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化工原理试题库填空
一、填空题(每空1分,共20分)
1.流体的静止状态是流体运动的一种______形式。
静止流体的规律就是流体在______场的作用下流体内部______变化的规律。
该变化规律的数学描述,称为流体静力学基本方程,简称静力学方程。
(特殊,重力,压力)
2.在圆形管道中,不可压缩流体定态流动的连续性方程表明:
当流体的体积流量一定时,流速与管径平方成______比(正、反)。
此流动规律与管道的放置方式、管道上是否装有管件、阀门及输送机械的布置情况______关(有、无),它只是描述不可压缩流体在圆形管道中的______衡算关系。
(反,无,物料)
3.离心泵的工作原理可由两个过程说明。
排液过程:
启动前泵内灌满液体,叶轮带动液体高速旋转并产生离心力,在离心力作用下液体从叶片间排出并在蜗牛形壳体内汇集。
由于壳体内流道渐大,部分______压头转化为静压头,在泵的出口处液体获得较高的静压头而排液。
吸液过程:
离心泵在排液过程中,叶轮中心处(包括泵入口)形成______区,由于被吸液面压强的作用,产生压强差,从而保证了液体连续不断地吸入叶轮中心。
(动,低压)
4.在换热器内,冷热流体间热量传递过程的机理是:
热量首先由热流体主体以______的方式传递到间壁内侧,然后以______的方式穿过间壁,最后由间壁外侧以______的方式传递至冷流体主体。
(对流,导热,对流)
5.在计算换热器的热负荷时,必须分清属于有相变还是无相变,然后依据不同算式进行计算。
例如,对蒸气的______、______过程的热负荷,要予以分别计算,然后相加。
(冷凝,冷却)
6.雷诺准数的表达式为。
当密度ρ=1000kg.m-3,粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为1m.s-1在管中流动时,其雷诺准数等于,其流动类型为____。
(Re=duρ/μ,105,湍流;)
7.当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压100mmHg,则该体系的绝对压强为_____mmHg,真空度为__Pa。
(850mmHg,-13332Pa)
8.理想流体在变径管路中作稳定的连续流动时,在管子直径缩小的地方,其动能,静压力__。
(增加,减小;)
9.离心泵的主要部件有如下三部分:
______,_____,_______;其工作点是______曲线与______曲线的交点。
(泵壳,叶轮,泵轴,离心泵特性,管路特性;)
10.在
、
、
、
这4个物性参数中,若值大,对流传热系数
就增大;若值大,对流传热系数
就减小。
(
、
、
;
;)
11.由实验确定直管摩擦阻力λ与Re的关系。
层流区摩擦系数λ与无关。
湍流区,λ与及有关。
而完全湍流区,摩擦系数λ与无关,仅与有关。
(
,
,
,
,
)
12.离心泵在启动时,若没有完全排出泵内的空气,会发生现象,离心泵的安装高度超过允许安装高度时,会发生现象。
(气缚,气蚀)
13.工业生产中,经常采用两泵并联或串联操作,对低阻管路,采用组合较好,对高阻管路,采用组合较好。
(并联,串联)
14.根据作用力的不同,沉降操作分为______沉降和______沉降两种方式。
(重力沉降离心沉降)
15.间壁式传热过程中,总热阻是由热阻较______的那一侧的对流传热所控制。
要提高总传热系数K,关键在于提高α较______的,而传热管的壁温,则接近于α较______侧的流体的温度。
(大,小,大)
13.1atm相当于标准状况下_______mH2O柱,________mmHg柱。
(10.33,760)
14.温度升高,液体的黏度________,气体的黏度_________。
(减小,增大)
15.输送含有杂质的悬浮液时,离心泵宜采用_______叶轮。
(开式)
16.离心泵吸入管路的阻力损失增大时,会导致离心泵的允许安装高度___________。
