化工原理期末思考题
《化工原理》期末复习思考题
一、填空题
1．在一管路系统中连接U管压差计，系统的压力稳定，那么U管压差计使用的指示液密度越大，则指示液液柱高度差值R越。
2．离心泵的工作点是曲线和________________曲线的交点。
3．可以通过雷诺数来判断流体的流动型态，雷诺数Re= ，当Re＞4000时，流体在管路中的流动型态是。
4．在分析对流传热机理时，靠近壁面的有一薄层做层流流动的“膜”，即层流底层，其热量传递的方式主要是。
5．在管壳式换热器中，提高管内流体流动速率，可以加大流体在管内的湍流程度，其传热系数，理由是。
6．空气的湿度H越大，则其露点td就越______(填高或低)；对于饱和湿空气，其干球温度t、湿球温度tw和露点td的关系是__________________（大小关系）。
7．离心泵在启动时应先将出口阀_______，目的是____________。
8．全回流操作时，两板之间任一截面的上升蒸气与下降液体的组成相等，传质过程推动力，达到一定分离程度所需的理论塔板数。
9. I-H(焓湿)图共包括5种线,分别是等湿度线、等焓线、________、_________和水蒸气分压线、。
10．流体在圆形直管中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的倍
11. 某设备的真空表读数为500mmHg，设备外环境大气压强为640mmHg，则它的绝对压强为_________Pa。如果某设备的压力表读数为200mmHg，设备外环境大气压强为640mmHg，则它的绝对压强为_________Pa。
13. 流体在圆形直管内作滞流（层流）流动时，其流动阻力及其阻力系数的计算公式分别为_________、______。
14. 根据双膜理论，溶解度大的气体吸收过程为_______控制，溶解度小的气体吸收过程是_________控制。
15. 某圆形管道外有两层厚度相等的保温材料A和B，温度分布线如右下图所示，则λA______λB (填“﹥”或“﹤”)，将______层材料放在里层时保温效果更好。
16. 气体的吸收是依据混合物中各组分___________ 的差异，分离气体混合物的操作；液体的精馏是依据混合物中各组分_______ 的差异，分离液体混合物的操作。
17. 离心泵的性能曲线通常包括______曲线、______和_________曲线。这些曲线表示在一定转速下，输送某种特定的液体时泵的性能。
18. 蒸汽冷凝有__________和__________两种方式。
19. 粘度是流体流动过程的物性之一，液体的粘度随温度升高而______，气体的粘度随温度升高而________。
20. 在稳态传热过程中，厚度不同的三种材料构成三层接触良好的平壁结构，已知δ1＞δ2＞δ3，导热系数λ1＜λ2＜λ3，其各层的热阻大小顺序为________ ，各层的导热速率大小顺序为____________。
21．精馏操作的机理是_______________，实现精馏操作的必要条件是和__________________。
22. 在二元混合液的精馏中，为达一定分离要求所需理论板数随回流比的增加而_________，当两段操作线的交点落在平衡线上时，所需的理论板数为_________，相应的回流比为最小回流比。
23. 牛顿黏性定律的数学表达式是_______，服从此定律的流体称为________。
24.离心泵在启动前应____________，否则会发生________现象；离心泵的安装高度应________允许安装高度,否则会发生________现象。
25.在填料塔中用清水吸收混合气体中的氨，当水量增大时，气相总传质单元数NOG将_________（填：增加，减少或不变）。
26. 正方形的边长为a，其当量直径为_________。
27. 某设备的真空表读数为200mmHg柱，则其绝对压强为mmHg柱。已知当地大气压强为101.33KPa
28. 离心泵内因存有空气而吸不上液的现象称为______，因此离心泵启动之前应先将泵内__________，且应将出口阀________；离心泵的安装高度超过允许吸上高度时，将可能发生_________现象。
29. 一定流量的水在圆形直管内呈层流流动，若将管内径增加一倍，流速将为原来的；产生的流动阻力将为原来的??????。
30. 传热的基本方式有______、______和_____三种。
31. 要实现精馏操作，必需有和两种辅助设备。
32. 精馏塔有________种进料热状态，其中_______进料时q值最大，该进料温度（填：大于，小于或等于）____ 泡点温度。
33. 水吸收氨—空气混合气中的氨，是属于__________控制的吸收过程。
34. 二组分的连续精馏操作，精馏段操作线方程为y=0.75x+0.245,则塔顶回流比R=_____，流出液组成xD= 。
35 导热系数的单位为____，对流传热系数的单位为____，总传热系数的单位为_____。
36 精馏操作的依据是，实现精馏操作的必要条件包括___和________。
37 恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括＿阶段和＿阶段。
38 流体流动的连续性方程是＿＿＿＿；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
39 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__（增大、减小、不变），传质推动力___ ___（增大、减小、不变），亨利系数______（增大、减小、不变）。
40 在1atm 下，不饱和湿空气温度为295K，当加热到375K 时，相对湿度____ ，露点_______。(增高、降低、不变)
41在滞流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的____次方成正比，在湍流区颗粒的沉降速度与颗粒直径的____次方成正比。(上册P145)
42 相对挥发度α=1，表示不能用____分离，但能用___分离
43 流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是___型曲线，其管中心最大流速为平均流速的____倍，摩擦系数λ与Re 的关系为_____
44 离心泵的安装高度超过允许安装高度时会发生____现象
45．流体在一段水平管中流过，测得平均速度为0.5m/s，压强降为10Pa，Re为1000，则管中心线上速度为________m/s，若平均速度增大到1m/s，则压强降为_______。
