化工基础试题库(附答案)

化工基础试题库(附答案)一、单项选择题（每题3分，共30分）1.水在圆管内作稳态流动，当流量和管径一定时，若水的温度升高，则雷诺数将（）。A.增大B.减小C.不变D.无法判断答案：A解析：温度升高，水的粘度显著下降，而流速基本不变，由Re2.伯努利方程中各项均表示单位质量流体所具有的能量，其中pρA.位能B.动能C.静压能D.热能答案：C3.离心泵启动前应关闭出口阀门，其主要目的是（）。A.防止发生汽蚀B.减小启动功率，防止电动机过载C.防止管路超压D.提高泵的效率答案：B解析：离心泵在零流量下轴功率最小，关阀启动可避免启动电流过大导致电动机过载。4.在间壁式换热器中，若两侧对流传热系数相差悬殊，强化传热的有效措施是（）。A.提高对流传热系数较大一侧的传热系数B.设法提高对流传热系数较小一侧的传热系数C.同时均等地提高两侧的传热系数D.增大换热管壁厚答案：B解析：总热阻由热阻大（传热系数小）的一侧控制，提高该侧传热系数能显著增大总传热系数K。5.精馏操作中，当分离要求一定时，增大回流比，所需理论塔板数将（）。A.增多B.减少C.不变D.先增多后减少答案：B6.吸收操作中，若其他条件不变，增大液气比，则吸收推动力将（）。A.增大B.减小C.不变D.无法确定答案：A解析：液气比增大时操作线远离平衡线，塔底推动力增大，故平均推动力增大。7.恒速干燥阶段，物料的干燥速率主要取决于（）。A.物料内部水分向表面扩散的速率B.空气的温度、湿度及流速等外部条件C.物料的堆积厚度D.物料的初始含水量答案：B解析：恒速干燥阶段除去的是非结合水分，干燥速率由表面汽化速率控制，即由外部条件控制。8.旋风分离器分离含尘气体所依据的主要作用力是（）。A.重力B.离心力C.惯性力D.静电力答案：B9.列管式换热器中，当冷、热流体温差较大时，为减小热应力，宜选用（）。A.固定管板式换热器B.浮头式换热器C.套管式换热器D.沉浸式换热器答案：B解析：浮头式换热器的管束一端可自由伸缩，可补偿因温差产生的热应力。10.流体在圆管内作层流流动时，管截面上的速度分布为（）。A.抛物线形B.近似均匀C.对数曲线形D.线性分布答案：A解析：层流时管中心速度最大，速度分布为抛物线形，平均流速为最大流速的0.5倍。二、填空题（每空1分，共15分）1.流体在圆管内作稳态流动时，当Re<2000时，流型为____；当答案：层流；湍流2.伯努利方程的适用条件是____流体，且作____流动。答案：不可压缩；稳态（稳定）3.离心泵的扬程是指泵对______流体所提供的有效能量。答案：单位重量4.傅里叶热传导定律的数学表达式为____，式中负号表示热流方向与温度梯度方向____。答案：Q=5.精馏操作中，塔顶得到易挥发组分含量较高的产品，其分离依据是各组分间______的差异。答案：挥发度（沸点）6.吸收操作的依据是混合气体中各组分在液体吸收剂中______的不同。答案：溶解度7.恒速干燥阶段，物料的干燥速率主要受______控制。答案：外部干燥条件（空气的温度、湿度及流速）8.过滤基本方程表明，过滤速率与____成正比，与____成反比。答案：过滤推动力（压强差Δp9.间壁式换热器的传热速率方程为______。答案：Q10.按气液两相接触方式分类，精馏塔可分为____塔和____塔两大类。答案：板式；填料三、判断题（每题2分，共10分）1.流体在圆管内作湍流流动时，其流动阻力与流速的平方成正比。