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化工原理习题答案

化工原理习题答案
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绪 论

【0-1】 1m 3水中溶解0.05kmol CO 2,试求溶液中CO 2的摩尔分数,水的密度为100kg/m 3。

解 水33kg/m kmol/m 1000

100018

=

CO 2的摩尔分数 (4005)

89910100000518

-=

=?+

x 【0-2】在压力为101325Pa 、温度为25℃条件下,甲醇在空气中达到饱和状态。试求:(1)甲醇的饱和蒸气压A p ;(2)空气中甲醇的组成,以摩尔分数A y 、质量分数ωA 、浓度A c 、质量浓度ρA 表示。

解 (1)甲醇的饱和蒸气压A p

.lg ..157499

7197362523886

=-

+A

p

.169=A

p

kPa

(2) 空气中甲醇的组成 摩尔分数 (169)

0167101325

==A y

质量分数 ...(.)016732

01810167321016729

ω?==?+-?A

浓度 3..kmol/m .A A p c RT -=

==??316968210 8314298

质量浓度 ../A A A c M kg m ρ-=??=3368210320218 =

【0-3】1000kg 的电解液中含NaOH 质量分数10%、NaCl 的质量分数10%、2H O 的质量分数80%,用真空蒸发器浓缩,食盐结晶分离后的浓缩液中含NaOH 50%、NaCl 2%、2H O 48%,均为质量分数。试求:(1)水分蒸发量;(2)分离的食盐量;(3)食盐分离后的浓缩

液量。在全过程中,溶液中的NaOH 量保持一定。

解 电解液1000kg 浓缩液中

NaOH 1000×0.l=100kg NaOH ω=0.5(质量分数)

NaOH 1000×0.l=100kg NaCl ω=0.02(质量分数) 2H O 1000×0.8=800kg 2H O ω=0.48(质量分数)

在全过程中,溶液中NaOH 量保持一定,为100kg

浓缩液量为/.10005200=kg 200kg 浓缩液中,水的含量为200×0.48=96kg ,故水的蒸发量为800-96=704kg 浓缩液中 NaCl 的含量为200×0.02=4kg ,故分离的 NaCl 量为100-4=96kg

第一章 流体流动

流体的压力

【1-1】容器A 中的气体表压为60kPa ,容器B 中的气体真空度为.?41210Pa 。试分别求出A 、B 二容器中气体的绝对压力为若干帕,该处环境的大气压力等于标准大气压力。

解 标准大气压力为101.325kPa

容器A 的绝对压力 ..p kPa ==A 101325+60161325 容器B 的绝对压力 ..B p kPa =-=1013251289325

【1-2】某设备进、出口的表压分别为-12kPa 和157kPa ,当地大气压力为101.3kPa 。试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。

解 进口绝对压力 ..进101312893 =-=p kPa

出口绝对压力 ..出101 31572583 =+=p kPa 进、出口的压力差

..p kPa p kPa ?=--=+=?=-=157(12)15712169 或 258 389 3169

流体的密度

【1-3】正庚烷和正辛烷混合液中,正庚烷的摩尔分数为0.4,试求该混合液在20℃下的密度。

解 正庚烷的摩尔质量为/kg kmol 100,正辛烷的摩尔质量为/kg kmol 114。 将摩尔分数换算为质量分数 正庚烷的质量分数 (104100)

03690410006114

ω?=

=?+?

正辛烷的质量分数 ..2103690631ω=-=

从附录四查得20℃下正庚烷的密度/kg m ρ=31684,正辛烷的密度为/kg m ρ=32703 混合液的密度 /..3169603690631

684703

ρ=

=+m kg m

【1-4】温度20℃,苯与甲苯按4:6的体积比进行混合,求其混合液的密度。 解 20℃时,苯的密度为/3879kg m ,甲苯的密度为/3867kg m 。

混合液密度 ../3879

048670.68718 ρ=?+?=m k g m

【1-5】有一气柜,满装时可装36000m 混合气体,已知混合气体各组分的体积分数为

2

2

2

4

H N CO

CO CH .04 0.2 0.32 0.07 0.01

操作压力的表压为5.5kPa ,温度为40℃。试求:(1)混合气体在操作条件下的密度;(2)混合气体的量为多少kmol 。

解 ...T K p kPa =+==+=27340313,101 35 5106 8 (绝对压力) 混合气体的摩尔质量

....../2042802280324400716001186 =?+?+?+?+?=m M kg kmol

(1)混合气体在操作条件下的密度为

.../.m m pM kg m RT ρ?=

==?31068186

0763 *******

(2)混合气体36000=V m ,摩尔体积为./.m

m

M m kmol ρ=

3

1860763

混合气体的量为 ..m m

V n kmol M ρ?=

==60000763

246 186

流体静力学

【1-6】如习题1-6附图所示,有一端封闭的管子,装入若干水后,倒插入常温水槽中,管中水柱较水槽液面高出2m ,当地大气压力为101.2kPa 。试求:(1)管子上端空间的绝对压力;(2)管子上端空间的表压;(3)管子上端空间的真空度;(4)若将水换成四氯化碳,管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米?

解 管中水柱高出槽液面2m ,h=2m 水柱。 (1)管子上端空间的绝对压力绝p 在水平面11'-处的压力平衡,有

.绝绝大气压力

1012001000981281580 (绝对压力)

ρ+==-??=p gh p Pa

(2)管子上端空间的表压 表p

表绝 -大气压力=8158010120019620 =-=-p p Pa

(3)管子上端空间的真空度真p

()真表=-=-1962019620 p p Pa -=

(4)槽内为四氯化碳,管中液柱高度'h

'ccl

h h ρρ=

4

水 常温下四氯化碳的密度,从附录四查得为/ccl kg m ρ=4

31594

习题1-6附图

'.h m ?=

=10002

125 1594

【1-7】在20℃条件下,在试管内先装入12cm 高的水银,再在其上面装入5cm 高的水。水银的密度为/313550kg m ,当地大气压力为101kPa 。试求试管底部的绝对压力为多少Pa 。

解 水的密度/3水=998ρkg m

()....331011001213550005998981117410=?+?+??=?p Pa

【1-8】如习题1-8附图所示,容器内贮有密度为/31250kg m 的液体,液面高度为3.2m 。容器侧壁上有两根测压管线,距容器底的高度分别为2m 及1m ,容器上部空间的压力(表压)为29.4kPa 。试求:(1)压差计读数(指示液密度为/31400kg m );(2)A 、B 两个弹簧压力表的读数。

解 容器上部空间的压力.29 4(表压)=p kPa 液体密度 /31250ρ=kg m ,指示液密度/301400ρ=kg m (1)压差计读数R=? 在等压面''1111上-=p p

()()()()().'...p p h R g p p h g R g p h R g p h g R g Rg ρρρρρρρρ=+-++=+-++++++=+++-=11000 321 32212222 0

()0因g 0,故0ρρ-≠=R

(2) ().....A p p g Pa ρ=+-=?+??=?333212941022125098156410

().....333222941012125098144110ρ=+-=?+??=?B p p g Pa

【1-9】如习题1-9附图所示的测压差装置,其U 形压差计的指示液为水银,其他管中皆为水。若指示液读数为150=R mm ,试求A 、B 两点的压力差。

解 等压面''1111,-=p p

1水ρ=-A p p H g

()'.1汞水05g ρρ=-+++B p p H R g R

由以上三式,得

习题1-8附图

习题1-9附图

().汞水05ρρ-=-+A B p p R g R g

已知./3汞015,13600ρ==R m kg m ,

().....01513600981050151000981-=??-+??A B p p

..31364101364 =?=Pa kPa

【1-10】常温的水在如习题1-10附图所示的管路中流动,为测量A 、B 两截面间的压力差,安装了两个串联的U 形管压差计,指示液为汞。测压用的连接管中充满水。两U 形管的连接管中,充满空气。若测压前两U 形压差计的水银液面为同一高度,试推导A 、B 两点的压力差?p 与液柱压力汁的读数12、R R 之间的关系式。

解 设测压前两U 形压差计的水银液面,距输水管中心线的距离为H 。

在等压面'22-处

11

221汞水气22ρρρ+????

=++-+ ? ?????A R R R p p H g R g g '222汞水2ρρ?

?=+-+ ??

?B R p p H g R g

因'22=p p ,由上两式求得 ()水气12汞g 2ρρρ+?

?-=+- ???

A B p p R R

因气水ρρ<<

故 ()

水12汞-2ρρ?

?

-=+ ???

A B p p R R g

【1-11】力了排除煤气管中的少量积水,用如习题1-11附图所示水封设备,使水由煤气管路上的垂直管排出。已知煤气压力为10kPa (表压),试计算水封管插入液面下的深度h 最小应为若干米。

解 ..31010

1021000981

ρ?=

==?p h m g 流量与流速

【1-12】有密度为/31800kg m 的液体,在内径为60mm 的管中输送到某处。若其流速为

/0.8m s ,试求该液体的体积流量()3

/m h 、质量流量()/kg s 与质量流速()/2?????

kg m s 。 解 (1) 体积流量 ./.223330.060.822610814 /4

4

π

π

-=

=

??=?=V q d u m s m h

(2) 质量流量 ../m V q q kg s ρ-==??=3226101800407

习题1-11附图

习题1-10附图

(3) 质量流速 ./().22

407=

==1440 0064

m q kg m s A ωπ?? 【1-13】如习题1-13附图所示的套管式换热器,其内管为.mm .mm 335325φ?,外管为

mm .mm 6035φ?。内管中有密度为/31150kg m 、流量为/5000kg h 的冷冻盐水流动。内、外管之

间的环隙有绝对压力为0.5MPa ,进、出口平均温度为0℃,流量为/160kg h 的气体流动。在标准状态下(0℃,101.325)kPa ,气体的密度为./312kg m 。试求气体和盐水的流速。

解 液体 /3

1150 ρ=k g m

内管内径 ...d mm m =-?==内3353252270027 液体质量流量 /5000=m q kg h ,体积流量 3

5000/1150

=V q m h 流速 /./.液22

50001150211 360000274

4

V

q u m s d π

π

=

=

=?