(降低)
17.在管壳式换热器内,利用水蒸汽冷凝来加热管内空气,换热器的总传热系数K接近于_____侧的,管壁的温度接近于_______的温度。
(空气,蒸汽)
18.由泡状沸腾向膜状沸腾过渡的转折点称为________点,过此点传热系数的值趋于_________。
(临界点,减小)
19.在斯托克斯区沉降的球形颗粒,其自由沉降速度随着颗粒直径的增大而__________,随着流体黏度的增大而___________。
(增大,减小)
20.在测定套管式换热器总传热系数的实验中,在蒸汽达到设定压强后,应首先打开排气阀门排放________,然后,利用__________和__________调节空气流量,读取空气的_______和________温度。
(不凝性气体,出口阀门,旁路阀门,进口,出口)
21.质量衡算、能量衡算和动量衡算是化工原理中分析问题采用的基本方法。
衡算的一般步骤是:
首先确定衡算,其次是确定衡算和衡算,最后按衡算的进行计算。
(范围,对象,基准,通式)
22.已知当地大气压(绝对压强)为101.3kPa,某容器内气体的真空度为84.4kPa,则该气体的绝对压强为kPa。
(16.9)
23.空气在管内径为200mm的圆管内流动,其密度为1.293kg/m3,黏度为17.3cP,体积流量为1400m3/h,则其管内流速为______m/s,Re=______,流动型态为______。
(12.38,185.06,层流)
24.水由粗管连续流入细管作稳态流动,粗管的内径为80mm,细管的内径为40mm,。
若水在细管内的流速为3m/s,则水在粗管内的流速为______m/s。
(0.75)
25.根据传热机理不同,传热的基本方式分为_____、和三种。
(热传导,热对流,热辐射)
26.有一钢板平壁,厚度为5mm,若高温壁T1=330K,低温壁T2=310K,钢板的热导率λ=45.4W/(m•K),则该平壁在单位时间内、单位面积上所传递的热量为____kW/m2。
(181.6)
27.空气在圆管内作强制湍流流动后被加热,测得此时管壁对空气的对流传热系数为18.82W/(m2•K)。
若空气的流速增大一倍,而其他条件不变,则此时的对流传热系数变为__W/(m2•K)。
(32.77)
28.液体沸腾曲线通常分为_____、_____和_____三个区域。
(自然对流区,泡状(核状)沸腾区,膜状沸腾区)
29.化工常用的单元操作是以、和三种传递过程为基本理论基础。
(动量传递,热量传递,质量传递)
30.反映流体流动中的内摩擦力大小的定律为,其表达式为。
热传导的基本定律是定律,其表达式为。
(牛顿黏性定律,
,傅立叶定律,
31.已知某容器内气体的真空度为94.4kPa,当地大气压(绝对压强)为101.3kPa,则该气体的绝对压强为kPa。
(15.9)
32.是产生导热的必要条件;若温度场不随时间而言,则该温度场称为。
温度场内温度相同的各点组成的面叫。
(温度差的存在,稳态温度场,等温面)
33.密度为999.7kg/m3,粘度为1.3077×10-3Pa·s的流体在内径为41mm的管内以2.11m/s的速度流动,则Re=,该流体做流动。
(6.6×104;湍流)
34.离心泵的特性曲线包括、和三条。
离心泵的工作点是和的交点。
(Q-H,Q-η,Q-N。
泵特性曲线,管路特性曲线。
)
35.离心泵启动前必须、,前者的目的,后者的目的是。
(充满水;关闭出口阀门;防止气缚现象发生;使启动功率最低,保护电机)
36.某锅炉炉墙是由耐火砖、保温砖和普通砖构成,在定态传热的情况下,三层的温度降分别为259C、72C和38C,这三层平壁的热阻之比R1:
R2:
R3=。
(259:
72:
38)
37.国内离心泵常用和两种指标表示离心泵的吸上性能。
(允许气蚀余量,允许吸上真空高度)
38.20C,1atm空气在圆形直管内流动,利用皮托管测得管中心流速为15m/s,若管内径为100mm,空气的平均流速为最大流速的0.8倍,空气的体积流量为_____m3/h,若空气的温度升高至60C,压强不变,流速不变,管内流体流动的Re_____(增大,减小,不变)。
