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总复习-习题 (2)化工原理

幻灯片1

流体流动

1、实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是:粘性。

2、流体在圆形直管中作层流流动,如果流速减小到原来的1/2,则阻力损失为原来的:1/2.。幻灯片2

3、在阻力平方区,在相对粗糙度一定的情况下,随着雷诺数的增大,管路的摩擦系数将_不变

4、圆形直管内流体滞流流动的速度分布呈(抛物线)形状。其平均速度是中心最大速度的( 1/2 )。摩擦阻力系数与雷诺数的关系是( RE/64 )。

5、某水平均匀圆形直管,输送水时的体积流量为qv,今改为输送2qv=2

=0.5____4____倍,阻力损失为水的____8____倍。

幻灯片3

6、流量相同,若d1/d2=2, 则Re1/Re2=1/2。若相对粗糙度相同,且均在阻力平方区流动,则相同管长的直管阻力损失hf1/hf2=___1/32___。

7、流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来的____2 倍;如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的___1/4 倍。

幻灯片4

●8、从液面恒定的高位槽向常压容器加水,若将放水管路上的阀门开度关小,则管内水

流量将:变小,管路的局部阻力将:变大,直管阻力将:变小。(请选择:A、变大;B、变小;C、不变)

幻灯片5

流体流动和流体输送

9、离心泵用出口阀门调节流量实质上是改变__管路曲线______曲线,用改变转速来调节流量实质上是改变:泵的特性曲线。

幻灯片6

1.流量调节方法不能采用出口阀调节的有:BCD

A离心泵 B螺杆泵

C齿轮泵 D往复泵

2.以下属于正位移泵的有:BCD

A离心泵 B螺杆泵

C齿轮泵 D往复泵

3.启动前必须灌泵的有:A

A离心泵 B螺杆泵

C齿轮泵 D往复泵

幻灯片7

●4、某泵在运行一年后发现有气缚现象,应(C)。

●A、停泵,像泵内灌液

●B、降低泵的安装高度

●C、检查进口管路是否有泄漏现象

●D、检查出口管路阻力是否过大

● 5.离心泵的效率η和流量Q的关系为(B)

● A.Q增大,η增大B.Q增大,η先增大后减小

● C.Q增大,η减小D.Q增大,η先减小后增大

幻灯片8

5、转子流量计的主要特点是( A )

A. 变截面、恒压差

B. 变截面、变压差

C.恒流速、恒压差

D. 恒截面、变压差

6、离心泵调节阀的开度改变时,( C )

A、不会改变管路性能曲线

B、不会改变工作点

C、不会改变泵特性曲线

D、不会改变管路所需要的压头

幻灯片9

7、在某校离心泵特性曲线实验装置中泵的安装高度为-1m,泵的入口处装一U形管压差计,则测得入口处的压力( B )

A、自始至终大于大气压力

B、随着流量的增大,经历大于大气压力、等于大气压力、小于大气压力三个阶段

C、自始至终小于大气压力

D、自始至终等于大气压力

幻灯片10

8、随着流体流量的增大,流体通过下列( C)流量计时,压降变化幅度最小。

A、孔板流量计;

B、文丘里流量计;

C、转子流量计。

9、不可压缩流体在水平等径直管中作等温定态流动时,摩擦阻力损失所损失的wf是机械能中的__B__项。

A、动能

B、静压能

C、位能

D、动能、静压能和位能

幻灯片11

●10、某离心泵运行一年后发现有气缚现象,应(C )。

●A、停泵,向泵内灌液

●B、降低泵的安装高度

●C、检查进口管路是否有泄漏现象

●D、检查出口管路阻力是否过大

幻灯片12

1、某型号的离心泵在一定转速下,在输送范围内,其压头与流量的关系可用H=18-6x105 qv2(H单位为m,qv单位为m3/s)来表示。用该泵将密度为1000kg/m3的江水送至高位槽,如图所示。两槽均为敞口容器,两液面之间的垂直距离为3m,且水面维持恒定。管路系统的总长为20m46x3mm,摩擦系数可取0.02,请计算:

