化工原理复习题.doc

1、流体输送与流体输送机械复习1、 粘度的定义式是：, 其物理意义是_促使流体产生单位速度梯度的剪应力_, 在法定单位制中，其单位是_Pas_,在物理单位制中，其单位是_P或cP_2、 流体静力学基本方程式主要应用于_压强或压差的测量_、_液位测量_、_液封高度计算_3、 某粘性液体在一定管路系统中流动，在流量不变条件下将液体加热，则液体的粘度将_降低_, 雷诺准数Re将_增大_, 流动阻力将_减小_4、 某设备的表压强为100kPa, 则它的绝对压强为_201.33_kPa, 另一设备的真空度为400mmHg, 则它的绝对压强为_48_kPa（当地大气压为101.33kPa）5、 流体在圆形直管

2、中作层流流动时，其速度分布是_抛物线_曲线。其管中心最大流速为平均流速的_2_倍，摩擦系数与Re的关系是_/Re_6、 流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数与_Re_和_/d_有关；若其作完全湍流(阻力平方区)。则仅与_/d _有关7、 因次分析的根据是_物理方程具有因此一致性_8、 牛顿粘性定律的表达式为, 该式应用条件为_牛顿型_流体作_层流_流动。9、 局部阻力的计算方法有_阻力系数法_和_当量长度法_10、 通常流体粘度随温度t的变化规律为_对液体，温度升高，粘度降低；对气体，温度升高，粘度升高_11、 层流和湍流的本质区别是_层流无径向脉动，而湍流有径向脉动_12、 因次分析的目的是_

3、用无因次数群代替变量，使实验与关联简化_13、 离心泵的主要部件有_叶轮_、_泵壳_和_轴封装置_14、 离心泵的泵壳制成蜗壳状，其作用是_使部分动能转换为静压能_15、 离心泵的主要特性曲线包括_H-Q_、_Q_和_N-Q_16、 离心泵特性曲线是在一定_转速_下，用常温_水_为介质，通过实验测定得到的17、 离心泵启动前需要先向泵内充满所需要输送的液体，否则将发生_气缚_现象；而当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生_气蚀_现象。18、 离心泵压头的物理意义是_离心泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量_,它的单位是_J/N或m_19、 离心泵安装在一定管路上，其工作点是指_泵

4、的特性曲线和管路特性曲线的交点_20、 离心泵通常采用_出口阀门_调节流量1、水在本题附图所示的虹吸管内作定态流动，管路直径没有变化，水流经管路的能量损失可以忽略不计，试计算管内截面2-2、3-3、4-4和5-5处的压强。大气压强为1.0133105Pa。图中所标注的尺寸均以mm计。解：为计算管内各截面的压强，应首先计算管内水的流速。先在贮槽水面1-1及管子出口内侧截面6-6间列柏努利方程式，并以截面6-6为基准水平面。由于管路的能量损失忽略不计，即=0，故柏努利方程式可写为式中 Z1=1m Z6=0 p1=0（表压） p6=0（表压） u10将上列数值代入上式，并简化得 解得 u6=4.43

5、m/s由于管路直径无变化，则管路各截面积相等。根据连续性方程式知Vs=Au=常数，故管内各截面的流速不变，即 u2=u3=u4=u5=u6=4.43m/s则 因流动系统的能量损失可忽略不计，故水可视为理想流体，则系统内各截面上流体的总机械能E相等，即 总机械能可以用系统内任何截面去计算，但根据本题条件，以贮槽水面1-1处的总机械能计算较为简便。现取截面2-2为基准水平面，则上式中Z=2m，p=101330Pa，u0，所以总机械能为 计算各截面的压强时，亦应以截面2-2为基准水平面，则Z2=0，Z3=3m，Z4=3.5m，Z5=3m。（1）截面2-2的压强 （2）截面3-3的压强 （3）截面4-

6、4的压强 （4）截面5-5的压强 从以上结果可以看出，压强不断变化，这是位能与静压强反复转换的结果。2、料液自高位槽流入精馏塔，如附图所示。塔内压强为1.96104Pa（表压），输送管道为362mm无缝钢管，管长8m。管路中装有90标准弯头两个，180回弯头一个，球心阀（全开）一个。为使料液以3m3/h的流量流入塔中，问高位槽应安置多高？（即位差Z应为多少米）。料液在操作温度下的物性：密度=861kg/m3；粘度=0.643103Pas。解：取管出口处的水平面作为基准面。在高位槽液面11与管出口截面22间列柏努利方程 式中 Z1=Z Z2=0 p1=0（表压） u10 p2=1.96104Pa