46．只有在______________的管道内，才有ΔPf=P1-P2。
47．对一并联管路，若各支管内的流动阻力分别为Σhf1、Σhf2、Σhf3，则必有____________。
48 离心泵安装在一定管路上，其工作点是指_____________________。
49．若离心泵入口处真空表读数为93.32kPa，当地大气压强为101.32kPa，当输送42℃的水（饱和蒸气压为8.2kPa）时，泵内__________发生气蚀现象。
50.通过三层平壁的热传导中，设各层壁面间接触良好，如果测得各层壁面的温度Δt1， Δt2 ， Δt3，分别为500℃、4OO ℃、200℃、100℃，则各层热阻之比为_________。
51蒸气冷凝有__________和__________两种方式。
52．液体在大容器内沸腾时，随着温度差（tw-ts ）的不同，出现________、_________和___________三种不同的沸腾状态。
53．流体在圆形直管中强制湍流传热时，对流传热系数关联式为_____________，式中n 是为了校正层流底层温度对粘度_的影响，当流体被加热时， n 等于_________。
54 当流体在管内呈湍流流动时，管内的对流传热热阻主要集中在________，为了减小热阻以提高α值，可采用的措施是___________。
55．蒸汽在套管式换热器的环隙中冷凝以加热管内的空气，则总传热系数值接近于_________的对流传热系数；管壁的温度接近于__________的温度。
56.在卧式管壳式换热器中，用饱和水蒸气冷凝加热原油，则原油宜在________程流动，总传热系数接近于_______的对流传热系数。
57.为减少圆形管导热损失，采用包覆3种保温材料a 、b 、c 。若， ，则包覆的顺序从外到里分别为 。
58．在连续操作的精馏塔中，测得相邻两塔板的两相四个组成为0.62、0.70、0.75、0.82，则yn=____，xn=_____， yn+1=____ ， xn+1=____。
59.某连续精馏塔中，若精馏塔操作线方程的截距等于零，则回流比等于_____，馏出液流量等于______。
60.在某两组分连续精馏过程中，已知进入第n 块板的汽相组成为0.6（摩尔分数，下同），从第n 块板流出的汽、液组成分别为0.8、0.5，其汽液平衡关系为y =1.8x ,则第n 块板的单板效率为________。
y=0.8, yn+1=0.6, y*=1.8×0.5=0.9，代入上式，有EOG= 66.7%
二、选择题
1． 流体在圆形直管内作定态流动，雷诺准数Re ＝1500，则其摩擦系数应为（ ）
A 0.032
B 0.0427
C 0.0267
D 无法确定
2. 离心泵的适宜操作条件是在其特征曲线中的最佳工况点附近，最 佳工况点是（ ）。
A. 最大流量的85%；
B. 扬程最高点
C. 功率最大点；
D. 效率最高点
3. 在阻力平方区内，摩擦系数λ（ ）
A 为常数，与Re ，ε/d 均无关
B 随Re 值加大而减小
C 与Re 值无关，是ε/d 的函数
D 是Re 与ε/d 的函数
4. 在吸收传质过程中，它的方向和限度，将取决于吸收质在气－液两相平衡关系，若要进行吸收操作，则应控制（ ）
A. P ＞P*
B. P ＜P*
C. P ＝P*
D. 不能确定。
5. 饱和空气在恒压下冷却，温度由t1降至t2，其相对湿度?（ ），绝对湿度H （ ），露点td （ ）。
A. 增加
B. 减小
C. 不变
D. 无法确定
6. 理想流体在圆管内定态流动，以下说法错误的是（ ）。
A. 任意截面的总能量相等；
B.任意截面的体积流量相等；
C. 能量的不同形式间可转化；
D.任意截面的质量流量相等
7. 在天津操作的苯乙烯真空精馏塔塔顶真空表的读数是10m 水柱，在兰州操作时，若要维持塔内的绝对压强不变，真空表的读数应为_______（已知天津地区的平均大气压为10.33m 水柱，兰州地区的平均大气压为8.5m 水柱）。
c b a δδδ==c b a λλλ>>
A. 0.33m
B. 1.5m
C. 1.83m
D. 8.17m
8. 某套管换热器由?108×4mm和?55×2.5mm钢管组成，流体在环隙间流动，其当量直径为（）mm。
A. 53
B. 45
C. 50
D. 58
9. 当流体以层流形态流动时，若管长、流量、流体的性质均不变，管径减小一半，则流动阻力增加__________
A. 8倍
B. 16倍
C. 2倍
D. 4倍
10. 在进行吸收操作时，吸收操作线总是位于平衡线的（）。
A. 上方
B. 下方
C. 重合D不能确定
11. 吸收操作的目的是分离（）。
A.气体混合物
B.液体均相混合物
C.气液混合物
D.部分互溶的均相混合物
12. 在一符合亨利定律的气液平衡系统中，溶质在气相中的摩尔浓度与其在液相中的摩尔浓度的差值为（）。
A.正值
B.负值
C.零
D.不确定
13.如左图安装的压差计，当拷克缓慢打开时，压差计中的汞面将（）。A. 左低右高 B.
等高 C. 左高右低 D. 无法确定
14. 液体在两截面间的管道内流动时, 其流动方向是( ) 。
A. 从位能大的截面流向位能小的截面；
B. 从静压能大的截面流向静压能小的截面；
C.
从动能大的截面流向动能小的截面； D. 从总能量大的截面流向总能量小的截面。
15. 冷热两流体的对流给热系数α相差较大时，提高总传热系数K值的措施是
A.提高小的α值；
B. 提高大的α值
C.两个都同等程度提高；
D. 提高大的α值，同时降低小的α值。
16. 对间壁两侧流体一侧恒温,另一侧变温的传热过程,逆流和并流时平均温差大小为( )
A >
B <
C =
D 无法确定
17. 离心泵原来输送水时的流量为qV，现改用输送密度为水的1.2倍的水溶液，其它物理性质可视为与水相同，管路状况不变，流量（）。
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 无法确定
18. 精馏操作中，当q＜0时，其进料热状况是（）
A.泡点进料
B.露点进料
C.气液混合进料
D.过热蒸气进料
19、双层平壁定态热传导，两层壁厚相同，各层的导热系数分别为λ1，和λ2，其对应的温度
差为△t1和△t2，若△t1＞△t2，则λ1和λ2的关系为（）。
A.λ1＜λ2,
B.λ1＞λ2 Cλ1=λ2 D．无法确定
20、在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是( )
A.同一种流体内部B．连通着的两种流体
C同一种连续流体 D.同一水平面上，同一种连续的流体
21、气体在等径圆管内作等温定态流动时，管内各截面上的（）.
