谭天恩版化工原理上册复习题

第1章 流体流动

常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29 kg/m3 1atm =101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg （1）被测流体的压力 > 大气压 表压 = 绝压－大气压

（2）被测流体的压力 < 大气压 真空度 = 大气压－绝压= －表压 静压强的计算 柏努利方程应用 22p112p212pupu1122u1hegz2u2hf gz1z1Hez2Hf22g2gg2g duRe 

定态流动的柏努利方程式––––能量衡算式  1kg流体：

u1P2u2gZ1WegZ2hf22P1讨论点：1、流体的流动满足连续性假设。

2、理想流体，无外功输入时，机械能守恒式：

22 PuPu gZ111gZ22222

3、可压缩流体,当Δp/p1<20%,仍可用上式，且ρ=ρm。

4、注意运用柏努利方程式解题时的一般步骤，截面与基准面选取的原则。

1N流体 pu2HeZHf [m] （压头） g2g

1m3流体 2 Weghphfpa而pfhf2

层流区（Laminar Flow）：Re < 2000；湍流区（Turbulent Flow）：Re > 4000；

2000 流型只有两种：层流和湍流。

当流体层流时，其平均速度是最大流速的1/2。 边界层：u<0.99u0

阻力损失：直管阻力损失和局部阻力损失 当量直径de

管路总阻力损失的计算

u2lleu2llelu2 hfhfh'f2ddd22

1

u 2

突然缩小局部阻力系数ζ= 0.5，突然扩大局部阻力系数ζ= 1。 流体输送管路的计算:

通常，管路中水的流速为1~3m/s。 并联管路, 各支管的阻力损失相等。 毕托管测量流速

测量流量: 孔板流量计, 文丘里流量计, 转子流量计。

孔板流量计的特点；结构简单，制造容易，安装方便，得到广泛的使用。其不足之处在于局部阻力较大，孔口边缘容易被流体腐蚀或磨损，因此要定期进行校正，同时流量较小时难以测定。

转子流量计的特点——恒压差、变截面。

化工原理 第一章 复习题

（一）

一、填空题：

1、毕托管用来测量管道中流体的点速度。

2、孔板流量计为定截面变压差流量计，用来测量管道中流体的流量。随着Re增大其孔流系数C0先减小，后保持为定值。

3、转子流量计为定压差变截面流量计。注意：转子流量计的校正。

测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将增加，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将不变。

1、边长为a的正方形管道，其当量直径de为 （ a ） 。

2、在定态流动系统中，水连续地从粗圆管流入细圆管，粗管内径为细管的2倍。则细管内水的流速为粗管内流速的_____4______倍。

3、流体在圆管内流动时的摩擦阻力可分为__ 和___两种。局部阻力的计算方法有___________法和_________法。 直管阻力，局部阻力，阻力系数，当量长度。 4、在静止的同一种连续流体的内部，各截面上___能与____能之和为常数。位，静压。 5、开口U型管压差计是基于____原理的测压装置，它可以测量管路中________上的_________或_______________。流体静力学 任意截面 表压强 真空度 6、流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为______,邻近管壁处存在____层，且Re值越大，则该层厚度越____。 零， 滞流（或层流）内 薄（或小） 7、实际流体在直管内流过时，各截面上的总机械能___守恒。因实际流体流动时有_________

不， 摩擦阻力

8、流体在一段装有若干个管件的直管l中流过的总能量损失的通式为__________，它的单位为____J/kg __。 9、定态流动时，不可压缩理想流体在管道中流过时各截面上____相等。它们是_____________之和，每一种能量____________，但可以互相转换 。 总机械能； 位能、动能和静压能。不一定相等；

10、某设备的真空表读数为500mmHg，设备外环境大气压强为0mmHg，则它的绝对压强为_________Pa。=0-500=140mmHg＝140×133.32＝1.866×104Pa。

11、流体在圆形直管内作滞流（层流）流动时，其速度分布呈_________形曲线，中心最大速度为平均速度的_____倍。此时摩擦系数λ与_____无关，只随________加大而____ 抛物线，2，ε/d，Re，减小。

2

3

12、流体在圆形直管内流动时，在湍流区则摩擦系数λ与__及___有关。在完全湍流区则λ与雷诺系数的关系线趋近于_____线。 Re，ε/d，水平 二、选择题

1、判断流体流动类型的是（ ）

（A） Eu准数 （B） Re准数 （C） ε/d （D） Δpf

2、流体在圆形直管内作定态流动，雷诺准数Re=1500，则其摩擦系数应为（ B ） （A）0.032 (B) 0.0427 (C) 0.0267 (D) 无法确定 3、在法定单位制中，粘度的单位为（ D ）

（A）cp （B）p （C）g/( cm.s ) （D） 4、在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是（ D ） （A） 同一种流体内部 （B） 连通着的两种流体

（C） 同一种连续流体 （D） 同一水平面上，同一种连续的流体

5、在一水平变径管道，细管截面A及粗管截面B与U管压差计相连，当流体流过时，U管压差计测量的是（ ）

（A） A、B两截面间的总能量损失（B） A、B两截面间的动能差 （C） A、B两截面间的压强差 （D） A、B两截面间的局部阻力

5、管路由直径为Φ57×3.5mm的细管，逐渐扩大到Φ108×4mm的粗管，若流体在细管内的流速为4m/s。则在粗管内的流速为（ B）

（A） 2m/s （B）1m/s （C） 0.5m/s （D） 0.25m/s

6、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，则各截面上的（ D ）

（A） 速度相等 （B） 体积流量相等（C） 速度逐渐减小 （D） 质量流速相等 7、湍流与滞流的本质区别是（C）

(A) 湍流的流速大于滞流的 (B) 湍流的Re值大于滞流的 (C) 滞流无径向脉动，湍流有径向脉动 (D) 湍流时边界层较薄 8、在阻力平方区内，摩擦系数λ（ C ）

（A）为常数，与Re，ε/d 均无关 （B）随Re值加大而减小 （C）与Re值无关，是ε/d的函数 （D）是Re值与ε/d的函数

9、流体在圆形直管中作滞流流动时，其直管阻力损失与流速u的关系为（B）

21.750.55

A、与u成正比 B、与u成正比 C、与u成正比 D、与u成正比 三、判断题

1、在计算突然扩大及突然缩小的局部阻力时，公式中的流速应该用小管中的流速。（√ ） 2、不可压缩的理想流体在管道内作定态流动，若无外功加入时，则流体在任一截面上的总压头为一常数。（√ ）

3、流体在管道任意截面径向上各点的速度都是相同的，我们把它称为平均流速。（× ） 4、在同一种连续流体内，处于同一水平面上各点的压强都相等。（ × ）

5、某定态流动系统中，若管路上安装有若干个管件、阀门和若干台泵，则此管路就不能运用连续性方程式进行计算。（× ）

6、用U管压力计测量管路中两点的压强差，其压差值只与读数R和两流体的密度差有关，而与U管的粗细、长短无关。（√ ）

（二）

一、填空题：

3

4

3

1.（3分）雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ＝1000kg/m,粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流

5

动类型为______.（ Re=dｕρ/μ ; 10； 湍流） 2.（2分）某流体在圆管中呈层流流动,今用皮托管测得管中心的最大流速为2m/s,此时管内的平均流速为_________.（ ）

3.（2分）牛顿粘性定律用粘滞力的表达式为_______________. 用剪应力的表达式为_______________.（ F'=μAdu/dy; τ=μdu/dy）

4.（2分）当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为_________mmHg,真空度为_______mmHg. （ 850; -100）

5.（2分） 圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为11.8kg/s/,

3

其体积流量为___________.平均流速为__________.( 0.0118m

3

6.（4分） 当20℃的水(ρ=998.2kg/m,μ=1.005厘泊)在内径为100mm的光滑管内流动时,

4

若流速为1.0m/s时,其雷诺准数Re为______,直管摩擦阻力系数λ为_____.(9.93×10; 0.0178)

7.（2分）某长方形截面的通风管道, 其截面尺寸为30×20mm,其当量直径de为__.(24mm) 8.（3分）测量流体流量的流量计主要有如下四种: __ ___,______,____ , _______,测量管内流体点的速度,则用____. (转子流量计;孔板流量计;丘里流量计;湿式气体流量计 ;皮托管)

9.（2分）测量流体压强的仪器主要有如下两种: ______,_____.( U管压差计;弹簧压力计) 10.（4分）计算管道流体局部阻力的方法有: ________,__________,其相应的阻力计算公

2

式为_____________,____________,( 当量长度法; 阻力系数法; hf =λ(le/d)(u/2g);

2

hf=(u/2g)ξ )

11.在流体阻力计算中,当量长度的定义是_____________________________. (能产生与某局部阻力相当的直管长度, 称为该局部阻力的当量长度。)

12.（2分）管出口的局部阻力系数等于____,管入口的局部阻力系数等于____.( 1.0; 0.5) 13.（3分）理想流体是指＿＿＿＿___＿；而实际流体是指＿＿＿＿＿＿＿＿。(没有粘性、没有摩擦阻力、液体不可压缩；具有粘性、有摩擦力、液体可压缩、受热膨胀、消耗能量。) 14.（3分）流体体积流量用＿＿＿＿＿来计算；质量流量用＿＿＿＿＿来计算；而流体流速用＿＿＿＿＿来计算。(Vs＝u.A Ws＝u.A.ρ u＝Vs /A)

15.（3分）流体在园直管内流动，当Re≥4000时的流型称为＿＿＿，其平均速度与最大流速的关系为＿＿＿＿＿＿，而Re≤2000的流型称为＿＿＿，其平均速度为＿＿＿＿＿＿。 ( 湍流， um＝0.8umax， 滞流， um＝0.5 umax。)

