過程原理與設(shè)備自學考試試題及答案要點

1、名詞解釋1.層流：2.氣縛：3.離心沉降：4.滴狀冷凝：5.液沫夾帶：6.質(zhì)量流速：7.萃?。?.自由沉降：9.變溫傳熱：10.液泛：11.穩(wěn)定流動：12.摩擦阻力損失：13.過濾：14.溫度梯度：15.漏液：16.湍流：17.揚程：18.曳力：19.自然對流：20.蒸餾：21.層流底層：22.機械損失：23.沉降分離法：24.強制對流：25.液面落差：26. 不可壓縮流體：27. 完全湍流：過程原理與設(shè)備自學考試試題3328. 干擾沉降：29. 熱輻射：30. 飽和狀態(tài)：二、填空題1. U形管液柱壓差計中，指示液必須與被測流體 ，不起化學作用，且其密度要被測流體的密度。2. 離心泵的工作點是

2、曲線與曲線的交點。3. 根據(jù)傳熱的機理不同，將傳熱分為 、和三種基本方式。4. 精餾塔有 種進料熱狀態(tài)，其中 進料q值最大，進料溫度tF泡點tb5. 某設(shè)備的真空表讀數(shù)為200mmHg則它的絕對壓強為mmHg當?shù)氐拇髿鈮簭姙?01.33 x 103Pa。6離心泵啟動前需要向泵充滿被輸送的液體，否則將可能發(fā)生現(xiàn)象。7 將降塵室用隔板分層后，若能100%除去的最小顆粒直徑要求不變，則生產(chǎn)能力將，沉降速度，沉降時間。&有相變時的對流傳熱系數(shù)比無相變時 ，黏度值大，對流傳熱系數(shù) 。9. 精餾操作時，增大回流比，其他操作條件不變，則精餾段液氣比L/V，餾出液組成 Xd，釜殘液組成 X 。10.

3、微差壓差計的 U形管中放置兩種密度不同， 的指示液，管的上端有擴張室，擴張室有足夠大的。11. 離心泵特性曲線包括 、和三條曲線。12根據(jù)熱補償方式的不同，寫出三種管殼式換熱器的基本形式：、和13蒸汽冷凝有 和兩種方式。14 一般情況下，溫度升高，氣體的粘度 ,液體的粘度 。15.離心泵啟動前應先 ，并且應 出口閥。18兩管并聯(lián)，若 d1=2d2,L1=2L2，則 hf,1/hf,2 =。20. 隨著過濾操作的進行，濾餅厚度逐漸增大，過濾的阻力逐漸 ,若在一定的壓力差條件下操作，過濾速率逐漸 。其他條件維21. 精餾塔的設(shè)計中，若進料熱狀態(tài)由原來的飽和蒸汽進料改為飽和液體進料,持不變，則所需理

4、論板數(shù) N，L，V，L' , V 22. 間壁兩側(cè)流體的傳熱過程a 1、a 2值相差很大（a 1a 2） , K值接近。23長度為a,寬度為b的矩形管道，在其管道內(nèi)流動時當量直徑de等于。24離心泵的安裝高度超過允許吸上高度時，將可能發(fā)生 現(xiàn)象。25降塵室與沉降槽均為流固分離設(shè)備，它們的生產(chǎn)能力與該設(shè)備的 有關(guān)，而與無關(guān)。26. 在對流傳熱中，按其產(chǎn)生的原因，可分為27.分離要求一定。當回流比為一定時，在五種進料狀況中,溫度，此時，提餾段操作線與平衡線之間的距離對流與對流。進料的q值最大，其,分離所需的總理論板數(shù)。三、單項選擇題（4選1）1. 隨著溫度的升高，貝U 。氣體黏度增大，液體

5、黏度減小氣體、液體黏度均減小2. 離心泵的揚程是指 。實際的升揚高度單位重量液體通過泵的能量3. 助濾劑的作用是：。降低濾液粘度減少流動阻力幫助介質(zhì)攔截固體顆粒4空氣、水、金屬的導熱系數(shù)分別為入1 入2 入3入2入3 V入1氣體、液體黏度均增大氣體黏度減小，液體黏度增大泵的吸上高度液體出泵和進泵的壓強差換算成的液柱高形成疏松餅層使濾液得以暢流使得濾餅密實且具有一定剛性入1、入2、入3,其大小順序為 入2入3入1入1入2入35某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成xa=0.4，相應的泡點溫度為t1,氣相組成yA=0.4，相應的露點溫度為t2，則。 t 1t2t 1=t2t 1t2 不能判斷6

6、. 在靜止流體內(nèi)部各點的靜壓強相等的必要條件是 。 同一種流體內(nèi)部連通著的兩種流體 同一種連續(xù)流體同一水平面上，同一種連續(xù)的流體7.離心泵的效率和流量Q的關(guān)系為Q增大，增大Q增大，先增大后減小Q增大，減小Q增大，先減小后增大8.對間壁兩側(cè)流體一側(cè)恒溫、另一側(cè)變溫的傳熱過程，逆流和并流時Ctm大小為t m逆- -t m并匚tm逆；=tm并-1 m逆二-: tm并無法確定9水在內(nèi)徑一定的圓管中穩(wěn)定流動，若水的質(zhì)量流量保持穩(wěn)定，當水溫度升高時，Re值將變大變小不變不確定10.對于飽和蒸汽進料，則VV。等于小于大于不確定11. 流體在圓形直管中流動時，判斷流體流型的準數(shù)為 。 ReNu PrGr12.

