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《化工原理》課程綜合復(fù)習(xí)資料 一、填空選擇題： 1．在列管式換熱器中用飽和蒸汽加熱空氣，下面兩項(xiàng)判斷是否合理。甲（　　）乙（　?。? 甲：傳熱管的壁溫將接近加熱蒸汽溫度。 乙：換熱器總傳熱系數(shù)將接近空氣側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)　 Ａ.合理　　 Ｂ.不合理 2．寫出三種常見的間壁式換熱器的名稱 、 和__________。 3．多層平壁導(dǎo)熱時(shí)，各層的溫度差與各相應(yīng)層的熱阻所呈關(guān)系是（　?。? Ａ.沒關(guān)系　　Ｂ.反比 Ｃ.正比 　?。?不確定 4．當(dāng)設(shè)計(jì)一臺(tái)用飽和蒸汽加熱空氣的列管式換熱器時(shí)，__ ___宜在殼程流動(dòng)。 5．寫出三種常見填料的名稱：_ ___、_ ____ ____、 _____ 及三種常用塔板的名稱：___ ___、____ ____ __、___ _____ 。 6．流體在圓形直管內(nèi)作強(qiáng)制湍流時(shí)，其對(duì)流傳熱系數(shù)α與普蘭特?cái)?shù)Pr的m次方成正比，其中m的值為（ ）。 A. 0.5 　B. 0.8 　C. 1 　　D. 0.3或0.4 7．以下物理量不屬于流體機(jī)械能的是 。 A、動(dòng)能 B、位能 C、靜壓能 D、外加功 8．減小閥門的開度，管路中流體流量減小，這時(shí)由于 。 A、流動(dòng)截面減?。? B、阻力系數(shù)減??； C、當(dāng)量長(zhǎng)度增加； D、當(dāng)量直徑增加 9. 離心泵的軸功率 。 ①在Q=0處最小； ②在揚(yáng)程最大處時(shí)最大；③在Q=0處最大； ④在設(shè)計(jì)點(diǎn)處最大。 10. 離心泵的揚(yáng)程是指 。 11. 寫出離心泵的性能參數(shù) 、 、 、 。 12. 蒸汽冷凝傳熱中，有不凝氣存在時(shí)，對(duì)流傳熱系數(shù)α將 。 ①急劇下降 ②急劇增大 ③不變化 13. 下列幾種換熱器中，目前石油化工中應(yīng)用最廣泛的是 。 ①套管式 ② 蛇管式 ③ 夾套式 ④ 列管式 14. 強(qiáng)化傳熱的途徑有 、 、 。 15. 下面是幾組二元溶液的相對(duì)揮發(fā)度值，通過蒸餾方式最容易分離的是 。 ①α=2 ②α=3 ③α=0.4 ④α=0.25 16. 寫出幾種常見的鼓泡元件 、 、 。 17. 液體經(jīng)過離心泵，主要使液體的 增加。 A. 位能 B. 動(dòng)能 C. 靜壓能 D. 熱能 18. 流體進(jìn)行熱量傳遞時(shí)有 、 、和 三種傳熱方式。 19. 按流體接觸方式不同換熱器可分為： 式換熱器、 式換熱器或 式換熱器。 20. 連續(xù)性方程是 ；柏努利方程是 。 A、物料衡算式 B、能量衡算式 C、相平衡式 D、過程速率式 21. 增大閥門的開度，管路中流體流量減小，這時(shí)由于 。 A、 增大了流動(dòng)截面； B、減小了阻力系數(shù)； C、增加了當(dāng)量長(zhǎng)度； D、增加了當(dāng)量直徑 22. 流體在圓直管內(nèi)層流流動(dòng)時(shí)，其摩擦阻力系數(shù)λ與 有關(guān)。 