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化工原理第2阶段练习题

化工原理第2阶段练习题
化工原理第2阶段练习题

江南大学现代远程教育第二阶段练习题

考试科目:《化工原理》第三章(总分100分)

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一、填空题(20分,每空2分)

1、在列管式换热器中,用饱和蒸气加热空气,总传热系数K接近______流体的对流给热系数。

2、蒸汽中不凝性气体的存在,会使___________大大降低,因此冷凝器都应有________的装置。

3、将单程列管式换热器改为双程的作用是__________,但这将使________减小,________ 增大。

4、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______R2______R3;各层导热速率Q1___Q2___Q3。

二、选择题(10分,每空2分)

1、强化传热的主要途径是____。

A、增大传热面积

B、提高K值

C、提高?t m

2、当冷热两流体无相变且进、出口温度分别相同时的折、错流换热器,其平均温度差?t m都比纯逆流时的?t m____。

A、大

B、小

C、相同

3、对流传热方程中Q= αS?t中的?t是指____温度差。

A、内壁与外壁 B 冷热流体的平均 C、壁面与流体间

4、稳定传热是指传热系统内各点的温度____。

A、既随时间而变,又随位置而变

B、只随位置而变,但不随时间而变

C、只随时间而变,但不随位而变

5、对于沸腾传热,工业生产一般应设法控制在____沸腾下操作。

A、泡核

B、稳定的膜状

C、不稳定的膜状

三、判断题(10分,每空2分)

1、多层平面壁稳态热传导时,推动力是内壁面与外壁面间总的温度差;总热阻是各层热阻的倒数之和。( )

2、在相同条件下,采用逆流操作比采用并流操作,所需传热面积要小。( )

3、间壁式换热器内冷,热两流体的传热总热阻必定大于每一个分热阻,因此,总传热系数的数值必定小于其中任何一个对流体传热系数的值。( )

4、在稳定多层圆筒简壁导热中,通过多层园简壁的传热速率Q相等,而且通过单位传热面积的传热速率Q/S也相同( )

5、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。( )

四、计算题(60分,每题15分)

1、在内管为φ189 mm×10 mm的套管换热器中,将流量为3500 kg/h的某液态烃从100℃冷却到60℃,其平均比热为2.38 kJ/kg·℃,环隙走冷却水,其进出口温度分别为40℃和50℃,平均比热为4.17 kJ/kg·℃,基于传热外面积的总传热系数K0=2000 W/m2·℃,设其值恒定,忽略热损失。试求:1)冷却水用量;2)分别计算两流体为逆流和并流情况下的平均温差及所需管长。

2、一单壳程单管程列管换热器,由多根φ25mm×2.5mm的钢管组成管束,管程走某有机溶液,流速为0.5m/s,流量为15T/h,比热容为1.76kJ/kg·℃,密度为858kg/m3,温度由20℃加热至50℃。壳程为130℃的饱和水蒸汽冷凝。管程、壳程的表面传热系数分别为700W/m2·℃和10000W/m2·℃。钢热导率为45W/m·℃。垢层热阻忽略不计。

求: 1)总传热系数K o;2)管子根数n及管长L。

3、一单程列管式换热器,由直径为φ25×2.5 mm的钢管束组成。苯在换热器的管内流动,流量为1.25 kg/s,由80℃冷却到30℃,冷却水在管间和苯呈逆流流动,进口水温为20℃,出口不超过50℃。已知水侧和苯侧的对流传热系数分别为1.70和0.85 kW/(m2·℃),污垢热阻和换热器的热损失可忽略,求换热器的传热面积。苯的平均比热为 1.9 kJ/(kg·℃),管壁材料的导热系数为45 W/(m·℃)。

4、有一台套管换热器,内管为φ38 mm×2.5 mm钢管,外管为φ57 mm×3 mm钢管,换热管总长36m,逆流操作,管内走水,将管间4200 kg/h的苯液从65℃冷却到35℃,水温从25℃升到35℃,现已知苯侧表面传热系数为2030 W/m2·℃,水侧表面传热系数为6610W/ m2·℃,苯侧垢层热阻为0.18m2 ·℃/kW,苯液比热容c p1=1.80 kJ/kg·℃,钢热导率λ=45 W/m·℃。试计算该换热器传热系数K o

附:参考答案:

一、填空题(20分,每空1分)

1、空气

2、蒸汽冷凝传热系数;放气阀

3、提高管内α; ?t m ; 阻力

4、>;>; =;=;

二、选择题(10分,每空2分)

1、B

2、B

3、C

4、B

5、A

三、判断题(10分,每空2分)

1、×

2、 √

3、√

4、 ×

5、×

四、计算题(60分,每题15分)

1、冷却水用量 W h c p h (T 1-T 2)=W c c p c (t 2-t 1)

3500×2.38×(100-60)=W c × 4.17×(50-40) W c =7990 kg/h

?t 逆=(50-20)/ln(50/20)=32.75℃ ?t 并=(60-10)/ln(60/10)=27.9℃ Q =KS ?t m Q =7990×4.17×(50-40)=3.332×105 kJ/h

∴S 逆=3.332×105/[(2000/1000)×32.75×3600]=1.41 m 2

πd 0 l =1.41 3.14×0.18×l =1.41 ∴ l 逆=2.5 m

S 并=3.332×105/[(2000/1000)×27.93×3600]=1.66 m 2

3.14×0.18×l 并=1.66 ∴ l 并=2.93 m

2、解 Q =W c c pc (t 2-t 1)=15×103×1.76×103(50-20)/3600=2.20×105W

?t m =[(130-20)+(130-50)]/2=95℃

以外表面为基准的传热系数:

K o =1/[1/10000+(0.0025×0.025)/(45×0.0225)+0.025/(700×0.02)]=513W/(℃·m 2)

V =W /ρ=15×103/(3600×858)=0.0049m 3/s

A =V /u =0.0049/0.5=9.8×10-3m 2

A =πd 2n /4

n =4A /(πd 2)=4×0.0098/(3.14×0.022)=31根

S o =Q /(K o ?t m )=220000/(513×95)=4.5m 2

S o =n πd o ·L

L =S o /(n πd o )=4.5/(31×3.14×0.025)=1.85m 取2m

3、解 由总传热速率方程式 Q = K o S o Δt m

式中 Q = W h C p h (T 1 - T 2)= 1.25×1.9×103×(80 - 30)= 118.8 KW o o o i i m o 1110.0250.00250.0251 2.11860.850.020.0450.0225 1.7

d d b K d d αλα?=?+?+=++=??