7、 離心泵停止操作時，宜 。 先關(guān)出口閥后停電先停電后關(guān)出口閥 先關(guān)出口閥或先停電均可單級泵先停電，多級泵先關(guān)出口閥13. 雙層平壁穩(wěn)態(tài)熱傳導，兩層壁厚相同，各層的導熱系數(shù)分別為入1和入2，其對應的溫度差為 t 1和 t 2 ,若 t 1 A t 2,貝y。入1入2入1入2 入1=入2無法確定14由離心泵和某一管路組成的輸送系統(tǒng)，其工作點 。 由泵銘牌上的流量和揚程所決定 即泵的最大效率所對應的點 由泵的特性曲線所決定 是泵的特性曲線與管路特性曲線的交點15.精餾的操作線為直線，主要是因為： 。 理論板假定理論物系恒摩爾流量假設(shè)塔頂泡點回流16以下方程中哪一個方程適用于可壓縮流體?：u =常數(shù)

8、:?Au =常數(shù) ud =u2A2up； =u2d；17離心泵的安裝高度與 。 泵的結(jié)構(gòu)無關(guān)液體流量無關(guān) 吸入管路的阻力無關(guān)被輸送流體的密度無關(guān)18.欲提高降塵室的生產(chǎn)能力，主要的措施是 。 提高降塵室的高度延長沉降時間增大沉降速度增大底面積19在間壁式換熱器內(nèi)用飽和水蒸汽加熱空氣，此過程的總傳熱系數(shù)K值接近于 a蒸汽 a空氣 a蒸汽與a空氣的平均值 與溫度有關(guān)20.進料狀態(tài)改變，將引起連續(xù)精餾塔的 改變。平衡線;平衡線和操作線; 操作線和q線；平衡線和q線21 用U型壓差計測量壓強差時，壓強差的大小 與讀數(shù)R有關(guān)，與密度差 與讀數(shù)R無關(guān)，與密度差 與讀數(shù)R有關(guān)，與密度差 與讀數(shù)R有關(guān)，與密度

9、差22 離心泵銘牌上標明的揚程是功率最大時的揚程泵的最大量程23.下面哪個是過濾推動力：（p指-p ）有關(guān)，與（p指-p ）無關(guān)，與（p指-p ）無關(guān)，與 （p指-p ）無關(guān)，與最大流量時的揚程效率最高時的揚程U形管粗細無關(guān)U形管粗細有關(guān)U形管粗細無關(guān)U形管粗細有關(guān)液體經(jīng)過過濾機的壓強降濾餅兩側(cè)的壓差 介質(zhì)兩側(cè)的壓差加上濾餅兩側(cè)的壓差 介質(zhì)兩側(cè)的壓差24 計算液體在圓形管內(nèi)對流傳熱系數(shù)，若采用Nu =0.023Re°8Prn式中指數(shù) n為0.40.3 被加熱時0.4 ,被冷卻時0.3 被加熱時0.3 ,被冷卻時0.425精餾塔中由塔頂向下的第n-1 , n, n+1層塔板，其氣體組成

10、關(guān)系為 。 y n+1 >yn>yn-1 y n+1 < y n <y n-1y n+1=y n=yn-1（ 不確26在定態(tài)流動系統(tǒng)中，水由粗管連續(xù)地流入細管，若粗管直徑是細管的2倍，則細管流速是粗管的倍。27. 離心泵效率最高的點是：_ 工作點操作點28. 要使顆粒從氣流中除去的條件, 時間。w29. 蒸汽冷凝時，膜狀冷凝的a_設(shè)計點計算點必須使顆粒在降塵室內(nèi)的停留時間V滴狀冷凝的a顆粒的沉降 等于大于小于不一定30. 當分離沸點較高，而且又是熱敏性混合液時，精餾操作壓力應采用：加壓精餾減壓精餾常壓精餾間歇精餾 四、多項選擇題（每題 5個答案，2個以上為正確答案）1.

11、 在降塵室中，顆粒的沉降速度與下列因素有關(guān)的是：。顆粒的幾何尺寸顆粒與流體的密度流體的水平流速 壁效應2. 關(guān)于傳熱系數(shù) K下列說法正確的是： 。 總傳熱系數(shù)K可用來表示傳熱過程的強弱與冷熱流體的物性無關(guān)。 傳熱過程中總傳熱系數(shù) K實際是個平均值。 總的傳熱系數(shù)K隨著所取的傳熱面不同而異。 要提高K值，應從降低最大熱阻著手。 總傳熱系數(shù)K與兩側(cè)流體的流動形式無關(guān)。3. 下列單元操作中屬于質(zhì)量傳遞的有： 。流體輸送蒸發(fā)蒸餾萃取結(jié)晶4. 改善測量精度，減少 U形管壓差計測量誤差的方法有： 。減少被測流體與指示液之間的密度差采用傾斜式壓差計加大被測流體與指示液之間的密度差采用微差壓差計 加大U形管的

12、直徑尺寸5. 下面有關(guān)理論板概念中正確的是： 。 理論板就是實際塔板顆粒的形狀而離開該板是氣、液 理論板是理想化的塔板，即不論進入該板的氣、液相組成如何， 相在傳質(zhì)、傳熱兩方面都達到平衡 氣液兩相離開該板是組成平衡，溫度相同 在精餾計算中，一般首先求得理論板數(shù)，再用塔效率予以修正，即可得到實際板數(shù) 理論板是一個氣液兩相都充分混合而且傳質(zhì)和傳熱過程的阻力皆為零的理想化塔板6. 下列單元操作中屬于質(zhì)量傳遞的有： 。沉降 吸收 干燥 過濾膜分離7. 泵的實際操作過程中，流量調(diào)節(jié)的方法有： 。改變閥門開度改變泵的轉(zhuǎn)數(shù)泵的并聯(lián)操作泵的串聯(lián)操作改變泵的安裝位置8. 對于靜止流體中顆粒的自由沉降而言，在沉降

