文档视界 最新最全的文档下载
当前位置:文档视界 › 化工原理练习习题及答案

化工原理练习习题及答案

化工原理练习习题及答案
化工原理练习习题及答案

CHAPTER1流体流动

一、概念题

1.某封闭容器内盛有水,水面上方压强为p 0,如图所示器壁上分别装有两个水银压强计和一个水银压差计,其读数分别为R 1、R 2和R 3,试判断: 1)R 1 R 2(>,<,=); 2)R 3 0(>,<,=);

3)若水面压强p 0增大,则R 1 R 2 R 3 有何变化(变大、变小,不变)

答:1)小于,根据静力学方程可知。

2)等于

·

3)变大,变大,不变

2.如图所示,水从内径为d 1的管段流向内径为d 2管段,已知122d d =,d 1管段流体流动的速度头为0.8m ,m h 7.01=,忽略流经AB 段的能量损失,则=2h _____m ,=3h m 。 答案:m h 3.12=,m h 5.13=

g u h g u h 222

2

2211+

=+

122d d =,

2)2

1

()(

12122112u u d d u u === 421

22u u =∴,m g u g u 2.024122122==

m h 3.12=∴

m

g u h h 5.122

2

23=+=

3.如图所示,管中水的流向为A →B ,流经AB 段的能量损失可忽略,则p 1与p 2的关系为 。

21)p p A > m p p B 5.0)21+> m p p C 5.0)21-> 21)p p D < 答:C 据伯努利方程

2

212

2

2

p u gz p u gz B

B A

A ++

=++

ρρρρ

)

(2

)(2221A B A B u u z z g p p -+

-+=ρ

ρ

,

)

(2

5.02

221A B u u g p p -+

-=ρ

ρ ,A B u u <,g p p ρ5.021-<∴

4.圆形直管内,Vs 一定,设计时若将d 增加一倍,则层流时h f 是原值的 倍,高度湍流时,h f 是原值的 倍(忽略管壁相对粗糙度的影响)。

答:1/16倍,1/32倍

5.某水平直管中,输水时流量为Vs ,今改为输2Vs 的有机物,且

μμ2=,

水ρρ5.0=,设两种输液下,流体均处于高度湍流状态,则阻力损失为水的 倍;管路两端压差为水的 倍。 答:4,2

2

2

2u u d l h f ∞=λ ,d 不变,

V V q q 2=',u u 2='f f h h 4='∴ 水平直管,f

f h u d l p p ρρλ==?=?22

,ρρ5.0=',f f h h 4=',p p ?='?2

6.已知图示均匀直管管路中输送水,在A 、B 两测压点间装一U 形管压差计,指示液为水银,读数为R (图示为正)。则:

1)R 0(>,=,<)

2)A 、B 两点的压差p ?= Pa 。

)()ρρ-i Rg A gh Rg B i ρρρ+-)() )()ρρρ--i Rg gh C gh Rg D i ρρρ--)()

3)流体流经A 、B 点间的阻力损失

f

h 为 J/kg 。

4)若将水管水平放置,U 形管压差计仍竖直,则R ,p ? ,f

h

有何变化

答:1)0>R ,U 形管的示数表明A-B 能量损失,能量损失为正,故0>R

2)B

"

静力学方程:gR z h g p R z g p i B A ρρρ+++=++)()(

)(ρρρ-+=-=?i B A Rg gh p p p

3)

ρ

ρρ)

(,-=

∑-i B A f Rg h

列伯努利方程,

∑-+++

=++

B

A f

B B

B A A

A h p u gz p u gz ,222

2

ρρρρρ

∑∑--+=+-=-=?B A f B A f A B B A h gh h z z g p p p ,,)(ρρρρ )(ρρρ-+=i Rg gh

ρ

ρρ)

(,-=

∴∑-i B A f Rg h

4)不变,)(ρρ-i Rg ,不变。

7.在垂直安装的水管中,装有水银压差计,管段很短,1,2两点间阻力可近似等于阀门阻力。如图所示,试讨论:

1)当阀门全开,阀门阻力可忽略时,1p 2p (>,<,=);

2)当阀门关小,阀门阻力较大时,1p 2p (>,<,=),

R (大,小,不变); 3)若流量不变,而流向改为向上流动时,则两压力表的读数差p ? ,R ; 答:1)根据伯努利方程:211p gz p =+ρ 21p p <∴

2)

∑+=+f

h p gz p ρρ21 →

gz

h p p f ρρ-∑=-21>0

21p p >∴;因为流动阻力变大, R 变大。 3)流向改变,

∑++=f

h gz p p ρρ12→

∑+=-f

h gz p p ρρ12

~

p ?∴变大,R 不变。

8.图示管路两端连接两个水槽,管路中装有调节阀门一个。试讨论将阀门开大或关小时,管内流量V q ,管内总阻力损失∑f

h ,直管阻力损失

1

f h 和局部阻力损

2

f h 有何变化,并以箭头或适当文字在下表中予以表达(设水槽液位差H 恒定)。

总阻力损失∑

f

h

直管阻力损失

1

f h 局部阻力损失

2

f h

流量V q

阀开大

:

不变

变大 变小

变大

阀关小

不变

变小

变大

{

变小

9.图示管路,若两敞口容器内液位恒定,试问:

1)A 阀开大,则V q ;压力表读数1p ;2p ;21/f f h

h ;

21/V V q q 。

2)B 阀关小,则V q ;压力表读数1p ;2p ;21/f f h

h ;

21/V V q q 。

答:1)A 阀开大,V q 变大,1p 变小,2p 变大,2

1/f f h h 不变,21/V V q q 不变。 2)B 阀关小,V q 变小,1p 变大,2p 变大,

2

1/f f h h 不变,21/V V q q 变小。

[

10.流量Vs 增加一倍,孔板流量计的阻力损失为原来的 倍,转子流量计的阻力损失为原来的 倍,孔板流量计的孔口速度为原来的 倍,转子流量计的流速为原来的 倍,孔板流量计的读数为原来的 倍,转子流量计的环隙通道面积为原来的 倍。 答:4,1,2,1,4,2

11.某流体在一上细下粗的垂直变径管路中流过。现注意到安在离变径处有一定距离的粗、细两截面的的压强表读数相同。故可断定管内流体( )。 A. 向上流动; C. 处于静止; B. 向下流动; D. 流向不定 答:B

在1截面和2截面间列伯努利方程:

∑++

=+

+f

h u p u gz p 2

2

22

22

11ρρρ

21p p =

∑+-=

∴f

h u u gz 2

)

(2122ρρ

12u u ,0>∑∴f h ,水向下流动。

12.下面关于因次分析法的说法中不正确的是( )。

A.只有无法列出描述物理现象的微分方程时,才采用因次分析法; B.因次分析法提供了找出复杂物理现象规律的可能性;

C.因次分析法证明:无论多么复杂的过程,都可以通过理论分析的方法来解决; D.因次分析法能解决的问题普通实验方法也同样可以解决 答案:C、D

.

分析:首先,因次分析所要解决的正是那些不能完全用理论分析方法建立关

系式或者无法用数学方法求解方程式的复杂问题。

其次,对一些复杂的、影响因素较多的物理现象,普通实验方法是无法解决

的。例如流体因内磨擦力而产生的压降f

p ?与管径、管长、粘度、密度及流速等

有关。现在要找出

f

p ?与d 、l 、μ、ρ、u 中任一变量的关系,如果采用普通

的实验方法,假定每个变量只取10个实验值,则整个实验要做10万次!

