化工原理考试题及答案

1、化 工 原 理试题与答案北村（奥力体育）复印店化工原理考试题及答案姓名班级学号成绩一、填空题：1. （ 2分）悬浮液属液态非均相物系，其中分散内相是指;分散外相是指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。 此时微粒相对于流体的运动速度，称为 。3. （ 2分）自由沉降是4. （ 2分）当微粒在介质中作自由沉降时，若粒子沉降的Rep相同时，球形度越大的微粒，介质阻力系数越 。球形粒子的球形度为 。5. （ 2分）沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒，在 力或力的作用下，沿受力方向发生运动而 ，从而

2、与流体分离的过程。6. （ 3分）球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是 。滞流沉降时，其阻力系数=.（2 分）降尘宝做成多层的目的是8. （ 3分）气体的净制按操作原理可分为 .旋风分离器属。9. （ 2分）过滤是一种分离悬浮在 的操作。10. （ 2分）过滤速率是指 。在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐 。11. （ 2 分）悬浮液中加入助滤剂进行过滤的 目的是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 ;另一方面是滤渣层本身的性质，即 。13. （ 2分）板框压滤机每个操作循环由 五个阶段组成。14. （ 4分）板框压滤机主要由 ，三种板按的顺序

3、排列组成。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 810 X 25 mm若该机有10块框,其过滤面积约为m 。16. （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 。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。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 增高，而 将它的减少。19. （ 2分）离心机的分离因数越大，则分离效果越 ;要提高离心机的分离

4、效果，一般采用的离心机。20. （ 3分）某悬浮液在离心机内进行离心分离时，若微粒的离心加速度达到9807m.s，则离心机的分离因数等于 。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2. （ 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；B.高转速、小直径；C.低转速、大直径；D.低转速，小直径；3. （ 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），若过滤时间相同，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.

5、将过滤压差增加一倍；C.将滤浆温度到高一倍。4. （ 2分）板框压滤机组合时应将板、框按（）顺序置于机架上。A. 3； B. 1；C. 3121212 35. （ 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6. （2分）当固体微粒在大气中沉降是层流区域时，以（）的大小对沉降速度的影响最为显着。A.颗粒密度； B. 空气粘度；C. 颗粒直径7. （ 2分）卧式刮刀卸料离心机按操作原理分应属于（）离心机。A.沉降式B. 过滤式 C.分离式8. （ 2分）分离效率最高的气体净制设备是（）。A.

6、袋滤器；B.文丘里除尘器；C.泡沫除尘器9. （ 2分）若气体中所含微粒的最小直径为1卩m,并含有少量水分，现要将此气体进行净制，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.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1m,切线速度为20m.s ,同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. 倍11. （2分）为提高旋风分离器的效率，当气体处理量较大时，应采用（）。A.几个小直径的分离器并联；B.大直径的分离 ；C.几个小直径的分离器串联。12. （ 2分）颗粒的重力沉降在层流区域时，尘

7、气的除尘以（）为好。A.冷却后进行；B. 加热后进行；C.不必换热，马上进行分离。13. （ 2分）旋风分离器的临界粒径是指能完全分离出来的（）粒径。A. 最小； B. 最大； C. 平均；14. （ 2分）旋风分离器主要是利用（）的作用使颗粒沉降而达到分离。A. 重力； B.惯性离心力；C. 静电场15. （2分）离心机的分离因数a愈大，表明它的分离能力愈（）。A. 差； B. 强； C. 低16. （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（）微粒的沉降时间。A. ； B

8、. ； C. v； D. 18. （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. ； C.19. （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。20. （2分）含尘气体中的尘粒称为（）。A. 连续相； B.分散相；C. 非均相。三、判断题：1. （ 2分）离心机的分离因数a愈大，表明它的分离能力愈强。（）2. （ 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。（）3. （ 2分）固体颗粒在大气中沉防是层流区域时，以颗粒直径的

9、大小对沉降速度的影响最为显着。（）4. （2分）旋风分离器是利用惯性离心力作用来净制气的设备。（）5. （ 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。（）6. （ 2分）沉降器的生产能力与沉降高度有关。（）7. （ 2分）恒压过滤过程的过滤速度是恒定的。（）8. （ 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。（）9. （ 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。（）10. （ 2分）在气一固分离过程，为了增大沉降速度U ，

