2011化工原理练习题-总

化工原理练习题

0 绪论

1. 化工原理中的“三传”是指：动量传递、热量传递、质量传递 2. 下列单元操作中属于动量传递的有：流体输送 3. 下列单元操作中属于质量传递的有液体精馏 4. 下列单元操作中属于热量传递的有加热冷却

6. 在 26 ℃和1大气压下 ,CO2 在空气中的分子扩散系数 D 等于 0.164cm2/s, 将此数据换算成m2/h 单位 , 正确的答案为：0.05904 m2/h

7. 己知通用气体常数 R=82.06atm.cm3/mol.K, 将此数据换算成用kJ/kmol.K所表示的

量 , 正确的答案应为 8.314

第一章 流体流动

一、选择填空题

1. 研究化工流体时所取的最小考察对象为流体质点

2. 化工原理中的流体质点是指尺寸远小于设备尺寸，但比分子自由程大得多的含大量分子的流体微团

3. 化工原理中的连续流体是指：流体的物理性质及运动参数在空间上作连续分布，可用连续函数来描述

4. 流体静力学基本方程式的适用条件是：重力场中不可压缩静止、连通着的同一连续流体 5. 改善测量精度，减少 U 形压差计测量误差的下列方法适用的为：①减少被测流体与指示液之间的密度差；②采用倾斜式微压计 ( 将细管倾斜放置的单杯压强计 )③双液微压计 7. 不可压缩流体在均匀直管内作稳定流动时 , 平均速度沿流动方向的变化为不变 8．柏努利方程适用的前提条件： (流体是不可压缩的，流体的温度不变，流动系统中无热交换器、流动系统中无外功加入，流体为理想流体)

9.机械能衡算式中：各能量项（或压头项）均是指某一流道截面处的值 ，外功和机械能损耗（或外加压头和压头损失）则是整个流动系统内的值 。

u211.流体流经变径管时，局部阻力损失的计算式hf??中的u是指：小管中的流速u1 212. 双指示液微差压差计要求指示液密度差小

13. 现输送45 m3/h的水，如管内水的流速约为2.5m/s，则可选?88.5mm?4mm钢管。 14. 某流体流过一截面为矩形的管道，其长为a米，宽为b米，则矩形截面的当量直径为

2ab/(a?b)

15. 某地大气压为735mmHg，现测得一容器的绝压350 mmHg下操作，则该容器的真空度

应为 385 kPa。

13水在一段圆形直管内做层流流动，若其他条件不变，现流量和管径均减小为原来的二分之一，则此时的流动阻力产生的压力损失为原来的 8倍 。

14圆形管内的湍动充分发展后，流体的边界层厚度等于圆管的半径。

15液体在两截面间的管道内流动时，其流动方向是从总能量大的界面流向总能量小的截面 。

16水在内径一定的圆管中定态流动，若水的质量流量保持恒定，当水温升高时，Re值变大 。 17圆形管内的湍动充分发展后，流体的边界层厚度等于圆管的半径

18一转子流量计，当流量为50m3/h时，测定流量计转子上下的压差为250Pa，现流量为100，则流量计转子上下的压差为250Pa。

19随流量 Q 的增大，离心泵的功率N的变化趋势为 增大 。

二、简答题

1．简述柏努利方程适用的前提条件。

流体是不可压缩的（1分），流体的温度不变（1分），流动系统中无热交换器（1分）、流动系统中无外功加入（1分），流体为理想流体（1分）)。

2. （化工原理习题1-16）其他条件不变，若管内流速越大，则湍动程度越大，其阻力损失应越大，然而，雷诺数增大时摩擦系数却变小，两者是否矛盾？应如何解释？

lu2不矛盾，由范宁公式wf??可知，阻力损失不仅与摩擦系数?有关，还与u2有

d2关。层流时，u越大，虽然摩擦系数?(?1/Re)越小，但wf越大（因wf正比于u）。完全湍流时，u越大，而摩擦系数?不随Re变化，但wf正比于u2，故wf越大。

3. 如何选择U形管压差计中的指示剂？采用U形管压差计测定某阀门前后的压差，问压差计的读数与U形管压差计的安装位置有关吗？

U形管压差计要求指示液与被测流体不互溶、不起化学反应，其密度大于被侧液体，常用的指示液有水银、四氯化碳、水和液体石蜡等，应根据被测流体的种类和测量范围选择合适的指示液。采用U形管压差计测某阀门前后的压力差，压差计的读数与U形管压差计的安装

位置无关。

第二章流体输送机械

一、选择题

1. 离心泵扬程的意义是单位重量液体出泵和进泵的机械能差值

2. 离心泵铭牌上标明的扬程H可理解为该泵在规定转速及最高效率下对 20 ℃的水提供的压头

3. 启动下列化工泵时不需打开出口阀门的有离心泵 4. 下列化工用泵中不属于正位移型的为离心泵

5. 当流量一定而且流动进入阻力平方区时, 离心泵的最小汽蚀余量决定于泵的结构尺寸 6. 离心泵的工作点决定于管路特性曲线和离心泵H-Q特性曲线

8. 对调节幅度不大 , 经常需要改变流量时采用的方法为改变离心泵出口管路上调节阀开度

9. 离心泵的效率η与流量 Q 的关系为Q 增加 , η先增大后减小 10. 离心泵的轴功率 N 与流量 Q 的关系为Q 增大 ,N 增大

11. 倘若关小离心泵出口阀门，减小泵的输液量，此时将会引起泵的扬程增大，轴功率降低

12. 倘若开大离心泵出口阀门，提高泵的输液量，会引起泵的效率可能提高也可能降底 13. 在测定离心泵特性曲线的实验中，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空表指示真空度很高，某同学正确找到原因并排除了故障。你认为可能的原因是排出管堵塞