?

气体质量流量 /m q kg h =160

密度 .../6

3气051012592101325

ρ?=?=kg m

体积流量 .3

160/592

=V q m h 流速 ()

/../..u m s π

=

=?

-气2

2

160592

567 36000053

00335

4

习题1-13附图 习题1-14附图

【1-14】如习题1-14附图所示,从一主管向两支管输送20℃的水。要求主管中水的流速约为.10/m s ,支管1与支管2中水的流量分别为//20与10t h t h 。试计算主管的内径,并从无缝钢管规格表中选择合适的管径,最后计算出主管内的流速。

解 .//33水: 20℃,99821000 t kg m kg m

ρ==≈ 主管的流量 //3122010303010=+=+==?m m m q q q t h kg h

体积流量 /3

33010

301000

ρ?===m

V q q m h ,流速 .10/=u m s

管径

.d m mm ==0103103

选择1084mm mm φ?无缝钢管,内径为100=d mm , 主管内水的流速 //./(.)

m q u m s d

π

π

=

=

=?2

2

3600

303600

106 014

4

连续性方程与伯努利方程

【1-15】常温的水在如习题1-15附图所示的管路中流动。在截面1处的流速为./05m s ,管内径为200mm ,截面2处的管内径为100mm 。由于水的压力,截面1处产生1m 高的水柱。试计算在截面1与2之间所产生的水柱高度差h 为多少(忽略从1到2处的压头损失)?

解 ./105=u m s

.,.d m d m ==1202 01

.()/2

212120522??

==?= ???

d u u m s d

221

12222

ρρ+=+p u p u ..222212

21205187522

ρ

---===p p u u

..121875187510001875ρ?=-==?=p p p Pa

..187501911911000981

ρ?=

===?p h m mm g

另一计算法

22

1122

22ρρ+=+p u p u g g g g

...2

222

1221205019122981

ρ---====?p p u u h m g g

计算液柱高度时,用后一方法简便。

【1-16】在习题1-16附图所示的水平管路中,水的流量为./25L s 。已知管内径15=d cm , .225=d cm ,液柱高度11=h m 。若忽略压头损失,试计算收缩截面2处的静压头。

解 水的体积流量 ././33252510 -==?V q L s m s ,

习题1-15附图

习题1-16附图

截面1处的流速 ../.3

122

1

25101274005

4

4

π

π

-?=

=

=?V

q u m s d

截面2处的流速 .../.2

2

1212005127451

0025????

==?= ? ?????

d u u m s d 在截面1与2之间列伯努利方程,忽略能量损失。

22

1122

22ρρ+=+

p u p u g g g g

..11100511002522

ρ=+=+=+p d h g ()

() (2)

2

2127451100252981

2981

++

=+

??h

截面2处的静压头 .20218=-h m 水柱 负值表示该处表压为负值,处于真空状态。

【1-17】如习题1-17附图所示的常温下操作的水槽,下面的出水管直径为.5735mm mm φ?。当出水阀全关闭时,压力表读数为30.4kPa 。而阀门开启后,压力表读数降至20.3kPa 。设压力表之前管路中的压头损失为0.5m 水柱,试求水的流量为多少/3m h ?

解 出水阀全关闭时,压力表读数30. 4kPa (表压)能反映出水槽的水面距出水管的高度h

...p h m g ρ?===?3

3304103110981

阀门开启后,压力表读数 .2203=p kPa (表压)

从水槽表面至压力表处的管截面列出伯努利方程,以求出水管的流速2u

2

22

1++2ρ=∑f p u Z H g g

.,.13105水柱==∑=f Z h m H m

(23)

232031031052981

10981?=++??u

./.2323005==u m s d m

水的流量

..././22333200532363410228 4

4

V q d u m s m h π

π

-=

=

??=?=

【1-18】若用压力表测得输送水、油(密度为/3880kg m )、98%硫酸(密度为/31830kg m )的某段水平等直径管路的压力降均为49kPa 。试问三者的压头损失的数值是否相等?各为多少米液柱?

习题1-17附图

解 从伯努利方程得知,等直径水平管的压头损失f H 与压力降?p 的关系为ρ?=

f p H g

。 ..f p H m g ρ??==?3

水水4910=499 水柱1000981

..f p H m g ρ??==?3

油油4910=568 油柱880981

..f p

H m g ρ??==?3

硫酸硫酸4910=273 硫酸柱1830981

【1-19】如习题1-19附图所示,有一高位槽输水系统,管径为.mm mm φ?5735。已知水在管路中流动的机械能损失为2

452

∑=?f u h (u 为管内流速)。试求水的流量为多少/3m h 。欲

使水的流量增加20%,应将高位槽水面升高多少米?

解 管径.005=d m , 机械能损失2

452

∑=?f u h

(1) 以流出口截面处水平线为基准面,

,,,1212500?

Z m Z u u ==== 22

22

14522

=+?u u Z g

./u m s 2146 水的流量 ().../.V q d u m s m h

π

π

-=

=

??=?=2

2

3

3

3200514628710103 /4

4

(2) ()'..10212=+=V V V q q q '..../221212146175 ==?=u u m s '(')2

1223=Z g u (.)'..Z m ?==2

123175781 981

高位槽应升高 ..m -=7185218

【1-20】 如习题1-20附图所示,用离心泵输送水槽中的常温水。泵的吸入管为.mm mm φ?3225,管的下端位于水面以下2m ,

并装有底阀与拦污网,该处的局部压头损失为2

82u g

?。若截面'

22-处的真空度为39.2kPa ,由'11-截面至'-22截面的压头损失为

2122?u g

。试求:(1)吸入管中水的流量,/3m h ;(2)吸入口'11-截面的表压。

解 管内径...00320002520027=-?=d mm ,水密度/31000ρ=kg m 截面'-22处的表压.2392=-p kPa ,水槽表面10=p (表压)

习题1-19附图

习题1-20附图

(1) 从'''---00至22, 00为基准面,

,,,?1202030====Z Z m u u

压头损失 222

222118+=822222?

?∑=??+ ???f u u u H g g g

22

0022

1222ρρ++=+++∑f p u p u Z Z H g g g g

(22)

3223921010381000981298122981

-??

?=++++ ?

?????u u ./2143=u m s

水的流量 ()..223

236000.0271433600295

/44

π

π

=

?=??

?=V q d u m h (2) 从'',,1211至2205--==Z Z

.......()

p p u Z g g g

p p Pa kPa ρρ=++-?=++?

???=?=2

122

232

1311223921011435100098110009812298110410104表压 流体的黏度

【1-21】当温度为20℃及60℃时,从附录查得水与空气的黏度各为多少?说明黏度与温度的关系。

解 20℃ 60℃ 水 .3100510-??Pa s .3046910-??Pa s

空气 .618110 -??Pa s .620110-??Pa s

水温度升高,黏度减小;空气温度升高,黏度增大。

雷诺数与流体流动类型

【1-22】 25℃的水在内径为50mm 的直管中流动,流速为2m/s 。试求雷诺数,并判断其流动类型。

解 25℃,水的黏度.30893710μ-=??Pa s ,密度/3997ρ=kg m ,管内径.005=d m ,流速

/2=u m s

.Re ..53

0052997

112104000 为湍流0893710

du ρ

μ

-??=

=

=?>? 【1-23】 (1)温度为20℃、流量为/4L s 的水,在.mm mm φ?5735的直管中流动,试判断流动类型;(2)在相同的条件下,水改为运动黏度为./244cm s 的油,试判断流动类型。

解 (1) .,/.,./V d m q m s Pa s kg m μρ--==?=??=3333005 410,1005109982

流速 ./(.)

V

q u m s d

π

π

-?=

=

=?3

2

2

4102038 0054

4

雷诺数 ...Re ..53

00520389982

101104000为湍流100510

ρ

μ

-??=

=

=?>?du (2) ././v cm s m s -==?242444410 雷诺数 ..Re .4

00520382322000为层流4410-?=

==

解 (1) 水,20℃,./.,.339982,1005100207ρμ-==??=kg m Pa s d m ..Re ./.3

02079982

4000 001945100510du u u m s ρ

μ

-??=

=

=?

体量流量 ()../2

2430207001945 6.54104

4

V q d u m s π

π

-=

=

??=?