10、必须使气体的温度升高。（）11. （ 2分）颗粒的自由沉降速度 U 小于扰沉降速度。（）12. （ 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。（ ）13. （ 2分）粒子的离心沉降速度与重力沉降速度一样，是一个不变值。（）14. （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。（ ）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 =滤液粘度，则其洗涤速率=1/4过滤终了速率。（）16. （ 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。（）17. （ 2分）滤渣的比

11、阻越大，说明越容易过滤。（）18. （2分）恒压过滤时过滤速率随过程的进行不断下降。（）19. （2分）袋滤器可用于除去含微粒直径小至1卩m的湿气体的净制。（）20. （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。（）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？2. （ 8分）试分析提高过滤速率的因素？3. （ 8分）影响重力沉降速度的主要因素是什么？为了增大沉降速度以提高除尘器的生产 能力，你认为可以采取什么措施？4. （ 8分）为什么旋风分离器的直径D不宜太大？当处理的含尘气体量大时，采用旋风

12、分高 器除尘，要达到工业要求的分离效果，应采取什么措施？5. （ 8分）为什么板框压滤机洗涤速率近似等于过滤终了时过滤速率的四分之一倍？6 影响颗粒沉降速度的因素都有哪些？7 多层沉降室和旋风分离器组设计的依据是什么？&若分别采用下列各项措施，试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。已知滤布阻力可 以忽略，滤饼不可压缩。转筒尺寸按比例增大50%。9若分别采用下列各项措施，试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。已知滤布阻力可 以忽略，转筒浸没度增大 50%。10. 若分别采用下列各项措施，试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。已知滤布阻力可 以忽略，操作真空度增大 50%。11. 若分别采

13、用下列各项措施，试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。已知滤布阻力可以忽略，转速增大 50%。12. 若分别采用下列各项措施，试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。已知滤布阻力可以忽略，滤浆中固相体积分率由10%增稠至15%，已知滤饼中固相体积分率为60%。13何谓流化质量？提高流化质量的措施有哪些？五、计算题：3-1某烧碱厂拟采用重力沉降净化粗盐水，粗盐水密度为1200 kg/m3黏度为2.3mPa?s ,其中固体颗粒可视为球形，密度取2640kg m3。求直径为0.1mm颗粒的沉降速度。3-2 某烧碱厂拟采用重力沉降净化粗盐水，粗盐水密度为1200 kg m3黏度为2.3mPa?s，其中固

14、体曹志伟颗粒可视为球形，密度取2640kg m3。沉合法公司降速度为0.02 m. s的颗粒直径。3-3 长3m宽2.4m、高2m的降尘室与锅炉烟气排出口相接。操作条件下，锅炉烟气量为2.5m3. s，气体密度为0.720kg. m3，黏度为2.6 10 5Pa?s，飞灰可看作球型颗粒， 密度为2200 kg. m3。求临界直径。3-4 长3m宽2.4m、高2m的降尘室与锅炉烟气 8嫀排出口相接。操作条件下，锅炉烟气量为2.5m3；s，气体密度为0.720kgm3，黏度为2.6 10 5Pa?s，飞灰可看作球型颗粒，密度为2200 kg m3。要求75 m实验经济以上飞灰完全被分离下来，锅炉的

15、烟气量 不得超过多少。3-5 过滤固相浓度c 1%的碳酸钙悬浮液，颗粒的真实密度p 2710kg m3，清液密度 1000 kg m3，滤饼含液量0.46，求滤饼与滤液的体积比。3-6 过滤面积为5m2的转股真空过滤机，操作真空度为 54kpa，浸没度为1/3，每分 钟转数为。操作条件下的过滤常数K为2.9 106ms, qe为1.8 10 3 m m2，求Vt m3 . h 。3-7 一填充床含有不同大小的颗粒，计10mm的占15% 20mm的占25% 40mm的占40% 70mm的占20%以上均为质量百分率。设球型度均为，试计算平均等比表面积当量直径。3-8 以圆柱形烟囱高 30m，直径1

16、.0m，当风以每小时50km横向掠过时，试求拽力 系数与该烟囱所受的拽力，设空气温度25 C。3-9 密度为2000 kg m3的圆球在20 C的水中沉浮，试求其在服从斯托克斯范围内 的最大直径和最大沉降速度。3-10一种测定黏度的仪器由一钢球和玻璃筒组成。测试是筒内装被测液体，记录钢球下落一定距离的时间，球的直径为6mm，下落距离为20mm，测试一种糖浆时，记下的时间间隔为7.32s，此糖浆的密度为1300kg /m3，钢球的密度为7900kg / m3，求此糖浆的 黏度。3-11.3试求密度为2000 kg/m的球型粒子在15 C空气中自由沉降室服从斯托克斯定律的最大粒径。3-123试求密