因次分析法将单个变量组成无因次数群后,大大减少了变量的个数和实验次数,使实验和数据处理工作成为可能。实验得出的数群之间的定量关系,在工程上与理论公式具有同等的重要性。

13.流体在直管内流动造成的阻力损失的根本原因是 。 答:流体具有粘性

14.因次分析法的依据是 。 答:因次一致性原则

15.在滞流区,若总流量不变,规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的 倍;湍流、光滑管(λ=)条件下,上述直管串联时的压降为并联时的 倍;在完全湍流区,上述直管串联时的压降为并联时的 倍。

~

答:4,,8

由泊谡叶方程知:1,2

,f f p p ??=42212

12=?=?u u l l

将λ

表达式代入范宁公式,可知

75.1u l p f ?∝?,

72.622)(75.175

.11

2121

,2,=?==

??u u l l p p f f 故

完全湍流区又称阻力平方区,该区域内压强与阻力的平方成正比。并联改成串联

后,不仅流速加倍,管长也加倍,故此时 82221221

2

1

,2

,=?=???? ??=??u u l l

p p f f

16.如图示供水管线。管长L ,流量V ,今因检修管子,用若干根直径为1/2d ,管长相同于L 的管子并联代替原管,保证输水量V 不变,设λ为常数,ε/d 相

同。局部阻力均忽略,则并联管数至少 根。

答:6根 设用n 根管子

"

2)5.0785.0//(2/12)785.0/(2222d n V d L d V d L ?=λ

λ,

6.525.2==n

二、问答题

1.一无变径管路由水平段、垂直段和倾斜段串联而成,在等长度的A 、B 、C 三段两端各安一U 形管压差计。设指示液和被测流体的密度分别为0ρ和ρ,当流体自下而上流过管路时,试问:

(1)A 、B 、C 三段的流动阻力是否相同 (2)A 、B 、C 三段的压差是否相同

(3)3个压差计的读数R A 、R B 、R C 是否相同试加以论证。

答:(1) 因流动阻力 22

u d l h f λ

=,该管路A 、B 、C 3段的λ、l 、d 、u 均

相同,∴

C

f B f A f h h h ,,,==

(2)在A 、B 、C 三段的上、下游截面间列柏努利方程式:

-

f

h u p gZ u p gZ +++=++222

2

21211

1ρρ

化简,得 Z

g h p f ?+=?ρρ

A 段:

A

f A h p p p ,21ρ=-=? (a)

B 段: B

B f B gl h p p p ρρ+=-=?,43 (b)

C 段:

a

gl c h p p p c f C sin ,65?+=+=?ρρ

(c )

比较上面3式:A C B p p p ?>?>?

(3)由流体静力学基本方程式 A 段: A A gR p gR p 021ρρ+=+

;

B 段: B B B gl gR p gR p ρρρ++=+043

C 段:

a gl gR p gR p C C C sin 065?++=+ρρρ

整理,得

g p p R A )(02

1ρρ--=

(d )

g gl p p R B

B )()(043ρρρ---=

(e )

g a gl p p R C C )(sin )(065ρρρ-?--=

(f )

将(a )、(b )、(c )3式分别代入式(d )、(e )、(f ):

g h R A

f A )(0,ρρρ-=

g g R B f B )(0,ρρρ-=

g h R C

f C )(0,ρρρ-=

由(1)知

C

f B f A f h h h ,,,== ∴ C B A R R R ==

分析:由题1-2的结论已经知道:R 所包含的不光是两个测压点压强的变化,

还包含位能的变化。实际上,R 所代表的仅仅是流动阻力。如果概念清楚,由

C

f B f A f h h h ,,,==可直接得出C B A R R R ==的结论。

&

本题还说明,流动阻力的大小与管段排列方式无关,但压差却与管段排列方

式有关。这是因为管段两段的压强差不仅要克服流动阻力,还要克服位头的变化,所以液体自下而上流动时,压差大于水平管。

2.下面两种情况,可不可以用泊谡叶方程(2

32d f

lu

p μ?)直接计算管路两端

的压强差

(1)水平管,管内径为50mm ,流体的密度为996kg/m 3,粘度为流速为2m/s 。 (2)垂直管,管内径为100mm ,流体的相对密度为,粘度为,流速为s 。 分析:此题核心在于:上述两种情况下,用泊谡叶方程算出的压强降f

p ?与

管路两截面的压强差p ?在数值上是否相同。

由柏努利方程式 ∑-=?+?+?Z f

e h W p

u g ρ22 得 ∑-?-?-=-=?f

e h u Z g W p p p ρρρρ22

12

其中∑f h ρ即为

f

p ?。

(

上式说明,在一般情况下,p ?与

f

p ?在数值上是不等的,只有流体在一

段无外功加入(0=e W ),直径相同(022

=?u )的水平管()0=?Z 内流动

时,p ?与

f

p ?才在绝对数值上相等。

还需注意:由于泊谡叶方程在推导过程中引入了牛顿粘性定律,而只有在滞流时内摩擦应力才服从牛顿粘性定律,所以它仅适用于滞流时的流动阻

力计算。

答:(1)

5

3

3

10

11

.1

10

894

.0

996

2

10

50

?

=

?

?

?

?

=

=

-

-

μ

ρ

du

R

e

>4000

流体流动类型属湍流,此时泊谡叶方程不适用,所以不能用其计算管路两截面间的压差。

(2)对于垂直管,尽管流动类型可能为滞流,但由泊谡叶方程算出的仅是摩擦阻力损失项,而垂直管路两截面的压差还要受位能的影响,所以也不能用泊谡叶方程直接计算两截面的压差。

三、计算题

1.虹吸管将20℃的苯(密度为800kg/m3)从池中吸出,虹吸管用直径为d 的玻璃管制成,装置如图。设管中流动按理想流体处理,假设池的直径很大,流动时液面不变。

(1)水在管中流动时,比较A—A、B—B、C—C、D—D面压力大小

(2)管中流速大小与哪些因素有关欲增加管中流速,可采取什么措施管中流速的极限值是多少

解:(1)A—A、D—D截面处压力为大气压,B—B处压力为大气压加上1m苯柱,而C—C截面为负压,当虹吸管流动忽略不计时,C—C面压力为-3m苯柱(表压)。因此压力最低点在C—C面处。在输液时,要注意当压力太低时,容易产生气缚

而中断输液。

(2)A —A 、D —D 面的位差与流动流体的物性等因素有关,如果是真实流体,还与流动时的阻力有关,故增加管中流速可以用增加位差或改变管子材料等方案实现。在本题所设范围内,增加管长最简单可行。

列A —A 与D —D 面柏努利方程,得:s m gh u D /26.6281.922=??==

求C —C 处的压力:∑+++=++f

D

D D C C

C h u p gZ u p gZ 222

2ρρ

根据假设0

=∑

f h

s m u C /26.6=,0=D u

$

2

)(2C

C D D

C

u Z Z g p p --+=ρρ

226.6580081.92-

??-=大气压C P

226.6580081.91001.12

5

-

??-?= Pa 61740=

20℃苯的饱和蒸汽压可由安托因方程计算

8756

.124.22035

.1206898.6lg 0=+-

=t P

Pa mmHg P 40102.75==

C —C 面的压力大于0苯P ,故不会汽化。

>

如果管子加长,则流速会提高,C 处压力最低只能降到104Pa ,由此可求出

输苯的极限速度:

列A —A 、C —C 面的柏努利方程:

,0=A u

C

A C A C Z Z g P P u )()(22

-+-=ρ

s

m u C /1.14381.980010000

1010002=?+-?

