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化工原理试题库(1-9)

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

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，从中心到壁可以气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度

的升高_______。 4、水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s

,低压气体在管路中流动时，常用流速范围

为_______________________s

。

5、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、： 9、间竭过滤操作包括。

10、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、 }

3、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、 %

3、在一列管式换热器中，用冷却将C 0100的热水冷却到C 050，热水流量为h

m 360，冷却水在管

内流动，温度从C 020升到C 0

45。已知传热糸数K 为C

m w

.20002

，换热管为mm

5.225?φ的钢管，长为3m.。求冷却水量和换热管数（逆流）。

已知：3960m

K =热水ρK 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

du R e 湍流。

4、层流、过渡流和湍流。

5、增加、降低。

6、 3-8s

、8-15s

。

7、 ; 8、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。

9、分散、连续。 10、过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。 11、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。二：问答题

1、g

u d l h 2..2

1111λ=。122d d =，122241..4

1u d V u ==π，

12222../

64λμ

λ==u d 。12222216

2..h g u d l h ==λ。

]

2、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、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、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、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、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。三：计算题

1、图示，在1-1，2-2面间列板努利方程

g p g u z ρ12112++='2

2222h g

p g u z +++ρ

u g u d l u 2.

2..81.925000102

22进?λ++?++=++ ??? ???+?+?=81.921.5.081.921.1.050.03.081

.921.52u

】

m u 44.2= h m

s m u d V 3329.68019.0..4

===

π。在2-2，3-3面间列板努利方程

+++g p g u z ρ22222='

32332h g p g u z +++ρ，g

u g u g u d l 22.2..050222?

?λ+++=+出

??? ???+?+?=81.92181.921.1.025.03.081

.9244.252

， 8=?。

即流体的流量为h

9.68,019.0局部阻力糸数为8。

2、（1）、τ..2

A K V = 6030.30.4.22

?=K s

m K 2

1056.3-?=

τ.10

2.33

-?=V

（2）、222'2

121..V A K V ==τ 3'

7.1m V =

（3）、τ..22

''A K V = ，36002.301056.32..22622

''????==-τA K V

3''8.6m V =。

3、 ()2111T T C G -= ，s Kg

G 32

C t 05.42=? =A ()1222t t C G -/t K ?.=2

4.39m 。

.167=n 即冷却水的流量为s Kg

32和管子根数为167根。

试题二

一：填充题（20分） ~

1、牛顿粘性定律_____________，粘度在SI 制中的单位是___________。

2、常用测定流量的流。

3、在流动糸统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随__________而变，不随__________而变，称为稳定流动。若以上各量既随__________而变，又随__________而变，称为不稳定流动。

4、等边三角形的边长为a ，其当量直径为____________________。

5、流体在圆形直管内滞流流动时，其速度分布是_____________ 型曲线，其管中心的最大流速为平

均流速的___________ ，縻擦糸数λ与e R 的关系为______________。 6、泵是指_______________________________，按其工作原理来分可分为。

7、气体按压缩比来分，可分为。

8、降沉室内颗粒得以沉降的条件________________________________。 9、过滤操作实际上是滤液通过_________和__________ 的流动过程， "

过滤速率是指___________________________________________。

10、传热一般采用逆流操作，但为时采用并流操作。

11、用二种厚度相同的材料保温时，往往把__________ 的材料包在内层，以达到好的保温效果。

12、蒸发是利用溶液中溶质的________，用加热的方法使部分溶剂汽化并除去 ___________溶液的浓度或析出溶质。

13、金属的导热糸数大都随其纯度的增加而_____，随其温度的升高___。

14、对流传热的热阻主要集中在______________,因_________________强化对流传热的重要途径。 15、工程上流体流经换热器的压降通常限定在__________Kpa 。

二：问答题（30分）

1、流体的流动形态有哪几种如何判断

2、何谓层流内层其厚度受哪些因素影响《

3、采用多级压缩的优点有哪些

4、列管式换热器为何要进行热补偿

5、单层圆筒壁的内、外半径分别为1r 和2r ，壁表面温度分别为'

T 和'

t ，若'

t 〈'

T ，试写出圆筒任意半径r 处的温度表达式三：计算题（50分）

1、流量为5000h

m 3

的水通过一根20Km 长的水平管，总压降为。现在中央接一完全相同的平行管

到中点。问总流量变为多少h

m 3

（设总压降始终不变，流动始终为高度湍流，局部阻力忽

略）。

2、泵将C 0

20的水由一贮槽打到另一贮槽，其中吸入管和排出管的管径为mmm 498?φ的无缝钢

管。吸入管长为50m ，排出管长为160m 。且泵到管出口的距离为10m ，其中流量h

m 3

35。

（已知：atm p 10=，02.0=λ,0.3=s H m,Kw N 2=电,94.0=电η）.(C 0

20时水，

31000m

=ρ，2

.10

24.1m

N -?=μ，23

0104.2m

N p ?=)

