化工原理简答题.docx
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化工原理简答题.docx
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化工原理简答题
沉降
1.流化床的压降与哪些因素有关?
可知,流化床的压降等于单位界面床内固体的表观重量(即重量浮力),它与气速无关而始终保持定值。
2.因某种原因使进入降尘室的含尘气体温度升高,若气体质量及含尘情况不变,降尘室出口气体的含尘量将有何变化?
原因何在?
处于斯托克斯区时,含尘量升高;处于牛顿定律区时,含尘量降低
处于斯托克斯区时,温度改变主要通过粘度的变化而影响沉降速度。
因为气体年度随温度升高而增加,所以温度升高时沉降速度减小;处于牛顿定律区时,沉降速度与粘度无关,与有一定关系,温度升高,气体降低,沉降速度增大。
3.简述旋风分离器性能指标中分割直径dpc的概念
通常将经过旋风分离器后能被除下50%的颗粒直径称为分割直径dpc,某些高效旋风分离器的分割直径可小至3~10
4.什么是颗粒的自由沉降速度?
当一个小颗粒在静止气流中降落时,颗粒受到重力、浮力和阻力的作用。
如果重力大于浮力,颗粒就受到一个向下的合力(它等于重力与浮力之差)的作用而加速降落。
随着降落速度的增加,颗粒与空气的摩擦阻力相应增大,当阻力增大到等于重力与浮力之差时,颗粒所受的合力为零,因而加速度为零,此后颗粒即以加速度为零时的瞬时速度等速降落,这时颗粒的降落速度称为自由沉降速度(Ut)
5.实际流化现象有哪两种?
通常,各自发生于什么系统?
散式流化,发生于液-固系统;聚式流化,发生于气-固系统
6.何谓流化床层的内生不稳定性?
如何抑制(提高流化质量的常用措施)?
空穴的恶性循环
增加分布板阻力,加内部构件,用小直径宽分布颗粒,细颗粒高气速操作
7.对于非球形颗粒,当沉降处于斯托克斯定律区时,试写出颗粒的等沉降速度当量直径de的计算式
8.在考虑流体通过固定床流动的压降时,颗粒群的平均直径是按什么原则定义的?
以比表面积相等作为准则
流动阻力主要由颗粒层内固体表面积的大小决定,而颗粒的形状并不重要
9.气体中含有1~2微米直径的固体颗粒,应选用哪一种气固分离方法?
10.曳力系数是如何定义的?
它与哪些因素有关?
与Rep=、有关
11.斯托克斯定律区的沉降速度与各物理量的关系如何?
应用的前提是什么?
颗粒的加速段在什么条件下可忽略不计?
Re<2
颗粒很小,很小
12.重力降尘室的气体处理量与哪些因素有关?
降尘室的高度是否影响气体处理量?
沉降室底面积和沉降速度
不影响。
高度小会使停留时间短,但沉降距离也短了
13.评价旋风分离器性能的主要指标有哪两个?
分离效率,压降
14.为什么旋风分离器处于低气体负荷下操作是不适宜的?
锥底为何须有良好的密封?
低负荷时,没有足够的离心力
锥底往往负压,若不密封会漏入气体且将颗粒带起
15.广义流态化和狭义流态化的各自含义是什么?
狭义流态化指操作气速u小于ut的流化床,广义流化床则包括流化床,载流床和气力输送
16.气力输送有哪些主要优点?
