《化工原理》第三版復習思考題及解答.doc

第0章 緒論1） 廣義地說，凡工業(yè)生產(chǎn)的關鍵環(huán)節(jié)是_，這類生產(chǎn)便歸屬化工生產(chǎn)范疇。（答：改變物質(zhì)組成）2）為了便于管理及技術交流，很多行業(yè)從化工中劃分出去，但它們?nèi)詫佟盎ご蠹易濉敝械囊粏T。這些行業(yè)有_等。（答：石油化工，塑料工業(yè)，制藥工業(yè)，硅酸鹽工業(yè)）3）生產(chǎn)工藝學是_。（答：研究某一化工產(chǎn)品生產(chǎn)全過程的學科）4） 化學工程是_。（答：研究化工生產(chǎn)中共性問題的學科）5）化工生產(chǎn)中雖然化學反應是核心，但前、后對物料的處理大都為物理加工過程。這些對物料的物理加工過程稱為_。（答：單元操作）6） 介紹主要單元操作的原理、方法及設備的課程叫_。（答：化工原理）7） 物理量=_（答：數(shù)，單位）8） 基本單位：長度_ ,質(zhì)量_ ,時間_ 。（答：m，kg，s）9） 導出單位：力_ ,功或能_ ,功率_ ,壓強_ （答：N, J, W, Pa）10) 有的單位前面有“字首” ，這些字首的意思是：k_ ,c_ ,m_ ,_。（答：103,10-2,10-3,10-6）11）查得30水的粘度-105 /PaS為80.12,表明= _。（答：80.1210-5Pa.s）12）量綱是_。如長度單位有 m，cm，mm，km 等，其量綱為_ 。（答：普遍化單位，L）13）物料衡算是對_、_而言的。答：一定的時間間隔，一定的空間范圍（控制體）14）總的物料衡算式為_ 。（答：MiMo= Ma ，各種M的單位均為質(zhì)量單位，如kg）15）若無化學反應，對任一組分j，物料衡算式為_。（答：Mi，j-Mo，j= Ma，j）16）若進、出控制體的物料均為連續(xù)流股，各流股的質(zhì)量流量均恒定，Mi=Mo,控制體內(nèi)任一位置物料的所有參量如溫度、壓強、組成、流速等都不隨時間而改變，則該控制體處于_過程。（答：定態(tài)或稱定常態(tài)或穩(wěn)定態(tài)）17）流體粘度的單位換算關系是：cP（厘泊）=0.001PaS，則3.5 cP=_ PaS ,0.005 PaS = _cP 。（答：3.510-3，5.0）【分析】3.5cP=3.5cP （0.001Pa.S/1cP）=3.510-3Pa.S 0.005 Pa.S=0.005 Pa.S(1cP/ 0.001Pa.S)=5.0cP式中（0.001Pa.S/1cP及(1cP/ 0.001Pa.S)稱為“轉(zhuǎn)換因子”，用于物理量的單位轉(zhuǎn)換。18）任一物理方程式中各物理量必然單位_。以離心泵的揚程、流量關系為例，若He=36-0.02V2 (單位He m ，V- m3/h),則式中36的單位是_ ,0.02單位是_ 。（答：和諧，m，m/(m3/h2)）19）某管路特性方程為He=8.0+8.07105V2(式中Hem ，Vm3/s)當以Vm3/h 替代V，則該公式改為_。（答：He=8.0+0.06227(V)2 ）分析 因為1m3/h=（1/3600）m3/h，所以He=8.0+8.07105V（1/3600）2=8.0+0.06227(V)220）圓球固體顆粒在流體中作自由重力沉降，在stokes區(qū)的沉降速度計算式為ut=g dp2（s-）/(18)。式中 ut沉降速度，m/s,g重力加速度，g=9.81m/s2,dp顆粒直徑，m ；s顆粒密度，/m3；流體粘度，PaS。當以utcm/s,cP分別替代ut與，則該公式為_。答：ut=10-5 g dp2（s-）/(18) 分析：ut=100ut ，cm/s, =1000，所以： ut=10-5 g dp2（s-）/(18)第一章 流體流動1） 溫度升高，液體粘度_ ，氣體粘度_。（答：下降，增大）2） 流體的粘度可通過流體粘性定律=(dv/dy)=(V/y)N/m2(y的取向：令dv/dy為正）求得。試分析下列情況的值。圖中A為薄平板或圓筒面的面積（m2)。 （答：F/A, G.sin/A, G/(DH)） 3） 理想流體是_的流體。（答：=0，hf=0，V=0）4） 2.04ml 某液體的質(zhì)量為2.10g，其密度為_kg/m3。（答：1029）5） 1atm=_ Pa=_mmHg=_mH2O1at=_ kgf/cm2=_Pa=_mmHg=_mmH2O（答：1.013105，760，10.33，1，9.81104，735.6，10）6) 外界大氣壓是753mmHg（絕壓）某容器內(nèi)氣體的真空度為7.34104Pa，其絕壓為_Pa,表壓為_Pa 。（答：2.70104，-7.34104）7） 1.60at（絕壓），35.0的N2(分子量M=28.0)的密度為_ kg/m3（答：1.72）【分析】根據(jù)題給的條件可按理想氣體計算密度。=pM/(RT),R=8314J/(kmol.K),不要用T=273+t。 