13、過程中顆所受到的力有：。場力（重力或離心力）浮力曳力（阻力）牛頓力排斥力9. 傳熱的目的是：。物料的加熱或冷卻熱量或冷量的回收利用設(shè)備與管路的保溫萃取 蒸發(fā)10. 下列說法正確的是： 。 蒸餾和精餾是分離互溶液體混合物的方法之一 最簡單的蒸餾是平衡蒸餾和簡單蒸餾 平衡蒸餾又稱閃蒸，是間歇操作過程 簡單蒸餾是間歇操作過程 組分間揮發(fā)度的差異是蒸餾分離操作的依據(jù)和基礎(chǔ)11. 下列單元操作中屬于熱量傳遞的有： 。攪拌加熱 冷卻 蒸發(fā)膜分離12. 根據(jù)雷諾實驗表明，流體在管路中的流動狀態(tài)有： 。層流過渡流 湍流擾動流 粘性流13. 提高泵的允許安裝高度的措施有： 。采用較大吸入管徑將泵安裝在貯罐液面以

14、下縮短吸入管路長度 減少不必要的管件和閥門提高輸送流體的溫度14. 下面關(guān)于過濾描述正確的是： 。 過濾介質(zhì)常為多孔織物，其網(wǎng)孔尺寸未必一定小于被截留的顆粒直徑 經(jīng)過過濾初級階段后形成的濾餅才是真正有效的過濾介質(zhì)在慣性和擴散作用同時也有少量顆粒 過濾時，固體顆粒并不形成濾餅而使沉積于較厚的過濾介質(zhì)內(nèi)部, 下，進入通道的固體顆粒趨向通道壁面并憑借靜電與表面力附著其上 過濾剛開始時，會有部分顆粒進入過濾介質(zhì)網(wǎng)孔中發(fā)生架橋現(xiàn)象,穿過介質(zhì)而混于濾液中 過濾介質(zhì)能將液體中的固體顆粒全部攔截住15. 某連續(xù)操作的常規(guī)精餾塔，在保持進料的流量、組成和熱狀態(tài)一定，以及塔釜加熱蒸汽量和塔頂冷凝器冷卻水量一定的條

15、件下，如加大回流比，將會引起哪項變化：。 塔頂產(chǎn)品濃度XD將提高XD將下降 塔頂產(chǎn)品產(chǎn)量D將提高D將下降 W將提高16. 下列單元操作中屬于質(zhì)量傳遞的有： 。吸附吸收 結(jié)晶蒸發(fā)過濾17. 下列論斷中正確的是： 。 皮托管用于測量沿截面的速度分布，再經(jīng)積分可得流量 孔板流量計的測量原理與皮托管相同 文丘里流量計將測量管段制成漸縮漸擴管是為了避免因突然的縮小和擴大造成的阻 力損失 轉(zhuǎn)子流量計的顯著特點是恒流速、恒壓差 濕式氣體流量計是一種用來測量氣體體積的容積式流量計18. 離心泵發(fā)生汽蝕會造成的危害有： 。發(fā)生噪聲，引起震動葉輪表面出現(xiàn)海綿狀、魚鱗狀破壞不能吸入液體 產(chǎn)生大量氣泡泵的揚程、流量和

16、效率下降19. 下面關(guān)于助濾劑描述正確的是： 。 采用助濾劑是為了改變?yōu)V餅結(jié)構(gòu)，增加濾餅剛性和濾餅的空隙率 助濾劑應為可壓縮的粉狀或纖維狀固體。使用時，可將助濾劑混入待濾的懸浮液中一起過濾 助濾劑可預先制備只含有助濾劑的懸浮液先行過濾 助濾劑應能懸浮于料液中；粒子大小有適當?shù)姆植迹缓扇苄喳}類和色素， 并具有化學穩(wěn)定性 常使用的助濾劑有硅藻土、纖維素、活性炭、石棉等20. q稱為進料熱狀態(tài)參數(shù)，下面關(guān)于q值論斷中正確的是： 單位進料流量所引起的提餾段與精餾段下降液體流量之差值 q = 0為飽和液體進料q = 1為泡點進料q 1為冷液體進料q ： 0為過熱蒸氣進料21. 下列單元操作中屬于質(zhì)量

17、傳遞的有： 。吸附吸收 結(jié)晶蒸發(fā)過濾22. 根據(jù)雷諾實驗表明，流體在管路中的流動狀態(tài)有： 。層流過渡流 湍流擾動流 粘性流23. 提高泵的允許安裝高度的措施有：。采用較大吸入管徑將泵安裝在貯罐液面以下縮短吸入管路長度 減少不必要的管件和閥門提高輸送流體的溫度24. 下面關(guān)于過濾描述正確的是： 。 過濾介質(zhì)常為多孔織物，其網(wǎng)孔尺寸未必一定小于被截留的顆粒直徑 經(jīng)過過濾初級階段后形成的濾餅才是真正有效的過濾介質(zhì) 過濾時，固體顆粒并不形成濾餅而使沉積于較厚的過濾介質(zhì)內(nèi)部，下，進入通道的固體顆粒趨向通道壁面并憑借靜電與表面力附著其上 過濾剛開始時，會有部分顆粒進入過濾介質(zhì)網(wǎng)孔中發(fā)生架橋現(xiàn)象，穿過介質(zhì)而