14. 比较下述各种流量计，选出合适的描述：（1）孔板流量计E；（2）文丘里流量计C；（3）转子流量计D（A. 调换方便，但不耐高温高压，压头损失较大；B. 能耗小，加工方便，可耐高温高压；C. 能耗小，多用于低压气体的输送，但造价高；D. 读取流量方便，测量精度较高，但不耐高温高压；E. 制造简单，调换方便，但压头损失较大。） 二、填空

1. 离心泵的工作点是 泵的特性曲线 与 管路特性H-Q 曲线的交点。

2. 离心泵的安装高度超过允许安装高度时 , 离心泵会发生 汽蚀现象（不是气蚀） 3. 离心泵的泵壳制成蜗壳状 , 其作用是4. 离心泵叶轮的作用是将原动机的 机械能 直接传给液体 , 以增加液体的静压能和动压能 ( 主要是静压能 )。

5. 离心泵样本中标明允许吸上真空高度 Hs 值，是指压力为10 mH2O, 温度为20 ℃时输送清水条件下的实测值。

6. 离心泵常采用出口阀 调节流量；往复泵常采用旁路 调节流量。

7. 当离心泵叶轮入口处压强等于被输送流体在该温度下的饱和蒸气压时，会产生汽蚀现象。 8. 离心泵与往复泵启动与流量调节不同之处是离心泵启动时需要灌泵，用出口阀调节流量，而往复泵 启动时不用灌泵，开旁路阀，用旁路阀调节流量 。 9. 离心泵中直接对液体做功的部件是叶轮 。

10. 离心泵轴封装置的密封作用分机械 密封和填料 密封2种。 11. 离心泵在启动前必须灌泵，这是为了防止气缚 现象。 12. 离心泵轴封装置起密封 作用，防止液体外泄和气体漏入。

三、简述题：

1．简述离心泵的工作原理

2．离心泵发生气缚现象的原因是什么？应如何消除？

答：离心泵在启动过程中，若泵壳内混有气体或没有灌泵，则泵壳内的流体随电机作离心运动产生负压不足以吸入液体至泵壳内，泵像被气体缚住一样，称为离心泵的气缚现象。 避免或消除气缚的方法是启动前灌泵并使泵壳内充满待输送的液体，启动时关闭出口阀 3. 离心泵发生汽蚀现象的原因是什么？有何危害？应如何消除？

离心泵操作中，当泵壳内吸入的液体在泵的入口处因压强减小恰好汽化时，给泵壳内壁带来巨大的水力冲击，使泵壳像被气体腐蚀一样，称为汽蚀现象；汽蚀的危害是破坏泵壳，同时也使泵在工作中产生振动，破坏电机，消除的方法是：降低泵的安装高度。

4. 采用离心泵从地下贮槽中抽送液体，原本操作正常的离心泵本身完好，但无法泵送液体，试分析导致故障的原因可能有哪些？

槽内液面下降，吸入管堵塞，液体温度上升，容器内压强下降，入口侧漏气等。 5. 实验测定离心泵特性曲线时，需记录哪些数据？

测定离心泵特性曲线，通过改变阀门的开度调节流量，记录流量（U形管压差计），真空表，压力表，功率表的读数。 6. 离心泵启动时为什么要关闭出口阀？

离心泵工作时，其轴功率N随流量的增大而增大，所以泵启动时，应把出口阀关闭，以降低启动功率，保护电机，不至于超负荷而损坏电机，同时也避免了出口管线的水力冲击。 7. 离心泵的主要部件有哪些？各有什么作用？

离心泵的主要部件有：叶轮、泵壳和轴封装置。叶轮的作用是将原动机的机械能传递给液体，使液体的动能和压力能得到提高；泵壳具有汇集液体和将部分动能转为静压能的作用；轴封装置的作用是防止泵内高压液体外漏及外界大气漏入泵内。 8. 简述离心泵的运转程序与安装注意事项。

先灌泵，在出口阀门关闭的情况下开泵，调节流量到合适。关泵时先关出口阀门，再停泵。

9. 离心泵的选择原则：

①泵的类型与型号的确定。根据输送液体的性质和操作条件确定泵的类型

②确定输送系统流量与压头。流量一般为生产任务所规定的最大流量，然后再根据伯努利方程式计算在最大流量下系统管路所需的压头，再根据确定的流量及压头从泵的样本或产品目录中选出合适的型号。此时为备有余量，通常所选的泵的流量和压头可稍大一点 , 但对应的泵的效率应比较高 ③核算泵的轴功率

10. 提高泵的允许安装高度的措施有：

尽量减少吸入管路的压头损失，如采用较大吸入管径，缩短吸入管长度，减少拐弯及省去不必要的管件与阀门

11. 有下列输送任务，试分别提出适合的泵的类型，并简述理由。（化工原理第二章2-7） 1）将水从水池送到冷却塔顶（塔高20m，水流量4000m3/h）； 2）配合pH控制器，将酸液按控制流量加入参与化学反应的物流中； 3）输送带有结晶的饱和食盐溶液至过滤机； 4）输送浓番茄汁至装罐机； 5）向空气压缩机的汽缸注入润滑油。 解：1）双吸离心泵：压头不高，流量较大； 2）计量泵：流量需要定量控制；

3）压力不大时用离心泵（开式叶轮，）压力大时用隔膜泵：含固体物； 4）离心泵（开式或半开式叶轮）：含有固体物； 5）齿轮泵或螺杆泵：流量较小，黏度较大

12、设计一套实验装置用于测定在特定温度和压力下离心泵特性曲线，要求： 1） 2）

画出实验装置的简图； 列出主要设备的名称；

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