系统可密闭;输送管线设置比铺设道路更方便;设备紧凑,易连续化,自动化;同时可进行其他单元操作
17.表面曳力,形体曳力
剪力在流动方向上的分力延整个颗粒表面积分,得该颗粒所受剪力在流动方向上的总合
压力在流动方向上的分力延整个颗粒表面积分,得该颗粒所受剪力在流动方向上的总合
18.牛顿区
500 曳力系数不再随Rep而变(),曳力与流速的平方成正比,即服从平方定律 19.离心分离因数 同一颗粒所受离心力与重力之比,反映离心分离设备性能的重要指标 20.总效率 被除下的颗粒占气体进口总的颗粒的质量分率,不能准确地代表旋风分离器的分离性能 21.流化床的特点 优点: 很易获得均匀的温度;恒定的压降 缺点: 不均匀的接触,对实际过程不利,可能导致腾涌或节涌,和沟流 传热 1.简述辐射传热中黑体和灰体的概念 吸收率等于1的物体称为黑体;对各种波长辐射能均能同样吸收的理想物体称为灰体 2.液体沸腾的必要条件有哪两个? 过热度、汽化核心 3.影响辐射传热的主要因素有哪些? 温度、黑度、角系数(几何位置)、面积大小、中间介质 4.传热过程有哪三种基本方式? 直接接触式,间壁式,蓄热式 5.传热按机理分为哪几种? 传导,固体内部的热传导是由于相邻分子在碰撞时传递振动能的结果;在流体特别是气体中,除上述原因之外,连续而不规则的分子运动更是导致传导的重要原因。 此外,热传导也可因物体内部自由电子的转移而发生 对流,是流体流动载热与热传导联合作用的结果 热辐射,任何物体,只要其绝对温度不为零度,都会不停的以电磁波的形式向外界辐射能量,同时又不断吸收来自外界其他物体的辐射能。 当向外界辐射的能量与其从外界吸收的辐射能不相等时,该物体与外界产生热量的传递 6.物体的导热系数与哪些主要因素有关? 与物态,温度有关 7.流动对传热的贡献主要表现在哪? 流动流体的载热: 增大了壁面处的温度梯度,使壁面热流密度较流体静止时为大 8.自然对流中的加热面与冷却面的位置应如何放才有利于充分传热? 加热面在下,制冷面在上 9.工业沸腾装置应在什么沸腾状态下操作? 为什么? 核状沸腾状态,以免设备烧毁 10.沸腾给热的强化可以从哪两个方面着手? 改善加热表面,提供更多的汽化核心;沸腾液体加添加剂,降低表面张力 11.蒸汽冷凝时为什么要定期排放不凝性气体? 避免其积累,提高 12.为什么低温时热辐射往往可以忽略,而高温时热辐射则往往成为主要的传热方式? 因Q与温度四次方成正比,对温度很敏感 13.为什么有相变时的对流给热系数大于无相变时的对流给热系数? (1)相变热远大于显热 (2)沸腾时气泡搅动;蒸汽冷凝时液膜很薄 14.有两把外形相同的茶壶,一把为陶瓷的,一把为银质的。 将刚烧开的水同时充满两壶,实测发现,陶壶内的水温下降比银壶中的快,为什么? 陶壶的黑度大,辐射散热快;银壶黑度小,辐射散热慢 15.若串联传热过程中存在某个控制步骤,其含义是什么? 该步骤阻力远大于其他各步骤的阻力之和,传热速率由该步骤决定 16.传热基本方程中,推倒得出对数平均推动力的前提条件有哪些? K,qm1cp1,qm2cp2沿程不变;管,壳程均为单程 17.为什么一般情况下,逆流总是优于并流? 并流适用于哪些情况? 逆流推动力大,载热体用量少 热敏物料加热,控制壁温以免过高 18.解决非定态换热器问题的基本方程是那几个? 传热基本方程,热量衡算式,带有温变速率的热量衡算式 19.在换热器设计计算时,为什么要限制大于0.8 当0.8时,温差推动力损失太大,小,所需A变大,设备费用增加 20.载热体 为将冷流体加热或热流体冷却,必须用另一种流体供给或取走热量,此流体为载热体 21.间壁式传热过程的三个步骤 热流体给热于管壁内侧,热量自管壁内侧传导至管壁外侧,管壁外侧给热于冷流体 22.强制对流,自然对流 流体在外力(泵,风机或其他势能差)作用下产生的宏观流动 在传热过程中因流体冷热部分密度不同而引起的流动 23.雷诺数Re,努塞尔数Nu,格拉斯霍夫数Gr,普朗特数Pr的物理意义 表征流体的运动状态 反映对流使给热系数增大的倍数 表征自然对流的流动状态 反映物性对给热过程的影响 24.大容积自然对流的自动模化区 GrPr>2×107时,给热系数与加热面的几何尺寸l无关,此称为自动模化区 25.