16.（3分）流体体积流量一定时,有效截面扩大,则流速＿＿＿,动压头＿＿＿,静压头＿＿＿。(填增加,减少,不变）( 减少,减少,增加。)

17.（2分） 当量直径的定义是de＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿,在套管环间流动的流体,外管的内径是d1,内管的外径是d2,则当量直径de＝＿＿＿＿＿＿＿。 ( de＝4×流通截面积/浸润周边; de＝d1－d2 18. 流体的粘度指__________________________。粘度值随温度变化而变化,对于液体，温度升高，粘度________；对于气体，温度升高，粘度________。 ( 流体流动时,相邻流体层间,在单位接触面上,速度梯度为1时,所产生的内摩擦力; 减少; 增大)

19.(2分）米糠油在管中作流动,若流量不变,管径不变,管长增加一倍,则摩擦阻力损失为原来的______倍。(2倍)

20.（3分）柏努利方程如衡算基准以J/kg表示,柏努利方程可表示为＿＿＿＿＿＿＿＿＿

3

______________＿, 若用J/m表示则可表示为________＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

4

2

2

5

2

＿＿。( gZ1+P1/ρ+u1/2= gZ2+P2/ρ+u2/2+∑Wf; ρgZ1+P1+ u1/2×ρ=ρgZ2+P2+ 2

u2/2×ρ+∑Wfg) 21. .(2分）孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒______,变_____；后者是恒_________,变_________。( 截面；压差；压差；截面)

22.（2分）在测速管中,测压孔正对水流方向的测压管液位代表______,流体流过测速管侧壁小孔的测压管液位代表__________。( 冲压头；静压头)

23.（3分）某流体在圆形直管中作滞流流动时,其速度分布是_______型曲线,其管中心最大流速为平均流速的_______倍,摩擦系数λ与Re的关系为___________。(抛物线；;2倍; λ＝/Re)

24.（3分）水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器,当管道上的阀门开度减小后,水流量将_____,摩擦系数________,管道总阻力损失________。(减小;增大;不变) 25.（2分）流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有_________。(粘性)

26.（2分）液体在等直径的管中作稳态流动,其流速沿管长_______,由于有摩擦阻力损失,静压强沿管长_________。(不变;降低)

27.（4分）流体在圆形直管中作层流流动,如果流量等不变,只是将管径增大一倍,则阻力损失为原来的________。( 1/16)

28（4分）液体在园管内作稳定连续滞流流动时,其摩擦阻力损失与管内径的______次方成反比。( 2)

29.（2分）水塔内的水能通过管路引至各车间使用,这是因为水塔内的水具有______。 （高位压头）

30.（4分）流体在园管内流动时,由于流体具有粘性,使得___________处速度为零,管的________处速度最大。（ 管壁；中心）

31.（4分）测量流体的流量一般可采用________________________等流量计。测量管内流体点速度,则用_____________。（孔板；文丘里；转子；皮托管。） 32..（3分）在输送液体的管路中,要使P1-P2f的条件_________________。 （ 管径相等，处于同一水平面，无外加能量。）

3

33.（2分）圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得中的体积流量为0.022m m质量流量为_________,平均流速为_______。

二、选择题

1.（2分）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(答案A)

A. 体系＞大气压 B. 体系＜大气压 C. 体系＝大气压

2.（3分） 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( )（答案 A） A. 与指示液密度、液面高度有关,与U形管粗细无关 B. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细有关 C. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细无关 3.（2分）层流与湍流的本质区别是：( )。（*答案* D）

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.（2分）在稳定流动系统中,水由粗管连续地流入细管,若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（ ）倍。 ***答案*** （*答案* C） A. 2 B. 8 C. 4

5

6

5.（2分）柏努利方程的物理意义可以从题图中得到说明,若忽略A,B间的阻力损失，试判断B玻璃管水面所处的刻度。（ ） （*答案*A）

A. a位置 B. c位置 C. b位置

6.（2分）流体在管路中作稳态流动时,具有（ ）特点.( D) A. 呈平缓的滞流 B. 呈匀速运动

C. 在任何截面处流速、流量、压强等物理参数都相等；

D. 任一截面处的流速、流量、压强等物理参数不随时间而变化

7.（2分）园管的摩擦系数λ=/Re公式的适用范围是（ ）。（*答案* A） A. 滞流 B. 过渡流 C. 湍流

8.（4分）流体在园管内作滞流流动时,阻力与流速的（ ）成比例,作完全湍流时,则呈（ ）成比例。（*答案*C；A)

A. 平方 B. 五次方 C. 一次方

9.（2分） 稳定流动是指流体在流动系统中,任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量（ ）。（*答案* A）

A. 仅随位置变，不随时间变 B. 仅随时间变、不随位置变 C. 既不随时间变，也不随位置变

10.（4分）如图所示,当阀门关闭时,E、F、G的压强关系为：PE（ ）PG（ ）PF. 当阀门打开后： PE（ ）PG（ ）PF(***答案*** A; A; C; C)

A. 等于 B. 小于 C. 大于

三、判断题： 1.（2分）流体在园管内作稳定流动时，其流速与管径的一次方成反比。（ ）(*答案* ×) 2.（2分）当输送流体的管径一定时，增大流体的流量，雷诺准数减少。（ ）(*答案*×) 3.（2分）牛顿粘性定律是：流体的粘度越大,其流动性就越差。( ) (*答案* ×) 4.（2分）流体在管内以湍流流动时，在近管壁处存在层流内层，其厚度随Re的增大而变薄。 （ ）(*答案* √)

5.（2分）当量直径即可用来计算非园形管的雷诺数（ ）；也可用来计算流体在非园形管内的流速。（ ）(*答案* √;×)

6.（2分）流体在园管内流动时，管的中心处速度最大，而管壁处速度为零。（ ）(*答案* √)

7.（2分）流体在园形管道中流动时，管壁处的流速为中心处流速的0.5倍。（ ）(*答案*×)

8.（2分）液体在园形管中作滞流流动时，其它条件不变，而流速增加一倍，则阻力损失增加一倍（ ）(*答案* √)

9（2分）转子流量计可用来测量高压蒸汽（ ）和腐蚀性流体（ ）的流量。(× ; √) 10．（2分）在静止的处于同一水平面上的各点的液体的静压强都相等。（ ）实验证明,当流体在管内流动达完全湍流时，λ与雷诺数的大小无关。（ ）(*答案* × ; √)

四、问答题

1.（8分）什么是流体连续稳定流动？流体流动的连续性方程的意义如何？ ***答案***流体连续稳定流动是指流体在流动时，流体质点连续的充满其所在空间，流体在任一截面上的流动的流速、压强和密度等物理量不随时间而变化。

6

7

流体流动的连续性方程是流体流动过程的基本规律，它是根据质量守恒定律建立起的，连续性方程可以解决流体的流速、管径的计算选择，及其控制。

2.（8分）Z1＋p1/ρｇ＝Z2＋p2/ρｇ（1），ｐ＝ｐa＋ρｇh（2）；这两个静力学方程式说明些什么？ ***答案***

(1)说明静止的连续的同一流体,同一水平面上的各点，深度相同，它的压强亦相等； (2)说明液体内部任一点的压强是液面深度的函数，距离液面越深，则压强越大，当液面压强变化，必将引起液体内部各点发生同样大小的变化。

3.（6分）如图,有一敞口高位槽,由管线与密闭的低位水槽相连接, 在什么条件下,水由高位槽向低位槽流动？为什么？ ***答案***

pa /ρ+Zg=p2/ρ+Σhf ； 当(pa /ρ+Zg)>p2/ρ时, 由1流向2, 当(pa /ρ+Zg)< p2/ρ时, 由2流向1。

4.（10分） 用如图所示的实验装置得实验记录如下表所示：

皮托管编号 管内直径mm 皮托管测压孔高度mm 全开阀A 皮托管测压孔 柱高度mm(平行水流方向) 全开阀A 皮托管测压孔 柱高度mm(正对水流方向) 1 12.7 72 435.5 3.5 2 21 72 472 407.5 401.8 3 12 72 472 405.1 347.6 4 12 21 472 376.5 322 关闭阀A，玻管水柱高度mm 472 根据以上实验数据，回答下列问题：

(1)、第4点的位压头，静压头和动压头各为多少mmH2O？

(2)、水由第2点处流到3点处的阻力损失压头为多少mmH2O？ (3)、第1点的速度为多少m/s? ***答案***

(1) Z4=21(mmH2O ) , P4/(ρg)=H4-Z4=322-21=301(mm H2O)；

2

h动4=u4/(2g)=376.5-322=54.5(H2O) (2) hf(2-3)=407.5-405.1=2.4(mm H2O)

2

(3) ∵ u1/(2g)=435.5-3.5=46(mmH2O)；∴ u1=0.95m/s

第二章 知识点

一、工作原理

7

8

基本部件：叶轮（6~12片后弯叶片）；泵壳（蜗壳）（集液和能量转换装置）；轴封装置（填料函、机械端面密封）。

原理：借助高速旋转的叶轮不断吸入、排出液体。

注意：离心泵无自吸能力，因此在启动前必须先灌泵，且吸入管路必须有底阀，否则将发生“气缚”现象。 某离心泵运行一年后如发现有气缚现象，则应检查进口管路是否有泄漏现象。 1、压头H，又称扬程

2、有效功率

HZpHfgNeWewsHgQ轴功率NHQ102(kw)3、离心泵的特性曲线通常包括 H-Q，N-Q，η

-Q曲线，这些曲线表示在一定转速下输送某种定

的液体时泵的性能。由N-Q线上可看出：Q=0时，N=Nmin所以启动泵和停泵都应关闭泵的出口阀。 离心泵特性曲线测定实验，泵启动后出水管不出水，而泵进口处真空表指示真空度很高，可能出现的故