2

0.472KW /m o ℃K =? ()()1122m 11

22

(8050)(3020)18.28050ln ln 3020

℃T t T t t T t T t ------?===---- 2o o m 118.813.8m 0.47518.2

Q S K t ===??

4、 (1) Q =W h c p h (T 1-T 2)=(4200/3600)×1.8×1000×(65-35)=63000 W S o =πdl =3.14×0.038×36=4.295 m

?t m =(?t 1-?t 2)/l n(?t 1/?t 3)=((65-35)-(35-25))/l n(30/10)=18.2℃ K o =Q /(S o ?t m )=63000/(4.295×18.2) =805.95 W/m 2·℃

化工原理实验思考题答案

化工原理实验思考题 实验一:柏努利方程实验 1. 关闭出口阀,旋转测压管小孔使其处于不同方向(垂直或正对 流向),观测并记录各测压管中的液柱高度H 并回答以下问题: (1) 各测压管旋转时,液柱高度H 有无变化?这一现象说明了什 么?这一高度的物理意义是什么? 答:在关闭出口阀情况下,各测压管无论如何旋转液柱高度H 无任何变化。这一现象可通过柏努利方程得到解释:当管内流速u =0时动压头02 2 ==u H 动 ,流体没有运动就不存在阻力,即Σh f =0,由于流体保持静止状态也就无外功加入,既W e =0,此时该式反映流体静止状态 见(P31)。这一液位高度的物理意义是总能量(总压头)。 (2) A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位是否同一高度?为什么? 答:A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位在同一高度(排除测量基准和人为误差)。这一现象说明各测压管总能量相等。 2. 当流量计阀门半开时,将测压管小孔转到垂直或正对流向,观 察其的液位高度H / 并回答以下问题: (1) 各H / 值的物理意义是什么? 答:当测压管小孔转到正对流向时H / 值指该测压点的冲压头H / 冲;当测压管小孔转到垂直流向时H / 值指该测压点的静压头H / 静;两者之间的差值为动压头H / 动=H / 冲-H / 静。 (2) 对同一测压点比较H 与H / 各值之差,并分析其原因。

答:对同一测压点H >H /值,而上游的测压点H / 值均大于下游相邻测压点H / 值,原因显然是各点总能量相等的前提下减去上、下游相邻测压点之间的流体阻力损失Σh f 所致。 (3) 为什么离水槽越远H 与H / 差值越大? (4) 答:离水槽越远流体阻力损失Σh f 就越大,就直管阻力公式可 以看出2 2 u d l H f ? ?=λ与管长l 呈正比。 3. 当流量计阀门全开时,将测压管小孔转到垂直或正对流向,观察其的液位高度 H 2222d c u u = 22 ab u ρcd p ρab p 2 2 u d l H f ??=λ计算流量计阀门半开和 全开A 点以及C 点所处截面流速大小。 答:注:A 点处的管径d=(m) ;C 点处的管径d=(m) A 点半开时的流速: 135.00145 .036004 08.0360042 2=???=???= ππd Vs u A 半 (m/s ) A 点全开时的流速: 269.00145.036004 16.0360042 2=???=???= ππd Vs u A 全 (m/s ) C 点半开时的流速: 1965.0012 .036004 08.0360042 2=???=???=ππd Vs u c 半 (m/s ) C 点全开时的流速: 393.0012.036004 16.0360042 2=???=???= ππd Vs u c 全 (m/s ) 实验二:雷诺实验 1. 根据雷诺实验测定的读数和观察流态现象,列举层流和湍流临界雷诺准数的计算过程,并提供数据完整的原始数据表。 答:根据观察流态,层流临界状态时流量为90( l/h )

化工原理思考题汇总

实验五,填料塔 1.风机为什么要用旁通阀调节流量? 答:因为如果不用旁通阀,在启动风机后,风机一开动将使系统内气速突然上升可能碰坏空气转子流量计。所以要在风机启动后再通过关小旁通阀的方法调节空气流量。 2. 根据实验数据分析吸收过程是气膜控制还是液膜控制? 答:实验数据表明,相平衡常数m很小,液相阻力m/kx也很小,导致总阻力1/k y 基本上为气相阻力1/k y 所决定,或说为1/k y 所控制,称为气膜控制。 3. 在填料吸收塔塔底为什么必须有液封装置?液封装置是如何设计的? 答:塔底的液封主要为了避免塔内气体介质的逸出,稳定塔内操作压力,保持液面高度。 填料吸收塔一波采用U形管或液封罐型液封装置。 液封装置是采用液封罐液面高度通过插入管维持设备系统内一定压力,从而防止空气进入系统内或介质外泄。 U形管型液封装置是利用U形管内充满液体,依靠U形管的液封高度阻止设备系统内物料排放时不带出气体,并维持系统内一定压力。 4. 要提高氨水浓度(不改变进气浓度)有什么方法?又会带来什么问题? 答:要提高氨水浓度,可以提高流量L,降低温度T a 吸收液浓度提高,气-液平衡关系不服从亨利定律,只能用公式 进行计算。 5. 溶剂量和气体量的多少对传质系数有什么影响?Y2如何变化(从推动力和阻力两方面分析其原因)? 答:气体量增大,操作线AB的斜率LS/GB随之减小,传质推动力亦随之减小,出口气体组成上升,吸收率减小。

