华东理工大学化工原理简答题真题汇总
第一章流体流动
1.何谓轨线何谓流线为什么流线互不相交99
答：轨线是同一流体质点在不同时刻所占空间位置的连线；
流线是采用欧拉法考察的结果，流线上各点的切线表示该点的速度方向；
因为同一点只有一个速度，由此可知，流线互不相交。
2.动能校正系数α为什么总是大于、等于1的试说明理由00
3.简述数学模型法规划实验的主要步骤。00、03、06、10
答：数学模型实验研究方法立足于对所研究过程的深刻理解，按以下主要步骤进行工作：
①将复杂的真实过程本身化简成易于用数学方程式描述的物理模型；
②将所得到的物理模型进行数学描述即建立数学模型；
③通过实验对数学模型的合理性进行检验并测定模型参数。
4.流体流动过程中，稳定性是指什么定态性是指什么01
5.简述因次论指导下的实验研究方法的主要步骤。01、04
答：因次分析法的具体步骤：
①找出影响过程的独立变量；
②确定独立变量所涉及的基本因次；
③构造因变量和自变量的函数式，通常以指数方程的形式表示；
④用基本因次表示所有独立变量的因次，并出各独立变量的因次式；
⑤依据物理方程的因次一致性原则和π定理得到准数方程；
⑥通过实验归纳总结准数方程的具体函数式。
6.层流与湍流的本质区别是什么02
答：湍流的最基本特征是出现了径向的速度脉动。当流体在管内层流时，只有轴向速度而无径向速度，牛顿型流体服从牛顿粘性定律；然而在湍流时，流体质点沿管道流动的同时还出现了径向的随机脉动，这种脉动加速了径向的动量、热量和质量的传质，动量的传递不仅起因于分子运动，而来源于流体质点的横向脉动速度。
7.非牛顿流体中，塑性流体的特点是什么02、05、06、10
答：含固体量较多的悬浮体常表现出塑性的力学特征，即只有当施加的剪应力大
于某一临界值（屈服应力）之后才开始流动，流动发生后，通常具有剪切稀化性质，也可能在某一剪切率范围内有剪切增稠现象。
8.什么是流体流动的边界层边界层分离的条件是什么03
答：由于流体粘性的作用，靠近壁面的流体将相继受阻而降速，随着流体沿壁面前流动，流体受影响的区域逐渐扩大，而流速降为未受边壁影响流速的99%以内的区域即为边界层。
流道扩大时就会造成逆压梯度，逆压梯度及壁面附近的粘性摩擦是引起边界层分离现象，而是取决于逆压梯度与剪切力梯度之比值是否足够大，若其比值为10 ~ 12，将会产生形体阻力，发生边界层分离。
9.非牛顿流体中，抗凝性流体的特点是什么03
答：不少非牛顿流体受力产生的剪切率与剪应力的作用时间有关，当一定的剪应力作用的时间足够长后，粘度随着作用时间延长而增大的行为称为震凝性。
10.动量守恒和机械能守恒应用与流体流动时，二者关系如何04
答：动量守恒和机械能守恒定律都从牛顿第二定律出发导出，都反映了流动流体各运动参数变化规律。流动流体必应同时遵循这两个规律，但在实际应用场合却有所不同。
当机械能守恒定律应用于实际流体时，由于流体的粘性导致机械能的耗损，因此机械能衡算式中将出现hf。但是动量守恒定律却不同，它只将力和动量变化率联系起来，并未涉及能量和能耗问题。因此在实际流体的流动中，当机械能损耗无法确定，机械能衡算式不能有效地应用时，可以试用动量守恒确定各运动参数之间的关系。但必须有一前提：控制体内流体所受的作用力能够正确确定，或者主要的外力可以确定而次要的外力可以忽略。反之，当重要的外力不能确定，而阻力能从其他途径求得，或阻力可以忽略，则机械能衡算式可有效地解决问题。但最终均须借助实验对所得关系式进行校正。
11.何谓泊谡叶方程其应用条件有哪些06
12.简述流体静压强的特性。07
第二章流体输送机械
1.简述往复泵的水锤现象。往复泵的流量调节方法有哪几种99
答：当泵处于吸入行程，压出阀门关闭，无液体排出，但管内液体由于惯性在短时间内继续流动。于是，在压出阀门附近造成真空，管内形成反向压差，在反向压差的作用下，管内流体必作反向运动产生冲击，消耗动能，这种现象称为“水锤现象”。
往复泵的流量调节方法：
①旁路调节；
②改变曲柄转速和活塞行程。
第三章液体的搅拌
1. 简述搅拌釜中加挡板或导流筒的主要作用分别是什么98
2. 搅拌器应具有哪两种不同的功能99、06
答：搅拌器的两种不同功能：
①产生强大的总体流动，搅拌桨叶之所以取于泵叶片相似形状，就是为了造成大的总体流动，以达到宏观的均匀；
②产生强烈的湍动，使液体为团尺寸减小。
3. 大小不一的搅拌器能否使用同一条功率曲线为什么00
答：不能。因为功率曲线只适用于尺寸比例符合规定比例关系的（几何相似）的搅拌装置，若比例关系不同，即对比变量α数值就会不同，其功率曲线亦不同。
4. 搅拌器的两个功能是什么改善搅拌效果的工程措施有哪些02、10
答：为了达到均匀混合，搅拌器应具备两种功能：即在釜内形成一个循环流动，称为总体流动；同时希望产生强剪切或湍动。
流体在容器内作循环流动，搅拌器对单位重量流体所提供的能量必定全部消耗在循环回路的阻力损失上，增加循环回路的阻力损失即提高液流的湍动程度，可采取措施有：
①提高搅拌器的转速，搅拌器可提供较大的压头；
②阻止容器内液体的圆周运动。方法如下：
（1）在搅拌釜内装挡板；
（2）破坏循环回路的对称性；
③安装导流筒来抑制圆周运动的扩展，严格控制流动方向，既消除短路现象又有助于消除死区。
5. 搅拌器按工作原理可分为哪几类各类搅拌器的特点是什么03
答：搅拌器按工作原理可分为两大类：
一类是以旋浆式为代表，其工作原理与轴流泵叶轮相同，具有流量大，压头低的特点，液体在搅拌釜内主要作轴向和切向运动；
另一类以涡轮式为代表，其工作原理与离心泵叶轮相似，液体在搅拌釜内主要作径向和切向运动，与旋浆式相比具有流量小、压头较高的特点。
6. 简述搅拌过程中强化湍动的主要措施。04
答：液流中湍动的强弱虽难以直接测量，但可以从搅拌器所产生的压头大小反映出来。液流在容器内作循环流动，搅拌器对单位重量流体所提供的能量必定全部消耗在循环回路的阻力损失上，增加循环回路的阻力损失即提高液流的湍动程度，可采取的措施有：
①提高搅拌器的转速，搅拌器可提供较大的压头：
②阻止容器内液体的圆周运动，方法如下：
Ⅰ在搅拌釜内装挡板，Ⅱ破坏循环回路的对称性；
③安装导流筒来抑制圆周运动的扩展，严格控制流动方向，既消除短路现
象又有助于消除死区。
7. 试列举出三种搅拌器放大的准则。05、07
答：搅拌器的所有放大准则应能保证在放大时混合效果保持不变，对不同的搅拌过程和搅拌目的，有以下放大准则可供选择：
①保持搅拌雷诺数ρnd2/μ不变。
②保持单位体积能耗P/V0不变。
③保持叶片端部切向速度πnd不变。
④保持搅拌器的流量和压头之比值，即q、H不变。
第四章流体通过颗粒层的流动
1．试写出回转真空过滤机单位面积滤液量q与转速n、浸入面积分率φ以及过滤常数的关系式，并说明过滤面积为什么用转鼓面积A而不用A-cp98
2．在考虑流体通过固定床流动的压降时，颗粒群的平均直径是按什么原则定义的为什么99
答：颗粒群的平均直径是以比表面积相等为准则的来确定的。因为固体的颗粒很小，流体在颗粒层内流动是极其缓慢的爬流，无脫体现象产生，这样流体阻力主
要由颗粒层内固体表面积的大小来决定，而颗粒的形状并不重要，基于对流动过程的此种认识，应以比表面积相等为准则来确定实际颗粒群的平均直径。
3．加快过滤速率有哪几种途径00、02、05、07（影响过滤速率的因素有哪些）
答一：加快过滤速率的三种途径：
①改变滤饼结构；
②改变悬浮液中颗粒的聚集状态；
③动态过滤。
答二：加快过滤速率的三种途径：
①改变滤饼结构如空隙率、可压缩性，常用的方法是添加助滤剂使滤饼较为疏
松而且不可压缩；