(1)管路中水的流量m3/h;

(2)求离心泵的有效功率kW;

(3)如输送水量为15 m3/h,请核算泵能否满足要求;

(4)如泵的效率在qv=15 m3/h时可取为70%,求泵的轴功率;

总复习-习题 (2)化工原理

幻灯片13

2、某离心泵将某溶液从敞口容器中输送到一高位槽如右图所示,已知吸入管和压出管内径均为50mm,吸入管长15m (包括全部的局部阻力的当量长度),摩擦系数λ=0.03;压出管的总阻力损失为hf压出=2x105qv2 mH2O,在特定转速下,泵的特性曲线为H=60-6x105qv2,其中H:m;Q:m3/s。试求:

(1)管路流量为多少m3/h?

(2)如果采用此泵输送,用泵的出口阀将水的流量调节为(1)问的70%,则因出口阀关小而损失的压头增加为多少?

(3)泵的有效功率为多少kW?

(4)如果用此输送系统完成10m3/h的输送任务,在操作温度下溶液的饱和蒸汽压为12 kPa,操作条件下的(NPSH)r=1.0m,则该泵能否正常工作?如果不能,应如何改进?请计算说明。流体

幻灯片14

传热

1、套管冷凝器的内管走空气,管间走饱和水蒸汽,如果蒸汽压力一定,空气进口温度一定,

当空气流量增加时,则总传热系数K( A)

A. 增大

B. 减小

C.基本不变

D.不确定

幻灯片15

2、翅片管加热器一般用于(B )

A. 两侧流体均为液体

B. 一侧流体为液体,一侧流体为气体

C. 两侧流体均有相变化

D. 一侧液体沸腾,一侧为高温液体

3、套管冷凝器的内管走空气,管间走饱和水蒸汽,如果蒸汽压力一定,空气进口温度一定,当饱和水蒸气的流量增加时,则总传热系数K(C)。

A. 增大

B. 减小

C. 基本不变

D. 不确定

幻灯片16

4、管壁热阻和污垢热阻可忽略,当传热面两侧的对流传热膜系数相差较大时,总传热系数总是接近于( B )。

A、热阻大的那侧的传热膜系数 B 热阻小的那侧的传热膜系数

C 上述两者的平均值D不一定

幻灯片17

5、在沿圆筒壁的一维稳定传热过程中,热流量Q沿半径增大方向( C ),热流密度q沿半径增大方向(B)。

A.增大

B.减少

C.不变

D.不确定

6、沸腾传热的过热度增大,其沸腾传热系数(C )。

A、增大

B、减小

C、只在某范围变大

D、与过热度无关

幻灯片18

7K值的措施是A

A.

总复习-习题 (2)化工原理

B.

总复习-习题 (2)化工原理

C.两个都同等程度提高;

D.

总复习-习题 (2)化工原理

幻灯片19

8___C_ 。

A B

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C

总复习-习题 (2)化工原理

9、对在蒸气-空气间壁换热过程中,为强化传热,下列方案中在工程上可行的是_A 。A.提高空气流速;B.提高蒸气流速;

C.采用过热蒸气以提高蒸气流速;

D.在蒸气一侧管壁上装翅片,增加冷凝面积并及时导走冷凝液。

幻灯片20

10、套管冷凝器的内管走空气,管间走饱和水蒸汽,如果蒸汽压力一定,空气进口温度一定,当空气流量增加时,则总传热系数K( A)

A. 增大

B. 减小

C.基本不变

D.不确定

11、翅片管加热器一般用于(B)

A. 两侧流体均为液体

B. 一侧流体为液体,一侧流体为气体

C. 两侧流体均有相变化

D. 一侧液体沸腾,一侧为高温液体

幻灯片21

12、对在空气-蒸汽间壁换热过程中,为强化传热,下列方案中_A_在工程上可行。

A、提高空气流速

B、提高蒸汽流速

C、采用过热蒸汽以提高蒸汽温度

D、在蒸汽一侧管壁上加装翅片,增加冷凝面积并及时导走冷凝液。

幻灯片22

13、在一列管加热器中,壳程为饱和水蒸汽冷凝以加热管城中的空气,若空气流量增大10%,为保证空气出口温度不变,可采用(D)