=

小结:

1)此题是理想流体柏努利方程的运用,通过能量转换,了解流动过程中各点静压强的大小。

2)在虹吸管C —C 截面处是负压,而D —D 截面处压力为大气压,水为何能从压强低处流向压强高处呢这是因为C 点的总势能(及静压能与位能之和)大于D 点的静压能,所以流体流动方向是由C 至D 。

3)D 点接长,水流速度会加大,当流速增为14.1m/s 时,再想增加流速是不可能的,因为这是B 点压力已低于苯在该温度下的饱和蒸汽压,这样会产生气缚现象,虹吸管内流体将不连续。

~

2.用离心泵将蓄水池中20℃的水送到敞口高位槽中,流程如本题附图所示。

管路为φ57×3.5mm 的光滑钢管,直管长度与所有局部阻力(包括孔板)当量长度之和为250mm 。输水量用孔板流量计测量,孔径d 0=20mm ,孔流系数为。从池面到孔板前测压点A 截面的管长(含所有局部阻力当量长度)为80mm 。U 型管中

指示液为汞。摩擦系数可近似用下式计算,即25

.0Re /3164.0=λ

当水流量为7.42m 3/h 时,试求: (1)每kg 水通过泵所获得的净功; (2)A 截面U 型管压差计的读数R 1;

2

222

C C C

A A A u gZ P P g Z u ++=++ρρ

(3)孔板流量计的U 型管压差计读数R 2。

解:该题为用伯努利方程求算管路系统所要求的有效功和管路中某截面上的压强(即R 1),解题的关键是合理选取衡算范围。至于R 2的数值则由流量计的流量公式计算。 1)有效功

'

在1-1截面与2-2截面间列伯努利方程式,以1-1截面为基准水平面,得:

∑+?+?+?=f

e h u p

z g W 22ρ

式中:021==u u ,021==p p (表压),01=z ,m z 152=

s m A V u s /05.105.04/360042.72=??==

π

查得:20℃水的密度为3/1000m kg =ρ,粘度

s Pa .100.13

-?=μ 52500

100.11000

05.105.0Re 3=???=

=

ρ

du

0209.0)52500/(3164.0Re /3164.025.025.0===λ

kg J u d le l h f /6.57205.105.02500209.022

2=??=∑+=∑λ

<

kg J W e /7.2046.5781.915=+?=∴

2)A 截面U 形管压差计读数R1

由A 截面与2-2截面之间列伯努利方程,得:

∑+=+--2,222A f A A

h gz u p ρ

式中:s m u /05.1=,m z A 12=-

kg

J h A f /17.39205.105.0)80250(0209.02

2

,=?-?=∑-

Pa

42

108.41000)205.181.9117.39(?=?-?+=(表压)

读数R 1由U 形管的静力平衡求算:

!

g R g R p A ρρ111)5.1(=++

m

g g p R A A 507.081.9)100013600(81

.910005.1108.4)(5.141=?-??+?=-+=ρρρ

3)U 形管压差计读数R 2

ρ

ρρg

R A C V A S )(220

0-=

将有关数据代入上式得

100081.9)100013600(202.0461.0360042.722

R ?-??=π

m R 468.02=

讨论:该题是比较典型的流体力学计算题,其包括了伯努利方程、流体静力学基本方程、能量损失方程、连续性方程的综合运用。通过该题能加深对流体力学基本理论的理解。

3.用离心泵向E 、F 两个敞口高位槽送水,管路系统如本题附图所示。已知:

所有管路内径均为33mm ,摩擦系数为,AB 管段的长度(含所有局部阻力的当量

长度)为100m ,泵出口处压强表读数为294kPa ,各槽内液面恒定。试计算: (1) 当泵只向E 槽供水,而不向F 槽供水、F 槽内的水也不向E 槽倒灌(通过调节阀门V1与V2开度来实现),此时管内流速和BC 段的长度(包括所有局部阻力当量长度)为若干;

(2) 欲同时向EF 两槽供水,试定性分析如何调节两阀门的开度 假设调节阀门前后泵出口处压强表读数维持不变。

解:1)管内流速及BC 段管长

取测压处为1-1截面,E 槽液面为2-2截面,并取通过测压口中心线为基准面,则在两截面间列伯努利方程得:

∑+∑+=+fBC fAB h h gz u p 22

112ρ

%

其中m z 42=

2

2

242.422033.0100028.02u u u d l h AB fAB

=??==∑λ kg

J u d l h BC fBC

/84.58681.922=?==∑λ

84.5842.42481.92101029422

13

3+??=+?∴u u

s m u /162.2=

84

.58983.12162.2033.0028.02

==?=∑BC BC fBC

l l h

m l BC 7.29983.1/84.58==∴

2)欲同时向E 、F 两槽供水,需关小V 1阀而开支V 2阀。

讨论:本题1 为分支管路的特例,当使F 槽内水不流动时,实际变成了简单管路的计算,但对BC 管段的能量损失加了限制条件,使问题成为唯一解。欲使水能同时向E 、F 两槽供水,在调节阀门的同时,呈管内的流量必然减小,以使AB 管段的能量损失降低,在B 点水所具有的压头应大于4m 。

4.密度为900kg/m 3的某液体从敞口容器A 经过内径为40mm 的管路进入敞口容器B ,两容器内的液面高度恒定,管路中有一调节阀,阀前管长65m ,阀后管长25m (均包括全部局部阻力的当量长度,进出口阻力忽略不计)。当阀门全关时,阀前后的压强表读数分别为80kPa 和40kPa 。现将调解阀开至某一开度,阀门阻力的当量长度为30m ,直管摩擦系数λ=。试求: (1) 管内的流量为多少m 3/h (2) 阀前后的压强表的读数为多少

(3) 将阀门调至另一开度,且液面高度不在恒定(液面初始高度同上),试求两液面高度差降至3m 时所需的时间。(两容器内径均为5m ,假定流动系统总能量损失为∑h f =15u 2)。

解:当阀门关闭时,以管道中心线作为基准水平面,根据静力学方程

31080?=A gz ρ

]

m z A 06.9=

31040?=B gz ρ m z B 53.4=

在A 截面和B 截面间列伯努利方程,得:

∑+++=++fAB

B B B A A A h p u gz p u gz ρρ2222

式中:0,0====B A B A p p u u (表压)

2

2275.6204.03025650045.02u u u d l l h e fAB

=++?=∑+=∑λ

s m u /56.2=

h m V h /6.1156.204.0785.0360032=???=∴

2)在A 截面与阀前压强表所在截面间列伯努利方程

∑+++=++-A

f A

A h p u gz p u gz 112

11222ρρ

96

.23256.204.0650045.022211=??==∑--u d l h A A

f λ

kPa p 47.55900)24.2781.906.9(1=?-?= 在阀后压强表所在截面与B 截面间列伯努利方程

∑+++=++-B

f B B B h p u gz p u gz 2,2

222222ρρ

216

.9256.204.0250045.022222,=??==∑--u d l h B B

f λ

>

kPa

p 34.45)256.2216.981.953.4(9002

2=-+??=

275.6)53.406.9(81.9u =-∴

3)设某瞬间A 罐液面降至H ,B 罐液面升至h 。

#

如图以罐底所在平面为基准面,列1—1'

、2—2'

两截面的柏努力方程,以表压计。因A 、B 两截面较大,下降与上升速度都很小,故动能可忽略。

简化后的柏努力方程为: H g =h g +∑f h

整理 H- h =

g

h

f

2529.1u =

∴ u =h H - (a) 由质量守恒可知,A 罐油减少量等于B 罐油品增加量。故有

>

A a =A b

整理得h H -=59.13,将此关系代入(a ),得h u 259.1381.0-= (b)

对B 罐作质量衡算: 在d θ时间内进入体积量:θ

π

d u d ??24

排出体积量:0, 积累体积量:A b dh

∴ dh

A d u d b ?=??θπ

24

dh

u dh u dh u

d A d b

9

.397804.054422=??=

=

ππθ (c)

|

化工原理试题库(含答案)