求：忽略动压头，求泵的安装高度泵的轴功率和效率

3、一列式换热器规格如下：管长3m,管数30根，管径为mm 5.225?φ，管程为 1，现拟选用此换

热器冷凝、冷却2CS 饱和蒸汽，使之从饱和温度C 046降至C 0

10。2CS 走管外，其流量为

G 07.01=，其冷凝潜热为Kg

356

，比热为C

Kg Kw

.05.1。水走管内，且与2CS 成逆

流流动。冷却水的进出口温度分别为C 05和C 0

30。已知冷凝和冷却段基于外表面的总传热糸数

分别为C

m W

K 0

21.2000=和C

m W

K 0

22.100=。问此换热器是否造适用

4、用一传热面积为2

10m 的蒸发器将某溶液由15%浓缩到40%，沸点进料，要求每小时蒸得375Kg

浓缩液，已知加热蒸汽压强为200Kpa ，蒸发室的操作压强为20Kpa,此操作条件下的温度差损失可

取C 0

8，热损失可忽略不计。试求：（１）开始设入使用时，此蒸发器的传热糸数为多少（２）操作一段时间后，因物料在传热面上结垢，为完成同样蒸发任务，需将加热蒸汽的压力提高到350Kpa ，问此时蒸发器的传热糸数为多少

查得20Kpa 水蒸汽的饱和温度为C 01.60，汽化潜热为Kg

Kj 9.2354

查得200Kpa 水蒸汽的饱和温度为C 02.120 查得350Kpa 水蒸汽的饱和温度为C 0

8.138

试题二的答案

一：填充题

1、dy dw .

μτ=、2.m

s N 。2、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计。 3 、位置、时间、时间、位置。4、a 3

。 5、抛物线、、e R 64

。

6、为液体提供能量的输送机械，离心式、往复式、旋转式和流体作用式。

7、通风机、鼓风机、压缩机。 8、颗粒的停留时间大于沉降时间。 9、介质和滤渣层的流动，单位时间内所获到的滤液量。

10、控制温度、降低粘度、减少阻力。11、导热糸数小的。12、不挥发性、提高。 13、增加、增加。14、层流内层、减薄层流内层的厚度。15、二：问答题

1、流体的流动形态有两种：层流和湍流；用雷诺准数来判断，当2000 e R ，为层流，当

4000 e R 为湍流。

2、；

3、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。

4、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。

5、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（C 0

50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。

6、 ()1

''ln ...2r r t T L Q -=λπ=()

1'ln ...2r r

T L -λπ ()

'''ln ln ..r r

r r t T T t --

三：计算题

1、设接平行管道后，总流量为h m V 33。二平行管流量为h m V 31和h m V 3

。

板努利方程：

=+ρ3232p u ∑

++11212f h p u ρ （ =+ρ3232p u ∑

++2222

2f h p u ρ

总压降相同得：

+2..2333u d l λ 2..2111u d l λ=2

..2u d l λ， λλλλ===321，l l l l 21321===。3121u u = u u 583= h m V V 3'63305

==。2、

s m d

V u 53.13600

.09.0..4

135

1==

ππ。

m u 53.12=。

1 3

2 图2-1 2 2

m g u d l g u H h g u H Z s f s 555.181

.9.253.1.09.050.02.081.9.253.10.32..222222'

2=--=--=--=λ

考虑0.5m 的安装安全糸数。则泵的安装高度为1m.

Kw N N 88.194.0.2===电电轴η.

()g

u g u d l Z h Z H 22..2

出进??λ+++=+= .

.9.253

.1.

5.0109.05016002.0112??? ??++++=H . m H 75.16=. Kw g HQ N

6.13600/81.9.1000.35.75.16===ρ . %85==电

N N η.

3、换热器已有的传热面积：207.73.025.0.14.3.30..m dl n A ===π。

求所需的传热面积：

冷凝段的热量：1Q =Kw r w 9.24356.07.0.==

冷却段的热量：()Kw T T C w Q 65.236.05.1.07.0..2112==-=。总热量为：Q=1Q +2Q = 冷却水的用量：()()

s Kg t t C Q G 0263530.187.455

.27.12=-=-=

水

冷却水离开冷却段的温度：C C G Q t t 014.7187

.4.263.065

.25=+=+

=比水冷凝段的温度差：()()C t 07.2530

464.746ln 30464.746=-----=

)

冷却段的温度差：()()C

t 04.165104.746ln

5104.746=-----=

冷凝段所需传热面积：2184.47.25.2001000

.9.24.m t K Q A ==?=

冷却段所需传热面积：2261.14

.16.1001000

.65.2.m t K Q A ==?=

所需的总的传热面积：A=2

m .

4、水分蒸发量：F x x F W 625.01.10=????

?-=，375=-W F .

