化工原理上习题
化工原理上册练习题
化工原理练习题练习一一：填空题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10003mKg ，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_______________sm ,低压气体在管路中流动时，常用流速范围为_______________________sm 。
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、间歇过滤操作包括。
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、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？三：计算题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 流量为hm360，冷却水在管内 流动，温度从C 020升到C 045。
化工原理上习题..
第一章一测量管道阻力的装置如图所示。
已知D1=2D2，ρHg=13.6⨯103kg/m3，u2=1m/s，R=10mm，试计算“1-2”截面间阻力h f,1-2值，以J/kg为单位。
已知u2=1m/s，u1=u2/4=1/4=0.25m/s∵gz1+p1/ρ+u12/2= gz2+p2/ρ+u22/2+h f,1-2又 (gz1+p1/ρ)－(gz2+p2/ρ)=(ρHg－ρ)gR/ρ∴h f,1-2=(ρHg－ρ)gR/ρ＋u12/2－u22/2=12.6×9.81×0.010＋(0.25)2/2－1/2=0.767J/kg用泵自贮油池向高位槽输送矿物油，流量为 38.4T/h。
池及槽皆敞口。
高位槽中液面比池中液面高20m,管路总长(包括局部阻力)430m，进出口阻力不计。
管径为φ108⨯4mm，油的粘度为3430cP，密度为960kg/m3, 泵的效率为50%，求泵的实际功率。
Re=4⨯38.4⨯103/(3600π⨯0.10⨯3.43)=39.6 层流λ=64/Re=64/39.6=1.62He=(z－z1)＋8λLV2/(π2gd5)=H＋8λLw2/(π2gd5ρ2)2=20+8⨯1.62⨯430⨯(38.4⨯103/3600)2/(π2⨯9.81⨯0.105⨯9602)=731m∴Na=He⋅W⋅g/η=731⨯(38.4⨯103/3600)⨯9.81/0.50=153⨯103 W=153kW用离心泵将水由水槽送至水洗塔中，水洗塔内的表压为9.807×104Pa，水槽液面恒定，其上方通大气,水槽液面与输送管出口端的垂直距离为 20m，在某送液量下,泵对水作的功为317.7J/kg，管内摩擦系数为0.018，吸入和压出管路总长为110m (包括管件及入口的当量长度，但不包括出口的当量长度)。
输送管尺寸为φ108×4mm，水的密度为1000kg/m3。
化工原理复习题 及习题答案
化工原理（上）复习题及答案一、填空题1.在阻力平方区内，摩擦系数λ与（相对粗糙度）有关。
2.转子流量计的主要特点是（恒流速、恒压差）。
3.正常情况下，离心泵的最大允许安装高度随泵的流量增大而（减少）。
4.气体在等径圆管内作定态流动时，管内各截面上的（质量流速相等）相等。
5.在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是（在同一种水平面上、同一种连续的流体）6.离心泵的效率η和流量Q的关系为（Q增大，η先增大后减小）7.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与（指示液密度、液面高度）有关。
8.离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生（气缚）现象。
9.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)，则扬程（不变）。
10.已知列管换热器内外侧对流传热系数分别为αi和αo且αi>>αo,则要提高总传热系数，关键是（增大αo）。
11.现场真空表的读数为8×104 Pa，该处绝对压力为（2×104 Pa ）（当时当地大气压为1×105 Pa）。
12.为防止泵发生汽蚀，则要求装置的汽蚀余量（大于）泵的必需汽蚀余量。
（大于、小于、等于）13.某流体于内径为50mm的圆形直管中作稳定的层流流动。
其管中心处流速为3m/s，则该流体的流量为（10.60 ）m3/h，管壁处的流速为（0 ）m/s。
14.在稳态流动系统中，水连续地从粗管流入细管。
粗管内径为细管的两倍，则细管内水的流速是粗管内的（4 ）倍。
15.离心泵的工作点是指（泵）特性曲线和（管路）特性曲线的交点。
16.离心泵的泵壳做成蜗壳状，其作用是（汇集液体）和（转换能量）。
17.除阻力平方区外，摩擦系数随流体流速的增加而（减小）；阻力损失随流体流速的增加而（增大）。
18.两流体通过间壁换热，冷流体从20℃被加热到50℃，热流体从100℃被冷却到70℃，则并流时的Δt m= （43.5 ）℃。
化工原理(钟理) 上册 部分习题答案
