《化工原理》(第三版)复习思考题及解答
第0章绪论
1）广义地说，凡工业生产的关键环节是改变物质组成，这类生产便归属化工生产范畴。
2）为了便于管理及技术交流，很多行业从化工中划分出去，但它们仍属“化工大家族”中的一员。这些行业有石油化工，塑料工业，制药工业，硅酸盐工业……
3）生产工艺学是研究某一化工产品生产全过程的学科。
4）化学工程是研究化工生产中共性问题的学科。
5）化工生产中虽然化学反应是核心，但前、后对物料的处理大都为物理加工过程。这些对物料的物理加工过程称为单元操作。
6）介绍主要单元操作的原理、方法及设备的课程叫化工原理。
7）物理量=数×单位。
8）基本单位：长度m,质量kg ,时间s。（答：m，kg，s）
9）导出单位：力N,功或能J ,功率W,压强Pa。
10) 有的单位前面有“字首” ，这些字首的意思是：k 103,c 10-2 ,m 10-3,μ 10-6。
11）查得30℃水的粘度--μ×105 /Pa·S为80.12,表明μ=80.12×10-5Pa.s。
12）量纲是普遍化单位。如长度单位有m，cm，mm，km 等，其量纲为L 。
13）物料衡算是对一定的时间间隔、一定的空间范围（控制体）而言的。
14）总的物料衡算式为∑M i－∑M o= M a ，各种M的单位均为质量单位，如kg。
15）若无化学反应，对任一组分j，物料衡算式为∑M i，j-∑M o，j= M a，j
16）若进、出控制体的物料均为连续流股，各流股的质量流量均恒定，∑M i=∑M o,控制体内任一位置物料的所有参量—如温度、压强、组成、流速等都不随时间而改变，则该控制体处于定态或称定常态或稳定态过程。
17）流体粘度的单位换算关系是：cP（厘泊）=0.001Pa·S，则3.5 cP=3.5×10-3Pa·S ,0.005 Pa·S = 5.0 cP 。【分析】3.5cP=3.5cP ×（0.001Pa.S/1cP）=3.5×10-3Pa.S
0.005 Pa.S=0.005 Pa.S×(1cP/ 0.001Pa.S)=5.0cP
式中（0.001Pa.S/1cP及(1cP/ 0.001Pa.S)称为“转换因子”，用于物理量的单位转换。
18）任一物理方程式中各物理量必然单位和谐。以离心泵的扬程、流量关系为例，若He=36-0.02V2(单位He— m ，V-- m3/h),则式中36的单位是m ,0.02单位是m/(m3/h2)。
19）某管路特性方程为He’=8.0+8.07×105V2(式中He’—m ，V—m3/s)当以V’[m3/h]替代V，则该公式改为He’=8.0+0.06227(V’)2。
[分析] 因为1[m3/h]=（1/3600）[m3/h]，所以He’=8.0+8.07×105[V’×（1/3600）]2=8.0+0.06227(V’)2
20）圆球固体颗粒在流体中作自由重力沉降，在stokes区的沉降速度计算式为u t=g dp2（ρs-ρ）/(18μ)。式中u t—沉降速度，m/s,g—重力加速度，g=9.81m/s2,dp—颗粒直径，m ；ρs—颗粒密度，㎏/m3；μ—流体粘度，Pa·S。当以u t’[cm/s],μ’[cP]分别替代u t与μ，则该公式为
u t’=10-5 g dp2（ρs-ρ）/(18μ’)。
分析：u t=100u t’，cm/s], μ=1000μ’，所以：u t’=10-5 g dp2（ρs-ρ）/(18μ’)
第一章流体流动
1）温度升高，液体粘度下降，气体粘度增大。
2）流体的粘度可通过流体粘性定律τ=μ(dv/dy)=μ(ΔV/Δy)[N/m2](y的取向：令dv/dy为正）求得。试分析下列情况的τ值。图中A为薄平板或圆筒面的面积（m2)。（答：F/A, G.sinα/A, G/(πDH)）
3）理想流体是μ=0，∑h f=0，△V=0的流体。
4）2.04ml 某液体的质量为2.10g，其密度为1029kg/m3。（答：1029）
5）1atm=1.013×105 Pa=760mmHg=10.33mH2O
1at=1 kgf/cm2=9.81×104Pa=735.6mmHg=10mmH2O
6) 外界大气压是753mmHg（绝压）某容器内气体的真空度为7.34×104Pa，其绝压为2.70×104Pa,表压为
-7.34×104Pa 。
7）1.60at（绝压），35.0℃的N2(分子量M=28.0)的密度为1.72kg/m3（答：1.72）
【分析】根据题给的条件可按理想气体计算密度。ρ=pM/(RT),R=8314J/(kmol.K),不要用T=273+t。
8) 水面压强p0=1atm，水深64m处的压强p=7.29×105Pa (p0,p皆为绝压) 。
9）如右图，U形压差计读数R=0.119m ,ρHg=13.6×103kg/m3, 不计两液面大气压P的差异。
10）修正压强p m= p＋ρgh。在重力场中静止的恒密度流体，只要流体是连通的，则处处流体的p m=常数。11）流体在圆管内流动，通常讲的“管流”指的是流体充满管内且流动。
【分析】如无说明，流体在管内的流动皆为管流。
12）Φ57×3.5mm的圆直钢管，管内充满流动的水，则水的流动截面积A=1.96×10-3m2。
【分析】Φ57×3.5mm，表示钢管外直径为57mm，管子壁厚为3.5mm，其内径为50mm。
13）ρ=940 kg/m3的液体，以8.60m3/h的流量流过12）题的管内，其平均流速u=1.22m/s,质量流速G=1146(kg/s·m) （答：1.22，1146）
14) 水在Φ60×3mm钢管内流过，流量V=2.75×10-3m3/h，水的粘度μ=1.005cP,则Re=6.45×104，流型为湍流。
【分析】Re=duρ/μ,当流体流过管内，Re=4Vρ/(πdμ)。前者出现u，后者出现V，此题用后者算比较好。
15）圆直管内流体层流的点流速分布侧型为抛物线,令管子内半径为R,轴心线处点流速为νmax，，则任一点与轴心线距离为r处的点流速ν=νmax [1-(r/R)2]。且平均流速u=1/2νmax。
16）流体在圆、直管内湍流的点流速分布规律ν=νmax (1-r/R)n,常见的n值为1/7 。
17）均匀流遇到与其流线平行的静止固体壁面时，与壁面接触的流层质点被固体吸着而流速降为零，流体与壁面间没有摩擦发生，这叫无滑动现象。由于流体有粘性，受壁面影响而流速降为零的流体层逐渐增厚。若均匀流流速为u0，则，ν<0.99 u0的减速部分称为边界层。
18)湍流边界层紧邻壁面处存在着层流内层。
19）均匀流体流入圆管内，随着流进圆管内距离的增加，边界层不断增大的管段称为进口段,在边界层厚
度达到管内半径以后的管段称为稳定段,管流的Re及流速侧型都是指稳定段而言的。
20）u2/2 表示每_稳定段kg流体具有的机械能，u2/（2g）表示每N流体具有的机械能。
21）流体从1截面流至2截面的过程中，由于流体有_______ ,导致部分流体机械能转变为内能，每kg 流体由此损耗的机械能以________表示。
22）某液体，ρ=880 kg/m3，μ=24 cP，在Φ57×3mm圆直管内流过，流速u=0.802m/s,则流过20m管子的阻力为5.38J/kg。
【分析】Re=duρ/μ=0.051×0.802×880/(240×0.001)=1500,层流，层流阻力可按海根.泊稷叶公式计算。∑h f=32μul/(ρd2)=32×24×0.001×0.802×20/(880×0.0512)=5.38 J/kg
23）流体在一圆直管内流动，Re=700，若流量加倍，对同一管段来说，阻力消耗的功率为原来的4倍。（答：4）
【分析】原来是层流，流量加倍后，Re=1400，仍属层流。层流：N=∑h f.(Vρ)[w],所以N’/N=(∑h f’/∑h f)(V’/V)=(u’/u)2=22=4
24）量纲分析法是一种指导实验的方法。其依据是任一物理方程必然量纲和谐。通过量纲分析，可把物理量间一般不定函数式转变成特征数间一般不定函数式。根据∏定理，“特征数”数=“物理量”数－“基本量纲”数。
25）量纲分析法的好处是：①减少变量，大大减轻实验工作量。②在满足流体各物性值均为恒值的条件下，通过实验得到的特征数间的定量关系式可推广应用于其它工质及其它几何相似的不同尺寸的设备。26）雷诺数表示惯性力与粘性力之比。
27）由量纲分析法指导实验得到的公式是一种半理论半经验公式。
28）工业上常用的粗糙管有水煤气管，无缝钢管，铸铁管。
29）工业上常用的光滑管有玻璃管，塑料管，黄铜管。
30）计算直管沿程阻力的范宁公式为∑h f=λ(l/d)u2/2 J/kg。
31）在湍流区（包括过渡流区），当ε/d一定，随Re增大，λ值先下降，然后达到常数。λ=常数的区域称为阻力平方或高度湍流区。
32）在高度湍流区摩擦系数λ取决于ε/d,与Re无关。若流体在某粗糙管内高度湍流，当流量加倍，对同一直管段来说，阻力将增至原来的4倍。（答：ε/d，Re，4）
33）在湍流区（包括过渡流区），当Re一定，随着ε/d减小，λ值减少。ε/d的极限为光滑管。光滑管，当Re=3000，λ=0.3164/Re0.25，此公式称为布拉修斯公式。
34）流体流过弯头，三通，阀门等的阻力称为局部阻力。局部阻力总伴随着边界层分离现象。计算局部阻力的公式有两种，即h f =ζu2 /2 J/kg 及h f =λ（le/d）u2 /2 J/kg。
35）通过管道，将地面管内的水输到敞口水塔水面上方。已知出水口距地面高20m，水流速1.20m/s，管长及局部阻力当量管长l+∑le 为40m，管内径38mm，摩擦系数λ=0.028输入端管内的表压p1 =2.216at。【分析】p1/1000=(9.81×20)+(0.028×40/0.038) ×(1.20)2/2
所以，p1=2.174×105 Pa(表压)=2.216 at（表压）
36）水由A水库通过长管道流入B水库，如下图所示管内径为d1，输入量为V1。现欲加大流量，要求V2=2.4V1，设管长不变，布拉修斯公式可用，局部阻力不计，采用增大管内径方法解决，则d2/d1 =1.38。
【分析】EＡ－ＥＢ＝∑h f（Ｅ通常表示每千克流体的总机械能。）
因前后情况EＡ和ＥＢ都没有改变，故∑h f，１＝∑h f，２，
∑h f＝８λｌV２／（π２ｄ５）＝８×０.３１６４ｌV２／｛［４Vρ／πｄμ］０．２５
π２ｄ５｝∝（V１.７５／ｄ４．７５）
V １
１.７５
／ｄ１
４．７５
＝V ２
１.７５
／ｄ２
４．７５
所以d 2/d 1=（V 2/V 1）(1.75/4.75)=1.38
37）如下图所示，水由A-A 截面经向上倾斜异径管流至B-B 截面。A 、B 截面处均流线平行，由A 、B 截面到U 形管的连接管内及U 形压差计内指示液上方均为与管内相同的水。已知R=68mm ，则 p m,A －p m,B =8.405×103Pa 。
【分析】在重力场中流体恒密度条件下，静止流体的Pm 为恒值，由此可导出下式： p m,A －p m,B = p m,3 －p m,4= p 3 －p 4 =（ρHg -ρ
）gR=（13.6-1）×103×9.81×0.068
=8.405×103Pa
38）承37题，若流量不变把管子水平放置，则会发生如下变化：( p m,A －p m,B ) 不变
读R 不变,(p A -p B ) 减小。 【分析】 根据
()31144453e e 131 4.33/A V ,E P E V 1l 1l V18.14m /h 41.3m E e m h
hf H -==???→↑→↑???→↓→↓→↓→↓
+∑-+∑??=??=??