障原因是吸入管路堵塞。

若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头减少，流量减少，效率减少，轴功率增大。

三、离心泵的工作点

1、泵在管路中的工作点为离心泵特性曲线（H-Q）与管路特性曲线（He-Qe）的交点。管路特性曲线为：He=K+BQe

2、工作点的调节：既可改变He-Qe来实现，又可通过改变H-Q来实现。具体措施有改变阀门的开度，改变泵的转速，叶轮的直径及泵的串、并联操作。

两台同样的离心泵并联压头不变而流量加倍，串联则流量不变压头加倍。

2

四、离心泵的安装高度Hg

为避免气蚀现象的发生，离心泵的安装高度小于等于Hg，注意气蚀现象产生的原因。 离心泵的安装高度超过允许安装高度时会发生气蚀现象。

1、离心泵的主要部件有叶轮、泵壳和轴封装置。

2、离心泵的泵壳制成蜗壳形，其作用有二：A、汇集液体；B、转能装置，即是使部分动能转换为静压能。 3、离心泵的主要性能参数有流量 、轴功率 、压头、效率 、气蚀余量 等。

4、离心泵特性曲线包括 H-Q、 N-Q、 和η-Q三条曲线。它们是在一定转速下，用常温清水为介质，通过实验测得的。

5、离心泵的压头（又称扬程）指是泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量，它的单位是m。 6、离心泵安装在一定管路上，其工作点是泵的特性曲线和管路特性曲线的交点。

7、若被输送的粘度大于常温下清水的粘度时，则离心泵的压头减少，流量减少，效率下降，轴功率增大。 8、离心泵将低位敝口水池的水送到高位敝口水槽中，若改送密度为1200Kg/m，而其他性质与水相同的液体，则泵的流量不变，压头不变，轴功率增大。

9、管路特性曲线的形状由管路布置和操作条件来确定，与离心泵的性能无关。 10、离心泵通常采用出口阀门调节流量：往复泵与齿轮泵采用旁路调节流量。

3

11、离心泵汽蚀余量的定义为 。

12、单动往复压缩机的理想压缩循环分为吸气、压缩及排气三个阶段。

13、离心通风机的全风压是指单位体积（1m）的气体流过风机时所获得的能量，他的单位是Pa。 14、当液体的密度改变时，离心泵的压头H和轴功率N的变化为（ B）

A、H、N均不变 B、H不变，N改变 C、H改变，N不变 D、H、N均改变 15、离心泵的轴功率是（C）

A、在流量为零时最大 B、在压头最大时最大 C、在流量为零时最小 D、在工作点处最小

3

8

18、离心泵的效率η与流量Q的关系为（ B ）

9

A、Q增大则η增大 B、Q增大，η先增大后减小 C、Q增大则η减小 D、Q增大，η先减小后增大 19、离心泵的轴功率N与流量Q的关系为（ A ） A、Q增大，N增大 B、Q增大，N先增大后减小 C、Q增大，N减小 D、Q增大，N先减小后增大 20、离心泵的必需气蚀余量Δhr与流量Q的关系为（ A ） A、Q增大，Δhr增大 B、Q增大，Δhr减小

C、Q增大，Δhr不变 D、Q增大，Δhr先增大后减小 21、离心泵停止操作时，应（ A ）

A、先关出口阀后停电 B、先停电后关出口阀

C、先关出口阀或先停电均可 D、单机泵先停电，多级泵先关出口阀 22、离心泵的工作点是指（ D ）

A、与泵最高效率时对应的点 B、由泵的特性曲线所决定的点

C、由管路特性所决定的点 D、泵的特性曲线与管路特性曲线的交点 23、往复泵适用于（ C ）

A、大流量且要求流量均匀的场合 B、介质腐蚀性强的场合 C、流量较小，压头较高的场合 D、投资较小的场合

五、判断

1、离心泵的效率不随所输送液体的密度变化而变化。 （√ ）

2、离心泵启动前需要向泵充满被输送的液体，否则将可能发生气蚀现象。（×） 3、离心泵的安装高度超过允许吸上高度时，将可能发生气缚现象。 （ × ）

4、离心泵的铭牌上标出的性能参数是指该泵在运行时效率最高点的性能参数。（ √ ） 5、离心泵的工作点是泵的特性曲线H-Q与其所在的管路特性曲线He-Qe的交点。 （ √ ）

6、当流量较大时，离心泵的必需汽蚀余量Δhr也较大，因此在计算泵的允许安装高度时应选取最大流量下的Δhr值。 （√ ）

7、离心泵通常采用改变泵的转速方法来调节流量。（ × ）

“化工原理”第二章 流体输送机械 复习题 （一） 一、选择题

1、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生( )。A A. 气缚现象； B. 气蚀现象； C. 汽化现象； D. 气浮现象。 2、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。

3、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后获得的( )。B

A. 包括内能在内的总能量；B. 机械能；C. 压能；D. 位能（即实际的升扬高度）。 4、离心泵的扬程是 ( )。D

A. 实际的升扬高度；B. 泵的吸液高度；C. 液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度

9

10

D. 单位重量液体出泵和进泵的机械能差值。

5、某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管水量很小，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因( )。C

A. 水温太高；B. 真空计坏了；C. 吸入管路堵塞；D. 排出管路堵塞。

6、为避免发生气蚀现象，应使离心泵内的最低压力（ ）输送温度下液体的饱和蒸气压。A

A. 大于；B. 小于；C. 等于。

7、流量调节，离心泵常用（ ），往复泵常用（ ）。A；C A. 出口阀 B. 进口阀 C. 旁路阀

8、欲送润滑油到高压压缩机的气缸中，应采用（ ）。输送大流量，低粘度的液体应采用（ ）。C；A

A. 离心泵；B. 往复泵；C. 齿轮泵。

*9、1m气体经风机所获得的能量，称为（ ）。A A. 全风压；B. 静风压；C. 扬程。

10、往复泵在启动之前，必须将出口阀（ ）。A A. 打开；B. 关闭；C. 半开。

11、用离心泵从河中抽水，当河面水位下降时，泵提供的流量减少了，其原因是（ ）。C

A. 发生了气缚现象；B. 泵特性曲线变了；C. 管路特性曲线变了。 12、离心泵启动前_____，是为了防止气缚现象发生。D A 灌水；B 放气；C 灌油；D 灌泵。

13、离心泵装置中_____的滤网可以阻拦液体中的固体颗粒被吸入而堵塞管道和泵壳。A A. 吸入管路；B. 排出管路；C. 调节管路；D. 分支管路。 14、为提高离心泵的经济指标，宜采用 _____ 叶片。B A 前弯；B 后弯；C 垂直；D 水平。 二、填空题

1、某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为H = 19m水柱,输水量为20kg·s,则泵的有效功率为_________。3728w

2、离心泵的主要部件有如下三部分:______,_____,_______。泵壳；叶轮；泵轴和密封装置 3、调节离心泵流量的方法有：___________,___________,____________。改变阀门的开度；改变泵的转速；车削叶轮外径

4、离心泵起动时，先关闭泵的出口阀的原因是______________________________。降低起动功率，保护电机，防止超负荷而受到损伤；同时也避免出口管线水力冲击

5、离心泵的流量调节阀安装在离心泵______管路上，关小出口阀门后，真空表的读数______，压力表的读数______。出口；减小；增大

6、离心泵的工作点是______曲线与______曲线的交点。离心泵特性；管路特性

7、泵的扬程的单位是______，其物理意义是______。m；泵提供给单位重量流体的机械能 8、离心泵输送的液体粘度越大，其扬程______，流量_______,轴功率______，效率________。越小；越小；越大；越小

-1

3

10

11

9、离心泵输送的液体密度变大，当流量一定时，则其扬程_________，效率_________，轴功率_________。不变；不变；变大

*10、通风机的全风压是指_________的气体通过风机所获得的能量，单位常用_________；习惯上以_________单位表示。单位体积；Pa；mmH2O 12、启动往复泵时 灌泵。不需要

13、齿轮泵的流量 _____ 而扬程 ______。 较小；较高

*14、石油化工厂常用的压缩机主要有_____和_______两大类。 往复式；离心式 15、往复泵常用 _____ 的方法来调节流量。旁路调节 16、往复泵适用于 。流量较小，扬程较高的场合

（二）

一、填空题：

1.（3分）某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为He=19m水柱,输水量为

3

0.0079m/s,则泵的有效功率为________. ***答案*** 1472w 2.（2分）离心泵的主要部件有如下三部分:______,_____,_______. ***答案*** 泵壳; 叶轮; 泵轴

3.（2分）离心泵的主要参数有:______,______,______,________. ***答案*** 流量; 扬程; 功率; 效率 4．（3分） 离心泵的特性曲线有:

_____________,_________________,___________________.

***答案*** 压头H～流量Q曲线；功率N～流量Q曲线； 效率η～流量Q曲线 5．（2分）离心泵的最大安装高度不会大于_______________. ***答案*** 10m

6.（2分）离心泵的工作点是如下两条曲线的交点：______________,________________. ***答案*** 泵特性曲线H--Q； 管路特性曲线H--Q 7．（3分）调节泵流量的方法有：

_____________,__________________,____________________.

***答案*** 改变阀门的开度； 改变泵的转速； 车削叶轮外径

8.（3分）液体输送设备有：_____,_________,__________,__________,_______ ***答案*** 离心泵; 往复泵; 齿轮泵; 螺杆泵; 旋涡泵 9.（3分）气体输送设备有:________,_________,___________. ***答案*** 通风机; 鼓风机; 压缩机