7、 阻力损失 取管壁绝对粗糙度=0.3mm，则： 由图1-23查得=0.039局部阻力系数由表1-4查得为进口突然缩小（入管口） =0.590标准弯头 =0.75180回弯头 =1.5球心阀(全开) =6.4故 =10.6J/kg所求位差 截面22也可取在管出口外端，此时料液流入塔内，速度u2为零。但局部阻力应计入突然扩大（流入大容器的出口）损失=1，故两种计算方法结果相同。传热复习题1、 多层平壁定态导热中，若某层的热阻最小，则该层两侧的温差_最小_。2、 一定质量的流体在25mm2.5mm的直管内作强制的湍流流动，其对流传热系数i=1000W/(m2)，如果流量和物性不变，改在19mm2mm

8、的直管内流动，其i=_1678_W/(m2)3、 在蒸汽空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中在工程上最有效的是_A_。 A.提高空气流速 B.提高蒸汽流速 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液4、在管壳式换热器中饱和蒸汽加热空气，则 （1）传热管的壁温接近_饱和蒸汽_温度 （2）换热器总传热系数将接近_空气_对流传热系数5、在蒸汽冷凝传热中，不凝气体的存在对的影响是_A_ A. 不凝气体的存在会使大大降低 B. 不凝气体的存在会使升高 C. 不凝气体的存在对无影响6、大容器内饱和液体沸腾分为_自然对流_、_泡核沸腾_和_膜状沸腾_阶段。

9、工业上总是设法在_泡核沸腾_下操作。7、斯蒂芬波尔兹曼定律的数学表达式是，该式表明_黑体的辐射能力与热力学温度的四次方成正比_8、物体黑度是指在_相同_温度下，灰体的_辐射能力_和_黑体辐射能力_之比，在数值上它与同一温度下物体的_吸收率_相等。计算题9、质量流量为7200kg/h的常压空气，要求将其温度由20加热到80，选用108的饱和水蒸气作加热介质。若水蒸气的冷凝传热膜系数为1104 W/(m2)，且已知空气在平均温度下的物性数据如下：比热容为1kJ/(kg)，导热系数为2.8510-2 W/(m)，粘度为1.9810-5Pas，普兰特准数为0.7。 现有一单程列管式换热器，装有25mm

10、2.5mm钢管200根，管长为2m，核算此换热器能否完成上述传热任务？ 计算中可忽略管壁及两侧污垢的热阻，不计热损失解：空气需要吸收的热量是已知的，蒸汽冷凝放出热量能否通过该换热器的传递为空气所获得，就与列管换热器的传热速率密切相关。核算现有的列管换热器是否合用，就是用工艺本身的要求与现有换热器相比较，最直接的方法就是比较两者的Q或S0（1）核算空气所需的热负荷应小于换热器的传热速率，即Q需要Q换热器（2）核算空气所需的传热面积应小于换热器提供的传热面积，即S0需要S0换热器解题时，首先应确定列管换热器中流体的流径，因蒸汽安排在壳程易排出冷凝水，故蒸汽走壳程，空气走管程。 空气热负荷为 换热器

11、的传热速率 管内空气的对流传热系数计算： 所以因忽略壁阻及污垢两侧的热阻，则所以总传热系数 平均温度差为换热器传热面积为 换热器的传热速率为则Q换热器Q需要，说明该换热器能完成上述传热任务。10、在一列管式换热器中，管内的氢氧化钠溶液与管外的冷却水进行逆流传热。氢氧化钠溶液的流量为1.2kg/s，比热容为3770 kJ/(kg)，从70冷却到35，对流传热系数为900 W/(m2)。冷却水的流量为1.8 kg/s，比热容为4180 kJ/(kg)，入口温度为15，对流传热系数为1000 W/(m2)。按平壁处理，管壁热阻、污垢热阻及换热器热损失均忽略。试求：换热器的传热面积。（假设两流体均为湍

