的 将它的减少。*答案*物料在离心力场中所受的离心力与重力之比19. （2分）离心机的分离因数越大，则分离效果越 一般采用的离心机。*答案* 好； 高转速； 小直径20. （ 3分）某悬浮液在离心机内进行离心分

5、离时，若微粒的离心加速度达到 则离心机的分离因数等于* 答案 *1000二、选择题：1. （ 2分）欲提高降尘宝的生产能力，主要的措施是（）。A.提高降尘宝的高度；B.延长沉降时间；C.增大沉降面积* 答案 * C2. （ 2分）为使离心机有较大的分离因数和保证转鼓有关足够的机械强度，应采用（ 的转鼓。A.高转速、大直径C.低转速、大直径*答* B3. （ 2分）用板框压滤机恒压过滤某一滤浆（滤渣为不可压缩，且忽略介质阻力） 时间相同，要使其得到的滤液量增加一倍的方法有（A.将过滤面积增加一倍；B.将过滤压差增加一倍；C.将滤浆温度到高一倍。* 答案 * A4. （ 2分）板框压滤机组合时应将

6、板、框按（A. 123123123； B. 123212321C. 3121212 3*答* B5. （ 2分）有一高温含尘气流，尘粒的平均直径在23卩m,现要达到较好的除尘效果，可采（）的除尘设备。A.降尘室；B.旋风分离器；C.湿法除尘；D.袋滤器* 答案 * C6. （2分）当固体微粒在大气中沉降是层流区域时，以（ 为显著。A.颗粒密度；B.空气粘度；C.颗粒直径答案* CB.高转速、小直径;D.低转速，小直径;.增高，而； 转速直径适当；要提高离心机的分离效果，）顺序置于机架上。9807m.s，若过滤）的大小对沉降速度的影响最心机。7. （ 2分）卧式刮刀卸料离心机按操作原理分应属于（

7、A. 沉降式 B. 过滤式 C. 分离式*答* B）。泡沫除尘器8. （ 2分）分离效率最高的气体净制设备是（A.袋滤器；B.文丘里除尘器；C.答案* A9. （ 2分）若气体中所含微粒的最小直径为制，并希望分离效率达 99%则应选用（A.袋滤器；B.文丘里除尘器；C.答案* B1卩m,并含有少量水分，现要将此气体进行净 ）。泡沫除尘器10. （2分）当微粒与流体的相对运动属于滞流时，旋转半径为 一微粒在上述条件下的离心沉降速度等于重力沉降速度的（A. 2 倍； B. 10 倍； C. 40.8 倍*答* C11. （2分）为提高旋风分离器的效率，当气体处理量较大时，A.几个小直径的分离器并联

8、；B.大直径的分离 ；C.几个小直径的分离器串联。* 答案 * A12. （2分）颗粒的重力沉降在层流区域时，尘气的除尘以（A.冷却后进行；B.加热后进行；C.不必换热，马上进行分离。* 答案 * A13. （2分）旋风分离器的临界粒径是指能完全分离出来的（A. 最小； B. 最大； C.* 答案 * A14. （2分）旋风分离器主要是利用（A. 重力； B. 惯性离心力；* 答案 * B15. （ 2分）离心机的分离因数 a愈大，A. 差； B. 强； C.* 答案 * B16. （2分）恒压过滤时过滤速率随过程的进行而不断（A. 加快； B. 减慢； C. 不变 答案* B平均;1m,切线

9、速度为 ）。应采用（）为好。）粒径。）的作用使颗粒沉降而达到分离。C. 静电场表明它的分离能力愈（ 低20m.s,同）微粒17. （2分）要使微粒从气流中除去的条件，必须使微粒在降尘室内的停留时间（ 的沉降时间。A. ； B. ； C. ； D. * 答案 * A18. （2分）板框过滤机采用横穿法洗涤滤渣时，若洗涤压差等于最终过滤压差，洗涤液粘度等于滤液粘度，则其洗涤速率为过滤终了速率的（）倍。A. 1； B. 0.5； C. 0.25* 答案 * C19. （2分）现有一乳浊液要进行分离操作，可采用（）。A.沉降器；B.三足式离心机；C.碟式离心机。*答* CC.非均相。20. （2分）含

10、尘气体中的尘粒称为（ A.连续相；B. 分散相；答案* B三、判断题：表明它的分离能力愈强。（）1. （ 2分）离心机的分离因数a愈大，* 答案 *V2. （ 2分）通过旋风分离器能够完全分离出来的最大颗粒直径，称临界颗粒直径。* 答案 *X3. （ 2分）固体颗粒在大气中沉防是层流区域时，以颗粒直径的大小对沉降速度的影响最为显著。（）* 答案 *V4. （ 2分）旋风分离器是利用惯性离心力作用来净制气的设备。* 答案 *V5. （2分）若洗涤压差与过滤压差相等，洗水粘度与滤液粘度相同时，对转筒真空过滤机来说，洗涤速率=过滤未速度。（）* 答案 * V6. （ 2分）沉降器的生产能力与沉降高度