18、混于濾液中 過濾介質(zhì)能將液體中的固體顆粒全部攔截住25. 板式塔精餾操作，已知物系在操作條件下，相對揮發(fā)度為:，操作線方程為y=ax+b，設(shè)第n塊板為一理論板，進出該板的各物流如附圖所示，則以下關(guān)系下確的是： 。yn 二 axn4 byn 11 C T)Xn4yn1 C T)Xn在慣性和擴散作用同時也有少量顆粒 yn i =axn b yn i =axz b26. 根據(jù)雷諾數(shù)的大小可將流體的流動區(qū)域劃分為: 層流區(qū) 過渡區(qū) 湍流區(qū) 層流內(nèi)層區(qū) 完全湍流區(qū)27. 有關(guān)往復泵論斷中正確的是： 。 往復泵是通過活塞的王府運動直接以壓強能的形式向液體提供能量 往復泵是一種容積式泵 往復泵在啟動前無須灌

19、泵，它有自吸作用 往復泵流量調(diào)節(jié)采用旁路調(diào)節(jié)方法 往復泵適用于小流量，高壓強場合，也適用于輸送腐蝕性液體和含有固體顆粒的懸浮液28. 非均相物系分離的目的有： ?；厥辗稚⑽镔|(zhì)凈制分散介質(zhì)勞動保護環(huán)境衛(wèi)生凈制分散相29. 對流傳熱的特征數(shù)關(guān)聯(lián)式中無量綱量包括哪些： 。Nu RePrGrf30. 有關(guān)回流比的說法正確的是： 。 回流比通常用塔頂回流量L與塔頂產(chǎn)品量 D之比表示 回流比可以在零至無窮大之間變化 全回流時為達到制定的分離程度所需的理論板最少 最小回流比對應于無窮多塔板數(shù)，設(shè)備費用無疑過大而不經(jīng)濟 一般而言，操作過程所選的適宜回流比為最小回流比的1.12.0倍五、簡答題1. 如圖所示的并

20、聯(lián)管路中，流體從 A分別經(jīng)管路1和管路2流到B，試問能量損失是否2. 離心泵在啟動前，為什么泵殼內(nèi)要灌滿液體？啟動后，液體在泵內(nèi)是怎樣提高壓力的? 泵入口的壓力處于什么狀態(tài)？3. 過濾介質(zhì)的作用是什么？工業(yè)上常用的過濾介質(zhì)有哪幾種？4. 影響對流傳熱的因素有哪些？5. 說明間歇精餾與連續(xù)精餾的區(qū)別。6. 何謂流體的層流流動與湍流流動？如何判斷流體的流動是層流還是湍流？7. 簡述離心泵的汽蝕現(xiàn)象？8. 由于某種原因使降塵室的含塵氣體溫度升高，若氣體質(zhì)量流量及含塵情況不變，降塵室出口氣體的含塵量將有何變化，導致此變化的原因何在？9. 換熱器的總傳熱系數(shù)的大小，受哪些因素的影響？怎樣才能有效地提高總

21、傳熱系數(shù)？10. 選擇塔型，主要考慮的基本性能指標是什么？11. 何謂理想流體？實際流體與理想流體有何區(qū)別？12. 離心泵的流量調(diào)節(jié)方法有哪些？13. 解釋說明：固體顆粒在流體中沉降，其雷諾數(shù)越大，流體黏度對沉降速度的影響如何?14. 板翅式換熱器的優(yōu)點和缺點是什么？15. 精餾塔的塔頂液相回流及塔底的汽相回流對溶液的精餾起什么作用？16. 如圖所示：A、B C三點在同一水平面上， dA=dC， dA dB，問：（1）當閘閥關(guān)閉時，A、B、C三點處的壓強那個大？哪個小？或相等？（2）當閥門打開，高位槽水位穩(wěn)定不變，A、B、C三截面處的壓強、流量、流速哪個大？哪個??？或相等？（流體的粘性忽略不計

22、）17. 簡述離心泵工作原理？18. 球形顆粒于靜止流體中在重力作用下的自由沉降都受到哪些力的作用？其沉降速度受到哪些因素影響？19. 膜狀冷凝和滴狀冷凝的區(qū)別是什么？20. 在板式精餾塔的塔板上，汽液兩相是怎樣進行傳熱和傳質(zhì)的？21. 在測量機械能損失時，直管水平安裝與垂直安裝所測結(jié)果是否相同？寫出其表達式22. 離心泵中流體的粘度增加對流量、揚程及軸功率有何影響？23. 若在降塵室內(nèi)增加n-1塊隔板分為n層，問：（1）氣體處理量不變，能除去的最小顆粒直徑將如何變化？（2）若要除去的最小顆粒不變，生產(chǎn)能力如何變化？24. 強化傳熱過程的途徑有哪些？25. 何謂恒摩爾流量假設(shè)？其成立的條件是什

23、么？26. 何謂牛頓粘性定律？流體粘性的本質(zhì)是什么？27. 離心泵的特性曲線有幾條？啟動離心泵時，為什么要關(guān)閉出口閥門？28. 影響沉降速度的因素有哪些？29. 為什么有相變時的對流傳熱系數(shù)大于無相變時的對流傳熱系數(shù)？30. 一正在運行中的精餾塔，因進料預熱器內(nèi)加熱蒸汽壓力降低致使進料q值增大。若F、Xf、R、D不變，則L、V、W Xd、Xw將如何變化？六、計算題1.用泵自河邊的吸水站將20C的河水送至水塔中。水塔進水口到河水水面的垂直高度為34.5m，管道系采用© 114mm x 4mm的鋼管，管長1800mm，包括全部管路長度及管件的當 量長度（不包括設(shè)備進出口 ）。20C的河水

24、黏度 卩=1.005mpa s，密度p=1000kg/m3。若泵的 流量為30m3/h,試求外加能量為若干？（管路摩擦系數(shù)入 =0.025）2.在連續(xù)精餾塔中分離雙組分理想溶液，原料流量為100kmol/h，組成為 0.3 （摩爾分數(shù)），其精餾段和提餾段操作線方程為:精餾段：y = 0.714X + 0.257提餾段：y = 1.686x - 0.0343試求（1）餾出液組成和釜液組成;（2） 精餾段下降液體流量kmol/h ;（3）進料熱狀態(tài)參數(shù) q.3. 如圖所示，有一高位槽輸水系統(tǒng)，管徑為 © 57mmx 3.5mm。已知水在管路中流動的能量 損失2hf = 45u2/2 （u