实验六精馏塔 (a)在精馏操作过程中,回流温度发生波动,对操作会产生什么影响? 答:馏出物的纯度可能不高,降低塔的分离效率。 (b)在板式塔中,气体、液体在塔内流动中,可能会出现几种操作现象? 答:4种:液泛,液沫夹带,漏液 网上答案:5种 a、沸点气相Δ=0 b、沸点液相Δ=1 c、气-液相 0<Δ<1 d、冷液Δ>1 e、过热蒸汽Δ<0 (c)如何判断精馏塔内的操作是否正常合理?如何判断塔内的操作是否处于稳定状态?答:1)看显示的温度是否正常 2)塔顶温度上升至设定的80摄氏度后,在一个较小的范围内波动,即处于稳定状态(d) 是否精馏塔越高,产量越大? 答:否 (e)精馏塔加高能否得到无水酒精? 答:`不能, (f)结合本实验说明影响精馏操作稳定的因素有哪些? 答:主要因素包括操作压力、进料组成和热状况、塔顶回流、全塔的物料平衡和稳定、冷凝器和再沸器的传热性能,设备散热情况等 第二种答案:1.进料组份是否稳定2、塔釜加热器热源是否稳定键; 3、塔压控制是否稳定 (g)操作中加大回流比应如何进行?有何利弊? 答:加大回流比的措施,一是减少馏出液量,二是加大塔釜的加热速率和塔顶的冷凝速率. 加大回流比能提高塔顶馏出液组成xD,但能耗也随之增加。 (h)精馏塔在操作过程中,由于塔顶采出率太大而造成产品不合格时,要恢复正常的最快最有效的方法是什么?降低采出率,即减小采出量 答:降低采出率,即减少采出率. 降低回流比 (1)什么是全回流?特点? 在精馏操作中,若塔顶上升蒸汽经冷凝后全部回流至塔内,则这种操作方法称为全回流。全回流时的回流比R等于无穷大。此时塔顶产品为零,通常进料和塔底产品也为零,即既不进料也不从塔内取出产品。显然全回流操作对实际生产是无意义的。但是全回流便于控制,因此在精馏塔的开工调试阶段及实验精馏塔中,常采用全回流操作。 (3)在精馏实验中如何判断塔的操作已达到稳定? 当出现回流现象的时候,就表示塔的操作已稳定。就可以测样液的折射率了。 (4)什么叫灵敏板?受哪些因素影响? 一个正常操作的精馏塔当受到某一外界因素的干扰(如回流比、进料组成发生波动等),全塔各板的组成发生变动,全塔的温度分布也将发生相应的变化。因此,有可能用测量温度的方法预示塔内组成尤其是塔顶馏出液的变化。 在一定总压下,塔顶温度是馏出液组成的直接反映。但在高纯度分离时,在塔顶(或塔底)相当高的一个塔段中温度变化极小,典型的温度分布曲线如图所示。这样,当塔顶温度有了可觉察的变化,馏出液组成的波动早已超出允许的范围。以乙苯-苯乙烯在8KPa下减压

化工原理期末考试试题(2013年版) 2

1 化工原理期末考试试题 一.填空题 1.精馏操作的目的是 使混合物得到近乎完全的分离 ,某液体混合物可用精馏方法分离的必要条件是 混合液中各组分间挥发度的差异 。 2.进料热状态参数q 的物理意义是 代表精馏操作线和提馏段操作线交点的轨迹方程 ,对于饱和液体其值等于 0 ,饱和蒸汽q 等于 1 。 3.简单蒸馏与平衡蒸馏的主要区别是 简单蒸馏是非定态过程 。 4.吸收操作的目的是 分离气体混合物 ,依据是 组分在溶剂中溶解度之差异 。 5.连续精馏正常操作时,增大再沸器热负荷,回流液流量和进料量和进料状态不变,则塔顶馏出液中易挥发组成的摩尔组成X D 将 增大 ,塔底采出液中易挥发组成的摩尔组成X W 将 减小 。(减小,增大,不变,变化不确定) 6.平衡蒸馏(闪蒸)的操作温度是在操作压力下混合物的泡点和露点温度之间。 (泡点温度,露点温度,泡点和露点温度之间) 7.液-液萃取操作中,操作温度 ,有利于分离。(降低,升高,保持恒定)。 8.多级逆流萃取操作,减少溶剂用量,完成规定的分离任务所需的理论级数 。(增 大、减小、不变) 9.实际生产中进行间歇精馏操作,一般将 和 两种操作方式结合起来。(恒定回流比,恒定产品组成) 10.请写出两种常用的解吸操作方法: 和 。升温,气提,降压(三写二) 11.在吸收塔的设计中,气体流量,气体进出口组成和液相进口组成不变,若减少吸收剂用量,则传质推动力 减小 ,设备费用 增多 。(减小,增多) 12.当温度升高时,溶质在气相中的分子扩散系数 升高 ,在液相中的分子扩散系数 升高 。(升高,升高) 13.吸收操作的基本依据是 组分在溶剂中溶解度之差异 ,精馏操作的基本依据是 各组分间挥发度的差异 。 14.蒸馏是分离 均相液体混合物 的一种方法,蒸馏分离的依据是 挥发度差异 。 15.恒沸精馏与萃取精馏都需加入第三组分,目的分别是 使组分间相对挥发度增大 、 改变原组分间的相对挥发度 。 16.如果板式塔设计不合理或操作不当,可能产生 严重漏液 、 严重泡沫夹带及 液泛 等不正常现象,使塔无法工作。 17.板式塔的类型有 泡罩塔 、 浮阀塔 、 筛板塔 (说出三种);板式塔从总体上看汽液两相呈 逆流 接触,在板上汽液两相呈 错流 接触。 18.易溶气体溶液上方的分压 小 ,难溶气体溶液上方的分压 大 ,只要组份在气相

化工原理第五章吸收题

六吸收 浓度换算 甲醇15%(质量)的水溶液, 其密度为970Kg/m3, 试计算该溶液中甲醇的: (1)摩尔分率; (2)摩尔比; (3)质量比; (4)质量浓度; (5)摩尔浓度。 分子扩散 估算1atm及293K下氯化氢气体(HCl)在(1)空气,(2)水(极稀盐酸)中的扩散系数。 一小管充以丙酮,液面距管口1.1cm,20℃空气以一定速度吹过管口,经5 小时后液面下降到离管口2.05cm,大气压为750[mmHg],丙酮的蒸汽压为180[mmHg] , 丙酮液密度为 7900[kg/m3],计算丙酮蒸汽在空气中的扩散系数。 浅盘内盛水。水深5mm,在1atm又298K下靠分子扩散逐渐蒸发到大气中。假定传质阻力相当于3mm厚的静止气层,气层外的水蒸压可忽略,求蒸发完所需的时间。 一填料塔在常压和295K下操作,用水除去含氨混合气体中的氨。在塔内某处,氨在气相中的组成y a=5%(摩尔百分率)。液相氨的平衡分压P=660Pa,物质通量N A = 10 - 4[kmol/m2·S],气相扩散系数D G=[cm2/s],求气膜的当量厚度。 相平衡与亨利定律 温度为10℃的常压空气与水接触,氧在空气中的体积百分率为21%,求达到平衡时氧在水中的最大浓度, (以[g/m3]、摩尔分率表示)及溶解度系数。以[g/m3·atm]及 [kmol/m3·Pa]表示。 当系统服从亨利定律时,对同一温度和液相浓度,如果总压增大一倍则与之平衡的气相浓度(或分压) (A)Y增大一倍; (B)P增大一倍;(C)Y减小一倍; (D)P减小一倍。 25℃及1atm下,含CO220%,空气80%(体积%)的气体1m3,与1m3的清水在容积2m3的密闭容器中接触进行传质,试问气液达到平衡后, (1)CO2在水中的最终浓度及剩余气体的总压为多少? (2)刚开始接触时的总传质推动力ΔP,Δx各为多少?气液达到平衡时的总传质推动力又为多少?