8) 水面壓強p0=1atm，水深64m處的壓強p=_Pa (p0,p皆為絕壓) （答：7.29105）9）如右圖，U形壓差計讀數(shù)R=_m ,Hg=13.6103kg/m3, 不計兩液面大氣壓P的差異。（答：0.119）10）修正壓強pm= _。在重力場中靜止的恒密度流體，只要流體是連通的，則處處流體的pm= _ 。（答：pgh，常數(shù)）11）流體在圓管內(nèi)流動，通常講的“管流”指的是_。（答：流體充滿管內(nèi)且流動）【分析】如無說明，流體在管內(nèi)的流動皆為管流。12）573.5mm的圓直鋼管，管內(nèi)充滿流動的水，則水的流動截面積A=_m2（答：1.9610-3）【分析】573.5mm，表示鋼管外直徑為57mm，管子壁厚為3.5mm，其內(nèi)徑為50mm。13）=940 kg/m3的液體，以8.60m3/h的流量流過12）題的管內(nèi)，其平均流速u=_m/s,質(zhì)量流速G=_(kg/sm) （答：1.22，1146）14) 水在603mm鋼管內(nèi)流過，流量V=2.7510-3m3/h，水的粘度=1.005cP,則Re=_ ，流型為_ 。（答：6.45104，湍流）【分析】Re=du/,當流體流過管內(nèi)，Re=4V/(d)。前者出現(xiàn)u，后者出現(xiàn)V，此題用后者算比較好。15）圓直管內(nèi)流體層流的點流速分布側型為_ ,令管子內(nèi)半徑為R,軸心線處點流速為max，則任一點與軸心線距離為r處的點流速=_ 。且平均流速u=_max。（答：拋物線，max 1-(r/R)2,1/2）16）流體在圓、直管內(nèi)湍流的點流速分布規(guī)律=max (_)n,常見的n值為_ 。（答：1-r/R,1/7）17）均勻流遇到與其流線平行的靜止固體壁面時，與壁面接觸的流層質(zhì)點被固體吸著而流速降為零，流體與壁面間沒有摩擦發(fā)生，這叫_現(xiàn)象。由于流體有粘性，受壁面影響而流速降為零的流體層逐漸增厚。若均勻流流速為u0，則，<0.99 u0的減速部分稱為_。（答：無滑動，邊界層）18)湍流邊界層緊鄰壁面處存在著_ 。（答：層流內(nèi)層）19）均勻流體流入圓管內(nèi)，隨著流進圓管內(nèi)距離的增加，邊界層不斷增大的管段稱為_ ,在邊界層厚度達到管內(nèi)半徑以后的管段稱為_ ,管流的Re及流速側型都是指_而言的。（答：進口段，穩(wěn)定段，穩(wěn)定段）20）u2/2 表示每_流體具有的機械能，u2/（2g）表示每_流體具有的機械能。21）流體從1截面流至2截面的過程中，由于流體有_ ,導致部分流體機械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，每kg流體由此損耗的機械能以_表示。（答：kg，N）22）某液體，=880 kg/m3，=24 cP，在573mm圓直管內(nèi)流過，流速u=0.802m/s,則流過20m管子的阻力為_J/kg。（答：5.38）【分析】Re=du/=0.0510.802880/(2400.001)=1500,層流，層流阻力可按海根.泊稷葉公式計算。hf=32ul/(d2)=32240.0010.80220/(8800.0512)=5.38 J/kg23）流體在一圓直管內(nèi)流動，Re=700，若流量加倍，對同一管段來說，阻力消耗的功率為原來的_倍。（答：4）【分析】原來是層流，流量加倍后，Re=1400，仍屬層流。層流：N=hf.(V)w,所以N/N=(hf/hf)(V/V)=(u/u)2=22=424）量綱分析法是一種指導_的方法。其依據(jù)是任一物理方程必然量綱_。通過量綱分析，可把_間一般不定函數(shù)式轉(zhuǎn)變成特征數(shù)間一般不定函數(shù)式。根據(jù)定理，“特征數(shù)”數(shù)=“物理量”數(shù)“_”數(shù)。（答：實驗，和諧，物理量，基本量綱）25）量綱分析法的好處是：減少_，大大減輕實驗工作量。在滿足流體各物性值均為恒值的條件下，通過實驗得到的特征數(shù)間的定量關系式可推廣應用于其它工質(zhì)及其它_的不同尺寸的設備。（答：變量，幾何相似）26）雷諾數(shù)表示_力與_力之比。（答：慣性，粘性）27）由量綱分析法指導實驗得到的公式是一種_公式。（答：半理論半經(jīng)驗）28）工業(yè)上常用的粗糙管有_，_ ,_等。（答：水煤氣管，無縫鋼管，鑄鐵管）29）工業(yè)上常用的光滑管有_，_ ,_等。（答：玻璃管，塑料管，黃銅管）30）計算直管沿程阻力的范寧公式為_。（答：hf=(l/d)u2/2 J/kg）31）在湍流區(qū)（包括過渡流區(qū)），當/d一定，隨Re增大，值先_，然后達到常數(shù)。=常數(shù)的區(qū)域稱為_區(qū)。（答：下降，阻力平方或高度湍流）32）在高度湍流區(qū)摩擦系數(shù)取決于_ ,與_無關。若流體在某粗糙管內(nèi)高度湍流，當流量加倍，對同一直管段來說，阻力將增至原來的_倍。（答：/d，Re，4）33）在湍流區(qū)（包括過渡流區(qū)），當Re一定，隨著/d減小，值_。/d的極限為光滑管。