化工原理试题库 试题一 一:填空题(18分) 1、 某设备上,真空度的读数为80mmHg ,其绝压=________02mH =__________Pa. 该地区的大气压为 720mmHg 。 2、 常温下水的密度为1000 3m Kg ,粘度为1cp ,在mm d 100=内的管内以s m 3 速度流动,其流动类 型为 ______________。 3、 流体在管内作湍流流动时,从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________,水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时,常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时,常用流速范 围为_______________________s m 。 6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是:离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中,处于____________状态的物质,称为分散物质,处于 __________状态的物质,称为分散介质。 8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________,其物理意义为____________________________. __________________________,提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式,即_____________和________________ 。其中, 由于_________________________________________,其传热效果好。 K Kg Kj C C .187.4==冷水热水 试题一答案: 一、 填充题 1、8.7m 02H ,pa 41053.8?. 2、53 10310.11000.3.1.0?== = -μ ρ du R e 湍流。 1、 层流、过渡流和湍流。 2、 增加、降低。 3、 3-8s m 、8-15s m 。 4、 启动前应灌满液体,关出口阀门、用调节阀调节流量;往复泵启动前不需灌液,开旁路阀、用旁 路阀来调节流量的。 5、 分散、连续。 6、 过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。 7、 热传导、对流传热、热辐射。 10、间壁式、混合式、蓄热式、热管。 11、称为对流传热膜糸数。当流体与壁面温度差为1K 时,通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。增加流程、加拆流挡板。 12、滴状冷凝和膜状冷凝。滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下。 试题二

化工原理期末试题及答案

模拟试题一 1当地大气压为 745mmHg 测得一容器内的绝对压强为 350mmHg 则真空度为395 mmH?测得另一容器内的表压 强为1360 mmHg 则其绝对压强为 2105mmHg _____ 。 2、 流体在管内作湍流流动时,在管壁处速度为 _0 _______,临近管壁处存在层流底层,若 Re 值越大,则该层厚度 越薄 3、 离心泵开始工作之前要先灌满输送液体,目的是为了防止 气缚 现象发生;而且离心泵的安装高度也不能 够太高,目的是避免 汽蚀 现象发生。 4 、离心泵的气蚀余量越小,则其抗气蚀性能 越强 。 5、 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气,总传热系数 K 接近于 空气 侧的对流传热系数,而壁温接近于 饱和水蒸汽 侧流体的温度值。 6、 热传导的基本定律是 傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K 的数值接近于热阻 大 (大、小)一侧的:?值。 间壁换热器管壁温度t w 接近于:.值 大 (大、小)一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中,所用材料的 导热系数愈小,则该壁面的热阻愈 大 (大、小),其两侧的温差愈 大 (大、小)。 7、 Z= (V/K v a. Q ) .(y 1 -丫2 )/ △ Y m 式中:△ Y m 称 气相传质平均推动力 ,单位是kmol 吸 收质/kmol 惰气;(Y i — Y 2) / △ Y m 称 气相总传质单元数。 8、 吸收总推动力用气相浓度差表示时,应等于 气相主体摩尔浓度 和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之 差。 9、 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非循环型两大类。 10、 蒸发过程中引起温度差损失的原因有:溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。 11、工业上精馏装置,由精馏^_塔、冷凝器、再沸器等构成。 12、分配系数k A 是指y A /X A ,其值愈大,萃取效果 量传递相结合的过程。 1、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动,则各截面上的( 6、某一套管换热器,管间用饱和水蒸气加热管内空气(空气在管内作湍流流动) 13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中 溶解度的差异 而达到混合液中组分分离的操作。 14、在实际的干燥操作中,常用 干湿球温度计来测量空气的湿度。 15、对流干燥操作的必要条件是 湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分压 ;干燥过程是热量传递和质 越好。 A. 速度不等 B.体积流量相等 C. 速度逐渐减小 D.质量流速相等 2、装在某设备进口处的真空表读数为 -50kPa ,出口压力表的读数为 100kPa , 此设备进出口之间的绝对压强差为 A. 50 B . 150 C . 75 D .无法确定 3、离心泵的阀门开大时,则( B )。A ?吸入管路的阻力损失减小 .泵出口的压力减小 C .泵入口处真空度减小 .泵工作点的扬程升高 4、下列(A )不能实现对往复泵流量的调节。 A .调节泵出口阀的开度 ?旁路调节装置 C .改变活塞冲程 ?改变活塞往复频率 5、已知当温度为 T 时,耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力,则铝的黑度( )耐火砖的黑度。 A.大于 .等于 C .不能确定 D .小于 ,使空气温度由20 C 升至80 C,

(完整版)《化工原理》试题库答案(2)

《化工原理》试题库答案 一、选择题 1.当流体在密闭管路中稳定流动时,通过管路任意两截面不变的物理量是(A)。 A.质量流量 B.体积流量 C.流速 D.静压能 2. 孔板流量计是( C )。 A. 变压差流量计,垂直安装。 B. 变截面流量计,垂直安装。 C. 变压差流量计,水平安装。 D. 变截面流量计,水平安装。 3. 下列几种流体输送机械中,宜采用改变出口阀门的开度调节流量的是(C)。 A.齿轮泵 B. 旋涡泵 C. 离心泵 D. 往复泵 4.下列操作中,容易使离心泵产生气蚀现象的是(B)。 A.增加离心泵的排液高度。 B. 增加离心泵的吸液高度。 C. 启动前,泵内没有充满被输送的液体。 D. 启动前,没有关闭出口阀门。 5.水在规格为Ф38×2.5mm的圆管中以0.1m/s的流速流动,已知水的粘度为1mPa·s则其流动的型态为(C)。 A.层流 B. 湍流 C. 可能是层流也可能是湍流 D. 既不是层流也不是湍流 6.下列流体所具有的能量中,不属于流体流动的机械能的是(D)。 A. 位能 B. 动能 C. 静压能 D. 热能 7.在相同进、出口温度条件下,换热器采用(A)操作,其对数平均温度差最大。 A. 逆流 B. 并流 C. 错流 D. 折流 8.当离心泵输送液体密度增加时,离心泵的(C)也增大。 A.流量 B.扬程 C.轴功率 D.效率 9.下列换热器中,需要热补偿装置的是(A)。 A.固定板式换热器 B.浮头式换热器 C.U型管换热器 D.填料函式换热器 10. 流体将热量传递给固体壁面或者由壁面将热量传递给流体的过程称为(D)。 A. 热传导 B. 对流 C. 热辐射 D.对流传热 11.流体在管内呈湍流流动时B。 A.Re≥2000 B. Re>4000 C. 2000

化工原理例题与习题

化工原理例题与习题标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

第一章流体流动 【例1-1】已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m3与998kg/m3,试求含硫酸为60%(质量)的硫酸水溶液的密度为若干。 解:根据式1-4 =(+)10-4=×10-4 ρ m =1372kg/m3 【例1-2】已知干空气的组成为:O 221%、N 2 78%和Ar1%(均为体积%),试求干空气在 压力为×104Pa及温度为100℃时的密度。 解:首先将摄氏度换算成开尔文 100℃=273+100=373K 再求干空气的平均摩尔质量 M m =32×+28×+× =m3 根据式1-3a气体的平均密度为: 【例1-3 】本题附图所示的开口容器内盛有油和水。油层高度h1=、密度ρ 1 =800kg/m3,水层高度h2=、密度ρ2=1000kg/m3。 (1)判断下列两关系是否成立,即p A=p'A p B=p'B (2)计算水在玻璃管内的高度h。 解:(1)判断题给两关系式是否成立p A=p'A的关系成立。因A与A'两点在静止的连通着的同一流体内,并在同一水平面上。所以截面A-A'称为等压面。 p B =p' B 的关系不能成立。因B及B'两点虽在静止流体的同一水平面上,但不是连通 着的同一种流体,即截面B-B'不是等压面。 (2)计算玻璃管内水的高度h由上面讨论 知,p A=p'A,而p A=p'A都可以用流体静力学基本方程式计算,即 p A =p a +ρ 1 gh 1 +ρ 2 gh 2 p A '=p a +ρ 2 gh 于是p a+ρ1gh1+ρ2gh2=p a+ρ2gh 简化上式并将已知值代入,得 800×+1000×=1000h 解得h= 【例1-4】如本题附图所示,在异径水平管段两截面(1-1'、2-2’)连一倒置U管压差计,压差计读数R=200mm。试求两截面间的压强差。 解:因为倒置U管,所以其指示液应为水。设空气和水的密度分别为ρg与ρ,根据流体静力学基本原理,截面a-a'为等压面,则 p a =p a ' 又由流体静力学基本方程式可得 p a =p 1 -ρgM