②改变悬浮液中的颗粒聚集状态，过滤之前先将悬浮液作处理，使分散的细小
颗粒聚集成较大颗粒。其方法：Ⅰ.加入聚合电解质使固体颗粒之间发生桥接，形成多个颗粒组成的絮团；Ⅱ.在悬浮液中加入无计电解质使颗粒表面的双电层压缩，颗粒间借范德华力凝聚在一起；
③动态过滤：采用多种方法，如机械的、水力的或电场的人为干扰限制滤饼增
长的过滤方法。
4．在表面过滤方式中，何谓架桥现象01
5．在考虑流体通过固定床流动的压降时，颗粒群的平均直径是按什么原则定义的为什么05
答：颗粒的平均直径以比表面积相等为原则来定义。
由于固体颗粒尺寸较小，流体在颗粒层内的流动是极其缓慢的爬流，无边界脱体现象发生；流动阻力主要由颗粒层内固体表面积的大小决定，而颗粒的形状并不重要，因此应以表面积相等作为准则，确定实际颗粒群的平均直径。
6．气体中含有1~2微米直径的固体颗粒，应选用哪一种气固分离方法06 7．何谓固定床吸附器的透过曲线什么是透过点、饱和点07
第五章颗粒的沉降和流态化
1.当沉降处于斯托克斯定律区时，试写出非球形颗粒的等沉降速度当量直径de
的计算式。98、05
答：当颗粒直径较小，球形颗粒的沉降处于斯托克斯定律区时，沉降速度为：假设非球形颗粒的实际沉降速度为uj，则颗粒的等沉降速度当量直径为：
2.流化床的压降与哪些因素有关98
3.因某种原因使进入沉降室的含尘气体温度升高，若气体质量及含尘情况不变，
降尘室出口气体的含尘量将有何变化原因何在99、07（温度降低时的情况如何）
答：出口气体的含尘量增加。因为温度的提高必带来空气密度的增加，那么由颗粒沉降公式可以看出d min的增加，即降尘室壳全部出去的最小颗粒直径增加，也就是出口气体的含尘量增加。
4.评价旋风分离器性能的主要指标有哪些00
答：旋风分离器性能的主要指标有两个：
①分离效率；
②气体经过旋风分离器的压降。
5.简述旋风分离器性能指标中分割直径dpc的概念。01
6.什么是颗粒的自由沉降速度02、10
答：静止液体中，设颗粒的初速度为0，在重力或离心力作用下沿重力方向或离心力方向作沉降运动，随着下降速度的增加，加速度逐渐减小，当加速度等于0时，颗粒将以恒定不变的速度ut继续下降，此ut即为颗粒的自由沉降速度。
7.实际流化现象有哪两种通常，各自发生于什么系统03
答：从床内流体和颗粒的运动状况来看，实际中存在两种截然不同的流化现象：散式流化：一般发生于液-固系统，散式流化床较接近理想流化床；
聚式流化：一般发生于气-固系统，聚式流化的床层不如散式流化那样平稳，而
是频繁的起伏波动。
8.影响颗粒沉降速度的因素有哪些04
答：对于固定的流-固系统，物性μ、ρ和ρr都是定值，单个球形颗粒的沉降速度只与颗粒有关；实际中还需要考虑下列各因素：干扰沉降、端效应、分子运动。非球形、液滴或气泡的运动等。
9.何谓流化床层的内生不稳定性如何控制04
答：设有一正常操作的流化床，由于某种干扰在床内某局部区域出现一个空穴，该处床层密度即流动阻力必然减小，附近的气体便优先取道此空穴而通过。空穴处气体流量的急剧增加，可将空穴顶部更多颗粒推开，从而空穴变大，空穴变大又使该处阻力进一步减小，气体流量进一步增加，从而产生恶性循环，这种恶性循环称为流化床层的内生不稳定性。
为抑制流化床的这一不利因素，通常采取以下措施，设计适当开空率和压降的分布板来增加分布板的阻力；设置水平挡板或垂直构件的内部构件；采取小直径、宽分布的颗粒；采用细颗粒、高气速流化床。
第六章传热
1.影响辐射传热的主要因素有哪些99、04
答：影响辐射传热的主要因素：
①温度的影响，辐射热流量正比于温度四次方之差；
②几何位置的影响，角系数对两物体间的辐射传热有重要影响；
③表面黑度的影响，通过改变表面黑度的方法可以强化或减弱辐射传热；
④辐射表面之间介质的影响。
2.简述辐射传热中黑体和灰体的概念。00、02
答：黑体：吸收率等于1的物体，实际不存在。
灰体：把实际物体当成是对各种波长辐射均能同样吸收的理想物体。
（在一定温度下，灰体的辐射能力和吸收率的比值恒等于同温度下黑体的辐射能力，柯奇西荷先定律）
3.液体沸腾的必要条件有哪两个01、10
答：
第七章蒸发
1.蒸发器提高液体循环速度的意义有哪些98、05
答：蒸发器提高液体循环速度的重要性不仅在于提高沸腾给热系数，其主要用意在于降低单程汽化率，在同样蒸发能力下（单位时间的溶剂汽化量），循环速度越大，单位时间通过加热管的液体量越多，溶液一次通过加热管后汽化的百分数（汽化率）也越低。溶液在加热表面附近的局部浓度增高现象可以减轻，加热面上结垢现象可以延缓。溶液浓度越高，为较少结垢所需要的循环速度越大。
2.何谓蒸发设备的生产强度提高蒸发器生产强度的途径有哪些99、07
答：单位传热面的蒸发量定义为蒸发器的生产强度U。
即：U = W/A
W为各效水份蒸发量总和；A为各效传热面积之和。
3.循环型蒸发器中，降低单程汽化率的目的是什么01
4.蒸发操作节能的措施有多种，试写出三种。06
第八章气体吸收
1.化学吸收和物理吸收相比有何优点04
答：化学吸收与物理吸收相比，具有如下优点：
①化学反应提高了吸收的选择性；
②加快了吸收速率，从而减小了设备容积；
③反应增加了溶质在液相的溶解度，减少吸收剂用量；
④反应降低了溶质在气相中的平衡分压，可较彻底地除去气相中很少量的
有害气体。
第九章液体精馏
1.简述恒沸精馏和萃取精馏的主要异同点。04
答：恒沸精馏和萃取精馏都是在被分离溶液中加入某种添加剂改变原溶液中各组分间的相对挥发度而实现分离的。但其差别在于：
①恒沸精馏添加剂必须与被分离组分形成恒沸物，而萃取精馏则无此限制，
故萃取精馏添加剂的选择范围较广；
②恒沸精馏的添加剂被汽化由塔顶蒸出，此项潜热消耗较大（尤其当馏出
液比例较多时），其经济性不及萃取精馏；
③由于萃取必须不断由塔顶加入，故萃取精馏不能简单地用于简写操作，
而恒沸精馏从大规模连续产生至实验室小型间歇精馏均能方便地操作。
第十章汽液传质设备
1.简述什么是汽液传质板式塔操作中的转相点98
2.综合评价塔板性能的标准是什么99、02
答一：综合评价塔板性能的标准为：
①通过能力大，即单位塔截面能够处理的汽液负荷高：
②塔板效率高；
③踏板压降低；
④操作弹性大；
⑤结构简单，制作成本低。
答二：衡量塔板性能优劣的标准，一般包括两个方面：一是塔板的效率（点效率、默弗里板效率等）；二是生产能力。即可通过气、液两相负荷的大小。
塔板效率高，传质效果好，塔顶和塔底的产品质量或者所用的塔板数小，塔的总高就低，投资较少。允许通过气、液两相的流量都很大，塔的生产能力就大，满足生产量的塔径相对较小。
3.筛板塔的汽液接触状态有哪三种各有什么特点01、05
答：气液两相在塔板上的接触情况可大致分为下列三种状态：
①鼓泡接触状态：当孔速很低时，通过筛孔的气流断裂成气泡在板上液层表面
十分清晰。该状态是两相接触面积为气泡表面；由于气泡数量较少，气泡表面的湍动程度亦低，传质阻力较大。
②泡沫接触状态：随着孔速的增加，气泡数量急剧增加，气泡表面连成一片并
且不断发生合并与破裂，板上液体大部分以液膜形式存在于气泡之间，仅在靠近塔板表面处才能看到少许清液。该状态下液体仍为连续相，气体仍为分散相；两相传质表面是面积很大的液膜，此液膜不同与因表面活性剂的存在而形成的稳定泡沫，塔高度湍动而且不断合并和破裂。
③喷射接触状态：当孔速继续增加，动能很大的气体从筛孔以射流形式穿过液
层，将板上液体破碎成许多大小不等的液滴而抛于塔板上方空间；被喷射出去的液滴落下以后，在塔板上汇聚成很薄的液层并再次被破碎成液滴抛出。
该状态时液体为分散相而气体为连续相；两相传质面积是液滴的外表面，且液滴多次形成与合并使传质表面不断更新。
