化工原理自测题
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第一章流体流动自测题
一、填空或选择
1.某设备的表压强为100kPa,则它的绝对压强为____kPa;另一设备的真空度为400mmHg,则它的绝对压强为____。
(当地大气压为101.33 kPa)[答:201.33 kPa,360mmHg]
2.如图所示,容器中盛有ρ=800kg/m3的油品,U形管中指示液为水(ρ=1000kg/m3),a1、a2、a3在同一水平面上,b1、b2、b3及b4也在同一高度上,h1=100mm,h2=200mm,则各点的表压pa1=____,pa2=____,pb2=____,pb3=____,h3=____。
(表压值以mmH2O表示)
[答:0,100,200,300,340,200]
3.流体在圆形直管中作滞流流动时,其速度分布是____型曲线。
其管中心最大流速为平均流速的____倍,摩擦系数λ与Re关系为____。
[答:抛物线,2, =64/Re]
4.流体在钢管内作湍流流动时,摩擦系数λ与____和____有关;若其作完全湍流(阻力平方区),则λ仅与____有关。
[答:Re,;]
5.流体作湍流流动时,邻近管壁处存在一____,雷诺数愈大,湍流程度愈剧烈,则该层厚度____。
[答:滞流内层;愈薄]
6.因次分析的依据是____。
[答:因次一致性]
7.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____,管路的局部阻力将____,直管阻力将____,管路总阻力将____。
(设动能项可忽略。
)
[答:变小、变大、变小、不变]
8.牛顿粘性定律的表达式为____,该式应用条件为____流体作____流动。
[答:,牛顿型,滞流]
9.水力半径的定义式为____,当量直径为____倍水力半径。
[答:,4]
10.局部阻力的计算方法有____和____。
[答:阻力系数法,当量长度法]
11.水流经图示的管路系统从细管喷出。
已知d1管段的压头损失Hf1=1m(包括局部阻力)d2
管段的压头损失Hf,2=2m(不包括出口损失)。
则管口喷出时水的速度 u3=____m/s,d1管段的速度u1=____m/s,水的流量V=____m3/h。
[答:7,1.75,1.98]
12.在SI单位制中,通用气体常数R的单位为(B)。
A.atm·cm3/mol·K B.Pa·m3/mol·K
C.kgf·kmol·K D.Ibf·ft/Ibmol·K
13.通常流体粘度μ随温度t的变化规律为(C)。
A.t升高、μ减小 B.t升高、μ增大
C.对液体粘度t升高μ减小,对气体则相反. D.对液体t升高μ增大,对气体则相反14.流体在圆形直管中流动时,若其已进入阻力平方区,则摩擦系数λ与雷诺数Re的关系为(C)。
A.Re增加,λ增大 B.Re增加,λ减小
C.Re增加,λ基本上不变 D.Re增加,λ先增加大后减小
15.滞流和湍流的本质区别是(D)。
A.湍流流速大于滞流流速 B.滞流时Re数小于湍流时Re数
C.流道截面大时为湍流,截面小的为滞流 D.滞流无径向脉动,而湍流有径向脉动
16.因次方析的目的在于(B)。
A.得到各变量间的确切定量关系. B.用无因次数群代替变量,使实验与关联简化.
C.得到无因次数群间定量关系. D.无需进行实验,即可得到关联式.
17.滞流内层越薄,则以下结论是正确的(D)。
A.近壁面处速度梯度越小 B.流体湍动程度越低
C.流动阻力越小 D.流动阻力越大
18.在一水平变径管路中,在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计,当流体流过该管时,压差计读数R值反映(A).
A.A、B两截面间的压强差 B.A、B两截面间的流动阻力
C.A、B两截面间动压头变化 D.突然扩大或缩小的局部阻力
二.计算题
1.如本题附图所示,贮槽内水位维持不变。
槽的底部与内径为100mm的钢质放水管相连,管路上装有一个闸阀,距管口入口端15m处安有以水银为指示液的U形管压差计,其一臂与管路相连,另一臂通大气。
压差计连接管内充满了水,测压点与管路出口端之间的直管长度为20m。
(1)当闸阀关闭时,测得R=600mm,h=1500mm,当闸阀部分开启时,测得R=400mm,h=1400mm。
摩擦
系数可取0.025,管路入口处局部阻力系数为0.5。
问每小时从管中流出水多少立方米?(2)当闸阀全开时,U管压差计的静压强为若干(Pa,表压)?闸阀全开时,le/d=15,摩擦系数仍可取0.025。
[答:(1)88.5m3/h;(2)3.30×104Pa(表压)]
2.某油品的密度为800kg/m3,粘度为41cP,由附图中所示的A槽送至B槽,A槽比B槽的液面高1.5m。
输送管径为φ89×
3.5mm、长50m(包括阀门的当量长度),进、出口损失可忽略。
试求:(1)油的流量,m3/h;(2)若调节阀门的开度,使油的流量减少20%,此时阀门的当量长度为若干,m?