A、壳程加折流挡板,增大壳程传热系数

B、将原先的并流改为逆流以增大传热温差

C、开大蒸汽进口阀以便增大水蒸气流量

D、开大蒸汽进口阀以便提高加热蒸汽压力

幻灯片23

14、有一套管换热器,长10米,管间走饱和水蒸气,一定流量下且作湍流流动的空气走管内。现将空气流量增加一倍,并近似认为加热面壁温不变,要使空气出口温度仍保持原来的温度,则套管换热器的长度应为原来的__C_。

A、2倍

B、1.74倍

C、1.15倍

D、1.24倍

幻灯片24

15、设计时,qm1、qm2、t1、t2及T1、T2均确定,若将单管程单壳程逆流操作改为双管程单壳程,列管总根数维持不变,则_B_。

A、增大

B、减小

C、不变

D、不确定

幻灯片25

填空

●1、对于2 个黑体A 和B,其中A的表面温度为588 K,B的表面温度是700 K,则A

的发射能力比B的发射能力________________。

●2、为对某管路保温,现需将导热系数分别为λ1和λ2、厚度分别为b1和b2的材料

包于管外,已知λ1>λ2,b1=b2,外管的平均直径是内管平均直径的2倍,则应将导热系数为___λ2____的材料包于内层,更有利用于保温。

幻灯片26

●3、厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知b1>b2>b3;导热系数λ

1<λ2<λ3在稳定传热过程中,各层的热阻R1__>__R2_>_R3;各层导热速率

Q1_=Q2_=_Q3(请填写>或<或=)。

●4、列管换热器中,用饱和水蒸汽加热空气,空气走管内,蒸汽走管间,则换热器的总

传热系数接近____空气___的表面传热系数,如果采用翅片管式换热器,则翅片应放置在_______空气____侧。

●5、蒸汽冷凝可以分为__滴状冷凝____和___膜状冷凝,其中____膜状冷凝___的传热系

数缴大。

幻灯片27

●6、对于通过多层平壁的热传导,通过每一层平壁的温度降与其相应的热阻成 _正__比。

●7、在沿平壁的一维稳态传热过程中,随着热阻厚度的增加,热流密度q_不变_;而在

沿圆筒壁的一维稳态传热过程中,热流密度q沿半径增大方向_减小。

幻灯片28

●8、列管换热器中,用饱和水蒸汽加热空气,空气走管内,蒸汽走管间,则管壁温度接

近_____蒸汽___(请填“空气”或“蒸汽”)的温度,总传热系数接近____空气_____的对流传热系数。

●9、厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知b1>b2>b3;导热系数λ1<λ2<

λ3在稳定传热过程中,各层的热阻R1__大于_R2___大于___R3; 各层导热速率Q1_等于_Q2____Q3(请填写>或<或=)

幻灯片29

●10、在列管式换热器的壳程设置有折流挡板,当两流体都没有相变时,设置折流挡板

可以起到强化传热的作用,其原因是:改变流体的流动方向和速度大小,提高湍体湍流程度,强化传热_。

●11、在一单程列管换热器中,用冷却水冷凝并冷却苯蒸汽,则水应走___________。

幻灯片30

●12、空气流速为6m/s1,空气流速为25m/s时的对流传热系数

2,水流速为1.2m/s3,水流速为2.5m/s时的对流传热系数

45,请按照它们在数值上的大小顺序进行排列:__5_>_4_>_3_>_2___>_1__。

幻灯片31

●13、某一段流体流过一段直管后,在流入同一内径的弯管段,则弯管段的传热系数比

直管段传热系数(大),因为(弯管湍流程度比直管大)。

●14、列管换热器中,若冷热两种流体的温度差相差较大,则换热器在结构上常采用(热

补偿)办法,常用的结构形式有(固定管板式、浮头式)。

幻灯片32

传热

●1105 2.5 mm、管长为5m的套管换热器将流量为0.25 kg/s的

苯用水从80℃冷却到20℃,苯走管内,水走夹套。水的进口温度为10℃,出口温度为30℃,与苯呈逆流流动。已知水的对流传热系数为800 W/m2.℃,管壁的导热系数为45