A. 速度相等
B. 体积流量相等
C. 速度逐渐减小
D. 质量流速相等
22、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
23、精馏塔中由塔顶向下的第n-1、n、n+1 层塔板，其汽相组成关系为（）。
A. B.
C. D.不确定
24、在精馏塔的图解计算中，若进料热状况变化，将使( )。
A．平衡线发生变化； B. 操作线与q线发生变化；
C．平衡线和q线发生变化 D. 平衡线和操作线发生变化
25、全回流时，y-x图上精馏塔的操作线位置（）。
A. 在对角线与平衡线之间
B. 与对角线重合
C. 在对角线之下
D. 在对角线之上
26、在管壳式换热器中，用饱和蒸汽冷凝以加热空气，下面两项判断为（）。
甲：传热管壁温度接近加热蒸汽温度。乙：总传热系数接近空气侧对流传热系数。
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
27、根据双膜理论，在气液接触界面处(?????? )。
A. 气相组成大于液相组成???
B. 气相组成小于液相组成
C. 气相组成等于液相组成???
D. 气相组成与液相组成平衡
28、在逆流吸收塔中，用清水吸收混合气中的溶质组分。其液气比L/V为2.7，平衡关系可表示为Y=1.5X(X,Y为摩尔比)，溶质的回收率为90%，则液气比与最小液气比之比值为（）。
A. 1.5 B . 1.8 C. 2 D. 3
29一定流量的液体在一φ25×2.5mm 的直管内作湍流流动，其对流传热系数αi=1000W/m2·℃；如流量与物性都不变，改用一φ19×2mm 的直管，则其α将变为。
A .1259 B. 1496 C. 1585 D. 1678
30某二元混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成xA=0.6，相应的泡点为t1，与之相平衡的汽相组成yA=0.7，相应的露点为t2，则______
A. t1=t2
B. t1 C. t1>t2 D. 不确定 31精馏操作时，若F、D、xF、q、R、加料板位置都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成xD 变化为______ A .变小 B. 变大 C. 不变 D. 不确定 32 已知湿空气的下列______参数，利用H-I 图可查得其他未知参数。 A .(tW，t) B .(td，H) C. (p，H) D. (I，tW) 33 流体流动时的摩擦阻力损失hf 所损失的是机械能中的_____项。 A .位能 B. 静压能 C .总机械能 D. 动能 34 离心泵开动之前必须充满被输送的流体是为了防止发生_____。 A. 气缚现象 B. 汽化现象 C. 气浮现象 D. 汽蚀现象 35某液体在内径为d0 的水平管路中稳定流动，其平均流速为u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2(d2=d0/2)的管子时，其流速为原来的______倍。 A . 2 B . 4 C. 8 D . 16 36 过滤基本方程式是基于＿＿＿＿推导出来的。 A .滤液在介质中呈湍流流动 B. 滤液在滤渣中呈湍流流动 C. 滤液在介质中呈层流流动 D. 滤液在滤渣中呈层流流动 37在蒸气—空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的_________在工程上可行。 A. 提高蒸气流速 B .提高空气流速 C. 采用过热蒸气以提高蒸气温度 D. 在蒸气一侧管壁加装翅片，增加冷凝面积 38 已知q=1.1，则加料液中液体量与总加料量之比为__________。 A. 0.1:1 B. 1.1:1 C. 1: 1.1 D. 1:1 39 精馏的操作线是直线，主要基于以下原因＿＿。 A. 理论板假定 B. 理想物系 C. 恒摩尔流假定 D. 塔顶泡点回流 40 物料的平衡水分一定是_________。 A .非结合水分 B .自由水分 C. 结合水分 D. 临界水分 41 傅立叶定律是_____的基本定律。 A. 对流传热 B. 热传导 C.总传热 D. 冷凝 41 精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最适当的方法是（） A. 液相中易挥发组分进入汽相 B. 汽相中难挥发组分进入液相 C. 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但易挥发组分较多 D. 液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生 42.在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组成增大，其他条件不变，则气相总传质单元高度将（）。 A．增加B．减小C．不变D．不确定 43.在逆流吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。平衡关系符合亨利定律。当进塔气相组成增大，其他条件不变，则出塔气体组成和吸收率的变化为（ C ）。 A．增大、减小B．减小、增大 C．增大、不变D．增大、不确定 44.精馏操作时，增大回流比，其他操作条件不变，则精馏段液气比（），馏出液组成（），釜残液组成（）。 A．增大B．不变C．不确定D．减小 45.精馏塔的设计中，若进料热状态由原来的饱和蒸气进料改为饱和液体进料，其他条件维持不变，则所需理论板数N（），L（），V（），L′（），V′（）。 A．减小B．不变C．增大D．不确定 46. 对于饱和蒸气进料，则L′（）L，V′（）V。 A．等于B．小于C．大于D．不确定 47.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； 48.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 49.操作中的吸收塔，当其它操作条件不变，仅降低吸收剂入塔浓度，则吸收率将（）；又当用清水作吸收剂时，当其它操作条件不变，仅降低入塔气体浓度，则吸收率将（）。 A、增大； B、降低； C、不变； D、不确定 50.含水湿物料与一定状态下的空气（非饱和状态下的）相接触，能被除去的水分为（）。 A、结合水分和非结合水分； B、平衡水分和自由水分； C 、非结合水分和部分结合水分； D 、部分平衡水分和 自由水分； 51. 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。 52.精馏操作中，若其它条件都不变，只将塔顶的过冷液体回流改为泡点回流，则塔顶产品组成变化为（ ）。 A 、变小； B 、变大； C 、不变； D 、不确定； 53. 二元溶液连续精馏计算中，进料热状况的变化将引起以下线的变化（ ）。 A 、提馏段操作线与q 线； B 、平衡线； C 、平衡线与精馏段操作线； D 、平衡线与q 线； 54.流体在园管内作滞流流动时,阻力与流速的（ ）成比例,作完全湍流时,则呈（ ）成比例。 A. 平方 B. 三次方 C. 一次方 D. 四次方 55.某筛板精馏塔在操作一段时间后，分离效率降低，且全塔压降增加，其原因及应采取的措施是?? ( ) A 、塔板受腐蚀，孔径增大，产生漏液，应增加塔釜热负荷； B 、筛孔被堵塞，孔径减小，孔速增加，雾沫夹带严重，应降低负荷操作； C 、塔板脱落，理论板数减少，应停工检修； D 、降液管折断，气体短路，需更换降液管。 56.离心泵的扬程是指（ ）。 A ．液体的实际的升扬高度 B ．单位重量液体通过泵获得的能量 C ．泵的吸上高度 D ．液体出泵和进泵的压强差换算成的液柱高 三．计算题： 1．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，管道内径为0.05m ，水的密度为 1000kg/m3，泵的效率为 0.85，输水量为15m3/h 。求：H=20m,H1=2m, （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：取低位槽和高位槽的液面分别为截面1-1′，2-2′，并以截面1-1′为基准面，在截面 1-1′和2-2′之间进行能量衡算，根据实际流体的柏努利方程，有： Z1 + P1/ρg + u12/2g + He = Z2 + P2/ρg + u22/2g + Σhf 由已知条件可知： Z1=0，Z2=20m ，P1= P2=0（表压），ρ=1.0×103kg/m3, u1=u2=0, d=0.05m, qv=15m3/h, L1=100m(管路总长度)，L2=80m(压力表之后的管路长度),λ=0.03, η=0.85, 水在管内的流速u=4qv / 3600πd2=4×15 / 3600×3.14×0.052=2.12(m/s) 根据管路的阻力损失计算公式有 (1) Σhf=λ = 0.03× =135(J/kg) 2 2 u d l 2 12.205.01002 (2) 将以上这些已知数据代入（1）式，得： He = Z2+λ=20+0.03× =33.8(m) P=qvρgHe/3600η=15×1.0×103×9.8×33.8/(3600×0.85)=1624(W)=1.624kW (3) 取低位槽液面和压力表所在平面分别为截面1-1′，2-2′，并以截面1-1′为基准面，在截 面1-1′和2-2′之间进行能量衡算，根据实际流体的柏努利方程，有： He=H1+u2/2g+P1/ρg+λ, 代入已知数据,有: 33.8=2+2.122/2×9.8+P2/1000×9.8+0.03× 解得: P2=2.82×105(Pa) 答：整个管路的阻力损失为135J/kg, 泵的轴功率为1.624kW, 压力表的读数为2.82×105Pa 2.