17、度为2000kg/m的球型粒子在15 C空气中自由沉降室服从牛顿定律的最小颗粒直径。3-13某悬浮液在以过滤面积为500cm2的恒压压滤机内进行试验，所用真空度为500mmHg 柱，在十分钟内获得滤液为 500ml ，求过滤常数 K 及 k 。（滤饼不可压缩，滤 布阻力不计）3-14 某板框压滤机在恒压过滤一小时后，共获得滤液11m3 ，停止过滤后用 3m3 清水（其黏度与滤液相同）于同样压力下对滤饼进行洗涤。设滤布阻力可忽略，求洗涤时间。3-15 用一板框压滤机在恒压下过滤某一悬浮液， 要求经过三个小时能获得 4m3 滤液， 若已知过滤常 数 K 1.48 103m2/h ，滤布阻力略不 计

18、，若滤框尺 寸为 1000mm 1000mm 30mm ，则需要滤框和滤板各几块。3-16 用一板框压滤机在恒压下过滤某一悬浮液，要求经过三个小时能获得 4m3 滤 液，若已知过滤常数 K 1.48 10 3m2 / h ，滤布阻力略不计， 过滤终了用水进行洗涤， 洗 涤水黏度与滤液相同，洗涤压力与过滤压力相同，若洗涤水量为0.4m3 ，求洗涤时间。3-17 用一板框压滤机在恒压下过滤某一悬浮液， 要求经过三个小时能获得 4m3 滤液， 若已知过滤常数 K 1.48 10 3m2 / h ，滤布阻力略不计， 若辅助时间为一小时， 求该压滤 机的生产能力。3-18 一只含尘气体中尘粒的密度为23

19、00kg / m3 ，气体流率为 1000m3 / h ，密度为0.674kg / m3 ，黏度为 3.6 10 6N ? s / m2 。采用标准型旋风分离器进行除尘， 若分离器的 直径为400mm,估算临界粒径。333-19一只含尘气体中尘粒的密度为2300kg/m，气体流率为1000m /h，密度为0.674kg /m3，黏度为3.6 10 6N ?s/m2。采用标准型旋风分离器进行除尘，若分离器的直径为400mm，估算气体的阻力。3-20 用一板框压滤机在恒压下过滤某一悬浮液，要求经过三个小时能获得 4m3滤液，若已知过滤常数 K 1.48 10 3m2/h，滤布阻力略不计， （1）若

20、滤框尺寸为 1000mm 1000mm 30mm ，则需要滤框和滤板各几块。 （ 2）过滤终了用水进行洗涤，洗涤水黏度与滤液相同，洗涤压力与过滤压力相同，若洗涤水量为0.4m3 ,求洗涤时间。参考答案填空题:固体微粒，包围在微粒周围的液体重力、阻力、浮力代数和为零沉降速度沉降过程颗粒互不干扰的沉降小 1重离心 沉积粒子所受合力的代数和为零24/ Rep增大沉降面积，提高生产能力。重力沉降、离心沉降、过滤离心沉降液体或气体中固体微粒单位时间内通过单位面积的滤液体积变慢在滤饼中形成骨架，使滤渣疏松，孔隙率加大，滤液得以畅流 卩Yl装合板框、过滤、洗涤、卸渣、整理滤板、滤框、主梁（或支架）压紧装置等

21、组成* JJ-_ ;二分之一过滤、吸干、洗涤、吹松、卸渣好；高转速；小直径物料在离心力场中所受的离心力与重力之比；转速直径适当1000选择题C2 :B3A4BC6 :C7B8AB10 :C11A12AA4:B15B16BA18 :B19C20C判断题V2X3V4VV6X7X8XV10X11X12VVX14X15V16VX18V19X20X问答题：与卩成反比,=dp )g/(18U(p卩）可见,1答、由沉降公式u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 。而悬浮液的过滤，过滤速率为dv/（Adq）= P/（r卩L），即粘度为过滤阻力。当悬浮液的温