∑经验恒定
，阀门开大（）=30/20=22,,//2/m A A m B B f
p u p u h ρρ+=++∑，
f
h
∑与管子倾斜角度无关，所以 （
,m A p -,m B p ）不
变，亦即R 不变。
,m A p -,m B p =()()A A B B p gz p gz ρρ+-+=常量
()A B B A p p g z z ρ-=-常量+
当管子由倾斜向上改为水平，()B
A z z -减小，（A
B p p -）减小。
39)三根内径相同的直管，管内水流量相同，两侧压点的距离相同，但管子安装方向不同，一根水平，一根倾斜向上，一根倾斜向下，如下图所示，则 R 1 ，R 2， R 3 的关系是123R R R ==,△p 1、△p 2、△p 3 的
关系是2
13p p p >> 。
【分析】,1
,2,3m m m p p p == ，123R R R ∴==
()A B B A p p g z z ρ-=+- 常量，213p p p ∴>>
40）某套管，外管内直径为d 2，内管外直径为d 1，此套管的当量直径d e = d 2－d 1。 41）有时把流体流过一段管路的阻力
f
h ∑改用摩擦压降
f
p ?-形式表示，二者关系是
/f
f h
p ρ=-∑ 。
42）水以s m /2.1流速从圆直等径管内流过，摩擦系数λ=0.026，则紧邻管壁处流体剪应力w τ=
4.68N/m 2，在r/R=0.50（R 为管半径）处的剪应力τ=2.34N/m 2。 【分析】①2,1,2,2(/)m m f m p p h p l d u ρρ
ρλ+=+∑ /=///2
2,1,2()/m m p p d l u λρ∴-=?/2
②参看右图，沿管轴线向作1长管段的力的衡算：
()()()2212/4/4sin w d p p d l g dl ππρατπ--=?
其
中
，
s i n l α=
21
z z -，可整理得
,1,2()/4m m w p p d l τ∴-=
③因此，()2
221.2/8 4.68/w u N m τλρ=??=3/8=0.02610 ④无论层流或湍流的管流，剪应力τ
均与该流层距轴心线的距离r 成正比，故
()2/ 4.680.5 2.34/w r R N m ττ==?=
43）如右图所示，
A d >>
B d 。当水流向为 A B ，U
形压差计读数为R 1。当流向为 B A ，读数为
R 2。两者流量相同，均不计AB 段直管阻力，只计截面突变阻力，则
1
R >
2
R 。
【分析】当d A >>d B ,由A →B ，ζ=0.5，由B →A ，ζ=1，局部阻力均按ζu A 2/2计。 A →B ：
222
/2/20.5/2A A B B B p u p u u ρρ+=++//
()22
/ 1.5/2/2A B B
A p p u u ρ∴-=-
B →A ：
222
/2/2/2B B A A B p u p u u ρρ+=++//
∴(p B -p A )/ρ= u A 2
/2
44）45℃的水蒸汽压P V =9.586kPa ，P O =1atm ，u 2=0.60,
5.1,/2m H s m gH o o =则如图所示的能正常
虹吸操作的
max
H =8.81m （计算
max
H 时可忽略阻力）。
【分析】233.25/u m s u ===虹吸管正常操作应该管内的水不汽化。令P 3=P v
时的
H
为
H max ，排
1-3
截面的伯努利方程，得：
5
1.013
10/1000
?＝m
H H 81.82
/)25.3(1000/10586.981.9m ax 23m ax =∴+?+
45）两管并联，管1的管长（包括局部阻力的当量管长）、管内径及摩擦系数为1l 、1d 和1λ，管2的相
应值为
2l 、2d 和2λ，则流量比=21V V
46）转子流量计对某种流体的操作特性是恒流速、恒压降，现有一转子流量计，转子密度
3
/2800m k g f =ρ，其刻度是按
20℃的水标定的。当用于3
1/840m kg =ρ的流体，读得刻
度为
则实际流量是,/80.33
h m 4.33h m /3。 【分析】V 1=V
34.33/m h ==
47）以孔板流量计测量某液体流量，用U 形压差计作为测压仪器。若流量加倍且流量改变前后孔流系数C 0为不变的常数，则加大流量后U 形压差计读数R '为原流量时读数R 的4倍。（答：4）
48）以下是两道判断题。在分析=时，可用E 表示某截面每kg 液体的总机械能，可略去液体动能。各水槽液位假设不变。
①当阀A 关小，P 3升高，P 4降低。 [分析]
,13
f h
-
∑,42
h
-∑
②原来A ，B 阀均部分开启，当A 阀开大，B 阀不变，则V 增大，P 4下降，V 3减少。
[分析]114
4453A V ,
E P E V E hf -???
→↑→↑???→↓→↓→↓→↓∑经验
恒定
阀门开大
第二章 流体输送机械
1） 流体输送机械依结构及运行方式不同，可分为4种类型，即离心式、往复式、旋转式及流体作用式。 2） 离心泵均采用后弯叶片，其泵壳侧形为蜗壳形，引水道渐扩，是为了使流体动能转化为静压能。 3） 离心泵的三条特性曲线是He~V ，Na~V 和η~V 曲线。这些曲线是一定的流体工质和一定转速条件下，由实验测得的。
4） 离心泵铭牌上写的参量是η
max 时的参量。
5） 离心泵启动前要盘车、灌液，灌液是为了防止气缚现象发生。
6） 离心泵停泵要前先关小出口阀，以避免发生易损坏阀门和管道的水锤现象。
7） 离心泵在长期正常操作后虽工作条件未变，却发生气蚀，其原因一般是汲入管内壁因污垢沉积造成流体流动阻力增加。
8） 液体容器绕中心轴等角速度ω旋转，如附图所示。液面任一点高度z 与该点对轴心线的距离r 之间的数量关系是z=ω2r 2/2g 。
【分析】旋转液体中任一点都满足的方程是：p+ρgz-ρω2r 2/2=常量c ，如图，取o 点为柱坐标原点，在o 点处，r=0，z=0，p=p 0，所以c= p 0，于是，上式可改成p+ρgz-ρω2r 2/2= p 0，在液面上，p=p 0，即ρgz=ρω2r 2/2，则z=ω2r 2/2g
9） 如下图，用离心泵将水由水槽输入塔内，塔内压强p 2=0.2at （表压），汲入及压出管总长及局部阻力当量管长1+∑l e =20mm ，摩擦系数λ=0.024，则输送每N 水所需的外加功H e ’与流量V 的数量关系式为H e ’=10.24+4.06×106V 2。 【分析】排1-2
截面间伯努利方程：H e ’=
2
2025
8(1)le p p H V g gd λρπ+-++∑=
42
6225
0.29.811080.024248.210.2 4.061010009.819.81(0.025)
V V π????++=+?? 式中单位：H e ’—m ，V —m 3/s
10）承9）题，H e ’表示在9）题条件下，为实现水流量为V[m 3/s]的输送，1[N]水必须得到的外加机械能[J]。
9）题导出的H e ~V 关系又称为管路特性曲线。设λH e ’=H 0+KV 2。 11）承9）题的管路特性方程可改写成H e ’=10.2+0.313V 2[m]（式中：V —m 3/h ）。如选用的泵的“H e ~V”关系可表达为H e =42－0.01V 2[m]，则工作点为V=9.92m 3/h,He=41m 。 【分析】泵：He=42－0.01V 2，H e ’=10.2+0.313V 2 令He= H e ’，得V=9.92m 3/h ，He=41m 注意：V 的单位只能统一才能联立求解。
12）承11）题，若略关小出口阀，使1+∑l e =30m ，设λ不变，则新工作点为V 1=8.14m 3/h ，H e ，1=41.3m 。 【分析】出口阀关小后，与原来的相比，()e e 11l 1l +∑-
+∑（）=30/20=1.5，所以K 1=1.5K=1.5?0.313=0.47，新的管路特性方程为210.20.47V e H '
=+
{
2
420.01V 10.20.47V e e H H =-'=+泵：管路：，令e
H =e H '，所以{ V 1=8.14m 3/h ，H e
，1
=41.3m
13）承12）题，已知在出口阀关小后V 1=8.14 m 3/h 时泵的效率η=0.62，与原来的V=9.92m 3/h 相比，因关小阀而多消耗在阀上的轴功率ΔN a =372W 。
【分析】参照附图，当阀关小V 1=8.14m 3/h 时，若按原来的管路特性曲线计，只需
e H '=10.2+0.313?(8.14)2=30.9m ，但因阀关小增加阀的阻力，实际H e,1=41.3m ，所以因阀关小而多耗的轴
功率
()()()()()32232
2g max 1v 21T f /(41.330.9)8.14109.81/36000.62372//8.14/9.920.822420.01(/2) 6.20.0854/H p p /g h H 0 2.4 3.3 5.7mu /2V ,H /a e e f N H V g W
n n V V V H V m V m h H KV ρηρρρ?=??=-????='''===-=+-='''
=--?=--=-∑∑，汲允-3/(41.330.9)8.1410a e N H V g ρη?=??=-
??()9.81/36000.62372W
??=
14）承13）题，若管路及阀门开启度均保持原来情况不变，用减小泵转速的方法使流量降至8.14m 3/h ，则调节后的转速与原转速之比n ’/n=0.82。
【分析】//8.14/9.920.82n n V V ''===
15）已知单台离心泵的性能为H e =42－0.01V 2（V —m 3/h ），则两台相同的上述的泵串联或并联，其综合的性能分别为H e ，串=()2
2420.01V -，H
e ，并
=2420.01(/2)V
-。
16）如图，当泵出口阀全开，V=25 m 3/h 时管路阻力∑H f =53.4mH 2O ，则阀全开时的管路特性方程为
()236.20.0854/e H V m V m h '=+-。
【分析】阀全开，2f
H
KV =∑，即
53.4=K(25)2，所以K=0.0854m/(3
/m
h )2故阀全开时管路特性方
程为()236.20.0854/e H V m V m h '
=+-
17）单项选择题：离心泵的安装高度与D 。
（A ）泵的结构无关 （B ）液量流量无关 （C ）汲入管阻力无关 （D ）液体密度有关
【分析】当离心泵从低位液槽汲液，液槽的液面压强为P 1（绝压），该液体在工作温度下的蒸汽压为P v ，则泵的最大安装高度为
()()g max 1v f H p p /g h H ρ=--?∑，汲允-
其中允许汽蚀余量h ?允与泵的类型，尺寸，转速，流量有关。
18）某离心泵在高原使用，外界大气压p 0=8.6 mH 2O （绝压），输15℃的水，水的蒸汽压p V =1.707kPa 。由工作点查得Δh 允=3.5m ，可算得汲入管阻力为2.3 mH 2O ，则最大安装高度为2.63m 。 【分析】()()g max
0v f H p /g p /g h H ρρ=--?∑，汲允-
()38.6 1.70710/10009.81 3.5 2.3 2.63m =-??--=
19）以离心泵由A 槽把饱和液体输至B 槽。要求流量为16 m 3/h 。查得该泵在该流量时 Δh 允=2.4m ，可算得汲入管阻力为3.3m 。可判断此泵在该流量时不会发生气蚀。 【分析】饱和液体，即工作温度下液体的蒸汽压pv 等于外压p1，于是