11、有关。* 答案 * X7. （ 2分）恒压过滤过程的过滤速度是恒定的。* 答案* X8. （ 2分）要使固体颗粒在沉降器内从流体中分离出来，颗粒沉降所需要的时间必须大于颗粒在器内的停留时间。（）*答*X9. （ 2分）为提高旋风分离器的分离效率，当气体处理量大时，解决的方法有：一是用几个直径小的分离器并联操作。（）答案* V10.（2分）在气一固分离过程，为了增大沉降速度U :必须便嗥怕a度升高。答案* X11.（2分）颗粒的自由沉降速度 U 小丁:尤沉降述度。（）答案* X12. （ 2分）通常气体的净制宜在低温下进行；（）而悬浮液的分离宜在高温下进行。* 答案 *VV13. （2分）粒子的

12、离心沉降速度与重力沉降速度一样，是一个不变值。* 答*X14. （2分）做板框压滤机的过滤实验时，滤液的流动路线与洗水的流动路线是相同的。*答*X=滤液15. （2分）板框压滤机采用横穿法洗涤时，若洗涤压差=最终过滤压差，洗涤液粘度粘度，则其洗涤速率=1/4过滤终了速率。（）* 答案 * V16. （2分）物料在离心机内进行分离时，其离心加速度与重力加速度的比值，称为离心分离因数。（）* 答案 * V17. （2分）滤渣的比阻越大，说明越容易过滤。（）18.19.20.答案* X（2分）恒压过滤时过滤速率随过程的进行不断下降。（）答案* V（2分）袋滤器可用于除去含微粒直径小至1卩m的湿气体的

13、净制。（）答案*X（2分）欲提高降尘室的生产能力一倍，应将降尘室的高度增加一倍。答案*X四、问答题：1. （ 8分）为什么工业上气体的除尘常放在冷却之后进行？而在悬浮液的过滤分离中，滤浆 却不宜在冷却后才进行过滤？* 答*由沉降公式U =d （ P p ）g/（18卩）可见，U 成反比，对于气体温度升， 高其粘度增大，温度下降，粘度减少。所以对气体的除尘常放在冷却后进行，这样可增大沉 降速度U 。而就浮液的过處 过滤速率列dv/（Adq）= P/（r卩L），即粘度为过滤阻力。当 悬浮液的温度降低时，粘度却增大，为提高过滤速率，所以不宜冷却后过滤。试题二一：填充题（20分）粘度在SI制中的单位是

14、1、牛顿粘性定律2、常用测定流量的流3、在流动糸统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随而变，不随 变，称为稳定流动。若以上各量既随 变，又随 变，称为不稳定流动。4、 等边三角形的边长为 a,其当量直径为 。5、 流体在圆形直管内滞流流动时，其速度分布是 型曲线,关系为6泵是指其管中心的最大流速为平均流速的 ，縻擦糸数A与Re的_按其工作原理来分可分为7、气体按压缩比来分，可分为 8、降沉室内颗粒得以沉降的条件 的流动过程,9、过滤操作实际上是滤液通过过滤速率是指10、传热一般采用逆流操作，但为时采用并流操作。11、用二种厚度相同的材料保温时，往往把 层，以达到好的保温效果。12、 蒸发是

15、利用溶液中溶质的 ，并除去容液的浓度或析出溶质。13、金属的导热糸数大都随其纯度的增加而14、对流传热的热阻主要集中在的材料包在内用加热的方法使部分溶剂汽化，随其温度的升高因强化对流传热的重要途径。15、工程上流体流经换热器的压降通常限定在 二：问答题（30分）1、流体的流动形态有哪几种？如何判断？2、何谓层流内层？其厚度受哪些因素影响？3、采用多级压缩的优点有哪些？4、列管式换热器为何要进行热补偿？Kpa。5、单层圆筒壁的内、外半径分别为r1和r2，壁表面温度分别为t和t，t，试写出圆筒任意半径r处的温度表达式？:计算题（50分）1、流量为5000m3的水通过一根20Km长的水平管，总压降为

16、0.5Mpa。现在中央接一完全相同的平行管到中点。问总流量变为多少 m% ?（设总压降始终不变，流动始终为高度湍流，局部阻力忽略）。2、泵将20C的水由一贮槽打到另一贮槽，其中吸入管和排出管的管径为g8x4mmm的无缝钢管。吸入管长为 50m,排出管长为160m。且泵到管出口的距离为10m，其中流量为35m3h。（已知：Po=1atm，入=0.02,Hs=3.0m,N 电=2Kw,n 电=0.94）.（200C 时水，P =1000 K3，卩=1.24x10“，P 0 = 2.4心03歹2)求：忽略动压头，求泵的安装高度? 泵的轴功率和效率？3、一列式换热器规格如下：管长 3m,管数30根，管