化工原理课后答案

第一章 3.答案:p= 30.04kPa =0.296atm=3.06mH2O 该压力为表压 常见错误:答成绝压 5.答案:图和推算过程略Δp=(ρHg - ρH2O) g (R1+R2)=228.4kPa 7.已知n=121 d=0.02m u=9 m/s T=313K p = 248.7 × 103 Pa M=29 g/mol 答案:(1) ρ = pM/RT = 2.77 kg/m3 q m =q vρ= n 0.785d2 u ρ =0.942 kg/s (2) q v = n 0.785d2 u = 0.343 m3/s (2) V0/V =(T0p)/(Tp0) = 2.14 q v0 =2.14 q v = 0.734 m3/s 常见错误: (1)n没有计入 (2)p0按照98.7 × 103 pa计算 8. 已知d1=0.05m d2=0.068m q v=3.33×10-3 m3/s (1)q m1= q m2 =q vρ =6.09 kg/s (2) u1= q v1/(0.785d12) =1.70 m/s u2 = q v2/(0.785d22) =0.92 m/s (3) G1 = q m1/(0.785d12) =3105 kg/m2?s G2 = q m2/(0.785d22) =1679 kg/m2?s 常见错误:直径d算错 9. 图略 q v= 0.0167 m3/s d1= 0.2m d2= 0.1m u1= 0.532m/s u2= 2.127m/s (1) 在A、B面之间立柏努利方程,得到p A-p B= 7.02×103 Pa p A-p B=0.5gρH2O +(ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m (2) 在A、B面之间立柏努利方程,得到p A-p B= 2.13×103 Pa p A-p B= (ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m 所以R没有变化 12. 图略 取高位储槽液面为1-1液面,管路出口为2-2截面,以出口为基准水平面 已知q v= 0.00139 m3/s u1= 0 m/s u2 = 1.626 m/s p1= 0(表压) p2= 9.807×103 Pa(表压) 在1-1面和2-2面之间立柏努利方程Δz = 4.37m 注意:答题时出口侧的选择: 为了便于统一,建议选择出口侧为2-2面,u2为管路中流体的流速,不为0,压力为出口容器的压力,不是管路内流体压力

化工原理思考题答案

化工原理思考题答案 第一章流体流动与输送机械 1、压力与剪应力的方向及作用面有何不同 答:压力垂直作用于流体表面,方向指向流体的作用面,剪应力平行作用于流体表面,方向与法向速度梯度成正比。 2、试说明粘度的单位、物理意义及影响因素 答:单位是N·S/m2即Pa·s,也用cp,1cp=1mPa·s,物理意义为:分子间的引力和分子的运动和碰撞,与流体的种类、温度及压力有关 3、采用U型压差计测某阀门前后的压力差,压差计的读数与U型压差计放置的位置有关吗?答:无关,对于均匀管路,无论如何放置,在流量及管路其他条件一定时,流体流动阻力均相同,因此U型压差计的读数相同,但两截面的压力差却不相同。 4、流体流动有几种类型?判断依据是什么? 答:流型有两种,层流和湍流,依据是:Re≤2000时,流动为层流;Re≥4000时,为湍流,2000≤Re≤4000时,可能为层流,也可能为湍流 5、雷诺数的物理意义是什么? 答:雷诺数表示流体流动中惯性力与黏性力的对比关系,反映流体流动的湍动状态 6、层流与湍流的本质区别是什么? 答:层流与湍流的本质区别是层流没有径向脉动,湍流有径向脉动 7、流体在圆管内湍流流动时,在径向上从管壁到管中心可分为哪几个区域? 答:层流内层、过渡层和湍流气体三个区域。 8、流体在圆形直管中流动,若管径一定而流量增大一倍,则层流时能量损失时原来的多少倍?完全湍流时流体损失又是原来的多少倍? 答:层流时W f∝u,流量增大一倍能量损失是原来的2倍,完全湍流时Wf∝u2 ,流量增大一倍能量损失是原来的4倍。 9、圆形直管中,流量一定,设计时若将管径增加一倍,则层流时能量损失时原来的多少倍?完全湍流时流体损失又是原来的多少倍? 答:

化工原理期末考试试题及答案

1.(20分)有立式列管式换热器,其规格如下:管数30根、管长 3 m、管径由25×2.5 mm,为单管程。今拟采用此换热器冷凝冷却CS2 饱和蒸汽,从饱和温度46℃冷却到10℃,CS2 走管外,其流量为250 kg/h,其冷凝潜热为356 kJ/kg,液体CS2的比热为 1.05 kJ /(kg·℃ );水走管内与CS2成总体逆流流动,冷却水进出口温度分别为5℃和30℃。已知CS2 冷凝和冷却时传热系数(以外表面积为基准)分别为K1= 232.6和K2= l16.8 W/(m2·℃),问此换热器是否适用? 1.解:CS2冷凝的热负荷:Q冷凝=250×356=89000kJ/h=24.72 KW CS2冷却的热负荷:Q 冷凝=250×1.05×(46-10)=9450kJ/h =2.6 KW 总热负荷Q 为:Q=24.7+2.63=27.3 KW 冷却水用量q m2 为:q m2=27.3 =0.261kg/s=940kg/h 4.187×(30-5) 设冷却水进入冷却段的温度为t k,则有:0.261×4.187×(t k- 5)=2.6KW 解之得:t k=7.38℃,则:(5 分) 冷凝段对数平均温差:Δ t m=(46-30)-(46-7.38) =25.67℃ ln46 -30 46-7.38 所需传热面积: A 冷凝=24.7/232.6×10-3×25.67= 4.14m2,(5 分) 冷却段对数平均温差:Δ tm=(46-7.38)-(10-5)= 16.45℃ ln 46-7.38 (5 分)10-5 所需传热面积: A 冷却= 2.6/116.8×10-3×16.45= 1.35m2, 冷凝、冷却共需传热面积:Σ A i=4.14+ 1.35=5.49m2, 换热器实际传热面积为:A0=30×3.14×0.025×3=7.065>ΣA i ,所以适宜使用。(5分) 2.(20 分)某列管换热器由多根Φ 25×2.5mm的钢管组成,将流量为15×103kg/h 由20℃加热到55℃, 苯在管中的流速为0.5m/s ,加热剂为130℃的饱和水蒸汽在管外冷凝,其汽化潜热为2178kJ/kg ,苯的比热容cp为1.76 kJ/kg ·K,密度ρ 为858kg/m3,粘度μ为0.52 ×10-3Pa·s,导热系数λ为0.148 W/m·K,热损失、管壁热阻及污垢热阻均忽略不计,蒸汽冷凝时的对流传热系数α 为10×104 W/m2·K。试求: (1)水蒸汽用量(kg/h );(4分) (2)总传热系数K(以管外表面积为准);(7 分) (3)换热器所需管子根数n及单根管子长度L。(9 分)