4.简述填料塔等板高度HETP的概念。02、07、10
答：在填料塔中，分离效果相当于一块理论板的填料层高度即为填料塔的等板高度（HETP）。
5.简述填料塔载点、泛点的概念。03、04、05、07、10
答：载点（L点）：空塔气速u增大到ut以后，气速使上升气流与下降液体间摩擦力开始阻碍液体顺利下流，使填料表面持液量增多，占去更多空隙，气体实际速度与空塔气速的值显著提高，故压力降比以前增加的快，这种现象称为载液，L点称载点。
泛点F：空塔气速u增大到ut以后，p与u成垂直关系，表明上升气体足以阻止液体下流，于是液体填料层充满填料层空隙，气体只能鼓泡上升，随之液体被气流带出塔顶，塔的操作极不稳定，甚至被完全破坏，这种现象称液泛，F点称为泛点。
6.板式塔的不正常操作现象有哪些04、06
答：如果板式塔设计不良或操作不当，塔内将会产生一些使塔根本无法工作的不正常现象：
①夹带液泛：对一定的液体流量，当气速增至某一定数值时，塔板上必将出现
恶性循环，板上液层不断增厚而不能达到平衡；最终液体将充满全塔，并随气体从塔顶溢出；
②溢流液泛：因降液管通过能力的限制而引起的液泛；
③漏液：液体在板上与垂直向上的气体进行错流接触由降液管流下，当气速较
小时，部分液体从筛孔直接落下的现象。
7.简述板式塔、填料塔各适合什么应用场合06
8.为何有时实际塔板的默弗里板效率会大于1湿板效率和默弗里板效率的实际
意义有何不同07
第十一章液液萃取
1.何谓萃取操作的选择性系数什么情况下β= ∞98、06（它在什么情况下不
能进行萃取分离）
2.什么是转盘萃取塔的特性速度98
3.当两相流量比相差很大时，而且所选用的萃取塔设备又可能产生严重的轴向
返混，此时应将流量大的还是流量小的一相作为分散相为什么99
答：应选用流量小的一相作为分散相。因为当两相流量比相差很大，而且所选设备有可能产生严重的轴向混合，因为较小的返混量就会影响推动力，所以我们首先应当考虑的尽量减少轴向混合的影响，而不是考虑获得较大的相际传质表面积，因此，应将流量小者作为分散相。
4.液液萃取塔设备的主要技术性能有哪些00
答：液液萃取设备的主要性能指标为：
①设备允许通过能力，即两相的极限通过能力，决定设备的直径；
②设备的传质速率，决定设备的高度。
5.简述萃取（三元物系）过程中的临界混熔点、选择性系数01
6.简述萃取过程中选择溶剂的基本要求有哪些02、03、05、10
答：液液萃取过程中，所使用的溶剂必须满足两个基本要求：
①溶剂不能与被分离混合物完全互溶，只能部分互溶；
②溶剂具有选择性，即对溶质和稀释剂有不同的溶解能力。
7.何谓超临界萃取超临界萃取的基本流程有哪些07
第十二章其他传质分离方法
1.吸附分离常用的吸附剂有哪些03、10
答：化工生产中常用天然和人工制作的两类吸附剂：
天然矿物吸附剂有硅藻土、白土、天然沸石等；
人工吸附剂有活性炭、硅胶、活性氧化铝、合成沸石和天然沸石分子筛等。2.简述膜分离的基本原理。03
答：利用固体膜对流体混合物中的各组分的选择性渗透从而分离各个组分的方法统称为膜分离，其过程推动力是膜两侧的压差或电位差。
第十三章热、质同时传递的过程
1．湿球温度与绝热饱和温度的物理意义有何区别05
答：湿球温度与绝热饱和温度都有重要的实用意义，都表达了气体入口状态已确定时与之接触的液体温度的变化极限。但从此两极限温度导出的过程可知，两者
之间有着完全不同的物理意义：
湿球温度是传热和传质速率均衡的结果，属于动力学范围；而绝热饱和温度却完全没有速率方面的含义，它是由热量衡算和物料衡算导出的。因而属于静力学范围。对空气-水系统可认为绝热饱和温度与湿球温度是相等的；但对其他物系，如某些有机液体和空气系统，湿球温度高于绝热饱和温度。
第十四章固体干燥
1. 在连续干燥器之前用预热器加热空气，被加热空气所获得的热量Q按其去向
可分为哪四项干燥器热效率定义为哪些项之比98
2. 提高连续干燥器的热效率的措施有哪些98
3. 何谓平衡水、自由水、结合水和非结合水他们之间有何相互关系99
答：平衡含水量（X*）：是指物料在指定的空气条件被干燥的极限。
自由含水量（X）：是指所有能被指定状态的空气带走的水份。
结合水：是指借化学力和物理化学力与固相相结合的水份。
非结合水：是指物料中含水较多时，除一部分水与固体结合外，其余的水只是机械地附着于固相的表面或颗粒堆积层中的大量空隙中，这些水份称为非结合水。结合水与非结合水总和为总的含水量（X1），而自由含水量（X）为含水量（X1）与平衡含水量（X*）的差，即：X = X1 —X*。
4. 在恒定干燥条件下，将含水35%（湿基）的湿物料进行干燥，开始时干燥速
度恒定，当干燥至含水量为8%（干基）时，干燥速率开始下降，再继续干燥至物料恒重，并测得此时物料含水量为%（干基），则物料的临界含水量为______（干基），平衡含水量为_______（干基）。01、03（类似）
5. 简述干燥中临界含水量受哪些因素的影响01、06（何谓临界含水量）、10
6. 恒速干燥阶段的湿物料表面温度是什么温度为什么02
答：恒速干燥阶段湿物料表面即达空气的湿球温度。恒速干燥阶段物料的非结合水无论其数量多少，所表现的性质均与液态纯水相同，此时气—固接触类似于大量空气与少量水接触一样，经较短的接触时间后，物料表面即为空气的湿球温度，且维持不变。
7. 何谓平衡含水量、自由含水量07
化工原理复习题及答案
1. 某精馏塔的设计任务为：原料为F，x f，要求塔顶为x D，塔底为x w。设计时若选定的回流比R不变，加料热状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料，则所需理论板数N T减小，提馏段上升蒸汽量V' 增加，提馏段下降液体量L' 增加，精馏段上升蒸汽量V不变，精馏段下降液体量L不变。（增加，不变，减少） 2. 某二元理想溶液的连续精馏塔,馏出液组成为x A=0.96(摩尔分率) .精馏段操作线方程为y=0.75x+0.24.该物系平均相对挥发度α=2.2,此时从塔顶数起的第二块理论板上升蒸气组成为y2=_______. 3. 某精馏塔操作时，F，x f，q，V保持不变，增加回流比R，则此时x D增加，x w减小，D减小，L/V增加。（增加，不变，减少） 6.静止、连续、_同种_的流体中，处在_同一水平面_上各点的压力均相等。 7.水在内径为φ105mm×2.5mm的直管内流动，已知水的黏度为1.005mPa·s，密度为1000kg·m3流速为1m/s,则R e＝_______________,流动类型为_______湍流_______。 8. 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__4__倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的__1/4___倍。 9. 两个系统的流体力学相似时，雷诺数必相等。所以雷诺数又称作相似准数。 10. 求取对流传热系数常常用_____量纲________分析法,将众多影响因素组合 成若干____无因次数群______数群，再通过实验确定各___无因次数群________之间的关系，即得到各种条件下的_____关联______式。 11. 化工生产中加热和冷却的换热方法有_____传导_____、 ___对流______和 ____辐射___。 12. 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 汽一侧_____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.