10.（3分）泵起动时，先关闭泵的出口开关的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿

**答案** 降低起动功率，保护电机，防止超负荷而受到损伤;同时也避免出口管线水力冲击。

11.（3分）若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头＿＿＿，流量 ＿＿＿，效率＿＿＿，轴功率＿＿＿＿。***答案*** 减小 减小 下降 增大

12.离心泵的流量调节阀安装在离心泵＿＿＿管路上，关小出口阀门后，真空表的读数＿＿＿，压力表的读数＿＿__。***答案*** 出口 减小 增大

13.（2分）流体输送设备按工作原理大致可分为四类即＿＿＿，＿＿，＿＿＿，＿＿＿＿。***答案*** 离心式 ， 往复式 ， 旋转式 ， 流体动力作用式

14.（2分）离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生＿＿__现象。

11

12

***答案*** 气蚀

15.（2分） 离心泵的扬程含义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ***答案*** 离心泵给单位重量的液体所提供的能量。

16.（2分） 离心泵叶轮按有无盖板可分为＿＿＿＿，＿＿＿＿＿，＿＿__＿＿。 ***答案*** 敞式 半敞式 闭式（或开式，半开式，闭式）

17.（2分）离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是＿＿＿＿＿＿＿时的流量和扬程。 ***答案*** 效率最高

18.（3分） 用离心泵在两敞口容器间输液, 在同一管路中，若用离心泵输送ρ＝

3

1200kg/m 的某液体(该溶液的其它性质与水相同），与输送水相比，离心泵的流量＿＿＿＿＿＿＿,扬程＿＿＿＿＿,泵出口压力＿＿＿＿,轴功率＿＿＿。(变大,变小,不变,不确定) ***答案*** 不变 不变 变大 变大

3

19.（5分）离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：Q＝0.05m/s时H＝20m ；管路特

3

性为Q＝0.05m/s时，He＝18m，则在该流量下，消耗在调节阀门上的压头增值 ΔH＝＿＿＿m；有效功率ΔN＝＿＿＿kw。 ***答案*** 2; 0.981

20.（2分）离心泵起动时，如果泵内没有充满液体而存在气体时，离心泵就不能输送液体。这种现象称为__________现象。***答案*** 气缚

21.（2分）离心泵采用并联操作的目的是_______，串联操作的目的是________。 ***答案*** 提高流量； 提高扬程 二、选择题：

1.（2分）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 ***答案*** A

2.（2分） 离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生( ) A. 气缚现象 B. 汽蚀现象 C. 汽化现象 D. 气浮现象 ***答案*** A.

3.（2分） 离心泵最常用的调节方法是 ( )

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 **答案*** B.

4.（2分）离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后能量的值 ( ) A. 包括内能在内的总能量 B. 机械能

C. 压能 D. 位能（即实际的升扬高度） ***答案*** B.

2

5.（2分）已知流体经过泵后，压力增大ΔP N/m，则单位重量流体压力能增加为( ) A. ΔP B. ΔP/ρ C. ΔP/(ρｇ) D. ΔP/(2ｇ) ***答案*** C.

6.（2分）当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为( ) A. 气体的粘度太小 B. 气体的密度太小

C. 气体比液体更容易起漩涡 D. 气体破坏了液体的连续性 ***答案*** B.

7.（2分）某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因( )

A. 水温太高 B. 真空计坏了 C. 吸入管路堵塞 D. 排出管路堵塞

12

13

***答案*** C.

8.（2分） 在某校离心泵特性曲线实验装置中泵的安装高度为－1m，泵的入口处装一U形管压差计，则测得入口处的压力( ) A. 自始至终大于大气压力

B. 随着流量的增大，经历大于大气压力,等于大气压力,小于大气压力三个阶段 C. 自始至终小于大气压力 D. 自始至终等于大气压力 ***答案*** B.

9.（2分） 一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出口处的压力表也逐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是( ) A. 忘了灌水 B. 吸入管路堵塞 C. 压出管路堵塞 D. 吸入管路漏气 ***答案*** D.

10.（2分）离心泵的允许吸上真空度随泵的流量增大而（ ） A. 增大 B. 减少 C. 不变 ***答案*** B

11.（2分）用离心泵将液体从低处送到高处的垂直距离，称为（ ） A. 扬程 B. 升扬高度 C. 吸液高度 ***答案*** B

12.（2分）流量调节，离心泵常用（ ），往复泵常用（ ） A. 出口阀 B. 进口阀 C. 旁路阀 ***答案*** A、 C

13.（2分）输送气体的密度越大，则风机的风压（ ） A. 越高 B. 越低 C. 不变 ***答案*** A

14.（2分）欲送润滑油到高压压缩机的气缸中，应采用（ ）。输送大流量，低粘度的液体应采用（ ）

A. 离心泵 B. 往复泵 C. 齿轮泵 ***答案*** C、 A 三、问答题：

1.（12分）何谓离心泵的“气缚”和“气蚀”现象，它们对泵的操作有何危害？应如何防止？

***答案***

“气缚”：由于泵内存气，启动泵后吸不上液的现象，称“气缚”现象。“气缚”现象发生后，泵无液体排出，无噪音，振动。为防止“气缚”现象发生，启动前应灌满液体。 “气蚀”：由于泵的吸上高度过高，使泵内压力等于或低于输送液体温度下的饱和蒸汽压时，液体气化，气泡形成，破裂等过程中引起的剥蚀现象，称“气蚀”现象，“气蚀”发生时液体因冲击而产生噪音、振动、使流量减少，甚者无液体排出。为防止“气蚀”现象发生；泵的实际安装高度应不高于允许吸上高度。

2.（10分）为什么离心泵可用出口阀来调节流量？往复泵可否采用同样方法调节流量？为什么？

***答案*** 由离心泵的工作点知，改变泵出口阀的开度，使局部阻力改变，而管路特性曲线改变，流量随之改变，此法虽不经济，但对泵运转无其它影响；而往复泵属容积式泵，

13

14

压头与流量基本无关，若关闭出口阀，则因泵内压力急剧升高，造成泵体,管路和电机的损坏，故不宜用出口阀来调节流量。

3.（6分） 离心泵的扬程和升扬高度有什么不同？

***答案*** 离心泵的扬程是指泵给以单位重量液体的有效能量、 液体获得能量后，可将液体升扬到一定高度△Z，而且还要用于静压头的增量△P/ρg和动压头的增量/2g及克服输送管路的损失压头，而升扬高度是指将液体从低处送到高处的垂直距离，可见，升扬高度仅为扬程的一部分，泵工作时，其扬程大于升扬高度。 4.（8分）当离心泵启动后不吸液，其原因主要有哪些？ ***答案*** 不吸液的原因可能是：由于灌液不够 或底阀不严密而漏液，使泵内存有空气；由于底阀或吸入管路 堵塞；安装高度过高；电机接线不正确致使叶轮反转等。 5.（8分）按图写出离心泵开泵及停泵操作程序。 ***答案*** 开泵：关闭阀B一打开阀A一灌液一关闭阀A一启动键K一全开阀B一调节阀A至合适流量。

停泵：关闭阀A一关闭阀B（若长期停泵可不关，以便放完管路中的液体）一按停止电键K

6.（18分）不同类型的离心泵，其Q-H曲线的形状不同，有的较平（如图A线），有的较陡（图中B线），问：（1）当用离心泵来输送含有泥浆的液体，其部分泥浆会在管道内沉积，在此种情况下，宜选哪一类型Q-H线的离心泵才能避免流量发生过大的波动？（2）若用出口阀调节流量，对于哪一种形状的Q一H线离心泵较 为理想？ ***答案***

（1）选用Q～H线较陡的泵（即图中的B线），设曲线I为原

来的管路特性曲线；曲线II为后来（阻力增大）的管路特性曲线，从图中可看出对A泵来说，工作点由M1变为M2对应的流量由Qm1到 Q m2；对B泵来说

工作点由C1变到C2对应的流量由Qc1到 Qc2两泵流量变化（皆变小）的幅度B泵（2）对调节流量来说，A泵较好，而调节流量较为灵敏（变化幅度较大），由图中工作点变化可知。

第三章：机械分离

一、名词解释（每题2分）

1. 非均相混合物

物系组成不同，分布不均匀，组分之间有相界面 3. 球形度s

非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值 4. 离心分离因数

离心加速度与重力加速度的比值 5. 临界直径dc

14

15

离心分离器分离颗粒最小直径 6．过滤

利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作 7. 过滤速率

单位时间所产生的滤液量 8. 过滤周期

间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间 9. 过滤机生产能力

过滤机单位时间产生滤液体积 10. 浸没度

转筒过滤机浸没角度与圆周角比值 二、单选择题（每题2分）

1、自由沉降的意思是_______。

Ａ颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计 Ｂ颗粒开始的降落速度为零，没有附加一个初始速度

Ｃ颗粒在降落的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用

Ｄ颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程 D 2、颗粒的沉降速度不是指_______。 Ａ等速运动段的颗粒降落的速度

Ｂ加速运动段任一时刻颗粒的降落速度 Ｃ加速运动段结束时颗粒的降落速度

Ｄ净重力（重力减去浮力）与流体阻力平衡时颗粒的降落速度 B

3、对于恒压过滤_______。

A 滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的2倍 B 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍 C 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍

D 当介质阻力不计时,滤液体积增大一倍,则过滤时间增大至原来的4倍 D

4、恒压过滤时，如介质阻力不计，滤饼不可压缩，过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量___ 。