化工原理答案-第五章--吸收

第五章 吸收 相组成的换算 【5-1】 空气和2的混合气体中,2的体积分数为20%,求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多少? 解 因摩尔分数=体积分数,.02y =摩尔分数 摩尔比 ..020251102 y Y y = ==--. 【5-2】 20℃的l00g 水中溶解3, 3在溶液中的组成用摩尔分数x 、浓度c 及摩尔比X 表示时,各为多少? 解 摩尔分数//117 =0.010*******/18 x = + 浓度c 的计算20℃,溶液的密度用水的密度./39982s kg m ρ=代替。 溶液中3的量为 /3 11017n kmol -=? 溶液的体积 /.3 3101109982 V m -=? 溶液中 3的浓度//.333 11017==0.581/101109982 n c kmol m V --?=? 或 . 39982 00105058218 s s c x kmol m M ρ= = ?=../ 3 与水的摩尔比的计算 //117 0010610018 X = =. 或 ..00105001061100105 x X x = ==--. 【5-3】进入吸收器的混合气体中,3的体积分数为10%,吸收率为90%,求离开吸收器时3的组成,以摩尔比Y 和摩尔分数y 表示。 吸收率的定义为

12 2 11 1Y Y Y Y Y η-= ==-被吸收的溶质量原料气中溶质量 解 原料气中3的摩尔分数0.1y = 摩尔比 (11) 101 01111101 y Y y = ==-- 吸收器出口混合气中3的摩尔比为 () (2) 1 1109011100111Y Y η=-=-?=() 摩尔分数 (22) 200111 =0010981100111 Y y Y = =++ 气液相平衡 【5-4】 l00g 水中溶解lg 3 NH ,查得20℃时溶液上方3 NH 的平衡 分压为798。此稀溶液的气液相平衡关系服从亨利定律,试求亨利系数E(单位为kPa )、溶解度系数H[单位为/()3 kmol m kPa ?]和相平衡常数m 。 总压为100kPa 。 解 液相中3 NH 的摩尔分数/.//117 0010511710018 x = =+ 气相中3NH 的平衡分压 *.0798 P kPa = 亨利系数 *./.0798*******E p x ===/ 液相中3NH 的浓度 /./.333 11017 0581 101109982 n c kmol m V --?===?/ 溶解度系数 /*./../()3 058107980728H c p kmol m kPa ===? 液相中3NH 的摩尔分数 //117 0010511710018 x = =+./ 气相的平衡摩尔分数 **.0798100y p p ==// 相平衡常数 * (0798) 07610000105 y m x == =? 或 //.76100076m E p === 【5-5】空气中氧的体积分数为21%,试求总压为.101325kPa ,温度为10℃时,3 1m 水中最大可能溶解多少克氧?已知10℃时氧在水中的

王志魁《化工原理》课后思考题参考答案

第二章 流体输送机械 2-1 流体输送机械有何作用? 答:提高流体的位能、静压能、流速,克服管路阻力。 2-2 离心泵在启动前,为什么泵壳内要灌满液体?启动后,液体在泵内是怎样提高压力的?泵入口的压力处于什么状体? 答:离心泵在启动前未充满液体,则泵壳内存在空气。由于空气的密度很小,所产生的离心力也很小。此时,在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵,但不能输送液体(气缚); 启动后泵轴带动叶轮旋转,叶片之间的液体随叶轮一起旋转,在离心力的作用下,液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围,以很高的速度流入泵壳,液体流到蜗形通道后,由于截面逐渐扩大,大部分动能转变为静压能。 泵入口处于一定的真空状态(或负压) 2-3 离心泵的主要特性参数有哪些?其定义与单位是什么? 1、流量q v : 单位时间内泵所输送到液体体积,m 3/s, m 3/min, m 3/h.。 2、扬程H :单位重量液体流经泵所获得的能量,J/N ,m 3、功率与效率: 轴功率P :泵轴所需的功率。或电动机传给泵轴的功率。 有效功率P e :gH q v ρ=e P 效率η:p P e =η 2-4 离心泵的特性曲线有几条?其曲线的形状是什么样子?离心泵启动时,为什么要关闭出口阀门? 答:1、离心泵的H 、P 、η与q v 之间的关系曲线称为特性曲线。共三条; 2、离心泵的压头H 一般随流量加大而下降 离心泵的轴功率P 在流量为零时为最小,随流量的增大而上升。 η与q v 先增大,后减小。额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵的设计点,对应的值称为最佳工况参数。 3、关闭出口阀,使电动机的启动电流减至最小,以保护电动机。 2-5 什么是液体输送机械的扬程?离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的?液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响? 答:1、单位重量液体流经泵所获得的能量 2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表,在这两处管路截面1、2间列伯努利方程得: f V M H g u u g P P h H ∑+-+-+=221220ρ 3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关,效率也不随液体密度而改变,因而当被输送液体密度发生变化时,H-Q 与η-Q 曲线基本不变,但泵的轴功率与液体密度成正比。当被输送液体的粘度大于常温水的粘度时,泵内液体的能量损失增大,导致泵的流量、扬程减小,效率下降,但轴功率增加,泵的特性曲线均发生变化。 2-6 在测定离心泵的扬程与流量的关系时,当离心泵出口管路上的阀门开度增大后,泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化?

