版化工原理考研试题夏清版.doc

简答题
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？
h. l u
2 。

d
2d ， u
V
1
，
. 1
. .d 2
2
u 1 1 d 1 2g
2
1
2
1 4 1
4
2
d 2.u 2 .
2 1 。

h
l u 2 2 1。

64 /
2 . .
2g h
2 d 2 16 1
2、 何谓气缚现象？如何防止？ 离心泵只能空转而不能输送液体的现象。

离心泵启动前应灌
满液体。

3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 沉降是指依靠外力的作用，利用分 散物质与分散介质的密度差异， 使之发生相对运动而分离的过程。

沉降可分为重力沉降和离 心沉降。

颗粒以加速运动的末速度这一不变的速度作匀速沉降运动， 这一速度称为重力沉降
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？
传热管的壁温接近于蒸汽的温度；传热糸数 K 接近于空气的对流传热膜糸数；空气走管内，饱和蒸汽走管外。

（蒸汽散热快） 。

5 、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？
因为逆流操作：推动力大，所需的传热面积小；减少载热体的用量。

6 、单效减压蒸发操作有何优点？
可以降低溶液的沸点， 可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂， 可以浓缩不耐高温的溶液，可以减少蒸发器的热损失。

1、 流体的流动形态有哪几种？如何判断？
流体的流动形态有两种：层流和湍流；用雷诺准数来判断，当
R e 2000 ，为层流，
当 R e 4000 为湍流。

2、 何谓层流内层？其厚度受哪些因素影响？
在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动 的流体薄层，此薄层称为层流内层。

受管径、流速、粘度和密度。

3、 采用多级压缩的优点有哪些？
避免压缩后气体温度过高，提高气缸容积糸数，减小功率，使压缩机结构更为合理。

4、 列管式换热器为何要进行热补偿？
列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的
热膨胀程度也有区别。

若两流体的温度差较大（
50 0
C 以上）时，由于热应力会引起设
备的变形，甚至弯曲和破裂。

因此我们要考虑热补偿
5、单层圆筒壁的内、外半径分别为
r 1和 r 2 ，壁表面温度分别
为 T
'
和 t ' ，若 t
'
〈 T '
，试写出圆筒任意半径 r 处的温度表达式 ？
2 .L. . T ' t
'
2 .L. . T '
t
. T ' t '
.ln r t T '
r 1
Q
=
ln r 2
ln r
ln r 2
r 1
r 1
r 1
二：判断题（ 18 分）
1、在并联管路中，它们的阻力相等，同理在串联管路中，它们的流速也是相等 的。

（稳
定流动）。

2、 转子流量计可以读出任何流体的流量。

3、用雷诺准数来判断流体的流动形态时， 在 SI 制中属层流范围， 在 cgs 制中属 湍流范
围。

4、粘度是流体的物理性质之一，
则雷诺准数也是流体的物理性质之一。

离心泵铭牌上的
性能参数是指泵扬程最高点下的性能参数。

5、往复式压缩机的工作循环是由吸气、排气、膨胀、压缩四个阶段组成。

6、沉降器的生产能力与沉降速度及沉降面积有关，与沉降高度无关。

7、气相与液相所组成的物糸称为气相非均相物糸。

8、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加， 滤液量不断增加，生产能
力也不断增加。

9、多层导热时，其推动力为各层推动力之和，阻力也为各层阻力之和。

10、流体对流传热膜糸数一般来说有相变时的要比无相变时为大。

11、多层平壁稳定导热时，如果某层壁面导热糸数小，则该层的导热热阻大，推动力小。

12、若以饱和蒸汽加热空气，传热的壁面温度一般取空气和蒸汽的平均温度。

13、所谓黑体就是人们所讲的黑颜色的物体。

14、在同一种流体中，不可能同时发生自然对流和强制对流。

15、多效蒸发可以提高蒸汽的利用率， 二次蒸汽利用一次称为单效蒸发，
利用二次称为双
效蒸发，依次类推。

16、对流传热糸数是物质的一种物理性质。

17、黑体、镜体、和灰体都是理想化的物体，在自然界中并不存在。

18、总传热糸数 K 可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关。

（ 6 、 10、 17 为对，其余都为错。

）
A
1、 图示管路中，流体作稳定流动。

问：
B
（ 1）、静压头 p 哪个大？为什么？
图 5-1
g
2
B Z
（ 3）、质量流速哪个大？为什么？（不计阻力）
A
1、
Z A
p A u A 2 p B u B 2
，
p A p B 测
示
g
=
Z B
g
2g
.g
g 。