Ａ增大至原来的2倍 Ｂ增大至原来的4倍

Ｃ增大至原来的2倍 Ｄ增大至原来的1.5倍

C

5、以下过滤机是连续式过滤机_______。 Ａ箱式叶滤机 Ｂ真空叶滤机

Ｃ回转真空过滤机 Ｄ板框压滤机 C 6、过滤推动力一般是指______。

Ａ 过滤介质两边的压差 Ｂ 过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差 Ｃ 滤饼两面的压差 Ｄ 液体进出过滤机的压差 B

15

16

7、回转真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时，能自动地进行相应的不同操作：______。

Ａ 转鼓本身 Ｂ 随转鼓转动的转动盘 Ｃ 与转动盘紧密接触的固定盘 Ｄ 分配头 D 8、非球形颗粒的当量直径的一种是等体积球径，它的表达式为 ______。 A dp＝6V/A 此处V为非球形颗粒的体积，A为非球形颗粒的表面积

1/3

B dp＝(6V/)

1/2

C dp＝(4V/)

1/3

D dp＝(kV/) (k为系数与非球形颗粒的形状有关) B 9、在讨论旋风分离器分离性能时，分割直径这一术语是指_________。 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50%分离出来的颗粒的直径

Ｄ 能保持滞流流型时的最大颗粒直径 C 10、在离心沉降中球形颗粒的沉降速度__________。

Ａ 只与dp, p, ,uT, r, μ有关 Ｂ 只与 dp，p，uT，r 有关

Ｃ 只与 dp，p，uT，r ，g有关 Ｄ 只与 dp，p，uT， r ，k 有关 （题中 uT 气体的圆周速度， r 旋转半径， k 分离因数） A 11、降尘室没有以下优点______________。 Ａ 分离效率高 Ｂ 阻力小

Ｃ 结构简单 Ｄ 易于操作 A 12、降尘室的生产能力__________。

Ａ 只与沉降面积A和颗粒沉降速度uT有关 Ｂ 与 A ， uT 及降尘室高度H有关

Ｃ 只与沉降面积 A 有关

Ｄ 只与 uT 和 H 有关 A

3

13、回转真空过滤机的过滤介质阻力可略去不计，其生产能力为5m/h（滤液）。现将转速度降低一半，其他条件不变,则其生产能力应为____________。

33

A 5m/h B 2.5m/h

33

C 10m/h D 3.54m/h D

14、要除去气体中含有的5μ～50μ的粒子。除尘效率小于75％，宜选用 。 A 除尘气道 B 旋风分离器 C 离心机 D 电除尘器 B 15、等压过滤的滤液累积量q与过滤时间τ的关系为______________。

16

17

B 16、过滤基本方程是基于____________推导出来的。 A 滤液在过滤介质中呈湍流流动 B 滤液在过滤介质中呈层流流动 C 滤液在滤渣中呈湍流流动

D 滤液在滤渣中呈层流流动 D

17、一般而言，旋风分离器长、径比大及出入口截面小时，其效率 ，阻力 。 A 高 B 低 C 大 D 小 A

18、在板框过滤机中，如滤饼不可压缩，介质阻力不计，过滤时间增加一倍时，其过滤速率为原来的_____________。

A 2倍 B 1/2倍 C)1/2倍 D 4倍 C

19、在长为Lm，高为Hm的降尘室中，颗粒的沉降速度为uT m/s，气体通过降尘室的水平流速为u m/s，则颗粒能在降尘室内分离的条件是：____。 A L/u＜H/uL B L/uT＜H/u

C L/uT≥H/u D L/u≥H/uT D 20、粒子沉降受到的流体阻力________。

Ａ 恒与沉降速度的平方成正比 Ｂ 与颗粒的表面积成正比

Ｃ 与颗粒的直径成正比 Ｄ 在滞流区与沉降速度的一次方成正比

D

21、板框压滤机中，最终的滤液流率是洗涤液流率的 _______。（ΔpE=Δpw，μ=μw） Ａ 一倍 Ｂ 一半 Ｃ 四倍 Ｄ 四分之一 C

22、球形度（形状系数）恒小于或等于1，此值越小，颗粒的形状离球形越远，球形度的定义式可写为______。

A =Vp/V ，V为非球形粒子的体积， Vp 为球形粒子的体积

B =Ap/A ，A为非球形粒子的表面积, Ap为与非球形粒子体积相同的球形粒子的表面积

C =ap/a ，a 为非球形粒子的比表面积, ap 为球形粒子的比表面积 D =6ap/(d) B 23、“在一般过滤操作中，实际上起到主要介质作用的是滤饼层而不是过滤介质本身”，“滤渣就是滤饼”则_______。

Ａ 这两种说法都对 Ｂ 两种说法都不对

Ｃ 只有第一种说法正确 Ｄ 只有第二种说法正确 A 24、旋风分离器的总的分离效率是指 __________。 Ａ 颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率 Ｂ 颗粒群中最小粒子的分离效率

Ｃ 不同粒级（直径范围）粒子分离效率之和

Ｄ 全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率 D 25、降尘室的生产能力由________决定。

A 降尘室的高度和长度 B 降尘室的高度

C 降尘室的底面积 D 降尘室的体积 C

26、在板框过滤机中，如滤饼不可压缩，介质阻力不计，黏度增加一倍时，对同一q值，过滤速率为原来的 _____________。

17

18

A 2倍 B 1/2倍 C 1/2倍 D 4倍 B 27、回转真空过滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为（ ）。

A l B 1/2 C 1/4 D 1/3 A 28、以下说法是正确的（ ）。

2

A 过滤速率与S(过滤面积)成正比 B 过滤速率与S成正比

C 滤速率与滤液体积成正比 D 过滤速率与滤布阻力成反比 B 29、板框压滤机中（ ）。

A 框有两种不同的构造 B 板有两种不同的构造

C 框和板都有两种不同的构造 D 板和框都只有一种构造 B 30、助滤剂应具有以下性质（ ）。

A 颗粒均匀、柔软、可压缩 B 颗粒均匀、坚硬、不可压缩 C 粒度分布广、坚硬、不可压缩 D 颗粒均匀、可压缩、易变形 B 三、填空题（每题2分）

1、一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，若空气温度由20℃升至50℃，则其沉降速度将 。 下降

2、降尘室的生产能力与降尘室的 和 有关。 长度 宽度

3、降尘室的生产能力与降尘室的 无关。 高度

4、在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，则沉降时间 。增加一倍 5、在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，气流速度 。减少一倍 6、在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，生产能力 。不变 7、在滞流(层流)区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比。 2 8、在湍流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比。1/2 9、在过滤的大部分时间中， 起到了主要过滤介质的作用。 滤饼

10、过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩，则恒速过滤过程中滤液体积由Vl增多至V2=2Vl时，则操作压差由ΔPl增大至ΔP2= 。 2ΔPl

11、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S，qe为Ve/S，Ve为过滤介质的当量滤液体积(滤液体积为Ve时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力)，在恒压过滤时，测得 Δ/Δq=3740q+200 则过滤常数K= 。 0.000535

12、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S，qe为Ve/S，Ve为过滤介质的当量滤液体积(滤液体积为Ve时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力)，在恒压过滤时，测得 Δ/Δq=3740q+200 则过滤常数qe= 。 0.0535

13、最常见的间歇式过滤机有 和 。 板框过滤机 叶滤机 14、在一套板框过滤机中，板有 种构造，框 种构造。 2 1

15、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，则在每一框中，滤液穿过厚度为 。框的厚度

16、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，在洗涤时，洗涤液穿过厚度为 。 框厚度之半

18

19

17、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，在洗涤时，洗涤液穿过的滤布面积等于 。 框的内面积

18、旋风分离器性能的好坏，主要以 来衡量。 临界粒径的大小

2

19、离心分离设备的分离因数定义式为Kc= 。 uT/gR （或ur/ut）

20、当介质阻力不计时，回转真空过滤机的生产能力与转速的 次方成正比。1/2 21、间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/，此处V为 。 一个操作循环中得到的滤液体积

22、间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/，此处表示一个操作循环所需的 。

总时间

23、一个过滤操作周期中，“过滤时间越长，生产能力越大”的看法是否正确？

不正确的

24、一个过滤操作周期中，“过滤时间越短，生产能力越大”的看法是否正确？

不正确的

25、一个过滤操作周期中，过滤时间有一个 值。 最适宜

26、一个过滤操作周期中，最适宜的过滤时间指的是此时过滤机生产能力 。最大 27、对不可压缩性滤饼dV/d正比于ΔP的 次方，对可压缩滤饼dV/d正比于ΔP的 次方。 1 1-s 28、对恒压过滤，介质阻力可以忽略时，过滤量增大一倍，则过滤速率为原来的 。 二分之一

29、对恒压过滤，当过滤面积增大一倍时，如滤饼不可压缩，则过滤速率增大为原来的 倍。对恒压过滤，当过滤面积增大一倍时，如滤饼可压缩，则过滤速率增大为原来的 倍。 4 4

30、转鼓沉浸度是 与 的比值(1) 转鼓浸沉的表面积 转鼓的总表面积

31、按ψ＝Ap/A定义的球形度（此处下标p代表球形粒子），最大值为＿＿＿ 。 越小则颗粒形状与球形相差越＿＿＿。 1 大 32、将固体物料从液体中分离出来的离心分离方法中，最常见的有 和 。将固体物料从液体中分离出来的离心分离设备中，最常见的为 。离心过滤 离心沉降 离心机

33、在Stokes区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的_____次方成正比；在牛顿区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的______次方成正比。 2 1/2

34、一个过滤操作周期中，“过滤时间越长生产能力越大”的看法是 ， “过滤时间越短，生产能力越大”的看法是 。过滤时间有一个 值， 此时过滤机生产能力为＿＿＿＿＿＿。

