化工基础复习题

项目一流体流动与输送

一、填空

1．流体的输送方式有高位槽送料、输送机械送料、压缩气体送料、真空抽料。

2．高位槽送料是利用容器、设备之间的位差，将处在高位设备内的液体输送到低位设备内的操作。

3．压缩气体送料一般采用压缩空气或惰性气体代替输送机械来输送物料，是一种由低处向高处送料的情况。4．真空抽料是通过真空系统造成的负压来实现流体输送的操作。

5．影响气体密度的因素有温度和压力，气体密度随压力的增大而增大，随温度的减小而减小。

6．压力的三种表示方法是绝对压力、表压和真空度。测量压力的仪表通常有压力表、真空表、压力真空表。7．流体流量分为体积流量和质量流量，常用来测量流体流量的仪表有转子流量计、孔板流量计、文丘里流量计等。其中转子流量计必须垂直安装在管路上，而且流体必须下进上出。

8．通常情况下，用雷诺数来Re来判断流体的流动类型，当Re＜2000时，流体总是做层流流动；当Re＞4000时，流体总是做湍流流动；而当2000＜Re＜4000时，流体可能是层流也可能是湍流。

9．流体阻力的产生是因为流体具有黏性（内因）和流体的流动形态（外因）。流体阻力分为直管阻力和局部阻力两种。

10．化工管路主要由管子、管件和阀件构成，也包括一些附属于管路的管架、管卡、管撑等附件。11．化工管路的连接方式主要有螺纹连接、法兰连接、承插式连接和焊接四种。

12．化工管路热补偿的主要方法有两种，即利用弯管进行的自然补偿和利用补偿器进行的热补偿。13．离心泵的调节方式有改变阀门开度、改变叶轮的的转速和改变叶轮的直径三种，工业生产中最常用的是改变阀门开度，原因是简单方便。

14．离心泵在开车前要灌泵，目的是为了防止发生气缚现象。操作过程中，无论是开车还是停车，出口阀门都要先关闭，但其原因不同，开车时是为了保护电动机，停车时是为了防止出口管路上的高压液体倒流入泵内打坏叶轮。