《化工原理试题库》大全

化工原理试题库多套及答案 一:填空题(18分) 1、 某设备上,真空度的读数为80mmHg ,其绝压=___8.7m 02H , _____pa 41053.8?__. 该地区的大气压为720mmHg 。 2、 常温下水的密度为10003m Kg ,粘度为1cp ,在mm d 100=内的管内以s m 3 速度 流动,其流动类型为 ______________。 3、 流体在管内作湍流流动时,从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________,水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时,常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时,常用流速范围为_______________________s m 。 6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是:离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中,处于____________状态的物质,称为分散物质,处于 __________状态的物质,称为分散介质。 8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________,其物理意义为____________________________. __________________________,提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式,即_____________和________________ 。其中, 由于_________________________________________,其传热效果好。 二:问答题(36分) 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? 2、 何谓气缚现象?如何防止? 3、何谓沉降?沉降可分为哪几类?何谓重力沉降速度? 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? 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作? 6、单效减压蒸发操作有何优点? 三:计算题(46分) 1、 如图所示,水在管内作稳定流动,设管路中所有直管管路的阻力糸数 为03.0=λ,现发现压力表上的读数为052mH ,若管径为100mm,求流体 的流量及阀的局部阻力糸数? 2、 在一 列管式换热器中,用冷却 将C 0100的热水冷却到C 050,热水

化工原理习题

一流体流动 流体密度计算 1.1在讨论流体物性时,工程制中常使用重度这个物理量,而在SI制中却常用密度这个物理量,如水的重度为1000[kgf/m3],则其密度为多少[kg/m3]? 1.2燃烧重油所得的燃烧气,经分析测知,其中含8.5%CO2,7.5%O2,76%N2,8%水蒸气(体积%),试求温度为500℃,压强为1atm时该混合气的密度。 1.3已知汽油、轻油、柴油的密度分别为700[kg/m3]、760[kg/m3]和900[kg/m3] 。试根据以下条件分别计算此三种油类混合物的密度(假设在混合过程中,总体积等于各组分体积之和)。 (1)汽油、轻油、柴油的质量百分数分别是20%、30%和50%; (2)汽油、轻油、柴油的体积百分数分别是20%、30%和50%。 绝压、表压、真空度的计算 1.4在大气压力为760[mmHg]的地区,某设备真空度为738[mmHg],若在大气压为655[mmHg]的地区使塔内绝对压力维持相同的数值, 则真空表读数应为多少? 静力学方程的应用 1.5如图为垂直相距1.5m的两个容器,两容器中所盛液体为水,连接两容器的U型压差计读数R为500[mmHg],试求两容器的压差为多少?ρ水银=13.6×103[kg/m3] 1.6容器A.B分别盛有水和密度为900[kg/m3]的酒精,水银压差计读数R为15mm,若将指示液换成四氯化碳(体积与水银相同),压差计读数为若干? ρ水银=13.6×103[kg/m3] 四氯化碳密度ρccl4=1.594×103 [kg/m3] 习题 5 附图习题 6 附图 1.7用复式U管压差计测定容器中的压强,U管指示液为水银,两U管间的连接管内充满水。已知图中h1= 2.3m,h2=1.2m,h3=2.5m,h4=1.4m,h5=3m。大气压强P0=745[mmHg],试求容器中液面上方压强P C=? 1.8如图所示,水从倾斜管中流过,在断面A和B间接一空气压差计,其读数R=10mm,两测压点垂直距离 a=0.3m,试求A,B两点的压差等于多少? 流量、流速计算 1.9密度ρ=892Kg/m3的原油流过图示的管线,进入管段1的流量为V=1.4×10-3 [m3/s]。计算: (1)管段1和3中的质量流量; (2)管段1和3中的平均流速; (3)管段1中的质量流速。 1.10某厂用Φ125×4mm的钢管输送压强P=20at(绝压)、温度t=20℃的空气,已知流量为6300[Nm3/h] (标准状况下体积流量)。试求此空气在管道中的流速、质量流量和质量流速。 (注:at为工程大气压,atm为物理大气压)。 1.11压强为1atm的某气体在Φ76×3mm的管内流动,当气体压强变为5atm时,若要求气体以同样的温度、流速、质量流量在管内流动,问此时管内径应为若干?

化工原理计算题例题

三 计算题 1 (15分)在如图所示的输水系统中,已知 管路总长度(包括所有当量长度,下同)为 100m ,其中压力表之后的管路长度为80m , 管路摩擦系数为0.03,管路内径为0.05m , 水的密度为1000Kg/m 3,泵的效率为0.85, 输水量为15m 3/h 。求: (1)整个管路的阻力损失,J/Kg ; (2)泵轴功率,Kw ; (3)压力表的读数,Pa 。 解:(1)整个管路的阻力损失,J/kg ; 由题意知, s m A V u s /12.2) 4 05.03600(15 2 =??==π 则kg J u d l h f /1.1352 12.205.010003.022 2=??=??=∑λ (2)泵轴功率,kw ; 在贮槽液面0-0′与高位槽液面1-1′间列柏努利方程,以贮槽液面为基准水平面,有: ∑-+++=+++10,1 21020022f e h p u gH W p u gH ρ ρ 其中, ∑=kg J h f /1.135, u 0= u 1=0, p 1= p 0=0(表压), H 0=0, H=20m 代入方程得: kg J h gH W f e /3.3311.1352081.9=+?=+=∑ 又 s kg V W s s /17.410003600 15 =?= =ρ 故 w W W N e s e 5.1381=?=, η=80%, kw w N N e 727.11727===η 2 (15分)如图所示,用泵将水从贮槽送至敞口高位槽,两槽液面均恒定 不变,输送管路尺寸为φ83×3.5mm ,泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表,真空表安装位置离贮槽的水面高度H 1为4.8m ,压力表安装位置离贮槽的水面高度H 2为5m 。当输水量为36m 3/h 时,进水管道全部阻力损失为1.96J/kg ,出水管道全部阻力损失为4.9J/kg ,压力表读数为2.452×

化工原理期末考试真题及答案

填空题 1.(3分)球形粒子在介质中自由沉降时,匀速沉降的条件是_粒子所受合力的代数和为零_ 。滞流沉降时,其阻力系数=_24/ Rep_. 2.在静止的、连续的同种流体内,位于同一水平面上各点的压力均相等。 3.水在内径为φ105mmX2.5mm的只管内流动,已知水的粘度为1.005mPa*s,密度为1000kg*m3,流速为1m/s,则Re=99502,流动类型为湍流。 4.流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来的2 倍;如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的1/4 倍. 5.求取对流传热系数常采用因次分析法,将众多影响因素组合成若干无因次数群,再通过实验确定各特征数数之间的关系,即得到各种条件下的关联式。 6.化工生产中加热和冷却的换热方法有_直接换热_, 间壁换热和蓄热换热. 7.在列管式换热器中,用饱和蒸气加热空气,此时传热管的壁温接近饱和蒸汽侧流体的温度,总传热系数K 接近空气侧流体的对流给热系数。 8.气液两相平衡关系将取决于以下两种情况: (1) 若pe〉p 或C 〉Ce则属于解吸过程 (2) 若p 〉pe 或Ce〉C 则属于吸收过程 9.计算吸收塔的填料层高度,必须运用如下三个方面的知识关联计算:_平衡关系_,_物料衡算,_传质速率._. 10.在一定空气状态下干燥某物料能用干燥方法除去的水分为_自由水分首先除去的水分为_非结合水分不能用干燥方法除的水分为_平衡水分。 11.,当20℃的水(ρ=998.2kg/m3,μ=1.005厘泊)在内径为100mm的光滑管内