第一章1－4 水从倾斜直管中流过，在断面A 和断面B 接一空气压差计，其读数R ＝10㎜，两测压点垂直距离a ＝0.3m ，试求（1）A 、B 两点的压差等于多少？（2）若采用密度为830kg ⋅m －3的煤油作指示液，压差计读数为多少？ （3）管路水平放置而流量不变，压差计读数及两点的压差有何变化？习题1－4 附图解：首先推导计算公式。
因空气是静止的，故p 1＝p 2，即11gh p p A ρ+=gR a R h g p p B 012)(ρρ+--+= ga gR p p B A ρρρ+-=-)(01. 若忽略空气柱的重量Pa a R g p p B A 303831.081.91000)(=⨯⨯=+=-ρ2. 若采用煤油作为指示液mmm g ga p p R gagR p p B A B A 8.580588.081.9)8301000(01.081.91000)()(00==⨯-⨯⨯=---=+-=-ρρρρρρ 3.f BB B A A Ah u g z p u g z p +++=++2222ρρ f B A h ga p p ρρ+=-管路流量不变，管路损失能量不变，管水平放置时Pa gR ga p p h p p B A f B A 1.98)()(==--=='-ρρρ压差计读数R 不变1－9 精馏塔底部用蛇管加热如图所示，液体的饱和蒸汽压为1.093×105N ⋅m -2，液体密度为950kg ⋅m -3，采用∏形管出料，∏形管顶部与塔内蒸汽空间有一细管相连。
试求 （1）为保证塔底液面高度不低于1m ，∏形管高度应为多少？（2）为防止塔内蒸汽由连通管逸出，∏形管出口液封高度至少应为多少？解：1. 假设液体排出量很小，塔内液体可近似认为处于静止状态。
由于连通管的存在，塔内压强P A 等于∏形管顶部压强P B 。
在静止流体内部，等压面必是等高面，故∏形管顶部距塔底的距离H ＝1m 。
化工原理上册复习题
第一章流体流动与输送一、填空题1.流体的密度是指单位体积流体所具有的质量,其单位为 kg/m3 ;2. 20℃时苯的密度为880kg/m3,甲苯的密度为866kg/m3,则含苯40%质量苯、甲苯溶液的密度为3/mkg;3.流体的粘度是描述流体流动性能的物理量,一般用符号μ表示；流体的粘度越大,流动时阻力损失越大 ;4.流体的流动形态有层流和湍流两种,可用雷诺数Re 判断;5.流体阻力产生的根本原因是流体本身的粘性 ,而流动型态与管路条件是产生流体阻力的外因;6转子流量计应垂直安装,流体由下而上流动；读数读转子的最大截面处 ,一般为转子的顶部 ;8.离心泵的构造主要包括叶轮和泵轴组成的旋转部件以及泵壳和轴封组成的固定部件;9.离心泵开车时,泵空转、吸不上液体、进口处真空度低,此时泵发生了气缚现象,其原因可能是没有灌泵或轴封不严密 ;10.离心泵运转时,泵振动大、噪音大、出口处压力低、流量下降,此时泵发生了气蚀现象,其原因可能是安装高度过高或吸入管路阻力太大或者被输送流体温度过高;11.流体的特征是具有一定的体积；无一定的形状 ,其形状随容器的形状而改变；在外力作用下内部会发生相对运动 ;二、选择题1.有一串联管道,分别由管径为d1与d2的两管段串接而成;d1＜d2;其流体稳定流过该管道;今确知d1管段内流体呈层流;请断定流体在d2管段内的流型为 c ;A.湍流B.过渡流C.层流D.须计算确定;2.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会表现出来;A.这两种说法都对B.第一种说法对,第二种说法不对C.这两种说法都不对D.第二种说法对,第一种说法不对3.水以2 m·s-1的流速在35 mm×2.5 mm钢管中流动,水的粘度为1×10-3Pa·s,密度为1000 kg·m-3,其流动类型为 b ;A.层流B.湍流C.过渡流D.无法确定4.装在某设备进口处的真空表读数为－50 kPa,出口压力表的读数为100 kPa,此设备进出口之间的绝对压强差为 a kPa;A. 150B. 50C. 75D. 255.各种型号的离心泵特性曲线 d ;A.完全相同B.完全不相同C.有的相同,有的不同D.图形基本相似6.某设备上真空表读数为,若当地大气压强为,则设备内绝对压强为 b ;A. kPaB. 10 kPaC. kPaD. 90 kPa8.当两个同规格的离心泵串联使用时,只能说 c ;A.串联泵较单台泵实际的扬程增大一倍B.串联泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍C当流量相同时,串联泵特性曲线上的扬程是单台泵特性曲线上的扬程的两倍D.在管路中操作的串联泵,流量与单台泵操作时相同,但扬程增大两倍10.判断流体流动类型的准数为 a ;A. Re数B. Nu数C. Pr数D. Fr数11.牛顿粘性定律适用于牛顿型流体,且流体应呈 c ;A.过渡型流动B.湍流流动C.层流流动D.静止状态12.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型压差计,当流体流过该管时,压差计读数R值反映 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14. 关于黏性和黏度的叙述错误的是 c ;A.