25、為管內(nèi)流速）。求水的流量為多少m3/h?欲使水量增加 30%，應將水箱水面升高多少m?0.5 （摩爾分數(shù)，下同），釜液組1.777倍；操作條件下物系的平均64. 在連續(xù)精餾塔中分離雙組分理想溶液，已知進料組成為成為0.05;塔頂采用全凝器，操作回流比為最小回流比的相對揮發(fā)度為2.303，精餾段操作線方程為：y = 0.72x + 0.275。試求：（1）塔頂易揮發(fā)組分的回收率；（2 ）進料熱狀態(tài)參數(shù) q.5. 如圖所示，有一粘度為1.7mPa?.s,密度為765kg/m3的某液體，由一高位槽經(jīng)直徑 © 114mmx 4mm的鋼管流入一密閉槽中，其壓力為 0.16MPa （表壓）。流體

26、在管內(nèi)流速1m/s。如果 兩槽液面保持不變，試求兩槽液面的垂直距離。（設(shè)閥門未全開時Le/d=50及入=0.0265, 90° 彎頭 Le/d=35 ）。350K冷卻至300K，冷卻水在 © 25mm x 2.5mm的內(nèi)管(鋼管)中流動，進、出口溫度為290K和320K，已知水和苯的對流傳熱系數(shù)分別為850W/( m2?C)和1700W/ ( m2?C)。兩側(cè)污垢熱阻可忽略，換熱器的熱損失也可忽略，(苯 325K 時比熱容 Cp=1.8kJ/(kg ?K),水305K時比熱容Cpi=4.187kJ/(kg ?K)，鋼管導熱系數(shù)，=45W： m2 K )試求：(1 )冷卻水消

27、耗量；(2)所需管長。7. 在20 C下將苯從貯槽中用泵送到反應器，經(jīng)過長 40m的© 57mm x 2.5mm的鋼管，管路 上有兩個90°彎頭，一個標準閥半開。管路出口在貯槽的液面以上12m。貯槽與大氣相通，而反應器是在500kPa下操作。若要維持 0.5L/S的體積流量，求泵所需的功率。泵的效率取30.5。苯的密度為 t = 879kg / m 。( =0.0334 , 90°彎頭上=35，標準閥半開 上=475)dd&有一碳鋼制造的套管換熱器， 內(nèi)管直徑為© 89mnX 3.5mm,流量為2000kg/h的苯在內(nèi)管中 從80C冷卻到50C。

28、冷卻水在環(huán)隙從 15C升到35C。苯的對流傳熱系數(shù) a1=230W/(m2.K),2水的對流傳熱系數(shù) a2=290W/(m.K)。忽略污垢熱阻和管壁熱阻。假設(shè)總傳熱系數(shù)隨溫度的變 化忽略不計。(苯65C時比熱容 Cp=1.86kJ/(kg ?K)，水25C時比熱容 Cpt=4.178kJ/(kg ?K) 試求：(1)冷卻水消耗量；(2)并流和逆流操作時所需傳熱面積。9. 有一碳鋼制造的套管換熱器，內(nèi)管直徑為© 180mnX 10mm,內(nèi)管中熱水被冷卻，從90 °C冷卻到 60 C,熱水流量為3000kg/h。冷卻水在環(huán)隙從20 C升到 50 C?？倐鳠嵯禂?shù)K =200CW：

29、 m2 K。試求：(熱水 75 C 時比熱容 Cp=4191kJ/(kg ?K)，冷水 35 C 時比熱容 Cp=4174kJ/(kg ?K) 冷卻水消耗量； 并流和逆流操作時所需管長。10. 一常壓操作的精餾塔用來分離苯和甲苯的混合物。已知進料中含苯和甲苯各0.5 (摩爾分率，下同)。且為飽和蒸汽狀態(tài)進料。塔頂產(chǎn)品 Xd =0.9，塔底殘液含苯不超過 0.03，塔 頂裝有全凝器，泡點回流。原料處理量10 kmol/h，塔頂液相回流比為最小回流比的 1.2倍。 系統(tǒng)的相對揮發(fā)度為 2.5。試求：（ 1） 每小時塔頂、底的產(chǎn)品量；（ 2） 塔釜中每小時上升的蒸汽量；12. 某連續(xù)精餾塔，泡點加料

30、，已知操作線方程如下：精餾段y=0.8x+0.172提餾段y=1.3x-0.018試求原料液組成、餾出液組成、釜液組成及回流比 R汽相回流比R'。過程原理與設(shè)備自學考試試題答案名詞解釋26. 層流：流體在管中流動時，若其質(zhì)點終沿著與管軸平行的方向作直線運動，質(zhì)點之間互 不混合，充滿整個管子的流體如一層一層的同心圓筒在平行地流動。27. 氣縛：離心泵在啟動前未充滿液體，則在泵殼內(nèi)存在空氣。由于空氣密度很小，所產(chǎn)生 的離心力很小， 此時， 在吸入口處所形成的真空度不足以將液體吸入泵內(nèi)。雖啟動離心泵但不能輸送液體，這種現(xiàn)象稱為氣縛。28. 離心沉降：依靠離心力的作用，使流體中的顆粒產(chǎn)生沉降運