W/m.℃,忽略两侧污垢热阻和热损失。已知20℃的条件下,水的比热为4.18 kJ/kg·℃,50℃条件下苯的比热为 1.8 kJ/kg·℃,密度为875kg/m3,粘度为0.39 mPa·s,导热系数为0.65W/m·℃。请计算:

●(1)基于内管外表面积的总传热系数K2,其中苯通过管内的对流传热系数可按公

式计算。

(2)通过计算说明该换热器能否满足需要。

幻灯片33

传热

●2、某厂在一单程列管换热器,用130 oC的饱和水蒸汽将某溶液从25 oC加热到80 oC,

列管换热器由9025x2.5mm、长3m的钢管构成,溶液的比热为3.23kJ/kg.C,溶液的处理量为36000kg/h,在管内流动,饱和水蒸汽在管间冷凝,并与溶液呈逆流流动,冷凝水在饱和温度下排出换热器。已知溶液的给热系数为2318.5W/m2. oC,水蒸汽的冷凝传热系数为10000 W/m2. oC,在操作条件下污垢热阻和管壁热阻忽略不计。

●(1)请通过计算说明此换热器是否可用;

(2)如果溶液的处理量增加20%时,则溶液的对流给热系数和基于管外的总传热系数各变为多少(设溶液的物性可视为不变,溶液在流量改变前后都处于湍流状态)。

幻灯片34

●3、(15分)某厂在一单程列管换热器,用初温为290K的水将1.0kg/s的苯(苯的比热

为1.8kJ/kg.oC)从350K冷却到300K,冷却水离开换热器的温度为320K。列管换热器由若干根ф25x2.5mm、长3m的钢管构成。已知基于管外表面积的总传热系数K2为974 W/m2.oC,苯在管内的表面传热系数为800W/m2.oC。试计算:

●(1)完成规定的换热任务需要多少根管子;

(2)如果苯的处理量增大1倍,求苯的表面传热系数(设溶液的物性可视为不变,溶液在流量改变前后都处于湍流状态)。

幻灯片35

精馏

1、精馏塔中第 n-1、n、n+1层塔板(从塔顶计数),其温度间关系为(A )。

A. tn+1>tn>tn-1

B. tn+1=tn=tn-1

C. tn+1

D. 不确定

2、某精馏塔,塔顶采用分凝器,分凝器的冷凝液回流入塔,已知精馏塔塔顶蒸气温度为T1,回流液温度为T0,则T1________ T0。

A、大于

B、小于

C、等于

D、不能判断

幻灯片36

3、二元溶液连续精馏计算中,进料热状况的变化将引起以下线的变化(A)

A. 平衡线

B. 操作线与q线

C. 平衡线与操作线

D. 平衡线与q线

4、下列情况不是诱发蒸馏塔液泛的原因(D)

A. 液气负荷过大

B.过量雾沫夹带

C. 塔板间距过小

D.过量漏液

幻灯片37

5、下列情况( BC )是诱发蒸馏塔漏液的原因

A、液相负荷过小 B.过量雾沫夹带

C. 塔板间距过小

D.汽相负荷过小

6、精馏的操作线是直线,主要基于以下原因( D )。

A、理论板假定

B、理想物系

C、塔顶泡点回流

D、恒摩尔流假设

幻灯片38

7、精馏中引入回流,下降的液相与上升的气相发生传质使上升的气相易挥发组分浓度提高,最恰当的说法是_D__。

A、液相中易挥发组分进入气相

B、气相中难挥发组分进入液相

C、液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入气相,但其中易挥发组分较多

D、液相中易挥发组分进入气相和气相中难挥发组分进入液相必定同时发生

幻灯片39

●1、精馏分离的依据是_:混合液中各组分的挥发度差异,要使混合物中的组分得到比

较完全分离必须进行多次:________。

幻灯片40

计算

1、用常压连续精馏塔分离双组分理想混合物,泡点进料,进料量为100kmol/h,进料组成为50%,塔顶产品的组成为95%,塔顶产品的产量为50kmol/h,回流比R=4,相对挥发度为3。设全塔为理论板,以上组成均为摩尔分率。求:

(1)提馏段上升的蒸汽量;

(2)精馏段的操作线方程。

幻灯片41

●2、在一常压连续精馏塔中分离某混合物,已知进料中轻组分A的组成为40%(摩尔分

率,下同),原料液的流量为200 kmol/h,泡点进料。塔顶采用全凝器和分凝器,分凝器向塔内提供组成为0.85的回流液,全凝器提供组成为0.95的产品,塔顶产品的流量为145kmol/h,试求:

●如果离开第一块塔板的液相组成为0.78,试写出精馏段的操作线方程;

●精馏段下降的液体的量和塔釜上升的蒸汽的量。

幻灯片42

干燥

●1、已知常压及25oC100%时,

平衡含水量X*=0.02kg水/kg40%时,平衡含水量X*=0.007kg 水/kg绝干气。现该物料含水量为0.23 kg水/kg绝干料,令其与25=40%的空气接触,则该物料的自由含水量为(B )kg水/kg绝干料,非结合水量为(D)kg水/kg绝干料。

A. 0.23

B. 0.223

C. 0.02

D. 0.21

幻灯片43

●2、已知湿空气的下列哪两个参数,利用温湿图可以查得其他未知参数(A )

● A. tw、t B. td、H C. tw、tas D.cH、H

●3、(A)与空气的状态有关。

●A、平衡水分B、自由水分

●C、结合水D、非结合水

●4、湿物料在指定的空气条件下被干燥的极限含水量称为( B )。

●A、结合水B、平衡含水量

●C、临界含水量D、自由含水量

幻灯片44

●5、材质相同的木板和锯木屑,在相同的干燥介质条件下,___D_____。

●A、木板平衡湿含量大

●B、锯木屑平衡湿含量小

●C、木板和锯木屑平衡湿含量相等

●D、锯木屑平衡湿含量大

幻灯片45

●6、对于一定干球温度的湿空气,当其相对湿度越低时,其湿球温度(C)。

●A、越高B、不变

●C、越低D、不一定,与其它因素有关

●7、如需将空气减湿,应使空气温度(D)

●A、高于湿球温度B、低于湿球温度

●C、高于露点温度D、低于露点温度

幻灯片46

●8、在常压下,湿空气的露点为21℃,为使50℃的空气降低湿度H,在气体冷却塔中,

作为冷却介质的水温应该__C____。

●A、高于21℃B、等于21℃

●C、低于21℃D、为50℃

幻灯片47

●1、干球温度t0=25C的湿空气在预热器中预热到t1=130C,然后送到一理想干燥

器中,离开该干燥器的湿空气的干球温度t2=60C,露点温度为35C,每小时有110kg湿基含水量为15%的湿物料进入该理想干燥器,物料离开干燥器的湿基含水量降为2%。

●(1)试求原湿空气的绝对湿度H0和离开干燥器的空气的绝对湿度H2;

●(2)试求蒸发水分的量W;

●(3)新鲜空气的消耗量;

(4)所得到的干燥产品的量。

幻灯片48

●2、干球温度为30C、湿度为0.015 kg水/kg绝干空气的湿空气在预热器中预热到

120C,然后送到一常压干燥器中,如果离开干燥器的湿空气的温度60C,湿度为

0.04kg水/kg绝干空气,进入干燥器湿物料的湿基含水量为15%,物料离开干燥器的湿

基含水量降为4%,如果每小时可以处理1000 kg的湿物料,试求:

●(1)试求蒸发水分的量;

(2)新鲜空气的消耗量。

总复习-习题 (2)化工原理