(2) ././24201401410υ-==?cm s m s

Re du

υ

=

..4

0207

200001410-=

?u ./0135=u m s

管内流体流动的摩擦阻力损失

【1-25】如习题1-25附图所示,用U 形管液柱压差计测量等直径管路从截面A 到截面B 的摩擦损失∑f h 。若流体密度为ρ,指示液密度为0ρ,压差计读数为R 。试推导出用读数R 计算摩擦损失∑f h 的计算式。

解 从截面A 到截面B 列伯努利方程,截面A 为基准面,则得

() A

B

f A B f

p p Hg h p p p Hpg h ρρ

ρ

=+

+∑?=-=+∑ 1

液柱压差计1-1为等压面

() A B p R g p H g R g

ρρρ+=++0 2

()0ρρρ?=-=-+A B p p p R g H g

由式()()1与式2得 ()0ρρρ

-∑=

f R g

h

此式即为用U 形管压差计测量流体在两截面之间流动的摩擦损失的计算式。

【1-26】如习题1-26附图所示,有.5735mm mm φ?的水平管与垂直管,其中有温度为20℃的水流动,流速为/3m s 。在截面A 与截面B

处各安装一个弹簧压力表,两截面的距离为

习题1-25附图

6m ,管壁的相对粗糙度/.d ε=0004。试问这两个直管上的两个弹簧压力表读数的差值是否相同?如果不同,试说明其原因。

如果用液柱压差计测量压力差,则两个直管的液柱压力计的读数R 是否相同?指示液为汞,其密度为/313600kg m 。

解 已知管内径.005=d m ,水的温度t=20℃

密度./39982ρ=kg m ,黏度.3

100410μ-=??Pa s ,

流速/3=u m s

雷诺数..Re ..53

00539982

14910100410

ρ

μ

-??=

=

=??du 湍流 管壁相对粗糙度

.0004ε

=d

查得摩擦系数 .00293λ=

这两个直管的摩擦阻力损失相同,为

./.f l u h J kg d λ==??=22

630.0293158 20052

(1) 弹簧压力表读数之差值 ①水平管

在A 、B 两截面列伯努利方程

A

A

B B A B f p u p u gZ gZ h ρρ++=+++22

22

因,==A B A B Z Z u u ,故得

...9982158157701577ρ-==?==A B f p p h Pa kPa

②垂直管

在A 、B 两截面间列伯努利方程,以截面A 为基准面,

,,A B A B Z Z L m u u ====06

A

B

B f p p gZ h ρ

ρ

+

+=

.....998298169982158745307453 A B B f p p gZ h Pa kPa ρρ-=+=??+?==

上述计算结果表明,垂直管的-A B p p 大于水平管的-A B p p 。这是因为流体在垂直管中从下向上流动时,位能增大而静压能减小。

(2)U 形管液柱压差计的读数R

①水平管与前面相同,由伯努利方程得 () A B f

p p h a ρ-=

习题1-26附图

另从U 形管压差计等压面处力的平衡,求得

汞ρρ+=+A B p R g p R g

()()

A B p p R b g ρρ-=-汞

由式()a 与式()b ,求得

....().(.)

f h R m mm

g ρρρ?=

===-?-汞9982158

01276 汞柱1276 汞柱981136009982

②垂直管与前面相同,由伯努利方程得

()

A B f

p p gL h c ρρ-=+ 另从U 形管压差计等压面处力的平衡,求得

汞ρρρ+=++A B p R g p L g R g

()

()

A B p p L g R d g ρρρ--=

-汞

由式()()与式c d ,求得

()

汞ρρρ=-f

h R g

从上述推导可知,垂直管与水平管的液柱压差计的读数R 相同。有了读数R 值,就可以分别用式()() 及式b d 求得水平管及垂直管的()-A B p p 。

【1-27】有一输送水的等直径(内径为d )垂直管路,在相距H 高度的两截面间安装一U 形管液柱压差计。当管内水的流速为u 时,测得压差计中水银指示液读数为R 。当流速由

u 增大到'u 时,试求压差计中水银指示液读数'R 是R 的多少倍。设管内水的流动处于粗糙

管完全湍流区。

解 从习题2-25与习题2-28可知,U 形管液柱压差计的读数R 与两截面间流体流动的摩擦损失f h 成正比,即f R h ∝。

又知道,在粗糙管完全湍流区为阻力平方区,即摩擦损失f h 与流体流速u 的平方成正比,f h u ∝2。

由上述分析可知 R u ∝2 因此 ''''2

2

2

2=

=R u u R R R u u

【1-28】水的温度为10℃,流量为330/L h ,在直径.mm mm φ?5735、长为100m 的直管

中流动。此管为光滑管。(1)试计算此管路的摩擦损失;(2)若流量增加到990/L h ,试计算其摩擦损失。

解 水在10℃时的密度.39997/ρ=kg m ,黏度.,.,Pa s d m l m

μ-=??==3

130610 005 100,光滑管。

(1) 体积流量 /.V q L h m h ==3330033/ 流速 ../.V

q u m s d

π

π

=

==?

?

?2

2

03300467 36003600005

4

4

雷诺数 . Re .3

0.050.04679997

1787层流130610ρ

μ

-??=

=

=?du

摩擦系数 Re 6464

0.03581787

λ=

== 摩擦损失 (.)/.f l u h J kg d λ==??22

100004670.0358=0.0781 20052

(2) 体积流量 /.3990099 /==V q L h m h

因流量是原来的3倍,故流速../u m s =?=004673014 雷诺数Re 178735360=?=湍流

对于光滑管,摩擦系数λ用Blasius 方程式计算

.....Re ()025025

031640316400375360λ=

== 也可以从摩擦系数λ与雷诺数Re 的关联图上光滑管曲线上查得,.0037λ=。

摩擦损失 (.)

/.22100014=0.037=0.725 20052

f l u h J k

g d λ=??

【1-29】试求下列换热器的管间隙空间的当量直径:(1)如习题1-29附图(a)所示,套管式换热器外管为mm mm φ?2199,内管为mm mm φ?1144;(2)如习题1-29附图(b)所示,列管式换热器外壳内径为500mm ,列管为mm mm φ?252的管子174根。

习题1-29附图

解 (1)套管式换热器,内管外径.10114=d m ,外管内径.20201=d m 当量直径 ...21020101140087=-=-=e d d d m

(2) 列管式换热器,外壳内径.205=d m ,换热管外径.10025=d m ,根数174=n 根

当量直径 ()

(.)(.)

.()..2222

21210517400254400291051740025

π

π--?=?==++?e d nd d m d nd

习题1-31附图 习题1-32附图

【1-30】常压下35℃的空气,以12m/s 的流速流经120m 长的水平管。管路截面为长方形,高300mm ,宽200mm ,试求空气流动的摩擦损失,设

0.0005ε=e

d 。

解 空气,./.3635℃,1147,188510 ρμ-===??t kg m Pa s ,流速/12=u m s 。管路截面的高..a m b m ==03,宽 02。

当量直径 (220302)

0240302

??===++e ab d m a b 雷诺数 ..Re ..5

6

024121147

17510湍流188510

ρ

μ

-??=

=

=??e d u

.,,00005 查得=0.0192 120e

l m d ελ==

摩擦损失 ./.22120120019269120242

f e l u h J k

g d λ==??=

【1-31】把内径为20mm 、长度为2m 的塑料管(光滑管),弯成倒U 形,作为虹吸管使用。如习题1-31附图所示,当管内充满液体,一端插入液槽中,另一端就会使槽中的液体自动流出。液体密度为/31000kg m ,黏度为1?mPa s 。为保持稳态流动,使槽内液面恒定。要想使输液量为./m h 317,虹吸管出口端距槽内液面的距离h 需要多少米?

解 已知,,/330.02210,=1d m l m kg m mPa s ρμ===?,体积流量./317=V q m h 流速 ././.2

2

173600

1504002

4

4

V

q u m s d π

π

=

=

=?

从液槽的液面至虹吸管出口截面之间列伯努利方程式,以虹吸管出口截面为基准面

22

22u l u h g d g

λξ??=++ ???∑

..Re .4

3

00215041000

30110湍流110

ρ

μ

-??=

=

=??du

光滑管,查得.00235λ=,管入口突然缩小.ξ=05 U 形管(回弯头).15ξ=

(2)

21504

100235051506170022981h m ??=+?++= ????

【1-32】如习题1-32附图所示,有黏度为.17?mPa s 、密度为/3765kg m 的液体,从高位槽经直径为mm mm φ?1144的钢管流入表压为0.16MPa 的密闭低位槽中。液体在钢管中的流速为m/1s ,钢管的相对粗糙度/0.002ε=d ,管路上的阀门当量长度50=e l d 。两液槽的液面保持不变,试求两槽液面的垂直距离H 。

解 在高位槽液面至低位槽液面之间列伯努利方程计算H ,以低位槽液面为基准面。

,.p p Pa u u ==?==61212(0表压)01610,两槽流速 0, ,,/,.120管内流速1管径0106====Z H Z u m s d m

液体密度/.33765,黏度1710ρμ-==??kg m Pa s 雷诺数.Re ..4

3

0106176547710湍流1710

ρ

μ

-??=

=

=??du

/..0002,查得00267ελ==d 管长30160190=+=l m ,阀门50=e

l d

,高位槽的管入口0.

5ξ=,低位槽管出口=1ξ,90°弯头.075ξ=

2

22λξρ+??=++ ?

??∑e l l p u

H g d g

(62016101901002675005107523976598101062981)

?????=+?++++?= ?????????m

【1-33】如习题1-33附图所示,用离心泵从河边的吸水站将20℃的河水送至水塔。水塔进水口到河水水面的垂直高度为34.5m 。管路为1144mm mm φ?的钢管,管长1800m ,包括全部管路长度及管件的当量长度。若泵的流量为/m h 330,试求水从泵获得的外加机械能为多少?钢管的相对粗糙度

.0002ε

=d

解 水在20℃时./39982ρ=kg m ,.3100410Pa s μ-=?? .,0106 1800e d m l l m =+=

流量 /330=V q m h 流速 / ./(.)22

303600

09448010644V

q u m s d ππ=

==? ...Re ..43

0106094489982

99610100410

ρ

μ

-??=

=

=??du 湍流 查得.00252λ=

摩擦阻力损失 ../.22

18000944800252191201062

e f l l u h J kg d λ+==??=∑

以河水水面为基准面,从河水水面至水塔处的水管出口之间列伯努利方程。

习题1-33附图

外加机械能 .../22

209448345981191530 22

f u W Z

g

h J kg =++∑=?++=

【1-34】如习题1-34附图所示,在水塔的输水管设计过程中,若输水管长度由最初方案缩短25%,水塔高度不变,试求水的流量将如何变化?变化了百分之几?水在管中的流动在阻力平方区,且输水管较长,可以忽略局部摩擦阻力损失及动压头。

解 在水塔高度H 不变的条件下,输水管长度缩短,输水管中的水流量应增大。 从水塔水面至输水管出口之间列伯努利方程,求得

2

2λ=∑=?f l u H H d g

因水塔高度H 不变,故管路的压头损失不变。 管长缩短后的长度'l 与原来长度l 的关系为 '0.75=l l 在流体阻力平方区,摩擦系数恒定不变,有

'''(')'.(')22

222207522λλλλλλ=∑=∑==f f H H l u l u d g d g l u l u d g d g

故流速的比值为

'.1155=u u 流量的比值为

'.1155=V

V

q q 流量增加了15.5% 管路计算

【1-35】用1689m m m m φ?的钢管输送流量为/60000kg h 的原油,管长为100km ,油管最大承受压力为.MPa 157。已知50℃时油的密度为/3890kg m ,黏度为181?mPa s 。假设输油管水平铺设,其局部摩擦阻力损失忽略不计,试问为完成输油任务,中途需设置几个加压站?