()()g max 1v f H p p /g h H 0 2.4 3.3 5.7m ρ=--?=--=-∑，汲允-从附图见，g H =-8m ，因此
g H 20）使用离心泵从此泵的位置更低的液槽汲液，不应在汲入管上装阀以调节流量，原因是当阀关小时会造成气蚀。 21）往复泵属于正位移类型的流体输送机械，常用于流量小，压头大的场合。在固定操作条件下，通过泵体的液体流量是恒定的。当需要调节流量时，不能用调节出口阀的办法，只能用调节旁路阀门方法解决。 22）在风机样本中，离心式风机的性能曲线是在一定转速下，规定进口气体密度ρ=1.2kg/m 3条件下测得的。性能曲线共有4条，即H T ~V ,H 静~V ,N a ~V ,η~V 曲线。 23）若以下标“1”、“2”表示风机的进、出口截面，风机全风压H T 为按风机进口截面处气体密度计的每立方米气体流过风机所提高的机械能，J/m 3或Pa 。 24）在全风压中，往往略去位能项。 25）若风机操作时进风口压强为p 1，出风口压强为p 2（全为绝压），进风口气体密度为ρ1，出风口气速为u 2，则风机的静压强H 静= P 2-P 1，出口动能为2 21 u /2ρ。 26）若风机在工作时进风口气体密度为ρ， ，按此密度计的风机流量为V ， ，实测得风机全风压为' T H ,为了从风机样本中选择风机型号，须做参量转换。转换关系为：V 样本= V ， ,（H T ）样本/1.2=' T H / ρ， 。 第三章 颗粒流体力学与机械分离 1) 正圆柱体颗粒，高h=2mm ，底圆直径d=2mm ，其等体积当量直径d e,v =2.29mm,形状系数Ψ=0.874。 2) 对某号筛，穿过筛孔的颗粒质量称为筛过量，留在该号筛面上的称为筛余量。 3) 某颗粒群，依颗粒大小的差异，可粗分为三部分，其平均粒径d p,i 为1.08，1.52及2.24mm 的部分的质 量分数x i 相应为0.31，0.55及0.14，设所有颗粒形状系数相同，则按比表面积相等原则算出的颗粒群的平均粒径为1.41mm 。（答：1.41） [分析] ,1/(/)m i p i d x d =∑ 4) 由固体颗粒堆积成的固定床，其空隙率ε= (床层体积-颗粒体积)/床层体积。 5) 对于颗粒乱堆的固定床，若颗粒足够小，可认为床层各向同性，即床层内处处ε值相等，且床层内任 一平截面上空隙面积与界面总面积之比（自由截面率）在数值上等于ε。 6) 当流体通过多孔介质，或称流体对固定床的渗流，当雷诺数Re ’<2，流动阻力属粘性阻力时可用柯士 尼公示计算流动阻力，该公式可表达为-Δp m =A μ，u ，L Pa 。（式中A 为固定床的结构参量，对一定的固定床，A 为常量） 7) 当流体通过多孔介质，在更宽的雷诺数范围内，亦即流动阻力可包含粘性阻力及涡流阻力时，可用欧 根公式计算流动阻力。该公式可表示为-Δp m /L=A μ，u +B ρ, u 2Pa.(式中A,B 为固定床的不同的结构参量，对一定的固定床，A,B 均为常量) 。 8) 为了固、液分离，常用的机械分离方法是过滤和沉降。 9) 过滤是以过滤介质（如滤布，滤网）截留悬浮在流体中的固体颗粒的操作。滤饼过滤是指过滤过程中 在过滤介质上形成滤饼的操作。滤饼在过程中起过滤介质作用。在常见的用于固液分离的恒压差滤饼过滤中，随着过滤时间τ的延长，滤饼厚度L 增加,过滤阻力（滤液流过滤布及滤饼的阻力）减小，滤液流率τd dv /_________。（v 是通过滤布的液量累积量），这是个非定态过程。 10) 若过滤面积为Am 2,经过一段时间的过滤后，得滤液量Vm 3,同时生成厚度为Lm 的滤饼，滤饼空隙率为 ε，固体颗粒的密度为p ρ㎏/m 3，即可判断截留的固体质量为(1)p LA ερ-㎏，与之对应的液体体积为V LA ε+m 3。当过滤前悬浮液的浓度以Φ㎏固/m 3清夜表示，则Φ=(1)/()P LA V LA ερε-+。 11) 推导液体流过滤饼（固定床）的过滤基本方程式的基本假设是：液体在多孔介质中流型属层流，依据 的公式是柯士尼公式。 12) 在过滤速率方程中，对于液体流过过滤介质的阻力的处理方法是，按等阻力原则将其折合成一层虚拟 的厚度为L e 的附加滤饼层，该虚拟滤饼层的结构与操作中生成的滤饼的相同。当过滤面积为A ，则滤布阻力可用L e 或q e 表示，L e 是与生成AL e 滤饼层相应的滤液量，q e 是对单位过滤面积生成L e 厚的滤饼所对应的滤液量。 13) 以叶滤机恒压过滤某悬浮液，已知过滤时间τ1=5min ，单位过滤面积通过滤液量q 1=0.112m 3/m 2,滤饼厚 度L 1=2.0mm ，当过滤累积时间τ2=10min ，累积的q 2=0.162 m 3/m 2,则过滤总共时间τ3=25min 时，滤饼厚度L 3=4.66mm 。 [分析]恒压过滤，通式为2 2e q qq K τ+=，代入1τ，2τ两时刻的值，得 2 2 (0.112)20.1125(0.162)20.16210e e q K q K ??+?=?????+?=???? ? 两式联立，解得322.9310/min K m -=?, 3329.3210/m e q m -=? 对于2 3333 3,29.3210 2.931025q q τ--+??=?? 3230.261/q m m ∴= ∵L ∝q ，∴3131/ 2.00.261/0.112 4.66L L q q mm ==?= 14) 承13）题，若过滤25min 便停止过滤，则过滤终了时的瞬时过滤速率dq/dτ=5.42 ?10-3m 3/(min· m 2)。 [分析] 3 33232.9310 5.4210/min 2()2(0.2619.3210) q e d K m m d q q τ---?===??++? 15) 承14）题，若过滤停止后，即洗涤滤饼，洗涤液与滤液粘度相同，洗涤压差与过滤压差相同，洗涤液 量为总滤液量的0.12，则洗涤时间τW =5.78min 。 [分析]对叶滤机，当w ,,,m w m E p p μμ=-?=-?，则 3(/)(/),0.120.261/(5.4210) 5.78min w E w dq d dq d τττ-=∴=??= 16) 一个过滤周期包含着过滤、滤饼洗涤及清理三个阶段，三段操作时间依次为τF ，τW 和τR 三者之和为∑τ， 其中过滤阶段得滤液量v ，则过滤机得生产能力G=_______m 3/s.若为恒压过滤且过滤介质阻力不计，洗涤时E m W m W P P ,,,?=?=μμ,则当τR =______时，生产能力最大。（答：/,F W ντττ+ ∑） 17) 在一台板框压滤机中滤框有一种结构类型，滤板有二种结构类型。 18) 某板框压滤机对某料浆进行恒压过滤，滤饼充满滤框需22min ，现框数加一倍，操作压力及物性不变， 则滤饼充满滤框的时间是B min 。 （A ） 11 （B ）22 （C ）33 （D ）44 19) 板框压滤机，若滤饼洗涤时，E m W m W P P ,,,?=?=μμ，则(/dV d τ)w =1/4 (/dV d τ)E 。 20) 以板框压滤机恒压过滤某悬浮液，若滤布阻力不计，悬浮液浓度不变，滤液粘度不变，仅是操作压差 增加一倍，已知滤饼的压缩性指数S=0.35，则对于同一V 值，增压后的滤液流率/dV d τ为原来的 1.57倍。 [分析] 21//[2()],2/()s e m o dV d KA V V K p r τμ-=+=?Φ 21) 板框压滤机恒压过滤某料浆，若料浆浓度Φ减小为原来的1/2，设滤布阻力可略，滤饼比阻系数及其 他操作条件不变，可略去滤饼中滤液量，则滤饼充满滤框的时间为原来条件下充满滤框时间的2倍。 [分析] /[(1)]p L q ρε=Φ-，滤饼充满框时，L=0.5框厚=定值，当Φ值减半，必然q 值加倍。 又，12/(s m o K p r μ-=?Φ，Φ值减半，则K 值加。由2 q K τ=即可判断，Φ减半，则τ加倍 22) 回转真空过滤机在滤布阻力不计条件下的生产能力3/s 。 23) 回转真空过滤机若增大转速，优点是增大生产能力，缺点是卸滤饼处因滤饼变薄，刮刀易损坏滤布。 24) 自由沉降是指颗粒在沉降过程中没有同其他颗粒碰撞，而且不受器壁与器底影响的沉降。 25) 重力自由沉降速度u t 是颗粒在重力场中，在流体中自由沉降且颗粒受到的重力、浮力与曳力平衡时的 恒定速度。 26) ρp =2600㎏/m 3,d p =0.120mm 的光滑圆球在20℃水中自由重力沉降速度u t =1.26m/s,水的μ=1.0cp. [分析]设颗粒沉降属斯托克区 2322() 9.81(0.12010)(26001000) 1.2610/18180.001 p s t gd u m s ρρμ ---??-= ==?? 校核320.12010 1.26101000Re, 1.5120.001 p t p d u ρ μ --????= ==<，计算有效 27) 以重力沉降室分离某悬浮系的固体颗粒，若要求大于某指定粒径的颗粒全部沉至器底，其处理能力与 设备的水平面积有关，与高度无关。 28) 某悬浮系水平流过一重力沉降室，设进沉降室时悬浮系中颗粒分布均匀。当悬浮系离开沉降室时粒径 为d p,c 的颗粒正好沉降至器底，此粒径颗粒的自由沉降速度为u t,c ,则d p t c u u 。 29) 评价旋风分离器的主要性能指标是粒级效率与压降。 30) 含尘气体通过旋风分离器收尘，为表示其性能，常用的术语“粒级效率”是对某指定粒径的颗粒的收尘 效率，“分割粒径d 50”是粒级效率为50%的颗粒粒径。 31) 据早期对旋风分离器的除尘机理研究，认为圆筒部分外旋流是唯一的除尘区，由此导出的“临界粒径 d c ”是能全部收下的颗粒中的最小粒径。 32) 在散式流化作中，流化床的压降Δp m 等于单位床层横截面积上悬浮颗粒的净重。流体空速增大，床层 高度增加，床层空隙率增加，压降不变。 33) 在聚式流化操作中，可能发生的不正常现象腾涌与沟流。 34) 起始流化速度由固定床的“压降～流速”曲线交点决定，带出速度为最大流化速度，即颗 粒的自由沉降速度。 第四章 传热及换热器 1）传热是以温度差为推动力的能量传递过程。 2）传热的基本方式有导热，对流传热，热辐射三种。 3）热冷流体热交换的类型有三种，即间壁式、直接接触式及蓄热式。 4）常见的加热剂有水蒸气、热水及矿物油等。常用的冷却剂有冷水、空气及冷冻盐水等。 5）对某换热设备，单位时间热冷流体间传递的热量称为传热热率或热负荷，常以Q 表示，单位为W 。单位时间、单位传热面积传递的热量称为传热通量,常以q 表示，单位是W/m 2。 6）某传热过程测得控制体内某一点位置的温度随时间而变，即可判断该传热过程为非定态过程。 7）定态、一维导热、傅里叶定律的表达式是dQ=/dA dt dn λ-??。 8）导热系数λ的单位是W/(m ·℃)。使用此单位时，普通碳钢、不锈钢、空气在常温、常压下的λ值分别为45、16、0.02。（答：W/(m ·℃)，45，16，0.02） 9）对于大多数物质，导热系数λ与温度t （℃）的关系为λt =(1)o at λ+。 10）温度升高金属的导热系数λ值减小，液体的λ值减小，空气的λ值增大。 11）面积A=0.05m 2，壁厚为3.0mm 的金属平壁，其导热系数λ=45W/(m·℃)。若壁的两侧面温度分别为104℃和103.6℃，则传热速率Q=300W 。 [分析] 3/45*0.050*(104103.6)/(3.0*10)300Q A t W λδ-=???=-= 12)Φ48×3.5mm 钢管外包以8mm 厚的保温层，保温层的导热系数λ=0.12W/(m·℃)，管内壁及保温层外侧温度分别为120℃及60℃，则每米管长的散热速率Q/L=157W/m 。 [分析] 13212322()2(12060)157/(1/)ln(/)(1/)ln(/)(1/45)ln(48/41)(1/0.12)ln(64/48) t t Q W m L d d d d ππλλ--===++13）对流给热共分为四种类型即强制对流、自然对流、液体沸腾和蒸汽冷凝给热。 14）对于无相变的对流给热，以特征数表示的一般函数式为Nu=f(Re ，Gr ，Pr )。 15) Gr=3 2/gl t v β?，表示自然对流运动热过程的影响。 16）Pr=/p C μλ?,表示流体物性对给热过程的影响。 17）Nu=/l αλ,表示给热速率与相同条件下按导热计的导热速率之比。 18）水从Φ60×3.5mm 钢管内流过且被加热，已知水的Pr=4.32，Re=1.44×105,λ=0.634W/(m·℃)，则水对管壁的给热系数α=6.613×103W/(m·℃). [分析]当流体从圆直、等径管内流过，当Re>4000，属湍流，Pr ＞0.7，流体粘度不大于同温度水的年度的二倍且管子的长，径比1/d>50（如无特殊说明，1/d 的条件都满足）的条件下可应用Dittus 和Boelter 公式。该公式Nu=0.023Re 0.8Pr n （n=0.4，当流体被加热，n=0.3，流体被冷却）。本题符合上述条件，且流体被加热，故 0.80.450.80.43 0.023(/)Re Pr 0.023(0.634/0.053)(1.4410)(4.32) 6.61310d αλ==?=? W/(m 2·℃) 19）承18题，若管子不变，水流速增加至原来的1.5倍，该物性数据不变，则α’=9.147×103W/(m 2·℃)。 [分析] 0.80.40.80.023(/)(/)Pr d du u αλρμ=∝ 0.830.83'('/) 6.61310 1.59.14710u u αα∴==??=? W/(m 2·℃) 20）承19题，若水流量不变，改用Φ68×3mm 钢管，物性数据不变，则α’’=4.986×103W/(m 2·℃). [分析] 0.80.4 1.8 410.023()Pr d v d d λραπμ=∝（） 1.83 1.83''(/'') 6.61310(53/62) 4.98610d d αα==?=? W/(m 2·℃) 21）某流体经过一直管后流入同一内径的弯管，则α弯>α直的原因是在弯管内流体有附加扰流。 22）某金属导线，直径0.50mm ，电阻0.16欧姆/m ，通过1.6安培电流。导线发热速率Q=I 2R[W]。导线外包绝热层，厚0.8mm ，其λ=0.16 w/(m·℃)。外围是20℃的空气，空气α=12 W/(m·℃).。过程定态。则金属线与绝热层间界面温度为25.8℃。 [分析]这是有内热源的导热与对流给热串联传热的问题。令导热直径为d 1，绝热层外直径为d 2，导线外侧温度为t 1，绝热层外侧温度为t 2，大气温度为t o ，可建立如下传热速率式： 1222021201012 2221122() ()() ln(/) 1111ln 22L t t Q d L t t d d t t t t t t d d ln d L L d L d d L πλαπαππλπλαπ-= =----=== + 即2 20 3 1.6 0.161 2.101 ln 20.160.5012 2.110t t ππ--?= + ??? ∴t 1=25.8℃ 23)某蒸汽管外包有厚度为δ的绝热材料。现将该保温层划分成厚度为δ/2的内外两层，略去保温层导热系数λ值随温度的变化，则内保温层热阻大于外包保温层热阻。 [分析] ,,(/2)()/m m t Q A A δλδλ?= +外内（2）() 因A m,内 24）某钢管外壁温度高于外界空气温度，为减少散热，拟在管外包厚度均为δ的两层保温层。现有导热系数分别为λ1和λ2的两种绝热材料，λ2>λ1则把λ1的绝热材料包在内层的保温效果好。 25）某小口径钢管，外半径为r 1，外壁温度为T ，外界空气温度为t 0，空气给热系数为α。T>t 0,为减小散热，拟在管外包导热系数为λ的保温层，保温层厚δ，保温层外半径为r 2。设T 、λ均为恒值。在实践中发现，单位管长散热速率Q/L 随δ的增大出现先升后降的现象，如附图所示，Q/L 最大时的δ为临界保温层厚δc ，可推得，Q/L 最大时保温层外半径 r 2，c =/λα。 [分析] 212/1 1 ln 22Q L r r r πλπα= + 总热阻R 可见，随r 2增大，保温层的热阻增大，而空气的给热热阻减小，二者对Q/L 的影响相反。可通过R 对r 2极值以求出r 2，c 令 22212dR 11 0,(ln )022r d dr dr r r πγπα =+=即 得222,2,2,2,2,11111 )()022/c c c c c r r r r r ππαλαλα +-==∴=即 此极限是极大还是极小值，须以二阶导数判定。 22223 2222221112()2222d R d dr dr r r r r πλπαπλπα-=-=+ 当 2./c r λα=，则22 2.23202r c d R dr απλ =>丨，即当c δδ=时，R 为极小亦即Q/L 为极大。 26）大容器内液体沸腾给热随液体过热度△t （即加热壁壁温t w 与液体饱和温度t s 之差）增加，可向后出现自然对流、泡核沸腾及膜状沸腾给热三种状况。正常操作应在泡核沸腾给热状况。 27）承26题，膜状沸腾给热状况是不允许发生的，若发生则属生产事故，故正常操作的过热度必须严控在临界过热度以下。 28) 液体沸腾的必要条件是液体过热和有汽化核心。 29）蒸汽冷凝分膜状与滴状冷凝两种类型。对于同一蒸汽同一冷凝温度t s ，滴状冷凝α值常取为_________ W/(m·℃). （答：大、膜、10000） 30）水蒸汽冷凝，若水蒸汽中混有1%的空气（不凝性气体），其α值会比纯水蒸汽α值下降60%。 31）蒸汽膜状冷凝凝液在壁面层流流下，若蒸汽饱和温度与壁温之差（t s —t w ）增大，则α值减小。 [分析] 1 2341.13[ ]() s w g r L t t ρλαμ=-，此公式不必记，但α与()s w t t -得关系应知道 32) 靠自然抽风的烟囱，在烟囱内烟气与烟囱壁间的给热是自然对流还是强制对流给热？答：强制对流给 热。（答：强制对流给热） 33) 黑体是吸收率a=1的物体。黑体的辐射能力E b =C 0(T/100)4 W/m 2,其中C 0是黑体的辐射系数，其值为 5.67W/(m 2·K 4). 34) 某种物体在某温度下对任一波长的单色辐射能力与同温同一波长的黑体单色辐射能力之比E λ/E bλ=ε, 若ε值不随波长而变，该物体称为灰体，ε称为该物体的黑度。 35) 空间有面积分别为A 1及A 2的两平面，其间相对位置是任意的。角系数?12表示黑体或灰体的A 1平面 发出的辐射能中到大A 2的平面的分率。 A 1?12=A 2?21。 36) 两灰体为透热体，则由1面至2面的净辐射传热速率Q 12=C 0·εs [ ][W]。式中εs 为系统黑度。对于很 大的物体2包住凸面物体1，则上式中εs = 。（答：441121 21,[(/100)(/100)],A T T ?ε-） 37) 设有温度分别为T A 和T B 两平行平面，T A >T B ,为减少辐射传热，在两平板间设置几块平行遮热板，所 有板的黑度相等，各板面积相同，间距很小，则设置遮热板后的辐射传热速率为未装遮热板时1/(n+1)。 [分析]两平行板间：4412120[()()]100100s T T q c ε-=?- 本题条件下，11 2 1 1 [ 1]s εεε-=+ -=常数 未装遮热板 440[()()]100100 A B A B s T T q c ε-=?- 装遮热板后 44110[()()]100100A A s T T q c ε-=?- 4412120[()()]100100 s T T q c ε-=?- ……… 440[()()]100100 n B n B s T T Q c ε-=?- ∵ 1121......(1)A nB A A B q q q n q q ----+++=+= ∴ 1/(1)A A B q q n --=+ 38) 用热电偶测量某管道内流动气体的温度。由仪表中读得热电偶温度为780℃ 。热电偶的黑度为0.06，输气管管壁温度为600℃ 。气体的给热系数为65W/(m 2.℃ )若把热电偶温度视为气体温度，按绝对温度计算的相对误差是-24.4%。减小测温误差的方法有热电偶外装遮热罩及减少输气管的散热速率等。 [分析]管内传热情况为：?? ?→???→给热辐射 气体热电偶管壁。在过程定态，即热电偶温度恒定条件下，令气体、热电偶及管壁温度分别为Tg ，T1，Tw ，热电偶的黑度为 1ε，则下士成立： 441g 10[()()]100100 w T T c αε-1（T -T ）= 即44g 273.2780273.2600 65[()()]100 100 ++-T -(273.2+780)]=0.60*5.67[ ∴T g =1392.9K=1120℃ 故测温相对误差=（780+273.2-1392.9）、1392.9=-24.4% 39) 常见的间壁式换热器有以下类型：套管式，列管式及螺旋板式等。 40) 用套管换热器以冷水使饱和甲苯蒸汽冷凝为饱和液体。甲苯走环隙，温度T=100℃ ，流量W h =2200kg/h ，其冷凝潜热r h =363kJ/h ，冷凝水走内管内，进出口水温分别是t 1=15℃ ，t 2=43℃ ，水的比热Cp.c=4.174kJ/(kg.℃ )。则该换热器的热负荷Q=7.986×105kJ/h,平均传热温差△t m =70.07℃ 。 [分析]Q=W h ×r h =2200×363=7.986×105 kJ/h 又Q=Wc ·C p ，c （t 1-t 2）即7.986×105=Wc ×4.174（43-15） 所以Wc=6.833×103kg/h 因为△t 1=100-15=85℃，△t 2=100-43=57℃ 所以△t m =（△t 1-△t 2）/Ln （△t 1/△t 2）=（85-57）/Ln （85/57）=70.07℃ 41) 承40）题，已知内管规格为Φ57×3.5mm ，内管内冷凝水给热系数αi =3738W/(m 2.℃ ),环隙中甲苯冷凝的给热系数α0=5200W/(m 2.℃ ),若略去管壁及污垢热阻，则以内管壁面为基准的传热系数K i =2292W/(m 2.℃ ),该换热器的长度L=7.68m 。 [分析] 111150 ,3738520057 i i i o o i d K d K αα=+=+?即 所以K i =2292 W/(m 2.℃ ) 又i ()i m Q K d L t π=??，即57.98610(1000/3600)2292(0.050)70.07L π?=?? 所以L=8.8m 42) 承41）题， 若其它条件不变，只是因气候变化，冷水进口温度为20℃，设物性数据不变，则冷水出口 温度t 2'=46.5℃。 [分析]对于热流体侧为蒸汽冷凝，有相变且热流体温度T 保持不变，而冷流体侧则无相变，有温度变化的情况，可运用如下等式： 1,21122 1 212 ()[()()]/ln ()/ln c p c i i i i T t W C t t K A T t T t T t T t K A t t T t -?-=-----=-- 所以1 ,2 ln c p c i i T t W C K A T t -?=- 原来：,10015 ln 10043c p c i i W C K A -?