化工原理实验期末复习题

一、 填空
1、流体流动的型态用 来判断，当 时为湍流，当 时为层流，
当 时为过渡流。

2、孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒 _，变 ；后
者是恒 ，变 。

3、离心泵的主要参数有： ， ， ， 。

4、离心泵的特性曲线有： ， ， 。

5、离心泵的工作点是 和 两条曲线的交点.
6、泵起动时应先关闭出口开关，原因是 。

7、伯努利方程实验中，动压头为 ，静压头为 ，冲
压头为 。

8、液柱压力计是基于_________原理的测压装置，用U形管压差计测压时，当压
差计一端与大气相通时，读数R表示的是 或 。

9、应用柏努利方程所选取的截面所必须具备的条件是 ， ，
， 。

10、若流体在圆形直管中作滞流流动，其速度分布呈 型曲线，其管中心
最大流速是平均流速的 倍，摩擦系数λ与Re的关系为 。

11、局部阻力的计算方法有 法和 法。

12、影响对流传热系数α的因素有 。

13、强化传热的方法之一是提高K值，要提高K值,则应改善 的一侧的传
热条件。

14、离心泵起动时，若泵内没有完全充满 ，离心泵就不能输送液体，这种
现象称为 。

15、离心泵的扬程含义是 。

16、孔板流量计的Re
C关系曲线应在 坐标纸上标绘。

~
17、流体流动阻力测定实验是测定 和 。

q R关系曲线在双对数坐标上应为 。

18、孔板流量计的~
v
19、直管摩擦阻力测定实验是测定 与 的关系 。

20、在双对数坐标系上求取斜率的方法为： ，或。

21.干燥实验中温度控制器是由 和 。

22.吸收实验中，测填料层压降的压差计接口，一端接通 另一端接通 。

23.读取转子流量计的读数时，应以转子流量计的 面读数。

24.在阻力实验中，两截面上静压强的差采用 测定。

25.实验数据中各变量的关系可表示为 ， 和 。

26.影响流体流动型态的因素有 等。

27.用饱和水蒸汽加热冷空气的传热实验， 试提出三个强化传热的方案(1) (2) (3)___ _。

28.吸收实验中尾气浓度采用尾气分析装置测定，吸收剂为 ，指示剂
为 。

29.在精馏实验数据处理中需要确定进料的热状况参数q值，实验中需要测定
、 、 等。

30.干燥实验操作过程中要先开鼓风机送风后再开电热器，以防 。

31、在水-空气传热实验中，采用套管式换热器加热 ，加热介质为 ，可通过增加 流量达到提高传热系数的目的。

32、在阻力实验中，排除管路系统中空气的方法是： 。

33、准数关联式 Nu=ARe m Pr 0.4应用范围是： 。

34、在精馏塔的操作过程中，若进料量突然增大，塔釜W x 将 ，塔顶D x 将 。

35、填料的作用是： 。

36、填料塔的液泛和填料的 等因素有关。

37、物料去湿的方法有： ， ， 。

38、干燥实验中风机旁路阀一定不能 ，放空阀实验前后应 ，放空阀实验中应 。

39、改变 是对吸收过程进行调节的最常用的方法，当气体流量不变时，增加吸收剂流量，吸收速率A N 将 ，溶质吸收量 。

40、对于气膜控制的过程，降低操作温度，过程阻力 ，但平均推动力 ，吸收效果 。

二、简答题：
1、简述离心泵的工作原理。

答：离心泵先灌泵后启动，当叶轮高速旋转时，液体获得了动能并甩向叶轮外缘。

由于叶片间的流体通道截面和泵壳的蜗形流道截面都是逐渐扩大的，使流体在泵内的流速逐渐降低，一部分动能转变为静压能，而使流体压强逐渐增高，最后从压出口压出，与此同时，由于离心力作用，叶轮中心的流体被甩向叶轮外缘，叶轮中心形成负压，使得流体不断被吸入。

2、读转子流量计时应注意什么？为什么？
答：读时，眼睛平视转子最大端面处的流量刻度。

如果仰视或俯视，则刻度不准，流量就全有误差。

3、作离心泵特性曲线测定时，先要把泵体灌满水以防止气缚现象发生，而阻力实验对泵灌水却无要求，为什么？
答：阻力实验水箱中的水位远高于离心泵，由于静压强较大使水泵泵体始终充满水，所以不需要灌水。