22、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。2答、过滤速率为 dv/Ad 0 = P/r卩L推动力/阻力提高过滤速率的方法有：对于气体温度升，1234567891011121314151617191820、1591317三、1591317四、（1） 提高推动力 P,即增加液柱压力；增大悬浮液上面压力； 在过滤介质下面抽真空。（2）降低阻力，即提高温度使粘度下降；适当控制滤渣厚度；必要时可加助滤剂。3答、由重力沉降式U =d （ p s- p ）g/（18卩）可见，影响重力沉降速度 U 的主要是d和卩（U % d , U % 1/ ，为提高U ，在条件允许的情况下，可用湿法增大颗粒

23、直 径。这样可大大增大U ，较可行的办法是让含尘气体先冷却，使其粘度下降，也可使U增大。4答、旋风分离器的临界直径d =（9卩B/ n NU p ） ，可见Df时，B也匸（B=D/4）,此时d 也f,则分离效率 n f,为提高分离效率，不宜采用D太大的分离器。为果气体处理大时，可采用几个小直径的旋风分离器并联操作，这样则可达到要求的分离效果。5答、由于洗涤液通过两层过滤介质和整层滤渣层的厚度，而过滤终了时滤液只通过一层过滤介质和滤渣层厚度的一半，即洗涤液流动距离比滤液长1倍，其阻力也就大1倍，故（dv/dq）w就慢了倍；又因洗涤液的流通面积此滤液的流通面积少1倍，这样（dv/dq）w又慢了。基

24、于上述两个原因，故当洗涤压差与过滤终了时压差相同时，且洗涤液的粘度与滤液粘度相近时，则（dv/d 0 ）w （1/4）（dv/d0）6答、：影响颗粒沉降速度包括如下几个方面：颗粒的因素：尺寸、形状、密度、是否变形等；介质的因素：流体的状态（气体还是液体）、密度、粘度等；环境因素：温度（影响 p、口）、压力、颗粒的浓度（浓度大到一定程度使发生干扰 沉降）等设备因素：体现为壁效应。7答、：（1）多层沉降室设计的依据是沉降室生产能力的表达式，即VS=blut根据此式，VS与设备高度无关，而只是底面积bl和ut的函数。对指定的颗粒，在设备总高度不变条件下，设备n层水平隔板，即使底面积增加nbl倍，从而

25、使生产能力达到原来的（n+ 1 ）倍。如果生产能力保持不变，多层降尘室可使更小的颗粒得以分离，提高除尘 效率。（2）旋风分离组设计的依据是临界粒径定义式，即当颗粒尺寸及介质被指定之后， B的减小可使dc降低，即分离效果提高。B和旋风分离器的 直径成一定比例。在要求生产能力比较大时， 采用若干个小旋风分离器， 在保证生产能力前 提下，提咼了除尘效果。8答、：根据题给条件，转筒真空过滤机生产能力的表达式为Q = 4657而 A= n DL转筒尺寸按比例增大 50%。新设备的过滤面积为A =A=2.25 A即生产能力为原来的倍，净增125%，需要换设备。9答、：根据题给条件，转筒真空过滤机生产能力的

26、表达式为Q = 4657而 A= n DL转筒浸没度增大50%1 225g即生产能力净增。增大浸没度不利于洗涤。10答、：根据题给条件，转筒真空过滤机生产能力的表达式为Q = 4曲赛丽而 A= n DL操作真空度增大50%K洱增大真空度使 -匸为原来的倍，则效果同加大浸没度50%，即生产能力提高了。加大真空度受操作温度及原来真空度大小的制约。11答、滤浆中固体的体积分率由10%提高至15%。Xv的加大使v加大，两种工况下的v分别为v = = = 0J3331-旷耳 1 - 0.6 0L10 151-0.6-0.15=').6则匚 11即生产能力(以滤液体积计)下降12答、根据题给条件，

27、转筒真空过滤机生产能力的表达式为465/7而 A= n DL升温，使滤液粘度减小 50%。再分析上述各种措施的可行性。升温，使粘度下降50 %。答：根据题给条件，转筒真空过滤机生产能力的表达式为而 A= n DL由式a可知K'= 2KQ'=.2Q = L44Q即可使生产能力提高。 但温度提高，将使真空度难以保持。 工业生产中，欲提高生产能力, 往往是几个方法的组合。13答、：流化质量是指流化床均匀的程度，即气体分布和气固接触的均匀程度。提高流化质量的着眼点在于抑制聚式流化床内在不稳定性，即抑制床层中空穴所引发的沟流、节涌现象。(1)分布板应有足够的流动阻力。一般其值，绝对值不低