A、雷諾準(zhǔn)數(shù)Re B、相對(duì)粗糙度 C、管長(zhǎng)l D、流體導(dǎo)熱系數(shù)λ 23. 單層圓筒壁穩(wěn)定導(dǎo)熱速率計(jì)算公式為，其中Am為 。 A、πrm2 B、2πrm2 C、2πrm2L D、2πrmL 24. 下列物質(zhì)中，最不適于作保溫（隔熱）材料的是 。 A、銅 B、巖棉 C、玻璃棉 D、軟木 25. 某設(shè)備真空表讀數(shù)為60kPa，當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為760mmHg，則設(shè)備內(nèi)的絕壓為 Pa，表壓為 kgf/cm2。 26. 一密封容器內(nèi)盛有一定量的水，水面下的壓力與水層深度 ；水面上方氣體中的壓力與離開水面的高度 。 ①無關(guān)； ②有關(guān) 27. 連續(xù)性方程是 ；柏努利方程是 ；柏努利方程是 。 A、物料衡算式 B、能量衡算式 C、相平衡式 D、過程速率式 28. 工業(yè)上的液體沸騰裝置一般總維持在 狀態(tài)下操作。 29. 一套管式換熱器，用水蒸汽冷凝加熱管內(nèi)的空氣，則管內(nèi)壁溫度接近于 （水蒸汽，空氣）的溫度，因?yàn)? 。 30. 用蒸餾方法分離液體混合物的依據(jù)是 ，用吸收方法分離氣體混合物的依據(jù)是 。 31. 氣液傳質(zhì)設(shè)備的類型有 、 。 32. 以下物理量不屬于流體機(jī)械能的是 。 A、動(dòng)能 B、位能 C、靜壓能 D、外加功 33. 離心泵汽蝕余量越 ，表明泵的抗汽蝕性能越好。 A、大 B、小 C、不一定 34. 重力場(chǎng)中，微小顆粒的沉降速度與下列因素?zé)o關(guān)的是 。 A、粒子的幾何尺寸； B、顆粒與流體的密度差；C、流體的粘度； D、流體的速度 35. 灰體輻射能力 同溫度下黑體輻射能力；灰體的吸收率 該灰體的黑度。 A.大于； B.小于； C.等于。 36. 試指出下列傳質(zhì)過程中的擴(kuò)散類型： ①恒摩爾流假定成立的蒸餾過程： 。 ②惰性組分不溶于液相的吸收過程： 。 ③稀釋劑與萃取劑互不相溶的萃取過程： 。 A、單向擴(kuò)散 B、等分子反向擴(kuò)散 37. 一精餾塔，若進(jìn)料量、進(jìn)料狀態(tài)、塔板數(shù)均不變，回流比增大，則塔頂產(chǎn)品濃度xD ，精餾段操作線斜率 ，塔低產(chǎn)品濃度xW 。（填變大、變小或不變） 38. 氣相通過浮閥塔板的壓力降可以看作是 、 與 之和。 二、簡(jiǎn)答題 1．簡(jiǎn)述傳熱的三種基本方式及各自的特點(diǎn)。 2．畫出塔板負(fù)荷性能圖，并標(biāo)出每條線的名稱。 3．簡(jiǎn)述流體在圓直管中流動(dòng)時(shí)的三種流動(dòng)狀態(tài)及各自的特點(diǎn)。 4．畫出塔板上的三種溢流形式并標(biāo)明其名稱。 5. 簡(jiǎn)述離心泵的工作原理。 6. 影響對(duì)流傳熱系數(shù)的主要因素有哪些？并說明如何影響。 7. 試述恒摩爾流假定的內(nèi)容及其應(yīng)用條件。 三、判斷題 1.流體經(jīng)過如圖管路進(jìn)行穩(wěn)定輸送，流經(jīng)各截面的質(zhì)量流量相等，質(zhì)量流速相等。 2.流體在圓形直管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，流動(dòng)阻力與流體物理性質(zhì)、管路情況和流體流動(dòng)狀態(tài)相關(guān)。 