F=1000Kg , W=625Kg

溶液的沸点为 C t 0

1.6881.60=+=。

传热糸数K 为：()C

m w t A Q K 02.7851.682.120.3600.101000

.9.2354.625=-=?=

改变压力后的传热糸数： ()C

m w t A Q K 02'

.5781.688.138.3600.101000.9.2354.625=-=?=

。可见结垢以后的传热糸数降低。

试题三

一：填充题（18分） 1、空气在标准状态下密度为

Kg ，在下（绝压）C 080时的密度为________ 2、产生流体阻力的原因有

3、转子流量计在安装时应_________________。

4、连续性方程2211s u s u =是__________指导出来的，它适用______流体。

5、直管阻力的表示式为____________________，管中流出出ζ=__________流入管中

入ζ=_____________。

6、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。

7、往复式压缩机的工作循环为 .四个阶段。 ,

8、一热流体将热量通过壁面传给冷流体的过程是______________________

9、固定管板式列管式换热器中，压力高、腐蚀性以及不清洁的物料应走______________程。 10、一根暴露在外的热管子以散发热量。 11、()()n e R d Pr ..

023.08.0内

α=式中两个准数Re =__________，Pr=__________. 若液体被冷却时

n=____________。

12、多效蒸发主要有三种典型流程。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。三：计算题（64分）

1、图示，“U ”管压差计甲的上部管内充满了水，下部为汞，汞的液面落差为cm 3，求12P ?若再接

一“U ”管压差计乙，其上部仍为水，下部放置不知名的液体，且测得cm R 5.63=乙，求乙ρ 2、一降层室长为5m,宽为3m ，高为4m 。

]

内部用隔板分成20层，用来回收含尘气体中的球形固体颗粒，操作条件下含

尘气体的流量为h

m 336000，气体密度39.0m

Kg =ρ，粘度为s mPa .03.0=μ。尘粒密度34300m

Kg =ρ。试求理论上能

100%除去的最小颗粒直径

3、外径为200mm 的蒸汽管道，管外壁温度为C 0

160。管外

包以导热糸数为t 4

101.108.0-?+=λ的保温材料。要求

保温层外壁面温度不超过C 0

60，每米管长的热损失不超

过m

150。问保温层的厚度应为多少

4、欲将浓度为25%，沸点为C 0

5.131，流量为h Kg

3600

的NaOH 水溶液经蒸发浓缩到50%。料液

的进口温度为C 0

20，加热蒸汽的压强为（绝压），冷凝器的压强为.据经验蒸发器的传热糸数可

取K

m W

.11002

，溶液的密度为3

1500

m Kg

。若忽略蒸发器的热损失。求加热蒸汽的消耗量及

蒸发器所需的传热面积C

Kg Kj

C 0

.93

.4=

已知：p=, C t 083=, Kg

Kj r 2000=

p=, C T 09.142= Kg

Kj R 2143=

试题三答案一：填充题

1、 35

.2m

Kg 。2、内縻擦力和流体的流动状态。3、保持垂直。 4、质量守恒定律、21ρρ=

5、d l .λ2

u 、1、0.5. 6、气蚀现象。

7、吸气、压缩、排气、膨胀四个阶段所组成。8、热流体以对流传热的方式将热量传给壁面、壁面间的热传导、冷流体以对流传热的方式获得热量 9、管程。10、自然对流、热辐射。

…

11、μ

u d R e .=

、λ

μp r C P .=

、3.0=n 12、并流、逆流和平流。

二：判断题

6、10、17为对，其余都为错。三：计算题

1、(

)

Rg p 测示ρρ-=? ()

Kpa p 708.310.81.9.03.0.16.133

=-=?。

(

)

Kpa p 708.310.81.9.635.0.13=-=?示ρ

， 31600m

Kg =示ρ。 2、降沉室的总面积：2

3003.5.20m A ==。

沉降速度：s m A V u 033.03600

.30036000===

。

设沉降区为层流，则有：()μ

ρρ18..2g

d u s -=

()3210.03.0.1881.9.9.04300.033.0--=

d ， m d 5

1006.2-?=。

)

验算：166.010

.03.09

.0.033.0.1006.23

5 =?=

--μ

du R e 。

3、保温材料的导热糸数：K

m w

.0921.0=λ。

()()150100

100ln 601600921.140.3.2ln .2=+-=-=δλπr R t T l Q ， mm 47=δ。

4、水分蒸发量： h Kg x x F W 180050251.36001.10=??? ??-=???

? ??-=。加热蒸汽消耗量：(

)()s

R t t C F D f

736.02143

205.131.93.4.3600..0=-=-=

。

所需的传热面积为：()

29.1255.1315.142.11002143

.736.0..m t K R D A =-=?=

。即所需的加热蒸汽消耗量为s

Kg 736.0。所需的传热面积为29.125m

试题四

一：填充题（20分）

1、边界层的形成是流体具有_________结果。

2、用阻力糸数法来计算突然扩大和突然缩小的损失时，按__ 管内的流速来计算动项。

3、长方形的长为2a ，宽为 a ，其当量直径为_________________

4、粘度的物理意义是促使流体产生单位速度梯度的___________.