2g
R
V A V B 。

W u
， W A W B 。

2、图示，测出 A 、 B 两端点的压力差？
2、 p
p A 测 .g. R h ， p p B
测 .g. Z h 示 .g.R
p p A p B 测 .g.Z 示
测 .g.R
.
p
测 .g.Z
示
测 .g.R 。

3、 管子的类型有哪几种？表示方法有哪几种？家里的自来水管是什么管？
3 、管子的类型有：钢管、铸铁管、有色金属管和非金属管。

表示方法有：英寸表示法、公寸直径表示法、外径乘壁厚。

4、何谓离心泵的汽蚀现象？如何防止？
4、泵内压强最低处的压强等于同温度下输送液体的饱和蒸汽压时，此时液体将急剧汽化，
并产生大量汽泡，使得叶轮表面或泵内壳表面产生裂缝， 泵体振 动，产生噪声， 其流量和扬程明
显下降。

这一现象称为汽蚀现象。

确定合适的安装高度以确保不发生汽蚀现象。

5、何谓过滤介质？对过滤介质有何要求？ 5、过滤介质：一种多孔性物质。

要求：多孔性、阻力小；有一定的机械强度；有一定的化学稳定性。

6、说明热负荷与传热速率的概念及两者之间的关糸？ 6、传热速率：单位时间内通过传热面的传热量。

热负荷：当生产上需要加热（或冷却）某物料时，便要求换热器在单位时间内向该物料输入或输出一定的热量，这是生产对换热器换热能力的要求，称为该换热器的热负荷。

一个满足生产的换热器应该是：传热速率等于（略大于）热负荷。

7、何谓加热剂和冷却剂？举例说明之？
7、加热剂：给出热量对物料起加热作用的载热体称为加热剂。

例蒸汽。

冷却剂：取走热量对物料起冷却作用的载热体称为冷却剂。

例水。

8、叙述导热糸数、对流传热膜糸数传热糸数的单位及物理意义？ 8、导热糸数：在壁厚为 1m 时，在单位面积单位时间内以热传导的方式所传递热量的多少。

单位是：
W
m.K 。

传热糸数：当冷热流体的温度差为
1K 时，通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。

单
位是：
W。

m 2
.K
对流传热膜糸数：当流体与壁面温度差为 1K 时，通过单位面积单位时间内以对流传热的方
式所传递热量的多少。

单位是：
W。

m 2
.K
9、强化传热的途径有哪些？
9 、 强 化 传 热 的 途 径 有 ： 增 加 传 热 面 积 ；（ 增 加 有 效 传 热 面 积 ）
增加温度差；（采用逆流流动） 增加传热糸数 K （增加流体的湍流流动，防止垢层热阻的形成及及时地消除垢层热阻）
10、蒸发操作有何特点？
10、蒸发操作的特点：溶液沸点的升高；节约能源；物料本身的工艺特性。

1、叙述恒縻尔流假设的内容？ 恒縻尔溢流：在精馏塔的精馏段内，从每一块塔板上下降的液体的千縻尔流量皆相等，提馏段内也是如些，但两段不一定相等。

恒縻尔汽化流：在精馏
塔的精馏段内， 从每一块塔板上上升的汽体的千縻尔流量皆相等， 提馏段内也是如些， 但两段不一定相等。

2、板式塔塔板上造成液面落差的原因有哪些？如何防止？ 液流量、塔板结构和液流长度；
可采取双溢流或多溢流降液管、结构简单的筛板塔。

3、试推导并流吸收塔的操作线方程？并在 y-x
的相图上表示出来？ V . Y 1 Y
L. X
X 1
Y
L X L
X 1 Y 1 。

V
V
Y 1
X 1
4、叙述双膜理论的论点？ 相互接触的气、液 两流体间存在着稳定的相界面，界面两侧各有 一个很薄的有效层流膜层，吸收质是发分子扩
散的方式通过此膜层；在相界面处，气、液两
Y
相达到相平衡；在膜层以外的中心区域，由于
X
流体的充分湍动，吸收质的浓度是均匀的，即
两相中心区的浓度梯度为
0，全部浓度变化集
中在两个有效层流膜层内。