光滑管，當Re=3000，=_，此公式稱為_公式。（答：減少，0.3164/Re0.25，布拉修斯）34）流體流過_，_，_等的阻力稱為局部阻力。局部阻力總伴隨著_現(xiàn)象。計算局部阻力的公式有兩種，即hf =_u2 /2 J/kg 及hf =（_）u2 /2 J/kg。（答：彎頭，三通，閥門，邊界層分離，le/d）35）通過管道，將地面管內(nèi)的水輸?shù)匠谒嫔戏健Ｒ阎鏊诰嗟孛娓?0m，水流速1.20m/s，管長及局部阻力當量管長 l+le 為40m，管內(nèi)徑38mm，摩擦系數(shù)=0.028輸入端管內(nèi)的表壓p1 =_at。（答：2.216） 【分析】p1/1000=(9.8120)+(0.02840/0.038) (1.20)2/2 所以，p1=2.174105 Pa(表壓)=2.216 at（表壓）36）水由A水庫通過長管道流入B水庫，如下圖所示管內(nèi)徑為d1 ，輸入量為V1 。現(xiàn)欲加大流量，要求V2=2.4V1 ，設管長不變，布拉修斯公式可用，局部阻力不計，采用增大管內(nèi)徑方法解決，則 d2/d1 =_。（答：1.38） 【分析】Ehf（通常表示每千克流體的總機械能。）因前后情況E和都沒有改變，故hf，hf，hfV（）.VV（V.）V.V.所以d2/d1=（V2/V1）(1.75/4.75)=1.3837） 如下圖所示，水由A-A截面經(jīng)向上傾斜異徑管流至B-B截面。A、B截面處均流線平行，由A、B截面到U形管的連接管內(nèi)及U形壓差計內(nèi)指示液上方均為與管內(nèi)相同的水。已知R=68mm，則 pm,A pm,B =_Pa。（答：8.405103）【分析】在重力場中流體恒密度條件下，靜止流體的Pm為恒值，由此可導出下式：pm,A pm,B = pm,3 pm,4= p3 p4 =（Hg-）gR=（13.6-1）1039.810.068=8.405103Pa 38）承37題，若流量不變把管子水平放置，則會發(fā)生如下變化：( pm,A pm,B )_ 讀R_ ,(pA-pB)_ 。（答：不變，不變，減?。痉治觥扛鶕?jù)，與管子傾斜角度無關，所以 （-）不變，亦即R不變。-=當管子由傾斜向上改為水平，減小，（）減小。39)三根內(nèi)徑相同的直管，管內(nèi)水流量相同，兩側壓點的距離相同，但管子安裝方向不同，一根水平，一根傾斜向上，一根傾斜向下，如下圖所示，則 R1 ，R2， R3 的關系是_ ,p1、p2、p3 的關系是_ 。（答：,）【分析】，40）某套管，外管內(nèi)直徑為d2，內(nèi)管外直徑為d1，此套管的當量直徑de=_。（答： d2d1）41）有時把流體流過一段管路的阻力改用摩擦壓降形式表示，二者關系是_。（答：）42）水以流速從圓直等徑管內(nèi)流過，摩擦系數(shù)=0.026，則緊鄰管壁處流體剪應力= _N/m2，在r/R=0.50（R為管半徑）處的剪應力=_ N/m2。（答：4.68，2.34）【分析】參看右圖，沿管軸線向作1長管段的力的衡算：其中，=，可整理得 因此，無論層流或湍流的管流，剪應力均與該流層距軸心線的距離r成正比，故43）如右圖所示，>>。當水流向為 A B，U形壓差計讀數(shù)為R1。當流向為B A，讀數(shù)為R2。兩者流量相同，均不計AB段直管阻力，只計截面突變阻力，則_。（答：>）【分析】當dA>>dB,由AB，=0.5，由BA，=1，局部阻力均按uA2/2計。AB： BA： (pB-pA)/= uA2/244）45的水蒸汽壓PV=9.586kPa，PO=1atm，u2=0.60則如圖所示的能正常虹吸操作的=_m（計算時可忽略阻力）。（答：8.81）【分析】虹吸管正常操作應該管內(nèi)的水不汽化。令P3=Pv時的H為Hmax，排1-3截面的伯努利方程，得：45）兩管并聯(lián)，管1的管長（包括局部阻力的當量管長）、管內(nèi)徑及摩擦系數(shù)為、和，管2的相應值為、和，則流量比_。（答：）46）轉(zhuǎn)子流量計對某種流體的操作特性是_，現(xiàn)有一轉(zhuǎn)子流量計，轉(zhuǎn)子密度，其刻度是按20的水標定的。當用于的流體，讀得刻度為_。（答：恒流速，恒壓降，4.33）【分析】V1=V標47）以孔板流量計測量某液體流量，用U形壓差計作為測壓儀器。若流量加倍且流量改變前后孔流系數(shù)C0為不變的常數(shù)，則加大流量后U形壓差計讀數(shù)為原流量時讀數(shù)的_倍。（答：4）48）以下是兩道判斷題。在分析=時，可用E表示某截面每kg液體的總機械能，可略去液體動能。各水槽液位假設不變。當閥A關小，P3_，P4_。（答：升高，降低）分析原來A，B閥均部分開啟，當A閥開大，B閥不變，則V_，P4_，V3_。（答：增大，下降，減少）分析第二章 流體輸送機械1） 流體輸送機械依結構及運行方式不同，可分為4種類型，即_式、_式、_式及_式。（答：離心，往復，旋轉(zhuǎn)，流體作用）2） 離心泵均采用_葉片，其泵殼側形為_形，引水道漸擴，是為了使_。