《化工單元操作(上)》復(fù)習(xí)資料

PAGEPAGE4《化工單元操作（上》復(fù)習(xí)資料一、填空題1、管子規(guī)格為Ф67×3.5mm，表示管子的外徑是 67 壁厚是 3.5 。2、某設(shè)備上，真空度的讀數(shù)為 80mmHg，其絕壓=_640 mmHg。該地區(qū)的大氣壓720mmHg。3流體在管內(nèi)作湍流流動時在管壁處速度0 鄰近管壁處存層流內(nèi)層且Re值越大，則該層厚度薄 。4流體在管中流動時任何局部阻力的增加都將導(dǎo)致其上游壓強增大 下游壓強 小 。5、往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)常用的方法是采用調(diào)節(jié) 旁路 閥的開啟度。6、離心泵輸送液體的密度減小，則泵的揚程不變 ，出口壓力 減小 。7用20℃冷卻水冷卻90℃油品冷熱流體的出口溫度分別為40℃和70℃若為并流換熱其平均溫差47.21 ；若為逆流換熱，則其平均溫差50 。8、牛頓冷卻定律中的溫度差指的是流體 和 壁面 之間的溫度差。9、保溫材料一般都是結(jié)構(gòu)疏松、導(dǎo)熱系數(shù)較 小 的固體材料。10用飽和蒸汽冷凝放出的熱量去加熱空氣時換熱管的壁面溫度總是接近于飽和蒸汽的度，而要提高傳熱系數(shù)K，關(guān)鍵在于提高 空氣 一側(cè)的給熱系數(shù)。化工單元操作按其理論基礎(chǔ)可以分為三類動量傳遞 、熱量傳遞 、 量傳遞 。12已知某設(shè)備內(nèi)表壓為則其絕對壓強為201.325 其真空度為 -100 kPa（當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01.33kP。13、在定態(tài)流動系統(tǒng)中水連續(xù)地從粗圓管流入細(xì)圓管粗管內(nèi)徑為細(xì)管的2倍則細(xì)管水的流速為粗管內(nèi)流速4 倍。14、往復(fù)泵啟動前不須灌液，因為往復(fù)泵有自吸 能力。15、圓筒壁與平壁導(dǎo)熱的不同點是其導(dǎo)熱面積隨半徑 而變化。16對流給熱熱阻主要集中在靠近傳熱壁面處的層流內(nèi)層 內(nèi)因此 減薄 它厚度是強化傳熱的重要途徑。17、兩種玻璃棉，一種密度為300kg/m3，一種密度為500kg/m3，同用為保溫材料，密度為300 kg/m3的玻璃棉保溫性能好。t18tw1-t