用泵自敞口贮油池向敞口高位槽输送矿物油，流量为38.4吨/小时，高位槽中液面比油池中液面高20m, 管路总长430m (包括所有局部阻力的当量长度)。钢管管径为108×4mm，若油在输送温度下的密度为960 kg/m3, 粘度为 3.43Pa·S，求泵的有效功率和轴功率？设泵的效率η=65%。 3. 在逆流换热器中，用初温为20℃的水将某液体冷却，已知液体的流速为 1.25kg/s，比热为 1.90kJ/(kg·℃)，要求将液体的温度从80℃降到30℃，水的出口温度不高于50℃。已知换热器列管的直径为Ф25× 2.5mm，水走管内，水侧和液体侧的对流给热系数分别为0.85kW/(m2·℃)和1.70 kW/( m2·℃)，管壁的导热系数为45 W/(m·℃)。试求水的流速和换热面积（水的比热为4.18 kJ/(kg·℃)）。 4. 有一单管程列管式换热器，该换热器管径为 5×2.5mm，管子数37根，管长3米。今拟采用 此换热器冷凝并冷却CS2饱和蒸汽，将CS2由饱和温度46℃冷却到10℃。已知CS2在管外冷凝，其流量为300kg/h，冷凝潜热为351.6 kJ/kg，定性温度下的比热容为1.05 kJ/(kg ℃) 。 冷却水在管内与管外的CS2逆流流动，其进口温度为5℃，出口温度为32℃，定性温度下的比热容为4.18 kJ/(kg ℃) 。已知CS2在冷凝和冷却时的总传热系数分别为2000 w/(m2 ℃)及 100 w/(m2 ℃) 。问此换热器是否适用？（注：传热面积A及总传热系数均以外表面积计） 5.在一内管为Φ20×2的套管换热器中，用清洁河水逆流冷却某有机液体。已知管内冷却水的 进、出口温度分别为30℃和40 ℃；有机液体的质量流量为300kg/h，进出、口温度分别为105 ℃和50 ℃，平均比热为1.88 kJ/kg ℃；水和有机液体与管壁的对流传热系数分别为2810 w/(m2 ℃)及1640 w/(m2 ℃) ，管壁和污垢热阻可忽略，试求传热总系数（以内管内侧面积为基准）及套管长度。 6、在常压下操作的填料塔中用清水吸收空气和氨混合气中的氨，混合气体流量为 151.2Kmol/h，其中含氨8%（摩尔分率），要求氨回收率95%，水用量为最小用量的1.2倍，塔直径2m，已知操作条件下KYα＝0.06kmol/（m3．S），Y=1.2X，试用吸收因数法计算所需填料层高度。 7.一连续操作的常压精馏塔用于分离双组分混合物。已知原料液中含易挥发组分XF = 40%(mol%,下同），进料状况为气液混合物，q=0.6，所达分离结果为塔顶产品XD=98%,塔釜残液XW=2%。若该系统的相对挥发度α=2，操作时采用的回流比R=1.8Rmin，试计算：（1）易挥发组分的回收率。 （2）最小回流比Rmin; （3）提馏段操作线方程。 8..发酵法生产酒精时排出的气体中含酒精2%（体积比），其余为惰性气体，用清水吸收气体中 的乙醇，要求乙醇回收率达90%。每小时处理的气体量为100kmol，水的用量为最小用量的1.5倍，气液平衡关系可近似用Y=1.06X表示。试求： 1．吸收液用量 2．出塔液体中乙醇浓度 3．传质单元数 9.在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。进料量为 1000kmol/h，含苯0.4，要求塔顶馏出液中含苯0.9（以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于90%，泡点进料，泡点回流。已知α=2.5，取回流比为最小回流比的1.5 倍。求：(1)塔顶产品量D、塔底残液量W 及组成xw；(2) 最小回流比；(3) 精馏段操作线方程；（4）从与塔釜相邻的塔扳上下降的液相组成为多少？ 10..在一单程列管式换热器中，欲用水将15000kg/h 的煤油从140℃冷却到40℃，水的进、出 口温度分别为30℃和40℃，两流体逆流流动。煤油的平均比热容为2.3kJ/(kg℃，水 的平均比热容为4.187 kJ/(kg ℃。若换热器的总传热系数为300W/(m2℃)，试求：（1）冷却水的流量； （2）换热器的对数平均温度差Δtm； （3）换热器的传热面积S。 11.在逆流填料吸收塔中，用清水吸收含氨5%（体积）的空气—氨混合气中的氨，已知混合气 量为2826m3/h（标准状况），气体空塔速度为1m/s，平衡关系为Y=1.2X，以摩尔比为, 推动力的气相体积总传质系数KYa=180kmol/m3·h，吸收剂用量为最小用量的1.4 倍，要求吸收率为98%， 求：（1）溶液的出口浓度X1（摩尔比）； （2）气相总传质单元高度HOG； （3）气相总传质单元数NOG； 12.用离心泵把20℃的水从储槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定。各部分相对位置如本题 附图所示。管路的直径均为Φ76mm×2.5mm，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为 24.66×103Pa；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按∑hf 1= 2 u 2, 与∑hf 2= 10 u 2, 计算，由于管径不变，故式中u 为吸入或排出管的流速m/s。排水 管与喷头连接处的压强为98.07×103Pa（表压）。 试求：（1）水在管内的流速u； （2）泵的有效功率； （3）已知泵的效率为60%，求操作条件下泵的轴功率。 13.在板式精馏塔中，分离某两组分理想溶液，进料量为100 ，组成为0.5（摩尔分数），饱和 液体进料。塔顶为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热。塔顶易挥发组分的回收率为90。已知精馏段操作线方程式为0.8+0.19, 试求：（1）塔顶和塔底产品流量，； （2）精馏段和提馏段上升蒸气流量， 四、简答题 1. 何谓汽蚀现象？如何防止发生汽蚀现象？ 答：当叶轮进口处的压强等于或小于输送温度下液体的饱和蒸气压时，液体汽化，产生汽泡，含气泡的液体进入叶轮后，由于静压强的升高，气泡被压缩而急剧凝结，产生了局部真空，周围液体以高速涌原汽泡处。产生非常大的冲击力，造成对叶轮和泵壳的冲击，使其振动并发出噪声。这叫离心泵的汽蚀现象。 为了避免气蚀现象，离心泵的安装高度要小于其允许安装高度，并留有一定的气蚀余量，使叶轮入口处的绝对压强必须高于工作温度下液体的饱和蒸气压。 2.何谓进料热状态参数？不同进料热状态的q值有何不同？如何计算？ 答：将1kmol原料变成饱和蒸气所需的热量与1kmol原料的气化热之比称为进料热状态参数。 精馏塔的进料热状况一般有5种： （1）q=1，即饱和液体进料或称泡点进料； （2）q=0，即饱和蒸汽进料或称露点进料； （3）1>q>0，即气-液混合物进料； （4）q>1，即过冷液体进料； （5）q<0，即过热蒸汽进料。 3.利用I-H图如何求得某状态下的湿空气的湿球温度？ 答：由干球温度t和相对湿度φ在I-H图确定一个点A，过该点的等焓线交饱和湿度线于B，过B点的等温线对应的温度即为湿球温度。 4.何谓湿基含水量ω？何谓干基含水量X？ω与X的关系如何？ 答：湿基含水量ω为湿物料中水份质量与湿物料总质量之比；干基含水量X为湿物料中水份质量与湿物料中绝干物料质量之比。 两者关系： 5. 离心泵用于输送粘度大于水的液体时，泵的流量、扬程、轴功率和效率有何变化，产生这些变化的原因是什么？ 答：离心泵用于输送粘度大于水的液体时，泵的流量下降、扬程下降、轴功率增大，效率下降，因为粘度增大时，由于粘性产生的流动阻力增大，泵体内能量损失增大，导致流量下降、扬程下降、轴功率增大，效率下降。 6.恒摩尔流假设的主要内容是什么？该假设成立的前提条件是什么？ 答：恒摩尔流假设如下： （1）精馏段 每层塔板上升蒸气的摩尔流量皆相等，以V 表示；每层塔板下降液体的摩尔流 量皆相等，以L 表示。 （2）提馏段 每层塔板上升蒸气的摩尔流量皆相等，以V ′表示；每层塔板下降液体的摩尔 流量皆相等，以L ′表示。 ? 恒摩尔流假设成立的条件是汽液两相在塔板上接触时，若有一摩尔蒸气冷凝能使一摩尔液体汽化。 ? 