不正确的 不正确的 最适宜 最大

35、含尘气体通过长为4m，宽为3m，高为1m的除尘室，已知颗粒的沉降速度为0.03m/s，则该除尘室的生产能力为 m3s。0.36m3/s

四、问答题（每题3分）

1、影响回转真空过滤机生产能力的因素有哪些？（过滤介质阻力可忽略）

当过滤介质阻力可忽略时

19

20

QKA2n K2p/r

可见，影响因素有：转筒的转速、浸没度、转筒尺寸、操作压强及处理物料的浓度及特性。

2、有一旋风分离器，在正常的速度和阻力的范围内操作，但除尘效率不够满意，现在仓库里还有一个完全相同的旋风分离器，有人建议将这台备用的旋风分离器与正在用的那一台一起并联使用，问这种措施能否提高除尘效率？为什么？ 不行。因为速度降低，离心惯性力减小，使除尘效率下降。

3、恒压过滤时，如加大操作压力或提高滤浆温度，过滤速率会发生什么变化？为什么？ 由dq/dt=Δp/［rΦμ(q+qe)］知,加大操作压力，过滤速率变大。提高滤浆温度，使滤液黏度降低，过滤速率增大。

4、临界直径dc 及分割直径d50 ，可以表示旋风分离器的分离性能，回答 dc 与d50 的含义是什么？

dc旋风分离器的分离分离颗粒最小直径; d50分离效率50%时颗粒直径 5、由过滤基本方程dq/dt=Δp/［rΦμ(q+qe)分析影响过滤速率的因素?

影响过滤速率的因素有：①物性参数，包括悬浮液的性质（φ、μ）及滤饼特性（r）；②操作参数Δp；③设备参数qe 6、试说明滤饼比阻的意义?

比阻r表示滤饼对过滤速率的影响，其数值的大小反映滤液通过滤饼层的难易程度。 五、计算题（每题10分）

1、某板框过滤机框空的长、宽、厚为250mm×250mm×20mm,框数为8, 以此过滤机恒压过滤

33

某悬浮液,测得过滤时间为8.75min与15min时的滤液量分别为0.15m及0.20m，试计算过滤常数K。 解：

2

过滤面积A = 8×2×0.25×0.25 = 1.0 m

（2分）

3 3

已知: τ1 = 8.75 min V1 = 0.15 mτ2 = 15 min V2 = 0.20 m

22

∵V+2VVe = KAτ （4分）

22

可得 0.15+2×0.15Ve = K×1×8.75 (1)

22

0.20+2×0.20Ve = K×1×15 (2)

2-52

(1)、(2)式联立,解得 K = 0.0030 m/min = 5.0×10 m/s （4分）

25

2、以板框压滤机恒压过滤某悬浮液，过滤面积10m，操作压差1.96×10Pa。每一循环过

3

滤15min得滤液2.91m。过滤介质阻力不计。

3

(1)该机生产能力为4.8m/h滤液，求洗涤、装拆总共需要的时间及过滤常数K。

4

(2)若压差降至9.81×10Pa，过滤时间及过滤量不变，其他条件不变，需多大过滤面积？ 设滤饼不可压缩。

3

(3)如改用回转真空过滤机，转一圈得滤液0.2m，转速为多少才可以维持生产能力不变？

22

解： (1) ∵V=KAτ

22-3 2

即 2.91=K×10×15 ∴K=5.65×10m/min

又 Q= V/∑τ 即 4.8/60=2.91/（15+τw+τD） ∴ τw+τD=21.4 min

20

21

（4分）

2222

（2）V=KAτ A= V/Kτ （4分）

A1K而KpKp2''KpA'A

A'2A14.1m2（3）Q=4.8/60=0.2×n （n-r/min） ∴ n=0.4 r/min （2分）

22

3、用某叶滤机恒压过滤钛白水悬浮液。滤叶每侧过滤面积为(0.81)m,共10只滤叶。测得:

33

过滤10min得滤液1.31m；再过滤10min共得滤液1.905m。已知滤饼与滤液体积比n=0.1。试问:(1)过滤至滤饼厚为21mm即停止,过滤时间是多少?

(2)若滤饼洗涤与辅助时间共45min,其生产能力是多少?（以每小时得的滤饼体积计）

22

解：(1) ∵V + 2VVe = KAt

2 2

由题意得 1.31+ 2×1.31Ve = KA×10 (a)

22

1.905 + 2×1.905Ve = KA×20 (b)

263

(a)、(b)联立,解得 KA= 0.2076 m/min,Ve = 0.1374 m

（3分）

22

又 A = 10×2×0.81 = 13.12m

3

过滤终了时,共得滤液量VE = 13.12×0.021/0.1 = 2.755 m

2

由 2.755 + 2×2.755×0.1374 = 0.2076tE,∴tE = 40.2 min

（3分） (2) 生产能力 = nVE /(tE+tw+t辅)

-333

= 0.1×2.755/(40.2+45) =3.23×10 m/min = 0.194 m/h(滤饼) （4分）

5

4、在3×10Pa的压强差下对钛白粉在水中的悬浮液进行过滤实验，测得过滤常数

-5232

K=5×10m/s、qe=0.01m/m，又测得滤饼体积与滤液体积之比v=0.08。现拟用有38个框的BMY50/810-25型板框压滤机处理此料浆，过滤推动力及所用滤布也与实验用的相同。试求：（1）过滤至框内全部充满滤渣所需的时间；（2）过滤完毕，以相当于滤液量1/10的清水进行洗涤，求洗涤时间；（3）若每次卸渣、重装等全部辅助操作共需15min，求每台过滤

3

机的生产能力（以每小时平均可得多少（m）滤饼计）。 解：（1）所需过滤时间

22

A=0.81×2×38=49.86m

22

Vc=0.81×0.025×38=0.6233m

Vc0.62330.1563m3/m2 vA0.0849.8611q22qqe0.1563220.15630.01551s 5K510q（4分）

（2）洗涤时间

21

22

KA510549.86dV1.874105m3/s dw8qq080.15630.013WVW/0.1V/1.87410

dWdV 0.10.156349.86/1.87410 （3）生产能力 Qc3416s （4分）

0.623336001.202m3（滤饼）/h （2分）

5514181560

3

5、用板框过滤机过滤某悬浮液，一个操作周期内过滤 20分钟后共得滤液 4m （滤饼不可压缩，介质阻力可略）。若在一个周期内共用去辅助时间30分钟，求： （1） 该机的生产能力

（2）若操作表压加倍，其它条件不变（物性，过滤面积，过滤时间与辅助时间），该机生产能力提高了多少？ 解：滤饼不洗涤 （1）4分

Q60V40.08m3/min

wD2030（2）6分

V12K1A2,V'2K'A2V'2K'V12K1KpV'pV'2V1.41445.65m3Q5.650.113m3/min503

6、对某悬浮液进行恒压过滤。已知过滤时间为300s时，所得滤液体积为0.75m，且过滤面

2-33

积为1m，恒压过滤常数K=5*10m2/s。若要再得滤液体积0.75m，则又需过滤时间为多少？

解:由q22qeqK 3分

得2qeqKq2 3分 Kq251033000.752qe0.6252q20.75q22qeq1.5220.62515825 4分 K5103825300525s

22

23

7、一小型板框压滤机有框10块，长宽各为0.2m，在2at（表压）下作恒压过滤共二小时滤框充满共得滤液160l，每次洗涤与装卸时间为1hr，若介质阻力可忽略不计，求：

(1)过虑常数K，洗涤速率。

(2)若表压增加一倍，其他条件不变，此时生产能力为若干？

解：（1） （5分）

P2at

2

A=0.2×0.2×10×2=0.8m

V2KA20.162K0.02m3/h 20.821KA2dv0.01m3/hdW42V（2） （5分）

P2P K2K 0.16K 0.81h故生产能力为 0.16/（1+1）=0.08m/h

23

8、某板框压滤机的过滤面积为0.4 m，在恒压下过滤某悬浮液，4hr后得滤液80 m，过滤介质阻力可略去不计。

试求：①若其它情况不变，但过滤面积加倍，可得多少滤液？

②若其它情况不变，但操作时间缩短为2hr，可得多少滤液？

3

③若在原表压下过滤4hr后，再用5m水洗涤滤饼，需多长洗涤时间？设滤液与水性质相近。

解：（1） （3分）

3

2V2KA22V22A222V1A1V0.8800.42V2160m3V222 28042222

V55.6m3

（3） （4分）

23

24

802KA1600m6/h4KA2KA2dv dE2VVe2VVwVww2h21KA1dv4dE42V2V2

2

9、一小型板框过滤机，过滤面积为0．1m，恒压过滤某一种悬浮液。得出下列过滤议程式：

22

（q +10）=250（θ+0．4）式中q以l/m，θ以分钟计。

试求：（1）经过249．6分钟获得滤液量为多少？

（2）当操作压力加大1倍，设滤饼不可压缩同样用249．6分钟将得到多少滤液量。

22解：（1）(q10)250(0.4) 当249.6分时 q=240L/M

V=240×0。1=24L

（2）P2P, K2K

(5分)

(q10)22250(249.60.4)22502 q343.5l/m2

V343.50.134.3L (5分)

化工原理习题及答案

第五章 传热

一、填空题：

1.（6分） 某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为

500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为240mm,λ=0.57w.m.K,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁) ***答案*** 1140w 2.（6分） 某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度500℃, 而境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为120mm, λ=0.25w.m.K,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁) ***答案*** 1000w

3.（6分） 某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为

150℃, 而环境温度为20℃,要求每平方米热损失不大于500w, 采用某隔热材料,其导热系数λ=0.35w.m.K,则其厚度不低于_______。(注:大型容器可视为平壁) ***答案*** 91mm

4.（6分）某间壁换热器中,流体被加热时,圆形直管内湍流的传热系数表达式为___________________.当管内水的流速为0.5m.s时,计算得到管壁对水的传热系数α

=2.61(kw.m.K).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为0.8m.s时,此时传热系数α=_____________.