=- c W ，,p c C ，i K ，i A 均前后不变 后来：,' 2 10020 ln 100c p c i i W C K A t -?=- 前后情况对比，得 ' 2' 2 1001510020,46.410043100t t --==--所以℃ 43) 列管换热器有三种类型，即：固定管板式、U 形管式、浮头式。 44) 列管换热器内设置折流板的目的是增大壳程流体流速，使尽量多的壳程流体可垂直流过管束，使其给热系数增大。 45) 折流板有两种形式，即圆缺形式、盘环形式。 46) 某单管程，单壳程列管换热器，壳程为水蒸汽冷凝，蒸汽温度为T=140℃，管程走空气，由t 1=20℃升至t 2=90℃。若将此换热器改为双管程，空气流量不变，设空气物性不变，空气原来在管内湍流，管壁及污垢热阻均可略去，改为双管程后换热管数不变，则改为双管程后空气出口温度t 2'=113.9℃。 [分析]原来：1 ,2 ln c p c i i T t W C K A T t -?=- 后来：1 ,2ln '' c p c i T t W C K A T t -?=- 两式相除，得 1 ' 212 ln 'ln i i T t K T t T t K T t --=--，由于水蒸气冷凝h α》空气c α，且管壁及污垢热阻不计，故 '' i c i c K K αα=， 又由于空气在管内均为湍流，且改成双管程后，空气在管内的流速为单管程的2倍，故' 0.82c c αα= 因此，0.8214020ln 140'214020ln 14090 t --=--，∴' 2 t =113.9℃ 47) 螺旋板换热管的特点是因时弯曲通道，比起直通道，在其他条件相近时，传热系数较大，热冷流体逆流换热，平均温差大，紧凑，不易堵塞，但坏了不能修。 48) 如下图，当Wc 下降，其他不变，则A 。 t 2 W h ,T 1 T 2 A)Q ,t 2 ,T 2 C) Q ,t 2 ,T 2 [分析] 0i 2Wc K T Q α↓???→↓???→↓??→↑??→↓直接间接 （幅度大） （幅度大） （幅度小） （幅度小） （幅度小） 又Q =,21()c p c W C t t ?-，可判断，t 2必然上升 ↓ ↓ ↑ （幅度小） （幅度大） 49）有一加热釜，内有Wkg 比热为C p 的液体。用蛇管加热器加热液体，蛇管内通温度为T 的饱和蒸汽，凝液为饱和水。釜内有搅拌器，故液体温度均匀。蒸汽与釜液之间传热系数为K 1，蛇管换热器面积为A 1。外界空气温度为t 0，釜液与外界空气的传热系数为K 2，釜液温度升至t max 时，便维持恒温。写出釜液升温阶段有t 1升至t 2所需时间的计算式及计算t max 的计算式。（答：①在釜液升温的非定态过程，在dt 时间内） 0i a dQ dQ dQ -= 即 11220()()p K A T t d K A t t d W C dt ττ---=?? 或 11220[()()]p K A T t K A t t d W C dt τ---=?? 所以 2 1 1122011220 ()()t p t dt d W C K AT K A t K A K A t τ ττ==?+-+?? ②釜液温度为max t 时，过程定态，0i Q Q = 则 11max 22max 0()()K A T t K A t t -=- 化工原理知识点总结复习重点完美版 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N] 第一章、流体流动 一、 流体静力学 二、 流体动力学 三、 流体流动现象 四、 流动阻力、复杂管路、流量计 一、流体静力学： 压力的表征：静止流体中，在某一点单位面积上所受的压力，称为静压力，简称压力，俗称压强。 表压强（力）＝绝对压强（力）-大气压强（力） 真空度＝大气压强-绝对压 大气压力、绝对压力、表压力（或真空度）之间的关系 流体静力学方程式及应用： 压力形式 )(2112z z g p p -+=ρ 备注：1)在静止的、连续的同一液体内，处于同一 能量形式 g z p g z p 22 11 += +ρ ρ 水平面上各点压力都相等。 此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。 应用： U 型压差计 gR p p )(021ρρ-=- 倾斜液柱压差计 微差压差计 二、流体动力学 流量 质量流量 m S kg/s m S =V S ρ 体积流量 V S m 3/s 质量流速 G kg/m 2s (平均)流速 u m/s G=u ρ 连续性方程及重要引论： 一实际流体的柏努利方程及应用（例题作业题） 以单位质量流体为基准：f e W p u g z W p u g z ∑+++=+++ρ ρ2222121121 21 J/kg 以单位重量流体为基准：f e h g p u g z H g p u g z ∑+++=+++ ρρ222212112121 J/N=m 输送机械的有效功率： e s e W m N = 输送机械的轴功率： η e N N = （运算效率进行简单数学变换） m S =GA=π/4d 2 G V S =uA=π/4d 2 u 《结晶学与矿物学》思考题 绪论 1、什么是矿物？矿物与岩石、矿石的区别？ 2、什么是晶体？晶体与非晶体有何本质区别？ 3、判别下列物质中哪些是晶体，哪些是非晶体？哪些是矿物，哪些不是矿物？ 冰糖金刚石沥青水晶 玻璃水空气方解石 4、为什么要学习矿物学？ 第一篇 第一章 1、网面密度大的面网，其面网间距也大，这种说法对不对？试画简图加以定性的说明。 2、为什么晶体被面网密度较大的晶面所包围？ 3、为什么形态各异的同种晶体，其对应晶面夹角恒等? 4、为什么晶体具有均一性和异向性？ 5、为什么晶体具有一定的熔点？试举例说明之 6、从能量的角度说明晶体的稳定性 7、晶体与非晶体在内部结构和基本性质上的主要区别是什么？ 8、什么是晶体构造中的相当点？下图是石墨（C）晶体构造中的碳原子层，黑圆点代表碳 原子的中心位置。找出点m的所有相当点，并画出平行四边形（二维格子——面网）的形状。再找出点A的相当点，用另外的颜色画出平行四边形的形状。比较两次画出的平行四边形的形状和大小是否相同。 第二章 1、对称的概念？晶体的对称与其他物体的对称有何本质区别？ 2、什么是对称面、对称中心、对称轴及旋转反伸轴？ 3、为什么晶体上不可能存在L5及高于六次的对称轴？ 4、怎样划分晶族与晶系？下列对称型各属何晶族与晶系？ L2PC 3L23PC L44L25PC L66L27PC C 3L44L36L29PC L33L2L33L23PC 3L24L33PC 5、中级晶族的晶体上，若有L2与高次轴并存，一定是彼此垂直而不能斜交，为什么？ 第三章 1、为什么在实际晶体上，同一单形的各个晶面性质相同？在理想发育的晶体上同一单形的 各个晶面同形等大？ 2、怎样区别八面体、四方双锥、斜方双锥？ 3、五角十二面体和菱形十二面体与三根彼此垂直的L4（或L2）的空间交截关系有何异同？ 4、四角三八面体与三根彼此垂直的L4（或L2）相交的特点？ 5、菱面体与三方双锥都是六个晶面，他们之间的区别何在？ 6、在四十七种几何单形中，下列单形能否相聚 八面体与四方柱六方柱与菱面体五角十二面体与平行双面三方双锥与六方柱斜方柱与四方柱三方单锥与单面 第四章 1、晶体定向的定义？ 2、晶体定向的原则，各晶系晶体定向的方法及晶体常数特点？ 3、何谓晶面的米氏符号？某晶面与X、Y、Z轴上的截距系数分别为2、2、4，请写出此晶 面的米氏符号。 4、在某等轴晶系的晶体上，某晶面与X、Y、Z轴上的截距分别为2.5mm，5mm，∞，试 写出此晶面的米氏符号 5、为什么四方晶系及三、六方晶系晶体的轴单位具有a=b≠c的特征？ 6、下列晶面，哪些属于[001]晶带，哪些属于[010]晶带，哪些晶面为[001]与[010]二晶带共 有？ （100）、（010）、（001）、（001）、（100）、（010）、（110）、（110）、（011）、（011）、（101）、（101）、（110）、（110）、（101）、（101）、（011）、（011） 7、{111}在等轴、四方、斜方、单斜（L2PC对称型）和三斜晶系中分别代表什么单形？ 8、判断晶面与晶面、晶面与晶棱，晶棱与晶棱之间的空间关系（平行、垂直或斜交） （1）等轴晶系、四方晶系及斜方晶系： （001）与[001]；（010）与[001]；[001]与[110]；（110）与（010）。 （2）单斜晶系晶体 （001）与[001]；（001）与（100）；[100]与[001]；（100）与（010）。 （3）三、六方晶系晶体 （1010）与（0001）；（1010）与（1120）；（1010）与（1011）；（0001）与（1120）。 9、写出各晶系常见单形及形号，并总结、归纳以下形号在各晶系中各代表什么单形？ {100}、{110}、{111}、{1011} {1010} {1120} {1121} 第五章 1、双晶的定义。 2、双晶与平行连生的区别？ 3、双晶面、双晶轴、接合面的涵义及其空间方位的表示方法？ 4、双晶面为什么不能平行晶体的对称面？ 5、双晶轴为什么不能平行晶体的偶次对称轴？ 6、斜长石（C）可以有卡式律双晶和钠长石律双晶，为什么正长石（L2PC）只有卡式律双 晶，而没有钠长石律双晶？ 第二篇 第一章 第5章蒸发 一、选择题 1.以下蒸发器属于自然循环型蒸发器的是（）蒸发器。 A、强制循环型 B、升膜 C、浸没燃烧 D、外热式 2.与加压、常压蒸发器相比，采用真空蒸发可使蒸发器的传热面积（），温度差（），总传热系数（）。 A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定 3.蒸发操作能持续进行的必要条件是( )。 A、热能的不断供应，冷凝水的及时排除。 B、热能的不断供应，生成蒸气的不断排除。 C、把二次蒸气通入下一效作为热源蒸气。 D、采用多效操作，通常使用2-3效。 4.蒸发操作通常采用( )加热。 A、电加热法 B、烟道气加热 C、直接水蒸气加热 D、间接饱和水蒸气加热 5.以下哪一条不是减压蒸发的优点( )。 A、可以利用低压蒸气或废汽作为加热剂 B、可用以浓缩不耐高温的溶液 C、可减少蒸发器的热损失 D、可以自动地使溶液流到下一效，不需泵输送 6.多效蒸发流程通常有三种方式，以下哪一种是错误的( )。 A、顺流 B、逆流 C、错流 D、平流 7.中央循环管式蒸发器中液体的流动称为( )。 A、自然循环 B、强制循环 C、自然沸腾 D、强制沸腾 8.蒸发操作中，二次蒸气的冷凝通常采用( )。 A、间壁式冷凝 B、混合式冷凝 C、蓄热式冷凝 D、自然冷凝 9.单效蒸发器计算中D／W 称为单位蒸汽消耗量，如原料液的沸点为393K，下列哪种情况D/W最大? ( )。 A、原料液在293K时加入蒸发器 B、原料液在390K时加入蒸发器 C、原料液在393K时加入蒸发器 D、原料液在395K时加入蒸发器 10.蒸发过程温度差损失之一是由于溶质存在，使溶液（）所致。 A、沸点升高 B、沸点降低 C、蒸汽压升高 11.属于单程型的蒸发器是（）。 A、中央循环管式蒸发器 B、外热式蒸发器 C、降膜蒸发器 D、悬筐式蒸发器 二、填空题 1.蒸发操作所用的设备称为________。 2.蒸发操作中，加热溶液用的蒸汽称为________，蒸发出的蒸汽称为________。 3.按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为________和________；按操作压强大小，蒸发分为________、________和________； 按蒸发方式不同，蒸发分为________和________。 