28、于。（2） 设置床层的内部构件。 包括挡网、挡板、垂直管束等。为减小床层的轴向温度差, 挡板直径应略小于设备直径，使固体颗粒能够进行循环流动。（3）采用小粒径、宽分布的颗粒，细粉能起到“润滑”作用，可提高流化质量。（4 ）细颗粒高气速流化床提供气固两相较大的接触面积，改善两相接触的均匀性，同时高 气速可减小设备尺寸。五、计算题:3-1解：在沉降区域未知的情况下，先假设沉降处于层流区，应用斯托克斯公式:Utgd： p184 29.81 102640 12003.41 10 3 叹18 2.3 10 3校核流型RetdpUt10 4 3.41 10 3 120032.3 100.1782层流区假设

29、成立,Ut 3.41 mm s即为所求。3-2 解:假设沉降在层流区,Utgd： p18dP18 ut18 2.3 10 3 °.°22.42 109.81264012004m校核流型RetdpUt4242 10 0.。2 1200 2.53 22.3 10 3原假设不成立。设沉降为过渡区。dPUt0.153校核流型过渡区假设成立,3-3 解:1.40.40.61 16RetdpUt0.020.1532.59 101.40 43 0-612000.42.3 10 31 1.69.812640 120040.02 1200 2 702.3 10 3dp 0.259mm即为所求

30、。Vmax Utc2.50.347 m/sBL 2.4 32.59 10 4m假设沉降处于层流区,d pc18 26 105 O.3478.68.9.8122000.72010校核流型d pcu tcRet8.68 10 5 0.347 0.7200.83422.6 10故dpc 86.8 m即为所求。3-4解：已知75 m，由上题知沉降必在层流区。Utcgd； p18529.817.5 10 52200 0.72018 2.6 100.259 m smaxBLUs 2.4 3 0.2591.87m3.s校核气流速度：u Vmax1.870.39 m s 1.5 m sBH 2.4 23-5解

31、： 设滤饼的表现密度为 c, kg m3，且颗粒与液体均不可压缩，则根据总体积为分体积之和的关系，可得：1 1 _cp所以:10.4627100.4610001517 kg. m3每获得1m3滤液，应处理的悬浮液体积为1，其中固体颗粒的质量为:每获得1m3滤液得到的滤饼质量为c ，其中固体颗粒的质量为:将已知值代入上式：°.。1 27100.0342m3 滤饼/m3滤液。151710.460.01 2710射固体颗粒全部被截留，则B C，有c 1C p径为0.877m3. h3-6 解: Vt 60 0.18 51 2.9 1030.183 21.8 10 31.8 10d am11

32、24 78mmXi0.150.250.4Z.H'. f 01111110.2d ai102040703-8解、25 C空气:1.185kg m3 ,318.35 10 cP空气的流速:u 50 103/360013.89m s1.0 13.89 1.18518.3510 68.97 105查拽力系数图，对圆柱体0.38拽力：FDAP0.381.0 301 21.185 13.8921303 N21.005 10 3Pa?s3-9 解：20 C 水： 998.2kg. m3 ,颗粒：s 2000 kg m3d u在斯托克斯定律范围内：Rep 丄一1 即驾11.005 10 3取Rep1，

33、则 dp?u 1.006 10 6m?m/s又utd 2 2000998.29.81181.005 10543300d2dp max 1.23 10 4m 123 mut max 8.19 10 3 m sH 0 2 3-10解：钢球的沉降速度：ut0.0273m/st 7.32设沉降处于层流区，根据斯托克斯定律：ds2 s g 0.00627900 1300 9.814.74Pa ?s 18ut18 0.02730.0451”dsut0.006 0.0273 1300核 Re p : Re p s L所以，假设在层流区沉降正确，糖浆的黏度为4740CP。333-11 解：15 C 空气： 1

34、.226kg/m ,0.0179 10 Pa?s当 Rep 1 时，utdsd； s g18ds18 2181.226 2000 9.811.79 10 5 256.21 10 m 62.1 m3-12 解：15 C 空气：1.226kg/m3，0.0179 10 3Pa?s服从牛顿定律的最小颗粒直径：Rep -5 1000同时ut1000ds1.74dssds32332.3521.79 10 51.226 20000.00164m1.64mm3-13解：因滤布阻力不计，则过滤常数为V2500 10A24 2500 10101 10 5m2 /min又滤饼不可压缩，则kK2 P2 5。0 10