5、经内径为158mm 的钢管输送运动粘度为s

m 290的燃料油，若保持油品作层流流动，则最大流速

不能超过________。

6、用离心泵在两个敞开容器间输液，若维持两容器的液面高度不变，当关小输送管道的阀门后，管道的总阻力将___________。

7、离心泵的工作点是___________曲线与________________曲线的交点。

8、往复式压缩机的余隙糸数ε=___________,ε_______-，则容λ增大，生产能力_______________。 9、沉降操作是指在某种______中利用分散相和连续相之间的________,使之发生相对运动而实现分离的操作。沉降过程有_____和_____沉降两种方式。 …

10、工业上常用的过滤介质主要有________、__________、___________。

11、在过滤操作中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是_______而不是______。

12、在平壁稳定热传导过程中，通过三层厚度相同的材料，三层间的温度差变化是依次降低，则三层材料的导热糸数的大小顺序__________________。

13、沸腾传热可分为三个区域，它们是______、_______、_______ 。应维持在__________区内操作。 14、用饱和蒸汽加热水，经过一段时间后，发现传热阻力迅速加大，这可能是由于___________________________________所引起的。

15、温度差损失包括__________________________、___________________，______________________

二：选择题

1、层流和湍流的本质区别是（）

A 、流速不同；

B 、流通截面积不同；

C 、雷诺数不同；

D 、层流无径向流动，湍流有径向流动； ,

2、选择下述流体在管路中常用的流速

（1）、过热水蒸汽（），（2）、水及一般流体（）；（3）、压强较高的气体（），（4）、粘度较大的液体（）； _ A 、1-3s

，B 、s

,C 、15-20s

,D 、30-50s

3、离心泵铭牌上标明的是泵在（）时的主要性能参数。 A 、流量最大； B 、压头最大； C 、效率最高； D 、轴功率最小；

4、下列结论正确的是（）。

A 、液体的粘度随温度的升高而减小；

B 、气体的粘度随温度的升高而增大；

C 、【

D 、液体的粘度基本上不随压强变化；

E 、气体的粘度随压强增大而减小。

5、离心泵吸入管路底阀的作用是（）。

A 、阻拦液体中的固体颗粒；

B 、避免出现气蚀现象；

C 、维持最低的允许吸上高度；

D 、防止启动前充入的液体从泵内漏出； 6、在一个过滤周期中，为了达到最大生产能力应（）

A 、过滤时间应大于辅助时间；

B 、过滤时间应小于辅助时间；

C 、过滤时间应等于辅助时间；

D 、过滤加洗涤所需时间等于1/2周期； 7、下述说法中正确的是（）。

A 、过滤速率与过滤面积成正比；

B 、过滤速率与过滤面积的平方成正比； )

C 、过滤速率与滤布阻力成反比；

D 、过滤速率与操作压差的平方成正比；

8、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素无关的是（）。 A 、颗粒的几何尺寸； B 、颗粒与流体的密度； C 、流体的水平流速； D 、颗粒的形状； 9、旋液分离器是利用离心力分离（）。

A 、离心机可分离液液混合物；

B 、离心机可分离液固混合物；

C 、离心机可分离气固混合物；

D 、离心机所分离的不均匀混合物中至少有一相是液相；

10、传热过程中当两侧流体的对流传热糸数都较大时，影响传热过程的将是（）。

A 、管壁热阻；

B 、管内对流传热热阻；￥

C 、污垢热阻；

D 、管外对流传热热阻；

11、下述措施中对提高换热器壳程对流传热糸数有效的是（）。 A 、设置折流挡板； B 、增大板间距；

C 、增加管程数；

D 、增加管内流体的流速；

12、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（），走壳程的有（）。 A 、高压流体； B 、蒸汽； C 、易结垢的流体； D 、腐蚀性流体； E 、粘度大的流体； F 、被冷却的流体；

13、采用多管程换热器，虽然能提高管内流体的流速，增大其对流传热糸数，但同时地导致（） A 、管内易结垢； B 、壳程流体流速过低； C 、平均温差下降； D 、管内流动阻力增大； <

14、增大换热器传热面积的办法有（）。

A 、选用粗管排列；

B 、选用翅片管；

C 、增加管程数；

D 、增加壳程数； 15、关于传热糸数K 下述说法中错误的是（）。

A 、传热过程中总传热糸数K 实际上是个平均值；

B 、总传热糸数K 随着所取的传热面不同而异；

C 、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；

D 、要提高K 值，应从降低最大热阻着手；

三：计算题

1、图示为一输油管路，未装流量计，但在A 、B 分别测得压强为 Kpa P A 150=，Kpa P A 140=，试估算管道中油的流量已知：管为mm 489?φ，A 、B 间距为10m, 其中管道的当量长度为9.3m ， 3820

Kg =ρ，cp 121=μ。

2、试证明球形颗粒在重力场中作自由沉降时，层流区

域内的沉降速度公式为： ()μ

ρρ.18..20g

d u s -=。

3、用一板框压滤机在300Kpa 压强差下过滤某悬浮液。

已知过滤常数K 为s

m 2

5.7-?，e q 为23

012.0m

。要求每一操作周期得3

8m 滤液，过滤时间

为。设滤饼不可压缩，且滤饼与滤液体积之比为。试求：过滤时间；若操作压强差提高至600Kpa ，现有一台板框过滤机，每框的尺寸为mm 25635635?? ，若要求每个过滤周期仍得3