化工原理(下)期末考试试卷
化工原理（下）期末考试试卷 一、 选择题： (每题2分，共20分) 1.低浓度难溶气体吸收,其他操作条件不变,入塔气量增加,气相总传质单元高度 H OG 、出塔气体浓度2y 、出塔液体浓度1x 将会有__A______变化。 A OG H ↑, 2y ↑, 1x ↑ B OG H ↑, 2y ↑, 1x ↓ C OG H ↑, 2y ↓, 1x ↓ D OG H ↓, 2y ↑, 1x ↓ 2.在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系 数k y =2kmol/m2h ， 气相总传质系数Ky=1.5kmol/ m2h ，则该处气液界面上气相 浓度y i 应为__B______。平衡关系y=0.5X 。 A .0.02 B.0.01 C.0.015 D.0.005 3.下述说法中正确的是_B____。 A.气膜控制时有：*p p i ≈，L G Hk k 11<< B 气膜控制时有：*p p i ≈，L G Hk k 11>> C 液膜控制时有：i c c ≈*，G L k H k <<1 D 液膜控制时有：i c c ≈，G L k H k >>1 4.进行萃取操作时，应使溶质的分配系数___D_____1。 A 等于 B 大于 C 小于 D 都可以。 5.按饱和液体设计的精馏塔，操作时D/F 、R 等其它参数不变，仅将料液改为冷 液进料，则馏出液中易挥发组分浓度____A____，残液中易挥发组分浓度______。 A 提高，降低； B 降低，提高； C 提高，提高； D 降低，降低 6.某精馏塔的理论板数为17块（包括塔釜），全塔效率为0.5，则实际塔板数为 ____C__块。 A. 30 B.31 C. 32 D. 34 7.在馏出率相同条件下，简单蒸馏所得馏出液浓度____A____平衡蒸馏。 A 高于； B 低于； C 等于； D 或高于或低于 8.指出“相对湿度，绝热饱和温度、露点温度、湿球温度”中，哪一个参量与空 气的温度无关_____B___
化工原理实验—超全思考题答案
实验6 填料吸收塔流体力学特性实验 ⑴ 流体通过干填料压降与式填料压降有什么异同？ 答：当气体自下而上通过填料时产生的压降主要用来克服流经填料层的形状阻力。当填料层上有液体喷淋时， 填料层内的部分空隙为液体所充满，减少了气流通道截面，在相同的条件下，随液体喷淋量的增加，填料层所持有的液量亦增加，气流通道随液量的增加而减少，通过填料层的压降将随之增加。 ⑵ 填料塔的液泛和哪些因素有关？ 答：填料塔的液泛和填料的形状、大小以及气液两相的流量、性质等因素有关。 ⑶ 填料塔的气液两相的流动特点是什么？ 答：填料塔操作时。气体由下而上呈连续相通过填料层孔隙，液体则沿填料表面 流下，形成相际接触界面并进行传质。 ⑷ 填料的作用是什么？ 答：填料的作用是给通过的气液两相提供足够大的接触面积，保证两相充分接触。 ⑸ 从传质推动力和传质阻力两方面分析吸收剂流量和吸收剂温度对吸收过程的影响？ 答：改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最常用的方法，当气体流率G 不变时，增加吸收剂流率，吸收速率A N 增加，溶质吸收量增加，则出口气体的组成2y 减小，回收率增大。当液相阻力较小时，增加液体的流量，传质总系数变化较小或基本不变，溶质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力m y ?的增大引起，此时吸收过程的调节主要靠传质推动力的变化。当液相阻力较大时，增加液体的流量，传质系数大幅度增加，而平均推动力可能减小，但总的结果使传质速率增大，溶质吸收量增加。对于液膜控制的吸收过程，降低操作温度，吸收过程的阻力a k m a K y y = 1将随之减小，结果使吸收效果变好，2y 降低，而平均推动力m y ?或许会减小。对于气膜控制的过程，降低操作温度，过程阻力a k m a K y y = 1不变，但平均推动力增大，吸收效果同样将变好 ⑹ 从实验数据分析水吸收氨气是气膜控制还是液膜控制、还是兼而有之？ 答：水吸收氨气是气膜控制。 ⑺ 填料吸收塔塔底为什么要有液封装置？ 答：液封的目的是保证塔内的操作压强。 ⑻ 在实验过程中，什么情况下认为是积液现象，能观察到何现象？ 答：当气相流量增大，使下降液体在塔内累积，液面高度持续上升，称之为积液。 ⑼ 取样分析塔底吸收液浓度时，应该注意的事项是什么？ 答：取样时，注意瓶口要密封，避免由于氨的挥发带来的误差。 ⑽ 为什么在进行数据处理时，要校正流量计的读数（氨和空气转子流量计）？ 答：流量计的刻度是以20℃，1atm 的空气为标准来标定。只要介质不是20℃，
化工原理试验试题集
化工原理实验试题3 1、干燥实验进行到试样重量不再变化时，此时试样中所含的水分是什么水分？实验过程中除去的又是什么水分？二者与哪些因素有关。 答：当干燥实验进行到试样重量不再变化时，此时试样中所含的水分为该干燥条件下的平衡水分，实验过程中除去的是自由水分。二者与干燥介质的温度，湿度及物料的种类有关。 2、在一实际精馏塔内，已知理论板数为5块，F=1kmol/h,xf=0.5,泡点进料，在某一回流比下得到D ＝0.2kmol/h,xD=0.9,xW=0.4，现下达生产指标，要求在料液不变及xD 不小于0.9的条件下，增加馏出液产量，有人认为，由于本塔的冷凝器和塔釜能力均较富裕，因此，完全可以采取操作措施，提高馏出物的产量，并有可能达到D ＝0.56kmol/h ，你认为： （1） 此种说法有无根据？可采取的操作措施是什么？ （2） 提高馏出液量在实际上受到的限制因素有哪些？ 答：在一定的范围内，提高回流比，相当于提高了提馏段蒸汽回流量，可以降低xW ，从而提高了馏出液的产量；由于xD 不变，故进料位置上移，也可提高馏出液的产量，这两种措施均能增加提馏段的分离能力。 D 的极限值由 DxD 沉降 1.流化床的压降与哪些因素有关？ 可知，流化床的压降等于单位界面床内固体的表观重量（即重量浮力），它与气速无关而始终保持定值。 2.因某种原因使进入降尘室的含尘气体温度升高，若气体质量及含尘情况不变，降尘室出口气体的含尘量将有何变化？原因何在？ 处于斯托克斯区时，含尘量升高；处于牛顿定律区时，含尘量降低处于斯托克斯区时，温度改变主要通过粘度的变化而影响沉降速度。因为气体年度随温度升高而增加，所以温度升高时沉降速度减小；处于牛顿定律区时，沉降速度与粘度无关，与有一定关系，温度升高，气体降低，沉降速度增大。 3.简述旋风分离器性能指标中分割直径d p c的概念 通常将经过旋风分离器后能被除下50%的颗粒直径称为分割直径d p c，某些高效旋风分离器的分割直径可小至3～10 4.什么是颗粒的自由沉降速度？ 当一个小颗粒在静止气流中降落时，颗粒受到重力、浮力和阻力的作用。如果重力大于浮力，颗粒就受到一个向下的合力（它等于重力与浮力之差）的作用而加速降落。随着降落速度的增加，颗粒与空气的摩擦阻力相应增大，当阻力增大到等于重力与浮力之差时，颗粒所受的合力为零，因而加速度为零，此后颗粒即以加速度为零时的瞬时速度等速降落，这时颗粒的降落速度称为自由沉降速度（U t） 5.实际流化现象有哪两种？通常，各自发生于什么系统？ 散式流化，发生于液-固系统；聚式流化，发生于气-固系统 6.何谓流化床层的内生不稳定性？如何抑制（提高流化质量的常用措施）？ 