一摩尔蒸气冷凝能使一摩尔液体汽化的条件如下： ? ① 溶液中两组分的摩尔汽化热相等； ? ② 因汽液两相温度不同而传递的热量可忽略； ? ③精馏塔保温良好，其热损失可忽略。 7.换热器设计中为何常常采用逆流操作？ 答：当工艺规定冷、热流体温度时，采用逆流换热可获得较大的Δtm,从而可减小换热器的面积，所以换热器设计中常常采用逆流操作。 8.何谓干燥速率？干燥过程分哪几个阶段？各受什么控制？ 答：单位时间、单位干燥面积汽化水分量叫干燥速率。干燥过程的三阶段，分别是预热段、恒速干燥段、降速干燥段。 9. 未饱和湿空气的湿球温度恒低于其干球温度，为什么？ 答：用干球温度计（即普通温度计）测得的湿空气的温度称为湿空气的干球温度，湿球温度是由湿球温度计置于湿空气中测得的温度，湿球温度实质上是湿空气与湿纱布中水之间传质和传热达到稳定时，湿纱布中水的温度。对于未饱和湿空气，由于湿纱布中水份的挥发吸热，再次达到稳定时，湿纱布中的水温有所下降，所以未饱和湿空气的湿球温度恒低于其干球温度。 10.（双膜理论的主要观点有哪些？ 答：双膜理论的基本论点如下： (1) 在气液两流体相接触处，有一稳定的分界面,叫相界面。在相界面两侧附近各有一层稳定的气膜和液膜。 (2) 全部浓度变化集中在这两个膜层内。 (3) 在相界面处，气液浓度达成平衡，即界面上没有阻力. 11．强化传热最有效的途径是增大换热器的传热系 数K ，如何增大K 值？ w w X X X w -=+=11 答：（1）抑制污垢的生成或及时除垢， （2）改变流体的流动状况，包括：提高流速，增加人工扰流装置， （3）改变传热表面状况，包括：增加传热面的粗糙程度，改变传热面的形状和大小。12.写出亨利定律的三种表达式，并推导出亨利系数E、总压P、相平衡常数m之间的关系式。 答：PA*=E x, PA*=C/H, y*=m x , 所以： 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 ） C 点全开时的流速： 393.0012.036004 16.0360042 2=???=???= ππd Vs u c 全 （m/s ） 实验二：雷诺实验 1. 根据雷诺实验测定的读数和观察流态现象，列举层流和湍流临界雷诺准数的计算过程，并提供数据完整的原始数据表。 答：根据观察流态，层流临界状态时流量为90（ l/h ） 实验五，填料塔 1.风机为什么要用旁通阀调节流量？ 答：因为如果不用旁通阀，在启动风机后，风机一开动将使系统内气速突然上升可能碰坏空气转子流量计。所以要在风机启动后再通过关小旁通阀的方法调节空气流量。 2. 根据实验数据分析吸收过程是气膜控制还是液膜控制？ 答：实验数据表明，相平衡常数m很小，液相阻力m/kx也很小，导致总阻力1/k y 基本上为气相阻力1/k y 所决定，或说为1/k y 所控制，称为气膜控制。 3. 在填料吸收塔塔底为什么必须有液封装置？液封装置是如何设计的？ 答：塔底的液封主要为了避免塔内气体介质的逸出，稳定塔内操作压力，保持液面高度。 填料吸收塔一波采用U形管或液封罐型液封装置。 液封装置是采用液封罐液面高度通过插入管维持设备系统内一定压力，从而防止空气进入系统内或介质外泄。 U形管型液封装置是利用U形管内充满液体，依靠U形管的液封高度阻止设备系统内物料排放时不带出气体，并维持系统内一定压力。 4. 要提高氨水浓度（不改变进气浓度）有什么方法？又会带来什么问题？ 答：要提高氨水浓度，可以提高流量L，降低温度T a 吸收液浓度提高，气-液平衡关系不服从亨利定律，只能用公式 进行计算。 5. 溶剂量和气体量的多少对传质系数有什么影响？Y2如何变化（从推动力和阻力两方面分析其原因）？ 答：气体量增大，操作线AB的斜率LS/GB随之减小，传质推动力亦随之减小，出口气体组成上升，吸收率减小。 实验六精馏塔 （a）在精馏操作过程中，回流温度发生波动，对操作会产生什么影响？ 答:馏出物的纯度可能不高，降低塔的分离效率。 （b）在板式塔中，气体、液体在塔内流动中，可能会出现几种操作现象？ 答:4种:液泛,液沫夹带,漏液 网上答案:5种 a、沸点气相Δ=0 b、沸点液相Δ=1 c、气-液相 0<Δ<1 d、冷液Δ>1 e、过热蒸汽Δ<0 （c）如何判断精馏塔内的操作是否正常合理？如何判断塔内的操作是否处于稳定状态？答：1）看显示的温度是否正常 2）塔顶温度上升至设定的80摄氏度后，在一个较小的范围内波动，即处于稳定状态(d) 是否精馏塔越高，产量越大？ 答:否 （e）精馏塔加高能否得到无水酒精？ 答:`不能, （f）结合本实验说明影响精馏操作稳定的因素有哪些？ 答:主要因素包括操作压力、进料组成和热状况、塔顶回流、全塔的物料平衡和稳定、冷凝器和再沸器的传热性能，设备散热情况等 第二种答案:1.进料组份是否稳定2、塔釜加热器热源是否稳定键； 3、塔压控制是否稳定 （g）操作中加大回流比应如何进行？有何利弊？ 答:加大回流比的措施，一是减少馏出液量，二是加大塔釜的加热速率和塔顶的冷凝速率. 加大回流比能提高塔顶馏出液组成xD，但能耗也随之增加。 （h）精馏塔在操作过程中，由于塔顶采出率太大而造成产品不合格时，要恢复正常的最快最有效的方法是什么？降低采出率，即减小采出量 答:降低采出率,即减少采出率. 降低回流比 (1)什么是全回流？特点？ 在精馏操作中，若塔顶上升蒸汽经冷凝后全部回流至塔内，则这种操作方法称为全回流。全回流时的回流比R等于无穷大。此时塔顶产品为零，通常进料和塔底产品也为零，即既不进料也不从塔内取出产品。显然全回流操作对实际生产是无意义的。但是全回流便于控制，因此在精馏塔的开工调试阶段及实验精馏塔中，常采用全回流操作。 (3)在精馏实验中如何判断塔的操作已达到稳定？ 当出现回流现象的时候，就表示塔的操作已稳定。就可以测样液的折射率了。 (4)什么叫灵敏板？受哪些因素影响？ 一个正常操作的精馏塔当受到某一外界因素的干扰（如回流比、进料组成发生波动等），全塔各板的组成发生变动，全塔的温度分布也将发生相应的变化。因此，有可能用测量温度的方法预示塔内组成尤其是塔顶馏出液的变化。 在一定总压下，塔顶温度是馏出液组成的直接反映。但在高纯度分离时，在塔顶（或塔底）相当高的一个塔段中温度变化极小，典型的温度分布曲线如图所示。这样，当塔顶温度有了可觉察的变化，馏出液组成的波动早已超出允许的范围。以乙苯-苯乙烯在8KPa下减压 《食工原理》期末考试卷（B）2005.9 一、概念题 [共计30分]： 1. 某二元物系的相对挥发度＝3，在具有理论塔板的精馏塔内于全回流条件下作精馏操作，已知y n＝0.4， 则y n+1＝ (由塔顶往下数)。全回流操作应用场合通常是 2. 塔板中溢流堰的主要作用是为了保证塔板上有。当喷淋量一定时，填料塔单位高度填料 层的压力降与空塔气速关系线上存在着两个转折点，其中下转折点称为，上转折点称 为。 3. 判断题：在精馏塔任意一块理论板上，其液相的泡点温度小于气相的露点温度。( ) 4. 某连续精馏塔，已知其精馏段操作线方程为y=0.80x+0.172，则其馏出液组成x D= 5. 总传质系数与分传质系数之间的关系可以表示为1/K L=1/k L+H/k G, 其中1/k L表示，当 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制 6. 判断题：亨利定律的表达式之一为p*=Ex，若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为易溶气 体。( ) 7. 根据双膜理论，当被吸收组分在液体中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数 (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。 8. 填料塔内提供气液两相接触的场所是 9. 吸收操作中，当气液两相达到平衡时，其吸收推动力，吸收速率 10. 当湿空气的总压一定时，相对湿度仅与其和有关 11. 在下列情况下可认为接近恒定的干燥条件： (1)大里的空气干燥少量的湿物料；(2)少量的空气干燥大里的湿物料；则正确的判断是( ) (A).(1)对(2)不对 (B).(2)对(1)不对；(C)(1)(2)都不对 (D). (1)(2)都可以 12. 在一定的物料和干燥介质条件下：(1)临界湿含量是区分结合水与非结合水的分界点。 (2)平衡湿含 量是区分可除水份与不可除水份的分界点。 正确的判断是：( ) (A)两种提法都对 (B)两种提法都不对 (C)(1)对(2)不对 (D)(2)对(1)不对 13. 氮气与甲醇充分且密切接触，氮气离开时与甲醇已达传热和传质的平衡，如系统与外界无热交换，甲 醇进出口温度相等，则氮气离开时的温度等于( ) (A) 氮气进口温度 (B)绝热饱和温度 (C) 湿球温度 (D) 露点温度 14. 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( ) (A)相对湿度 (B)湿球温度 (C)露点温度 (D)绝热饱和温度 15. 