8m 滤液，则至少需要多少个框能满足要求过滤时间又为多少

4、一卧式列管换热器，钢质换热管长为3m,直径为mm 225?φ。水以s

m 7.0的流速在管内流动，并

从C 017被加热到C 0

37。流量为s

.1、温度为C 0

72烃的饱和蒸汽在管外冷凝成同温度的液体。

烃蒸汽的冷凝潜热为Kg

315

。已测得：蒸汽冷凝传热糸数为C

m w

2.800，管内侧热阻为个侧热阻

的40%，污垢热阻又为管内侧热阻的70%，试核算换热管的总根数及换热器的管程数。计算时可忽略管壁热阻及热损失。试题四答案一：填充题

1、粘性。

2、细。

3、a 34。

4、剪应力。

5、s

m 14.1。 6、不变。 7、管路特性曲线、

离心泵特性曲线。8、3

V V V

-、小、大。 9、力场、密度、重力、离心。

…

10、织物介质、粒状介质、多孔性固体介质。

11、滤饼层、过滤介质。 12、依次增加。13、自然对流、膜状对流、核状对流、核状对流。 14、冷凝水未排出、不凝性气体未排

15、溶液沸点升高、静压力、流体阻力所引起的温度差损失。二：判断题

1、D ．

2、D 、A 、C 。

3、C 。

4、A 、B 、C ．

5、B 。

6、D

7、B ．

8、C 。

9、B 。

10、B ． 11、A 。 12、A 、C 、D ；B 、E 、F 。 13、C 、D ． 14、B 。 15、C 。

三：计算题

1、在A-B 两点间列板努利方程：

B A A Z g u g P Z =++2.2ρg

u d l l g u g P e B 2.

2.22

++++λρ。 181

.9.8201015003

=?+81.9.2.081.03.1981.9.8201014023u λ+?+

. 02.0.2

=u λ. 设流体在管路中作层流流动，则：e R 64=λ ， u

117

.0=λ。

02.0.117.002.0.22

===u u

u λ。 s m u 7.1=。

核算雷诺准数：2000933.. ==

u d R e 。则：油品的流量为h m u d V 3252.31 (4)

1==π。 2、颗粒作自由沉降，受力：g d F s ρπ...6131= ，g d F ρπ (6)

(412)

3u d F ρπ?= ，ma 。0321=--F F F

《

()ρ?ρρ.3...4g

d u s -=，层流：

e R 24=? ，()μρρ.18..2

g d u s -=。

3、过滤面积：()τ.2

K q q e =+ ，(

)

3600.05.10.5.7012.08

52-=+A

，25.22m A =。

滤饼体积：3

2.0025.0.8m V ==，框数20025

.0.635.0.635.02

.0==

n 。

过滤总面积：2

13.1620.2.635.0m A ==。

()τ.2K q q e =+，()

τ4210.5.1012.013.168-=+，h 478.0=τ。

5、传热量为：Kw Q 394=。所需水量：s

W 713.4=。C t 0

25.44=?。

单管水量：s Kg

W 243

.0=，每程所需管子数为：20=n 。每程传热面积：2

71.4m A =，传热糸数：C

m W K 02.2.476=

所需传热面积：2

'7.18m A = 管程数为：n=4.总管数为80根。

试题五

一：简答题（60分）

1、图示管路中，流体作稳定流动。问（1）、静压头

g p

ρ哪个大为什么（2）、体积流量V 哪个大为什么（3）、质量流速哪个大为什么（不计阻力） 2、图示，测出A 、B 两端点的压力差

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 /

4、何谓离心泵的汽蚀现象如何防止

5、何谓过滤介质对过滤介质有何要求

6、说明热负荷与传热速率的概念及两者之间的关糸

7、何谓加热剂和冷却剂举例说明之

8、叙述导热糸数、对流传热膜糸数、图5-2 传热糸数的单位及物理意义 9、强化传热的途径有哪些 10、蒸发操作有何特点二：计算题 1、 ! 2、容器A 、B 分别盛有水和密度为3800m