解 .,,/m d m l k m q k g h

==

=

015 100 60000 /,/./33890181600003600

=001873 890

ρμ==?=

V kg m mPa s

q m s

../.2

2

001873

106015

4

4

V

q u m s d

π

π

=

=

=?

..Re 3

015106890

782层流18110ρ

μ

-??=

=

=?du

.Re 646400818782

λ=

== 因为是等直径的水平管路,其流体的压力降为

习题1-34附图

....f l u p h Pa MPa d ρρλ??=∑=????=232

710010106=8900.0818=27310273 20152

油管最大承受压力为.MPa 157 加压站数 (273)

174

157

=

=n 需设置2级加压,每级管长为50km ,每级的./.27321365?==p MPa ,低于油管最大承受压力。

【1-36】如习题1-36附图所示,温度为20℃的水,从水塔用mm mm φ?1084钢管,输送到车间的低位槽中,低位槽与水塔的液面差为12m ,管路长度为150m (包括管件的当量长度)。试求管路的输水量为多少3m /h ,钢管的相对粗糙度./0002ε=d 。

解 水,./.3320℃,9982,=100410ρμ-==??t kg m Pa s 由伯努利方程,得管路的摩擦阻力损失为

./12981118 ∑==?=f h Hg J kg

管内水的流速u 未知,摩擦系数λ不能求出。本题属于已知.l m d m ==150、01、/./f d h J kg ε=∑=0002、 118,求与V u q 的问题。

/.37d u ε? =- ?

..000237?=- ?

./255 m s = 验算流动类型 ...Re ..5

3

012559982

25410湍流100410

du ρ

μ

-??==

=??

体积流量 () (2)

233600012553600721/4

4

V q d u m h π

π

=

?=

???=

习题1-36附图 习题1-37附图

【1-37】如习题1-37附图所示,温度为20℃的水,从高位槽A 输送到低位槽B ,两水槽的液位保持恒定。当阀门关闭时水不流动,阀前与阀后的压力表读数分别为80kPa 与30kPa 。当管路上的阀门在一定的开度下,水的流量为./m h 317,试计算所需的管径。输水管的长度及管件的当量长度共为42m ,管子为光滑管。

本题是计算光滑管的管径问题。虽然可以用试差法计算,但不方便。最好是用光滑管的摩擦系数计算式..Re 02503164λ=(适用于.Re 35

251010?<<)与22f

l u h d λ∑=及2

4π=V q u d ,推导一个与及∑f V h q d 之间的计算式。

解 水在./.3320℃时9982,100410ρμ-==??kg m Pa s 水的流量.317/m h ,管长及管件当量长度42=l m

阀门关闭时,压力表可测得水槽离压力表测压点的距离与A B H H 。

(3)

3

8010817998298130103069982981

ρρ?===??===?A A B B p H m

g p H m

g

两水槽液面的距离...817306511=-=-=A B H H H m

以低位槽的液面为基准面,从高位槽A 的液面到低位槽B 之间列伯努利方程,得管路的摩擦损失∑f h 与H 的关系式为

.../511981501 ∑==?=f h Hg J kg

对于水力光滑管,∑f h 与V q 及d 之间的计算式为

(025)

175

475

0241μρ??

= ?

??

∑V f q h l d (025)

175

475

0241μρ??

= ?

??

∑V f

q d

l h 代入已知数

....(./)..025

3175

475

1004101736000.241429982501

-??

?=?? ?

??

d

求得管内径为 .00205=d m 验证Re 范围

..Re ...V q du d ρρμπμ-??

====???317

49982436002900031410041000205

湍流 符合λ计算式中规定的Re 范围

【1-38】 如习题1-38附图所示,水槽中的水由管C 与D 放出,两根管的出水口位于同一水平面,阀门全开。各段管内径及管长(包括管件的当量长度)分别为

习题1-38附图

AB BC BD

d 502525mm mm mm 20711e

l l m m

m +

试求阀门全开时,管C 与管D 的流量之比值,摩擦系数均取0.03。

解 从水槽的水面至出水口之间列伯努利方程,以出水口的水平面为基准面,得

2222=+∑+∑=+∑+∑C D

fAB fBC fAB fBD u u H H H H H g g

(a )

BC 管的压头损失

()e BC C

fBC

BC l l u H

d g λ

+=∑22 (b ) BD 管的压头损失 ()22e BD D

fBD

BD l l u H d g

λ

+∑= (c ) 将式()()()与式代入式b c a ,得

()()e BC e BD C D BC BD l l l l u u d d λλ????+++=+????????

22

11

.C D

u u ==

=123 因=BC BC d d ,故流量之比值

.

= 123=VC C VD D

q u q u 【1-39】有一并联管路,输送20℃的水。若总管中水的流量为/m h 39000,两根并联管的管径与管长分别为,;,11225001400700800====d mm l m d mm l m 。试求两根并联管中的流量各为若干?管壁绝对粗糙度为.03mm 。

解 用试差法求解,设各支管的流体流动处于完全湍流粗糙管的阻力平方区。 两根支管的相对粗糙度分别为

...,.1

20303

000060000429500700

εε=

===d d 从教材的图1-28查得.,.120017700162λλ== 总流量/39000=V q m h 支管1的流量

1=

=

V q

././..m h m s ?=

==+33900000355

2137059003550114

支管2的流量

化工原理下册复习题

吸收 一填空 (1) 在吸收塔某处,气相主体浓度y=0.025,液相主体浓度x=0.01,气相传质分系数k y=2kmol/m2·h,气相传质总K y=1.5kmol/m2·h,则该处气液界面上气相浓度y i应为?0.01????。平衡关系y=0.5x。 (2) 逆流操作的吸收塔,当吸收因素A<1且填料为无穷高时,气液两相将在塔底达到平衡。 (3) 在填料塔中用清水吸收混合气中HCl,当水量减少时气相总传质单元数N OG增加。 (4) 板式塔的类型有;板式塔从总体上看汽液两相呈逆流接触,在板上汽液两相呈错流接触。 (5) 在填料塔中用清水吸收混合气中NH3,当水泵发生故障使上水量减少时,气相总传质单元数NOG (增加)(增加,减少)。 (6) 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统,吸收操作中温度不变,压力增加,可使相平衡常数???减小?(增大、减小、不变),传质推动力??增大?(增大、减小、不变),亨利系数??不变(增大、减小、不变)。 (7) 易溶气体溶液上方的分压(小),难溶气体溶液上方的分压(大) ,只要组份在气相中的分压(大于)液相中该组分的平衡分压,吸收就会继续进行。 (8) 压力(减小),温度( 升高),将有利于解吸的进行;吸收因素(A= L/mV ) ,当 A>1 时,对逆流操作的吸收塔,若填料层为无穷高时,气液两相将在塔(顶)达到平衡。 (9) 在逆流吸收塔操作时,物系为低浓度气膜控制系统,如其它操作条件不变,而气液流量按比例同步减少,则此时气体出口组成y2将 (减小),液体出口组成将(增大),回收率将。 (10) 当塔板中(气液两相达到平衡状态),该塔板称为理论板。 (11) 吸收过程的传质速率方程N A=K G( )=k y( )。 (12) 对一定操作条件下的填料吸收塔,如将填料层增高一些,则塔的H OG将不变,N OG将增大。 (13)吸收因数A可表示为 mV/L,它在X–Y图上的几何意义是平衡线斜率与操作线斜率之比。 (14)亨利定律的表达式为;亨利系数E的单位为 kPa 。 (15) 某低浓度气体吸收过程,已知相平衡常数m=1 ,气膜和液膜体积吸收系数分别为k y a=2× 10-4kmol/m3.s, k x a=0.4kmol/m3.s, 则该吸收过程为(气膜阻力控制)及气膜阻力占总阻力的百分数分别为 99.95% ;该气体为易溶气体。 二选择 1.根据双膜理论,当被吸收组分在液相中溶解度很小时,以液相浓度表示的总传质系数 B 。 A大于液相传质分系数 B 近似等于液相传质分系数 C小于气相传质分系数 D 近似等于气相传质分系数 2.单向扩散中飘流因子 A 。

化工原理期末考试选择题及答案.