Y 2 X 2
5、画出单级萃取操作相图？（略）
6、叙述湿空气的性能参数？
湿空气的性质参
数有：相对湿度、湿度、焓、比容、比热、干 球温度、湿球温度、露点温度、绝热饱和温度。

1、何谓理论板？为什么说一个三角形梯级代表一块理论块？ 理论板：离开这一块板上的气、
液相组成满足平衡关糸的板； 在绘三角形梯级时， 正好使用了一次平衡关系和一次操作线关系，与逐板法相比，正好跨过了一块板，可认为一个三角形梯级代表了一块理论板。

2、何谓塔的漏液现象？如何防止？ 塔板上的液体直接从塔板上漏下的现象。

增加上升蒸汽量。

3、填料可分为哪几类？对填料有何要求？
填料主要可分为实体填料和网体填料；要求要有
较大的比表面积，较高的空隙率，一定的化学稳定性和一定的机械强度，重量轻，造价低。

p
4、写出任意一种求温度的方法？
h 0.622
，利用露点温度查得
p, 即可算出湿度。

P p
5、叙述多级逆流萃取操作是如何求理论级数的？ 第一，在三角形相图上作出溶解度曲线和
辅助曲线；第二，根据生产任务找出原料液组成点
F 、末级萃余相组成点
R n 、溶剂点 S 、
利用杠杆规则找到 E1；第三，联结F E1和R n S的延长线交于这一操作点；第四，作 R1 的延长线交于 E 2点，找到 R2后，作R2的延长线交于E3点；以此类推，直至最终萃余相的组成小于 R n为此。

所作的联结线数目，即为所求的理论级数。

判断题（ 30 分）
1、所谓恒縻尔流假设就是指每一块塔板上上升的蒸汽量是相等的，而下降的液体量也
是相等的。

2、精馏操作中，两操作线的位置都随进料状态的变化而变化。

3、精馏操作的依据是物糸中组分间沸点的差异。

4、精馏段操作线方程y 0.65 x0.4 ，绝不可能。

5、回流比相同时，塔顶回流液体的温度越高，分离效果越好。

6、精馏塔的全塔总效率不等于塔内各板的默弗里效率。

7、在吸收计算中，用比縻尔组成来表示是为了计算上的方便。

8、吸收操作线总是位于平衡线的上方是由于气相中的温度高于液相中的温度。

9、一个气相传质单元高度是指这段填料层内的浓度变化与推动力相等。

10、有一二元混合物，加入一定量的萃取剂后，其 1 ，认为能用萃取的方法来分离
此二元混合物。

11、是指诸操作线的交点。

12、温球温度与绝热饱和温度与水的初温高低有关。

13、临界含水量是区分结合水分与非结合水分的分界点。

14、含结合水分为主的物质，为了加快干燥时间，可采取增加空气流速的办法。

15、任何温物料只要与一定温度的空气相接触都能被干燥为绝干物料。

（4、 6、 7、为对，其余都为错）
1、在精馏操作过程中为什么要有回流及再沸器？回流是保证精馏塔正常而稳定操作的必要
条件。

是补充塔板上的液相组成和数量；使塔板上的液相组成和数量保持稳定；提高塔顶产品的浓度。

再沸器主要是提供一定的上升蒸汽量。

2、何谓干燥速率？干燥过程分为哪几个阶段？各受什么控制？干燥速率是单位时间单位干
燥面积上所汽化的水分量。

干燥分恒速干燥阶段和降速干燥阶段。

恒速干燥阶段受表面汽化速率
控制，降速干燥阶段受内部扩散控制。

3、什么位置为适宜的进料位置？为什么？跨过两操作线交点的梯级所对应的加料位置为适
宜的加料位置。

此时所需的理论塔板数为最少。

4、湿物料中的水分按能否用干燥操作分为？按除去的难易程度可分为？湿物料中的水分按能否用干燥操作来分：平衡水分和自由水分。

按除去的难易程度来分：结合水分和非结合水
分。