[答:(1)23m3/h;(2)12.37m]
3、用轴功率为0.55kW的离心泵,将敞口储槽中的液体输送至表压为90 kPa的密闭高位槽中。
已知液体的流量为4 m3/h,密度为1200 kg/m3、粘度为 Pa•s ;输送管路的内径为32 mm,管路总长度为50 m(包括管件、阀门等当量长度);两槽液位维持恒定的高度差15 m。
试计算该离心泵的效率。
(61.6%)
一.填空或选择
1.固体粒子的沉降过程分____阶段和____阶段。
沉降速度是指____阶段颗粒相对于____的速度。
2.在重力场中,固粒的自由沉降速度与下列因素无关()
A)粒子几何形状B)粒子几何尺寸
C)粒子及流体密度D)流体的流速
3.在降尘室中除去某粒径的颗粒时,若降尘室高度增加一倍,则颗粒的沉降时间____,气流速度____,生产能力____。
4.在斯托克斯区,颗粒的沉降速度与其直径的____次方成正比,而在牛顿区,与其直径的次方成正比。
5.沉降雷诺准数Ret越大,流体粘性对沉降速度的影响____。
6.一球形石英粒子在空气中作滞流自由沉降。
若空气温度由20℃提高至50℃,则其沉降速度将____。
7.降尘室操作时,气体的流动应控制在____区。
8.降尘室内,固粒可被分离的条件是____。
9.理论上降尘室的生产能力与____和____有关,而与____无关。
10.在离心分离操作中,分离因数是指____。
某颗粒所在旋风分离器位置上的旋转半径R =0.2m,切向速度uT=20m/s,则分离因数为____。
11.选择旋风分离器的依据是:____、____、____。
12.环境工程中,除去气体中尘粒的设备有____、____、____、____等。
13. 恒压下过滤某悬浮液,已知过滤10min后得到滤液5L,又过滤5min后,又得到滤液1.5L,则过滤常数Ve为。
A. 5.125 L;
B. 3.719 L;
C. 2.937 L;
D. 2.375 L。
14. 用板框过滤机过滤某种悬浮液。
测得恒压过滤方程为(θ的单位为s),则K为 m2/s,qe为 m3/ m2,为 s。
一、填空或选择
1. 多层壁稳定导热中,若某层的热阻最大,则该层两侧的温差。
2. 一定质量的流体在f25×2.5mm的直管内,作强制的湍流流动,其对流传热系数
a i=1000W/m2·℃,如果流量和物性不变,改在f19×2mm的直管内流动,其a i为W/m2·℃。
A.1259; B.1496; C.1585; D.1678。
3. 水与苯通过间壁换热器进行换热。
水从20℃升至30℃,苯由80℃降至40℃,则最小值流体为,此换热器的传热效率e=____ 。
4. 列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于_________ 。
8. 列管式换热器的壳程内设置折流挡板,以提高___程流速。
设置隔板以提高____程流速,以达到强化传热的目的。
二、计算题
四、某单程列管式换热器,其换热管为 mm的不锈钢管,管长为3m,管数为32根。
在该换热器中,用25℃的水将壳程的110℃的某有机蒸汽冷凝成同温度的液体,该有机蒸汽的冷凝传热系数为 W/(m2•℃)。
水的流量为15000 kg/h,平均比热容为4.18 kJ/(kg•℃);管壁与水的对流传热系数为1000W/(m2•℃);不锈钢的导热系数为17 W/(m•℃)。
试求:
1.总传热系数;
2.水的出口温度。
2. 有一壁厚10mm为的钢制平壁容器,内盛80℃的恒温热水,水对内壁面的对流传热系数为240W/m2·℃。
现在容器外表面覆盖一层导热系数为0.16W/m2·℃、厚度为50mm的保温材料,保温层外为的空气所包围,外壁对空气的对流传热系数为10W/m2·℃,试求:
(1)每小时所损失的热量kJ/h·m2;
(2)容器的内表面温度TW。
(钢材的导热系数为45W/m2·℃)。
一、填空题
2.填料塔内件主要有____、____、____、____。
5. 吸收操作的原理是__________________。
6. 等分子反方向扩散通常发生在_______单元操作过程中;一组分通过另一停滞组分的扩散通常发生在_______单元操作过程中。
7. 双膜模型、溶质渗透模型和表面更新模型的模型参数分别是_____、_____和_____。
8. 增加吸收剂用量,操作线的斜率_____________,吸收推动力_____________。
二、选择题
2.对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统,当总压增大时,亨利系数将_____,相平衡常数将_____,溶解度系数将_____。
A. 增大;
B. 不变;
C. 减小;
D. 不确定。
4. 在吸收操作中,以液相浓度差表示的吸收塔某一截面上的总推动力为_____。
A. ;
B. ;
C. ;
D. 。
三、计算
1. 在压力为101.3kPa 、温度为30℃的操作条件下,在某填料吸收塔中用清水逆流吸收混合气中的NH3。
已知入塔混合气体的流量为 220 kmol/h,其中含NH3为1.2% ( 摩尔分数)。
操作条件下的平衡关系为Y =1.2X(X、Y均为摩尔比),空塔气速为1.25m/s;气相总体积吸收系数为0.06 kmol / (m3•s);水的用量为最小用量的1. 5倍;要求NH3的回收率为95%。
试求:
(1)水的用量;
(2)填料塔的直径和填料层高度。
2
四、分析题(会有简答题5选2)
1. 什么叫热阻,热阻在分析传热中有什么作用?
2. 影响颗粒沉降速度的因素都有哪些?
3. 双膜理论的要点是什么?该理论的适用条件是什么?
4.什么是气膜控制过程?气膜控制的特点是什么?
5. 用水吸收混合气体中CO2的低浓度系统是属于什么控制过程?
第二章(有计算题5’):第二节
第三章(计算题15’):第一二三四五节(第四节除去P86-90,第五章简单的管路计算,
自测题3)
第四章(计算题15’):第二三四节(第三节到P137.自测题1、2)
第五章:分子扩散,涡流扩散(P183+自测题)
第六章:主要看自测题
第七章:重点看例7.2.1和7.2.3
第八章(计算题15’):第二四节(第二节主要掌握亨利定律,自测题1)
每章与上述重点有关的例题+自测题+课后作业。