12、流，物性不变，传热温度差可用算数平均值计算。）解：换热器的传热面积 先求冷流体出口温度 解出 t2=36因 所以平均温度差可以用算术平均值来计算 因按平壁处理 则 吸收复习题一、 对低浓度溶质的气液平衡系统，当总压降低时，亨利系数E将_不变_, 相平衡常数m将_增大_, H将_不变_二、 亨利定律表达式, 若气体在水中的亨利系数E值很小，说明该气体为_易溶_气体三、 在吸收过程中，Ky和ky是以_yy*_和_yyi_为推动力的吸收系数，它们的单位是_kmol/(m2sy)四、 若总吸收系数和分吸收系数的关系可以用， 其中表示_气膜阻力，当_1/（HkL）_项可忽略时，表示该吸收过程为气膜控制。

13、五、 在1atm，20时，某浓度气体被清水吸收，若气膜吸收系数kG=0.1kmol/（, 液膜吸收系数kL=0.25kmol/（, 溶质的亨利系数H=0.0067（, 则该溶质为_易溶_气体，气相总吸收系数Ky=_0.0997_kmol/（六、 一般而言，两组分A，B的等摩尔相互扩散体现在_精馏_单元操作当中，而组分A在B中单相扩散体现在_吸收_单元操作中。七、 在吸收过程中，若降低吸收剂用量，对气膜控制物系，体积吸收总系数KYa值将_不变_, 对液膜控制物系，体积吸收总系数KYa值将_减小_八、 双膜理论是将整个相际传质过程简化为_通过气、液两膜层的分子扩散过程_九、 吸收塔的操作线方程和操

14、作线是通过_物料衡算_得到的。它们与_平衡关系_、_操作温度_和_压强及塔的结构_无关。十、 吸收因数A可表示为_L/mV_, 它在Y-X图中的几何意义是_操作线斜率和平衡线斜率之比_十一、 若分别以S1、S2、S3表示难溶、中等溶解度、易溶气体在吸收过程中的脱吸因数，吸收过程中操作条件相同，则S1_大于_S2_大于_S3十二、 吸收过程中，若减小吸收剂用量，操作线的斜率_变小_,吸收推动力_变小_十三、 吸收过程中，物系平衡关系可以用y*=mx表示，最小液气比的计算式= 干燥复习题1、 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汽分压；干燥过程是存在传热传质推动力，热量

15、传递和质量传递相结合的过程2、 在101.3kPa的总压下，在间壁式换热器中将温度为293K、相对湿度为80%的湿空气加热，则该空气下列状态参数变化的趋势是：湿度H不变，相对湿度降低_，湿球温度tW_增高_，露点温度td_不变。3、 在101.3kPa的总压下，将饱和空气的温度从t1降至t2，则该空气的下列状态参数变化的趋势是：湿度H_降低_，相对湿度_不变_，湿球温度tW_降低_，露点温度td_降低_。4、 在实际的干燥操作中，常用_干湿球温度计_来测量空气的温度。5、 测定空气中水汽分压的实验方法是测量_露点_。6、 恒定的干燥条件是指空气的_温度_、_湿度（或相对湿度）_、_流速_均不变

16、的干燥过程。7、 在一定的温度和总压强下，以湿空气作干燥介质，当所用空气的相对湿度较大时，则湿物料的平衡水分相应_增大_，其自由水分相应_减小_。8、 恒速干燥阶段又称_表面汽化_控制阶段，影响该阶段干燥速率的主要因素是干燥介质的状况、流速及其与物料的接触方式；降速干燥阶段又称内部迁移控制阶段，影响该阶段干燥速率的主要因素是_物料结构、尺寸及其与干燥介质的接触方式、物料本身的温度_。9、 在恒速干燥阶段，湿物料的表面温度近似等于_热空气的湿球温度_。10、 理想干燥器或绝热干燥过程是指_干燥器不补充热量，忽略干燥器的热损失，忽略加热物料所消耗的热量_，干燥介质进入和离开干燥器的焓值_相等_。11、 物料的平衡水分一定是_结合水分_。12、 在常压和40下，测得湿物料的干基含水量X与空气的相对湿度之间的平衡关系是：当=100%时，平衡含水量X*=0.16kg/kg绝干料；当=40%时，平衡含水量X*=0.04kg/kg绝干料。已知该物料的初始含水量X1=0.23 kg/kg绝干料,现让该物料在40下与=40%的空气充分接触，非结合水含量为_0.07_ kg/kg绝干料，自由含水量为_0.19 kg/kg绝干料_。8