我校蒸发实验所用蒸发器的类型是，这种蒸发器中不存在的一种温差损失是 16 进行萃取操作时应使: ( ) (A)分配系数大于 1 (B)分配系数小于 1 (C)选择性系数大于 1 (D) 选择性系数小于 1 17 一般情况下，稀释剂B组分的分配系数k值: ( ) (A)大于 1 (B)小于 1 (C)等于 1 (D) 难以判断，都有可能 18. 萃取操作依据是____溶解度差异，___________萃取操作中选择溶剂主要原则：较强溶解能力，较高 选择性，易于回收 19. 单级萃取操作中，在维持相同萃余相浓度下，用含有少量溶质的萃取剂S' 代替溶剂S， 则萃取相量与萃余相量之比将＿＿＿＿＿(A)增加；(B)不变；(C)降低，萃取液的浓度(指溶质)将＿ ＿＿＿(A)增加；(B)不变；(C)降低 二、计算题 [20分] 化工原理实验课后思考 题 Revised as of 23 November 2020 5流体流动阻力的测定实验 (1)在U形压差计上装设“平衡阀”有何作用在什么情况下它是开 着的，又在什么情况下它应该关闭的 答：平衡阀是用来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的，其作用对象是系统的阻力，平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配，各支路同时按比例增减，仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求，起到平衡的作用。平衡阀在投运时是打开的，正常运行时是关闭的。 (2)为什么本实验数据须在对数坐标纸上进行标绘 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。 （3）涡轮流量计的测量原理时是什么，在安装时应注意哪些问题答：涡轮流量计通过流动带动涡轮转动，涡轮的转动通过电磁感应转换成电信号，涡轮转速和流量有正比关系，通过测量感应电流大小即可得到流量大小。涡轮流量计在安装时必须保证前后有足够的直管稳定段和水平度。 (4)如何检验系统内的空气已经被排除干净 答：可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数，在开机前若真空表和压力表的读数均为零，表明系统内的空气已排干净； （5）结合本实验，思考一下量纲分析方法在处理工程问题时的优点和局限性 答：优点：通过将变量组合成无量纲群，从而减少实验自变量的个数，大幅地减少实验次数，避免大量实验工作量。具有由小及大由此及彼的功效。局限性：并不能普遍适用。 6离心泵特性曲线的测定实验 （1）离心泵在启动前为什么要引水灌泵如果已经引水灌泵了，离心泵还是不能正常启动，你认为是什么原因 答：（1）防止气缚现象的发生（2）水管中还有空气没有排除 开阀门时，扬程极小，电机功率极大，可能会烧坏电机 （2）为什么离心泵在启动前要关闭出口阀和仪表电源开关 答：防止电机过载。因为电动机的输出功率等于泵的轴功率N。根据离心泵特性曲线，当Q=0时N最小，电动机输出功率也最小，不易被烧坏。 而停泵时，使泵体中的水不被抽空，另外也起到保护泵进口处底阀的作用。 3、为什么用泵的出口阀门调节流量这种方法有什么优缺点还有其他方法调节流量 答：优点：操作简单，但是难以达到对流量的精细控制。确定损失能量，通过改变泵的转速，泵的串并联 （4）离心泵在其进口管上安装调节阀门是否合理为什么 第一章 3.答案：p= 30.04kPa =0.296atm=3.06mH2O 该压力为表压 常见错误：答成绝压 5.答案：图和推算过程略Δp=(ρHg - ρH2O) g (R1+R2)=228.4kPa 7.已知n=121 d=0.02m u=9 m/s T=313K p = 248.7 × 103 Pa M=29 g/mol 答案：(1) ρ = pM/RT = 2.77 kg/m3 q m =q vρ= n 0.785d2 u ρ =0.942 kg/s (2) q v = n 0.785d2 u = 0.343 m3/s (2) V0/V =(T0p)/(Tp0) = 2.14 q v0 =2.14 q v = 0.734 m3/s 常见错误： （1）n没有计入 （2）p0按照98.7 × 103 pa计算 8. 已知d1=0.05m d2=0.068m q v=3.33×10-3 m3/s （1）q m1= q m2 =q vρ =6.09 kg/s (2) u1= q v1/(0.785d12) =1.70 m/s u2 = q v2/(0.785d22) =0.92 m/s (3) G1 = q m1/(0.785d12) =3105 kg/m2?s G2 = q m2/(0.785d22) =1679 kg/m2?s 常见错误：直径d算错 9. 图略 q v= 0.0167 m3/s d1= 0.2m d2= 0.1m u1= 0.532m/s u2= 2.127m/s (1) 在A、B面之间立柏努利方程，得到p A-p B= 7.02×103 Pa p A-p B=0.5gρH2O +(ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m (2) 在A、B面之间立柏努利方程，得到p A-p B= 2.13×103 Pa p A-p B= (ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m 所以R没有变化 12. 图略 取高位储槽液面为1-1液面，管路出口为2-2截面，以出口为基准水平面 已知q v= 0.00139 m3/s u1= 0 m/s u2 = 1.626 m/s p1= 0(表压) p2= 9.807×103 Pa(表压) 在1-1面和2-2面之间立柏努利方程Δz = 4.37m 注意：答题时出口侧的选择： 为了便于统一，建议选择出口侧为2-2面，u2为管路中流体的流速，不为0，压力为出口容器的压力，不是管路内流体压力 化工原理思考题答案 第一章流体流动与输送机械 1、压力与剪应力的方向及作用面有何不同 答：压力垂直作用于流体表面，方向指向流体的作用面，剪应力平行作用于流体表面，方向与法向速度梯度成正比。 2、试说明粘度的单位、物理意义及影响因素 答:单位是N·S/m2即Pa·s，也用cp，1cp=1mPa·s，物理意义为：分子间的引力和分子的运动和碰撞，与流体的种类、温度及压力有关 3、采用U型压差计测某阀门前后的压力差,压差计的读数与U型压差计放置的位置有关吗？答：无关，对于均匀管路，无论如何放置，在流量及管路其他条件一定时，流体流动阻力均相同，因此U型压差计的读数相同，但两截面的压力差却不相同。 4、流体流动有几种类型？判断依据是什么？ 答：流型有两种，层流和湍流，依据是：Re≤2000时，流动为层流；Re≥4000时，为湍流，2000≤Re≤4000时，可能为层流，也可能为湍流 5、雷诺数的物理意义是什么？ 答：雷诺数表示流体流动中惯性力与黏性力的对比关系，反映流体流动的湍动状态 6、层流与湍流的本质区别是什么？ 答：层流与湍流的本质区别是层流没有径向脉动，湍流有径向脉动 7、流体在圆管内湍流流动时，在径向上从管壁到管中心可分为哪几个区域？ 答：层流内层、过渡层和湍流气体三个区域。 8、流体在圆形直管中流动，若管径一定而流量增大一倍，则层流时能量损失时原来的多少倍？完全湍流时流体损失又是原来的多少倍？ 答：层流时W f∝u，流量增大一倍能量损失是原来的2倍，完全湍流时Wf∝u2 ，流量增大一倍能量损失是原来的4倍。 9、圆形直管中，流量一定，设计时若将管径增加一倍，则层流时能量损失时原来的多少倍？完全湍流时流体损失又是原来的多少倍？ 答： 徐州工程学院试卷 — 学年第 学期 课程名称 化工原理 试卷类型 考试形式 闭卷 考试时间 100 分钟 命 题 人 年 月 日 教研室主任(签字) 年 月 日 使用班级 教学院长(签字) 年 月 日 班 级 学 号 姓 名 一、单选题（共15题，每题2分，共计30分） 1. 滞流内层越薄，则下列结论正确的是 D A 近壁面处速度梯度越小 B 流体湍动程度越低 C 流动阻力越小 D 流动阻力越大 2. 判断流体流动类型的准数为___ A ____。 A . Re 数 B. Nu 数 C . Pr 数 D . Gr 数 3. 在一水平变径管路中，在小管截面A 和大管截面B 连接一U 形压差计，当流体流过该管 段时，压差计读数R 值反映的是 A A A 、 B 两截面间的压强差 B A 、B 两截面间的流动阻力 C A 、B 两截面间动压头变化 D 突然扩大或缩小的局部阻力 4. 离心泵铭牌上标出的流量和压头数值是 A 。 A. 最大流量下对应值 B. 操作点对应值 C. 计算值 D. 最高效率点对应值 5. 离心泵在一定管路系统下工作时，压头与被输送液体的密度无关的条件是 D A Z 2-Z 1=0 B Σh f = 0 C 22 21022 u u -= D p 2-p 1 = 0 6. 含尘气体，初始温度为30℃，须在进入反应器前除去尘粒并升温到120℃，在流程布置 上宜 A A. 先除尘后升温 B. 先升温后除尘 C. 谁先谁后无所谓 7. 