（答：后彎，蝸殼，流體動能轉(zhuǎn)化為靜壓能）3） 離心泵的三條特性曲線是_，_和_曲線。這些曲線是_和_條件下，由_測得的。（答：HeV，NaV，V，一定的流體工質(zhì)，一定轉(zhuǎn)速，實驗）4） 離心泵銘牌上寫的參量是_時的參量。（答：max）5） 離心泵啟動前要盤車、灌液，灌液是為了防止_現(xiàn)象發(fā)生。（答：氣縛）6） 離心泵停泵要前先關小出口閥，以避免發(fā)生易損壞閥門和管道的_現(xiàn)象。（答：水錘）7） 離心泵在長期正常操作后雖工作條件未變，卻發(fā)生氣蝕，其原因一般是_。（答：汲入管內(nèi)壁因污垢沉積造成流體流動阻力增加）8） 液體容器繞中心軸等角速度旋轉(zhuǎn)，如附圖所示。液面任一點高度z與該點對軸心線的距離r之間的數(shù)量關系是z=_。（答：2r2/2g）【分析】旋轉(zhuǎn)液體中任一點都滿足的方程是：p+gz-2r2/2=常量c，如圖，取o點為柱坐標原點，在o點處，r=0，z=0，p=p0，所以c= p0，于是，上式可改成p+gz-2r2/2= p0，在液面上，p=p0，即gz=2r2/2，則z=2r2/2gzrP09） 如下圖，用離心泵將水由水槽輸入塔內(nèi)，塔內(nèi)壓強p2=0.2at（表壓），汲入及壓出管總長及局部阻力當量管長1+le=20mm，摩擦系數(shù)=0.024，則輸送每N水所需的外加功He與流量V的數(shù)量關系式為_。（答：He=10.24+4.06106V2）【分析】排1-2截面間伯努利方程：He=式中單位：Hem，Vm3/s 222H=8.2mP210） 承9）題，He表示在9）題條件下，為實現(xiàn)水流量為Vm3/s的輸送，1N水必須_的外加機械能J。9）題導出的HeV關系又稱為_。設為常數(shù)，此關系的一般式為_。（答：得到，管路特性曲線，He=H0+KV2）11）承9）題的管路特性方程可改寫成He=10.2+0.313V2m（式中：Vm3/h）。如選用的泵的“HeV”關系可表達為He=420.01V2m，則工作點為_。（答：V=9.92m3/h,He=41m）【分析】泵：He=420.01V2，He=10.2+0.313V2令He= He，得V=9.92m3/h，He=41m注意：V的單位只能統(tǒng)一才能聯(lián)立求解。12）承11）題，若略關小出口閥，使1+le=30m，設不變，則新工作點為_。（答：V1=8.14m3/h，He，1=41.3m）【分析】出口閥關小后，與原來的相比，1.5，所以K1=1.5K=1.50.313=0.47，新的管路特性方程為，令，所以 V1=8.14m3/h，He，1=41.3m13）承12）題，已知在出口閥關小后V1=8.14 m3/h時泵的效率=0.62，與原來的V=9.92m3/h相比，因關小閥而多消耗在閥上的軸功率Na=_。（答：372W）【分析】參照附圖，當閥關小V1=8.14m3/h時，若按原來的管路特性曲線計，只需=10.2+0.313(8.14)2=30.9m，但因閥關小增加閥的阻力，實際He,1=41.3m，所以因閥關小而多耗的軸功率14）承13）題，若管路及閥門開啟度均保持原來情況不變，用減小泵轉(zhuǎn)速的方法使流量降至8.14m3/h，則調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)速與原轉(zhuǎn)速之比n/n=_。（答：0.82）【分析】15）已知單臺離心泵的性能為He=420.01V2（Vm3/h），則兩臺相同的上述的泵串聯(lián)或并聯(lián)，其綜合的性能分別為He，串=_，He，并=_。答：，16）如圖，當泵出口閥全開，V=25 m3/h時管路阻力Hf=53.4mH2O，則閥全開時的管路特性方程為_。（答： ）【分析】閥全開，即53.4=K(25)2，所以K=0.0854m/()2故閥全開時管路特性方程為17）單項選擇題：離心泵的安裝高度與_。（答：D）（A）泵的結構無關 （B）液量流量無關 （C）汲入管阻力無關 （D）液體密度有關【分析】當離心泵從低位液槽汲液，液槽的液面壓強為P1（絕壓），該液體在工作溫度下的蒸汽壓為Pv，則泵的最大安裝高度為其中允許汽蝕余量與泵的類型，尺寸，轉(zhuǎn)速，流量有關。18）某離心泵在高原使用，外界大氣壓p0=8.6 mH2O（絕壓），輸15的水，水的蒸汽壓pV=1.707kPa。由工作點查得h允=3.5m，可算得汲入管阻力為2.3 mH2O，則最大安裝高度為_m。（答：2.63）【分析】 19）以離心泵由A槽把飽和液體輸至B槽。要求流量為16 m3/h。查得該泵在該流量時h允=2.4m，可算得汲入管阻力為3.3m。可判斷此泵在該流量時_發(fā)生氣蝕。（答：不會）【分析】飽和液體，即工作溫度下液體的蒸汽壓pv等于外壓p1，于是從附圖見，=-8m，因此<,故不會產(chǎn)生氣蝕。20）使用離心泵從此泵的位置更低的液槽汲液，不應在汲入管上裝閥以調(diào)節(jié)流量，原因是_。（答：當閥關小時會造成氣蝕）21）往復泵屬于_類型的流體輸送機械，常用于流量_，壓頭_的場合。