1、在完全湍流时(阻力平方区),粗糙管的摩擦系数 数值。 A.与光滑管一样 B.只取决于Re C.取决于相对粗糙度 D.与粗糙度无关 2、某离心泵运行一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.检查进口管路是否有泄漏现象 D.检查出口管路阻力是否过大 3、液体在两截面间的管道内流动时, 其流动方向是。 A.从位能大的截面流向位能小的截面; B.从静压能大的截面流向静压能小的截面; C.从动能大的截面流向动能小的截面; D.从总能量大的截面流向总能量小的截面; 4、冷热两流体的对流给热系数相差较大时,提高总传热系数K值的措施是。 A.提高小的值; B.提高大的值; C.两个都同等程度提高; D.提高大的值,同时降低小的值。 5、在空气-蒸汽间壁换热过程中可采用方法来提高传热速率最合理。 A.提高蒸汽速度; B.采用过热蒸汽以提高蒸汽温度; C.提高空气流速; D.将蒸汽流速和空气流速都提高。 6、沉降室的生产能力与有关。 A.颗粒沉降速度和沉降室高度; B.沉降面积; C.沉降面积和颗粒沉降速度; D.沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度。 7、离心泵的扬程是指泵给予()液体的有效能量。 A. 1kg B. 1N C. 1m 8、雷诺数的物理意义表示。 A.粘滞力与重力之比; B.重力与惯性力之比; C.惯性力与粘滞力之比; D.压力与粘滞力之比。 9、为了减少室外设备的热损失,保温层外的一层隔热材料的表面应该是。 A.表面光滑,色泽较浅 B.表面粗糙,色泽较深

C.表面粗糙,色泽较浅 10、蒸汽冷凝传热时不凝气体的存在,对冷凝给热系数α的影响是。 A.使α增加 B.使α降低 C.无影响 1、C 2、C 3、D 4、A 5、C 6、B 7、B 8、C 9、A 10、B 1、离心泵效率最高的点称为: A 工作点 B 操作点 C 设计点 D 计算点 2、某离心泵运行一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 检查进口管路是否有泄漏现象 D 检查出口管路阻力是否过大 3、离心泵停车时要: A 先关出口阀后断电 B 先断电后关出口阀 C 先关出口阀先断电均可 D 单级式的先断电,多级式的先关出口阀 4、冷热两流体的对流给热系数相差较大时,提高总传热系数K值的措施 是。 A 提高小的值; B 提高大的值; C 两个都同等程度提高; D 提高大的值,同时降低小的值。 5、在空气-蒸汽间壁换热过程中可采用方法来提高传热速率最合理。 A 提高蒸汽速度; B 采用过热蒸汽以提高蒸汽温度; C 提高空气流速; D 将蒸汽流速和空气流速都提高。 6、沉降室的生产能力与有关。 A 颗粒沉降速度和沉降室高度; B 沉降面积; C 沉降面积和颗粒沉降速度; D 沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度。 7、在讨论旋风分离器分离性能时,临界直径这一术语是指: A 旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径 B 旋风分离器允许的最小直径 C 旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径 D 能保持滞流流型时的最大颗粒直径 8、判断下面的说法中哪一种是错误的: A 在一定的温度下,辐射能力越大的物体,其黑度越大 B 在同一温度下,物体的吸收率A与黑度ε在数值上相等,因此A和ε的物理 意义相同 C 黑度越大的物体吸收热辐射的能力越强 D 黑度反映了实际物体接近黑体的程度 9、真空蒸发时,冷凝器操作压强的最低极限取决于: A 冷凝水的温度 B 真空泵的能力 C 当地大气压力 D 蒸发器的蒸发水量 10、下述几条措施,哪一条不能提高加热蒸汽的济程度? A 采用多效蒸发流程 B 引出额外蒸汽 C 使用热泵蒸发器 D 增大传热面积 1、C 2、C 3、A 4、A 5、C

化工原理考试习题有答案

化工原理(上)考试复习题及答案一、选择题(将正确答案字母填入括号内、四选一) 1.遵循流体动力学规律的单元操作是( A )。 A、沉降 B、蒸发 C、冷冻 D、干燥 2.U型管液柱压力计两管的液柱差稳定时,在管中任意一个截面上左右两端所受压力( A )。 A、相等 B、不相等 C、有变化 D、无法确定 3.以下有关全回流的说法正确的是( A )。 A、精馏段操作线与提馏段操作线对角线重合 B、此时所需理论塔板数量多 C、塔顶产品产出量多 D、此时所用回流比最小 4.吸收操作是利用气体混合物中各种组分( B )的不同而进行分离的。 A、相对挥发度 B、溶解度 C、气化速度 D、电离度 5.压力表在刻度盘上有红线是表示( C )。 A、设计压力、 B、公称压力 C、最高工作压力 D、最低工作压力 6.某车间测得一精馏塔得真空度为540mmHg,绝对压强为100mm/Hg,则当地大气压为( C )mmHg。 A、440 B、540 C、640 D、760 7. 用水吸收混合气体中的二氧化碳时,( A )下吸收效果最好。 A.低温高压B.高温高压 C.高温低压D.低温低压 8. 表压值是从压强表上读得的,它表示的是( A )。 A.比大气压强高出的部分 B.设备的真实压力 C.比大气压强低的部分 D.大气压强 9. 离心泵在停泵时,应先关闭出口阀,再停电机,这是为了防止( C )。 A.汽蚀现象 B.电流过大 C.高压流体倒流 D.气缚现象 10. 吸收操作的作用是分离( A )。 A.气体混合物 B.液体均相混合物 C.互不溶液体混合物 D.气液混合物 11.当液体内部任一点的压强有变化时,将使液体内部其它各点的压强( B )。 A.发生变化 B.发生同样大小的变化 C.不变化 D.发生不同情况的变化 12. 气体压送机械的出口压强与进口压强之比在4以上的是( B )。 A.鼓风机 B.压缩机 C.通风机 D.真空泵 13.某气相混合物由甲.乙两组分组成,甲组分占体积70%,乙组分占体积30%,那么( B )。 A.甲组分摩尔分率是0.3 B.乙组分压力分率是0.3 C.乙组分质量分率是0.7 D.甲组分质量分率是0.7 14.下列四个定律中哪个是导热的基本定律。(C) A.牛顿冷却定律 B.斯蒂芬-波尔茨曼定律 C.傅里叶定律 D.克希霍夫定律 15.三层不同材料组成的平壁稳定热传导,若各层温度差分布 t1> t2> t3,则热阻最大的是( A )。 A.第一层 B.第二层 C.第三层 D.无法确定 16.在列管换热器中,用水将80℃某有机溶剂冷却至35℃,冷却水进口温度为30℃,出口温度不低于35℃,两流体应(B)操作。 A.并流B.逆流C.都可以D.无法确定 17.当压力不变时,气体溶解度随着温度升高的情况是( B )。 A、增大 B、减小 C、不变 D、不一定 18.一定量的理想气体,在等温过程中体积增加一倍,则该气体的压力的变化情况是( A )。 A、减少一半 B、没有变化 C、增加一倍 D、无规律可循 19.流体在流动过程中损失能量的根本原因是( D )。 A、管子太长 B、管件太多 C、管壁太粗糙 D、流体有粘性 20.泵的特性曲线是以水作实验介质测定的,当泵输送的液体沸点低于水的沸点时,则泵的安装高度应该( B )。 A、加大 B、减小 C、不变 D、不一定 21.若将泵的转速增加一倍,则该泵的轴功率将为原来的( C )倍。 A、4 B、2 C、8 D、16 22.将泵的转速增加一倍,则泵的流量将为原流量的( C )倍。 A、1 B、2 C、4 D、8 23.将泵的转速增加一倍,则泵的扬程将增加( B )倍。 A、2 B、4 C、8 D、10 24.含有泥砂的水静置一段时间后,泥砂沉积到容器底部,这个过程称为( B )。 A、泥砂凝聚过程 B、重力沉降过程 C、泥砂析出过程 D、泥砂结块过程 25.工业上常将待分离的悬浮液称为( B )。 A、滤液 B、滤浆 C、过滤介质 D、滤饼 26.在一定操作压力下,过滤速率将随着操作的进行而( B )。 A、逐渐增大 B、逐渐降低 C、没有变化 D、无法确定 27.热量传递是由于物体之间( B )不同。 A、热量 B、温度 C、比热 D、位置 28.炉膛内烟气对炉管之间的传热方式是( B )传热。 A、对流 B、辐射 C、导热 D、对流、辐射和导热 29.平壁导热过程中,传热推动力是( B )。 A、物质的导热系数 B、平壁两侧温 C、导热速率 D、平壁两侧热量差 30.能够全部吸收辐射能的物体称为( B )。 A、白体 B、黑体 C、热透体 D、导热体 31.工业上常采用带翅片的暖气管代替圆管,其目的是( B )。 A、增加热阻,减少热损失 B、增加传热面积,提高传热效果 C、节省钢材 D、增加观赏性

化工原理下册题库300题讲解学习

化工原理下册题库 300题

化工原理(下)题库(1) 一、选择题(将正确答案字母填入括号内) 1、混合物中某组分的质量与混合物质量之比称为该组分的( A )。 A. 质量分数 B. 摩尔分数 C. 质量比 2、关于精馏塔中理论的叙述错误的是( B )。 A.实际上不存在理论塔板 B. 理论塔板仅作为衡量实际塔板效率的一个标准。 C. 理论塔板数比实际塔板数多 3、在精馏塔中每一块塔板上( C )。 A. 只进行传质作用 B. 只进行传热作用 C. 同时进行传热传质作用 4、气体吸收过程中,吸收速率与推动力成( A )。 A. 正比 B. 反比 C. 无关 5、气体的溶解度很大时,溶质的吸收速率主要受气膜一方的阻力所控制,故称为( A )。 A. 气膜控制 B. 液膜控制 C. 双膜控制 6、普通温度计的感温球露在空气中,所测得的温度为空气的( A )温度。 A. 干球 B. 湿球 C. 绝热饱和 7、混合物中某组分的物质的量与混合物物质的量之比称为该组分的(B )。