穿过2层平壁的稳态热传导过程，已知各层温差为△t 1=100℃, △t 2=25℃，则第一、二层 的热阻R 1、R 2的关系为_____D______。 A. 无法确定 B. R 1 = 0.25R 2 C. R 1 = R 2 D. R 1 = 4R 2 8. 在蒸汽-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中那种在工程上最有效 B A 提高蒸汽流速 B 提高空气流速 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热。 9. 在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力（以气相组成表示）为 A A. Y -Y* B. Y*- Y C. Y -Yi D. Yi - Y 10. 含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作，若进塔气体流量增大，其他操作条 件不变，则对于气膜控制系统，其出塔气相组成将 A A. 增大 B. 变小 C. 不变 D. 不确定 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 总分 30 15 15 40 100 得分 化工原理实验课后思考 题 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988） 5流体流动阻力的测定实验 (1)在U形压差计上装设“平衡阀”有何作用？在什么情况下它是开 着的，又在什么情况下它应该关闭的？ 答：平衡阀是用来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的，其作用对象是系统的阻力，平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配，各支路同时按比例增减，仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求，起到平衡的作用。平衡阀在投运时是打开的，正常运行时是关闭的。 (2)为什么本实验数据须在对数坐标纸上进行标绘？ 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。 （3）涡轮流量计的测量原理时是什么，在安装时应注意哪些问题？答：涡轮流量计通过流动带动涡轮转动，涡轮的转动通过电磁感应转换成电信号，涡轮转速和流量有正比关系，通过测量感应电流大小即可得到流量大小。涡轮流量计在安装时必须保证前后有足够的直管稳定段和水平度。 (4)如何检验系统内的空气已经被排除干净？ 答：可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数，在开机前若真空表和压力表的读数均为零，表明系统内的空气已排干净； （5）结合本实验，思考一下量纲分析方法在处理工程问题时的优点和局限性 答：优点：通过将变量组合成无量纲群，从而减少实验自变量的个数，大幅地减少实验次数，避免大量实验工作量。具有由小及大由此及彼的功效。局限性：并不能普遍适用。 6离心泵特性曲线的测定实验 （1）离心泵在启动前为什么要引水灌泵？如果已经引水灌泵了，离心泵还是不能正常启动，你认为是什么原因？ 答：（1）防止气缚现象的发生（2）水管中还有空气没有排除 开阀门时，扬程极小，电机功率极大，可能会烧坏电机 （2）为什么离心泵在启动前要关闭出口阀和仪表电源开关？ 答：防止电机过载。因为电动机的输出功率等于泵的轴功率N。根据离心泵特性曲线，当Q=0时N最小，电动机输出功率也最小，不易被烧坏。而停泵时，使泵体中的水不被抽空，另外也起到保护泵进口处底阀的作用。 3、为什么用泵的出口阀门调节流量？这种方法有什么优缺点？还有其他方法调节流量？ 答：优点：操作简单，但是难以达到对流量的精细控制。确定损失能量，通过改变泵的转速，泵的串并联 （4）离心泵在其进口管上安装调节阀门是否合理？为什么？ 答：不合理，在进口管路上安装阀门会增大进口管路上的阻力，易引起汽蚀 第二章 流体输送机械 2-1 流体输送机械有何作用？ 答：提高流体的位能、静压能、流速，克服管路阻力。 2-2 离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是怎样提高压力的？泵入口的压力处于什么状体？ 答：离心泵在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。由于空气的密度很小，所产生的离心力也很小。此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送液体（气缚）； 启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。 泵入口处于一定的真空状态（或负压） 2-3 离心泵的主要特性参数有哪些？其定义与单位是什么？ 1、流量q v : 单位时间内泵所输送到液体体积，m 3/s, m 3/min, m 3/h.。 2、扬程H ：单位重量液体流经泵所获得的能量，J/N ，m 3、功率与效率： 轴功率P ：泵轴所需的功率。或电动机传给泵轴的功率。 有效功率P e ：gH q v ρ=e P 效率η：p P e =η 2-4 离心泵的特性曲线有几条？其曲线的形状是什么样子？离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门？ 答：1、离心泵的H 、P 、η与q v 之间的关系曲线称为特性曲线。共三条； 2、离心泵的压头H 一般随流量加大而下降 离心泵的轴功率P 在流量为零时为最小，随流量的增大而上升。 η与q v 先增大，后减小。额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵的设计点，对应的值称为最佳工况参数。 3、关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。 2-5 什么是液体输送机械的扬程？离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的？液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响？ 答：1、单位重量液体流经泵所获得的能量 2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表，在这两处管路截面1、2间列伯努利方程得： f V M H g u u g P P h H ∑+-+-+=221220ρ 3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关，效率也不随液体密度而改变，因而当被输送液体密度发生变化时，H-Q 与η-Q 曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正比。当被输送液体的粘度大于常温水的粘度时，泵内液体的能量损失增大，导致泵的流量、扬程减小，效率下降，但轴功率增加，泵的特性曲线均发生变化。 2-6 在测定离心泵的扬程与流量的关系时，当离心泵出口管路上的阀门开度增大后，泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化？ 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℃， 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, 化工原理实验课后思考题 5流体流动阻力的测定实验 (1)在U形压差计上装设“平衡阀”有何作用？在什么情况下它是开着的，又在什么情况下它应该关闭的？ 答：平衡阀是用来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的，其作用对象是系统的阻力，平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配，各支路同时按比例增减，仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求，起到平衡的作用。平衡阀在投运时是打开的，正常运行时是关闭的。 (2)为什么本实验数据须在对数坐标纸上进行标绘？ 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。 (3)涡轮流量计的测量原理时是什么，在安装时应注意哪些问题？ 答：涡轮流量计通过流动带动涡轮转动，涡轮的转动通过电磁感应转换成电信号，涡轮转速和流量有正比关系，通过测量感应电流大小即可得 到流量大小。涡轮流量计在安装时必须保证前后有足够的直管稳定段和水平度。 (4)如何检验系统内的空气已经被排除干净？ 