二、名词解释

高位槽送料、输送机械送料、压缩气体送料、真空抽料

三、简答题

1．减小流体阻力的措施有哪些？

2．请解释气蚀现象与气缚现象，如何预防？

3．离心泵操作过程中要注意什么，如何调节流量？

4．什么是离心泵的工作点？

项目三传热

一、填空

1．传热的方式随热交换的物质及接触状况不同而不同，归结起来有热传导、热对流、热辐射三种。2．工业上常用的换热器有直接接触式、蓄热式、间壁式、热管式等。

3．在稳定传热过程中，通过平壁的每层导热量都相等。若厚度相同，材料的热导率越小，则在该层的温度下降越大。

二、名词解释

热传导热对流热辐射

三、简答题

1．影响对流传热系数的因素有哪些？

2．强化传热过程的途径有哪些？

项目4 蒸发

一、填空

1．蒸发按操作压力分，可分为常压、加压和减压（真空）蒸发操作；按二次蒸汽是否利用分为单效蒸发和多效蒸发；按蒸发模式，可分为间歇蒸发与连续蒸发。

2．根据原料液加入方式不同，多效蒸发操作流程可分为并流、逆流和平流三种。

3．蒸发器由蒸发室、加热室、辅助装置组成，辅助装置包括除沫器、冷凝器、真空装置。

4．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单程型两类。

5．常用的循环型蒸发器有中央循环管式蒸发器、悬筐式蒸发器、外加热式蒸发器、强制循环式蒸发器。

常用的单程型蒸发器有升膜式蒸发器、降膜式蒸发器和回转式薄膜蒸发器等。

6．提高蒸发强度的主要途径是提高总传热系数和传热温度差。

7．影响溶液沸点升高的因素有溶液浓度、液柱静压头、管道阻力。

8．降低热能消耗的措施有利用二次蒸汽的潜热、二次蒸汽的再压缩、冷凝水热量的利用。

二、简答

1．什么叫蒸发？蒸发操作的目的是什么？

2．影响溶液沸点升高的因素有哪些？

3．降低热能消耗的措施有哪些？

项目五气体吸收

一、填空

1．利用气体混合物中各组分在液体中溶解度的差异来分离气体混合物的操作，称为气体吸收，其逆过程为脱吸或解吸。

2．气体的溶解度随温度的升高而减小，随压力的增大而增大。因此，提高压力、降低温度有利于吸收操作。3．在吸收过程中，混合气体中溶解在吸收剂中的组分称为溶质或吸收质，不能溶解的组分称为惰性组分，吸收剂又称为溶剂，吸收了溶质后的溶液称为吸收液。

4．在用洗油吸收焦炉煤气中粗苯的过程中，吸收质为粗苯，吸收剂为洗油，惰性组分为脱苯煤气，吸收液为富油。

5．吸收过程按有无化学反应分为物理吸收和化学吸收；按吸收组分数分为单组分吸收和多组分吸收；按有无热效应分为非等温吸收和等温吸收。

6．易溶气体的亨利系数较小，难溶气体的亨利系数较大；亨利系数随温度的升高而增大，随压力的增大而减小。

7．影响吸收速率的主要因素有吸收系数、吸收推动力、气液接触面积。

二、名词解释

气体吸收

三、简答

1．吸收操作的理论依据及操作目的是什么？

2．如何选择吸收剂？

3．影响吸收操作的因素有哪些？

2011-2012学年二学期化工基础练习1

一、填空

1．在体积流量相同的条件下，细管和粗管中流动物性相同的流体，先到达湍流型态的是管。

2．流体在25 mm×2.5 mm、及

57 mm×3.5 mm组成的套管换热器环隙中流动，其当量直

径为。

3．当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生现象。

4．在圆形直管中流动的流体，流动型态分为和。其中判断流体流动型态的特征数是。

5．下列各种不同压力计测得的测定值，可按其压强从小到大的顺序排列如下：

( )<( )<( )<( ) 。

A、380 mm汞柱（真空度）；

B、300 mm水柱（表压）；

C、0.15 MPa（表压）；

D、2.0 kPa（表压）。

6．流体在等径的管道中作定态流动时，因直管阻力所造成的能量损失与管长成；而流速沿管长。

7伯努利方程

gZ1+++W e =gZ2+++

适用的条件是在流动时的流体。

8．在研究流体流动规律时，要注意区分是定常（或称定态）流动和不定常（或称不定态）流动，稳定态和不稳定态。如果所考察的流体流动过程或系统中任何一个部位或任何一个点上的流体性质和过程参数都不随时间而改变，则该过程为过程，反之，则为过程。当流体流动过程的雷诺数大于1×104时，可以认为是的湍流；当雷诺数在2000 ~4000 之间流体的流动型态为的过渡区域。

9．密度为998 kg·m-3、粘度为1.005×10-3 Pa·s的水，以18 m3·h-1体积流量流过

76 mm×3 mm的钢管，则该流体的流动型态为。

10．流体在圆管内做层流流动时，其最大流速为平均流速的倍；湍流时，其最大流速约为平均流速的倍。

11．在流体的流量或流速测量设备中，能用来测量管道截面中某一点的流速的设备通常用；用来测量水平管道截面上的平均流速的设备通常有。

二、判断题

1．敞口容器内静止水面下1 m处测得的表压强9.81kPa。…………（）

2．离心泵的说明书上所列出的泵的扬程He是指泵的轴功率最大值时的扬程值。…（）

3．单级往复泵与单级离心泵相比，它的优点是输出压头高；缺点是流量小且不匀。…………（）4．当离心泵的安装高度超过其允许值时，会发生气缚现象。………（）

5．流体流动边界层分为层流边界层和湍流边界层。一般说的层流内层即为层流边界层。………………（）6．流体在圆形管道内湍流流动时，管中心处的流速最大，约为流体在管道中的平均流速的1.15~1.27倍。……（）