静止的流体和流动的流体都具有黏性B.黏度是衡量流体黏性大小的物理量C.流体的黏度随温度的升高而减小D.压力改变对液体黏度的影响很小,可以忽略,不很高的压力对气体黏度的影响也可以忽略15.下列说法正确的是 d ;A.柏努利方程不能表示静止流体内部能量转化与守恒的规律B.流体作用在单位面积上的压力,称为静压强C.可以用液柱高度表示压力的大小D.在静止、连通的流体中,处于同一水平面上各点的压力均相等16.关于U 形管压差计的指示液,下列说法错误的是 c ;A.指示液与被测流体不互溶B.指示液不能与被测流体发生化学反应C.指示液的密度一定要比被测流体大D.指示液最好带一些颜色,方便读数17.下列说法错误的是 b ;A.黏性是流体阻力产生的根本原因B.静止的流体没有黏性C.静止的流体没有阻力D.流体的流动型态与黏度有关18.下列说法正确的是 b ;A.流体的流动型态有层流、过度流和湍流三种B.湍流与滞流的本质区别是流体质点有无作径向运动C.流体在管内流动时,湍流和滞流不可能同时存在D.直管阻力与局部阻力均与流体的动能成正比例关系19.流体在直管内作湍流流动时,若管径和长度都不变,且认为λ不变,若流速为原来的2倍,则阻力为原来的 d 倍; A. 41 B. 21C. 2D. 420.不能减少流体阻力的措施是 c ;A.减短管路,减少管件、阀门B.放大管径C.增大流速D.加入某些药物,以减少旋涡23.下列说法正确的是 d ;A.在离心泵的吸入管末端安装单向底阀是为了防止“气蚀”B.“气蚀”与“气缚”的现象相同,发生原因不同C.调节离心泵的流量可用改变出口阀门或入口阀门开度的方法来进行D.允许安装高度可能比吸入液面低24.对由外管直径为d 1,内管直径为d 2组成的套管而言,按润湿周边计算而得得当量直径为 c ; A.221d d + ＋2 C －d 2 －d 1 三、判断题1.压力的单位也可用流体的液柱高度来表示;√2.国际单位制中表示压力的单位为大气压即atm; ×3.流体的流速是指单位时间流体质点流过的距离,化工计算中一般用管路截面上的平均流速,通过体积流量除以流通截面积得到; √4.流体的粘度是表示流体流动性能的一个物理量,粘度越大的流体,同样的流速下阻力损失越大; √5.流体的粘度是流体的动力学性质,静止时粘度为0; ×6. U 形管压差计中指示液密度必须大于被测流体的密度; ×7.压差一定时,U 形管压差计的读数R 与U 形管的长、短无关; √8.柏努利方程是流体的机械能衡算式,不包括能量损失; ×9.流体的流动型态有三种,即层流、过渡流和湍流; ×10.雷诺数Re 是一个描述流体流动型态的无因次数群,只要各参数用同一单位制的数值代入,其计算结果都是一样的; √ 11. μρdu =Re ,所以,当管路中流量不变时,管径增大Re 也增大; ×12.当量直径等于4倍的水力半径; √ 13.粘性是产生流体阻力的根本原因; √14.摩擦系数λ随Re 的增大而增大;× 15.转子流量计应垂直安装在管路中,流体自上而下流过流量计; ×16.离心泵上铭牌注明的性能参数是轴功率最大时的参数; ×17.离心泵的扬程为用泵将液体从低处送到高处的高度差; ×18.在离心泵的吸入管末端安装单向底阀是为了防止“气蚀”; ×四、简答题1.静止的流体有粘度吗温度对流体粘度影响如何试分析之答：有,但没有表现；液体的黏度随温度的升高而降低,气体的粘度随温度的升高而升高,因为温度升高,液体的分子间距增大,分子之间的作用力减小,粘度降低,而对于气体,分子之间的作用是靠碰撞进行的,温度越高,碰撞机会越多,所以粘度增大;2.流体的流动型态有哪两种如何来判断流体的流动型态影响流动型态的因素有哪些答：流体的流动型态有层流和湍流；用Re 来判定,Re 小于等于2000为层流,Re 大于4000为湍流；影响流动型态的因素主要有管径、流速及流体的密度和粘度;3.试述减小流体阻力的途径答：缩短直管长度、减少不必要的管件,适当放大管径,加入一些添加剂以减小流体粘度,减小管路的相对粗糙度;4.离心示输送流体的工作原理答：借助于高速旋转的叶轮施加于流体离心力,使流体获得较高的动能,在泵壳的作用下,部分动能转化为静压能排出泵外,而叶轮旋转中心随流体抛出后形成负压而吸入流体; 5.什么是离心泵的气缚现象,试分析引起原因答：现象：泵空转,吸不上流体; 原因：泵内有空气;一是没灌泵或没灌满；二是可能轴封不严密;6.什么是离心泵的气蚀现象,试分析引起原因答：现象：泵振动大,噪音大,流量与扬程下降,泵壳和叶轮金属离子被剥落;原因：叶轮旋转中心负压太大;一是泵的安装高度可能过高；二是可能吸入管路阻力太大；三是可能被输送流体的温度过高;第二章非均相物系的分离一、填空题1.非均相物系一般有两相组成,其中一相称为连续相另一相称为分散相 ;2.非均相物系的主要分离方法有沉降、过滤、离心分离及湿法分离;3.沉降分离是依据分散介质与分散物质间的密度差来分离的;4.沉降器的生产能力与面积和颗粒的沉降速度正比；与降尘室的沉降高度无关;5.沉降分离的必要条件是颗粒在沉降器中的停留时间大于或等于沉降时间;6.旋风分离器的操作是混合气体从筒体上部的切向方向进入径向或切向, 顶部排出净化气体, 底部间歇排灰顶部或底部;7.过滤方法有饼层过滤、深床过滤和动态过滤三种;8.常用的过滤介质有织物状、粒状和固体多孔三种;9.