31、動。29. 滴狀冷凝： 冷凝液在壁面上聚集成許多分散的液滴， 沿壁面滾下互相合并成更大的液滴， 露出冷凝壁面，使蒸氣能在壁面上冷凝，這種方式稱滴狀冷凝。30. 液沫夾帶：汽相穿過板上液層時，無論是噴射狀態(tài)還是泡沫狀態(tài)操作，都會產(chǎn)生數(shù)量甚 多、大小不一的液滴， 這些液滴中的一部分被上升氣流夾帶至上層塔板， 這種現(xiàn)象稱為液沫 夾帶。31. 質(zhì)量流速：單位時間內(nèi)流體流經(jīng)管路單位截面的質(zhì)量。32. 萃?。豪酶鹘M分在液體萃取劑中的溶解度不同來分離液體混合物或固體混合物。33. 自由沉降： 單個顆粒在流體中沉降， 或者可利群在流體中分散得較好而顆粒在互不接觸、 互不碰撞的條件下沉降。34. 變溫傳熱：若

32、間壁的一側(cè)或兩側(cè)流體沿傳熱面的不同位置溫度不偶那個，即流體從進口 到出庫，溫度有了變化，或是升高或是降低，這種情況的傳熱稱為變溫傳熱。35. 液泛：隨著塔板汽液流量增大到一定程度，會引起降液管內(nèi)充滿液體而形成液泛現(xiàn)象。36. 穩(wěn)定流動：流體在管路中流動時，在任意點上的流速、壓力等有關(guān)物理量參數(shù)都不隨時 間而改變。37. 摩擦阻力損失：由于流體具有粘性，流動時產(chǎn)生內(nèi)摩擦使一部分機械能轉(zhuǎn)化為熱能而損 失掉。通常把流體機械能損失或壓頭損失稱為摩擦阻力損失。38. 過濾：是使含有固體顆粒的非均相物系通過布、網(wǎng)等多孔性材料，分離出固體顆粒的操 作。39. 溫度梯度：自等溫面上某一點出發(fā)，沿不同方向的溫度

33、變化率不相同，而以該點等溫面 法線方向的溫度變化率最大，稱為溫度梯度。40. 漏液：當汽相通過篩孔的速度較小時，液體會從整個塔板上漏下來，稱為漏液現(xiàn)象。41. 湍流：當流體在管中流動時，若有色液體與水迅速混合，流體質(zhì)點除了沿管路向前流動 外，各質(zhì)點的運動速度大小和方向都隨時發(fā)生變化，質(zhì)點間相互碰撞，相互混合。這種 流動狀態(tài)稱為湍流。42. 揚程：單位重量流體流經(jīng)泵所獲得的能量。43. 曳力：當物體以一定速度繞過靜止的固體顆粒時， 由于流體的粘性， 會對顆粒有作用力， 反之，當固體顆粒在靜止的流體中移動時，流體會對顆粒有作用力，這種作用力稱為曳 力。44. 自然對流：由于物體內(nèi)部冷、熱部分的密度

34、不同而產(chǎn)生的對流。45. 蒸餾：利用液體混合物中各組分的揮發(fā)度不同進行組分分離的單元操作。21. 層流底層： 由于流體具有粘性， 鄰近管壁處的流體受管壁處流體層的約束作用， 其流速 不大，仍然保持一層層流流動的流體薄層，稱為層流底層。22. 機械損失：泵軸與軸承之間的摩擦以及泵軸密封處的摩擦等造成的功率損失。23. 沉降分離法： 使氣體或液體中的固體顆粒受到重力、 離心力或慣性力作用而沉降的方法。24. 強制對流： 若冷、熱兩部分流體的對流是在泵、風機或攪拌等外力作用下產(chǎn)生的， 稱為 強制對流。25. 液面落差：當液體從塔板進口流向出口的過程中，為了克服流體阻力，液面逐漸降低。 塔板進、出口之

35、間的清液層高度稱為液面落差。26. 不可壓縮流體：流體的體積如果不隨壓力及溫度變化，這種流體稱為不可壓縮流體。27. 完全湍流： 當 Re 增大到一定程度， 層流底層很薄， 壁面的突出點全部伸入湍流主體中， 這種情況下的流動稱為完全湍流。28. 干擾沉降： 當非均相物系中的顆粒較多， 顆粒之間相互距離較近時， 顆粒沉降會受到其 他顆粒的影響，這種沉降稱為干擾沉降。29. 熱輻射：物質(zhì)因為本身溫度的原因激發(fā)產(chǎn)生電磁波，向空間傳播，則稱為熱輻射。30. 飽和狀態(tài)： 在密閉容器內(nèi)， 在一定溫度下，純組分液體的汽液兩相達到平衡狀態(tài)， 稱為 飽和狀態(tài)。二、填空題1. 互溶，大于 2. 管路特性，泵特性

36、3. 熱傳導，對流，熱輻射 4. 五，冷液體，低于5. 560 6. 氣縛 7. 增加 ， 不變 ， 減小 8. 大， 小 9. 增加 ， 增加 ， 減少10. 不互溶，截面積。11. H-qv ,P-qv,nqv12.固定管板式，U形管式，浮頭式13. 滴狀冷凝 膜狀冷凝 14. 升高 ， 降低。 15. 灌泵 關(guān)閉 16. 增大 ， 增大， 減少17.增加，不變，減小。18. 1。19.氣縛。20.增加，減小。21.減小ab不變不變增加增加。22. a 1 23.24.汽蝕2(a +b)25.底面積,高度26.自然對流，強制對流。27.冷液體最低最近最少三、單項選擇題（10分，每題2分，4