4.蒸发过程中，溶剂的气化速率由________速率控制。 5.蒸发溶液时的温度差损失在数值上恰等于________的值。 6.蒸发操作时，引起温度差损失的原因有________、________和________。 7.杜林规则说明溶液的沸点与同压强下标准溶液的沸点间呈________关系。 8.20％NaOH水溶液在101.33kPa时因溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失为________。 9.单效蒸发的计算利用________、________和________三种关系。 10.当稀释热可以忽略时，溶液的焓可以由________计算。 11.单位蒸汽消耗量是指________，它时衡量________的指标。 化工原理试题库3 试题1 一：填充题（20分） 1、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于_________________,与间接蒸汽相比， 相同要求下，所需理论塔板数将____________。 2、平衡线表示塔的任一截面上气、液两相的___________________，操作线表示了_______________________________ 3、溶液中各组分之挥发度可用它在___________________和与之平衡的液相___________之比来表示，若是理想溶液，则__________________。 4、对拉乌尔定律产生正偏差是由于_______________________________。 5、对拉乌尔定律产生负偏差是由于_______________________________。 6、在板式塔的设计中，为了减少雾沫夹带，我们可以适当地_________塔径 以_______空塔气速，也可以适当地___________板间距。， 7、实验室用水吸收空气中的20C ，基本属于_________控制，其气膜中的浓度梯度________液膜中的浓度梯度，气膜阻力______液膜阻力。 8、在吸收操作时，若解吸因素L mV 增加，而气、液进料组成不变，则 溶质 的回收率将_________。 9、组分A 、B 的分配糸数之比值1 β，能否________萃取分离。 10、理论干燥过程是指 ____________________________________________. 11、 总压为0.1Mpa 的空气温度小于C 0100时，空气中水蒸汽分压的最大值应为_________________________________________. 12、 单级萃取操作中，料液为F ，若溶剂用量愈大，则混合物的点愈_______ S 点，当达到__________,溶液变为均一相。 二：问答题（30分） 1、何谓理论板？为什么说一个三角形梯级代表一块理论块？ 2、何谓塔的漏液现象？如何防止？ 3、填料可分为哪几类？对填料有何要求？ 4、写出任意一种求温度的方法？ 5、叙述多级逆流萃取操作是如何求理论级数的？ 三：计算题（50分） 1、用一精馏塔分离二元理想混合物，已知3=α，进料浓度为3.0=F x ，进 料量为h Kmol 2000 ，泡点进料。要求塔 顶浓度为0.9，塔釜浓度为 1.某精馏塔的设计任务为：原料为F, X f ，要求塔顶为X D，塔底为X w 。 设计时若选定的回流比R不变，加料热状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料，则所需理论板数N T减小，提馏段上升蒸汽量V 增加，提馏段下降液体量L' 增加，精馏段上升蒸汽量V 不变，精馏段下降 液体量L不变。（增加，不变，减少） 2.某二元理想溶液的连续精馏塔,馏出液组成为X A=0.96（摩尔分率）.精馏段操 作线方程为y=0.75x+0.24?该物系平均相对挥发度a =2.2,此时从塔顶数起的第二块理论板上升蒸气组成为y 2= ______________ . 3.某精馏塔操作时，F，X f ，q，V保持不变，增加回流比R,贝吐匕时X D增 加_，X w减小，D减小，L/V 增加。（增加，不变，减少） 6.静止、连续、—同种_的流体中，处在—同一水平面_上各点的压力均相等。 7.水在内径为? 105m M 2.5mm的直管内流动，已知水的黏度为1.005mPa?s， 密度为1000kg ? m流速为1m/s,贝U忌= _________________ ，流动类型为_______ 湍流________ 。 8.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_4_倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的 __1/4_倍。 9.两个系统的流体力学相似时，雷诺数必相等。所以雷诺数又称作相似准数。 10.求取对流传热系数常常用_____ 量纲_________ 析法，将众多影响因素组合 成若干_____ 无因次数群_____ 数群，再通过实验确定各—无因次数群 ________ 间的关系，即得到各种条件下的 _______ ■关联____ 。 11.化工生产中加热和冷却的换热方法有______ 传导____ 、—对流_________ 和 ____ 辐射—。 12.在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温接近—饱和蒸 汽一侧_____ 体的温度，总传热系数K接近—空气侧—流体的对流给热系 数. 复习思考题 一、绪论 1．什么是矿物？ 2．什么是晶体？晶体和非晶体有何本质区别？ 3．现代结晶学有哪几个分支? 4．判断下列物质中哪些是晶体，哪些是非晶体？哪些是矿物，哪些不是矿物？ 冰糖金刚石沥青水晶 玻璃水空气方解石 二、晶体的基本性质 1．什么是晶体结构中的等同点？ 2．面网密度大的面网，其面网间距也大，这种说法对不对？试画简图加以定性的说明。 3．为什么晶体被面网密度大的晶面所包围？ 4．晶体有哪些基本性质？ 5．为什么形态各异的同种晶体，其对应晶面夹角恒等？ 三、晶体的发生与成长 1．形成晶体有哪些方式？ 2．成核作用分为哪几种类型？ 3．在溶液中，过饱和度为低、中、高的情况下，晶体的生长分别以什么方式？ 4．为什么晶核一定要达到一个临界尺寸才可以继续生长？ 5．阐述布拉维法则的内容，并加以定性论证。 6．影响晶体生长的外部因素有哪些？ 四、晶体的宏观对称 1．对称的概念。晶体的对称和其它物质的对称有何本质区别？ 2．什么是晶体对称定律？证明之。 3．怎样划分晶族和晶系？下列对称型各属何晶族和晶系？ L2PC 3L2PC L 44L25PC L 66L27PC C 3L44L36L29PC L 33L 2 L 33L23PC 3L24L33PC 4．对称面、对称轴可能出露的位置。 5．中级晶族晶体中能否有或P与唯一的高次轴（、、）斜交？为什么？6．能否说，当晶体中有而无对称中心时，此必为，当晶体中有P与垂直时，此L3必为L i6？ 五、晶体定向和晶面符号 1．晶体定向的原则，各晶系晶体定向的方法和晶体几何常数的特点。 2．为什么四方晶系和三、六方晶系的晶体的轴单位具有a=b≠c的特征？ 3．{111}、{100}和{110}在等轴、四方、斜方、单斜（L2PC）和三斜晶系中分别代表什么单形？ 4．{10-11}、{11-20}和{11-21}在三方和六方晶系中各代表什么单形？ 5．简述整数定律的内容。 6．证明四轴定向的晶面符号中h+k+i=0。 7．晶面（）是否肯定在c轴上的截距最短？对于三个水平结晶轴来说，是否肯定在d轴上的截距最短？为什么？ 六、单形和聚形 1．单形和聚形的概念。 2．菱面体和三方双锥都是6个晶面，它们之间有什么区别？ 3．在47中几何单形中，下列单形能否相聚？ 化工原理试题库 试题一 一：填空题（18分） 1、 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=________02mH =__________Pa. 该地区的大气压为 720mmHg 。 2、 常温下水的密度为1000 3m Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s m 3 速度流动，其流动类 型为 ______________。 3、 流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范围 为_______________________s m 。 6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 二：问答题（36分） 1、 一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损 失变为原来的多少倍？ 2、 何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1） 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？ （2） 传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3） 那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 三：计算题(46分) 1、 如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数为03.0=λ，现发现压力表上 的读数为052mH ，若管径为100mm,求流体的流量及阀的局部阻力糸数？ 2、 在一 列管式换热器中，用冷却将C 0100的热水冷却到C 0 50，热水流量为h m 360，冷却水在管 内 流动，温度从C 020升到C 0 45。已 知传热糸数K 为C m w .20002， 换热管为mm 5.225?φ的钢管，长 为3m.。求冷却水量和换热管数 （逆流）。 化工原理试题及答案(绝密请勿到处宣扬) 12月25日 一、填空题（共15空，每空2分，共30分） 1. 一容器真空表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强和表压强（以kpa计）分别为：（90kpa）和（ -10kpa）。 2. 热传导只发生在固体和（静止）的或（滞）流动的流体中。 3. 物体的吸收率越（大），其辐射能力越（大）。（填大或小） 4. 蒸发中以（二次蒸汽）是否再利用而分为单效或多效蒸发。 5. 蒸发中的温度差损失主要由溶液中的（不挥发溶质）、液柱的（静压头）和管路（阻力）所引起的沸点升高三部分组成。 6. 一容器压力表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强（以kpa计）为：（90kpa）。 7. 对于同种流体，自然对流时的对流传热系数比时的（小）。（填大或小） 8. 物体的吸收率越大，其辐射能力越（大），所以黑体的辐射能力比灰体的（大）。（填大或小） 9. 蒸发操作所用的设备称为（蒸发器）。 10. 按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为（单效蒸发）和（多效蒸发）。 二、选择题（共5题，每题2分，共10分） 1. 对吸收操作有利的条件是：（D） A. 操作温度高、压强高； B. 操作温度高、压强低； C. 操作温度低、压强低； D. 操作温度低、压强高 2. 