化工原理试卷、习题及答案

化工原理（上）练习题一、填空1. 离心泵与往复泵在启动与流量调节的不同之处是离心泵启动前 _ 、 启动后通过__ 调节流量；住复泵 启动前_ _、 启动后通过_____ 调节流量。

2.用管子从高位槽放水，当管径增大一倍时，则水的流量为原来流量的_______倍，假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变。

3.流体在管路中典型流动形态有________和________两种，一般以________来区分，前者值为___ ____，后者值为___ ____；而两者的本质区别在于流体流动时 。

4.研究流体在管中流动的沿程阻力系数λ与Re 的关系，可用 图表示，根据两者关系及流动状态，可将图分为四个区，其中，滞流区λ与Re ，完全湍流区λ与Re 。

5.有相变时的对流传数系数比无相变时________，粘度值大，对流传热系数________；热壁面在冷空气之下比热壁面在冷空气之上时对流传热系数________。

6. 离心泵的工作点是__ _____曲线与___ ____曲线的交点，生产中离心泵工作点的变化意味着 会发生变化。

7．对于旋风分离器，其尺寸增大，分离效率将 ；若颗粒直径增大，则分离效率将 。

8．旋风分离器当切向进口速度相同时，随着旋风分离器的直径增大．其离心分离因数越______；而同样转速下离心分离机随着转鼓直径的增大其离心分离因数越______。

9.降尘室气固两相分离设备，它们的生产能力Vs 与该设备的 、 _ ___和 __有关，与______无关。

单层降尘室Vs≤ ；具有n 层水平隔板的多层单层降尘室Vs≤ 。

10．一套管式换热器，用水冷却油，水走管内，油走管外，为强化传热，加翅片，问翅片加在管 侧。

11. 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。

12. 用板框过滤机过滤某种悬浮液。

测得恒压过滤方程为θ5210402.0-⨯=+q q （θ的单位为s ），则K 为 m 2/s ，q e 为 m 3/ m 2，e θ为 s 。

13. 在重力沉降操作中，影响沉降速度的因素主要有、和。

14. 流体在流动过程中，由于速度的大小和方向发生变化而引起的阻力，称为____________阻力。

15. 流体流动机械能包括、及，流体在水平等径直管中流动时的摩擦阻力损失h f所损失的是机械能中的____ ______。

16. 某容器内的绝对压强为200 kPa，当地大气压为101.3 kPa，则表压为___________。

17．颗粒在沉降过程中不受周围颗粒和器壁的影响，称为_________沉降。

18．离心泵组合操作的选定原则为：高阻管路选___ ___，低阻管路选____________。

19．过滤操作的推动力是___ ______。

20. 蒸发过程中引起温度差损失的原因有，和1。

21. 蒸发器的生产强度是指，欲提高蒸发器的生产强度，必须设法提高和。

22. 某设备的表压强为100 kPa，则它的绝对压强为kPa；另一设备的真空度为400 mmHg，则它的绝对压强为kPa（当地大气压为101.33 kPa）。

23. 离心泵的特性曲线是在一定下，用常温为介质，通过实验测定得到的。

离心泵的主要特性曲线包括、__ _和三条曲线。

24. 离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体，否则将会发生_ _现象；而当泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生__ 现象。

25. 离心泵通常采用_ _调节流量；往复泵采用调节流量。

7．理论上降尘室的生产能力与和有关，而与无关。

设计除尘设备时，降尘室做成多层的目的是。

26. 大容器里饱和液体沸腾分为，和1阶段。

工业上总是设法在下操作。

27．蒸发过程中引起温度差损失的原因有，和1。

28. 某粘性液体在一定管路系统中流动，在流量不变条件下将液体加热，则液体的黏度将_ __，雷诺准数Re将_ __，流动阻力将_ _。

29. 旋风分离器的分离效率随器身的增大而减小。

30．物体黑度是指在温度下，灰体的与之比，在数值上它与同一温度下物体的相等。

31．热量传递的基本方式有、和。

32. 多效蒸发与单效蒸发相比，其优点是。

二、选择题1．离心泵的特性曲线是在的情况下测定的。

A)效率一定；B)功率一定；C)转数一定；D)管路（l+∑le）一定。

2．在蒸汽冷凝传热中，不凝性气体的存在对α的影响是。

A) 会使α大大降低；B) 会使α增大；C) 对α无影响；D）会使α大大升高。

3．在蒸气—空气间壁传热过程中，为强化传热，在下列方案中，是可行的。

A)提高空气流速；B)提高蒸汽流速；C)采用过热蒸汽来提高蒸气温度；D)降低空气的流速。

4．在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，下面两项判断是否合理：。

甲：传热器的壁温接近加热蒸汽的温度。

乙：换热器总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数。

A)甲乙均合理；B)甲乙均不合理；C)甲合理，乙不合理；D)甲不合理，乙合理。

5．在一维稳态多层平壁热传导时，各层的温度差正比于各层的。

A)导热系数；B)密度；C)热阻；D)传热面积。

6. 在层流流动中，若流体的总流量不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的倍。

A. 2；B. 6；C. 4；D. 1。

7. 流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为。

A. 1.2m；B. 0.6m；C. 2.4m；D. 4.8m。

8. 用离心泵在两个敞口容器间输送液体。

若维持两容器的液面高度不变，则当输送管道上的阀门关小后，管路总阻力将。

A. 增加；B. 不变；C. 减小；D. 不确定。

9. 离心泵的效率η和流量Q的关系为。

A. Q增大，η增大；B. Q增大，η先增大后减小；C. Q增大，η减小；D. Q增大，η先减小后增大。

10. 若沉降室高度降低，则沉降时间；生产能力。

A. 不变；B. 增加；C. 下降；D. 不确定。

11．拟采用一个降尘室和一个旋风分离器来除去某含尘气体中的灰尘，则较适合的安排是。

A）降尘室放在旋风分离器之前B）降尘室放在旋风分离器之后C）降尘室与旋风分离器并联D）方案A、B均可12．用管子从高位槽放水，当管径缩小一半时，则水的流量为原来流量的__ __倍，假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变。