17、径为*2 2.5mm ,管程为1,现拟选用此换热器冷凝、冷却CS2饱和蒸汽，使之从饱和温度460C降至100C。CS2走管外，其流量为G1 = 0.07KgS，其冷凝潜热为356%g ，比热为1.05.0C。水走管内，且与CS2成逆流流动。冷却水的进出口温度分别为50C和300C。已知冷凝和冷却段基于外表面的总传热糸数分别为K 2000 2 0C和K 2= 100% 2 Oc。问此换热器是否造适用?4、用一传热面积为10m2的蒸发器将某溶液由15%浓缩到40%，沸点进料， 要求每小时蒸得375Kg浓缩液，已知加热蒸汽压强为200Kpa,蒸发室的 操作压强为20Kpa,此操作条件下的温度差损失可

18、取80C，热损失可忽略 不计。试求：(1)开始设入使用时，此蒸发器的传热糸数为多少？(2)操作一段时间后，因物料在传热面上结垢，为完成同样蒸发任务，需 将加热蒸汽的压力提高到350K pa,问此时蒸发器的传热糸数为多少？查得20Kpa水蒸汽的饱和温度为60.1 C ,汽化潜热为2354.9查得200Kpa水蒸汽的饱和温度为120.2叱查得350Kpa水蒸汽的饱和温度为138.8C试题二的答案一：填充题2、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计。3、位置、时间、时间、位置。4、洱3a。5、抛物线、0.5、 6%e。6、为液体提供能量的输送机械，离心式、往复式、旋转式和流体作用式。7、通风机、鼓风机

19、、压缩机。&颗粒的停留时间大于沉降时间。9、介质和滤渣层的流动，单位时间内所获到的滤液量。10、控制温度、降低粘度、减少阻力。11、导热糸数小的。12、不挥发性、提咼。13、增加、增加。14、层流内层、减薄层流内层的厚度。15、10.13-101.3.:问答题1、流体的流动形态有两种：层流和湍流；用雷诺准数来判断，当R/ 2000,为层流，当RJ4000为湍流。1、在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动的流体薄层，此薄 层称为层流内层。受管径、流速、粘度和密度。2、避免压缩后气体温度过高，提高气缸容积糸数，减小功率，使压缩机结 构更为合理。3、列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管

20、束和壳体的温度也不相同，因此它们的热膨胀程度也有区别。若两流体的温度差较大（50C以上）时，由于热应力会引起设备的变形，甚至弯曲和破裂。因此我们要 考虑热补偿。./ I. T t )ln ,- 27!丄.hT -t ) 2兀.L.k.bt)r14、 Q =t =T 1In套In2r1In riri三：计算题1、设接平行管道后，总流量为V33二平行管流量为V和V 2m%。132 图 2-1板努利方程:总压降相同得:2210m1 1图2-22 2；l3 U,|1 U13 d 21 d 2Ju2=A.d/u 1 =扎 2 =3 = ，11 3 2 =1 3 = 2 I。U3諾UV 弋V=6330m%

21、。2、_35 =1.53 7/。14兀0.092.3600SU2=1.53mS。Z =H s-U -h fS 2g2 2_H s_2g _&d 2 _3.0_2.9.81 O.02.。.。?.2.9.81 F.55571.53250 1.532考虑0.5m的安装安全糸数。则泵的安装高度为 1m.N 轴=11电厲电=2.0.94 =1.88Kw .2 2r . r 、 l U. U= z+h=zra2g +(匚进卯)2gH = 16.75m.J%电=85% .二-帆1篇0=HQ pg =16.75.35.1000.9.81/3600 =1.6Kw .3、换热器已有的传热面积：A = n .兀.d

22、l =30.3.14.0.025.3 = 7.07m2。求所需的传热面积：冷凝段的热量：Q1 =w.r =0.07.356 = 24.9Kw冷却段的热量：Q2 = w.C1.(T1 h 2)= 0.07.1.05.36 = 2.65Kw。2U=0263总热量为：Q=Q1 + Q2 =27.55Kw冷却水的用量：6水=C.(t2_t1)4.187.(30-5)冷却水离开冷却段的温度：t毛+Q =5 +G水C比冷凝段的温度差:(46 -7.4 )-(46-30 ) 2570Cln46446-30冷却段的温度差:(46_7.4)-(10-5)= 16.4叱,467.4 In105冷凝段所需传热面积:Al冷却段所需传热面积:K AtQA2kA100.16.424.9.1000 ,c, 2200.25.72.65.1000 , 一 2=1.61m2所需的总的传热面积:A=6.45m2.4、水分蒸发量：W=F.1-=0.625F，F -W = 375 .F=1000Kg,W=625Kg溶液的沸点为t =60.1 +8 =68.1叱。传热糸数 K 为：K625.2354.9.1000=785 呀 2 0AAt10.3600.(120.2-68.1)/m2.C改变压力后的传热糸数：心観625-2354-9-10005