7．流体在圆管内流动，若流量不变，而使管径增大一倍（设流体的物性不变），则雷诺数的值为原来的2倍。………（）

8．在测定流体流动阻力的实验中，用水求得的摩擦系数

—Re的曲线，对其它流体也能适用。（）

三、选择

1．现欲在实验室中安排一条通风管道，风量为1600 m3·h-1，现有下列四种规格的管道，请在其中选择一种合适的管道。管道的内径分别为…（）

A、250 mm；

B、50 mm；

C、100 mm；

D、500 mm。

2．不可压缩流体在圆管内作定态流动时，流速u与管道的截面积S和内径d的关系为…（）

A、u2/u1=S2/S1；

B、u2/u1=S1/S2；

C、u2/u1=d2/d1；

D、u2/u1=(d2/d1)2。

3．如图安装的压差计，当旋塞慢慢打开时，压差计中的指示剂（汞）的液面将…（）

A、左高右低；

B、左低右高；

C、维持高度不变；

D、不能确定。

4．多级（段）压缩过程，随着级数的增多，使整个压缩过程更接近于…………（）

A、绝热过程；

B、等温过程；

C、等熵过程；

D、等容过程。

5．自来水通过一段横截面积S不同的管路作定常流动时，其流速u…………（）

A、不改变；

B、随S改变，S越大，u越大；

C、随S改变，S越大，u越小；

D、无法判断。

6．雷诺数Re的数学表达式为…（）

A、；

B、

；C、

；D、。

以上各式中u为流体流速，为流体密度，

为流体粘度，d为管径或定性尺寸。

7．流量为0.01 m3·s-1的流体从套管环隙（套管外管内径为50 mm，内管外径为25 mm，管壁为2.5 mm）中流过，环形截面的当量直径为……………（）

A、30 mm；

B、27.5 mm；

C、25 mm；

D、22.5 mm。

8．当离心泵的出口阀门开大时，离心泵的扬程随流量的增大而……………（）

A、减小；

B、增大；

C、不变；

D、无法确定。

9．单级离心泵与其它液体输送机械相比其特点是………（）

A、输出的液体压头较小，流量较大；

B、输出的液体压头较高，流量较大；

C、输出的液体压头较高，流量较小；

D、输出的液体压头较小，流量也较小。

10．离心泵在输送过程中，调节流量通常采用…………（）

A、调节泵进口阀的开度；

B、调节泵出口阀的开度；

C、调节安装在支路上的旁路阀；

D、调节电机的转速。

11．流体在水平圆形直管中作定态流动时，一般在工业条件下，可形成湍流的临界雷诺数为（）

A、Re >2000；

B、Re >2300；

C、2000< Re <4000；

D、Re >4000。

12．流体流经离心泵后，被增加的能量主要显示在泵出口处的……………（）

A、静压能增高；

B、位能增高；

C、热能增加；

D、动能增高。

13．流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是……（）

A、流动速度较大；

B、流过的距离较长；

C、流体具有粘性；

D、管子直径较小。

14．水从高位槽中流出时，则………（）

A、水的静压能转变为动能；

B、水的位能转变为动能；

C、除水的静压能转变为动能外，由于位能的减少，水的内能略有下降；

D、除水的位能转变为动能外，由于静压能的减少，水的内能略有下降；

15．流体在一根水平直管中流动，自A截面流至B截面后，流体因摩擦阻力而消耗的能量为50 J·kg-1。这一摩擦损失主要表现为B截面处的单位质量流体……………（）

A、动能的减少；

B、热能的减少；

C、压强能的减少；

D、上述三者之和。

16．当流体在圆管内流动时，使流体的流速在圆管内分布不均匀的原因是由于……………（）

A、管壁存在摩擦力；

B、流体的静压力；

C、流体存在粘滞力；

D、流体所受到的重力。

四、计算问答

1．水槽液面至出水口垂直距离保持8.2 m，导管管径为

119 mm×4.5 mm，阻力造成压头损失为7.5 m（水柱），试求管中水的体积流量。

2．轻柴油以4000 kg·h-1的流量在48 mm×3.5 mm的钢管内流动，试判断柴油的流动型态。轻柴油的密度为868 kg·m-3，粘度为3.5×10-3 Pa·s。