答案：正确2.离心泵启动前若未灌满液体，会发生汽蚀现象，导致泵无法输送液体。答案：错误解析：泵内存在气体时发生的是"气缚"现象，表现为泵无法吸上液体；汽蚀是液体在叶轮入口低压区汽化形成气泡并被高压区压缩溃灭的现象，两者成因不同。3.精馏与普通蒸馏的本质相同，都是利用组分挥发度的差异进行分离。答案：正确4.吸收操作中，升高温度有利于吸收过程的进行。答案：错误解析：气体在液体中的溶解度随温度升高而降低，升高温度会减小吸收推动力，不利于吸收。5.降速干燥阶段，干燥速率随物料含水量的降低而下降。答案：正确四、简答题（每题5分，共15分）1.简述离心泵的工作原理，并说明启动前为何要灌满液体。答案：(1)工作原理：启动前先使泵体内充满液体，叶轮由电机带动高速旋转，液体在离心力作用下从叶轮中心被甩向叶轮外缘，获得动能与静压能，经泵壳蜗形流道收集后由出口排出；与此同时叶轮中心形成低压区，液体在液面大气压力作用下不断被吸入泵内，从而实现液体的连续输送。(2)灌泵原因：若泵内存在气体，由于气体密度远小于液体，旋转时产生的离心力不足以形成足够的压差将液体吸入泵内，泵将失去自吸能力而发生"气缚"现象，故离心泵启动前必须灌满液体。2.简述强化传热过程的主要途径。答案：(1)增大传热面积A：在传热系数和温度差不变的条件下，增大传热面积可提高传热速率，如采用翅片管、螺纹管等扩展表面。(2)增大平均温度差Δtm：提高加热介质温度或降低冷却介质温度，以及采用逆流操作均可增大(3)提高总传热系数K：重点减小热阻较大一侧的热阻，如提高流体流速以增大对流传热系数、定期清除污垢、防止结垢等。3.什么是精馏？精馏与普通蒸馏有何区别？答案：精馏是将液体混合物进行多次部分汽化和部分冷凝，使气液两相在塔内逆流接触并进行质量传递，从而实现组分分离的操作，其分离依据是各组分挥发度的差异。区别：普通蒸馏只进行一次部分汽化和冷凝，分离程度有限，只能实现粗分离；精馏在塔内同时进行多次部分汽化和部分冷凝，塔顶引入回流、塔底产生上升蒸汽，使轻组分在气相中不断增浓、重组分在液相中不断增浓，因而可在塔顶获得高纯度轻组分、塔底获得高纯度重组分。五、计算题（每题15分，共30分）1.用泵将敞口贮槽中的水输送至塔顶。塔顶操作压力为2.0×105Pa（表压），贮槽液面恒定且与泵进口齐平，塔顶进水管口比贮槽液面高20m。输水管道内径为50mm，管长（含局部阻力的当量长度）为80m，水在管内流速为2m/s。已知水的密度ρ=1000kg/m³，粘度μ(1)管路中水的雷诺数，并判断流型；(2)泵所需的扬程。答案：(1)雷诺数：R因为Re(2)以贮槽液面为1-1′截面、塔顶进水管口为2-2z由题意知，z1=0，p1=0（表压），u1管路阻力损失：∑代入伯努利方程：H答：(1)Re解析：本题主要考查雷诺数的计算与伯努利方程的应用。解题时注意三点：①雷诺数用管内流速、管径与流体物性计算，据此判断流型；②列伯努利方程前先选定上下游截面与基准面，两侧压力统一采用表压；③阻力损失以压头（m液柱）形式计入方程，各项单位应与扬程H一致。2.某列管式换热器用饱和水蒸气加热有机液体。饱和水蒸气温度T=120℃，有机液体在管内流动，流量为3600kg/h，从20℃加热至80℃，其比热容cp(1)传热量Q；(2)对数平均温度差Δt(3)所需传热面积A。答案：(1)传热量由热量衡算求得：Q(2)饱和水蒸气冷凝温度恒定，两端