時，說明第一層導(dǎo)熱熱阻 大于 第二層的導(dǎo)1熱熱阻，若兩層的壁厚相同，則必然有1

小于 。219、列管換熱器采用熱補償措施是為了消除或減小熱應(yīng)力 。20、標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器內(nèi)溶液的循環(huán)路線是從中央循環(huán)管 向下 ，而從其它加熱管向上。21、1atm= 101.32522、流體流動有 層流kPa=10.33和 湍流mH2O兩種類型，可用 雷諾數(shù)來判定。二、選擇題1、對離心泵錯誤的安裝或操作方法是 B 。A、吸入管直徑大于泵的吸入口直徑； B、停車時先停電機，再關(guān)閉出口閥C、啟動時先將出口閥關(guān)閉； D、啟動前先向泵內(nèi)灌滿液體。2、流體通過離心泵所獲得的能量主要表現(xiàn)為 B 。A、動能增加； B、靜壓能增加； C、位能增加； D、流量大。2 2 3、水在圓管內(nèi)做定態(tài)流動，已知d1=2d，u=4m/s，u等于 A 。2 2 A1m/s； B、0.5m/s； C、2m/s； D4m/s。1 2 4、穿過三層平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱過程，已知各層溫差為Δt＝40℃，Δt＝35℃，Δt＝5℃，則第一層的熱阻R1與第二、三層熱阻R2、R3的關(guān)系為 B 。1 2 1 2 3 1 2 3 1 2 A、R＞（R＋R； B、R＝（R＋R； C、R＜（R＋R； D1 2 3 1 2 3 1 2 法比較。5、加大氣體加熱器內(nèi)的空氣流量，可以使加熱劑水蒸汽的冷凝量增加，此時傳熱速率的高主要是傳熱速率方程式中的 A 增大了。A、傳熱系數(shù)； B、冷熱流體平均溫度差； C、傳熱面積； D、熱負(fù)荷6、空氣強制對流給熱系數(shù) C 水蒸氣冷凝給熱系數(shù)。A、等于； B、大于； C、小于； D、無法判斷7、泵將液體由低處送到高處的高度差叫做泵的 D 。A、安裝高度； B、揚程； C、吸上高度； D、升揚高度8、選離心泵是根據(jù)泵的A 。A、揚程和流量選擇； B、軸功率和流量選擇C、揚程和軸功率選擇； D、轉(zhuǎn)速和軸功率選擇9、流體在圓形管內(nèi)作層流流動時，管中心處的流體質(zhì)點流速為管內(nèi)平均流速的 C 倍。A、0.5；B、1；C、2；D、2.5。10、流體在直管內(nèi)的流動阻力產(chǎn)生的根本原因是B 。A、流體與管壁之間的摩擦；B、流體內(nèi)部的內(nèi)摩擦C、流體的溫度變化； D、流體的濃度變化。、在套管換熱器中，用熱流體加熱冷流體。操作條件不變，經(jīng)過一段時間后管壁結(jié)垢，傳熱系數(shù)K C 。A、變大； B、不變； C、變?。?D、不確定。12、下述措施中對提高換熱器殼程對流傳熱系數(shù)有效的 A 。A、設(shè)置折流板；B、增大板間距；C、換熱器采用三角形排列；D、增加管程數(shù)三、簡答題1、離心泵主要部件有哪些？其作用是什么?答：離心泵主要部件有：葉輪 有6～12片彎曲葉片構(gòu)成，安裝在固定的泵殼內(nèi)，并緊固于泵軸上。其作用將原動機的機械能傳遞給流體。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向流動，使流體的動能轉(zhuǎn)化為靜壓能，減小能量損失。軸封裝置 位于泵殼和泵軸之間，主要有填料密封和機械密封兩種形式。其作用是止高壓流體外泄及外界空氣滲入。2、用冷卻水作載熱體的冷卻器為了提高傳熱速率，為什么在設(shè)計時要采用多管程，而在工廠實際操作中則相反要減少管程數(shù)？減少流通面積變小，管程流體的流速增大，管程的雷諾數(shù)變大，層流內(nèi)層大，起到強化傳熱的效果。若換熱器管程過多，冷卻水流經(jīng)換熱器的流程l增大。在換熱器進(jìn)出口壓差恒定時，冷卻水流程l增大，流速u就會減小，則流量減小，傳熱效果下降。則不利于傳熱。3中央循環(huán)管式蒸發(fā)器中，溶液循環(huán)運動的原因及運動路線分別是什么？答：蒸發(fā)既是一個傳熱過程，同時又是一個溶劑汽化，產(chǎn)生大量蒸汽的傳質(zhì)過程。因此，蒸發(fā)器主要由加熱室和分離室組成。提高傳熱效果。根據(jù)引起循環(huán)運動的原因不同，分為自然循環(huán)型和強制循環(huán)型兩類。粗管內(nèi)向下的有規(guī)律的自然循環(huán)運動。4、何為“離心泵的工作點”？離心泵流量調(diào)節(jié)的方法有哪些？曲線的交點稱為泵的工作點。在工作點工作時，安裝在（2分）改變泵的特性和管路特性均能改變工作點，從而達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。改變出口閥的開度——改變管路特性實際上是改變管路的特性。改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速葉輪轉(zhuǎn)速增加，泵的特性曲線向上移，流量和壓頭均能增加。車削葉輪直徑葉輪視鏡減小，泵的特性曲線下移。這種調(diào)節(jié)方法實施起來不方便，且調(diào)節(jié)范圍也不大。5、強化傳熱速率的途徑有哪些？其主要途徑和采取措施是什么？答：原因：提高傳熱速率的途徑有：當(dāng)加熱劑是蒸汽時，可提高加熱蒸汽的壓強，即增加加熱劑溫度，可以提高傳熱溫度差。式換熱器等換熱器。③提高傳熱系數(shù)K。其主要途徑是提高傳熱系數(shù)K，可采取提高那個小的對流傳熱膜系數(shù)，即增大其流速和防止結(jié)垢，來達(dá)到及時除垢的目的。6、多效蒸發(fā)的作用是什么？它的流程有哪幾種？答：為提高加熱蒸汽的利用率，應(yīng)利用二次蒸汽的潛熱，采用多效蒸發(fā)。常用的流程有：于后一效的溫度，所以溶液自前一效流入后一效時，處于過熱狀態(tài)，形成自蒸發(fā)。w、溫度t對粘度的影響大致抵消。錯流。溶液與蒸汽在各效間有些采用并流，有些采用逆流。中有晶體析出，不便于效間輸送的場合。7離心泵操作中出現(xiàn)的汽蝕產(chǎn)生原因、其危害以及如何防止？汽蝕的危害：汽蝕發(fā)生時，泵的流量、壓頭下降，泵體震動有噪音，嚴(yán)重時由于將導(dǎo)致葉輪損壞。以至泵不能正常工作。汽蝕的防止：減小離心泵進(jìn)口管路的阻力，確定適當(dāng)?shù)陌惭b高度，合適的流體輸送溫度。四、計算題（）1、有一φ1004mm的蒸汽管，管外壁溫度為462.5K，外敷以兩層不同材質(zhì)的保溫層，內(nèi)層厚度為50mm，1=0.06W/mK，外層保溫層的2=0.075W/mK。要求保溫層外表面溫度不高于273K，每米管長的熱損失不大于69W/m。試求：外層保溫層的厚度mm。2(tt) 2(462.5273)解：q 1 3 ?W/mL 1 r 1 r 1 100 1 rln