核状沸腾,膜状沸腾,临界点 △t>2.2℃,加热面上有气泡产生,给热系数随△t急剧上升,此阶段为核状沸腾;△t增大到一定数值时,加热面上的汽化核心继续增多,旗袍在脱离加热面之前便相互连接,形成气膜,把加热面与液体隔开,随△t的增大,给热系数下降,此阶段为不稳定膜状沸腾;从核状沸腾到膜状沸腾的转折点为临界点。 26.蒸汽冷凝的两种形式 膜状冷凝和滴状冷凝,后者给热系数比前者大5~10倍 27.黑度 实际物体与同温度黑体的辐射能力的比值 28.冷、热流体流动通道的选择原则 (1)不洁净和易结垢的液体宜在管程 (2)腐蚀性流体宜在管程 (3)压强高的流体宜在管内 (4)饱和蒸汽宜走壳程 (5)被冷却的流体宜走壳程 (6)若两流体温差较大,对于刚性结构的换热器,宜将给热系数大的流体通入壳程 (7)流量小而粘度大的流体一般以壳程为宜 传送机械 1.简述往复泵的水锤现象。 往复泵的流量调节方法有几种? 流量的不均匀时往复泵的严重缺点,它不仅是往复泵不能用于某些对流量均匀性要求较高的场所,而且使整个管路内的液体处于变速运动状态,不但增加了能量损失,且易产生冲击,造成水锤现象,并降低泵的吸入能力。 提高管路流量均运行有如下方法: (1)采用多缸往复泵 (2)装置空气室 流量调节方法: (1)旁路调节 (2)改变曲柄转速和活塞行程 2.什么是液体输送机械的压头或扬程? 流体输送机械向单位重量流体所提供的能量 3.离心泵的压头受哪些因素影响? 与流量,转速,叶片形状及直径大小有关 4.后弯叶片有什么优点? 有什么缺点? 优点: 后弯叶片的叶轮使流体势能提高大于动能提高,动能在蜗壳中转换成势能时损失小,泵的效率高 缺点: 产生同样理论压头所需泵体体积比前弯叶片的大 5.何谓“气缚”现象? 产生此现象的原因是什么? 如何防止气缚? 因泵内流体密度小而产生的压差小,无法吸上液体的现象 原因是离心泵产生的压差与密度成正比,密度小,压差小,吸不上液体。 灌泵,排气 6.影响离心泵特性曲线的主要因素有哪些? 离心泵的特性曲线指He~qv,η~qv,Pa~qv。 影响这些曲线的主要因素有液体密度,粘度,转速,叶轮形状及直径大小 7.离心泵的工作点是如何确定的? 有哪些调节流量的方法? 离心泵的工作点是由管路特性方程和泵的特性方程共同决定的 调节出口阀,改变泵的转速 8.何谓泵的汽蚀? 如何避免汽蚀? 泵的气蚀是指液体在泵的最低压强处(叶轮入口)气化形成气泡,又在叶轮中因压强升高而溃灭,造成液体对泵设备的冲击,引起振动和腐蚀的现象 规定泵的实际汽蚀余量必须大于允许汽蚀余量;通过计算,确定泵的实际安装高度低于允许安装高度 9.什么是正位移特性? 流量由泵决定,与管路特性无关 10.往复泵有无汽蚀现象? 有,这是由液体气化压强所决定的 11.为什么离心泵启动前应关闭出口阀,而漩涡泵启动前应打开出口阀? 这与功率曲线的走向有关,离心泵在零流量时功率符合最小,所以在启动时关闭出口阀,使电机负荷最小;而漩涡泵在大流量时功率负荷最小,所以启动时要开启出口阀,使电机负荷最小 12.通风机的全压,动风压各有什么含义? 为什么离心泵的H与ρ无关,而风机的全压pT与ρ有关? 通风机给每立方米气体加入的能量为全压,其中动能部分为动风压。 因单位不同,压头为m,全风压为N/m2,按△P=ρgh可知h与ρ无关时,△P与ρ成正比 13.某离心通风机用于锅炉通风,通风机放在炉子前与放在炉子后比较,在实际通风的质量流量,电机所需功率上有何不同? 为什么? 风机在前,气体密度大,质量流量大,电机功率负荷也大 风机在后,气体密度小,质量流量小,电机功率负荷也小 14.离心泵的主要构件 叶轮和蜗壳 15.离心泵与往复泵的比较 泵的类型 离心泵 往复泵 流量 均匀性 均匀 不均匀 恒定性 随管路特性而变 恒定 范围 广,易达大流量 较小流量 压头大小 不易达到高压头 压头高 效率 稍低,愈偏离额定值愈小 高 适用范围 流量和压头适用范围广,尤其适用于较低压头,大流量。 除高粘度物料不太适用外,可输送各种物料 适用于流量不大的高压头输送任务;输送悬浮液要采用特殊结构的隔膜泵 16.真空泵的主要特性 极限真空(残余压强),抽气速率(抽率) 萃取 1.萃取的目的是什么? 原理是什么? 分离液夜混合物。 各组
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