Kg 的洒精，

中间接一水银压差计。

（1）当容器A 中的压强pa P A 410943.2?=（表压）时，

测得m R 3.0=，m h 5.01=，m h 2.02=，求容器B 内的压强为多少

（2）当容器A 中的压强减小至pa P A 410962.1?=，容器

B 内的压强不变，则水银压差计内的读数为多少

3、用油泵从贮罐向反应器输送液态异丁烷，贮罐内异丁烷液面恒定，其上方压强为。泵位于贮罐液面

以下1.5m 处，吸入管路的全部压头损失为1.6m 。异丁烷在输送条件下的密度为3530

Kg ，饱和

蒸汽压为。在泵的性能表上查得，输送流量下泵的允许汽蚀余量为3.5m 。试问该泵能否正常操作 4、在一板框过滤机上过滤某种悬浮液，在（表压）下20分钟可在每平方米过滤面积上得到3

m 的滤

液，再过滤20分钟又得到滤液3

m ,试求共过滤1小时可得总滤液量为多少 5、某溶液在单效蒸发器中蒸浓，用饱和蒸汽加热，需加热蒸汽量h Kg

2100

，加热蒸汽的温度为

C 0120，其汽化潜热为Kg

2205。已知蒸发器内二次蒸汽的冷凝温度为C 0

81，各项温度差损

失共为C 0

9。取饱和蒸汽冷凝的传热膜糸数2α为K

m W

.80002

，沸腾溶液的传热膜糸数1α为

m W

.35002

，求该换热器的传热面积（管壁热阻、垢层热阻及热损失忽略不计）

一：问答题

1、g u g p Z A A A 22++ρ=g

u g p Z B B B 22

+ρ，g p g p B A ρρ .。 B A V V = 。ρu W =，B A W W =。

2、()h R g p p A ++=..测ρ，()R g h Z g p p B ....示测ρρ+++= ,

()R g Z g p p p B A ....测示测ρρρ-+=-=?.()

R g Z g p ....测示测ρρρ-+=?。 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、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、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、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、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、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：

K m W

.。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：K

m W

。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：K

m W

。

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、蒸发操作的特点：溶液沸点的升高；节约能源；物料本身的工艺特性。；

二：计算题：

1、11..h g p p A ρ+= ， R g h g p p Hg B ....22ρρ++=。

+--=R g h g p Hg B ....22ρρ11..h g p A ρ+ ，pa p B 31026.7?-=。

???? ??--+=2..'11R R h g p p A ρ，''22..2..R g R R h g p p Hg B ρρ+???

? ??-++= ???? ??--

+2..'11R R h g p A ρ''22..2..R g R R h g p Hg B ρρ+???

? ??-++=。 m R 221.0'

=。

2、f h h g p p Z -?--=.00ρ，m Z 27.26.15.381

.9.530637650

652365-=---=

。即泵不能正常工作。

3、()τ.2K q q e =+，()60.20.197.02K q e =+，()60.20.2.206.02

K q e =+。

()60.20.2.2.2K q q e =+。 23022.0m

m q e = 。s m K 81096.3-?=。 >

356.0m

q =。过滤1小时所得到的总滤液量为

4、传热量：.129022053600

2100

.Kw r D Q =?==

溶液的沸点：C t 0

90981=+=。

温差：C t 0

3090120=-=?。

传热糸数：K

m Kw K .435.28000

135001

122

=+=

+=αα。

传热面积：266.1730

.435.21290

.m t K Q A ==?=

。 %

故所需的传热面积为2

66.17m 。

试题六

一：填充题（20分）

1、精馏分离的依据是________________________的差异，要使混合物中的组分得到完全分离，必须进行多次地。

2、相对挥发度的表示式α=______________.对于二组分溶液的蒸馏，当α=1 时，能否分离

___________。

3、q 的定义式是________________________________________，饱和液体进料q=____.饱和蒸汽进料q=____.蒸汽是液体的3倍的混合进料时q=____。

4、二组分的连续精馏操作，精馏段操作线方程为245.075.0+=x y ，提馏段操作线方程为

02.025.1-=x y ，当q=1时，则=W x _____D x =______。

5、在连续精馏中，其它条件均不变时，仅加大回流，可以使塔顶产品D x _____，若此时加热蒸汽量V 不变，产品量D 将______。若在改变R 的同

时，保持塔顶采出量不变，必需增加蒸汽用量，那么冷却水用量将________。 6、压力__________.温度__________将有利于吸收的进行。、

7、完成下列方程，并指出吸收糸数的单位。

()-=i c k N k 的单位__________________.

()-=p K N G G K 的单位_______________.

8、吸收过程中的传质速率等于分子散速率的条件是___________________

9、饱和空气在恒压下冷却，温度由1t 降至2t ，其相对湿度Φ______，绝对湿湿度H________,露点_________，湿球温度___________。