在固定操作條件下，通過泵體的液體流量是恒定的。當需要調(diào)節(jié)流量時，不能用調(diào)節(jié)出口閥的辦法，只能用調(diào)節(jié)_方法解決。（答：正位移，小，大，旁路閥門）22）在風機樣本中，離心式風機的性能曲線是在一定轉(zhuǎn)速下，規(guī)定進口氣體密度=_kg/m3條件下測得的。性能曲線共有4條，即_、_、_和_曲線。（答：1.2，HTV,H靜V,NaV,V）23）若以下標“1”、“2”表示風機的進、出口截面，風機全風壓HT為_。（答：按風機進口截面處氣體密度計的每立方米氣體流過風機所提高的機械能，J/m3或Pa）24）在全風壓中，往往略去_項。（答：位能）25）若風機操作時進風口壓強為p1，出風口壓強為p2（全為絕壓），進風口氣體密度為1，出風口氣速為u2，則風機的靜壓強H靜=_，出口動能為_。（答：P2-P1,）26）若風機在工作時進風口氣體密度為，按此密度計的風機流量為V，實測得風機全風壓為,為了從風機樣本中選擇風機型號，須做參量轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換關系為：V樣本=_,（HT）樣本/1.2=_。（答：）第三章 顆粒流體力學與機械分離1) 正圓柱體顆粒，高h=2mm，底圓直徑d=2mm，其等體積當量直徑de,v=_mm,形狀系數(shù)=_。（答：2.29，0.874）2) 對某號篩，穿過篩孔的顆粒質(zhì)量稱為_，留在該號篩面上的稱為_。（答：篩過量，篩余量）3) 某顆粒群，依顆粒大小的差異，可粗分為三部分，其平均粒徑dp,i為1.08，1.52及2.24mm的部分的質(zhì)量分數(shù)xi相應為0.31，0.55及0.14，設所有顆粒形狀系數(shù)相同，則按比表面積相等原則算出的顆粒群的平均粒徑為_mm。（答：1.41）分析 4) 由固體顆粒堆積成的固定床，其空隙率=_。答：(床層體積-顆粒體積)/床層體積5) 對于顆粒亂堆的固定床，若顆粒足夠小，可認為床層各向同性，即床層內(nèi)處處_值相等，且床層內(nèi)任一平截面上空隙面積與界面總面積之比（自由截面率）在數(shù)值上等于_。（答：，）6) 當流體通過多孔介質(zhì)，或稱流體對固定床的滲流，當雷諾數(shù)Re<2，流動阻力屬粘性阻力時可用柯士尼公示計算流動阻力，該公式可表達為-pm=A_ _ _Pa。（式中A為固定床的結構參量，對一定的固定床，A為常量）（答：，u，L）7) 當流體通過多孔介質(zhì)，在更寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，亦即流動阻力可包含粘性阻力及渦流阻力時，可用歐根公式計算流動阻力。該公式可表示為-pm/L=A_ _+B_ _Pa.(式中A,B為固定床的不同的結構參量，對一定的固定床，A,B均為常量) （答：，u，u2）8) 為了固、液分離，常用的機械分離方法是_和_。（答：過濾，沉降）9) 過濾是以過濾介質(zhì)（如濾布，濾網(wǎng)）截留_的操作。濾餅過濾是指過濾過程中在過濾介質(zhì)上形成濾餅的操作。濾餅在過程中起_作用。在常見的用于固液分離的恒壓差濾餅過濾中，隨著過濾時間的延長，濾餅厚度L_,過濾阻力（濾液流過濾布及濾餅的阻力）_，濾液流率_。（v是通過濾布的液量累積量），這是個_過程。（答：懸浮在流體中的固體顆粒，過濾介質(zhì)，增加，減小，非定態(tài)）10) 若過濾面積為Am2,經(jīng)過一段時間的過濾后，得濾液量Vm3,同時生成厚度為Lm的濾餅，濾餅空隙率為，固體顆粒的密度為/m3，即可判斷截留的固體質(zhì)量為_，與之對應的液體體積為_m3。當過濾前懸浮液的濃度以固/m3清夜表示，則=_。答：，, 11) 推導液體流過濾餅（固定床）的過濾基本方程式的基本假設是：液體在多孔介質(zhì)中流型屬_，依據(jù)的公式是_公式。（答：層流，柯士尼）12) 在過濾速率方程中，對于液體流過過濾介質(zhì)的阻力的處理方法是，按等阻力原則將其折合成一層虛擬的厚度為Le的附加濾餅層，該虛擬濾餅層的結構與操作中生成的濾餅的相同。當過濾面積為A，則濾布阻力可用Le或qe表示，Le是_，qe是_。（答：與生成ALe濾餅層相應的濾液量，對單位過濾面積生成Le厚的濾餅所對應的濾液量）13) 以葉濾機恒壓過濾某懸浮液，已知過濾時間1=5min，單位過濾面積通過濾液量q1=0.112m3/m2,濾餅厚度L1=2.0mm，當過濾累積時間2=10min，累積的q2=0.162 m3/m2,則過濾總共時間3=25min時，濾餅厚度L3=_mm。（答：4.66）分析恒壓過濾，通式為，代入，兩時刻的值，得兩式聯(lián)立，解得, 對于 Lq，14) 承13）題，若過濾25min便停止過濾，則過濾終了時的瞬時過濾速率dq/d=_m3/(minm2)。（答：5.42 10-3）分析 15) 承14）題，若過濾停止后，即洗滌濾餅，洗滌液與濾液粘度相同，洗滌壓差與過濾壓差相同，洗滌液量為總濾液量的0.12，則洗滌時間W=_min。