根据连续相的状态不同,非均相物系可分为气态非均相物系和液态非均相物系;10.过滤操作中,待过滤的悬浮液称为滤浆,而过滤后分离出的固体称为滤渣或滤饼 ,通过过滤介质的液体称为滤液;二、选择题2.在重力场中,固体颗粒的沉降速度与下列因素无关的是 D ;A .粒子几何形状 B. 粒子几何尺寸 C .粒子与流体密度 D .流体的流速3.描述颗粒特性的参数不包括 C ;A.形状B.大小C.密度D.表面积4.含尘气体通过长4m、宽3m、高1m的降尘室,已知颗粒的沉降速度为0.25m/s,则除尘室的生产能力为 A ;A. 3 m3/sB. 1 m3/sC. 0.75m3/sD. 6 m3/s5.某粒径的颗粒在降尘室中沉降,若降尘室的高度增加一倍,则该降尘室的生产能力将C ;A.增加一倍B.为原来1/2C.不变D.不确定6.织物状过滤介质不包括 D ;A.滤布B.滤纸C.滤网D.滤板7.过滤方法不包括 B ;A.饼层过滤B.滤布过滤C.深层过滤D.动态过滤8.下列各项中不用于表示过滤推动力的是 B ;A.液柱静压力B.浓度差C.惯性离心力D.压力差9.固液分离不可以选用的分离设备是 A ;A.旋风分离器B.砂滤器C.转筒真空过滤机D.叶滤机10.下列为连续式操作设备的是 B ;A.板框压滤机B.转筒真空过滤机C.叶滤机D.三足式离心机11.旋液分离器是利用离心力分离 B ; A.气液混合物的设B.液固混合物的设备C.液液混合物的设备D.气固混合物的设备12.下列说法哪种是错误的 C ;A.降尘室是分离气固混合物的设备B.叶滤机是分离液固混合物的设备C.沉降式离心机是分离气固混合物的设备D.沉降槽是分离液固混合物的设备13.下列不属于沉降设备的是 D ;A.旋风分离器B.降尘室C.增稠器D.叶滤机三、判断题1.液-液相物系不构成非均相物系; ×2.沉降操作只能用来分离悬浮液; ×3.过滤操作适用于分离含固体物质的非均相物系; √4.沉降分离的原理是依据分散物质与分散介质之间的粘度差来分离的; ×5.沉降分离的必要条件是物料的停留时间必须大于或等于粒子的沉降间√6.沉降速度一般是指粒子在匀速沉降时的速度;√7.过滤推动力是指悬浮液的压力大小; ×8.过滤阻力主要是过滤介质的阻力; × 9.滤饼是主要的过滤阻力; √10.转筒真空过滤机是连续生产的过滤机;√ 11.旋风分离器是分离气-固相混合物的设备;√12.离心机是分离液-固相混合物的设备; √四、问答题1.什么是非均相物系答：物系内部存在有稳定的相界面,界面两侧物质的性质是完全不同的,这种物系称为非均相物系;2.过滤方法有几种分别适用于什么场合答：有饼层过滤、深床过滤以及动态过滤三种饼层过滤适用于固粒浓度较高的物料,深床过滤适用于固粒浓度极低的物料,动态过滤适用于固粒浓度较低的物料;3.工业上常用的过滤介质有哪几种,分别适用于什么场合答：有织物状介质、固体多孔介质以及粒状介质三种；织物状介质适用于过滤颗粒浓度高、粒径小的物料；固体多孔介质适用于过滤颗粒浓度小、粒径较大的物料；粒状介质适用于过滤固粒浓度小于%的物料;4.过滤得到的滤饼是浆状物质,使过滤很难进行,试讨论解决方法答：采用活性碳助滤剂,直接混合在悬浮液中,让其随机地停留在滤饼层中起支撑作用,使过滤过程得以进行;5.旋风分离器的进口为什么要设置成切线方向答：①以使气流进入分离器后沿筒壁作向下的螺旋运动,减小沉降距离；②不至于将已沉降的颗粒再重新卷起;第三章传热一、填空题1.列管式换热器中,用饱和水蒸气加热空气,则传热管的壁温接近饱和水蒸气,总传热系数K的值接近空气传热膜系数 ;2.多程列管式热交换器的壳程中常装有一定数目与管束相垂直的折流挡板简称挡板,其目的是提高对流传热系数 ;3.在换热过程中,温度较高放出热量的流体称为热载热体；温度较低吸收热量的流体称为冷载热体 ;5.导热速率与温度梯度以及垂直于热流方向的导热面积成正比;7.间壁式换热器中传热速度与传热温度差成正比,与传热热阻成反比;8.换热器中两流体的流动形式有：并流、逆流、错流和折流等;9.强化传热的途径有增大传热面积提高传热温度差及提高传热系数 ;二、选择题1.下列说法中错误的是C ;A.热量总是自发地从高温处向低温处传递B.固体中存在热传导,不存在热对流C.液体中存在热对流,不存在热传导D.辐射传热不仅是能量的传递,同时还拌有能量形式的转换2.关于热导率的叙述错误的是 D ;A.金属的热导率随纯度的增高而增大B.气体的热导率随压力的升高而增大C.与固体和液体相比气体的热导率最小D.物质的热导率均随温度的升高而增大3.气体的导热系数数值随温度的变化趋势为 A ;A. T升高,λ增大B. T升高,λ减小C. T升高,λ可能增大或减小D. T变化,λ不变5.下列比较铜、铁、熔化的铁水三种物质导热系数的大小论断中正确的是 A ;A.铜的导热系数最大,铁水的最小B.铁水导热系数最大,铁的最小C铜的导热系数最大,铁的最小 D.铁的导热系数最大,铁水的最小6.多层平壁定态热传导时,各层的温差与各相应层的热阻 A ;A.成正比B.成反比C.没关系D.不确定7.对由三层平壁组成的多层平壁稳定热传导而言,若三层的传热推动力△t1＞△t2＞△t3,则三层平壁的传热阻力R1,R2,R3之间的关系是 A ;＞R2＞R3＜R2＜3C＞R3＞R2＞R1＞R38.双层平壁稳定热传导,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 ;A.