10、萃取操作的依据是_________________________________________.萃取操作选择溶剂的主要原则是二：简答题（36分）

1、叙述恒縻尔流假设的内容

2、板式塔塔板上造成液面落差的原因有哪些如何防止

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

4、叙述双膜理论的论点

5、画出单级萃取操作相图

6、叙述湿空气的性能参数

三：计算题（44分）

1、双股进料的二元连续进料，均为泡点液相进料，进料液为21,F F , 求第三段的汽相和液相流量已知第一段的汽液相流量分别为V 和L 。 V

}

2、某填料吸收塔用纯轻油吸收混

合气中的苯，进料量为1000标准

m 3。进料气体中含苯5%（体积百分数），其余为惰性气体。要

求回收率95%。操作时轻油含量为最小用量的倍，平衡关系为Y=。已知体积吸收总糸数为

m Kmol K ya .1253=，轻油的平均分子量为170。求轻油用量和完成该生产任务所需填料层高度

3、有一干燥糸统如图，新鲜空气为C t 0

020=，

干空气

水

Kg Kg H 01.00=与干燥器出口温度为

C t 0

250=，湿度为干空气水Kg Kg H 08.02= 的废气汇合后进入预热器（废气/新鲜空气= ）, 干燥器中的干物料为h

Kg G 15001=，温含量为47.01=W ，05.02=W ，求新鲜空气加入量和预

热器加入的热量试题六答案： #

一：填充题

1、各组分的挥发度、部分汽化和部分冷凝。

2、

B A

αα、不能。

3、进料的液化分率、q=1、q=0、q=。

4、=W x ,98.0=D x 。

5、提高、下降、增加。

6、增加、下降。

7、()C C k N i A -=.，k 的单位是s

m ；()

-=P P K N G A .，G K 的单位 atm

s m mol

..2

。

8、层流或静止。 9、不变、下降、下降、下降。

10、组分在萃取剂中的溶解度的差异；对被萃取组分有较好的选择性、与稀释剂互溶度愈小愈好、易回收便宜无毒性。二：问答题

1、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、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、 ()()

11..X X L Y Y V -=-

;

11Y X V

X V L Y ++-

=。 4、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、液两相达到相平衡；在膜层以外的中心区域，由于流体的充分湍动，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。

6、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。三：计算题

1、解：由物料衡算得：V L L F F V +=+++''21''

而料液是泡点进料，则：V V ='

'，''21L L F F =++。

2、解：0526.005

.0105

.01=-=

Y ，()()00263.0%951.0526.01.12=-=-=φY Y 。

02=X ，33.14

.10526.000263.00526.02

121min =-=--=

???

??*X X Y Y V L 。 h Kmol L L 1.894.221000.33.1.5.133.1.5.1===。 h

Kg W L 151471.89.170==。

00263.02=?Y ，()02825.0211=-=L

Y Y V X ，01305

.01=?Y

00651.0=?m Y ，=Z ()m Y K Y Y V m

ya 74.2.21=?- 即轻油量为h Kg

15147

，所需填料层高度为2.74m 。

3、解：由等焓过程找到预热后混合气的状态点干空气

水

Kg Kg H 0652

.01=， C t 015.80=。由质量比找到混合气的状态点干空气

水

Kg Kg H m 0652

.0=，C t m 0

43=

干燥水分量：()h Kg G G W 16.66305

.0147.01.1500150021=---=-=。

新鲜空气量：()()h Kg H H H W L 956801.01.01

.008.016

.6631.002=+-=+-=。

】

()()()()Kw t t H Q m m p 47.42435.80.0652.0.88.101.1.88.101.11=-+=-+=。

1Y 1X

即新鲜空气量为h Kg

9568，预热所提供的热量为。

试题七一：填充题（20分）

1、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于_________________,与间接蒸汽相比，相同要求下，所需理论塔板数将____________。

2、平衡线表示塔的任一截面上气、液两相的___________________，操作线表示了_______________________________ *

3、溶液中各组分之挥发度可用它在___________________和与之平衡的液相___________之比来表示，若是理想溶液，则__________________。

4、对拉乌尔定律产生正偏差是由于_______________________________。

5、对拉乌尔定律产生负偏差是由于_______________________________。

6、在板式塔的设计中，为了减少雾沫夹带，我们可以适当地_________塔径以_______空塔气速，也可以适当地___________板间距。，

7、实验室用水吸收空气中的20C ，基本属于_________控制，其气膜中的浓度梯度________液膜中的浓度梯度，气膜阻力______液膜阻力。 8、在吸收操作时，若解吸因素L

增加，而气、液进料组成不变，则溶质的回收率将

_________。

9、组分A 、B 的分配糸数之比值1 β，能否________萃取分离。

10、理论干燥过程是指____________________________________________.