3．用钢管输送质量分数为98%的硫酸，要求输送的体积流量为2.0 m3·h-1,已查得98%硫酸的密度为1.84×103 kg·m-3，粘度为2.5×10-2 Pa·s，管道的内径为25 mm。求流动流体的雷诺数。若流量增大一倍时，而欲使流动过程的雷诺数保持不变，则应使用多大直径的管道进行硫酸的输送？

4．如图，用泵将15 ℃的水从水池送至一敞口储槽中。储槽水面与水池液面相距10 m，水面高度均保持不变。输水管内径为68 mm，管道阻力造成的总能量损失为20 J·kg-1，试问泵需给每千克的水提供多少能量？

5．20 ℃的水以3.6 m3·h-1的流量流经一根长10 m，内径为20 mm的圆管。求：所产生的压降。（水的密度可取1000 kg·m-3，粘度1.0×10-3 Pa·s。当Re>4000时，摩擦系数

=0.184 Re-0.2）

6．如图所示为A，B，C三个容器。容器上方分别装有测压管或压力计，试由仪表读数计算出三个容器中p A，p B，p C的绝对压强（当时大气压强为0.091 MPa）。

7．20℃的水（密度为1000 kg·m-3，粘度为1.005×10-3 Pa·s）流经内径为20 mm的管子，问当管中流型为层流时，水的最大流速为多少？若管中流过的是20 ℃的空气（密度为1.205 kg·m-3，粘度为18.1×10-6 Pa·s），则空气的最大流速为多少？

化工基础练习1答案

一、填空

1．细2．25 mm3．汽蚀4．层流；湍流；雷诺数Re5．A、< B、< D、< C、。

6．正比；不变7．定常（定态）；不可压缩

8．定常（定态）；不定常（不定态）；稳定；不稳定9．湍流（Re=9.04×104）

10．2；1.25~1.2211．毕托管；孔板流量计和文丘里流量计

二、判断题1．对2．错3．对4．错5．错6．对7．错8．对

三、选择1．A2．B3．C4．B5．C6．D7．C8．A9．A10．B11．D12．A13．C14．B15．C16．C

四、计算问答

1．取水槽液面为1—1截面，出水口为2—2截面，并以2—2截面为基准面,列伯努利方程:

Z1++= Z2+++H f Z2=0，Z1=8.2 m，液面与出水口均与大气相通

p1=p2 u1=0 8.2=+7.5

u2=== 3.71 m·s-1

水的体积流量q V=

u2×0.785×()2×3600=3.71×0.785×(0.11)2×3600 =126.7 m3·h-1

2．钢管的内径d=48-2×3.5=41 mm=0.041 m。

u===0 .970 m·s-1

Re=== 9864

9864>4000 轻柴油的流动型态为湍流。

3．u1==

=1.132 m·s-1

Re=== 2084

如流量增加一倍，则q V,2=2q V,1

Re数保持不变，则

=

由此可得：d1u1= d2u2

即

d1·=d2·

d2=2d1=2×25=50 mm。

4．取水池液面为1—1截面，贮槽水面为2—2截面，并以截面1—1为基准水平面。在截面1—1和2—2间列伯努利方程：

gZ1++

+e=

gZ2++

+

式中：Z1=0，Z2=10 m

p1= p2=0(表压)

u1= u2≈0

=20 J·kg-1

则泵所提供的能量为：e=

gZ2+=9.81×10+20=98.1+20=1.2×102 J·kg-1 5．u==3.18 m·s-1

Re==6.37×104流体流型为湍流