化工原理实验—超全思考题答案

实验6 填料吸收塔流体力学特性实验 ⑴ 流体通过干填料压降与式填料压降有什么异同? 答:当气体自下而上通过填料时产生的压降主要用来克服流经填料层的形状阻力。当填料层上有液体喷淋时, 填料层内的部分空隙为液体所充满,减少了气流通道截面,在相同的条件下,随液体喷淋量的增加,填料层所持有的液量亦增加,气流通道随液量的增加而减少,通过填料层的压降将随之增加。 ⑵ 填料塔的液泛和哪些因素有关? 答:填料塔的液泛和填料的形状、大小以及气液两相的流量、性质等因素有关。 ⑶ 填料塔的气液两相的流动特点是什么? 答:填料塔操作时。气体由下而上呈连续相通过填料层孔隙,液体则沿填料表面 流下,形成相际接触界面并进行传质。 ⑷ 填料的作用是什么? 答:填料的作用是给通过的气液两相提供足够大的接触面积,保证两相充分接触。 ⑸ 从传质推动力和传质阻力两方面分析吸收剂流量和吸收剂温度对吸收过程的影响? 答:改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最常用的方法,当气体流率G 不变时,增加吸收剂流率,吸收速率A N 增加,溶质吸收量增加,则出口气体的组成2y 减小,回收率增大。当液相阻力较小时,增加液体的流量,传质总系数变化较小或基本不变,溶质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力m y ?的增大引起,此时吸收过程的调节主要靠传质推动力的变化。当液相阻力较大时,增加液体的流量,传质系数大幅度增加,而平均推动力可能减小,但总的结果使传质速率增大,溶质吸收量增加。对于液膜控制的吸收过程,降低操作温度,吸收过程的阻力a k m a K y y = 1将随之减小,结果使吸收效果变好,2y 降低,而平均推动力m y ?或许会减小。对于气膜控制的过程,降低操作温度,过程阻力a k m a K y y = 1不变,但平均推动力增大,吸收效果同样将变好 ⑹ 从实验数据分析水吸收氨气是气膜控制还是液膜控制、还是兼而有之? 答:水吸收氨气是气膜控制。 ⑺ 填料吸收塔塔底为什么要有液封装置? 答:液封的目的是保证塔内的操作压强。 ⑻ 在实验过程中,什么情况下认为是积液现象,能观察到何现象? 答:当气相流量增大,使下降液体在塔内累积,液面高度持续上升,称之为积液。 ⑼ 取样分析塔底吸收液浓度时,应该注意的事项是什么? 答:取样时,注意瓶口要密封,避免由于氨的挥发带来的误差。 ⑽ 为什么在进行数据处理时,要校正流量计的读数(氨和空气转子流量计)? 答:流量计的刻度是以20℃,1atm 的空气为标准来标定。只要介质不是20℃,

化工原理期末试卷6

《食工原理》期末考试卷(B)2005.9 一、概念题 [共计30分]: 1. 某二元物系的相对挥发度=3,在具有理论塔板的精馏塔内于全回流条件下作精馏操作,已知y n=0.4, 则y n+1= (由塔顶往下数)。全回流操作应用场合通常是 2. 塔板中溢流堰的主要作用是为了保证塔板上有。当喷淋量一定时,填料塔单位高度填料 层的压力降与空塔气速关系线上存在着两个转折点,其中下转折点称为,上转折点称 为。 3. 判断题:在精馏塔任意一块理论板上,其液相的泡点温度小于气相的露点温度。( ) 4. 某连续精馏塔,已知其精馏段操作线方程为y=0.80x+0.172,则其馏出液组成x D= 5. 总传质系数与分传质系数之间的关系可以表示为1/K L=1/k L+H/k G, 其中1/k L表示,当 项可忽略时,表示该吸收过程为液膜控制 6. 判断题:亨利定律的表达式之一为p*=Ex,若某气体在水中的亨利系数E值很大,说明该气体为易溶气 体。( ) 7. 根据双膜理论,当被吸收组分在液体中溶解度很小时,以液相浓度表示的总传质系数 (A)大于液相传质分系数; (B)近似等于液相传质分系数; (C)小于气相传质分系数; (D)近似等于气相传质分系数。 8. 填料塔内提供气液两相接触的场所是 9. 吸收操作中,当气液两相达到平衡时,其吸收推动力,吸收速率 10. 当湿空气的总压一定时,相对湿度仅与其和有关 11. 在下列情况下可认为接近恒定的干燥条件: (1)大里的空气干燥少量的湿物料;(2)少量的空气干燥大里的湿物料;则正确的判断是( ) (A).(1)对(2)不对 (B).(2)对(1)不对;(C)(1)(2)都不对 (D). (1)(2)都可以 12. 在一定的物料和干燥介质条件下:(1)临界湿含量是区分结合水与非结合水的分界点。 (2)平衡湿含 量是区分可除水份与不可除水份的分界点。 正确的判断是:( ) (A)两种提法都对 (B)两种提法都不对 (C)(1)对(2)不对 (D)(2)对(1)不对 13. 氮气与甲醇充分且密切接触,氮气离开时与甲醇已达传热和传质的平衡,如系统与外界无热交换,甲 醇进出口温度相等,则氮气离开时的温度等于( ) (A) 氮气进口温度 (B)绝热饱和温度 (C) 湿球温度 (D) 露点温度 14. 指出“相对湿度,绝热饱和温度、露点温度、湿球温度”中,哪一个参量与空气的温度无关( ) (A)相对湿度 (B)湿球温度 (C)露点温度 (D)绝热饱和温度 15. 我校蒸发实验所用蒸发器的类型是,这种蒸发器中不存在的一种温差损失是 16 进行萃取操作时应使: ( ) (A)分配系数大于 1 (B)分配系数小于 1 (C)选择性系数大于 1 (D) 选择性系数小于 1 17 一般情况下,稀释剂B组分的分配系数k值: ( ) (A)大于 1 (B)小于 1 (C)等于 1 (D) 难以判断,都有可能 18. 萃取操作依据是____溶解度差异,___________萃取操作中选择溶剂主要原则:较强溶解能力,较高 选择性,易于回收 19. 单级萃取操作中,在维持相同萃余相浓度下,用含有少量溶质的萃取剂S' 代替溶剂S, 则萃取相量与萃余相量之比将_____(A)增加;(B)不变;(C)降低,萃取液的浓度(指溶质)将_ ___(A)增加;(B)不变;(C)降低 二、计算题 [20分]