22.对于间壁式换热器:m1Cp1 (T1-T2 ) =m2Cp2 (t2-t1)=K.A.△tm 等式成立的条件是_稳定传热、_无热变化、_无相变化。 选择题 1.从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( A ) A. 与指示液密度、液面高度有关,与U形管粗细无关 B. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细有关 C. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细无关 2.为使U形压差计的灵敏度较高,选择指示液时,应使指示液和被测流体的密度 差(ρ指-ρ)的值(B )。 A. 偏大 B. 偏小 C. 越大越好 3. 若将20℃硫酸用φ48×3.5mm的无缝钢管输送,则硫酸达到湍流的最低流速 为(D )。已知20℃时,硫酸的密度为1831 kg/m3粘度为25.4cP。 A. 0.135m/s B. 1.5m/s C. 0.15m/s D. 1.35m/s 4. 层流与湍流的本质区别是:( D )。 A. 湍流流速>层流流速; B. 流道截面大的为湍流,截面小的为层流; C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数; D. 层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。 5.离心泵的性能曲线中的H--Q线是在( C )情况下测定的。 A. 效率一定; B. 功率一定; C. 转速一定; D. 管路(l+∑l)一定。

化工原理试题库(上册)答案

1.在层流流动中,若流体的总流率不变,则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的( C )倍。 A. 2; B. 6; C. 4; D. 1。 2.流体在圆形直管内作强制湍流时,其对流传热系数α与雷诺准数的n 次方成正比,其中的n 值为( B ) A . 0.5 B. 0.8 C. 1 D. 0.2 3.计算管路系统突然扩大和突然缩小的局部阻力时,速度值应取为( C ) A. 上游截面处流速 B 下游截面处流速 C 小管中流速 D 大管中流速 4.阻力系数法将局部阻力表示成局部阻力系数与动压头的乘积,管出口入容器的阻力系数为( A ) A.1.0 B.0.5 C.0.35 D.0.75 5.有两种关于粘性的说法:( A ) ①无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。 ②粘性只有在流体运动时才表现出来。 A.这两种说法都对; B.这两种说法都不对; C.第一种说法对,第二种说法不对; D.第二种说法对,第一种说法不对。

第二章流体输送机械 1.往复泵在操作中( A ) 。 A.不开旁路阀时,流量与出口阀的开度无关 B.允许的安装高度与流量无关 C.流量与转速无关 D.开启旁路阀后,输入的液体流量与出口阀的开度无关 2.一台试验用离心泵,开动不久,泵入口处的真空度逐渐降低为零,泵出 口处的压力表也逐渐降低为零,此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是( D ) A. 忘了灌水 B. 吸入管路堵塞 C. 压出管路堵塞 D. 吸入管路漏气 3.离心泵吸入管路底阀的作用是( B )。 A.阻拦液体中的固体颗粒 B.防止启动前充入的液体从泵内漏出 C.避免出现气蚀现象 D.维持最低的允许吸上高度 4.为了安全起见,离心泵的实际安装高度应比理论安装高度( B )。 A.高 B.低 C.相等 C.不确定 5.齿轮泵的流量调节采用( C )。 A.出口阀 B.进口阀 C.回流装置 D.以上三种均可 6.离心泵启动时,应把出口阀关闭,以降低起动功率,保护电机,不致超 负荷工作,这是因为( A )。 0≈0 B. >0>0 C. <0<0 7.离心泵的调节阀开大时,则( B )。 A.吸入管路的阻力损失不变 B.泵出口的压力减小

化工原理典型习题解答

化工原理典型习题解答 王国庆陈兰英 广东工业大学化工原理教研室 2003

上 册 一、选择题 1、 某液体在一等径直管中稳态流动,若体积流量不变,管内径减小为原来的一半,假定管内的相对粗糙度不变,则 (1) 层流时,流动阻力变为原来的 C 。 A .4倍 B .8倍 C .16倍 D .32倍 (2) 完全湍流(阻力平方区)时,流动阻力变为原来的 D 。 A .4倍 B .8倍 C .16倍 D .32倍 解:(1) 由222322642d lu u d l du u d l h f ρμμ ρλ=??=??=得 1624 4 212212 2122 121212==??? ? ??=???? ??????? ??==d d d d d d d u d u h h f f (2) 由 2222u d l d f u d l h f ????? ??=??=ελ得 322 5 5 21214 212 2112212==???? ??=????? ??==d d d d d d d u d u h h f f 2. 水由高位槽流入贮水池,若水管总长(包括局部阻力的当量长度在内)缩短25%,而高位槽水面与贮水池水 面的位差保持不变,假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变,则水的流量变为原来的 A 。 A .1.155倍 B .1.165倍 C .1.175倍 D .1.185倍 解:由 f h u p gz u p gz ∑+++=++2 22 2 22211 1ρρ得 21f f h h ∑=∑ 所以 ()()2 222222 11 1u d l l u d l l e e ?+?=?+? λλ 又由完全湍流流动,得 ?? ? ??=d f ελ 所以 ()()2 2 2211u l l u l l e e ?+=?+,而 24 d u uA V π ?== 所以 ()()1547.175 .01 2 11 2 12== ++==e e l l l l u u V V 3. 两颗直径不同的玻璃球分别在水中和空气中以相同的速度自由沉降。已知玻璃球的密度为2500kg/m 3,水 的密度为998.2kg/m 3,水的粘度为 1.005?10-3Pa ?s ,空气的密度为 1.205kg/m 3,空气的粘度为1.81?10-5Pa ?s 。 (1)若在层流区重力沉降,则水中颗粒直径与空气中颗粒直径之比为 B 。 A .8.612 B .9.612 C .10.612 D .11.612 (2)若在层流区离心沉降,已知旋风分离因数与旋液分离因数之比为2,则水中颗粒直径与空气中颗粒 直径之比为 D 。 A .10.593 B .11.593 C .12.593 D .13.593 解:(1) 由 ()μ ρρ182g d u s t -=,得 ()g u d s t ρρμ-= 18

(完整版)化工原理试题和答案-题库1.doc

一、二章复习题 第一章 一、填空题 1.一个生产工艺是由若干个单元操作和化工单元构成的。 2.各单元操作的操作原理及设备计算都是以物理衡算;能量衡算;平衡关系;过程速率四个概念为依据的。 3.常见的单位制有程单位制;国际单绝对单位制;工位制 (SI 制)。 4.由于在计量各个物理量时采用了不同的基本物理量、基本单位,因而产生了不同的单位制。5.一个过程在一定条件下能否进行,以及进行到什么程度,只有通过平衡关系来判断。6.单位时间内过程的变化率称为过程速率。 二、问答题 7.什么是单元操作?主要包括哪些基本操作? 8.提高过程速率的途径是什么? 第二章流体力学及流体输送机械 流体力学 一、填空题 1.单位体积流体的质量称为密度,它与比容互为倒数。 2.流体垂直作用于单位面积上的力,称为流体的压强。 3.单位时间内流经管道任一截面的流体量称为流量,其表示方法有质量流量和体积流量两种。 4.当管中流体形成稳定流动时,管中必定充满流体,即流体必定是连续流动的。 5.产生流体阻力的根本原因是内摩擦力;而流体的运动状态是产生流体阻力的第二位原因。另外,管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力的大小有影响。 6.流体在管道中的流动状态可分为层流和湍流两种类型,二者在内部质点运动方式上的区别 是湍流的质点有脉动而层流没有。 7.判断液体内处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是静止的、连通的、连接的是同 一种液体。 8.流体若由低压头处流向高压头处时,所加入外加功的作用是:分别或同时提高流体的位压 头;动压头;静压头以及弥补损失能量。 9.在测量流体的流量时,随流量的增加孔板流量计两侧的压差将增大,若改用转子流量计,随流量增加转子两侧压差值不变。 二、选择题