λ1＜λ2B.λ1＞λ2C.λ1＝λ2D.无法确定9.由厚度都相同的平壁组成的三层平壁而言,若λ1＞λ2＞λ3,则热阻R1,R2,R3之间的关系为 B ;＞R2＞R3＜R2＜3C＞R3＞R2＞R1＞R211.能显着提高传热速率的是 B ;A.尽量减少管壁的厚度B.定期检查除垢C.间壁两侧对流传热系数相差很大时,增加对流传热系数大的那一侧流体的流速D.间壁两侧对流传热系数相差很小时,增加对流体热系数小的那一侧流体的流速12.对于三层圆筒壁的稳定热传导而言,若Q1,Q2,Q3为从内向外各层的导热量,则它们之间的关系为 C ;＞Q2＞Q3＞Q1＞2C＝Q2＝Q3D.无法比较13.某燃烧炉炉壁内外表面温度分别为t1,t2,今在炉壁外表面加一层保温层,炉壁内外表面的温度变化为T1,T2;下列判断中正确的是 B ;=T2,T1－T2＞t1－t2＞T2,T1－T2＞t1－t2＜T2,T1－T2＞t1－t2D.以上都不对14.由傅立叶定律,可以定义出导热系数λ；由牛顿冷却定律,可以定义出对流传热系数α;对于λ及α的下列认识中正确的是 C ;A.λ和α皆为物质的热物理性质B.λ和α具有相同的因次C.λ和α不一样,仅λ为物质的热物理性质D.λ和α不一样,仅α为物质的热物理性质15. 一般情况下,下列说法错误的是 B ;A.湍流时α的值比滞流时大得多B.无相变时α的值比有相变时大得多C.强制对流时α的值比自然对流大D.计算α常采用实验得到的关联式16.生产中为提高传热推动力尽量采用 A ;A.逆流B.并流C.错流D.折流17.适用于壳程流体清洁且不结垢,两流体温差不大或温差较大但壳程压力不高场合的是A 换热器;A.固定管板式B.浮头式形管式 D.填料函式18.下列结构最紧凑且流体作严格的逆流流动的是 B 换热器;A.列管式B.套管式C.夹套式D.螺旋板式19.可在器内设置搅拌器的是 C 换热器;A.套管B.釜式C.夹套D.热管20.在列管换热器中,用饱和蒸气加热空气,下面两项判断中正确的是 A ;甲：传热管的壁温将接近加热蒸气温度乙：换热器总传热系数K将接近空气侧的对流传热系数A.甲、乙均合理B.甲、乙均不合理C.甲合理、乙不合理D.乙合理、甲不合理三、判断题1.化工生产中对传热的要求可分为强化传热和削弱传热两种情况; √3.多管程换热器中,一般管程数为偶数; √4.热负荷是对换热器换热能力的要求,而传热速率是换热器本身具有的换热能力; √5.换热器还未选定或设计出来之前无法确定传热速率,但可计算热负荷; √6.显热法可用于物质无相变或有相变的传热量的计算; ×7.冷、热流体间的平均温度差即流体进出口温度差的算术平均值×8.水蒸气是生产过程中最常见的加热剂; √ 9.水是生产过程中最常用的冷却剂; √12.换热器内设置挡板是为了提高管外流体流速,提高传热速率; √13.在蒸气冷凝传热中,不凝气体的存在对α没有影响;× 14.温度升高,气体的热导率增大; √15.对流传热过程既包括热对流,也包括热传导; √ 16.传热过程中,热负荷一定小于或等于换热器的传热速率;√ 17.传热速率是冷、热流体在单位时间内通过传热面所传递的热量;√四、简答题2.什么叫稳态传热什么叫不稳态传热答稳定传热：流体在管道内流动时,任一管截面处的物理量如流量、流速、压强等不随时间而改变; 不稳定传热：流体在管道内流动时,任一管截面处的物理量如流量、流速、压强等要随时间而改变;3.何谓换热器的传热速率和热负荷两者关系如何答换热器的传热速率是指单位时间内通过换热面传递的热量,常用Q表示,单位为W或J/s.换热器的热负荷是指工艺上或生产任务对换热器提出的换热要求;一台合用的换热器,其传热速率必须等于或稍大于热负荷;4.换热器热负荷的确定方法有哪几种答换热器的确定方法有以下三种：1显热法,适用于流体在换热过程没有相变的情况;2潜热法,适用于换热过程中流体仅发生恒温相变时的情况;3焓差法;5.热导率λ的物理意义和单位是什么答热导率λ的物理意义：热导率也称导热系数,表示当导热面积为1m2,温度梯度为1K/m时,单位时间内以导热方式传递的热量,其单位为W/m·K6.传热系数K的物理意义和单位是什么提高传热系数的具体方法有哪些答传热系数K的物理意义为：当冷、热流体主体的温度差为1K时单位时间内单位传热面积所传递的热量;其单位为：W/m2·K; 由K的关联式：可知,在忽略管壁热阻的情况下,要提高传热系数K,必须要提高壁面两侧的对流给热系数αi、αo及减小管壁两侧的污垢热阻Rsi和Rso;具体来说就是提高α较小侧的流体的流速及湍动程度、改变流动条件和经常清洗管壁以减小管壁热阻等;7.当间壁两则流体均无相变时,试写出传热的平均温差的计算式,为什么工程上并不都采用逆流传热8.什么叫强化传热强化传热的有效途径是什么可采取哪些具体措施9.当间壁两侧流体的给热系数α相差较大时,为提高传热系数K,以提高哪一侧流体的给热系数更为有效为什么当间壁两侧流体的给热系数α相差较大时,为提高传热系数K,以提高较小侧的α更为有效;因为根据讨论,此时的总传热系数K数值上接近于较小侧的给热系数;。
化工原理_习题集(含答案)
《化工原理》课程习题集一、单选题1.因次分析法的目的在于( )。
