化工原理簡(jiǎn)答

1、.1什么是離心泵的允許安裝高度的？如何提高？答：離心泵允許安裝高度是指泵的吸入口與吸入貯槽液面間可允許達(dá)到的最大垂直距離。盡量減小吸入管的壓頭損失，增大吸入管直徑、縮短吸入管長(zhǎng)度，減小拐彎并省去不必要的管件和閥門；將泵安裝在貯槽液面以下，使液體利用位差自動(dòng)灌入泵體內(nèi)。 2孔板流量計(jì)和轉(zhuǎn)子流量計(jì)的主要區(qū)別是什么？ 答：（1）孔板流量計(jì)的節(jié)流口面積不變，流體流經(jīng)節(jié)流口所產(chǎn)生的壓差隨流量不同而變化，故可通過壓差計(jì)讀數(shù)來(lái)反映流量的大小，這類流量計(jì)又稱為差壓流量計(jì)； 2分（2）轉(zhuǎn)子流量計(jì)是使流體流經(jīng)節(jié)流口所產(chǎn)生的壓降差保持不變，而節(jié)流口的面積隨流量而變化，由此變動(dòng)的截面積來(lái)反映流量的大小，即根據(jù)轉(zhuǎn)子所處

2、位置的高低來(lái)讀取流量，故此類流量計(jì)又稱為截面流量計(jì)。 3影響對(duì)流傳熱系數(shù)的因素有哪些？（1）流體的種類和相變化情況；流體的物性（導(dǎo)熱系數(shù)、粘度、比熱和密度、體積膨脹系數(shù)）；流體的溫度； （2）流體的流動(dòng)狀態(tài)；流體流動(dòng)的原因；傳熱面的形狀、位置和大小。 2分4雷諾準(zhǔn)數(shù)（Re）的物理意義是什么？直管內(nèi)流體的流動(dòng)類型如何判斷？（1）雷諾數(shù)的物理意義是指流體流動(dòng)中慣性力與粘性力之比； 2分（2）流體在直管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，當(dāng)Re2000時(shí)，層流；當(dāng)Re4000時(shí)，湍流；當(dāng)Re在2000-4000時(shí)，可能是層流，也可能是湍流。 2分5什么叫離心分離因數(shù)？其值大小說明什么？（1）離心分離因數(shù)是指在同種介質(zhì)中粒子所

3、在位置的慣性離心力場(chǎng)強(qiáng)度（離心沉降速度）與重力場(chǎng)強(qiáng)度（重力沉降速度）之比； 2分（2）離心分離因數(shù)是離心分離設(shè)備的重要指標(biāo)，其值越大，說明離心沉降設(shè)備的分離效果遠(yuǎn)較重力沉降設(shè)備好。1試述對(duì)流傳熱的機(jī)理? 答：熱流體流過固體壁面時(shí)，在湍流主體中，流體劇烈攏動(dòng)，形成漩渦，使質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)烈混合而交換熱量，溫度較均勻，幾乎不存在溫度梯度； 2分在緊靠管壁的一層很薄的作層流流動(dòng)的流體層（層流底層）內(nèi)，熱量傳遞以導(dǎo)熱方式進(jìn)行，由于流體的導(dǎo)熱系數(shù)很小，故熱阻主要集中層流底層內(nèi)，溫度梯度較大；在緩沖層中，熱對(duì)流與熱傳導(dǎo)的作用大體相同，在該層內(nèi)溫度發(fā)生較緩慢的變化。 2分2強(qiáng)化傳熱過程應(yīng)采取哪些途徑?答：(1) 增加