***答案*** α=0.023(λ/d)Re（0.8次方）Pr（n次方） α=3.81(kw.m.K)

24

25

5.（6分）某间壁换热器中,流体被加热时,圆形管内湍流的传热系数表达式为

_____________________.当管内水的流速为0.5m.s时,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kw.m.K).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为1.2m.s时,此时传热系数 α=________________.

***答案*** α=5.26(kw.m.K)

6.（3分）牛顿冷却定律 的表达式为_________，给热系数（或对流传热系数）α的单位是_______。

***答案*** q=αA△t 单位w.m.K

7.（4分）某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为30℃和40℃,此时传热平均温度差△t=_________. ***答案*** 27.9K

8.（4分） 某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为15℃和30℃,此时传热平均温度差△t=_________. ***答案*** 41.6K

9.（2分）热量传递的方式主要有三种:_____、_______、__________. ***答案*** 热传导 热对流 热辐射

10.（6分）圆筒壁总传热系数K与间壁两侧对流传热系数α.α以及间壁导热系数λ的关系为_________.当间壁管规格为φ108×4mm,导热系数为45(w.m.K)时,管内外两侧给热系数分别为8000 (w.m.K)和1200(w.m.K)时,总传热系数K__________. ***答案*** 1/K=1/α+bd/λd+1d/αd； 946(w.m.K)

11.（4分）某逆流操作的间壁式换热器中,热流体的进.出口温度为80℃和50℃,冷流体的 进出.口温度为20℃和45℃,此时传热平均温度差△t=_______. ***答案*** 32.5℃

12.（3分）对流传热中的努塞特准数式是＿＿＿＿＿＿, 它反映了＿＿____________ ＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

***答案*** N＝αｌ/λ,对流传热过程几何尺寸对α的影响。 13.（4分）稳定热传导是指______________________________不随时间而改变。 ***答案*** 传热系统中各点的温度仅随位置变 14.（2分）两流体的间壁换热过程中，计算式Q＝α.A.△ｔ，A表示为__________。 ***答案*** α一侧的换热壁面

15.（2分）在两流体通过圆筒间壁换热过程中，计算式Q=K.A.△t中,A表示为____________________。

***答案*** A 泛指传热面, 与K 相对应

16.（3分）两流体进行传热,冷流体从10℃升到30℃,热流体从80℃降到60℃，当它们逆流流动时, 平均传热温差△tm=____________,当并流时,△tm=_________。 ***答案*** 50℃ 47.2℃ 17.（4分）冷、热气体在间壁换热器中换热，热气体进口温度T＝400℃，出口温度T为200℃，

50℃，两股气体的质量流量相同,物性数据可视为相同,若不计热损失

时，冷气体出口温度为＿_＿℃；若热损失为5％时，冷气体出口温度为＿＿＿℃ ***答案*** 250℃， 240℃

18.（3分）一列管换热器，列管规格为φ38×3, 管长4m,管数127根，则外表面积F=_________________， 而以内表面积计的传热面积F______________。 ***答案*** F1=127×4π×0.038=60.6m F2=127×4π×0.032=51.1m

25

26

19.（2分）当水在圆形直管内作无相变强制湍流对流传热时，若仅将其流速提高1倍，则其对流传热系数可变为原来的_________倍。 ***答案*** 2 20.（2分）进行换热的两流体，若α》α时，要提高K值，应设法提高_______；当αα时，要提高K值，应使_________________。 ***答案*** α； αα同时提高 二、选择题：

1.（2分）间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻( ) A.成正比 B.成反比 C.没关系 ***答案*** A

2.（2分）翅片管换热器的翅片应安装在( )。

A.α小的一侧 B.α大的一侧 C.管内 D.管外 ***答案*** A

3.（2分）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 R与第二、三层热阻R、R的大小( )。

A.R>(R+R) B.R<(R+R) C.R=(R+R) D. 无法比较 ***答案*** C

4.（2分）工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（ ）。 A.增加热阻，减少热量损失; B.节约钢材、增强美观; C. 增加传热面积，提高传热效果。 ***答案*** C

5.（2分）有一列管换热器，用饱和水蒸汽（温度为120 ℃）将管内一定流量的氢氧化钠溶液由20℃加热到80℃，该换热器的平均传热温度差Δｔ为（ ）。 A. -60/ln2.5; B. 60/ln2.5; C. 120/ln5 ***答案*** B

6.（2分）将1500 kg.h，80℃的硝基苯通过换热器冷却到40℃，冷却水初温为30℃，出口温度不超过35℃，硝基苯比热为1.38kJ.kg.K，则换热器的热负荷为（ ）。 A. 19800kJ.h; B. 82800kJ.h; C. 82800 kw; ***答案*** B

7.（2分）对流传热是由（ ）因素产生的。

A. 流体分子的热振动; B.流体体内电子的移动; C.流体质点的位移、扰动。 *** 答案*** C

8.（2分）法定计量单位中，属于国际热量计算单位的是（ ）。 A.kw; B.kcal; C. J ***答案*** C

9.（2分）热量传递的基本方式是（ ）。

A.恒温传热和稳态变温传热; B.导热给热和热交换; C.气化、冷凝与冷却; D.传导传热、对流传热与辐射传热 ***答案*** D

10.（2分）在比较多的情况下，尤其是液－液热交换过程中，热阻通常较小可以忽略不计的是（ ）。

A.热流体的热阻; B.冷流体的热阻; C.冷热两种流体的热阻; D.金属壁的热阻。 ***答案*** D 11.（2分）公式q＝KAΔtΔt ）。

26

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A.器壁内外壁面的温度差; B.器壁两侧流体对数平均温度差;C.流体进出口的温度差;D.器壁与流体的温度差。 ***答案*** B 12.（2分）湍流体与器壁间的对流传热（即给热过程）其热阻主要存在于（ ）。 A.流体内; B.器壁内; C.湍流体滞流内层中; D.流体湍流区域内。 ***答案*** C

13.（2分）对一台正在工作的列管式换热器，已知α＝116w.m.Kα＝11600 w.m.K，要提高传热系数（K），最简单有效的途径是（ ）。 A.设法增大α; B.设法增大α; C. 同时增大α ***答案*** A

14.（2分）用饱和水蒸汽加热空气时，传热管的壁温接近（ ） A. 蒸汽的温度； B. 空气的出口温度； C. 空气进、出口平均温度 ***答案*** A

15.（2分）在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气，此过程的总传热系数K值接近于（ ）

A.α蒸汽 B.α空气 C.α蒸汽与α空气的平均值 ***答案*** B

16.（2分）对流传热仅发生在（ ）中。

A.固体 B.静止的流体 C.流动的流体 ***答案*** C 17.（2分）稳定的多层平壁的导热中，某层的热阻愈大，则该层的温度差（ ）。 A. 愈大 B.愈小 C.不变 ***答案*** A

18.（2分）流体与固体壁面间的对流传热，当热量通过滞流内层时，主要是以（ ）方式进行的。

A. 热传导 B. 对流传热 C.热辐射 ***答案*** A 19.（2分）当壳体和管束之间温度大于50℃时，考虑热补偿，列管换热器应选用（ ）

A.固定管板式 B. 浮头式 C.套管式 ***答案*** B 20.（2分）强化传热的主要途径是（ ）。

A.增大传热面积 B.提高K值 C.提高△tm ***答案*** B 三、判断题：

1.（2分）凡稳定的圆筒壁传热，热通量为常数。( ) ***答案*** × 2.（2分）传导和对流传热的传热速率与温度的一次方之差成正比，而辐射的传热速率与温度的四次方之差成正比。（ ） ***答案*** √

3.（2分）凡稳态的园筒壁传热过程，单位时间单位面积所传递的热量相等。（ ***答案*** ×

4.（2分） 热量传递过程的规律与流体流动过程相似，流速越大，则其过程的阻力越大。（ ） ***答案*** ×

5.（2分）当保温材料的厚度加大时，内外壁面的总温度差增大，总的热阻也增大，总推动力与总阻力之比为定值，即导热速率不变 。（ ） ***答案*** × 6.（2分）多层平壁导热过程中，传热总推动力为各壁面温度差之和。（ ） ***答案*** √

7.（2分）无相变的折，错流换热器，其平均温度差△t都比逆流时为小。（ ） ***答案*** √ 8.（2分）换热器的导热管，应选用导热系数值大的材料。（ ） ***答案*** √ 9.（2分）导热系数是物质的一种物理性质（ ）， ***答案*** √

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10.（2分）在列管换热器管间装设了两块横向折流档板，则该换热器变成为双壳程的换热器（ ） ***答案*** ×

11.（2分）在稳定的多层平壁导热中，若某层的热阻较大，则这层的导热温度差就较小（ ）.