完整版化工原理试题库答案2

、选择题 1 ?当流体在密闭管路中稳定流动时,通过管路任意两截面不变的物理量是( A ) A. 质量流量 B.体积流量 2. 孔板流量计是(C )。 A. 变压差流量计,垂直安装。 C.变压差流量计,水平安装。 3. 下列几种流体输送机械中,宜采 用改变出口阀门的开度调节流量的是( C ) A .齿轮泵 B.旋涡泵 C.离心泵 D.往复泵 4. 下列操作中,容易使离心泵产生气蚀现象的是( B )o A .增加离心泵的排液高度。 B.增加离心泵的吸液高度。 C.启动前,泵内没有充满被输送的液体。 D.启动前,没有关闭岀口阀门。 5?水在规格为 ①38 x 2.5mm 勺圆管中以0.1m/s 的流速流动,已知水的粘度为 1mPa-s 则其流动的型态为 (C )o A. 层流 B.湍流 C.可能是层流也可能是湍流 D.既 不是层流也不是湍流 6?下列流体所具有的能量中,不属于流体流动的机械能的是( D )o A. 位能 B.动能 C.静压能 D.热能 7?在相同进、出口温度条件下,换热器采用( A )操作,其对数平均温度差最大。 A. 逆流 B.并流 C.错流 D.折流 &当离心泵输送液体密度增加时,离心泵的( C )也增大。 A .流量 B.扬程 C.轴功率 D.效率 9?下列换热器中,需要热补偿装置的是( A )o A ?固定板式换热器 B.浮头式换热器 C.U 型管换热器 D.填料函式换热器 10. 流体将热量传递给固体壁面或者由壁面将热量传递给流体的过程称为( D ) A. 热传导 B.对流 C.热辐射 D.对流传热 11. 流体在管内呈湍流流动时 _____ B ____ o A. R e > 2000 B. Re>4000 C. 2000

(完整版)化工原理练习题

化工原理练习题 0 绪论 1. 化工原理中的“三传”是指④ ①动能传递、势能传递、化学能传递,②动能传递、内能传递、物质传递 ③动量传递、能量传递、热量传递,④动量传递、热量传递、质量传递 2. 下列单元操作中属于动量传递的有① ①流体输送,②蒸发,③气体吸收,④结晶 3. 下列单元操作中属于质量传递的有② ①搅拌,②液体精馏,③流体加热,④沉降 4. 下列单元操作中属于热量传递的有② ①固体流态化,②加热冷却,③搅拌,④膜分离 5、 l kgf/cm2=________mmHg=_______N/m2 6. 在 26 ℃和1大气压下 ,CO2在空气中的分子扩散系数 D 等于 0.164cm2/s, 将此数据换算成m2/h 单位 , 正确的答案为___④___ ① 0.164m2/h ② 0.0164 m2/h ③ 0.005904 m2/h, ④ 0.05904 m2/h 7. 己知通用气体常数 R=82.06atm.cm3/mol.K, 将此数据换算成用kJ/kmol.K所表示的量 , 正确的答案应为__③_____ ① 8.02 ② 82.06 ③ 8.314 ④ 83.14 第3 章机械分离

一、选择题 1. 下面过滤速率方程式中属于恒压过滤方程的是 ② ①dq/d θ=K/2(q+q e );②q 2+2q.q e =K.θ; ③q 2+q.q e =2K.θ;④q 2+q.q e =K.θ/2 2. 过滤速率基本方程为 ① ① dq/d θ=K/2(q+q e );② dq/d θ=K/(q+q e ); ③dq/d θ=KA 2/2(V+V e );④dV/d θ=K/2(V+V e ) 3 恒压过滤中单位面积累积滤液量q 与时间θ的关系可表示为下图中的 ① 4 对静止流体中颗粒的自由沉降而言,在沉降过程中颗粒所不会受到的力有:① ①牛顿力;②浮力;③曳力 (阻力);④场力(重力或离心力) 。 5叶滤机洗涤速率与终了过滤速率之比为:④ ①1/2; ②1/3; ③1/4; ④1。 6恒压过滤中,当过滤时间增加1倍, ; /2; ③2; ④0.5。 7关于离心沉降速度和重力沉降速度,下述说法正确的是 ③ 。 ① ② ④

化工原理习题(2)

化工原理

第一章 练习 1. 湍流流动的特点是 脉动 ,故其瞬时速度等于 时均速度 与 脉动速度 之和。 2.雷诺准数的物理意义是 黏性力和惯性力之比 。 3.当地大气压为755mmHg ,现测得一容器内的绝对压力为350mmHg ,则其真空度为405 mmHg 。 4.以单位体积计的不可压缩流体的机械能衡算方程形式为 ρρρρρρf s w p u gz w p u gz +++=+++22 2 212112 2。 5.实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是 黏性 。 6.如图所示,水由敞口恒液位的高位槽流向压力恒定的反应器,当管道上的阀门开度减小后,管路总阻力损失(包括所有局部阻力损失)将 (1) 。 (1)不变 (2)变大 (3)变小 (4)不确定 7.如图所示的并联管路,其阻力关系是 (C ) 。 (A )(h f )A1B (h f )A2B (B )(h f )AB =(h f )A1B +(h f )A2B (C )(h f )AB =(h f )A1B =(h f )A2B (D )(h f )AB (h f )A1B =(h f )A2B 8.孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于:前者是恒 截面 、变 压头 ,而后者是恒 压头 、变 截面 。 9.如图所示,水从槽底部沿内径为100mm 的水平管子流出,阀门前、后的管长见图。槽中水位恒定。今测得阀门全闭时,压力表读数p=。现将阀门全开,试求此时管内流量。 已知阀门(全开)的阻力系数为,管内摩擦因数=。 答:槽面水位高度m g p H 045.681 .91000103.593 =??==ρ 在槽面与管子出口间列机械能衡算式,得: 2 4.60.1 5.01.0203081.9045.62 u ??? ??++++=?λ 解得:s m u /65.2= h m s m u d V /9.74/0208.065.21.04 14 1 3322==??==ππ 反 应 器 题7附图 1 A B 2 题8附图 p 30m 20m 题1附图

化工原理习题及答案

第三章机械分离 一、名词解释(每题2分) 1. 非均相混合物 物系组成不同,分布不均匀,组分之间有相界面 2. 斯托克斯式 3. 球形度 s 非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值 4. 离心分离因数 离心加速度与重力加速度的比值 5. 临界直径dc 离心分离器分离颗粒最小直径 6.过滤 利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作 7. 过滤速率 单位时间所产生的滤液量 8. 过滤周期 间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间 9. 过滤机生产能力 过滤机单位时间产生滤液体积 10. 浸没度 转筒过滤机浸没角度与圆周角比值 二、单选择题(每题2分) 1、自由沉降的意思是_______。 A颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计 B颗粒开始的降落速度为零,没有附加一个初始速度 C颗粒在降落的方向上只受重力作用,没有离心力等的作用 D颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程 D 2、颗粒的沉降速度不是指_______。 A等速运动段的颗粒降落的速度 B加速运动段任一时刻颗粒的降落速度 C加速运动段结束时颗粒的降落速度 D净重力(重力减去浮力)与流体阻力平衡时颗粒的降落速度 B 3、对于恒压过滤_______。 A 滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的?2倍 B 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍 C 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍 D 当介质阻力不计时,滤液体积增大一倍,则过滤时间增大至原来的4倍 D 4、恒压过滤时,如介质阻力不计,滤饼不可压缩,过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量___ 。 A增大至原来的2倍B增大至原来的4倍 D增大至原来的倍

化工原理习题汇总2

1.外径为120mm的蒸汽管道,其外包扎一层厚度为400mm的保温层,保温层材料的导热系数为0.6W/(m?K)。若蒸汽管道的外表面面180℃,保温层的外表面温度为40℃,试求每米管长的热损失及保温层中的温度分布关系式。 2.在温度25℃的环境中横穿一外径为100mm的蒸汽管道,管道外包有两层保温材料,内层厚40mm,导热系数为0.05W/(m?k);外层厚30mm,导热系数为0.1W/(m?k)。管道与环境间对流传热系数为6W/(m2?k),与环境接触表面的温度为60℃。试求:管道单位长度散热量及保温层单位长度总热阻。