A. 质量分数 B. 摩尔分数 C. 质量比 8、在蒸馏过程中,混合气体中各组分的挥发性相差越大,越(B )进行分离。 A. 难 B. 容易 C. 不影响 9、气体吸收过程中,吸收速率与吸收阻力成( B )。 A. 正比 B. 反比 C. 无关 10、气体的溶解度很小时,溶质的吸收速率主要受液膜一方的阻力所控制,故称为( B )。 A. 气膜控制 B. 液膜控制 C. 双膜控制 11、某二元混合物,进料量为100kmol/h,xF=0.6,要求得 到塔顶xD不小于0.9,则塔顶最大产量为( B ) A 60kmol/h B 66.7kmol/h C 90kmol/h D 不能定 12、二元溶液连续精馏计算中,进料热状态的变化将引起以下 线的变化 ( B ) 。 A平衡线 B 操作线与q线 C平衡线与操作线 D 平衡线与q线 13、下列情况 ( D ) 不是诱发降液管液泛的原因。 A液、气负荷过大 B 过量雾沫夹带 C塔板间距过小 D 过量漏液 14、以下有关全回流的说法正确的是( A、C )。 A、精馏段操作线与提馏段操作线对角线重合 B、此时 所需理论塔板数量多

化工原理复习题及答案

1. 某精馏塔的设计任务为:原料为F,x f,要求塔顶为x D,塔底为x w。设计时若选定的回流比R不变,加料热状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料,则所需理论板数N T减小,提馏段上升蒸汽量V' 增加,提馏段下降液体量L' 增加,精馏段上升蒸汽量V不变,精馏段下降液体量L不变。(增加,不变,减少) 2. 某二元理想溶液的连续精馏塔,馏出液组成为x A=0.96(摩尔分率) .精馏段操作线方程为y=0.75x+0.24.该物系平均相对挥发度α=2.2,此时从塔顶数起的第二块理论板上升蒸气组成为y2=_______. 3. 某精馏塔操作时,F,x f,q,V保持不变,增加回流比R,则此时x D增加,x w减小,D减小,L/V增加。(增加,不变,减少) 6.静止、连续、_同种_的流体中,处在_同一水平面_上各点的压力均相等。 7.水在内径为φ105mm×2.5mm的直管内流动,已知水的黏度为1.005mPa·s,密度为1000kg·m3流速为1m/s,则R e=_______________,流动类型为_______湍流_______。 8. 流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来 的__4__倍;如果只将管径增加一倍,流速不变,则阻力损失为原来的__1/4___倍。 9. 两个系统的流体力学相似时,雷诺数必相等。所以雷诺数又称作相似准数。 10. 求取对流传热系数常常用_____量纲________分析法,将众多影响因素组合 成若干____无因次数群______数群,再通过实验确定各___无因次数群________之间的关系,即得到各种条件下的_____关联______式。 11. 化工生产中加热和冷却的换热方法有_____传导_____、 ___对流______和 ____辐射___。 12. 在列管式换热器中,用饱和蒸气加热空气,此时传热管的壁温接近___饱和蒸 汽一侧_____流体的温度,总传热系数K接近___空气侧___流体的对流给热系数.

化工原理考研试题库

化工原理试题库 试题一 一:填空题(18分) 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1000 3m Kg ,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__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________,水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时,常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时,常用流速范围 为_______________________s m 。 6、 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、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 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(36分) 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、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? 6、单效减压蒸发操作有何优点? 三:计算题(46分) 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 0 50,热水流量为h m 360,冷却水在管 内 流动,温度从C 020升到C 0 45。已 知传热糸数K 为C m w .20002, 换热管为mm 5.225?φ的钢管,长 为3m.。求冷却水量和换热管数 (逆流)。

化工原理例题与习题

化工原理例题与习题标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

第一章流体流动 【例1-1】已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m3与998kg/m3,试求含硫酸为60%(质量)的硫酸水溶液的密度为若干。 解:根据式1-4 =(+)10-4=×10-4 ρ m =1372kg/m3 【例1-2】已知干空气的组成为:O 221%、N 2 78%和Ar1%(均为体积%),试求干空气在 压力为×104Pa及温度为100℃时的密度。 解:首先将摄氏度换算成开尔文 100℃=273+100=373K 再求干空气的平均摩尔质量 M m =32×+28×+× =m3 根据式1-3a气体的平均密度为: 【例1-3 】本题附图所示的开口容器内盛有油和水。油层高度h1=、密度ρ 1 =800kg/m3,水层高度h2=、密度ρ2=1000kg/m3。 (1)判断下列两关系是否成立,即p A=p'A p B=p'B (2)计算水在玻璃管内的高度h。 解:(1)判断题给两关系式是否成立p A=p'A的关系成立。因A与A'两点在静止的连通着的同一流体内,并在同一水平面上。所以截面A-A'称为等压面。 p B =p' B 的关系不能成立。因B及B'两点虽在静止流体的同一水平面上,但不是连通 着的同一种流体,即截面B-B'不是等压面。 (2)计算玻璃管内水的高度h由上面讨论 知,p A=p'A,而p A=p'A都可以用流体静力学基本方程式计算,即 p A =p a +ρ 1 gh 1 +ρ 2 gh 2 p A '=p a +ρ 2 gh 于是p a+ρ1gh1+ρ2gh2=p a+ρ2gh 简化上式并将已知值代入,得 800×+1000×=1000h 解得h= 【例1-4】如本题附图所示,在异径水平管段两截面(1-1'、2-2’)连一倒置U管压差计,压差计读数R=200mm。试求两截面间的压强差。 解:因为倒置U管,所以其指示液应为水。设空气和水的密度分别为ρg与ρ,根据流体静力学基本原理,截面a-a'为等压面,则 p a =p a ' 又由流体静力学基本方程式可得 p a =p 1 -ρgM

完整版化工原理上册题库选择填空判断带答案

化工原理试题库(上册) 第一章流体流动 一、选择题 1?连续操作时,物料衡算通式中的过程积累量GA为(A )。A.零 B.正数C负数 D.任意值 2.热量衡算中,物料的焓为相对值,通常规定(A )的焓为零。 AO C液体BO C气体 C.1O0C液体 D.100C气体3.流体阻力的表现,下列阐述错误的是(D )。 A.阻力越大,静压强下降就越大B流体的粘度越大,阻力越大 C.流体的流动状况是产生流体阻力的根本原因 D.流体的内摩擦力在流体激烈 流动时不存在4.压强的具有专门名称的国际单位是Pa,用基本单位表示是 (C )。 A.atm B.mmHg C.Kg/m.s2 D.N/m2 5?水在直管中流动,现保持流量不变,增大管径,则流速(B )。A.增大 B.减小C不变 D.无法判断 6.对可压缩流体,满足(C )条件时,才能应用柏努力方程求解。 A. )%(20ppp121式中压强采用表压表示 B. )%(01ppp12 )%(20ppp121式中压强采用绝压表示 D. )%(01ppp1

1式中压强采用表压表示 C. )%(20ppp121式中压强采用绝压表示 D. )%(01ppp1

B 施伍德 C 雷诺 D.努塞尔特8.流体在圆形直管中滞流流 9.增大流体的流量,则在孔板流量计的孔板前后形成的压强差( A )。A.增 大 B.减小 C.不变 D.无法判断10.流体在管内流动时的摩擦系数与 (B )有关。A.雷诺准数和绝对粗糙度 B.雷诺准数和相对粗糙度 C.欧拉 准数和绝对粗糙度 D.欧拉准数和相对粗糙度11.测速管测量得到的速度是 流体(C )速度。A.在管壁处 B 在管中心 C 瞬时 D.平均 12. 在层流流动中,若流体的总流率不变,则规格相同的两根管子串联时的压降 为并联时的(C )倍。A. 2; B. 6; C. 4; D. 1。 13. 流体在长为3m 、高为2m 的矩形管道内流动,则该矩形管道的当量直径为 (C )。 A. 1.2m ; B. 0.6m C. 2.4m D. 4.8m 2 14. 流体在长为2m 、高为1m 的矩形管道内流动,则该矩形管道的当量直径为 (A ) o A. 1.33m ; B. 2.66m C. 0.33m D. 0.66nr 。15.流体 在内管外径为25mm ,外管内径为70mm 的环隙流道内流动,则该环隙流道的当 量直径为(D ) o A. 25mm ; B. 70mm ; C. 95mm ; D. 45mm 。 16.当流体在园管内流动时,管中心流速最大,滞流时的平均速度与管中心的最 大流速的关系为(C ) A. u = 3/2.umax B. u = 0.8 umax C. u = 1式中压强采用绝压表示 7.判断流体的流动类型用( C )准数。 A.欧拉 动时的速度分布曲线为(B )。A.直线 B.抛物线 C 双曲线 D.椭圆线