4、流量为零时，U 形管压差计两支管液位水平吗？为什么？
答：水平，当u=0时 柏努利方程就变成流体静力学基本方程：
21212211,,Z Z p p g p Z g P Z ==+=+时当ρρ
5、在管内流体阻力实验中，是测定等径水平直管的流动阻力，若将水平管改为流体自下而上流动的垂直管，从测量两取压点间压差的倒置U 型管读数R 到ΔP f 的计算过程和公式是否与水平管完全相同？为什么？
答：过程一样，公式（通式）相同，R 值的计算结果不同。

通式：gz gR p p B B A ρρρ+−=−)(21
水平放置： z=0 gR p p B A )(21ρρ−=−
垂直放置： z=L（管长）gL gR p p B A ρρρ+−=−)(21
6、影响流动型态的因素有哪些？用Re 判断流动型态的意义何在？
答：影响流动类型的因素有：内因：流动密度ρ、粘度µ；外因：管径d、流速u,即µρdu R e =。

用它判断流动类型，什么样的流体、什么样的管子，流速等均适用，这样，就把复杂问题简单化了，规律化了，易学、易用易于推广。

7、影响直管阻力的因素是什么？如何影响？ 答：根据d lu h f 22λ=直管助力与管长l 、管经d、速度u、磨擦系数λ有关系。

它
与λ、l 、u 2成正比，与d 成反比。

8、离心泵的特性曲线是否与连结的管路系统有关？
答：离心泵的特性曲线与管路无关。

当离心泵安装在特定的管路系统中工作时，实际的工作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关，还与管路的特性有关。

9、在离心泵特性曲线测定实验中，为什么流量越大，入口处真空表的读数越大，而出口处压强表的读数越小？
答：流量越大，需要推动力即水池面上的大气压强与泵入口处真空度之间的压强差就越大。

大气压不变，入口处强压就应该越小，而真空度越大，离心泵的轴功率N 是一定的N=电动机输出功率=电动机输入功率×电动机效率，而轴功率N 又为： ()()ηρη102QH N N e == ， 当N=恒量， Q 与H 之间关系为：Q↑H↓而g p H ρ=而H↓P↓所以流量增大，出口处压强表的读数变小。

10、离心泵铭牌上标的参数是什么条件下的参数？在一定转速下测定离心泵的性能参数及特性曲线有何实际意义？为什么要在转速一定的条件下测量？
答：离心泵铭牌上标出的性能参数是指该泵运行时效率最高点的性能参数。

因为2121n n Q Q =，()22121n n H H =，()32121n n N N =根据以上比例定律，转速对Q、H、N 均有影响。

只有转速一定，离心泵性能曲线才能确定。

11、什么情况下用双对数坐标系作图？
答：（1）测量的数据范围大。

（2）在双对数坐标系中函数关系为线性关系。

12、孔板流量计的设计原理是什么？使用时应注意什么？
答：设计原理是柏努利方程，使用时应不超出其测量范围。

13、传热准数关联式Nu=0.023Re 8.0Pr 4.0适用什么条件？
答：低黏度流体在圆形直管中作强制对流 Re >104 Pr=0.7-120 50〉D
L 。

14、对流传热的机理是什么?
答：热流体流过固壁时, 在湍流主体中,由于流体质点的剧烈湍动形成许多漩涡, 使质点强烈混合而交换热量，温差极小，几乎不存在温度梯度；但在紧靠壁面处，有一层很薄的作层流流动的流体层（称为层流底层），在这薄层内，流体质点分层流动，热量以导热方式通过该层。

由于流体的导热系数很小，因而层流底层热阻很大，相应温差也很大。

在层流底层和湍流主体间还有一缓冲层，该层内，热对流和热传导同时存在，温度变化缓慢,,温度梯度小。

15、在伯努利实验中，简述柏努利方程式和流体静力学基本方程式的关系。

答：静止流体∑====−0,0,02121f h We u u 。

此时柏努利方程式即可化简为静力学基本方程式。

所以，静力学基本方程式是柏努利方程式的一个特例。

16、在雷诺实验中，层流与湍流是如何定义的？
答：Re ≤2000的流动称为层流流动，Re ＞4000的流动称为湍流流动。

17、在U 形压差计上装设“平衡阀”有何作用？在什么情况下它是开着的，又在什么情况下它应该关闭的？
答：用来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的，其作用对象是系统的 阻力，平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配，各支路同时按比例增减，仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求，起到平衡的作用。

平衡阀在投运时是打开的，正常运行时是关闭的。

18、离心泵的特性曲线是否与连接的管路系统有关？
答：离心泵的特性曲线与管路无关。

当离心泵安装在特定的管路系统中工作时，
实际的工作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关，还与管路的特性有关。