35、.6 9.817.5° 1011m4/mN3-14解：因洗涤水黏度与滤液黏度相同，洗涤压差也与过滤压差相同，且滤布阻力可忽略, 则洗涤时间为w8aw8131 218h3-15解、：滤布阻力忽略不计时恒压过滤方程V2 KA2故过滤面积A460.0m21.48 10 33A框数n2ab602 1 130板数3-16时间为:n 1 31解：因洗涤水黏度与滤液相同，洗涤压力与过滤压力相同，介质阻力可忽略，则洗涤w 8aw8 04 3 2.4h30.625m /h32.4 13-17解：压滤机生产能力为D 0.4D 0.4B -0.1，A -0.2m442 2Vs1000/3600进口气速：u

36、13.9m/s，取 N 3.5A?B0.1 0.2故临界直径Vw D3-18解：标准型旋风分离器的结构尺寸为dc59 3.6 100.13.14 3.5 2300 13.963-19解：标准型旋风分离器的结构尺寸为A D2B D 040.144兰 0.2m23-20标准型旋风分离器16AB12 解：滤布阻力忽略不计时恒压过滤方程阻力：P16 °.2 01 80.4/2 20.674 13.92521N/m253.1mmH2OV2 KA2故过滤面积AV4260.0m21.48 10 33框数nA2ab602 1 1309.6 10 m 9.6 m板数n 131(2)因洗涤水黏度与滤液相

37、同，洗涤压力与过滤压力相同，介质阻力可忽略，则洗涤时间为:8aw2.4h化工原理习题及答案姓名班级学号成绩一、填空题：1. （6分）某大型化工容器的外层包上隔热层 ，以减少热损失，若容器外表温度为 500C ,而环境温度为20C ,采用某隔热材料,其厚度为240mm,入=此时单位面积的热损失为 。（注：大型容器可视为平壁）答案 1140W2. （6分）某大型化工容器的外层包上隔热层，以减少热损失，若容器外表温度为 500C ,而环境温度为20 C ,采用某隔热材料，其厚度为 120mm,入=此时单位面积的热损失为。（注:大型容器可视为平壁）答案 1000w3. （6分）某大型化工容器的外层包上

38、隔热层 ，以减少热损失，若容器外表温度为150C ,而环境温度为20 C ,要求每平方米热损失不大于 500w,采用某隔热材料,其导热系数入=则其 厚度不低于 。（注:大型容器可视为平壁）答案 91mm4. （ 6分）某间壁换热器中，流体被加热时，圆形直管内湍流的传热系数表达式为.当管内水的流速为0.5m.s时，计算得到管壁对水的传热系数a =K ）.若水的其它物性不变，仅改变水在管内的流速，当流速为0.8m.s 时，此时传热系 数a =.答案a =（入 /d）RePra = .K ）5. （ 6分）某间壁换热器中，流体被加热时，圆形管内湍流的传热系数表达式为 .当管内水的流速为 0.5m.s

39、 时，计算得到管壁对水的传热系数a =.K ）.若水的其它物性不变，仅改变水在管内的流速，当流速为1.2m.s 时，此时传热系 数 a =.答案a =（入 /d）RePra = .K ）6. （ 3分）牛顿冷却定律的表达式为，给热系数（或对流传热系数）a的单位是答案 q= a必t.K7. （ 4分）某并流操作的间壁式换热器中，热流体的进出口温度为90C和50C ,冷流体的进出口温度为30C和40C,此时传热平均温度差 t =.答案8. （ 4分）某并流操作的间壁式换热器中，热流体的进出口温度为 90C和50C ,冷流体的进出口温度为15C和30C,此时传热平均温度差 t =.答案9. （ 2分

40、）热量传递的方式主要有三种：、.答案热传导热对流热辐射10. （ 6分）圆筒壁总传热系数K与间壁两侧对流传热系数a. a以及间壁导热系数入的关系为.当间壁管规格为$108X 4mm导热系数为45（w. m .K ）时，管内外两侧给热系数分别为 8000 .K ）和1200 .K ）时，总传热系数K .答案 1/K=1/ a +bd/ 入 d +1d/ a d ;946 .K ）11. （4分）某逆流操作的间壁式换热器中，热流体的进.出口温度为80C和50C ,冷流体的进出.口温度为20C和45C，此时传热平均温度差厶t =.答案 32.5 C12. （3分）对流传热中的努塞特准数式是 ,它反映