空穴的恶性循环 增加分布板阻力，加内部构件，用小直径宽分布颗粒，细颗粒高气速操作 7.对于非球形颗粒，当沉降处于斯托克斯定律区时，试写出颗粒的等沉降速度当量直径d e的计算式 8.在考虑流体通过固定床流动的压降时，颗粒群的平均直径是按什么原则定义的？ 以比表面积相等作为准则 干燥 对于不饱和空气：t>tw=tas>td For unsaturated air 对于饱和空气：t=tw=tas=td For saturated air 除湿的方法：1.机械分离法：通过压榨、过滤、离心分离等方法除湿，能耗较少，比较经济，但除湿不完全。2.吸附脱水法：用固体吸附剂，如：氯化钙等，吸去物料中含有的水分，这种方法去除的水分量很少，而且成本较高。3.干燥法：利用热能使湿物料中的湿分通过汽化除去，能耗较大，一般采用先机械分离法，再干燥法。 Dehumidification methods: 1. Mechanical separation method: dehumidification by pressing, filtering, centrifugal separation, etc., with less energy consumption and relatively economic, but not complete dehumidification. 2. Adsorption dehydration method: use solid adsorbent, such as calcium chloride, etc., to absorb the water contained in the material. The water removed by this method is very small, and the cost is high. 3. Drying method: the heat energy is used to remove the moisture in the wet material by vaporization, and the energy consumption is large. Generally, the mechanical separation method is used first, and then the drying method is used. 干燥法的种类：1.传导干燥：热能通过传热壁面以传导方式传给物料，产生的湿分蒸汽被气相带走。2.对流干燥：干燥介质直接与湿物料接触，热能以对流方式传给物料，产生的蒸汽被干燥介质带走。这是传热和传质同时进行的过程。3.辐射干燥：由辐射器产生的辐射能以电磁波的形式到达物料表面，被物料吸收而变为热能，从而使湿分汽化。 4.介电加热干燥：将物料置于高频电场中，电能在潮湿的电介质中转变为热能，使液体升温汽化，加热过程发生在物料内部，速率较快。 Type of drying method: 1. Conduction drying: the heat energy is transmitted to the material through the heat transfer wall in the form of conduction, and the wet steam generated is taken away by the gas phase. 2. Convection drying: the drying medium directly contacts with the wet material, the heat energy is transferred to the material by convection, and the steam generated is taken away by the drying medium. This is a simultaneous process of heat and mass transfer. 3. Radiation drying: the radiation energy generated by the 实验1单项流动阻力测定 （1）启动离心泵前，为什么必须关闭泵的出口阀门？ 答：由离心泵特性曲线知，流量为零时，轴功率最小，电动机负荷最小，不会过载烧毁线圈。 （2）作离心泵特性曲线测定时，先要把泵体灌满水以防止气缚现象发生，而阻力实验对泵灌水却无要求，为什么？ 答：阻力实验水箱中的水位远高于离心泵，由于静压强较大使水泵泵体始终充满水，所以不需要灌水。 （3）流量为零时，U形管两支管液位水平吗？为什么？ 答：水平，当u=0时柏努利方程就变成流体静力学基本方程： Z l P l ? :?g =Z2 P2；g,当P l = P2 时，Z I = Z2 （4 ）怎样排除管路系统中的空气？如何检验系统内的空气已经被排除干净？ 答：启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。关闭出口阀后，打开U形管顶部的阀门，利用空气压强使U形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。 （5）为什么本实验数据须在双对数坐标纸上标绘？ 答：因为对数可以把乘、除变成加、减，用对数坐标既可以把大数变成小数，又可以把小数扩大取值范围，使坐标点更为集中清晰，作出来的图一目了然。 （6）你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法？它们各有什么特点？ 答：测流量用转子流量计、测压强用U形管压差计，差压变送器。转子流量计，随流量的大小，转子可以上、下浮动。U形管压差计结构简单，使用方便、经济。差压变送器，将压差转换 成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差，可测 大流量下的压强差。 （7 ）读转子流量计时应注意什么？为什么？ 答：读时，眼睛平视转子最大端面处的流量刻度。如果仰视或俯视，则刻度不准，流量就全有误^^。 （8）两个转子能同时开启吗？为什么？ 答：不能同时开启。因为大流量会把U形管压差计中的指示液冲走。 （9 ）开启阀门要逆时针旋转、关闭阀门要顺时针旋转，为什么工厂操作会形成这种习惯？答：顺时针旋转方便顺手，工厂遇到紧急情况时，要在最短的时间，迅速关闭阀门，久而久之就形成习惯。当然阀门制造商也满足客户的要求，阀门制做成顺关逆开。 （10）使用直流数字电压表时应注意些什么？ 答：使用前先通电预热15分钟，另外，调好零点（旧设备），新设备，不需要调零点。如果有波动，取平均值。 （11）假设将本实验中的工作介质水换为理想流体，各测压点的压强有何变化？为什么？答：压强相等，理想流体u=0,磨擦阻力F=0,没有能量消耗，当然不存在压强差。 Z j +P/? +uj/2g =Z2 +u；/2g , T d1=d2 二U1=U2 又T Z1=Z2 （水平管）P1 = P2 （12）离心泵送液能力，为什么可以通过出口阀调节改变？往复泵的送液能力是否也可采用同样的调节方法？为什么？ 答：离心泵送液能力可以通过调节出口阀开度来改变管路特性曲线，从而使工作点改变。往复泵是正往移泵 流量与扬程无关。若把出口堵死，泵内压强会急剧升高，造成泵体，管路和电机的损 坏。 （13）本实验用水为工作介质做出的入一Re曲线，对其它流体能否使用？为什么？ 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, 1.