19、过滤刚开始时，为什么滤液经常是浑浊的？
答：因为刚开始的时候滤布没有固体附着，所以空隙较大，浑浊液会通过滤布，从而滤液是浑浊的。

当一段时间后，待过滤液体中的固体会填满滤布上的空隙从而使固体颗粒不能通过滤布，此时的液体就会变得清澈。

20、在恒压过滤中，初始阶段为什么不采取恒压操作？
答：因为刚开始时要生成滤饼，等滤饼有一定厚度之后才能开始等压过滤。

21、如果滤液的粘度比较大，你考虑用什么方法改善过滤速率？
答：（1）使用助滤剂，改善滤饼特性；（2）加热滤浆，降低滤液粘度；（3）使 用絮凝剂，改变颗粒聚集状态；（4）限制滤饼厚度，降低过滤阻力
22、传热实验中蒸汽和空气进入通道，在测K和α时为什么不同呢？
答：因为在测给热系数K时仅考虑间壁一侧的传热，而传热系数α则考虑了从 热流体到冷流体的整个传热过程。

23、什么是全回流，全回流时的操作特征是什么？如何测定全回流是的总板效率？
答：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。

24、如何判断塔的操作已达到稳定？影响精馏操作稳定的因素有哪些？
答：当出现回流现象的时候，就表示塔的操作已稳定。

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。

25、板式塔有哪些不正常操作状况，针对本实验装置，如何处理液泛或塔板漏液? 答：夹带液泛，溢流液泛，漏液。

26、什么是漏液现象？漏液现象对传质有什么影响？
答：当上升气体流速减小，气体通过升气孔道的动压不足以阻止板上液体经孔道下流时，会出现漏液现象；漏液现象影响气液在塔板上的充分接触，使塔板效率下降，严重的漏液会使塔板不能积液而无法操作。

27、填料吸收塔塔底为什么必须有液封装置，液封装置是如何让设计的？ 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。

填料吸收塔一般采用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。

28、如何确定液泛点气速？
答：在一定量的喷淋液体之下，当气速低于载点时，液体沿填料表面流动很少受逆向气流的牵制，持液量（单位体积填料所持有的液体体积）基本不变。

当气速
达载点时，液体向下流动受逆向气流的牵制开始明显气来，持液量随气速增加而增加，气流通道截面随之减少。

所以，自载点开始，压降随空塔气速有较大增加，压降—气速曲线的斜率加大。

当气速继续增加，气流通过填料层的压降迅速上升，并且压降有强烈波动，表示塔内已经发生液泛，这些点称为液泛点。

29、填料吸收塔流体力学特性实验过程中，是否可以随时滴定分析塔底吸收液的浓度？为什么？
答：可以。

在操作温度和压力一定的条件下，到达平衡时，吸收液浓度和操作时间无关。

30、什么是雾沫夹带？雾沫夹带对传质有什么影响？
答：上升气流穿过塔板液层时，将板上液体带入上层塔板的现象称为雾沫夹带；雾沫生成可增大气液两相的传质面积，但过量的雾沫夹带造成液相在塔板间的返混，进而导致塔板效率下降。

31、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办法是什么？
答：降低采出率,即减少采出率. 降低回流比。

三、设计题
1、下图是一个离心泵性能测定实验装置图，试指出该装置的错误，并画出正确的流程图。

答：错误之处：？
正确流程图：根据错误处更正后画出（略）。

2、设计一实验流程（画出其实验流程示意图），可以完成如下实验内容：
（1） 进行离心泵性能的研究；
（2） 进行水平直管摩擦阻力与流动雷诺数关系的研究。

3、设计一个实验测定一个套管换热器总传热系数，采用冷水-热水系统。

请提出实施方案完成上述任务，要求
（1）简述实验原理
（2）简述实验过程
（3）列出需要控制的主要工艺参数
（4）列出所用的主要设备及测量仪表，并绘出简单工艺流程示意图（要标注）。

4、设计一个实验以测定某种新型塑料水管的摩擦系数。

请回答以下问题：
（1）简述实验原理
（2）简述实验过程
（3）列出需要控制的主要工艺参数
（4）列出所用的主要设备及测量仪表，并绘出简单工艺流程示意图（要标注）。

5、将下图中两台相同型号离心泵串联以测定H~Q曲线的实验装置流程图补充完整，列出主要设备名称，并设计出测定H~Q曲线的实验原始数据记录表。

离心泵串联实验装置流程示意图。