答：可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数，在开机前若真空表和压力表的读数均为零，表明系统内的空气已排干净；(5)结合本实验，思考一下量纲分析方法在处理工程问题时的优点 和局限性 答：优点：通过将变量组合成无量纲群，从而减少实验自变量的个数，大幅地减少实验次数，避免大量实验工作量。具有由小及大由此及彼的功效。局限性：并不能普遍适用。 6离心泵特性曲线的测定实验 （1）离心泵在启动前为什么要引水灌泵？如果已经引水灌泵了，离心泵还是不能正常启动，你认为是什么原因？ 答：（1）防止气缚现象的发生（2）水管中还有空气没有排除 开阀门时，扬程极小，电机功率极大，可能会烧坏电机 （2）为什么离心泵在启动前要关闭出口阀和仪表电源开关？ 答：防止电机过载。因为电动机的输出功率等于泵的轴功率N。根据离心泵特性曲线，当Q=0时N最小，电动机输出功率也最小，不易被烧坏。 而停泵时，使泵体中的水不被抽空，另外也起到保护泵进口处底阀的作 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 第二章 流体输送机械 ２－1 流体输送机械有何作用? 答:提高流体的位能、静压能、流速,克服管路阻力。 2-2 离心泵在启动前,为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是怎样提高压力的?泵入口的压力处于什么状体？ 答:离心泵在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。由于空气的密度很小，所产生的离心力也很小。此时,在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送液体（气缚)； 启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转,在离心力的作用下,液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳,液体流到蜗形通道后,由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。 泵入口处于一定的真空状态（或负压） 2-3 离心泵的主要特性参数有哪些?其定义与单位是什么? １、流量q v ： 单位时间内泵所输送到液体体积,ｍ３/s, m ３/min, m 3/h.。 2、扬程H ：单位重量液体流经泵所获得的能量，J/Ｎ,ｍ 3、功率与效率: 轴功率Ｐ:泵轴所需的功率。或电动机传给泵轴的功率。 有效功率Ｐe ：gH q v ρ=e P 效率η：p P e =η 2-4 离心泵的特性曲线有几条?其曲线的形状是什么样子?离心泵启动时,为什么要关闭出口阀门？ 答：1、离心泵的H 、Ｐ、η与q v 之间的关系曲线称为特性曲线。共三条； 2、离心泵的压头Ｈ一般随流量加大而下降 离心泵的轴功率P 在流量为零时为最小,随流量的增大而上升。 η与ｑv 先增大，后减小。额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵的设计点,对应的值称为最佳工况参数。 ３、关闭出口阀,使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。 ２-5 什么是液体输送机械的扬程？离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的？液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响? 答:１、单位重量液体流经泵所获得的能量 2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表，在这两处管路截面1、2间列伯努利方程 得:f V M H g u u g P P h H ∑+-+-+=221220ρ 3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关，效率也不随液体密度而改变,因而当被输送液体密度发生变化时,Ｈ-Q 与η－Q 曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正比。当被输送液体的粘度大于常温水的粘度时,泵内液体的能量损失增大,导致泵的流量、扬程减小，效率下降,但轴功率增加,泵的特性曲线均发生变化。 2-6 在测定离心泵的扬程与流量的关系时,当离心泵出口管路上的阀门开度增大后,泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化? 化工原理第二版 第1章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃） 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B *，P A *，由于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平 衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃ 2.正戊烷（C 5H 12 ）和正己烷（C 6 H 14 ）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa 下该溶液的平衡数据。 温度C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相同温度下C 5H 12 （A）和C 6 H 14 （B）的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 P B * = 1.3kPa 查得P A *= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 流体流动阻力的测定 1.在测量前为什么要将设备中的空气排尽？怎样才能迅速地排尽？为什么？如何检验管路中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。 2.以水为介质所测得的？~Re关系能否适用于其他流体？ 答：能用，因为雷诺准数是一个无因次数群，它允许d、u、、变化 3?在不同的设备上（包括不同管径），不同水温下测定的?~Re数据能否关联在同一条曲线上？ 答:不能，因为Re二du p仏与管的直径有关 离心泵特性曲线的测定 1.试从所测实验数据分析，离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门？本实验中，为了得到较好的实验效果，实验流量范围下限应小到零，上限应到最大，为什么？ 答：关闭阀门的原因从试验数据上分析：开阀门意味着扬程极小，这意味着电机功率极大，会烧坏电机 （2）启动离心泵之前为什么要引水灌泵？如果灌泵后依然启动不起来，你认为可能的原因是什么？ 答：离心泵不灌水很难排掉泵内的空气，导致泵空转而不能排水；泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏，即使电机的三相电接反了，泵也会启动的。 （3）泵启动后，出口阀如果不开，压力表读数是否会逐渐上升？随着流量的增大，泵进、出口压力表分别有什么变化？为什么？ 答：当泵不被损坏时，真空表和压力表读数会恒定不变，水泵不排水空转不受 外网特性曲线影响造成的 恒压过滤常数的测定 1.为什么过滤开始时，滤液常常有混浊，而过段时间后才变清？ 答：开始过滤时，滤饼还未形成，空隙较大的滤布使较小的颗粒得以漏过，使滤液浑浊，但当形成较密的滤饼后，颗粒无法通过，滤液变清。? 2.实验数据中第一点有无偏低或偏高现象？怎样解释？如何对待第一点数据？ 答：一般来说，第一组实验的第一点△ A A q会偏高。因为我们是从看到计量桶出现第一滴滤液时开始计时，在计量桶上升1cm 时停止计时，但是在有液体流出前管道里还会产生少量滤液，而试验中管道里的液体体积产生所需要的时间并没有进入计算，从而造成所得曲线第一点往往有较大偏差。 3?当操作压力增加一倍，其K值是否也增加一倍？要得到同样重量的过滤液，其过滤时间是否缩短了一半？ 答：影响过滤速率的主要因素有过滤压差、过滤介质的性质、构成滤饼的 颗粒特性，滤饼的厚度。由公式K=2I A P1-s, T=qe/K可知，当过滤压强提高一倍时，K增大，T减小，qe是由介质决定，与压强无关。 传热膜系数的测定 1.将实验得到的半经验特征数关联式和公认式进行比较，分析造成偏差的原因。 答：答：壁温接近于蒸气的温度。 可推出此次实验中总的传热系数方程为 其中K是总的传热系数，a是空气的传热系数，02是水蒸气的传热系数，3是铜管的厚度，入是铜的导热系数，R1、R2为污垢热阻。因R1、R2和金属壁的热阻较小，可忽略不计，则Tw- tw,于是可推导出，显然，壁温Tw接近于给热系数较大一侧的流体温度，对于此实验，可知壁温接近于水蒸气的温度。化工原理实验思考题答案
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