一个被测量体系外柱按上一个U型压差计,出现如图情况,说明体系与大气压是（）关系 A. 体系＞大气压 B. 体系＜大气压 C. 体系＝大气压 （第1小题图）（第2小题图） 2.如图所示,连接A.B两截面间的压差计的读数R表示了( )的大小。 A. A.B间的压头损失H f ； B. A.B间的压强差△P C. A.B间的压头损失及动压头差之和； D. A.B间的动压头差(u A2- u B2)/2g 3.层流与湍流的本质区别是( )。 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。 4.离心泵起动时，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. Q启动＝0，N启动≈0 ； B. Q启动〉0，N启动〉0； C. Q启动=0，N启动〈0 5..离心泵在一定的管路系统工作，如被输送液体的密度发生变化(液体其余性质不变)，则( ) A. 任何情况下扬程与ρ无关； B. 只有当（Z2－Z1）＝0时扬程与ρ无关； C. 只有在阻力损失为0时扬程与ρ无关； D. 只有当P2－P1＝0时扬程与ρ无关。 6.为使离心机有较大的分离因数和保证转鼓有关足够的机械强度，应采用（）的转鼓。 A. 高转速、大直径； B. 高转速、小直径； C. 低转速、大直径； D. 低转速，小直径。 7.为提高旋风分离器的效率，当气体处理量较大时，应采用（）。 A. 几个小直径的分离器并联； B. 大直径的分离； C. 几个小直径的分离器串联； D.与并联和串联的方式无关。 8.穿过三层平壁的稳定导热过程，如图所示，试比较第一层的热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的大小( )。 A. R1>(R2+R3)； B. R1<(R2+R3)； C. R1=(R2+R3) ； D. 无法比较。 （第8小题图） 9.有一列管换热器，用饱和水蒸汽（温度为120 ℃）将管内一定流量的氢氧化钠溶液由20℃加热到80℃，该换热器的平均传热温度差Δt m为（）。 A. -60/ln2.5; B. 60/ln2.5; C. 120/ln5； D.100/ ln5. 吸收 一填空 (1) 在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y=2kmol/m2·h，气相传质总K y=1.5kmol/m2·h，则该处气液界面上气相浓度y i应为?0.01????。平衡关系y=0.5x。 (2) 逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无穷高时，气液两相将在塔底达到平衡。 (3) 在填料塔中用清水吸收混合气中HCl，当水量减少时气相总传质单元数N OG增加。 (4) 板式塔的类型有；板式塔从总体上看汽液两相呈逆流接触，在板上汽液两相呈错流接触。 (5) 在填料塔中用清水吸收混合气中NH3，当水泵发生故障使上水量减少时，气相总传质单元数NOG (增加）（增加，减少）。 (6) 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，吸收操作中温度不变，压力增加，可使相平衡常数???减小?（增大、减小、不变），传质推动力??增大?（增大、减小、不变），亨利系数??不变（增大、减小、不变）。 (7) 易溶气体溶液上方的分压（小），难溶气体溶液上方的分压（大) ，只要组份在气相中的分压(大于）液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。 (8) 压力（减小),温度( 升高）,将有利于解吸的进行；吸收因素(A= L/mV ) ,当 A>1 时,对逆流操作的吸收塔,若填料层为无穷高时,气液两相将在塔（顶）达到平衡。 (9) 在逆流吸收塔操作时，物系为低浓度气膜控制系统，如其它操作条件不变，而气液流量按比例同步减少,则此时气体出口组成y2将 (减小），液体出口组成将（增大），回收率将。 (10) 当塔板中（气液两相达到平衡状态)，该塔板称为理论板。 (11) 吸收过程的传质速率方程N A=K G( )=k y( )。 (12) 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则塔的H OG将不变，N OG将增大。 (13)吸收因数A可表示为 mV/L，它在X–Y图上的几何意义是平衡线斜率与操作线斜率之比。 (14)亨利定律的表达式为；亨利系数E的单位为 kPa 。 (15) 某低浓度气体吸收过程，已知相平衡常数m=1 ，气膜和液膜体积吸收系数分别为k y a=2× 10-4kmol/m3.s, k x a=0.4kmol/m3.s, 则该吸收过程为（气膜阻力控制）及气膜阻力占总阻力的百分数分别为 99.95% ；该气体为易溶气体。 二选择 1.根据双膜理论，当被吸收组分在液相中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数 B 。 A大于液相传质分系数 B 近似等于液相传质分系数 C小于气相传质分系数 D 近似等于气相传质分系数 2.单向扩散中飘流因子 A 。 化工原理实验思考题 实验一：柏努利方程实验 1． 关闭出口阀，旋转测压管小孔使其处于不同方向（垂直或正对流向），观测并记录各测 压管中的液柱高度H 并回答以下问题： （1） 各测压管旋转时，液柱高度H 有无变化这一现象说明了什么这一高度的物理意义是 什么 答：在关闭出口阀情况下，各测压管无论如何旋转液柱高度H 无任何变化。这一现象可通过柏努利方程得到解释：当管内流速u =0时动压头02 2 ==u H 动 ，流体没有运动就不存在阻力，即Σh f =0，由于流体保持静止状态也就无外功加入，既W e =0，此时该式反映流体静止状态 见（P31）。这一液位高度的物理意义是总能量（总压头）。 （2） A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位是否同一高度为什么 答：A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位在同一高度（排除测量基准和人为误差）。这一现象说明各测压管总能量相等。 2． 当流量计阀门半开时，将测压管小孔转到垂直或正对流向，观察其的液位高度H /并回 答以下问题： （1） 各H /值的物理意义是什么 答：当测压管小孔转到正对流向时H /值指该测压点的冲压头H /冲；当测压管小孔转到垂直流向时H /值指该测压点的静压头H /静；两者之间的差值为动压头H /动=H /冲-H /静。 （2） 对同一测压点比较H 与H /各值之差，并分析其原因。 答：对同一测压点H ＞H /值，而上游的测压点H /值均大于下游相邻测压点H /值，原因显然是各点总能量相等的前提下减去上、下游相邻测压点之间的流体阻力损失Σh f 所致。 （3） 为什么离水槽越远H 与H /差值越大 （4） 答：离水槽越远流体阻力损失Σh f 就越大，就直管阻力公式可以看出2 2 u d l H f ??=λ与 管长l 呈正比。 3. 当流量计阀门全开时，将测压管小孔转到垂直或正对流向，观察其的液位高度 H 2222d c u u =22 ab u ρcd p ρab p 2 2 u d l H f ??=λ计算流量计阀门半开和全开A 点以及C 点所处截面流速大小。 