化工原理期末试题及答案

模拟试题一 1当地大气压为 745mmHg 测得一容器内的绝对压强为 350mmHg 则真空度为395 mmH?测得另一容器内的表压 强为1360 mmHg 则其绝对压强为 2105mmHg _____ 。 2、 流体在管内作湍流流动时,在管壁处速度为 _0 _______,临近管壁处存在层流底层,若 Re 值越大,则该层厚度 越薄 3、 离心泵开始工作之前要先灌满输送液体,目的是为了防止 气缚 现象发生;而且离心泵的安装高度也不能 够太高,目的是避免 汽蚀 现象发生。 4 、离心泵的气蚀余量越小,则其抗气蚀性能 越强 。 5、 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气,总传热系数 K 接近于 空气 侧的对流传热系数,而壁温接近于 饱和水蒸汽 侧流体的温度值。 6、 热传导的基本定律是 傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K 的数值接近于热阻 大 (大、小)一侧的:?值。 间壁换热器管壁温度t w 接近于:.值 大 (大、小)一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中,所用材料的 导热系数愈小,则该壁面的热阻愈 大 (大、小),其两侧的温差愈 大 (大、小)。 7、 Z= (V/K v a. Q ) .(y 1 -丫2 )/ △ Y m 式中:△ Y m 称 气相传质平均推动力 ,单位是kmol 吸 收质/kmol 惰气;(Y i — Y 2) / △ Y m 称 气相总传质单元数。 8、 吸收总推动力用气相浓度差表示时,应等于 气相主体摩尔浓度 和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之 差。 9、 按照溶液在加热室中运动的情况,可将蒸发器分为循环型和非循环型两大类。 10、 蒸发过程中引起温度差损失的原因有:溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。 11、工业上精馏装置,由精馏^_塔、冷凝器、再沸器等构成。 12、分配系数k A 是指y A /X A ,其值愈大,萃取效果 量传递相结合的过程。 1、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动,则各截面上的( 6、某一套管换热器,管间用饱和水蒸气加热管内空气(空气在管内作湍流流动) 13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中 溶解度的差异 而达到混合液中组分分离的操作。 14、在实际的干燥操作中,常用 干湿球温度计来测量空气的湿度。 15、对流干燥操作的必要条件是 湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分压 ;干燥过程是热量传递和质 越好。 A. 速度不等 B.体积流量相等 C. 速度逐渐减小 D.质量流速相等 2、装在某设备进口处的真空表读数为 -50kPa ,出口压力表的读数为 100kPa , 此设备进出口之间的绝对压强差为 A. 50 B . 150 C . 75 D .无法确定 3、离心泵的阀门开大时,则( B )。A ?吸入管路的阻力损失减小 .泵出口的压力减小 C .泵入口处真空度减小 .泵工作点的扬程升高 4、下列(A )不能实现对往复泵流量的调节。 A .调节泵出口阀的开度 ?旁路调节装置 C .改变活塞冲程 ?改变活塞往复频率 5、已知当温度为 T 时,耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力,则铝的黑度( )耐火砖的黑度。 A.大于 .等于 C .不能确定 D .小于 ,使空气温度由20 C 升至80 C,

化工原理第五章吸收课后习题及答案

第五章 吸收 相组成的换算 【5-1】 空气和CO 2的混合气体中,CO 2的体积分数为20%,求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多少? 解 因摩尔分数=体积分数,.02y =摩尔分数 摩尔比 ..02 0251102 y Y y = ==--. 【5-2】 20℃的l00g 水中溶解lgNH 3, NH 3在溶液中的组成用摩尔分数x 、浓度c 及摩尔比X 表示时,各为多少? 解 摩尔分数//117 =0.010*******/18 x = + 浓度c 的计算20℃,溶液的密度用水的密度./39982s kg m ρ=代替。 溶液中NH 3的量为 /3 11017n k m o l -=? 溶液的体积 /.33101109982 V m -=? 溶液中NH 3的浓度//.333 11017==0.581/101109982 n c kmol m V --?=? 或 . 39982 00105058218 s s c x kmol m M ρ= = ?=../ NH 3与水的摩尔比的计算 或 ..00105001061100105 x X x = ==--. 【5-3】进入吸收器的混合气体中,NH 3的体积分数为10%,吸收率为90%,求离开吸收器时NH 3的组成,以摩尔比Y 和摩尔分数y 表示。 吸收率的定义为 解 原料气中NH 3的摩尔分数0.1y = 摩尔比 (11101) 01111101 y Y y = ==-- 吸收器出口混合气中NH 3的摩尔比为 摩尔分数 (22200111) =0010981100111 Y y Y = =++ 气液相平衡 【5-4】 l00g 水中溶解lg 3 NH ,查得20℃时溶液上方3NH 的平衡分压为798Pa 。此稀溶液的气液相平衡关系服从亨利定律,试求亨利系数E(单位为kPa )、溶解度系数H[单位为/()3kmol m kPa ?]和相平衡常数m 。总压为100kPa 。 解 液相中3NH 的摩尔分数/.//117 0010511710018 x = =+ 气相中3NH 的平衡分压 *.0798 P k P a =

化工原理课后题答案部分

化工原理第二版 第1章蒸馏 1.已知含苯0.5(摩尔分率)的苯-甲苯混合液,若外压为99kPa,试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t(℃) 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解:利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B *,P A *,由于总压 P = 99kPa,则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)可得出液相组成,这样就可以得到一组绘平 衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例 x =(99-40)/(101.33-40)= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时,相应的温度为92℃ 2.正戊烷(C 5H 12 )和正己烷(C 6 H 14 )的饱和蒸汽压数据列于本题附表,试求P = 13.3kPa 下该溶液的平衡数据。 温度C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解:根据附表数据得出相同温度下C 5H 12 (A)和C 6 H 14 (B)的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例,当t = 248.2℃时 P B * = 1.3kPa 查得P A *= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3

化工原理实验思考题答案汇总

流体流动阻力的测定 1.在测量前为什么要将设备中的空气排尽?怎样才能迅速地排尽?为什么?如何检验管路中的空气已经被排除干净? 答:启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。关闭出口阀后,打开U 形管顶部的阀门,利用空气压强使U 形管两支管水往下降,当两支管液柱水平,证明系统中空气已被排除干净。 2.以水为介质所测得的?~Re关系能否适用于其他流体? 答:能用,因为雷诺准数是一个无因次数群,它允许d、u、、变化 3?在不同的设备上(包括不同管径),不同水温下测定的?~Re数据能否关联在同一条曲线上? 答:不能,因为Re二du p仏与管的直径有关 离心泵特性曲线的测定 1.试从所测实验数据分析,离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门?本实验中,为了得到较好的实验效果,实验流量范围下限应小到零,上限应到最大,为什么? 答:关闭阀门的原因从试验数据上分析:开阀门意味着扬程极小,这意味着电机功率极大,会烧坏电机 (2)启动离心泵之前为什么要引水灌泵?如果灌泵后依然启动不起来,你认为可能的原因是什么? 答:离心泵不灌水很难排掉泵内的空气,导致泵空转而不能排水;泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏,即使电机的三相电接反了,泵也会启动的。 (3)泵启动后,出口阀如果不开,压力表读数是否会逐渐上升?随着流量的增大,泵进、出口压力表分别有什么变化?为什么? 答:当泵不被损坏时,真空表和压力表读数会恒定不变,水泵不排水空转不受