精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板（A ），液相温度较下层塔板（） A. 高，低； B. 低，高； C. 高，高； D. 低，低 3. （D ）是塔内气液两相总体上呈逆流流动，而在每块塔板上呈均匀的错流流动。 A. 板式塔的传质意图； B. 板式塔的设计过程； C. 板式塔的恒摩尔流要求； D. 板式塔的设计意图 4. 恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的（C）及与物料的接触方式都不变。 A. 温度、焓值、湿度； B. 流速、压强、湿度； C. 流速、温度、湿度； D. 温度、湿度、压强 5. 对于湿物料的湿含量，下面哪种说法是正确的？（B） A. 平衡水一定是自由水； B. 平衡水一定是结合水； C. 自由水一定是结合水； D. 自由水一定是非结合水 6. 当二组分液体混合物的相对挥发度为（ C）时，不能用普通精馏方法分离。当相对挥发度为（ A ）时，可以采用精馏方法 化工原理复习题 一 判断题 流体流动与输送 1. 当流体在管内流动达完全湍流时，摩擦系数λ与雷诺数Re 的大小无关。（ ） 2. 文丘里流量计和转子流量计均属变压差流量计。（ ） 3. 离心泵启动时，为减小启动功率，应将出口阀门关闭，这是因为随流量的增加，功率增大。（ ） 4. 流体做层流流动时，摩擦系数λ只是Re 的函数，而与管壁的粗糙度无关。（ ） 5. 流体在圆管内流动时，管的中心处速度最大，而管壁处速度为零。（ ） 6. 离心泵启动时，为减小启动功率，应将出口阀门关闭，这是因为随流量的增加，功率增大。（ ） 7. 理想流体流动时，无流动阻力产生。（ ） 8. 设备内的真空度愈高，表明绝对压强愈大。（ ） 9. 离心泵扬程随着流体流量的增大而下降。（ ） 转子流量计可以读出任何流体的流量。 离心泵铬牌上的性能参数是指泵效率最高点下的性能参数。 离心泵流量为零时轴功率最小。 （） 孔板流量计测流量时，流量大小不仅与压差计读数R 有关，而且与孔板孔径有关。 （） 转子流量计在测流量时，转子稳定后，其上下两截面的压差随流量增大而增大。 （） 离心泵使液体的实际升扬高度总是小于泵所提供的扬程。 （ ） 传热 1. 冬天，室外温度为2℃，刮着风，潮湿的衣服晒在外面不可能会结冰。（ ） 2. 在相同条件下，采用逆流操作比采用并流操作所需的传热面积小。（ ） 3. 导热系数和给热系数都是物性常数之一。（ ） 4. 换热器的平均传热温度差，是指热流体进出口的平均温度与冷流体进出口的平均温度的差值。( ) 5. 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小。（ ） 给热系数也是物质的一种物理性质 冬天坐在铁板上比坐在木板上要冷些，是因为木板的温度比铁板高。 （） 使用列管式换热器时，压力高的物料走管内，这样外壳可以不承受高压。 （） 对流传热过程热阻主要集中在流体的滞流内层上。 （） 在套管式换热器中，以水蒸汽加热空气，壁温一定很接近水蒸汽的温度。（） 逆流传热时的平均温度差一定大于并流时的平均温度差（） 蒸馏 1. 当精馏塔各板的板效率相等时，其全塔效率与板效率相等。（ ） 2. 若精馏段操作线方程 3.080.0+=x y ，则这个方程是错误的。（ ） 3. 根据恒摩尔流假设，精馏塔内气、液两相的摩尔流量一定相等。（ ） 结晶学矿物学总复习题(含标准答案) ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 《结晶学与矿物学》复习题 一、名词解释并举例： 1、晶体；晶体是内部质点(原子、离子或分子)在三维空间呈周期性平移重复排 列而形成格子构造的固体。 2、面角守恒定律；同种物质的所有晶体，其对应晶面的夹角恒等 3、晶面符号；晶体定向后，晶面在空间的相对位置就可以根据它与晶轴的关系 来确定，表示晶面空间方位的符号就叫晶面符号。 4、单形、单体；单形:由对称要素联系起来的一组晶面的总合。单体：矿物单晶 体的形态。 5、聚形及聚形相聚的原则；只有对称型相同的单形才能相聚在一起。 6、平行连生；同种晶体，彼此平行地连生在一起，连生着的每一个单晶体（单体）的相 对应的晶面和晶棱都彼此平行，这种连生称为平行连生。 7、双晶；是两个以上的同种晶体按一定的对称规律形成的规则连生。 8、空间格子；表示晶体内部结构中质点在三维空间作周期性平移重复排列规律的几何图 形。 8、点群与空间群；晶体形态中，全部对称要素的组合，称为该晶体形态的对称 型或点群。晶体内部结构的对称要素（操作）的组合称为空间群9、等效点系；等效点系是指：晶体结构中由一原始点经空间群中所有对称要 素操作所推导出来的规则点系。 10、类质同象:晶体结构中某种质点(原子、离子或分子)被其它种类似的质点所 代替，仅使晶格常数发生不大的变化，而结构型式并不改变，这种现 象称为类质同像。 11、同质多象；同种化学成分的物质，在不同的物理化学条件(温度、压力、介 质)下，形成不同结构的晶体的现象，称为同质多像。 12、矿物；矿物(mineral)是由地质作用或宇宙作用所形成的天然单质或化合物； 13、解理；矿物晶体在应力（敲打、挤压等）作用下，沿一定结晶学方向破裂 成一系列光滑平面的固有特性称为解理，这些光滑的平面称为解理面14、荧光与磷光；磷光：矿物在外加能量的激发下发光，当撤除激发源后，发光的持续 时间＞10-8秒；而持续发光时间＜10-8秒的发光称荧光。 15、假色与他色；假色是自然光照射在矿物表面或进入到矿物内部所产生的反射、 干涉、衍射、散射等物理光学效应而引起的矿物呈色。他色是矿物因含 外来带色的杂质、气液包裹体等所引起的颜色。 16、标型特征；能够反映矿物或地质体的一定成因特征的矿物学标志。 17、共生；同一成因、同一成矿期（或成矿阶段）所形成的不同矿物共存于同一空间的现 象。 填空题 I. (3分)球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是 _粒子所受合力的 代数和为零_。滞流沉降时，其阻力系数=_24/ Rep_. 2― 勺、连续的同种流体内，位于同一水平面上各点的压力均相等。 3. 水在内径为? 105mmX25mm 只管内流动，已知水的粘度为1.005mPa*s ,密度 为1000kg*m3,流速为1m/s ，贝U Re=99502流动类型为湍流。 4. 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. 5. 求取对流传热系数常采用 因次分析法，将众多影响因素组合成若干无因次 数群，再通过实验确定各特征数 数之间的关系，即得到各种条件下的 关联 式。 6. 化工生产中加热和冷却的换热方法有_直接换热_,间壁换热和蓄热换热. 7. 在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温接近饱和蒸汽 侧流体的温度，总传热系数K 接近空气侧流体的对流给热系数。 8. 气液两相平衡关系将取决于以下两种情况： ⑴(2)若p > pe 或Ce > C 则属于吸收过程 9. 计算吸收塔的填料层高度，必须运丽口下三个方面的知识关联计算：_平衡关系 ,物料衡算，传质速率.. 10. 在一定空气状态下干燥某物料能用干燥方法除去的水分为 _自由水分首先除 去的水分为非结合水分不能用干燥方法除的水分为 平衡水分。 II. ,当20E 的水(p =998.2kg/m3,卩=1.005厘泊)在内径为100mm 勺光滑管内流 动时,若流速为1.0m/s 时，其雷诺准数Re 为9.93 x 105；直管摩擦阻力系数入为 0.0178._ 12. 流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有粘性 13. 计算管道流体局部阻力的方法有：当量长度法；阻力系数法；,其相应的阻力计 14. 过滤是一种分离悬浮在 液体或气体中固体微粒 的操作。 15. 进行换热的两流体，若a 1》a 2时，要提高K 值，应设法提高a 2； 当a 1 "a 2时，要提高K 值，应使 a 1a 2同时提高 。 16. 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 0.023 Re 0.8 Pr 0.4.当管内水的流速为0.5m/s 时,计算得到管壁对水的传热系 d 数a =2.61(kw/ (nt 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 =3.81(kw/ ( nV K ). 17. 强化传热的方法之一是提高 K 值.而要提高K 值则应提高对流传热系数提高 给热系数较小一侧的给热系数. 18. 吸收剂用量增加，操作线斜率增大，吸收推动力增大。 (增大，减小，不变) 19. 双膜理论认为，吸收阻力主要集中在界面两侧的气膜和液膜 之中。 20. 对不饱和湿空气，干球温度大于湿球温度，露点温度小于湿球温度。 算公式为h f 2 l e U d 2g ；,h f 2g 第1周绪论 1化工原理中的“三传”是指( D )。 A.动能传递、势能传递、化学能传递 B.动能传递、内能传递、物质传递 C.动量传递、能量传递、热量传递 D.动量传递、热量传递、质量传递2因次分析法的目的在于（ A ）。 A.用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化 B.得到各无因次数群间的确切定量关系 C.用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠 D.得到各变量间的确切定量关系 3下列选项中，不是化工原理研究的内容是（ C ）。 A.单元操作 B.传递过程 C.化学反应 D.物理过程 第2周流体流动（一） 2.1 1在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是( D )。 A.同一种流体内部 B.连通着的两种流体 C.同一种连续流体 D.同一水平面上，同一种连续的流体 2被测流体的（ C ）小于外界大气压强时，所用测压仪表称为真空表。 A.大气压 B.表压强 C.绝对压强 D.相对压强 3压力表测量的是( B )。 A.大气压 B.表压 C.真空度 D.绝对压强 2.2 1在定稳流动系统中，单位时间通过任一截面的( B )流量都相等 A.体积 B.质量 C.体积和质量 D.体积和摩尔 2在列伯努利方程时，方程两边的压强项必须( C )。 A.均为表压强 B.均为绝对压强 C.同为表压强或同为绝对压强 D.一边为表压强一边为绝对压强 3伯努利方程式中的H项表示单位重量流体通过泵(或其他输送设备)所获得的能量，称为（ D ）。 A.位能 B.动能 C.静压能 D.有效功 2.3 1( A )可用来判断流体的流动型态。 A.Re B.Nu C.Pr D.Gr 2流体的流动型态有( B )种。 A.1 B.2 C.3 D.4 3滞流与湍流的本质区别是( D )。 A.流速不同 B.流通截面不同 C.雷诺准数不同 D.滞流无径向运动，湍流有径向运动 第2周测验 1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 ）kPa。 A.150 B.50 C.75 D.100 2 U型压差计不可能测出的值为( D )。 填空： 1、单偏光下晶体光学性质的研究内容有、、和等四种。 （参考答案：矿物的形态、解理、颜色、突起） 2、突起正否确定的依据是。（参考答案：提升镜筒或下降镜筒时，贝克线的移动方向） 3、正交偏光下晶体光学性质的研究内容有和。