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第八章课堂练习: 1、吸收操作的基本依据是什么?答:混合气体各组分溶解度不同 2、吸收溶剂的选择性指的是什么:对被分离组分溶解度高,对其它组分溶解度低 3、若某气体在水中的亨利系数 E 值很大,说明该气体为难溶气体。 4、易溶气体溶液上方的分压低,难溶气体溶液上方的分压高。 5、解吸时溶质由液相向气相传递;压力低,温度高,将有利于解吸的进行。 6、接近常压的低浓度气液平衡系统,当总压增加时,亨利常数 E 不变, H 不变,相平衡常数 m 减小 1、①实验室用水吸收空气中的O2 ,过程属于( B ) A 、气膜控制B、液膜控制C、两相扩散控制 ② 其气膜阻力(C)液膜阻力 A 、大于B、等于C、小于 2、溶解度很大的气体,属于气膜控制 3、当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m 的直线时,则 1/Ky=1/ky+ m /kx 4、若某气体在水中的亨利常数 E 值很大,则说明该气体为难溶气体 5 、总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+1/HkG ,当(气膜阻力 1/HkG) 项可忽略时,表示该吸收过程为液膜控制。 1、低含量气体吸收的特点是L 、 G 、Ky 、 Kx 、T 可按常量处理 2、传质单元高度HOG 分离任表征设备效能高低特性,传质单元数NOG 表征了(分离任务的难易)特性。 3、吸收因子 A 的定义式为 L/ ( Gm ),它的几何意义表示操作线斜率与平衡线斜率之比 4、当 A<1 时,塔高 H= ∞,则气液两相将于塔底达到平衡 5、增加吸收剂用量,操作线的斜率增大,吸收推动力增大,则操作线向(远离)平衡线的方向偏移。 6、液气比低于(L/G ) min 时,吸收操作能否进行?能 此时将会出现吸收效果达不到要求现象。 7、在逆流操作的吸收塔中,若其他操作条件不变而系统温度增加,则塔的气相总传质单元 高度 HOG 将↑,总传质单元数NOG将↓,操作线斜率(L/G )将不变。 8、若吸收剂入塔浓度 x2 降低,其它操作条件不变,吸收结果将使吸收率↑,出口气体浓度↓。 x2 增大,其它条件不变,则 9、在逆流吸收塔中,吸收过程为气膜控制,若进塔液体组 成气相总传质单元高度将( A )。 A. 不变 B.不确定 C.减小 D. 增大 吸收小结: 1、亨利定律、费克定律表达式 及温度而异,单位与压强的 2、亨利系数与温度、压力的关系; E 值随物系的特性单 位一致; m 与物系特性、温度、压力有关(无因次) 3、 E 、 H 、 m 之间的换算关系 4、吸收塔在最小液气比以下能否正常工作。 5、操作线方程(并、逆流时)及在y~x 图上的画法 6、出塔气体有一最小值,出塔液体有一最大值,及各自的计算式 7、气膜控制、液膜控制的特点 8、最小液气比(L/G)min 、适宜液气比的计算 9、加压和降温溶解度高,有利于吸收 减压和升温溶解度低,有利于解吸

化工原理选择题

1下列哪些因素可能是造成筛板塔严重漏液的原因(ADE) A气量过小B气量过大 C 板上液层厚度过小 D 液量过大E严重漏液 2 造成板式塔液泛,可能是因为(CDF) A 板上也留分布不均匀 B 板上气液分布不均匀C气量过大 D 液量过大E严重漏液F板间距过小 3下列命题正确的是(AC) A板间距过小,雾沫夹带线下移B板间距过大,雾沫夹带线上移C降液管面积上升,液相上线右移D降液管面积下降,液相上线左移4以下湿空气中,_______参数是相互独立的。(B) A:H P W B:t t w C:H, t d D:l, t w 5某一定状态下的湿空气,以一定速度流过水盘液面,则平衡时水温等于_______。(A) A 湿球温度t w B干球温度t C露点温度t d D 绝热饱和温度t as 6某液体在一等径直管中稳态流动,若体积流量不变,管内径减小为原来的一半时,假定管内的相对粗糙度不变,则_______。(C) A 4倍 B 8倍 C 16倍 D 32倍 完全湍流(阻力平方区)时,流动阻力变为原来的_______。(D) A 4倍 B 8倍 C 16倍 D 32倍 7流体在管内作完全湍流流动,其他不变,当速度提高到原来的2倍时,阻力损失是原来的___C___倍;若为层流流动,其他不变,当速度提高到原来的2倍时,阻力损失是原来的___B___倍。 A 1倍 B 2倍 C 4倍 D 8倍 8 流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的_______。(C) A动能 B 位能C静压能D总机械能 9层流与湍流的区别,下列说法不正确的是:_______。(AB) A 湍流流速大于层流流速。 B 流道截面积大的为湍流,截面积小的为层流。 C 层流的雷诺数小于湍流的雷诺数。 D 层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。 10 离心泵停车时要(A)。 A 先关出口阀后断电 B 先断电后关出口阀 C 先关出口阀先断电均可 D 单级式的先断电,多级式的先关出口阀 11 离心泵最常用的调节方法是(B)。 A 改变吸入管路中阀门开度 B 改变压出管路中阀门的开度 C 安置回流支路,改变循环量的大小 D 车削离心泵的叶轮 12 流体通过离心泵所获得的能量主要表现为(B)。 A 动能增加 B 静压能增加C位能增加D流量增大 13离心泵工作时,通过改变出口阀的开度调节流量,其实质是(B) A 改变泵的工作特性曲线B改变管路的特性曲线 C 改变泵的扬程D调节泵的功率 14 离心沉降速度是_______。(B) A 颗粒运动的绝对速度B径向速度C切向速度D气流速度

化工原理下册部分题

1. 某双组分理想物系当温度t=80℃时,P A°=,P B°=40kPa,液相摩尔组成x A=,试求:⑴与此液相组成相平衡的汽相组成y;⑵相对挥发度α。 解:(1)x A=(P总-P B°)/(P A°-P B°) ; =(P总-40)/(-40) ∴P总=; y A=x A·P A°/P总=×/= (2)α=P A°/P B°=/40= 5. 某精馏塔在常压下分离苯-甲苯混合液,此时该塔的精馏段和提馏段操作线方程分别为y=+和y'=',每小时送入塔内75kmol的混合液,进料为泡点下的饱和液体,试求精馏段和提馏段上升的蒸汽量为多少(kmol/h)。 解:已知两操作线方程: y=+(精馏段) y′=′(提馏段) ∴R/(R+1)= R= x D / (R+1)= x D=×= ! 两操作线交点时, y=y′x=x′ ∴+= x F = 饱和液体进料q=1, x F = x = 提馏段操作线经过点(x W,x W) ∴y′=x w =-x W= 由全塔物料衡算F=D+W F x F = D x D + W x W D =(x F—x W)/(x D-x W)F = ∵饱和液体进料 V′=V=L+D=(R+1)D=×=h - 6. 已知某精馏塔进料组成x F=,塔顶馏出液组成x D=,平衡关系y=x+,试求下列二种情况下的最小回流比R min。⑴饱和蒸汽加料;⑵饱和液体加料。解:R min = (x D-y q)/(y q -x q ) (1) ; y q= x q + (2) ;

y q= qx q/ (q-1)-x f / (q-1) (3) ⑴q=0, 由(3) y q=x f=,由(2) x q = , R min = 由(3) x q =x f =,由(2) y q =×+=, R min= 用常压精馏塔分离双组分理想混合物,泡点进料,进料量100kmol/h,加料组成为50% ,塔顶产品组成x D=95%,产量D=50kmol/h,回流比R=2R min,设全塔均为理论板,以上组成均为摩尔分率。相对挥发度α=3。求:(最小回流比) 2.精馏段和提馏段上升蒸汽量。3.列出该情况下的精馏段操作线方程。解:1. y=αx/[1+(α-1)x]=3x/(1+2x) 泡点进料q=1, x q = x F = , y q =3×(1+2×=2= R min / (R min+1)= : R min=4/5= 2. V=V′=(R+1)D=(2×+1)×50=130kmol/h 3. y=[R/(R+1)]x + x D / (R+1)=+ 12. 某精馏塔用于分离苯-甲苯混合液,泡点进料,进料量30kmol/h,进料中苯的摩尔分率为,塔顶、底产品中苯的摩尔分率分别为和,采用回流比为最小回流比的倍,操作条件下可取系统的平均相对挥发度α=。(1)求塔顶、底的产品量;(2)若塔顶设全凝器,各塔板可视为理论板,求离开第二块板的蒸汽和液体组成。 解:(1)F=D+W ,Fx F=Dx D+Wx W 30=D+W ,30×= D×+W× ∴D= / h W= / h (2)x q=x F= , y q =αx q/[1+ (α—1)x q ] =×[1+ —1)×] = R min =(x D-y q)/(y q-x q)=—/ —=, ? R = ×R min =×= 精馏段的操作线方程为: y = [R / (R+1)]x +x D/(R+1)

化工原理计算题例题

三 计算题 1 (15分)在如图所示的输水系统中,已知 管路总长度(包括所有当量长度,下同)为 100m ,其中压力表之后的管路长度为80m , 管路摩擦系数为0.03,管路内径为0.05m , 水的密度为1000Kg/m 3,泵的效率为0.85, 输水量为15m 3/h 。求: (1)整个管路的阻力损失,J/Kg ; (2)泵轴功率,Kw ; (3)压力表的读数,Pa 。 解:(1)整个管路的阻力损失,J/kg ; 由题意知, s m A V u s /12.2) 4 05.03600(15 2 =??==π 则kg J u d l h f /1.1352 12.205.010003.022 2=??=??=∑λ (2)泵轴功率,kw ; 在贮槽液面0-0′与高位槽液面1-1′间列柏努利方程,以贮槽液面为基准水平面,有: ∑-+++=+++10,1 21020022f e h p u gH W p u gH ρ ρ 其中, ∑=kg J h f /1.135, u 0= u 1=0, p 1= p 0=0(表压), H 0=0, H=20m 代入方程得: kg J h gH W f e /3.3311.1352081.9=+?=+=∑ 又 s kg V W s s /17.410003600 15 =?= =ρ 故 w W W N e s e 5.1381=?=, η=80%, kw w N N e 727.11727===η 2 (15分)如图所示,用泵将水从贮槽送至敞口高位槽,两槽液面均恒定 不变,输送管路尺寸为φ83×3.5mm ,泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表,真空表安装位置离贮槽的水面高度H 1为4.8m ,压力表安装位置离贮槽的水面高度H 2为5m 。当输水量为36m 3/h 时,进水管道全部阻力损失为1.96J/kg ,出水管道全部阻力损失为4.9J/kg ,压力表读数为2.452×