(339.12,减小)
39.流体沿直径不变垂直管道向下流动,单位质量流体的总能量逐渐_______,______逐渐转化为_______和_______。
(减小,位能,静压能,热能)
40.当管路中流体速度的大小或方向突然发生改变时会产生漩涡,这种现象称为______,是导致____________的主要原因。
(边界层分离,局部阻力损失)
41.离心泵流量调节方法有两种,分别为____________和_____________,往复泵流量调节方法也有两种,分别为________________和________________。
(改变出口流量调节法的开度,改变离心泵叶轮的转速,旁路调节,改变活塞的往复频率或冲程)
42.固体圆筒壁稳态热传导时,若将导热速率公式写成与平壁热传导速率方程相类似的形式,平均传热面积Sm=____________,其中对数平均半径rm=_____________。
(2rmL,(r1-r2)/ln(r1/r2))
43.水蒸汽滴状冷凝的对流传热系数___(>,<,=)膜状冷凝的,水强制对流时的___(>,<,=)空气强制对流时的。
(>,>)
44.灰体黑度的数值范围在_____之间,其值越大,其辐射能力______,越接近_____的辐射能力,同时其吸收率也________,所以,为了减少热损失,蒸汽管道保温层外表面最好采用黑度______的材料。
(01,越大,黑体,越大,较小)
45.二氧化硫气体混合物(其中含15%二氧化硫、85%空气,均为体积分数),在30℃及200kPa(绝压)的条件下进入吸收塔,则该气体混合物的密度为kg/m3,50m3的该混合气体的质量为kg。
已知二氧化硫和空气的摩尔质量分别为64kg/kmol和29kg/kmol,该气体混合物可视为理想气体。
46.流体静力学基本方程式,给出了场中,流体内部的变化规律。
(重力,静止,压强)
47.某液体在管内径为50mm的圆管内流动,其密度为800kg/m3,黏度为20mPa.s,体积流量为5m3/h,则其管内流速为______m/s,Re=______,流动型态为______,摩擦系数λ=______,流体通过每米管长所产生压降为______Pa。
(0.7,1400,层流,0.046,180.32)
48.水平等径直管中,流动流体处于完全湍流区,若流体的体积流量增加20%,其他条件不变,则直管阻力变为原来的倍。
(1.44)
49.某玻璃平壁,厚度为4mm,两侧温度分别为30℃和0℃,玻璃的热导率λ=1.09W/(m•K),则该平壁在单位时间内、单位面积上所散失的热量为______kW/m2。
(8.2)
50.某低黏度流体圆管内作强制湍流流动后被冷却,若该流体的密度减少20%,而其他条件不变,则此时的对流传热系数变为原来的______倍。
(0.84)
51.采用蒸汽加热时,若蒸汽中含有空气,则蒸汽的冷凝的过程中将逐渐在加热壁面附近形成一层_____膜,使热阻迅速增大,α值急剧_____。
(气,下降)
52.在一套管换热器内用热水来加热空气,已知热水的进出口温度分别为90℃和60℃,空气的进出口温度分别为15℃和50℃,则二者并流操作时的平均温度差为℃,逆流操作时的平均温度差为℃。
计算结果说明:
当冷热流体操作温度一定时,。
(32,42,∆tm逆流总是大于∆tm并流
53.现测得某容器内的绝对压力为46kPa,则其真空度为kPa。
(当地大气压为100kPa)(54)
54.某水平直管输送水时体积流量为Vs,今改为输送2Vs的有机物。
若该有机物的μ=2μ水,ρ=0.5ρ水,则输送有机物时的阻力损失为输送水时的倍。
假设两种输送状态下,流体均在层流下流动。
(8)
55.某液体在内径为d1的水平管路中定态流动,其平均流速为u1。
当它以相同的体积流量通过某内径为d2(d2=d1/2)的管子时,流速将变为原来的倍;当流动为完全湍流时,每米管长的压力降将变为原来的倍。
(4,32)