11、总压为的空气温度小于C 0

100时，空气中水蒸汽分压的最大值应为______________

12、单级萃取操作中，料液为F ，若溶剂用量愈大，则混合物的点愈_______ S 点，当达到_____,溶液变为均一相。 …

二：问答题（30分）

1、何谓理论板为什么说一个三角形梯级代表一块理论块

2、何谓塔的漏液现象如何防止

3、填料可分为哪几类对填料有何要求

4、写出任意一种求温度的方法

5、叙述多级逆流萃取操作是如何求理论级数的三：计算题（50分）

1、用一精馏塔分离二元理想混合物，已知3=α，进料浓度为3.0=F x ，进料量为

Kmol 2000 ，泡点进料。要求塔顶浓度为，塔釜浓度为（以上均为縻尔分率）。求塔顶、塔

釜的采出量，若 R=2min R ，写出精馏段和提馏段的操作线方程

2、用纯水吸收空气—氨混合气体中的氨，氨的初始浓度为 (縻尔浓度)。要求氨的回收率不低于

95%，塔低得到的氨水浓度不低于

．已知操作条件下的气、液相平衡关糸为Y=。试计算：

（1）、逆流操作，气体流量取s

m Kmol

.02.02

。且s

m Kmol

K ya .02.03

=。

求所需填料层高度

（2）、采用部分吸收剂再循环流程，新鲜吸收剂与循环量之比为20，气体流量不变，体积吸收总糸数也不变，求所需填料层高度

3、在密闭的容器内，盛有温度为c 0

20，总压为，湿度为干空气

水Kg Kg 01

.0的湿空气。水蒸汽

的饱和蒸汽压为。试求：

（1）、该空气的相对湿度及容纳水分的最大能力为多少

（2）、若容器内压入温度为c 0

20的干空气，使总压上升为。该空气的相对湿度及容纳水分的最大能力为多少试题七的答案：一：填充题 —

1、待分离的混合物为水溶液，且水是难挥发组分的情况。理论板数要多。

2、易挥发组分在气、液两相间的浓度关糸；易挥发组分在塔内的下一块塔板中上升的气相中的组成与上一块塔板上的液相组成之间的操作线关糸。

3、气相中的分压、縻尔分率、同温度下的饱和蒸汽压来表示。

4、不同种分子之间的引力小于同种分子之间的引力所造成的。

5、不同种分子之间的引力大于同种分子之间的引力所造成的。

6、增大、减少、增大。

7、液膜控制、小于、小于

8、减少。

9、能。

10、干燥过程为等焓过程。 11、该温度下水蒸汽的饱和蒸汽压。 12、接近、溶解度曲线上。二：问答题

1、 {

2、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。

3、塔板上的液体直接从塔板上漏下的现象。增加上升蒸汽量。

4、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。

5、 p

P p

h -=622

.0，利用露点温度查得p,即可算出湿度。 6、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n R 、溶剂点S 、利用杠杆规则找到1E ；第三，联结F 1E 和n R S 的延长

线交于?这一操作点；第四，作?1R 的延长线交于2E 点，找到2R 后，作?2R 的延长线交于3E 点；以此类推，直至最终萃余相的组成小于n R 为此。所作的联结线数目，即为所求的理论级数。三：计算题

1、W D F += W D +=2000 h

Kmol D 500=

W D F Wx Dx Fx += 1.09.03.0.2000W D += h

Kmol W 1500=

x x

Y 213+=，3.0=x ，3.0=q x ，5.0=q y 。

3.1min =--=q

q q D x y y x R ， 6.2=R 。11+++=

R x x R R

y D 。 %

25.0722.0+=x y ， 083.083.1-=x y

即精馏塔的塔顶和塔釜采出量分别为h Kmol 500和 h

Kmol 1500。两段的操作线方程为

25.0722.0+=x y 和 083.083.1-=x y 。

2、0526.01=Y ， 0025.02=Y 。0526.01=X ，02=X 00263.01=?Y ， 0025.02=?Y 。00256.0=?m Y 。 ()()m Y S K Y Y V z m ya 6.1900256

.0.02.00025.00526.0.02.0..21=-=?-=。 20=R

L L

，由质量守恒得：()21..x L L x L R R +=，00238.02=x

00263.01=?Y ，00023.02=?Y ，000963.0=?m Y 。 ()()m Y S K Y Y V z m ya 3.49000963

.0.02.00025.00526.0.02.0..21=-=?-=

。即填料层高度分别为19.6m 和49.3m 。 3、p P p H -=622

.0，Kpa H P H p 603.101

.0622.03

.101.01.0622.0.=+=+=。：

%6.68338

.2603.10===

p φ。容纳水分的最大能力即饱和湿度：干空气水Kg Kg p P p H s 0147.0338

.23.101338

.2.

622.0622

.00

0=-=-=。

同理，0033.0604

.19.303604

.1.622.0622

.0=-=-=p P p H 干空气水Kg Kg 。

干空气水Kg Kg p P p H s 00482.0338

.29.303338

.2.622.0622

.00

0=-=-=。

%6.68338

.2603.10===p

p φ。

试题八

一：填充题（20分）

1、精馏塔内，气液两相的流动，液体靠_________自上而下地流动，气体靠___________自下而上地与液体成逆流流动。

2、全回流时，操作线与_________重合，操作线方程为________,理论塔板数为__________.当回流比减少到_____________________________称为最小回流比，所需的理论塔板数_________________________.适宜的回流比应通过_________________________________确定。

3、y-x 相平衡曲线上各点的温度是_______ 。

4、当增大操作压强时，精馏过程中物糸的相对挥发度__________,塔顶温度_________,塔釜温度_________。

5、精馏塔设计时，若工艺要求一定，减少需要的理论板数，回流比应______,蒸馏釜中所需的加热蒸汽消耗量应_________,所需塔径应________，操作费和设备费的总设资将是___________________________。

6、享利定律____________________________________________________。其数学表达式。

7、所谓气膜控制，即吸收总阻力集中在______一侧，而_______一侧阻力可忽略；如果说吸收质气体是属于难溶气体，则此吸收过程是________控制。