化工原理试题库下册

第3章非均相物系分离 一、选择题 恒压过滤且介质阻力忽略不计时,如粘度降低20%,则在同一时刻滤液增加()。A、11.8%;B、9.54%; C、20%; D、44% 板框式压滤机由板与滤框构成,板又分为过滤板和洗涤板,为了便于区别,在板与框的边上设有小钮标志,过滤板以一钮为记号,洗涤板以三钮为记号,而滤框以二钮为记号,组装板框压滤机时,正确的钮数排列是(). A、1—2—3—2—1 B、1—3—2—2—1 C、1—2—2—3—1 D、1—3—2—1—2 与沉降相比,过滤操作使悬浮液的分离更加()。 A、迅速、彻底 B、缓慢、彻底 C、迅速、不彻底 D、缓慢、不彻底 多层隔板降尘室的生产能力跟下列哪个因素无关()。 A、高度 B、宽度 C、长度 D、沉降速度 降尘室的生产能力()。 A、与沉降面积A和沉降速度ut有关 B、与沉降面积A、沉降速度ut和沉降室高度H有关 C、只与沉降面积A有关 D、只与沉降速度ut有关 现采用一降尘室处理含尘气体,颗粒沉降处于滞流区,当其它条件都相同时,比较降尘室处理200℃与20℃的含尘气体的生产能力V的大小()。 A、V200℃>V20℃ B、V200℃=V20℃ C、V200℃

判断 有效的过滤操作是()。 A、刚开始过滤时 B、过滤介质上形成滤饼层后 C、过滤介质上形成比较厚的滤渣层 D、加了助滤剂后 当固体粒子沉降时,在层流情况下,Re =1,其ζ为()。 A、64/Re B、24/Re C、0.44 D、1 含尘气体通过降尘室的时间是t,最小固体颗粒的沉降时间是t 0,为使固体颗粒都能沉降下来,必须(): A、tt0 颗粒作自由沉降时,Ret在()区时,颗粒的形状系数对沉降速度的影响最大。 A、斯托科斯定律区 B、艾伦定律区 C、牛顿定律区 D、不确定(天大99) 恒压过滤,单位面积累积滤液量q与时间τ的关系为()。 旋风分离器的分割粒径d50是() A、临界粒径dc的2倍 B、临界粒径dc的2倍 C、粒级效率ηpi=0.5的颗粒直径

化工原理选择题题库—流体流动解析

流体流动 【当前章节】流体流动内部结构【当前难度】1 1、如下各物理量中,与压强有关的有几个(B )①压强不太高时气体的黏度; ②压强不太高时气体的运动黏度③压强不太高时气体的流速;④压强不太 高时气体的质量流速 A.1 B.2 C.3 D.4 2、流体在管内流动时,如下有几项会使层流内层增厚?(B )* ①流体黏度变小;②流体流速减小;③如为液体,升高其温度;④如为气体,升高其温度 A.1 B.2 C.3 D.4 3、如下关于定态流动和非定态流动的说法,正确的是(B ) A.定态流动时,流体内各处的流动参数()均相同 B.定态流动时,流体内各处的流动参数()均不随时间而变化 C.非定态流动时,流体内各处的流动参数都不相同 D.非定态流动时,流体流量随时间的推移而减小 4、管内流体流动时,如下哪一项不利于形成湍流(B ) A.增大管径 B.减小流体密度 C.增加流体流量 D.减小流体粘度 5、 针对圆管内的流体流动,关于层流与湍流的区别,如下表述中正确的是 (C )* A.剪应力沿径向分布的数学规律不同 B.湍流时不存在由于分子热运动而造成的动量传递,而层流时存在 C.同种流体在同样的速度梯度下,湍流剪应力大于层流 D.湍流时流体所有的质点都在脉动,而层流时流体所有质点都不脉动 6、某黏度为50mPa.s的流体在内径为60mm的圆管内做定态流动,管截面上的速度分布服从u=20y-200y*y。式中y为管截面上某一点至管壁的距离,m;u为

该点处流速,m/s。则管内最大剪应力为(A)* A.1.0Pa B.0.4Pa C.0.021 D.条件不足,无法计算 7、某流体在内径为60mm的圆管内做定态流动,管截面上的速度分布服从u=20y-200y*y。式中y为管截面上某一点至管壁的距离,m;u为该点处流速,m/s。则管内最大速度为(C) A.0.5m/s B.0.48m/s C.0.42m/s D.1.0m/s 8、当圆管内流动充分发展时,其边界层的厚度(B ) A.等于管子的内直径 B.等于管子的内半径 C.大于管子的内半径 D.大于管子的内直径 9、 在研究流体流动问题时,最小的考察对象通常是( A) A.流体的质点 B.流体的分子 C.液滴或气泡 D.流体层 10、流体的连续介质假定是指(D ) A.流体分子之间没有间隙 B.液流之中没有气泡,气流之中没有液滴 C.流体层之间没有间隙 D.流体质点之间没有间隙 11、理想气体状态方程中的压强是指气体的(B ) A.表压强 B.绝对压强 C.真空度 D.以上压强都可用于气体状态方程 12、以下哪项为基准的压强称为真空度(A ) A.当地大气压 B.标准大气压 C.绝对0压强 D.其他三个都不是

化工原理典型习题解答

化工原理典型习题解答 王国庆陈兰英 广东工业大学化工原理教研室 2003

上 册 一、选择题 1、 某液体在一等径直管中稳态流动,若体积流量不变,管内径减小为原来的一半,假定管内的相对粗糙度不变,则 (1) 层流时,流动阻力变为原来的 C 。 A .4倍 B .8倍 C .16倍 D .32倍 (2) 完全湍流(阻力平方区)时,流动阻力变为原来的 D 。 A .4倍 B .8倍 C .16倍 D .32倍 解:(1) 由222322642d lu u d l du u d l h f ρμμ ρλ=??=??=得 1624 4 212212 2122 121212==??? ? ??=???? ??????? ??==d d d d d d d u d u h h f f (2) 由 2222u d l d f u d l h f ????? ??=??=ελ得 322 5 5 21214 212 2112212==???? ??=????? ??==d d d d d d d u d u h h f f 2. 水由高位槽流入贮水池,若水管总长(包括局部阻力的当量长度在内)缩短25%,而高位槽水面与贮水池水 面的位差保持不变,假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变,则水的流量变为原来的 A 。 A .1.155倍 B .1.165倍 C .1.175倍 D .1.185倍 解:由 f h u p gz u p gz ∑+++=++2 22 2 22211 1ρρ得 21f f h h ∑=∑ 所以 ()()2 222222 11 1u d l l u d l l e e ?+?=?+? λλ 又由完全湍流流动,得 ?? ? ??=d f ελ 所以 ()()2 2 2211u l l u l l e e ?+=?+,而 24 d u uA V π ?== 所以 ()()1547.175 .01 2 11 2 12== ++==e e l l l l u u V V 3. 两颗直径不同的玻璃球分别在水中和空气中以相同的速度自由沉降。已知玻璃球的密度为2500kg/m 3,水 的密度为998.2kg/m 3,水的粘度为 1.005?10-3Pa ?s ,空气的密度为 1.205kg/m 3,空气的粘度为1.81?10-5Pa ?s 。 (1)若在层流区重力沉降,则水中颗粒直径与空气中颗粒直径之比为 B 。 A .8.612 B .9.612 C .10.612 D .11.612 (2)若在层流区离心沉降,已知旋风分离因数与旋液分离因数之比为2,则水中颗粒直径与空气中颗粒 直径之比为 D 。 A .10.593 B .11.593 C .12.593 D .13.593 解:(1) 由 ()μ ρρ182g d u s t -=,得 ()g u d s t ρρμ-= 18

化工原理上册期末复习题

1.一个被测量体系外柱按上一个U型压差计,出现如图情况,说明体系与大气压是()关系 A. 体系>大气压 B. 体系<大气压 C. 体系=大气压 (第1小题图)(第2小题图) 2.如图所示,连接A.B两截面间的压差计的读数R表示了( )的大小。 A. A.B间的压头损失H f ; B. A.B间的压强差△P C. A.B间的压头损失及动压头差之和; D. A.B间的动压头差(u A2- u B2)/2g 3.层流与湍流的本质区别是( )。 A. 湍流流速>层流流速; B. 流道截面大的为湍流,截面小的为层流; C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数; D. 层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。 4.离心泵起动时,应把出口阀关闭,以降低起动功率,保护电机,不致超负荷工作,这是因为() A. Q启动=0,N启动≈0 ; B. Q启动〉0,N启动〉0; C. Q启动=0,N启动〈0 5..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( ) A. 任何情况下扬程与ρ无关; B. 只有当(Z2-Z1)=0时扬程与ρ无关; C. 只有在阻力损失为0时扬程与ρ无关; D. 只有当P2-P1=0时扬程与ρ无关。 6.为使离心机有较大的分离因数和保证转鼓有关足够的机械强度,应采用()的转鼓。 A. 高转速、大直径; B. 高转速、小直径; C. 低转速、大直径; D. 低转速,小直径。 7.为提高旋风分离器的效率,当气体处理量较大时,应采用()。 A. 几个小直径的分离器并联; B. 大直径的分离; C. 几个小直径的分离器串联; D.与并联和串联的方式无关。 8.穿过三层平壁的稳定导热过程,如图所示,试比较第一层的热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的大小( )。 A. R1>(R2+R3); B. R1<(R2+R3); C. R1=(R2+R3) ; D. 无法比较。

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