（答：5.78）分析對葉濾機，當，則16) 一個過濾周期包含著過濾、濾餅洗滌及清理三個階段，三段操作時間依次為F，W和R三者之和為，其中過濾階段得濾液量v，則過濾機得生產(chǎn)能力G=_m3/s.若為恒壓過濾且過濾介質(zhì)阻力不計，洗滌時,則當R=_時，生產(chǎn)能力最大。（答：）17) 在一臺板框壓濾機中濾框有_種結構類型，濾板有_種結構類型。（答：一，二）18) 某板框壓濾機對某料漿進行恒壓過濾，濾餅充滿濾框需22min，現(xiàn)框數(shù)加一倍，操作壓力及物性不變，則濾餅充滿濾框的時間是_min。（答：B） （A） 11 （B）22 （C）33 （D）4419) 板框壓濾機，若濾餅洗滌時，則()w=_()E。 （答：1/4）20) 以板框壓濾機恒壓過濾某懸浮液，若濾布阻力不計，懸浮液濃度不變，濾液粘度不變，僅是操作壓差增加一倍，已知濾餅的壓縮性指數(shù)S=0.35，則對于同一V值，增壓后的濾液流率為原來的_倍。（答：1.57）分析 21) 板框壓濾機恒壓過濾某料漿，若料漿濃度減小為原來的1/2，設濾布阻力可略，濾餅比阻系數(shù)及其他操作條件不變，可略去濾餅中濾液量，則濾餅充滿濾框的時間為原來條件下充滿濾框時間的_倍。（答：2）分析 ，濾餅充滿框時，L=0.5框厚=定值，當值減半，必然q值加倍。又，值減半，則K值加。由即可判斷，減半，則加倍22) 回轉(zhuǎn)真空過濾機在濾布阻力不計條件下的生產(chǎn)能力G=_m3/s。（答：）23) 回轉(zhuǎn)真空過濾機若增大轉(zhuǎn)速，優(yōu)點是_，缺點是_。（答：增大生產(chǎn)能力，卸濾餅處因濾餅變薄，刮刀易損壞濾布）24) 自由沉降是指顆粒在沉降過程中沒有同其他顆粒碰撞，而且不受_與_影響的沉降。（答：器壁，器底）25) 重力自由沉降速度ut是顆粒在重力場中，在流體中自由沉降且顆粒受到的_、_與_平衡時的恒定速度。（答：重力，浮力，曳力）26) p=2600/m3,dp=0.120mm的光滑圓球在20水中自由重力沉降速度ut=_m/s,水的=1.0cp. （答：1.26）分析設顆粒沉降屬斯托克區(qū)校核，計算有效27) 以重力沉降室分離某懸浮系的固體顆粒，若要求大于某指定粒徑的顆粒全部沉至器底，其處理能力與設備的_有關，與_無關。（答：水平面積，高度）28) 某懸浮系水平流過一重力沉降室，設進沉降室時懸浮系中顆粒分布均勻。當懸浮系離開沉降室時粒徑為dp,c的顆粒正好沉降至器底，此粒徑顆粒的自由沉降速度為ut,c,則dp<dp,c且自由沉降速度為ut的顆粒的收塵效率為_。（答：）29) 評價旋風分離器的主要性能指標是_與_。（答：粒級效率，壓降）30) 含塵氣體通過旋風分離器收塵，為表示其性能，常用的術語“粒級效率”是_，“分割粒徑d50”是_。（答：對某指定粒徑的顆粒的收塵效率，粒級效率為50%的顆粒粒徑）31) 據(jù)早期對旋風分離器的除塵機理研究，認為圓筒部分外旋流是唯一的除塵區(qū)，由此導出的“臨界粒徑dc”是_。（答：能全部收下的顆粒中的最小粒徑）32) 在散式流化作中，流化床的壓降pm等于單位床層橫截面積上懸浮顆粒的_。流體空速增大，床層高度_，床層空隙率_，壓降_。（答：凈重，增加，增加，不變）33) 在聚式流化操作中，可能發(fā)生的不正?，F(xiàn)象是_與_。（答：騰涌，溝流）34) 起始流化速度由_床的“壓降流速”曲線交點決定，帶出速度為最大流化速度，即顆粒的_速度。（答：固定，流化，自由沉降）第四章 傳熱及換熱器1）傳熱是以_為推動力的能量傳遞過程。（答：溫度差）2）傳熱的基本方式有_、_、_三種。（答：導熱，對流傳熱，熱輻射）3）熱冷流體熱交換的類型有三種，即_式、_式及_式。（答：間壁，直接接觸，蓄熱）4）常見的加熱劑有_、_、及_等。常用的冷卻劑有_、_及_等。（答：水蒸氣，熱水，礦物油，冷水，空氣，冷凍鹽水）5）對某換熱設備，單位時間熱冷流體間傳遞的熱量稱為_，常以Q表示，單位為W。單位時間、單位傳熱面積傳遞的熱量稱為_,常以q表示，單位是W/m2。（答：傳熱熱率或熱負荷，傳熱通量）6）某傳熱過程測得控制體內(nèi)某一點位置的溫度隨時間而變，即可判斷該傳熱過程為_過程。（答：非定態(tài)）7）定態(tài)、一維導熱、傅里葉定律的表達式是dQ=_.（答：）8）導熱系數(shù)的單位是_。使用此單位時，普通碳鋼、不銹鋼、空氣在常溫、常壓下的值分別為_、_、_。（答：W/(m)，45，16，0.02）9）對于大多數(shù)物質(zhì)，導熱系數(shù)與溫度t（）的關系為t=_。（答：）10）溫度升高金屬的導熱系數(shù)值_，液體的值_，空氣的值_。（答：減小，減小，增大）11）面積A=0.05m2，壁厚為3.0mm的金屬平壁，其導熱系數(shù)=45W/(m)。若壁的兩側面溫度分別為104和103.6，則傳熱速率Q=_W。（答：300）分析 12)483.5mm鋼管外包以8mm厚的保溫層，保溫層的導熱系數(shù)=0.12W/(m)，管內(nèi)壁及保溫層外側溫度分別為120及60，則每米管長的散熱速率Q/L=_W/m。