A 得到各变量间的确切定量关系B 得到各无因次数群的确切定量关系C 用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化D 用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠2.某物体的质量为1000 kg，则其重量为( )。
A 1000 NB 9810 NC 9810 kgfD 1000/9.81 kgf3.某系统的绝对压力为0.04 MPa，若当地大气压力为0.1 MPa，，则该系统的真空度为（）。
A.0.1 MpaB.0.14 MpaC.0.04 MpaD.0.06 MPa4. 4 ℃水在SI制中密度为( )，重度为( )。
A 1000 kgf·m-3B 1000 kg·m-3C 102 kgf·s2·m-4D 9810 N·m-35. 4 ℃水在在工程单位制中密度为( )，重度为（）。
A 1000 kgf·m-3B 1000 kg·m-3C 102 kgf·s2·m-4D 9810 N·m-36.将含晶体10％的悬浮液送往料槽宜选用（）。
Ａ离心泵Ｂ往复泵Ｃ齿轮泵Ｄ喷射泵7.某泵在运行１年后发现有气缚现象，应（）。
Ａ停泵，向泵内灌液Ｂ降低泵的安装高度Ｃ检查进口管路有否泄漏现象Ｄ检查出口管路阻力是否过大8.离心通风机的铭牌上标明的全风压为100 mmH2O意思是( )。
A 输任何条件的气体介质全风压都达100 mmH2OB 输送空气时不论流量多少，全风压都可达100 mmH2OC 输送任何气体介质当效率最高时，全风压为100 mmH2OD 输送20 ℃，101325 Pa的空气，在效率最高时，全风压为100 mmH2O9.离心泵的实际安装高度( )允许安装高度，就可防止气蚀现象发生。
A 大于B 小于C 等于D 近似于10.操作条件下允许吸上真空高度为H s，允许的最大安装高度为H g,max，泵的入口速度为u1，S H f,0-1为吸入管路单位重量液体的阻力损失，则( )。
化工原理：习题(第一章)
一. 如图所示的管路系统， 高位槽水面与水平主管中心的 垂直距离z1=15m、总管长 L=150m(包括所有局部阻力)， 管内径d=50m，λ=0.025。现因 水量比原供水量增加20%，为 满足此要求，在原管路上并联 一根同样直径的水管,假设λ不 变。求新并联管路的长度。 （忽略进出口局部阻力）
1
z1 u0
l
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二.如图所示。水以1m/s的流速稳定流过内径 为0.025m，长为2m（AB段）的光滑管。A、B两 端连接一U形管液柱压差计，B端接一压力计，指 示液密度均为1590kg/m3，已知水的粘度为1cP， 管路摩擦系数可以下式计算： 0.3164 / Re 0.25
（当2.5×103<Re<105时）。求：
（1）管路AB段的阻力；
（2）压差计读数R1及B点的压力（R2=0.2m）。 当A、B两截面的压力均升高到原来的1.4倍时， 问：（3）流量变为多少？（4）R2变为多少？
2
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A
3
0.1m
Pa R2
B R1
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4
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5
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6
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7
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返回Βιβλιοθήκη 15返回6．如附图所示管路，若B阀关小，其他条件均不变，试分析 （要求写出分析过程）泵的扬程H，总管流量VS，压力表读 数p1、p2、p3，Wf1/Wf2及VS1/VS2的变化情况。
pM M
p1
VS
p2
p3
A
VS1、wf1 B C
VS2、wf2
化工原理(上)-复习题1
一、填空题1．在稳定流动中，各截面上流体的流速、压强等物理量不随时间而变。
2．用U形管液柱压差计测量流体压强差时，测压管的管径大小、长短或弯曲程度，都不会直接影响测量的准确性。
（填会或不会）3．流体内部不同位置为等压面的条件是只受重力、静止的、连续的、同一种流体、在同一水平面上。
4．离心泵的气缚现象是由于离心泵实际安装高度大于允许安装高度引起的。
5．离心泵在开机前应先关闭出口阀门，其目的是离心泵开机功率为最小值。
6．液体的粘度随温度升高而增大，气体的粘度随温度的升高而减小。
7．如图1，流体在倾斜的圆形直管内流过1、2两截面，则压力表读出的压差大于U形管读出的压差。
（填大于、小于或等于）图18．水在圆形直管中以层流流动，若保持水流量不变，且管长、管材均不变，而管径增大一倍，则水流经该管道的流动阻力为原管道流动阻力的1/16 倍。
9．离心泵并联操作的目的是增加流量，离心泵串联操作的目的是增加扬程，当管路特性曲线较平时，离心泵并联才能得到较好的效果。
10．欲调节离心泵的工作点，使输液量增加，扬程降低，应该使用的调节方法是增加出口阀门开度。