41、了 答案 N =al /入，对流传热过程几何尺寸对a的影响。13. （ 4分）稳定热传导是指 不随时间而改变。答案传热系统中各点的温度仅随位置变14. （ 2分）两流体的间壁换热过程中，计算式QJ=a .A. t, A表示为。答案a侧的换热壁面15. （ 2分）在两流体通过圆筒间壁换热过程中，计算式Q=. t中,A表示为答案 A泛指传热面，与K相对应16. （3分）两流体进行传热，冷流体从10C升到30C ,热流体从80C降到60C，当它们逆流流动时，平均传热温差 tm=,当并流时， tm=。答案 50 C 47.2 C17. （4分）冷、热气体在间壁换热器中换热，热气体进口温度T = 400

42、C，出口温度T为200 C，冷气体进口温度t= 50 C,两股气体的质量流量相同，物性数据可视为相同，若不计热损失时，冷气体出口温度为_C；若热损失为5%时，冷气体出口温度为C答案 250 C, 240 C18. （3分）一列管换热器，列管规格为$38 X 3，管长4m，管数127根，则外表面积 F=,而以内表面积计的传热面积F 。答案F仁 127X 4nX =60.6mF2=127 X 4nX =51.1m19. （2分）当水在圆形直管内作无相变强制湍流对流传热时，若仅将其流速提高其对流传热系数可变为原来的 倍。答案 220. （ 2分）进行换热的两流体，若a a 时，要提高K值，应使_答案

43、a ； a 与a 同时提高二、选择题：1. （ 2分）间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻没关系a 时，要提高K值，应设法提高1倍，则A. 成正比 B. 成反比 C. 答案 A2. （ 2分）翅片管换热器的翅片应安装在A. a小的一侧 B.a大的一侧答案3. （ 2 分）层热阻RA. RC. Ra小的一侧A穿过三层平壁的稳定导热过程,、R 的大小（）（R +R ）=（R +R ）（）。C. 管内 D. 管外如图所示，试比较第一层的热阻R 与第二、OB. RD.（R +R ）无法比较答案 C4. （ 2分）工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（A.增加热阻，减少热量损失；B.节约钢材、

44、增强美观；C. 增加传热面积，提高传热效果。答案 C5. （ 2分）有一列管换热器，用饱和水蒸汽（温度为120 C）将管内一定流量的氢氧化钠溶液由20 C加热到80 C，该换热器的平均传热温度差At为（ ）。A. -60/; B. 60/; C. 120/In5答案 B6. （ 2 分）将 1500 kg.h,80C的硝基苯通过换热器冷却到40 C,冷却水初温为出口温度不超过35C，硝基苯比热为，则换热器的热负荷为（）。A. 19800; B. 82800; C. 82800 kw;答案 B7. （ 2分）对流传热是由（）因素产生的。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

45、位移、扰动。答案 C8. （ 2分）法定计量单位中，属于国际热量计算单位的是（）。A. kw; B. kcal; C. J答案 C9. （ 2分）热量传递的基本方式是（）。A.恒温传热和稳态变温传热；B.导热给热和热交换；C.气化、冷凝与冷却；D.传导传热、对流传热与辐射传热答案 D10. （2分）在比较多的情况下，尤其是液-液热交换过程中，热阻通常较小可以忽略不计 的是（）。A.热流体的热阻；B.冷流体的热阻；C.冷热两种流体的热阻JD.金属壁的热阻。答案D11.（2分）公式q = KAA t中,A t 的物理意义是（）A.器壁内外壁面的温度差；B.器壁两侧流体对数平均温度差C.流体进出口的

46、温度差；D.器壁与流体的温度差。答案 B12. （2分）湍流体与器壁间的对流传热（即给热过程）其热阻主要存在于（）。A. 流体内； B. 器壁内；C.湍流体滞流内层中；D.流体湍流区域内。答案 C13. （2分）对一台正在工作的列管式换热器，已知a= .K a = 11600 .K提高传热系数（K）,最简单有效的途径是（）。A.设法增大a；B.设法增大a；C.同时增大a和a 。答案 A14. （2分）用饱和水蒸汽加热空气时，传热管的壁温接近（）A. 蒸汽的温度；B.空气的出口温度； C.空气进、出口平均温度 答案 A15. （2分）在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气，此过程的总传热系数 K值