37、選1）1.2 .3.4.5.6.7 .8 .9 .10 .11 .12 .13.14.15.16.17.18 .19 .20 .21.22 .23 .24.25.26.27. 28.29 .30 .四、多項選擇題（每題5個答案，2個以上為正確答案）1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16. 17 .18.19.20.21.22 .23. 24.25.26.27.28.29.30.五、簡答題1.能量損失相等。2因為對于1管路有ZyP詩= Z2gh f12對于2管路有乙g衛(wèi)號P2 Z2g TI： hf1 hf22. 離心泵無自吸能力。 泵啟動后，葉輪內(nèi)葉片間的液

38、體也隨之旋轉(zhuǎn)，在慣性離心力的作用下，液體從葉輪中心被甩向外圍并獲得能量，靜壓能增高，流速增大。當液體離開葉輪進入泵殼后，由于泵殼內(nèi)流道逐漸擴大，使液體減速，部分動能轉(zhuǎn)化為靜壓能。 泵入口的壓力處于真空狀態(tài)。3. 過濾介質(zhì)的作用是使液體通過而使固體顆粒截留住。常用的過濾介質(zhì)有織物介質(zhì)，堆積的粒狀介質(zhì)，多孔性介質(zhì)4. 流體的物理性質(zhì) 流體對流的起因 流體流動狀態(tài) 流體的相態(tài)變化 傳熱面的形狀、相對位置與尺寸(特征尺寸)5間歇精餾與連續(xù)精餾不同之處在于原料液一次加入塔釜中，因此間歇精餾塔只有精餾段而無提餾段，釜液組成不斷地變化，故產(chǎn)品組成逐漸降低，一般待釜中液體組成降到規(guī)定值 后，精餾操作即被停止。

39、6. 答：當流體在管中流動時，若其質(zhì)點始終沿著與管軸平行的方向作直線運動，質(zhì)點之間互不混合，充滿整個管子的流體如一層一層的同心圓筒在平行地流動。這種狀態(tài)稱為層流。當流體在管中流動時，若有色液體與水迅速混合，流體質(zhì)點除了沿管路向前流動外，各質(zhì)點的運動速度大小和方向都隨時發(fā)生變化，質(zhì)點間相互碰撞，相互混合。這種流動狀態(tài)稱為湍流。Rec 2000時，流動類型為層流；Re> 4000時，流動類型為湍流。7. 當葉輪入口處最低壓力點處的壓力降到液體在液體在該處溫度的飽和蒸汽壓pv時，液體將有部分汽化，同時還會有溶解于液體的氣體解析出來，生產(chǎn)大量小氣泡。這些小氣泡隨液體流到葉輪內(nèi)壓力高于 Pv時，小

40、氣泡會突然破裂，其中的蒸汽迅速凝結(jié)，周圍的液體將以 高速沖向剛消失的氣泡中心，造成很高的局部沖擊壓力，沖擊葉輪，發(fā)生噪聲，弓I起振動。金屬表面受到壓力大，頻率高的沖擊而剝蝕以及氣泡內(nèi)夾帶的少量氧氣等活性氣體對金屬表面的電化學腐蝕等，使葉輪表面呈現(xiàn)海綿狀、魚鱗狀破壞。8. 答：出口氣體含塵量增加。因為氣體溫度增加，密度減小，而質(zhì)量流量不變，則氣體流速增大，含塵氣體在降塵室內(nèi)停留時間減少，同時氣體溫度增加，粘度增加，顆粒沉降速度減少，在降塵室內(nèi)沉降時間增加，則相對較大顆粒也不能分離出來。所以出口氣體中含塵量增加?；蛘吒鶕?jù)d pc% 小，氣體溫度增加，P減小，qvs增大，卩增大，所(Pp-Pg WL

41、以dpc增大。能夠分離出來的臨界顆粒直徑增大，則出口氣體含塵量增加。9. 答：丄二丄 R1 b-dl R2 魚-dlK O(1九 dmd2 «2 d2兩側(cè)流體的對流傳熱系數(shù)，污垢熱阻以及管壁的影響。(1)改變流體的流動狀況提高流速(2)改變流體物性(3)改變傳熱表面狀況增加傳熱面的粗糙程度改變表面結(jié)構(gòu)改變傳熱面的形狀和大小10答：塔板的生產(chǎn)能力大操作彈性大汽相通過塔板的壓力降小塔板效率高結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉11. 答：不可壓縮非粘性流體為理想流體。實際流體具有粘性，即流體在管內(nèi)流動過程中會使一部分機械能轉(zhuǎn)化為熱能，引起總機械能損失，而理想流體則沒有能量損失。12.改變閥門開度泵的并聯(lián)操

42、作改變泵的轉(zhuǎn)數(shù)泵的串聯(lián)操作13.答：Re< 2時1UtJ2w Rew 500Ut225UtJ500<Re<2*10Ut 二.3.03g' dp 'Ut與無關(guān)所以Re越大,"對Ut影響越小。14. 答：主要優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積內(nèi)的傳熱面積大 平板一次傳熱面，翅片為二次傳熱面，傳熱系數(shù)大，傳熱效果好。 輕巧牢固，質(zhì)量輕、強度高。主要缺點：流道較小，易堵塞，清洗困難，構(gòu)造復雜，內(nèi)漏后很難修復。15. 答：精餾過程需要汽液兩相逐板接觸，汽相進行多次部分冷凝，同時液相進行多次部分汽化，使混合物中兩組分在汽液兩相之間進行傳質(zhì)和傳熱，以達到兩組分的分離。為此，

43、需要塔頂液相回流及塔底的汽相回流，它們?yōu)樗迳掀簝上噙M行部分冷凝和部分汽化提供所 需的熱量與冷量。16.答：(1)閥門關(guān)閉時Pa = Pb = Pc(2)閥門打開時卩人pB - pcqVA = qVB = qVCUa = Uc : Ub17. 答：工作原理：啟動前，先將泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體。啟動后泵軸帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，對位于葉片間的流體做功， 流體受離心力的作用，由葉輪中心被拋向外圍。當流體到達葉輪外周時，流速非常高。泵殼匯集從各葉片間被拋出的液體，這些液體在殼內(nèi)順著蝸殼形通道逐漸擴大的方向流動，使流體的動能轉(zhuǎn)化為靜壓能。于是液體以較高的壓力從壓出口進入排 出管，輸送到所需的場所。18. 答：