（答：157）分析 13）對流給熱共分為四種類型即_、_、_和_給熱。（答：強制對流、自然對流、液體沸騰、蒸汽冷凝）14）對于無相變的對流給熱，以特征數(shù)表示的一般函數(shù)式為Nu=f(_,_,_).（答：Re，Gr，Pr）15) Gr=_ ,表示_熱過程的影響。（答：，自然對流運動）16）Pr=_,表示_對給熱過程的影響。（答：，流體物性）17）Nu=_,表示_。（答：，給熱速率與相同條件下按導熱計的導熱速率之比）18）水從603.5mm鋼管內(nèi)流過且被加熱，已知水的Pr=4.32，Re=1.44105,=0.634W/(m)，則水對管壁的給熱系數(shù)=_ W/(m). （答：6.613103）分析當流體從圓直、等徑管內(nèi)流過，當Re>4000，屬湍流，Pr0.7，流體粘度不大于同溫度水的年度的二倍且管子的長，徑比1/d>50（如無特殊說明，1/d的條件都滿足）的條件下可應用Dittus和Boelter公式。該公式Nu=0.023Re0.8Prn（n=0.4，當流體被加熱，n=0.3，流體被冷卻）。本題符合上述條件，且流體被加熱，故 W/(m2)19）承18題，若管子不變，水流速增加至原來的1.5倍，該物性數(shù)據(jù)不變，則=_ W/(m2). （答：9.147103）分析 W/(m2)20）承19題，若水流量不變，改用683mm鋼管，物性數(shù)據(jù)不變，則=_ W/(m2). （答：4.986103）分析 W/(m2)21）某流體經(jīng)過一直管后流入同一內(nèi)徑的彎管，則彎>直的原因是_。（答：在彎管內(nèi)流體有附加擾流）22）某金屬導線，直徑0.50mm，電阻0.16歐姆/m，通過1.6安培電流。導線發(fā)熱速率Q=I2RW。導線外包絕熱層，厚0.8mm，其=0.16 w/(m)。外圍是20的空氣，空氣=12 W/(m).。過程定態(tài)。則金屬線與絕熱層間界面溫度為_。（答：25.8）分析這是有內(nèi)熱源的導熱與對流給熱串聯(lián)傳熱的問題。令導熱直徑為d1，絕熱層外直徑為d2，導線外側溫度為t1，絕熱層外側溫度為t2，大氣溫度為to，可建立如下傳熱速率式：即t1=25.823)某蒸汽管外包有厚度為的絕熱材料?，F(xiàn)將該保溫層劃分成厚度為/2的內(nèi)外兩層，略去保溫層導熱系數(shù)值隨溫度的變化，則內(nèi)保溫層熱阻_于外包保溫層熱阻。（答：大）分析 因Am,內(nèi)<Am,外，故內(nèi)層熱阻大于外層熱阻24）某鋼管外壁溫度高于外界空氣溫度，為減少散熱，擬在管外包厚度均為的兩層保溫層。現(xiàn)有導熱系數(shù)分別為1和2的兩種絕熱材料，2>1則把1的絕熱材料包在_層的保溫效果好。（答：內(nèi)）25）某小口徑鋼管，外半徑為r1，外壁溫度為T，外界空氣溫度為t0，空氣給熱系數(shù)為。T>t0,為減小散熱，擬在管外包導熱系數(shù)為的保溫層，保溫層厚，保溫層外半徑為r2。設T、均為恒值。在實踐中發(fā)現(xiàn)，單位管長散熱速率Q/L隨的增大出現(xiàn)先升后降的現(xiàn)象，如附圖所示，Q/L最大時的為臨界保溫層厚c，可推得，Q/L最大時保溫層外半徑r2，c=_。（答：）CQ/L分析 可見，隨r2增大，保溫層的熱阻增大，而空氣的給熱熱阻減小，二者對Q/L的影響相反?？赏ㄟ^R對r2極值以求出r2，c令得此極限是極大還是極小值，須以二階導數(shù)判定。當，則，即當時，R為極小亦即Q/L為極大。26）大容器內(nèi)液體沸騰給熱隨液體過熱度t（即加熱壁壁溫tw與液體飽和溫度ts之差）增加，可向后出現(xiàn)_、_及_給熱三種狀況。正常操作應在_給熱狀況。（答：自然對流、泡核沸騰、膜狀沸騰、泡核沸騰）27）承26題，_給熱狀況是不允許發(fā)生的，若發(fā)生則屬生產(chǎn)事故，故正常操作的過熱度必須嚴控在_以下。（答：膜狀沸騰、臨界過熱度）28) 液體沸騰的必要條件是_和_。（答：液體過熱、有汽化核心）29）蒸汽冷凝分膜狀與滴狀冷凝兩種類型。于同一蒸汽同一冷凝溫度ts，滴狀冷凝值常取為_ W/(m). （答：大、膜、10000）30）水蒸汽冷凝，若水蒸汽中混有1%的空氣（不凝性氣體），其值會比純水蒸汽值下降_%（答：60）31）蒸汽膜狀冷凝凝液在壁面層流流下，若蒸汽飽和溫度與壁溫之差（tstw）增大，則值_。（答：減?。┓治?，此公式不必記，但與得關系應知道32) 靠自然抽風的煙囪，在煙囪內(nèi)煙氣與煙囪壁間的給熱是自然對流還是強制對流給熱？答： 。（答：強制對流給熱）33) 黑體是 。黑體的輻射能力Eb=C0( )4 W/m2,其中C0是黑體的輻射系數(shù)，其值為 W/(m2K4). （答：吸收率a=1的物體，T/100,5.67）34) 某種物體在某溫度下對任一波長的單色輻射能力與同溫同一波長的黑體單色輻射能力之比E/Eb=,若值不隨波長而變，該物體稱為 ，稱為該物體的 。（答：灰體，黑度）35) 空間有面積分別為A1及A2的兩平面，其間相對位置是任意的。角系數(shù)j12表示 。 A1j12 A2j21。