外网特性曲线影响造成的 恒压过滤常数的测定 1.为什么过滤开始时,滤液常常有混浊,而过段时间后才变清? 答:开始过滤时,滤饼还未形成,空隙较大的滤布使较小的颗粒得以漏过,使滤液浑浊,但当形成较密的滤饼后,颗粒无法通过,滤液变清。? 2.实验数据中第一点有无偏低或偏高现象?怎样解释?如何对待第一点数据? 答:一般来说,第一组实验的第一点△ A A q会偏高。因为我们是从看到计量桶出现第一滴滤液时开始计时,在计量桶上升1cm 时停止计时,但是在有液体流出前管道里还会产生少量滤液,而试验中管道里的液体体积产生所需要的时间并没有进入计算,从而造成所得曲线第一点往往有较大偏差。 3?当操作压力增加一倍,其K值是否也增加一倍?要得到同样重量的过滤液,其过滤时间是否缩短了一半? 答:影响过滤速率的主要因素有过滤压差、过滤介质的性质、构成滤饼的 颗粒特性,滤饼的厚度。由公式K=2I A P1-s, T=qe/K可知,当过滤压强提高一倍时,K增大,T减小,qe是由介质决定,与压强无关。 传热膜系数的测定 1.将实验得到的半经验特征数关联式和公认式进行比较,分析造成偏差的原因。 答:答:壁温接近于蒸气的温度。 可推出此次实验中总的传热系数方程为 其中K是总的传热系数,a是空气的传热系数,02是水蒸气的传热系数,3是铜管的厚度,入是铜的导热系数,R1、R2为污垢热阻。因R1、R2和金属壁的热阻较小,可忽略不计,则Tw- tw,于是可推导出,显然,壁温Tw接近于给热系数较大一侧的流体温度,对于此实验,可知壁温接近于水蒸气的温度。

化工原理期末考卷及答案

湖州师范学院2012—2013学年第一学期 《化工原理及实验》期末考试试卷(A卷) 适用班级100925.26 考试时间_j20分钟 学院生命科学学院班级 __________ 学号__________ 姓名___________ 成绩题号-一- -二二三四五总分 分数 一、填空题(20分) 1、在研究流体流动时,常将流体视为无数_____ 组成的连 续介质。 2、牛顿粘性定律表达式为___________ ,满足牛顿粘性定律的流体称为牛顿 型流体,所有________ 和大多数_____ 都属于这一类。 3、完全湍流区,与_________ 无关,值随__________ 的增大而增大,此区 亦称为___________ 区。 4、孔板流量计具有_________________ 的优点,但其有____________ 的缺点。 5、离心泵的实际安装高度一定要小于______________________ ,并尽可能减 小___________ 。 6、在列管式换热器中,用饱和蒸汽加热空气,传热管的壁面温度接近________ 气(或汽)的温度,总传热系数K接近________ (或汽)的对流传热系数。7、在无相变的对流传热过程中,热阻主要集中在______________________ ,减少热阻的最有效的措施是______________________________ 。 8如果将__________________ 和 _____________ 相结合,最终可得到较纯的轻 重组分,此操作称为________ 。 9、全回流时无生产实际意义,但在精懈______________ 和_____________ 时,多采用全回流,以便过程迅速稳定。 二、单项选择题(10分,每小题1分) 1、图示所表示的R值大小反映() (A)A、E两截面间压差值(B)A — E截面间流动压降损失;(C)A、E两截面间 动压头变化(D)突然扩大或突然缩小流动损失。

化工原理思考题答案

化工原理思考题答案集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)

化工原理思考题答案 第一章流体流动与输送机械 1、压力与剪应力的方向及作用面有何不同 答:压力垂直作用于流体表面,方向指向流体的作用面,剪应力平行作用于流体表面,方向与法向速度梯度成正比。 2、试说明粘度的单位、物理意义及影响因素 答:单位是N·S/m2即Pa·s,也用cp,1cp=1mPa·s,物理意义为:分子间的引力和分子的运动和碰撞,与流体的种类、温度及压力有关 3、采用U型压差计测某阀门前后的压力差,压差计的读数与U型压差计放置的位置有关吗? 答:无关,对于均匀管路,无论如何放置,在流量及管路其他条件一定时,流体流动阻力均相同,因此U型压差计的读数相同,但两截面的压力差却不相同。 4、流体流动有几种类型?判断依据是什么? 答:流型有两种,层流和湍流,依据是:Re≤2000时,流动为层流;Re ≥4000时,为湍流, 2000≤Re≤4000时,可能为层流,也可能为湍流5、雷诺数的物理意义是什么? 答:雷诺数表示流体流动中惯性力与黏性力的对比关系,反映流体流动的湍动状态 6、层流与湍流的本质区别是什么? 答:层流与湍流的本质区别是层流没有径向脉动,湍流有径向脉动 7、流体在圆管内湍流流动时,在径向上从管壁到管中心可分为哪几个区域?

答:层流内层、过渡层和湍流气体三个区域。 8、流体在圆形直管中流动,若管径一定而流量增大一倍,则层流时能量损失时原来的多少倍?完全湍流时流体损失又是原来的多少倍? 答:层流时W f ∝u ,流量增大一倍能量损失是原来的2倍,完全湍流时Wf ∝u 2 ,流量增大一倍能量损失是原来的4倍。 9、圆形直管中,流量一定,设计时若将管径增加一倍,则层流时能量损失时原来的多少倍?完全湍流时流体损失又是原来的多少倍? 答: 10、如图所示,水槽液面恒定,管路中ab 及cd 两段的管径、长度及粗糙度均相同,试比较一下各量大小 11、用孔板流量计测量流体流量时,随流量的增加,孔板前后的压差值将如何变化?若改用转子流量计,转子上下压差值又将如何变化? 答:孔板前后压力差Δp=p 1-p 2,流量越大,压差越大,转子流量计属于 截面式流量计,恒压差,压差不变。 12、区分留心泵的气缚与气蚀现象、扬程与升扬高度、工作点与设计点等概念 答:气缚:离心泵启动前未充液,泵壳内存有空气,由于空气密度远小于液体的密度,产生离心力很小,因而叶轮叶心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内,此时启动离心泵也不能输送液体。 气蚀:贮槽液面一定,离心泵安装位置离液面越高,贮槽液面与泵入口处的压差越大,当安装高度达到一定值时,泵内最低压力降至输送温度下液体的饱和蒸汽压,液体在该处形成气泡,进入叶轮真空高压区后气

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