4、傳熱面積，如在管內(nèi)外壁裝上翅片，采用螺旋管或粗糙管代替光滑管；1分 (2)增大傳熱溫差，可采用逆流操作； 1分(3)提高總傳熱系數(shù)K，如由單程改為多程，或在殼程中增設(shè)檔板，對(duì)于蛇管式換熱器，加入攪拌裝置或在蛇管圈中增設(shè)杯狀物（強(qiáng)化圈）在列管換熱器中還可采用導(dǎo)熱系數(shù)大的流體作載熱體。 2分3什么叫化工單元操作？常用的化工單元操作有哪些（至少四種）？ 答：化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，具有共同物理變化，遵循共同物理學(xué)定律的一些物理操作過程。 例如：流體輸送、沉降、過濾、加熱、冷卻、蒸餾、吸收、萃取、干燥等。 4為什么離心泵開車前和停車前均要關(guān)閉出口閥門？答：離心泵工作時(shí)，其軸功率Ne隨著流量增大而增大，所以

5、泵起動(dòng)時(shí)，應(yīng)把出口閥關(guān)閉，以降低起動(dòng)功率，保護(hù)電機(jī)，不致于超負(fù)荷而受到損失； 離心泵停車前，應(yīng)先關(guān)閉出口閥門，以免排除管路內(nèi)液體倒流，使葉輪受沖擊而損壞。1何謂離心泵的氣蝕？為避免氣蝕可采取什么措施？答：因?yàn)槿~輪入口及其背面存在低壓區(qū)，隨著吸水高度Z的增加，則吸入口壓力pc減小，當(dāng)其減小到某一值時(shí)，低壓區(qū)的壓力pk就會(huì)等于或小于送液的飽和蒸汽壓ps，此時(shí)低壓區(qū)液體沸騰，產(chǎn)生大量氣泡，同時(shí)，溶解在液體中的空氣，也會(huì)因壓力降低而逸出，生成的氣泡； 隨液流流入葉輪高壓區(qū)，氣泡就會(huì)破碎，體積驟然縮小，大量液體就會(huì)沖擊過去，沖擊點(diǎn)可達(dá)上百個(gè)大氣壓，且頻率非常高，沖擊波及氣中微量氧共同作用可使葉輪及原殼出

6、現(xiàn)斑痕，甚至呈海綿狀，這種現(xiàn)象稱為氣蝕。 為避免發(fā)生氣蝕，就應(yīng)設(shè)法使葉片入口附近的壓力高于輸送溫度下液體的飽和蒸汽壓，如合理確定泵的安裝高度、輸送液體溫度不宜過高、減少泵吸入管路的局部阻力。 2試比較離心沉降和重力沉降的異同？ （1）離心沉降效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于重力沉降，可分離密度差較小、顆粒粒度較細(xì)的非均相物系，設(shè)備尺寸也縮小很多； 3分（2）離心力場(chǎng)強(qiáng)度不是常數(shù)，隨位置和切向速度而變，其方向沿旋轉(zhuǎn)半徑從中心指向外周，而重力場(chǎng)強(qiáng)度基本上是常數(shù)，其方向指向地心。 3試說明導(dǎo)熱系數(shù)、對(duì)流傳熱系數(shù)和總傳熱系數(shù)的物理意義、單位和彼此間的區(qū)別？ （1）導(dǎo)熱系數(shù)在數(shù)值上等于單位溫度梯度下的熱通量，單位為W/(m

7、)，它表征物質(zhì)導(dǎo)熱能力的大小，是物質(zhì)的物理性質(zhì)之一。 2分（2）對(duì)流傳熱系數(shù)在數(shù)值上等于單位溫度差（流體與壁面間）下、單位傳熱面積的對(duì)流傳熱速率；單位為W/(m2)，它反映了對(duì)流傳熱的快慢，它不是流體的物性，而受諸多因素（有無(wú)相變、流動(dòng)狀態(tài)、流體物性和壁面情況等）的影響，反映對(duì)流傳熱熱阻的大小。 2（3）總傳熱系數(shù)在數(shù)值上等于單位溫度差（兩流體間）下的總傳熱通量，單位與對(duì)流傳熱系數(shù)相同，但其對(duì)應(yīng)的溫度差所代表的區(qū)域不同，K的數(shù)值與流體的物性、傳熱過程的操作條件及換熱器的類型等諸多因素有關(guān)。1在層流區(qū)內(nèi)，溫度升高后，同一顆粒在液體和氣體中的沉降速度增大還是減??？為什么？答：（1）顆粒在液體中的沉