3.在间壁式换热器中,要求用初温为25℃的原油来冷却重油,使重油从170℃冷却至100℃。重油和原油的流量分别为1.2×104kg/h和1.5×104kg/h。重油和原油的比定压热容各为2.18 kJ/(kg?K)和1.93 kJ/(kg?K),试求重油和原油采用逆流和并流时换热器的传热面积各为多少?已知两种情况下的总换热系数均为100W/(m2?k)。 4.有一列管式换热器,管束由管径Φ25mm×2mm的不锈钢管组成,管长2.5m。用饱和水蒸气在壳程加热管程空气,已知水蒸气的对流传热系数为10kW/(m2?k),空气的普朗特数Pr为0.7,雷诺数Re为2×104,空气的导热系数为0.03W(m?k)。管壁及两侧污垢热阻可忽略,热损失也可忽略。试求:(1)空气在管内的对流传热系数;(2)换热器的总传热系数(以管外表面积为基准)。

5.在101.3kPa、20℃下用清水在填料塔中逆流吸收某混合气中的硫化氢。已知混合气进塔组成为0.055(摩尔分数,下同),尾气出塔组成为0.001。操作条件下系统的平衡关系为p*=4.89×104xkPa,操作时吸收剂用量为最小用量的1.65倍。试计算吸收率和吸收液组成。 6.在一填料塔层高度为8m的吸收塔中,用纯溶剂吸收某混合气体中的溶剂组分。已知进塔混合气体的流量为400kmol/h,溶质的含量为0.06(摩尔分数),溶质的回收率为95%,操作条件下的气液平衡关系为Y=2.2X,溶剂用量为最小用量的1.5倍。试计算气相总传质单元高度。

化工原理精选例题

1、用连续精馏方法分离乙烯、乙烷混合物。已知进料中含乙烯0、88(摩尔分数,下同),流量为200kmol/h。今要求馏出液中乙烯的回收率为99、5%,釜液中乙烷的回收率为99、4%,试求所得馏出液、釜液的流量与组成。 2、例题:设计一精馏塔,用以分离双组分混合物,已知原料液流量为100kmol/h,进料中含轻组分0、2(摩尔分数,下同),要求馏出液与釜液的组成分别为0、8与0、05。泡点进料(饱与液体),物系的平均相对挥发度α=2、5,回流比R=2、7。试求:1)精馏段与提馏段操作线方程;2)从塔顶数第二块板下降的液相组成。 3、例题用一常压精馏塔分离某二元理想溶液,进料中含轻组分0、4(摩尔分数,下同),进料量为200kmol/h饱与蒸汽进料,要求馏出液与釜液的组成分别为0、97与0、02。已知操作回流比R=3、0,物系的平均相对挥发度α=2、4,塔釜当作一块理论板处理。试求:(1)提馏段操作线方程;(2)塔釜以上第一块理论板下降的液相组成。(从塔底向上计算) 4、例题:常压下分离丙酮水溶液的连续精馏塔,进料中丙酮50%(摩尔分数,下同),其中气相占80%,要求馏出液与釜液中丙酮的组成分别为95%与5%,回流比R=2、0,若进料流量为100kmol/h,分别计算精馏段与提馏段的气相与液相流量,并写出相应的两段操作线方程与q 线方程。 5、在连续精馏塔中分离苯—甲苯混合液。原料液组成为0、4(摩尔分数,下同),馏出液组成为0、95。汽--液混合进料,其中汽相占1/3(摩尔数比),回流比为最小回流比的2倍,物系的平均相对挥发度为2、5,塔顶采用全凝器。试求:(1)精馏段操作线方程;(2)从塔顶往下数第二层理论板的上升气相组成。 6、在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液,原料液流量为1000kmol/h,组成为含苯0、4(摩尔分数,下同),馏出液组成为含苯0、9,苯在塔顶的回收率为90%,泡点进料(q=1),操作回流比为最小回流比的1、5倍,物系的平均相对挥发度为2、5。试求:(1)精馏段操作线方程;(2)提馏段操作线方程。 7、板式精馏塔常压下分离苯-甲苯物系,塔顶采用全凝器,物系平均相对挥发度为2、 5,进料就是流量为150kmol/h,组成为0、4的饱与蒸汽,回流比为4、0,塔顶馏出液中苯的回收率为0、97,釜液中苯的组成为0、02。试求:(1)塔顶产品流率,组成与釜液流率;(2) 精馏段、提馏段操作线方程;(3)实际回流比与最小回流比的比值。 8、某二元连续精馏塔,进料量100kmol/h,组成为0、5(易挥发组分mol分率),饱与液体进料。塔顶、塔底产品量各为50kmol/h,塔顶采用全凝器,泡点回流,塔釜用间接蒸汽加热,物系平均相对挥发度为2、0,精馏段操作线方程为yn+1=0、714xn+0、257,试求:1 塔顶、塔底产品组成(mol分数)与塔底产品中难挥发组分回收率 ;2最小回流比;3提馏段操作线方程。 9用常压精馏塔分离某二元理想溶液,其平均相对挥发度α=3,原料液组成0、5(摩尔分率),进料量为200kmol/h,饱与蒸汽进料,塔顶产品量为100kmol/h。已知精馏段操作线方程为

化工原理习题

第一部分 概念题示例与分析 一、填空题 2-1 一球形石英颗粒,分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降,若系统温度升高,则其在水中的沉降速度将 ,在空气中的沉降速度将 。 答案:下降,增大 分析:由斯托克斯定律 μ ρρ18)(2g d u s t -= 对空气系统,s ρ 》ρ,故 u u u u t t '≈' 对水系统,水的密度随温度的变化可忽略,故同样有 u u u u t t '≈' 可见无论是气体还是液体,温度的改变主要是通过粘度变化来影响沉降速度。气体粘度随温 度升高而增加,故沉降速度下降;液体粘度随温度升高而减小,故沉降速度增大。但要注意此结论是通过斯托克斯定律得出,其他情况还需要具体分析。 2-2若降尘室的高度增加,则沉降时间 ,气流速度 ,生产能力 。 答案:增加;下降;不变 分析:因沉降距离增加,故沉降时间将增加。降尘室高度的增加使气体在降尘室内的流道截面 增大,故气流速度下降。生产能力的计算公式为: 可见,降尘室的生产能力只决定于沉降面积和沉降速度而与降尘室的高度无关。 2-3 选择旋风分离器型式及决定其主要尺寸的根据是 ; ; 。 答案:气体处理量,分离效率,允许压降 2-4 通常, 非均相物系的离心沉降是在旋风分离器中进行, 悬浮物系一般可在旋液分离器或沉降离心机中进行。 答案:气固;液固 2-5 沉降操作是指在某种 中利用分散相和连续相之间的 差异,使之发生相对运 动而实现分离的操作过程。沉降过程有 沉降和 沉降两种方式。 答案:力场;密度;重力;离心 2-6 阶段中颗粒相对于流体的运动速度称为沉降速度,由于这个速度是 阶段终了时颗粒 相对于流体的速度 ,故又称为“终端速度”。 答案:等速;加速 2-7 影响沉降速度的主要因素有① ;② ;③ ; 答案:颗粒的体积浓度;器壁效应;颗粒形状 2-8 降尘室通常只适合用于分离粒度大于 的粗颗粒,一般作为预除尘使用。 答案:50μm 2-9 旋风分离器的总效率是指 ,粒级效率是指 。 答案:全部颗粒中被分离下来的质量分率;各种粒度被分离下来的质量分率 2-10实现过滤操作的外力可以是 、 或 。 答案:重力;压强差;惯性离心力 2-11工业上常用的过滤介质主要有① ,② ,③ 。 答案:织物介质;堆积介质;多孔固体介质 2-12 在饼层过滤中,真正发挥拦截颗粒作用的主要是 而不是 。 答案:滤饼层;过滤介质 2-13 离心机是利用惯性离心力分离液态非均相混合物的机械。它与旋液分离器的主要区别在于离心力是由 而产生的。 答案: 设备本身旋转

相关文档