44、重力，浮力，阻力。流體的密度，粘度，顆粒的密度，顆粒的直徑19. 答：膜狀冷凝：若冷凝液能潤濕壁面，形成一層完整的液膜布滿液面并連續(xù)向下流動。滴狀冷凝：若冷凝液不能很好地潤濕壁面，僅在其上凝結(jié)成小液滴， 此后長大或合并成較大的液滴而脫落。滴狀冷凝的熱阻比膜狀冷凝時的小。但很難實現(xiàn)持久性。20. 答：Xm、tn1的液相與yn 1、tn 1的汽相在第n板上接觸，因汽相溫度高于也想溫度,汽相發(fā)生部分冷凝， 把熱量傳遞給液相， 使液相發(fā)生部分汽化。 難揮發(fā)組分B從汽相向液相 傳遞，而易揮發(fā)組分 A從液相向汽相傳遞。則上升汽相中是 A組分增多，B組分減少，而下 降液相中A組分減少，B組分增多。21. 不

45、同直管水平安裝 hf 1-f P/ / 直管垂直安裝 hf = zq+P - z2g +衛(wèi)-IP丿I卩丿22. 因為液體粘度增大，葉輪內(nèi)液體流速降低，流量減少。因為液體粘度增大，液體流經(jīng)泵內(nèi)時的流動摩擦損失增大，揚程減小。因為液體粘度增大，葉輪前、后蓋板與液體之間的摩擦而引起能量損失增大，使所需要的軸功率增大。23d pc = J小*，底面積 W為原來的n倍，顆粒直徑為原來的1/nV（Pp pg wl若顆粒直徑不變，氣體處理量為原來的n倍。24. （ 1）增大傳熱平均溫度差;(2)增大單位體積的傳熱面積AN ;(3 )增大總傳熱系數(shù) K。25. (1)精餾段 每層塔板上升蒸氣的摩爾流量皆相等，

46、為V ;每層塔板下降液體的摩爾流量皆相等，為L。(2 )提餾段每層塔板上升蒸氣的摩爾流量皆相等，為V ;每層塔板下降液體的摩爾流量皆相等，為L '。成立的條件：溶液中兩組分的摩爾汽化熱相等。 因汽液兩相溫度不同而傳遞的熱量可忽略。 精餾塔保溫良好，其熱量損失可以忽略。26. 牛頓粘性定律.-巴dy當du =1時，單位面積上所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦大小。dy27. 離心泵的特性曲線有三條，分別是 H -qV , P -qV ,- qV。當qV =0時，P最小。因此啟動離心泵時，應關(guān)閉出口閥，使電動機的啟動電流減至最小，以保護電動機。28. 顆粒密度、流體密度、顆粒直徑、顆粒形狀、壁效應、干擾沉降。

47、29. 因為相變時液體吸收汽化熱變?yōu)檎魵猓蛘魵夥懦銎療嶙優(yōu)橐后w。對于同一種液體，其汽化熱的值比該氣體的比熱容大得多，所以相變時的對流傳熱系數(shù)比無相變時的大。30. L = RD , V = L D , F = D W , F、xf、R、D 不變，則 L 不變，V 不變，F(xiàn) 不變，q增加，精餾段操作線遠離平衡曲線，相同分離要求所需理論板數(shù)增加，現(xiàn)運行的精餾塔塔板數(shù)不變，則所能達到的分離程度降低，所以xd和Xw都減小。六、計算題1.解:d =114 -2 4 = 106mmqv30=0.94m/ s3600 0.1064在河水面1-1截面與進水塔管道出口外側(cè)2-2截面之間列伯努利方程乙g+ p

48、1*U1 +W -乙g +旦U2-+ +Ehfp2p222W =(Z2乙b +広P1異2+zhfp2Z2 -_Z1二34.5mp1 p2 =0俵壓）山=0u2= u=0.94m/s管入口 匚= 0.5-1 +Z leu2:一一 1800zhf =+E :-0.025kd)一2 10.10622出口入水塔=120.940.5 12= 188.22J /kgW -34.5 9.800.942 -0+1000188.22 =530.65J/kg2.解：（1）亠R + 1二 0.714=2.5Xd1二 0.257xD = 0.9R' 1=1.686R,二 1.458Xw0. 03430. 0

49、5；F = D +W00 = D + WD = 29.5kmol / hFXf=D兀 +W&1100 x 0.3 = 0.9D + 0.05WW =70.5 kmol / hR,2.529.5 = 73.8 kmol/ hL 二 RD =（3） q線方程Xf=0.714 x0.257x =0.3=1.686 x-0.0343y = 0.471因XqXf，故進料為飽和液體，q=13.解：在高位槽液面1-1截面與管道出口2-2截面之間列伯努利方程2 2Z1g邑十Z2g匹U2以地面為基準Z2二 3mP1 = P2 二 0(表壓)5=0u2 = u2 2u = 1.46m/s8g =3g U 45 2 2qAud2u0.052 1.46 3600 = 10.32m3 / h44'-2訂2qv 二1.2qvd u'二 1.2 d uu'二 1.2u44,2,2u'u'8 h g = 3g45h 2.2m224.解：R(1)0.72R = 2.571R 1xDD0.275Xd =0.982R 1F = D WFx f 二 DXd WXwD=0.5-°.°5 巾4828FXd - Xw 0.982 - 0.0