8、降速度增大，在氣體中的沉降速度減?。?（2）在層流區(qū)內(nèi)，顆粒沉降速度與粘度成反比，而增大溫度升高后，液體粘度減小，氣體粘度增大。 2如何增大間壁式換熱器的總傳熱系數(shù)？答：（1）欲提高總傳熱系數(shù)，就需減小管壁兩側(cè)的對(duì)流傳熱熱阻、污垢熱阻和管壁熱阻對(duì)K值影響較大的熱阻； 2分（2）為減小熱阻可采用如下方法：提高流體的流速，增強(qiáng)流體的擾動(dòng)，在流體中加固體顆粒，采用短管換熱器，防止污垢形成并及時(shí)清除污垢。 3何謂允許吸上真空度？與哪些因素有關(guān)？答：（1）允許吸上真空度是指為避免汽蝕現(xiàn)象，泵入口處壓力可允許的最高真空度； （2）其值與泵的結(jié)構(gòu)、流量、被輸送液體的性質(zhì)及當(dāng)?shù)卮髿鈮河嘘P(guān)。 4物體的黑度與吸收

9、率有何區(qū)別？答：（1）在同一溫度下，物體的吸收率和黑度在數(shù)值上是相同的。但是吸收率和黑度兩者的物理意義則完全不同。 （2）吸收率表示由其他物體發(fā)射來(lái)的輻射能可被該物體吸收的分?jǐn)?shù)；后者為發(fā)射率，表示物體的輻射能力占黑體輻射能力的分?jǐn)?shù)。由于物體吸收率的測(cè)定比較困難，因此工程計(jì)算中大都用物體的黑度來(lái)代替吸收率。 3分5摩擦系數(shù)圖（-Re，/d）上可分幾個(gè)區(qū)域？完全湍流區(qū)有何特點(diǎn)？答：（1）層流區(qū)，Re2000，過渡區(qū)，Re=2000-4000，湍流區(qū)，Re4000及虛線以下區(qū)域，圖中虛線以上區(qū)域?yàn)橥耆牧鲄^(qū)。 2分（2）此區(qū)域內(nèi)摩擦系數(shù)只與相對(duì)粗糙度/d有關(guān)，與Re數(shù)無(wú)關(guān)；若l/d值一定時(shí)，流動(dòng)阻力

10、所引起的能量損失hf與管內(nèi)速度的平方u2成正比；相對(duì)粗糙度/d越大的管道，達(dá)到阻力平方區(qū)的Re值越低。1管殼式換熱器為何采用多管程和多殼程？對(duì)其性能有何影響？答：當(dāng)流體流量較小或傳熱面積較大而需要管數(shù)很多時(shí)，有時(shí)會(huì)使管內(nèi)流速較低，因而對(duì)流傳熱系數(shù)較小。為了提高管內(nèi)流速，可采用多管程。 2分但程數(shù)過多，管程流動(dòng)阻力加大，增加動(dòng)力費(fèi)用；同時(shí)多程會(huì)使平均溫度差下降；此外多程隔板使管板上可利用的面積減少。采用多程時(shí)，通常應(yīng)使每程的管子數(shù)大致相等。2分當(dāng)溫度差校正系數(shù)低于0.8時(shí)，可采用多殼程。但由于殼程隔板在制造、安裝和檢修等方面的困難，通常將幾個(gè)換熱器串聯(lián)使用，以代替多殼程。 2分臨界粒徑：理論上在旋風(fēng)分離器中能被完全分離下來(lái)的最小顆粒直徑。2何謂流態(tài)化技術(shù)？不同流速時(shí)顆粒床層如何變化？答：將大量固體顆粒懸浮于流動(dòng)的流體之中，并在流體作用下使顆粒作翻滾運(yùn)動(dòng)，類似于液體的沸騰，這種狀態(tài)稱為固體流態(tài)化。