56.离心泵特性曲线通常包括曲线、曲线和曲线,它们表示在一定的下,输送某种特定液体时泵的性能。
(扬程,效率,轴功率)
57.用出口阀调节离心泵流量,实质上是改变曲线;用改变转速来改变流量,实质上是改变曲线。
(管路特性,泵的特性)
58.一包有石棉泥保温层的蒸汽管道,当石棉泥受潮后,其保温效果将,其主要原因是。
(变差,水的导热系数比空气大)
59.列管换热器的管程设计成多程是为了;在壳程设置折流挡板是为了。
(提高管程α值,提高壳程α值)
60.在大容积沸腾时,液体沸腾曲线包括自然对流、和三个阶段。
实际操作应控制在。
在这一阶段内,传热系数随着温度差的增加而。
(核状沸腾,膜状沸腾,核状沸腾,增加)
61.导热系数的单位为,对流传热系数的单位为。
(W/(m·℃),W/(m2·℃))
62.每小时将2000kg的无机盐水溶液在蒸发器中从15%(质量浓度,下同)浓缩至35%,则根据质量衡算可得到:
水蒸发量为kg/h;
35%的无机盐溶液量为kg/h。
(1142.86,857.14)
63.气体和液体总称为流体,流体具有性且无。
(流动,固定形状)
64.已知某地的当地大气压(绝对压强)为100kPa,该地某容器内气体的真空度为80kPa,则该气体的绝对压强为kPa,表压为kPa。
(20,-80)
65.连续化生产的化学工业中,正常情况下多数为流动,其特点是各流动参数不随时间变化;但开停车阶段属于流动,其特点是各流动参数随时间变化。
(稳态,非稳态)
66.水的黏度随温度升高而,空气的黏度随温度升高而。
(减小,升高)
67.20℃的水在内径为25mm的管内流动,流量为10m3/h,则水在管内的流速为m/s,Re数为,流动型态为。
已知20℃水的密度为998kg/m3,黏度为1.005mPa•s。
(5.66,140514,湍流)
68.化工生产中对传热过程的要求主要有以下两种情况:
其一是传热过程,如各种换热设备中的传热;其二是传热过程,如对设备或管道的保温。
(强化,削弱)
69.傅里叶定律表明:
热能总是朝着温度的方向传导,其导热速率的大小与及_____成正比。
热导率是其中的重要参数,反映了物质导热能力的大小。
在气体、液体、金属固体和非金属固体中,通常的热导率最大,的热导率最小。
(降低,温度梯度,导热面积,金属固体,气体)
70.湍流流动的干空气在管内被加热。
若干空气的流速增大一倍,而其他条件不变,则此时干空气的对流传热系数变为原来的倍。
(20.8(或1.74))
二、单项选择题(每题1分,共10分)
1.流体流动进入湍流区后,对于一定的管型(即ε/d=常数),λ随着Re的增大而___B___。
A)增加B)减小C)不变D)不确定
2.水在管内径为200mm的管路中流动,水的密度为1000kg/m3,黏度为1.005mPa•s,流量为50m3/h,则此时水的流动型态为____C__。
A)层流B)过渡流C)湍流D)对流
3.在影响对流传热系数的各准数中,表征与对流传热有关的流体物性的准数是__C____。
A)努赛尔特准数B)雷诺准数C)普兰特准数D)格拉斯霍夫准数
4.间壁传热时,下面关于总传热系数K和两侧流体的对流传热系数α的关系的论述中,不正确的是__C____。
A)K值比α小者还小B)总热阻是由热阻大的那一侧的对流传热所控制
C)若两侧α相差较大时,要提高K值,关键在于提高α较大者
D)若两侧α相差不大时,则必须同时提高两侧的α,才能有效地提高K值
5.转子流量计属____B______流量计。
孔板流量计属于______A____流量计。
i.A变压差恒截面B恒压差变截面C变压差变截面
6.离心泵的设计点对应于_____C_________。
i.A最大流量点B最大压头点C最高效率点D最大功率点
7.3、某液体在直管中连续稳定的流过,若管道中有一半开阀门,则阀门前后两截面处流量___A____,能量_____B____。
i.A不变B减少C增加D变化不定
8.5、离心泵停止操作时宜A。
a)A.先关出口阀后停电;B.先停电后关阀;
b)C.先关出口阀或先停电均可;D.单级泵先停电,多级泵先关出口阀。