11．离心泵内的压力小于或等于操作温度下输送液体的饱和蒸汽压，离心泵将发生气蚀现象，因此在离心泵安装时一定要严格限制其安装高度。
12．如图2所示，U形管水银柱高R值反映的是真空度。
13．当20℃的甘油(ρ=1261kg/m3，μ=1499厘泊)在内径为100mm 图2 的管内流动时，若流速为2.5m/s时，雷诺数为210.3，流动型态为层流。
14．欲调节离心泵工作点，使扬程和输液量都增加，调节方法是增加离心泵转速。
15．某板框压滤机的框的尺寸为：长×宽×厚=810×810×25 mm，若该机有10块框，其过滤面积约为13.122m216．某板框压滤机的型号为BMS20/635~25，则该设备能够提供的最大框数为25 。
17．在稳定流动中，各截面上流体的流速、压强等物理量不随时间而变。
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化工原理上习题————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ第一章一测量管道阻力的装置如图所示。
已知D1＝２D2，ρＨg=13．６⨯1０３kg/ｍ3,u2=１m/s，R=１０ｍm,试计算“１－２”截面间阻力h f，1－2值,以J/kg为单位。
已知u2＝1m/s，u1=u２/4=１/４=0.2５m/s∵gz1＋p1/ρ＋u12/2＝gz2+p2/ρ＋u22/2+hｆ,１-2又 (gｚ1＋p１/ρ)－（ｇz2+p２/ρ)=(ρHg-ρ)ｇR/ρ∴hｆ,1-2=(ρHg-ρ)gR／ρ＋u12/２－u２2/2=1２.6×9.8１×0.010＋(0.2５）2/２－1/２=０．767Ｊ／kg用泵自贮油池向高位槽输送矿物油,流量为３8.4Ｔ/h。
池及槽皆敞口。
高位槽中液面比池中液面高２0m,管路总长(包括局部阻力）４3０m,进出口阻力不计。
管径为φ１０８⨯4mm,油的粘度为3４30cP,密度为9６0kg/m3, 泵的效率为5０％，求泵的实际功率。
Re=4⨯38.4⨯１0３/(3600π⨯0.１０⨯3．43)＝３9．6 层流λ=6４/Rｅ＝６4／39.6=1.62Ｈe＝(z-z1)+8λLV2/(π2gｄ5）=Ｈ+８λLｗ2/（π２ｇd5ρ2)2=20+8⨯1.６2⨯430⨯(３8.4⨯１03/3600)２／(π２⨯9.81⨯0．1０5⨯9６02）=7３1ｍ∴Na=He⋅W⋅ｇ／η=7３1⨯(38.４⨯103／３600)⨯9．81／0.50=153⨯１03 Ｗ=１５3kＷ用离心泵将水由水槽送至水洗塔中，水洗塔内的表压为9.807×１04Pａ,水槽液面恒定,其上方通大气，水槽液面与输送管出口端的垂直距离为２０m，在某送液量下,泵对水作的功为３１7.７J/kg,管内摩擦系数为０．018，吸入和压出管路总长为11０ｍ(包括管件及入口的当量长度，但不包括出口的当量长度）。
输送管尺寸为φ108×4mｍ,水的密度为1000kｇ/m3。
求输水量为多少ｍ3/h。
Ｗ＝g(z2-z1)+p２(表）/ρ＋u2２／2＋∑hｆ, ∑h f=λ(L/d)⨯u22/2ｓ即３17.7＝9.81⨯20+9.80７⨯1０４／100０＋(１＋０.018⨯110/0.１0）2/2ｕ2∴u2=1．50 m/s∴V=１.50⨯(π/4) ⨯(0．10)２=1．18⨯10-2 m３/s=4２.5 m3/ｈ如图所示的管路系统中，有一直径为φ3８×２.５mm、长为３0ｍ的水平直管段AB，在其中间装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量，流量系数Co为0.６3，流体流经孔板的永久压降为6×10４Pa,AB段摩擦系数λ取为０.022,试计算:⑴液体流经AＢ段的压强差;⑵若泵的轴功率为800W,效率为62%，求AB管段所消耗的功率为泵的有效功率的百分率。
已知：操作条件下液体的密度为87０kg/ｍ３，U形管中的指示液为汞,其密度为１3．6×１０３ｋg/m3。
u o =Ｃo[２gＲ(ρi-ρ)／ρ]０.5＝0．63［2×0．6×9.81(13.6×10３-870)/870] 0．5 =8.２7m/s ；u＝(ｄo /d)２uｏ=（16.４/33) 2 ×８.２7=2．04３ｍ/s;W＝２．0４3×[（π/4)×0.0３32 ］×８70＝1.5２ｋg／s;⑴流体流经AＢ段的压强差在A与Ｂ两截面间列伯努利方程(管中心线为基准面):ＺA ｇ+(p A /ρ)+(u A 2 /2)=Z B g+（pＢ/ρ)+(uＢ 2 /2)+Σh f ；ZＡ=Z B；u A=u B;Σhｆ=λ(L／d）(u2 ／2）＋(6×104 ／ρ)=0.０22×（30/0.033）×(２.04３2 /2)+(6×104 /87０)=111J/ｋg;∴pＡ－pＢ=ρΣｈf =870×1１1=9.66×104Ｐａ；⑵Ne=800×0.62=4９６Ｗ;AＢ段所消耗的功率N f=ＷΣｈf ＝1.5２×111=168.7W∴N f／N e=168.7/496=0．34=34%如图,离心泵将敞口槽中的碱液打入吸收塔,泵吸入管路为φ108×4ｍm，长2ｍ的钢管。
泵压出管路为φ76×3mm,长30m的钢管, 压出管路上装有标准阀一只，闸阀一只,９０℃弯头4 只。