47、接近于（A. a蒸汽 B. a空气 C.a蒸汽与a空气的平均值答案 B16. （2分）对流传热仅发生在（）中。A. 固体 B. 静止的流体 C. 流动的流体 答案 C17. （2分）稳定的多层平壁的导热中，某层的热阻愈大，则该层的温度差（）。A. 愈大 B. 愈小 C. 不变答案 A18. （2分）流体与固体壁面间的对流传热，当热量通过滞流内层时，主要是以（）方式进行的。热辐射50 C时，考虑热补偿，列管换热器应选用（）套管式）°C. 提高 tmA. 热传导 B. 对流传热 C. 答案 A19. （ 2分）当壳体和管束之间温度大于A.固定管板式B. 浮头式 C.答案 B20. （ 2

48、分）强化传热的主要途径是（A.增大传热面积B. 提高K值答案 B三、判断题：1. （ 2分）凡稳定的圆筒壁传热，热通量为常数。（）答案X2. （ 2分）传导和对流传热的传热速率与温度的一次方之差成正比，而辐射的传热速率与温 度的四次方之差成正比。（）答案V3. （ 2分）凡稳态的园筒壁传热过程，单位时间单位面积所传递的热量相等。（）答案X4. （ 2分） 热量传递过程的规律与流体流动过程相似，流速越大，则其过程的阻力越大。 （ ）答案X5. （2分）当保温材料的厚度加大时，内外壁面的总温度差增大，总的热阻也增大，总推动力与总阻力之比为定值，即导热速率不变。（）答案X6. （ 2分）多层平壁导热

49、过程中，传热总推动力为各壁面温度差之和。（）答案V7. （ 2分）无相变的折，错流换热器，其平均温度差厶t都比逆流时为小。（）答案V8. （ 2分）换热器的导热管，应选用导热系数值大的材料。（）答案V9. （ 2分）导热系数是物质的一种物理性质（），答案 V10. （2分）在列管换热器管间装设了两块横向折流档板，则该换热器变成为双壳程的换热 器（ ）答案X11. （2分）在稳定的多层平壁导热中，若某层的热阻较大，则这层的导热温度差就较小 （ ）.答案X12. （ 2分）在对流传热中，传热管壁的温度接近a值小的哪一侧流体的温度（）答案X13. （2分）对于问壁两侧流体稳定变温传热来说，载热体的消

50、耗量逆流时大于并流时的用量。（）答案X14. （2分）列管式热交换器内用饱和水蒸汽加热管程的空气，为提高换热器的K值，在管外装设折流挡板。（）答案X15. （2分）蛇管换热器是属于间壁式换热器的一种（）答案V16. （ 2分）列管换热器采用多管程的目的是提高管内流体的对流传热系数a（）答案V17. （2分）维持膜状沸腾操作，可获得较大的沸腾传热系数。（）答案X18. （ 2分）为了提高间壁式换热器的传热系数K值，必须设法提高a值大的那一侧流体的对流传热系数。（）答案X19. （2分）强化传热的途径主要是增大传热面积（）答案X20. （2分）付立叶定律适用于流体与壁面间的传热计算。（）答案X四、

51、简答题：1. （ 8分）在化工生产中，传热有哪些要求？答案传热一般有两方面的要求：1 、尽量使传热情况良好，即要求高的传热效率，以减少设备尺寸；2 、尽量避免传热，即保温或保冷。2. （ 10分）传导传热，对流传热和辐射传热，三者之间有何不同？答案传导热是固体或静止流体的分子运动或分子振动传递热量。对流传热则是流体质点发 生相对位移来传递热量，辐射传热是高温物体以电磁波形式向空间发射能量来传递热量。3. （ 10分）试述对流传热的机理 ？答案热流体流过管道时，在湍流主体中，流体剧烈拢动，形成漩涡，使质点强烈混合而交换 热量，温度较均匀，几乎不存在温度梯度；但在紧靠管壁，有一层很薄的作层流流动的流体 层（层流底层），在这层薄层内，热量传递以导热方式进行，从微观上言，是靠分子传递。 由于流体的导热系数很小