（参考答案：消光和干涉现象） 4、斜长石按An值可分为、和等三类。其中，具有卡钠联晶和聚片双晶的斜长石为。 （参考答案：基性斜长石、中性斜长石、酸性斜长石。基性斜长石） 5、一轴晶垂直光轴的切面，是切面，其半径为，在正交镜下具的特点。 （参考答案：圆、No、全消光） 6、要准确测定普通辉石的消光角（Ng∧Z），必须选择的切面，这种切面在正交镜下的特征是具有。 （参考答案：平行光轴面、最高干涉色） 7、某二轴晶矿物的Y晶轴与光率体主轴Ng一致，其最大双折率为0.009，薄片厚度为0.03mm，在平行（010）的切 面上具有垂直Bxa切面的干涉图，此矿物应为光性，光轴面上的干涉色为。 （参考答案：正光性、I级灰白色） 8、在正交偏光镜下，矿片处于45°位加入石膏试板干涉色应当增加或减少；如果加入云母试板时，干涉 色应增加或减少。（参考答案：一个级序、一个色序） 9、岩石薄片由，和组成，连接它们的是，薄片的标准厚度 为，判别厚度的方法是。 （参考答案：载玻璃、矿片、盖玻璃、加拿大树胶、0.03 mm、石英的干涉色） 10、二轴晶垂直光轴切面干涉图的用途有，和。 （参考答案：确定轴性和切面方向、测定光性符号、估计光轴角大小） 11、矿物在薄片中的突起高低取决于，愈大，突起，愈小，突起。 （参考答案：矿物折射率与加拿大树胶折射率的差值大小、差值、愈高、差值、愈低） 12、二轴晶光率体有，，，和等主要切面。 （参考答案：垂直一根光轴、平行光轴面、垂直Bxa、垂直Bxo，斜交切面） 13、非均质矿物垂直光轴的切面在正交镜间为消光，而其他方向的切面则会出现消光。（参考答案：全消光、 四次消光） 14、判别下图矿物的轴性，光性正负和切面方向。并在图上出其光率体椭园切面半径的名称。 未加试板前干涉色为一级灰白。（参考答案：一轴晶、斜交光轴、负光性） 轴晶 方向的切面 光性 15、判别下图矿物的轴性，光性正负和切面方向。并在图上填出其光率体椭园切面的 半径名称。未加试板前干涉色为二级绿。（参考答案：二轴晶、垂直一根光轴、正光性） 化工原理试题库多套及答案 一：填空题（18分） 1、 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=___8.7m 02H , _____pa 41053.8?__. 该地区的大气压为720mmHg 。 2、 常温下水的密度为10003m Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s m 3 速度 流动，其流动类型为 ______________。 3、 流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范围为_______________________s m 。 6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 二：问答题（36分） 1、 一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损 失变为原来的多少倍？ 2、 何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1） 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？ （2） 传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3） 那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 三：计算题(46分) 1、 如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数 为03.0=λ，现发现压力表上的读数为052mH ，若管径为100mm,求流体 的流量及阀的局部阻力糸数？ 2、 在一 列管式换热器中，用冷却 将C 0100的热水冷却到C 050，热水 1.一个被测量体系外柱按上一个U型压差计,出现如图情况,说明体系与大气压是（）关系 A. 体系＞大气压 B. 体系＜大气压 C. 体系＝大气压 （第1小题图）（第2小题图） 2.如图所示,连接A.B两截面间的压差计的读数R表示了( )的大小。 A. A.B间的压头损失H f ； B. A.B间的压强差△P C. A.B间的压头损失及动压头差之和； D. A.B间的动压头差(u A2- u B2)/2g 3.层流与湍流的本质区别是( )。 A. 湍流流速>层流流速； B. 流道截面大的为湍流，截面小的为层流； C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数； D. 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。 4.离心泵起动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致超负荷工作，这是因为（） A. Q启动＝0，N启动≈0 ； B. Q启动〉0，N启动〉0； C. Q启动=0，N启动〈0 5..离心泵在一定的管路系统工作，如被输送液体的密度发生变化(液体其余性质不变)，则( ) A. 任何情况下扬程与ρ无关； B. 只有当（Z2－Z1）＝0时扬程与ρ无关； C. 只有在阻力损失为0时扬程与ρ无关； D. 只有当P2－P1＝0时扬程与ρ无关。 6.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。 7.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； D.与并联和串联的方式无关。 8.穿过三层平壁的稳定导热过程，如图所示，试比较第一层的热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的大小( )。 A. R1>(R2+R3)； B. R1<(R2+R3)； C. R1=(R2+R3) ； D. 无法比较。 （第8小题图） 9.有一列管换热器，用饱和水蒸汽（温度为120 ℃）将管内一定流量的氢氧化钠溶液由20℃加热到80℃，该换热器的平均传热温度差Δt m为（）。 A. -60/ln2.5; B. 60/ln2.5; C. 120/ln5； D.100/ ln5. 《矿物学》复习试题及参考答案 专业论文2009-12-29 17:28:36 阅读181 评论3 字号：大中小订阅 一、名词解释 1结构水：也称化合水，是指以OH-、H+或H3O+离子形式存在于矿物晶格一定配位位置上、并有 确定的含量比的“水”。 2聚形纹：由于不同单形的细窄晶面反复相聚、交替生长而在晶面上出现的一系列直线状平行 条纹，也称生长条纹。 3结晶习性：是指矿物晶体在一定的外界条件下，常常趋向于形成某种特定的习见形态。 4晶簇：是指在岩石的空洞或裂隙当中，丛生于同一基底，另一端朝向自由空间发育而具完好 晶形的簇状单晶体群。 5结核：由隐晶质或胶凝物质围绕某一中心（如砂粒、生物碎片或气泡等），自内向外逐渐生 长而成。 6假色：由物理光学效应所引起的颜色，是自然光照射在矿物表面或进入到矿物内部所产生的 干涉、衍射、散射等而引起的颜色。如：锖色。 7他色：是指矿物因含外来带色的杂质、气液包裹体等所引起的颜色，它与矿物本身的成分、 结构无关，不是矿物固有的颜色。 8解理：是指矿物晶体受应力作用后，沿一定结晶方向破裂成一系列光滑平面的性质。 9断口：矿物内部若不存在由晶体结构所控制的弱结合面网，则受力后将沿任意方向破裂成不 平整的断面。 10标型特征：能反映矿物的形成和稳定条件的矿物学特征，称为矿物的标型特征。 11标型矿物：只在某种特定的地质作用中形成的矿物，标型矿物本身就是成因标志。 12共生：是指同一成因、同一成矿期（或成矿阶段）所形成的不同矿物共存于同一空间的现象。 13伴生：不同成因或者不同成矿阶段的各种矿物共同出现在同一空间范围内的现象，称为矿物的 伴生。 14副象：矿物发生同质多像转变（相变）后，新的矿物仍保留原矿物的外形，称为副象。如β－ 石英变为α－石英后，仍保留六方双锥外形。 15假象：当交代作用强烈时，原矿物可全部为新形成的矿物所替代，但仍保持原矿物的晶形，这种晶形称为假象。如褐铁矿呈现黄铁矿的立方体假象。 16硅氧骨干：在硅酸盐结构中，每个Si一般为4个O所包围，构成[SiO4]四面体，它是硅酸盐 的基本构造单位。 17二八面体型结构：在四面体片和八面体片相匹配中，[SiO4]四面体所组成的六方环范围内有三个八面体与之相适应。当八面体中心为三价离子充填时，这三个八面体位置只有两个为离子充填，其中有 一个是空着的，这种结构称为二八面体型结构。 18三八面体型结构：在四面体片和八面体片相匹配中，[SiO4]四面体所组成的六方环范围内有三个八面体与之相适应。当这三个八面体中心位置均为二价离子占据时，所形成的结构为三八面体型结构。 二、简答题 1简述影响解理发育的主要因素。 2矿物的晶体表面常有晶面条纹，以黄铁矿为例，说明其成因，并在图上表示出来。 3矿物的晶体表面常有晶面条纹，以黄铁矿为例，说明其成因，并在图上表示出来。 4简述简单硫化物类及复硫化物类的晶体化学特征和物理性质特征，并举例说明。 5简述氧化物的晶体化学特征和物理性质特征，并举例说明。 6简述假像、副像？并举例说明。 一、二章复习题 第一章 一、填空题 1．一个生产工艺是由若干个单元操作和化工单元构成的。 2．各单元操作的操作原理及设备计算都是以物理衡算；能量衡算；平衡关系；过程速率四个概念为依据的。 3．常见的单位制有程单位制；国际单绝对单位制；工位制 (SI 制)。 4．由于在计量各个物理量时采用了不同的基本物理量、基本单位，因而产生了不同的单位制。5．一个过程在一定条件下能否进行，以及进行到什么程度，只有通过平衡关系来判断。6．单位时间内过程的变化率称为过程速率。 二、问答题 7．什么是单元操作？主要包括哪些基本操作？ 8.提高过程速率的途径是什么？ 第二章流体力学及流体输送机械 流体力学 一、填空题 1．单位体积流体的质量称为密度，它与比容互为倒数。 2．流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体的压强。 3．单位时间内流经管道任一截面的流体量称为流量，其表示方法有质量流量和体积流量两种。 4．当管中流体形成稳定流动时，管中必定充满流体，即流体必定是连续流动的。 5．产生流体阻力的根本原因是内摩擦力；而流体的运动状态是产生流体阻力的第二位原因。另外，管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力的大小有影响。 6．流体在管道中的流动状态可分为层流和湍流两种类型，二者在内部质点运动方式上的区别 是湍流的质点有脉动而层流没有。 7．判断液体内处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是静止的、连通的、连接的是同 一种液体。 8．流体若由低压头处流向高压头处时，所加入外加功的作用是：分别或同时提高流体的位压 头；动压头；静压头以及弥补损失能量。 9．在测量流体的流量时，随流量的增加孔板流量计两侧的压差将增大，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值不变。 二、选择题化工原理知识点总结复习重点完美版
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