3.固定管板式換熱器是一種間壁式換熱器。 4.導(dǎo)熱系數(shù)和對(duì)流傳熱系數(shù)都是物體的物理性質(zhì)。 5.套管換熱器在進(jìn)、出口條件相同的情況下，采用逆流操作時(shí)的傳熱推動(dòng)力比并流操作時(shí)大。 6.涼水塔是一種間壁式換熱器。 四、計(jì)算題 1．如附圖所示，是一丙烯粗餾塔的回流系統(tǒng)，精餾塔的操作壓力為15kgf/cm2（表），槽內(nèi)液面上方壓力為20kgf/cm2(表)。塔內(nèi)丙烯出口管距貯槽液面高差為30m，管內(nèi)徑為100mm，輸送量為為27m3/h，丙烯的密度為600kg/m3。管路全部摩擦損失為100J/kg（包括所有的局部阻力在內(nèi)），試核算丙烯從貯槽送至塔頂是否需要泵。 2．用一連續(xù)精餾塔分離由A（輕組分）、B組成的二元理想溶液，已知原料液中A組分占0.44（摩爾分率），泡點(diǎn)進(jìn)料，全塔平均相對(duì)揮發(fā)度為2.5，該塔兩段操作線方程為：Ⅰ，y＝1.48x—0.0096；Ⅱ，y＝0.6x＋0.38。試確定：①哪一個(gè)是精餾段操作線方程？②操作回流比為多少？③塔頂產(chǎn)品中A、B兩組分的摩爾分率；④塔頂、塔底產(chǎn)品量的摩爾比，D/W。 3．如圖所示用泵將貯槽內(nèi)的石油產(chǎn)品以40m3/h的流量，經(jīng)內(nèi)徑為100mm的管子輸送到高位槽。兩槽的液面差為20m，管子總長(zhǎng)（包括所有的局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度在內(nèi)）為400m。操作條件下，石油產(chǎn)品的密度為900kg/m3，粘度為0.1Pas；設(shè)兩槽液面恒定不變，試計(jì)算： ①泵的有效功率，kW； ②若泵的效率為50%，求泵的軸功率，kW。 4．某雙組分連續(xù)精餾塔，飽和液體進(jìn)料，進(jìn)料流量為1200kmol/h，要求在塔頂?shù)玫捷p組分含量為0.8（摩爾分率，下同）的產(chǎn)品240kmol/h，塔底產(chǎn)品中輕組分含量為0.05，已知塔頂為全凝器，回流比為5，輕重組分的相對(duì)揮發(fā)度為2.0，試求：①原料的組成；②操作回流比是最小回流比的多少倍？ 《化工原理》課程綜合復(fù)習(xí)資料參考答案 一、填空選擇題： 1．參考答案：A；A 2．參考答案：夾套式換熱器；蛇管式換熱器；列管式換熱器 3．參考答案：C 4．參考答案：飽和蒸汽 5．參考答案：拉西環(huán)；鮑爾環(huán)；階梯環(huán)；泡罩塔板；篩板；浮閥塔板 6．參考答案：D 7．參考答案：D 8．參考答案：C 9. 參考答案：① 10.參考答案：流體輸送機(jī)械提供給單位重量流體的能量 11.參考答案：流量；揚(yáng)程；效率；軸功率 12. 參考答案：① 13. 參考答案：④ 14. 參考答案：增加傳熱面積；提高傳熱溫差；提高總傳熱系數(shù) 15. 參考答案：④ 16.參考答案：泡帽（泡罩）；篩孔；浮閥 17. 參考答案：C 18. 參考答案：導(dǎo)熱；對(duì)流；熱輻射 19. 參考答案：直接接觸；蓄熱；間壁 20. 參考答案：A；B 21. 參考答案：C 22. 參考答案：A 23. 參考答案：D 24. 參考答案：A 25. 參考答案：41330；0.4214 26. 參考答案：②；① 27. 參考答案：A；B；C 28. 參考答案：核狀 29. 參考答案：水蒸氣；熱阻小 30. 