9.6、工业生产中,沸腾传热应设法保持在B。
A、A、自然对流区;B、核状沸腾区;C、膜状沸腾区;D、过渡区。
10.7、对间壁两侧流体一侧恒温,另一侧变温的传热过程,并流和逆流时平均传热温差△tm大小为C。
A、△tm逆>△tm并;B、△tm逆<△tm并;C、△tm逆=△tm并;D、无法确定。
11.用离心泵将水池中水送至常压水塔,若在离心泵正常操作范围内,将出口阀开大,则流量Q___B_______,扬程H_____A______,管路总阻力损失
____A______,轴功率N_____B_____。
A减小B增大C不变
12.水在管内径为50mm的管路中流动,水的密度为998.2kg/m3,黏度为1.005mPa•s,流量为0.2m3/h,则此时水在管内的摩擦系数λ为___A___。
A)0.046B)0.033C)0.021D)0.012
13.用转子流量计测定管路中水的流量,若水的流量增大,水施加于转子上的总作用力___C___。
A)增加B)减小C)不变D)不确定
14.三层平壁串联导热,相应各层热阻的关系为R3 A) B) C) D) 15.欲减小蒸汽管道的辐射热损失,保温层外应该使用黑度___B___的材料包裹。 A)较大B)较小C)为1D)为无穷大 16.10m颗粒在20C空气中自由沉降,阻力关系式符合斯托克斯定律,若空气温度升高到200C,该颗粒的沉降速度将__B____。 A)增大B)减小C)不变D)不确定 17、流体在水平圆形直管内流动,当管内径减少二分之一时,则因直管阻力引起的压降损失变为原来的__D____倍。 假设流体的流量不变,且一直处于阻力平方区。 A0.5B2C8D32 18、层流时各点速度的平均值u等于管中心处最大速度umax的___A__倍。 A0.5B2C8D32 19、间壁传热过程中,若两侧流体的对流传热系数相差较大,则要提高总传热系数K,关键在于提高α较__B__侧流体的对流传热系数。 A大B小C相等D变化不定 20、离心泵的安装高度与____B____有关。 A“气缚”现象B吸液过程C排液过程D环境温度 21、开度达到最大时,局部阻力系数最大的是____D___。 A闸阀B90弯头C三通D截止阀 22、最有可能用作绝热保温材料的是___C___。 A不锈钢B混凝土C聚苯乙烯泡沫D玻璃 23、包含对流传热系数的无因次准数为A。 ANuBReCPrDGr 24、离心泵进出口测压仪表的读数分别为30kPa(真空度)和50kPa(表压),则两处的绝对压强差为____B__kPa。 当地的大气压强为100kPa。 A180B80C120D20 25、离心泵的流量调节可采用多种方法,但不包括__D___。 A改变出口阀开度B改变泵的转速C切削叶轮直径D改变的安装高度 26、有一套管换热器,用饱和水蒸汽加热管内湍流流动的空气,总传热系数K近似等于空气的对流传热系数。 今空气流量增加1倍,要求空气进出口温度及饱和水蒸汽温度仍不变,则该换热器的长度应增加为原长度的_A___倍。 A20.2B20.8C2D21.2 27、现要输送45m3/h的水,若管内水的流速约取2.5m/s,则可选B钢管。 AΦ76×3mmBΦ88.5×4mmCΦ108×4mmDΦ25×2.5mm 28、不可压缩理想流体在水平放置的变径管路中做定态的连续流动时,在管子直径缩小的地方,其静压力C。 A不变B增大C减小D不确定 29、换热器中冷热流体一般为逆流流动,这主要是为了C。 A提高传热系数B减少冷却剂用量C提高对数平均温度差D减小流动阻力 30、在一套管换热器中,热流体由90℃被冷却至70℃,冷流体由20℃被加热至60℃,则在上述温度下冷热流体作逆流时的对数平均温度差为_B___℃。 A15.3B39.2C52.6D64.5 31、确定对流传热系数要用到许多特征数,其中的普兰特数Pr表示___C_。 A对流传热系数的特征数B流体流动状态和湍动程度对对流传热的影响 C流体物性对对流传热的影响D自然对流对对流传热的影响
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