在压出管路上还装有孔板流量计,孔板孔径为40mm,孔流系数Cｏ=0．6２,水银压差计读数R=45６mm。
吸收塔喷咀处压力为0.5ｋgf/ｃｍ２ (表压），碱液密度ρ=１100kg/ｍ3，泵的效率η＝0．6，直管阻力系数λ=0.02(吸入、压出管道近似取相同值),弯头ζ=0.75,标准阀ζ=6,闸阀ζ=0.１7，孔板ζ=8，试求泵所需功率。
ﻫＶ=（π／４)×０.０42×0．62［2g×0．4５6×(13.6×103-１10０）/1100］0.5=0.0０78６m3/su1=０．０07８６/［(π/4)×０.１２]=1.0ｍ/s u2=1.0×(0．１/0.0７)2=2.04ｍ／s Σh f =(0.0２×2/0．1+0.5）×1.02／2g+(0.０2×30/0.07+4×0.75+6+０．17＋8)×２.0４2/2g＝5.51ｍHｅ=５.5１＋(2０-1.5）+0.5×104／11０0+2．042/2ｇ=２8.77mNａ=2８.77×０.00786×1100×9.81／(10３×0.6)＝4．07kw用泵将密度为8５0kg/ｍ3，黏度为190cP的重油从贮油池送至敞口高位槽中，升扬高度为20m。
输送管路为φ１08×4ｍm的钢管，总长为1000m(包括直管长度及所有局部阻力的当量长度)。
管路上装有孔径为８0mm的孔板以测定流量，其U形油水压差计的读数R=5０0ｍｍ。
孔流系数Cｏ=0.６２，水的密度为1000kg/m3。
试求:⑴输油量是多少ｍ３／ｈ?⑵若泵的效率为0.5５,计算泵的轴功率。
⑴ｕ0=Ｃｏ[2gＲ(ρｉ－ρ)/ρ] 0.５＝0.62[2×9.8１×0．5×(1０0０-８５0)/８５0]=0.8１６m/sＶｈ =０.8１6×0.785×(0.０8)2×36０0=14.７6ｍ3／h⑵u=０．８１６×(80/１00)２＝0.522ｍ/ｓＲe=0．1×0.522×85０/（１90×10-3)=2３4＜2300λ=6４/Re=６4/2３４=0.２７4 Σh f ＝0.２７4×(１00０/0.1)×(0．5222/2)＝373.３J/kｇWｅ=２０×9.81＋３73.3＝569.5J/kｇNa=We·ｗ/η=５69．5×(14.７6×850／3600)/（1000×0.55）=3.６１kw如图所示,水从槽底部沿内径为100mm的管子流出,槽中水位稳定。
阀门关闭时测得R=50cm,h=1.8m。
求:⑴阀门全开时的流量⑵阀门全开时B处的表压（阀全开时Le／d＝15，入管口及出管口的阻力系数分别为0.5及１．0,设摩擦系数λ＝0．0１8)阀关时：（Z A+1.8）×1０00=0．５×13６00 Z A=5m⑴阀全开：对A－Ａ和C-C截面列伯努利方程:gＺＡ+ｐA/ρ＋u A2/2=ｇZ c+ｐC/ρ+u c2/２+Σh A-B,取Zｃ=0(基准面),9.８１×5＝[0.0１8(50/０．１+1５)+1+0.５](u2/2) 解出:u＝3.02m/sV=(π／4)×０.12×３．02×3600=85.4m3/ｈ⑵对Ａ－A到B－B截面列伯努利方程:g Z A=(ｐB／ρ)+（u B2/2）+Σh A-B9.81×5＝(p B/ρ)+(３.022/２)＋(0．018×30/０.１+0．５)3．0２２／2解出p B=1.76×104N／m2（表）如图所示输水系统。
已知:管路总长度（包括所有局部阻力当量长度）为100m，压出管路总长８0ｍ，管路摩擦系数λ=0.０２5，管子内径为0.05ｍ，水的密度ρ＝10０0kg/m3,泵的效率为0.8,输水量为1０m3/h，求：⑴泵轴功率Ｎ轴的值？⑵压力表的读数为多少kgf/cm2。
⑴Ｎa=Nｅ/ηＮe=Ｗ·WｅW＝1０×１０0０/3６00=2．7７8ｋg/sWe--泵对单位质量流体所做的有效功。
为此：选取１-1与２-2截面，并以1-1截面为基准面。
在两截面间作机械能衡算:gZ1+(p1／ρ)+(ｕ12/2)+We＝gZ2+（p2／ρ)+（u２2／2)+Σｈf∵Ｚ1=0 Z2=2+18＝20M ｐ1=p2＝0 u1=ｕ2=０We=g·Z2＋Σh fΣh f=λ(ΣＬ/d）(u2/2)u＝(Ｖ/3６0０）／［（π／4）d2]=(１0/36００)/(0.７８5×0.05２）=1.41５m／s Σhｆ=0.025×(1０0/0.０5)(1．４152/2）=50．０6J/kgWｅ=9．８1×20+5０．０6=246．２5J／kgＮe=W·We=2.778×２４6.25=６8４Ｊ/s Na＝Ne/０.８=6８4/0.8＝855W⑵再就3-３与2－2截面作机械能衡算，并取3-3为基准面gZ3+(ｐ３／ρ)+(u3２/2)＝g Z2+（ｐ２/ρ)+(u22/2)+Σｈf，压∵Z3=0 Z2＝1８p2＝０u2=0∴p3/ρ=ｇZ2+Σhｆ,压-(ｕ32/２)=９.8１×18+λ(Ｌ压／ｄ）(ｕ3２/2)-(u3２/2) ＝1７6.58＋0.0２５（80/0．0５)×(1.4１52/2）－(1.4152/２) =２15.6J／ｋｇp3=1０0０×21５.6=215.６×1０3Paｐ3=２15.6×103／（9．81×１04)=2．１98kｇｆ／cｍ２ (表)某液体密度800ｋg/m3，粘度７３cＰ，在连接两容器间的光滑管中流动，管径30０mm,总长为50m(包括局部阻力当量长度),两容器液面差为3.２m(如图示)。