參考答案：揮發(fā)性；溶解度 31. 參考答案：板式塔；填料塔 32. 參考答案：D 33. 參考答案：B 34. 參考答案：D 35. 參考答案：B；C 36. 參考答案：B；A；A 37. 參考答案：變大；變大；變小 38. 參考答案：干板壓降；液層壓降；表面壓降 二、簡(jiǎn)答題 1．參考答案： 導(dǎo)熱:流體無宏觀位移，傳熱物體相互接觸。 對(duì)流:流體存在宏觀位移，僅發(fā)生在流體中。 熱輻射:不需要介質(zhì)，有能量形式轉(zhuǎn)換。 2．參考答案： 如圖：①液相負(fù)荷下限線；②霧沫夾帶上限線；③液泛線；④降液管超負(fù)荷線；⑤過量漏液線。 3．參考答案： 層流：流體質(zhì)點(diǎn)沿管軸作直線運(yùn)動(dòng)，即流體分層流動(dòng)，且各層流體以不同的速度向前運(yùn)動(dòng)，把這種流型稱為層流或滯流。 過渡流：流體質(zhì)點(diǎn)不但沿管軸向前運(yùn)動(dòng)，而且開始有徑向運(yùn)動(dòng)。 湍流：流體質(zhì)點(diǎn)在總體上沿管路向前運(yùn)動(dòng)外，還有各個(gè)方向上的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，把這種流型稱為湍流或紊流。 4．參考答案： 單溢流 雙溢流 U型溢流 5. 參考答案： 離心泵啟動(dòng)前在泵殼內(nèi)充滿被輸送液體，當(dāng)葉輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)并攜帶其中液體一起旋轉(zhuǎn)時(shí)，在離心力的作用下液體被甩出葉輪，在葉輪中心區(qū)域形成低壓區(qū)。在壓差的作用下儲(chǔ)槽中的液體被吸進(jìn)泵殼。被甩出葉輪的液體匯集在泵殼和葉輪之間的空隙并繼續(xù)隨葉輪旋轉(zhuǎn)，隨著旋轉(zhuǎn)液體通道擴(kuò)大使得液體所獲得的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能；在靜壓能的推動(dòng)下液體被擠壓進(jìn)入出口管路。 6. 參考答案： 因素包括：流體物理性質(zhì)，引起的原因；湍動(dòng)程度，流體與傳熱面的相對(duì)位置、有無相變化。 7. 參考答案： 內(nèi)容：①恒摩爾汽化，塔內(nèi)精餾段各塔板上升的氣相摩爾流率相等，提餾段也是如此；②恒摩爾溢流，塔內(nèi)溢流段各塔板下降的液相摩爾流率相等，精餾段也是如此。 應(yīng)用條件：①各組分汽化摩爾潛熱相等；②氣液相接觸時(shí)的熱損失可忽略。 三、判斷題 1.參考答案： 2.參考答案：√ 3.參考答案：√ 4.參考答案： 5.參考答案：√ 6.參考答案： 四、計(jì)算題 1．參考答案： 取貯槽液面為1-1截面，塔內(nèi)丙烯管出口為2-2截面；假設(shè)需要泵（We>0），則在兩截面間列柏努利方程得： 2．參考答案： ①Ⅰ為提餾段操作線方程；Ⅱ?yàn)榫s段操作線方程。 ②精餾段操作線方程一般形式為：與Ⅱ式比較R=1.5， ③xD=0.95；（2）所以A組分在塔頂?shù)慕M成為xA,D=0.95；B組分在塔頂?shù)慕M成為xB,D=0.05 ④； 3．參考答案： 取貯槽液面為1-1截面，并設(shè)為基準(zhǔn)水平面，高位槽液面為2-2截面；則： 由范寧公式得： 有效功率： ②若η＝50%，則： 4．參考答案： ① ②q線方程為：其中： 則： 則： 10