A) 4；B) 1；C) 0.5；D) 0.2513．已知直圆管内流动阻力损失与流速的平方成正比，则其流动形态为________。

A）层流；B）湍流；C）完全湍流；D) 过渡流14．对一台正在工作的列管式换热器，已知α1＝11600 W•m-2•K-1 ，α2＝116 W•m-2•K-1，要提高总传热系数（K），最简单有效的途径是。

A. 设法增大α1B. 设法增大α2C. 同时增大α1和α2D. 不确定15．温度相差100℃的两灰体间进行辐射传热，现因某种原因，两者的温度各下降了10℃，则此时的辐射传热量与原来的相比将_ __。

A. 不变B. 变大C. 变小D. 不确定16．在完全湍流区，流动摩擦阻力损失与成正比；在层流区，流动摩擦阻力损失与成正比。

A. 流速的一次方；B. 流速的平方；C. 流速的三次方；D. 流速的五次方。

17. 在蒸汽—空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中在工程上最有效的是。

A. 提高空气流速B. 提高蒸汽流速C. 采用过热蒸汽以提高蒸汽流速D. 在蒸汽一侧管壁上装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液18. 在设计固定管板式列管换热器时，危险性大（有毒、易燃易爆、强腐蚀性等）的流体应走。

A. 壳程；B. 管程；C. 壳程和管程均可三、判断题1．液体的黏度随温度升高而减小，气体的黏度则随温度升高而增大。

（）2. 流体作滞流流动时，摩擦系数与管壁粗糙度与雷诺数有关。

（）3. 转子流量计的刻度与被测流体的密度无关。

（ ）4. 离心泵的压头又称扬程，它是指离心泵对单位质量的液体所能提供的有效能量。

（ ）5. 离心泵的轴功率随液体密度而改变。

（ ）6. 一般情况下，离心沉降设备的分离效果比重力沉降设备的分离效果好。

（ ）7. 板框压滤机的洗涤速率大致等于过滤终了时的过滤速率。

（ ）8. 凡稳定的圆筒壁传热，热通量为常数。

（ ）9. 换热器的总传热系数主要决定于流体的特性、传热过程的操作条件及换热器的类型。

（ ）10. 多效蒸发虽然提高了加热蒸汽的利用率，但降低了生产强度，二者是相互矛盾的。

（ ）四、名词解释题1. 牛顿粘性定律2. 质量流速3. 汽蚀余量4．过滤速率5. 傅立叶定律6. 蒸发强度三、分析题1．一定流量的20℃常压含尘气体在进入反应器之前需要尽可能除尽尘粒并升温至400℃。

可能的工艺安排为：（1） 先除尘后升温； （2）先升温后除尘；试分析那种安排更合理？2．通过三层平壁稳定热传导中，若测得各面的温度t1、t2、t3和t 4分别为500℃、400℃、200℃和100℃，试分析各平壁层热阻之比，假定各层壁面间接触良好。

3．如何强化换热器中传热过程。

4. 过滤的基本方程式为： ，试根据该式分析强化过滤操作的途径。

5. 某套管传热实验装置，传热管为薄壁紫铜管，现采用T s =120 ℃的饱和水蒸气冷凝来加热管内呈湍流流动的空气，空气的进出口温度为t 1=25.0 ℃和t 2=55.0 ℃。

有三位实验者测得的传热铜管的平均壁温t w 分别为119.0 ℃、98.0 ℃、50.0 ℃。

（忽略管壁热阻、可能的污垢热阻及物性参数随温度的变化）（1）试计算说明三位实验者测得平均壁温的合理性；)(d d 12e s V V v r p A V +'∆=-μθ（2）若增大空气流量，其他操作条件不变，试分析：空气出口温度应如何变化；传热管平均壁温应如何变化。

本题参考资料：气体强制对流传热系数的大致范围：20 ~ 100 W/(m 2·℃)；水蒸气冷凝传热膜系数的大致范围：5000 ~ 15000 W/(m 2·℃)。

四、计算题1. 用离心泵将水以12m 3/h 的流量由水池打到敞开的高位槽，两液面保持不变，液面高差为20m ，管路总长度（包括所有当量长度）为100m ，管路摩擦系数为0.025，管子内径为0.05m ，水的密度为1000kg/m 3，泵的效率为80%。

（1） 计算泵的有用功；（2） 计算泵的轴功率；（3） 分析如将泵的转速提高8%，则泵的流量Q 、压头H 、以及功率N将如何变化？2. 恒压下用板框压滤机过滤某悬浮液，已知正常生产时过滤面积为2.6m 2 ，2小时后得滤液100 m 3 。

由于某种原因生产进度临时发生变化，要求2小时完成200 m 3滤液的生产，请计算说明可以采取那些措施在2小时完成临时生产任务。

（假设滤饼不可压缩，且过滤介质阻力忽略不计）。