答：注：A 点处的管径d=(m) ;C 点处的管径d=(m) A 点半开时的流速： 135.00145.036004 08.0360042 2=???=???= ππd Vs u A 半 （m/s ） A 点全开时的流速： 269.00145 .036004 16.0360042 2=???=???=ππd Vs u A 全 （m/s ） C 点半开时的流速： 1965.0012 .036004 08.0360042 2=???=???= ππd Vs u c 半 （m/s ） 化工原理实验思考题及 答案 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N] 化工原理实验思考题（填空与简答） 一、填空题： 1．孔板流量计的Re ~C 关系曲线应在 单对数 坐标纸上标绘。 2．孔板流量计的R V S ~关系曲线在双对数坐标上应为 直线 。 3．直管摩擦阻力测定实验是测定 λ 与 Re_的关系，在双对数坐标纸上标绘。 4．单相流动阻力测定实验是测定 直管阻力 和 局部阻力 。 5．启动离心泵时应 关闭出口阀和功率开关 。 6．流量增大时离心泵入口真空度 增大_出口压强将 减小 。 7．在精馏塔实验中，开始升温操作时的第一项工作应该是 开循环冷却水 。 8．在精馏实验中，判断精馏塔的操作是否稳定的方法是 塔顶温度稳定 9．在传热实验中随着空气流量增加其进出口温度差的变化趋势：_进出口温差随空气流量增加而减小 。 10．在传热实验中将热电偶冷端放在冰水中的理由是 减小测量误差 。 11．萃取实验中_水_为连续相， 煤油 为分散相。 12．萃取实验中水的出口浓度的计算公式为 E R R R E V C C V C /)(211-= 。 13．干燥过程可分为 等速干燥 和 降速干燥 。 14．干燥实验的主要目的之一是 掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法 。 15．过滤实验采用悬浮液的浓度为 5% ， 其过滤介质为 帆布 。 16．过滤实验的主要内容 测定某一压强下的过滤常数 。 17．在双对数坐标系上求取斜率的方法为：需用对数值来求算，或者直接用尺子在坐标纸上量取线段长度求取。 18．在实验结束后，关闭手动电气调节仪表的顺序一般为：先将手动旋钮旋至零位，再关闭电源。 19．实验结束后应清扫现场卫生，合格后方可离开。 20．在做实验报告时，对于实验数据处理有一个特别要求就是: 要有一组数据处理的计算示例。 21.在阻力实验中，两截面上静压强的差采用倒U 形压差计测定。 22.实验数据中各变量的关系可表示为表格，图形和公式. 23.影响流体流动型态的因素有流体的流速、粘度、温度、尺寸、形状等. 24.用饱和水蒸汽加热冷空气的传热实验，试提出三个强化传热的方案(1)增加空气流速(2)在空气一侧加装翅片(3)定期排放不凝气体。 25.在精馏实验数据处理中需要确定进料的热状况参数q 值，实验中需要测定进料量、进料温度、进料浓度等。 26.干燥实验操作过程中要先开鼓风机送风后再开电热器，以防烧坏加热丝。 27.在本实验室中的精馏实验中应密切注意釜压，正常操作维持在，如果达到～，可能出现液泛，应减少加热电流（或停止加热），将进料、回流和产品阀关闭，并作放空处理，重新开始实验。 28.流体在流动时具有三种机械能：即①位能，②动能，③压力能。这三种能量可以互相转换。 V 沉降 1.流化床的压降与哪些因素有关？ g )(A m p p ρρρ-= ?? 可知 ，流化床的压降等于单位界面床内固体的表观重量（即重量 浮力），它与气速无关而始终保持定值。 2.因 某种原因使进入降尘室的含尘气体温度升高，若气体质量及 含尘情况不变，降尘室出口气体的含尘量将有何变化？原因 何在？ 处于 斯托克斯区时，含尘量升高；处于牛顿定律区时，含尘量降 低 处于 斯托克斯区时，温度改变主要通过粘度的变化而影响沉降速 度。因为气体粘度随温度升高而增加，所以温度升高时沉降速度减小；处于牛顿定律区时，沉降速度与粘度无关，与ρ有一定关系，温度升高，气体ρ降低，沉降速度增大。 3.简述旋风分离器性能指标中分割直径d p c 的概念 通常将经过旋风分离器后能被除下50%的颗粒直径称为分割直径d p c ，某些高效旋风分离器的分割直径可小至3～10m μ 4.什 么是颗粒的自由沉降速度？ 当一 个小颗粒在静止气流中降落时，颗粒受到重力、浮力和阻力 的作用。如果重力大于浮力，颗粒就受到一个向下的合力（ 它等于重力与浮力之差）的作用而加速降落。随着降落速度 的增加，颗粒与空气的摩擦阻力相应增大，当阻力增大到等 于重力与浮力之差时，颗粒所受的合力为零，因而加速度为 零，此后颗粒即以加速度为零时的瞬时速度等速降落，这时 颗粒的降落速度称为自由沉降速度（U t ） 5.实 际流化现象有哪两种？通常，各自发生于什么系统？ 散式 流化，发生于液-固系统；聚式流化，发生于气-固系统 6.何 谓流化床层的内生不稳定性？如何抑制（提高流化质量的常 用措施）？ 空穴 的恶性循环 增加 分布板阻力，加内部构件，用小直径宽分布颗粒，细颗粒高 气速操作 7.对 于非球形颗粒，当沉降处于斯托克斯定律区时，试写出颗粒 的等沉降速度当量直径d e 的计算式 g )(18u de p t ρρμ-= 8.在考虑流体通过固定床流动的压降时，颗粒群的平均直径是按什么原则定义的？ 广西大学课程考试试卷 （ —— 学年度第 学期） 课程名称：化工原理 试卷类型：（A 、B ） 命题教师签名： 教研室主任签名： 主管院长签名： 1、 (6 分) 在低浓度溶质系统逆流吸收操作时，若其它条件不变而液体入口浓度 x 2 增加， 则此时： 液相总传质单元数 N OL 将 ； 液体出口浓度 x 1 将 ； 气体出口浓度 y 2 将 。 2、 (6 分) 某连续精馏塔，进料状态 q=1，D/F=0.5（摩尔比），x F =0.4（摩尔分率）；回流比 R=2，且知提馏段操作线方程的截距为零。则： 提馏段操作线方程的斜率（L’/V’）= ， 馏出液 x D = 。 3、(6 分) ①当填料塔操作气速达到泛点气速时 成 ，因而 急剧升高。 充满全塔空隙并在塔顶形 ②浮阀塔设计中，哪些因素考虑不周时，则塔易发生降液管液泛，请举出其中三种情况：（1） ；（2） ； （3） 。 4、 (6 分) 板式塔的类型有： ， 和 等（至少列举三种）。 年 月 日考试用 5、(6 分) 对不饱和湿空气，干球温度湿球温度，露点温度湿球温度。（>,=,<） 干燥操作中，干燥介质（不饱和湿空气）经预热器后湿度，温度 。当物料在恒定干燥条件下用空气进行恒速对流干燥时，物料的表面温度等于温度。 二、选择题（共16 分）： 1、（6 分）（在正确答案下方划一横道） 低浓度液膜控制系统的逆流吸收，在塔操作中，若其它操作条件不变，而入口气量有所增加，则： 液相总传质单元数N OL（A 增加， B 减少， C 基本不变， D 不定） 液相总传质单元高度H OL（A 增加，B 减少， C 基本不变， D 不定） 气相总传质单元高度H OG（A 增加， B 减少， C 基本不变， D 不定） 操作线斜率（A 增加， B 减少， C 基本不变， D 不定）。 2、（4 分） 某二元混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成x A=0.6 相应的泡点为t1，与之相平衡的汽相组成y A=0.7，相应的露点为t2，则：（）。 （A）t1 = t2(B) t1 < t2(C) t1 > t2(D) 不能判断。 