2 ln3r r1 2

ln0.06

50ln

3100r?mm3rr3 2

?100?mm2、有一套管換熱器，外管直徑為40oC80oC4500kg/h1.86kJ/kgK1030W/m2K。套120oC的飽和水蒸氣冷凝，冷凝潛熱為2206kJ/kg10000W/m2K410-4m2K/W，水蒸氣一側(cè)的垢層熱阻及管壁熱阻均可忽略。試求：若不計熱損失，其加熱所需水蒸汽的消耗量為多少kg/h？套管換熱器的有效長度為多少）加熱蒸氣消耗量4500Q

cm,c

(tp,c2

t)1

3600

1.86103(8040)?Wq Q 93000 0.0422kg/s?kg/hm,h r 2206103h套管換熱器的有效長度KOd

1 1d 1 54 54 1

?W/(m2K)doii

R 0dSi i

4104 501030 50 10000t

t)t1

)(12040)(12080)?Km t) 12040ln2

ln) 12080S Q dL,O K t oO mL Q 93000 ?mK tdO m

632.5157.7541033、用泵將流量為2.5104kg/h，密度為890kg/m3的溶液自反應(yīng)器送到

表894mm，25m1/290o63.5%，求泵的軸功率。已知：全開閘閥=0.17 1/2開截止閥=9.590o標(biāo)準(zhǔn)彎頭le=2.8m=0.01544解： 解： u m,s

890

2.51040.08124

m/s?m/shhhlleu2u2f f f

d 2 20.015447232.81.512(0.179.50.51.0)1.512J/kg0.081 2 2?J/kg1 2 Z==0，u=0，p（表1 2 列伯努利方程式：0.02106

9.812530.21890 ew?J/kgeNNe

q wem,s

2.5104297.9336000.635

W?W41001090℃，空氣流量為7200kg/h252.5mm362m。已知管外水蒸氣側(cè)的對流傳510000W/m2K，管內(nèi)空氣側(cè)的對熱傳熱系數(shù)為1100W/m2K均可忽略，試計算此換熱器能否滿足工藝要求（1.005kJ/kgK）解：熱負(fù)荷Q1

m c(t空氣p2

t)72001.005(9010)/3600?kW1⊿t1=100-10