（答：黑體或灰體的A1平面發(fā)出的輻射能中到大A2的平面的分率，=）36) 兩灰體為透熱體，則由1面至2面的凈輻射傳熱速率Q12=C0s W。式中s為系統(tǒng)黑度。對于很大的物體2包住凸面物體1，則上式中s= 。（答：）37) 設有溫度分別為TA和TB兩平行平面，TA>TB,為減少輻射傳熱，在兩平板間設置幾塊平行遮熱板，所有板的黑度相等，各板面積相同，間距很小，則設置遮熱板后的輻射傳熱速率為未裝遮熱板時 。（答：1/(n+1)）分析兩平行板間：本題條件下，=常數(shù)未裝遮熱板 裝遮熱板后 38) 用熱電偶測量某管道內(nèi)流動氣體的溫度。由儀表中讀得熱電偶溫度為780 。熱電偶的黑度為0.06，輸氣管管壁溫度為600 。氣體的給熱系數(shù)為65W/(m2. )若把熱電偶溫度視為氣體溫度，按絕對溫度計算的相對誤差是_。減小測溫誤差的方法有_。（答：-24.4%，熱電偶外裝遮熱罩及減少輸氣管的散熱速率等）分析管內(nèi)傳熱情況為：。在過程定態(tài)，即熱電偶溫度恒定條件下，令氣體、熱電偶及管壁溫度分別為Tg，T1，Tw，熱電偶的黑度為，則下士成立：即Tg=1392.9K=1120故測溫相對誤差=（780+273.2-1392.9）、1392.9=-24.4%39) 常見的間壁式換熱器有以下類型：_式，_式及_式等。（答：套管，列管，板，螺旋板，熱管任寫三種）40) 用套管換熱器以冷水使飽和甲苯蒸汽冷凝為飽和液體。甲苯走環(huán)隙，溫度T=100 ，流量Wh=2200kg/h，其冷凝潛熱rh=363kJ/h，冷凝水走內(nèi)管內(nèi)，進出口水溫分別是t1=15 ，t2=43 ，水的比熱Cp.c=4.174kJ/(kg. )。則該換熱器的熱負荷Q=_kJ/h,平均傳熱溫差tm=_ 。（答：7.986105，6.833103，70.07）分析Q=Whrh=2200363=7.986105 kJ/h又Q=WcCp，c（t1-t2）即7.986105=Wc4.174（43-15）所以Wc=6.833103kg/h因為t1=100-15=85，t2=100-43=57所以tm=（t1-t2）/Ln（t1/t2）=（85-57）/Ln（85/57）=70.0741) 承40）題，已知內(nèi)管規(guī)格為573.5mm，內(nèi)管內(nèi)冷凝水給熱系數(shù)i=3738W/(m2. ),環(huán)隙中甲苯冷凝的給熱系數(shù)0=5200W/(m2. ),若略去管壁及污垢熱阻，則以內(nèi)管壁面為基準的傳熱系數(shù)Ki=_W/(m2. ),該換熱器的長度L=_m。（答：2292，7.68）分析 所以Ki=2292 W/(m2. )又，即所以L=8.8m42) 承41）題， 若其它條件不變，只是因氣候變化，冷水進口溫度為20，設物性數(shù)據(jù)不變，則冷水出口溫度t2=_。（答：46.5）分析對于熱流體側為蒸汽冷凝，有相變且熱流體溫度T保持不變，而冷流體側則無相變，有溫度變化的情況，可運用如下等式：所以原來： ，均前后不變后來：前后情況對比，得43) 列管換熱器有三種類型，即：_式，_式及_式。（答：固定管板，U形管，浮頭）44) 列管換熱器內(nèi)設置折流板的目的是_。（答：增大殼程流體流速，使盡量多的殼程流體可垂直流過管束，使其給熱系數(shù)增大）45) 折流板有兩種形式，即_式和_式。（答：圓缺形，盤環(huán)形）46) 某單管程，單殼程列管換熱器，殼程為水蒸汽冷凝，蒸汽溫度為T=140，管程走空氣，由t1=20升至t2=90。若將此換熱器改為雙管程，空氣流量不變，設空氣物性不變，空氣原來在管內(nèi)湍流，管壁及污垢熱阻均可略去，改為雙管程后換熱管數(shù)不變，則改為雙管程后空氣出口溫度t2=_。（答：113.9）分析原來： 后來：兩式相除，得，由于水蒸氣冷凝空氣，且管壁及污垢熱阻不計，故，又由于空氣在管內(nèi)均為湍流，且改成雙管程后，空氣在管內(nèi)的流速為單管程的2倍，故因此，=113.947) 螺旋板換熱管的特點是_。（答：因時彎曲通道，比起直通道，在其他條件相近時，傳熱系數(shù)較大，熱冷流體逆流換熱，平均溫差大，緊湊，不易堵塞，但壞了不能修）48) 如下圖，當Wc下降，其他不變，則_（答：A）t2Wh,T1T2Wc,t1A)Q ,t2 ,T2 B)Q不變,t2 ,T2 均不變C) Q ,t2 ,T2 D）Q ,t2 ,T2 分析 （幅度大） （幅度大） （幅度小） （幅度?。?（幅度小）又Q=，可判斷，t2必然上升 （幅度小） （幅度大）49） 有一加熱釜，內(nèi)有Wkg比熱為Cp的液體。用蛇管加熱器加熱液體，蛇管內(nèi)通溫度為T 的飽和蒸汽，凝液為飽和水。釜內(nèi)有攪拌器，故液體溫度均勻。蒸汽與釜液之間傳熱系數(shù)為K1，蛇管換熱器面積為A1。外界空氣溫度為t0，釜液與外界空氣的傳熱系數(shù)為K2，釜液溫度升至tmax時，便維持恒溫。寫出釜液升溫階段有t1升至t2所需時間的計算式及計算tmax的計算式。（答：在釜液升溫的非定態(tài)過程，在dt時間內(nèi)） 即