3、（6 分） ①同一物料，如恒速段的干燥速率增加，则临界含水量：（） （A）减小；（B）不变；（C）增大；(D) 不一定。 ②同一物料，在一定的干燥速率下，物料愈厚，则临界含水量：（） （A）愈低；（B）愈高；（C）不变；(D) 不一定。 三、简答题（共6 分）： 简述平衡蒸馏和简单蒸馏的区别。 流体流动阻力实验 一、在本实验中必须保证高位水槽中始终有溢流，其原因是： A、只有这样才能保证有充足的供水量。 B、只有这样才能保证位压头的恒定。 C、只要如此，就可以保证流体流动的连续性。 二、本实验中首先排除管路系统中的空气，是因为： A、空气的存在，使管路中的水成为不连续的水。 B、测压管中存有空气，使空气数据不准确。 C、管路中存有空气，则其中水的流动不在是单相的流动。 三、在不同条件下测定的直管摩擦阻力系数…雷诺数的数据能否关联在同一条曲线上？ A、一定能。 B、一定不能。 C、只要温度相同就能。 D、只有管壁的相对粗糙度相等就能。 E、必须温度与管壁的相对粗糙度都相等才能。 四、以水作工作流体所测得的直管阻力系数与雷诺数的关系能否适用于其它流体？ A、无论什么流体都能直接应用。 B、除水外什么流体都不能适用。 C、适用于牛顿型流体。 五、当管子放置角度或水流方向改变而流速不变时，其能量的损失是否相同。 A、相同。 B、只有放置角度相同，才相同。 C、放置角度虽然相同，流动方向不同，能量损失也不同。 D、放置角度不同，能量损失就不同。 六、本实验中测直管摩擦阻力系数时，倒U型压差计所测出的是： A、两测压点之间静压头的差。 B、两测压点之间位压头的差。 C、两测压点之间静压头与位压头之和的差。 D、两测压点之间总压头的差。 E、两测压点之间速度头的差。 七、什么是光滑管？ A、光滑管是绝对粗糙度为零的管子。 B、光滑管是摩擦阻力系数为零的管子。 C、光滑管是水力学光滑的管子（即如果进一步减小粗糙度，则摩擦阻力不再减小的管 子）。 八、本实验中当水流过测突然扩大管时，其各项能量的变化情况是： A、水流过突然扩大处后静压头增大了。 B、水流过突然扩大处后静压头与位压头的和增大了。 C、水流过突然扩大处后总压头增大了。 D、水流过突然扩大处后速度头增大了。 E、水流过突然扩大处后位压头增大了 BCECAAAA 为什么离心泵在开车前要关闭出口阀门？ 答：离心泵的特性是，流量越大，泵所需功率也越大。当流量为零时，功率最小，避免电机起动电流过大而烧电机，同时也避免出口管线的水力冲击。 强化传热过程应采取哪些途径？ 强化传热的基本途径有三个方面： 1、提高传热系数：应采取有效的提高传热系数的措施，如必须提高两侧表面传热系数中较小的项。 另外应注意：在采取增强传热措施的同时，必须注意清除换热设备运行中产生的污垢热阻，以免抵消强化传热带来的效果。 2、提高换热面积：采用扩展表面，即使换热设备传热系数及单位体积的传热面积增加，如肋壁、肋片管、波纹管、板翅式换热面等；当然必须扩展传热系数小的一侧的面积，才是使用最广泛的一种增强传热的方法。 3、提高传热温差：在冷、热流体温度不变的条件下，通过合理组织流动方式，提高传热温差。 图解法计算理论塔板数的步骤？（作图） 答：P123 精馏塔工艺设计步骤 第一、设计条件包括工艺条件（进料状态和塔顶液含量设计）和操作条件（塔顶操作压力、加热剂及加热方法）的设计 第二、物料衡算及热量衡算 第三、塔板数的计算 湿空气的湿度-温度图的用途 为什么工业换热器的冷热流体的流向大多采用逆流操作？ 1、在相同传热面条件下，逆流操作时加热剂(冷却剂)用量较并流小； 2、在加热剂(冷却剂)用量相同条件下，逆流的换热器传热面积较并流的小。 3、一般来说，传热面积而增加的设备费用，较减少载热体用量而节省的长期操作费用为少，故逆流操作优于并流。 4、逆流操作还有冷、热流体间的温度差较均匀的优点。 何谓离心泵的气蚀和气縛现象，对泵的操作有何危害，如何防止？1、气蚀把泵内气泡的形成和破裂而使叶轮材料受到破坏的过程，称为气蚀现象。 2、气缚离心泵启动时，若泵内存有空气，由于空气密度很小，旋转后产生的离心力小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以吸入液体，这样虽启动离心泵也不能完成输送任务，这种现象称为气缚。危害：离心泵在产生气蚀时将发出高频噪音（600-25000Hz），泵体振动，流量不能再增大，压头和效率都明显下降，以至无法继续工作。为避免汽蚀，泵的安装高度必须小于某一定值，以确保叶轮内各处压力均高于液体的饱和蒸气压；离心泵在产生气缚时启动离心泵也不能完成输送任务。 气缚解决办法：离心泵在启动前使泵体内灌满液体或者在进口增加一缓冲罐就可以解决气蚀解决办法：１．清理进口管路的异物使进口畅通，或者增加管径的大小； ２．降低输送介质的温度； ３．减小流量； ４．降低安装高度； ５．重新选泵，或者对泵的某些部件进行改进，比如选用耐汽蚀材料等等．； 现想测定某一离心泵的性能曲线，将此泵装在不同的管路上进行测试，所得 的性能曲线是否一致？为什么？ word可编辑，欢迎下载使用！ 1. 吸收塔的填料高度计算中，N OG反映吸收的难易程度。 2.在气体流量、气相进出口组成和液相进出口组成不变条件下，若减少吸收剂用量，则 操作线将靠近平衡线，传质推动力将减小，若吸收剂用量减至最小吸收剂用量时，意味着完成吸收任务需要的填料高度为无穷高。 3.精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数减小增大、减小），同时蒸馏釜中所需加热 蒸汽消耗量增大（增大、减小），塔顶冷凝器中冷却介质消耗量增大（增大、减小）。 4.在精馏塔设计中，进料温度越高，进料状态参数q越小，完成相同的生产任务需 要的理论板数越多，塔底再沸器的热负荷越小。 5要分离乙醇-水共沸物，用恒沸精馏，所加入的第三组分为苯塔底的产物为无水乙醇。 6.在常压操作中，x A=0.2(摩尔分数，下同)的溶液与y A=0.15的气体接触，已知m=2.0，此时 将发生解析过程。 7.操作中的精馏塔，如果进料状态为泡点进料，进料组成为含轻组分0.4（摩尔分数）则 q线方程为：x=0.4 。 8.某二元混合物，进料量为100kmol/h，x F=0.6，要求塔顶产量为60 kmol/h，则塔顶组成 x D最大为100% 。 9.设计时，用纯水逆流吸收有害气体，平衡关系为Y=2X，入塔Y1=0.09，液气比（q n,l/q n,v） =3，则出塔气体浓度最低可降至0 ，若采用（q n,l/q n,v）=1.5，则出塔气体浓度最低可降至0.225 。 10.提馏塔的进料是在塔顶，与精馏塔相比只有提馏段。 11.吸收速率方程中，K Y是以Y- Y* 为推动力的气相总吸收系数，其单位是 kmol/m2 s 推动力。 1.在精馏操作中，进料温度不同，会影响_____B______。 A.塔顶冷凝器热负荷 B. 塔底再沸器热负荷 C. 两者都影响 2.某含乙醇12.5%（质量分数）的乙醇水溶液，其所含乙醇的摩尔比为（B ）。 B .0.0559 C 0.0502 3. 填料塔的正常操作区域为 A 。 A.载液区 B .液泛区 C 恒持液量区 D 任何区域 4.某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x A=0.4，相应的泡点为t1，气相组成为y A=0.4，相应的露点组成为t2，则 D 。 A t1=t2 B t1化工原理简答题
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