***答案*** ×

12.（2分）在对流传热中，传热管壁的温度接近α值小的哪一侧流体的温度（ ）. ***答案*** ×

13.（2分）对于问壁两侧流体稳定变温传热来说，载热体的消耗量逆流时大于并流时的用量。（ ）

***答案*** ×

14.（2分）列管式热交换器内用饱和水蒸汽加热管程的空气，为提高换热器的K值，在管外装设折流挡板。（ ） ***答案*** × 15.（2分）蛇管换热器是属于间壁式换热器的一种（ ） ***答案*** √ 16.（2分）列管换热器采用多管程的目的是提高管内流体的对流传热系数α（ ） ***答案*** √

17.（2分）维持膜状沸腾操作，可获得较大的沸腾传热系数。（ ） ***答案*** ×

18.（2分）为了提高间壁式换热器的传热系数K值，必须设法提高α值大的那一侧流体的对流传热系数。（ ） ***答案*** ×

19.（2分）强化传热的途径主要是增大传热面积（ ） ***答案*** × 20.（2分）付立叶定律适用于流体与壁面间的传热计算。（ ） ***答案*** ×

湖南中医药大学 化工原理 ***答案*** ×

11.（2分）在稳定的多层平壁导热中，若某层的热阻较大，则这层的导热温度差就较小（ ）.

***答案*** ×

12.（2分）在对流传热中，传热管壁的温度接近α值小的哪一侧流体的温度（ ）. ***答案*** ×

13.（2分）对于问壁两侧流体稳定变温传热来说，载热体的消耗量逆流时大于并流时的用量。（ ）

***答案*** ×

14.（2分）列管式热交换器内用饱和水蒸汽加热管程的空气，为提高换热器的K值，在管外装设折流挡板。（ ） ***答案*** × 15.（2分）蛇管换热器是属于间壁式换热器的一种（ ） ***答案*** √ 16.（2分）列管换热器采用多管程的目的是提高管内流体的对流传热系数α（ ） ***答案*** √

17.（2分）维持膜状沸腾操作，可获得较大的沸腾传热系数。（ ） ***答案*** ×

18.（2分）为了提高间壁式换热器的传热系数K值，必须设法提高α值大的那一侧流体的对流传热系数。（ ） ***答案*** ×

19.（2分）强化传热的途径主要是增大传热面积（ ） ***答案*** × 20.（2分）付立叶定律适用于流体与壁面间的传热计算。（ ）

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***答案*** × 四、简答题：

1.（8分）在化工生产中,传热有哪些要求?

***答案***传热一般有两方面的要求：1、尽量使传热情况良好,即要求高的传热效率,以减少设备尺寸；2、尽量避免传热,即保温或保冷。

2.（10分）传导传热,对流传热和辐射传热,三者之间有何不同? ***答案*** 传导热是固体或静止流体的分子运动或分子振动传递热量。对流传热则是流体质点发生相对位移来传递热量, 辐射传热是高温物体以电磁波形式向空间发射能量来传递热量。

3.（10分）试述对流传热的机理?

***答案*** 热流体流过管道时, 在湍流主体中,流体剧烈拢动,形成漩涡, 使质点强烈混合而交换热量，温度较均匀，几乎不存在温度梯度；但在紧靠管壁，有一层很薄的作层流流动的流体层（层流底层），在这层薄层内，热量传递以导热方式进行，从微观上言，是靠分子传递。由于流体的导热系数很小，故热阻丝要集中层流底层内。对管内层流流动，热量传递也是主要靠导热。但由于温度存在（轴向的，径向的），有密度差，会引起质点的对流，比较复杂。

4.（8分）强化传热过程应采取哪些途径?

***答案*** 根据ｑ＝K.A.△t方程, 指任一个K、A、△t都能提高强化传热 根据ｑ＝K.A.△t方程, 指任一个K、A、△t都能提高强化传热

(1) 增加传热面积,如在管内外壁装上翅片,采用螺旋管或粗糙管代替光滑管；

(2)增大传热温差△t可采用逆流操作,因为当T1，T2，t1，t2四个温度一定时，逆流传热温差△t最大；

(3)提高传热系数K由 K＝1/（1/α1＋1/α2＋Σ（δ/λ））

提高α1、α2降低δ,都能强化传热,要提高α由单层改为多层,或在壳程中增设档板，对于蛇管中,加入搅拌装置或在蛇管圈中增设杯状物（强化圈）在列管换热器中可,还可采用导热系数大的流体作载热体。

5.（4分）传热有哪几种方法?各有何特点?试就锅炉墙的传热分析其属哪些传热方式?

***答案*** 传导、对流、辐射

导热－－分子原位振动，电子定向流动。 对流－－流体质点流动与混合。 锅炉壁为导热，外壁对烟气为对流，火焰和炉墙的热辐射。

6.（4分）为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作? ***答案***操作可以获得较大的平均传热温度差，从传递相同热负荷言，须较小的传热面积，节省设备费用。此外，逆流热流体出口温度T1可接近冷流流体进口温度t1，对相同热负荷言，需加热剂少；同样，就冷流体而言，逆流体出口温度t2可接近热流体进口温度T2，对相同热负荷言，需要冷却剂少，故对逆流就加热剂或冷却剂用量考虑，逆流操作费小。 7.（4分）什么是稳定传热和不稳定传热?

***答案*** 在传热过程中，传热面上各点的温度不随时间变化，称为稳定传热。稳定传热时，传热速率为定值。反之，若传热面上各的温度随时间而变，则为不稳定传热。不稳定传热时，传热速率也随时间而变。 8.（5分） 导热系数受哪些因素影响?现有建筑砖（ρ＝1800kg.m）和煤灰砖（ρ＝700kg.m）两种材料，哪种保温性能好?

***答案*** 组成：纯物质的导热系数好;

结构：结构致紧、密度大的材料导热系数大;

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温度：一般温度升高，非金属固体导热系数增大。煤灰砖的保温性能好。 9.（2分）多层平面壁的导热速率是怎样计算的?

***答案*** Q/A=(Δt1+Δt2+Δt3+...)/(b1/λ+b2/λ+b3/λ+...) 10.（3分多层园筒壁的导热速率是怎样计算的?

***答案***Q=2πL(Δt1+Δt1+...)/(ln(r1/r)/λ+ln(r2/r)/λ+...) 11.（4分）说明流体流动类型对给热系数的影响。 ***答案***流体为层流时，传热是以导热方式进行的。则此时给热系数较小。当为湍流时，传热是以对流方式进行的，此时给热系数增大。所以流体的传热，多在湍流情况下进行。 12.（6分）给热系数受哪些因素影响?

13.***答案*** 流动类型：湍流时的给热系数大。流体的物性：粘度μ、密度ρ、比热Cp，导热系数λ均对给热系数有影响。传热面的形状、大小和位置：管子的排列、折流都是为了提高给热系数。流体的对流情况，强制对流比自然对流的给热系数大，流体在传热过程有无相变，有相变α大。分析α＝0.023λ/d.Re（0.8次方）.Pr（n次方)题。

13.（3分）提高传热系数时,为什么要着重提高给热系数小的这一侧? ***答案***当忽略金属壁面的导热热阻时， 1/K=1/α1+1/α1=(α1+α2)/(α1α2 )若α1>>α2,则α1+α2α1

K≈α1 即K接近α1小的数值。 14.（4分）说明列管式换热器的基本结构。

***答案*** 由壳体、管束、管板、封头等组成。 15.（4分）试比较各类常用热交换器的优缺点。 16. ***答案*** 略 16.（6分）有以下传热公式

A. Q=λ.A.(t2-t1)/δ B. Q=α.A.(T1-T2) 回答下列问题： （1）在什么传热情况下，可利用以上公式进行计算？ （2）写出以上公式中，热阻的表达式

***答案*** （1）A、B两公式均应用在稳定传热下传热速率的计算。公式A为物质内部传导的传热速率计算。公式B为物质表面与流体间对流传热的传热速率计算。 （2）A式：R=δ/λ或R=δ/A ×λ B式：R=1/α或R=1/α×A 17.（8分）换热器的散热损失是如何产生的？应如何来减少此热损失？ ***答案*** 由于换热器外壁面温度往往高于周围外界空气的温度，外壁面不断通过对流和辐射传将热量传给换热器周围的空气而散失，即产生散热损失。为了减少散热损失，一般在换热器外壁面上包上一层（或两层）导热系数较小的绝热材料（或不同的两种导热系数较小的绝热材料），使传热热阻增大，外壁面温度降低，从而减小了散热损失。 18.（6分）列管换热器由哪几个基本部分组成？各起什么作用？

***答案*** 主要由壳体、管束、管板和顶盖（又称封头）等基部分组成。壳体和管束作为冷热两流体的流动空间，通过管壁进行换热。管束安装在管板上，通过管板使管束与壳体连成一体。顶盖（封头）上有管程流体进出口，且有分程、密封，封头可拆卸，便于管子清洗等作用。

19.（8分）当间壁两侧流体稳定变温传热时，工程上为何常采用逆流操作？并简要定性分析主要原因。

***答案*** 因为逆流操作有较高的经济效益。主要原因可由以下两方面分析：

（1）当T1、T2、t1、t2四个温度一定时，逆流操作的△tm比其它流向大。根据：Q=KA△tm,当K、A一定时，△tmQ↑，对现有的换热器来说，可提高生产能力。当Q、K一定时，

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△tmA↓，对生产能力要求一定时，新设计制造换热器由于A较小，设备尺寸可减小，节省投资费。

（2）一般逆流操作的正常操作费比其它流向要少。逆流操作时，载热体用量比其它流向的要小，降低能耗，提高了经济效益。

第七章蒸发

蒸发习题及答案 一.选择题

1. 蒸发操作中，从溶液中汽化出来的蒸汽，常称为（ ）。 B A. 生蒸汽 ； B. 二次蒸汽 ； C. 额外蒸汽 2. 蒸发室内溶液的沸点（ ）二次蒸汽的温度。 B A. 等于 ； B. 高于 ； C. 低于

3. 在蒸发操作中，若使溶液在（ ）下沸腾蒸发，可降低溶液沸点而增大蒸发器的有效

温度差。 A

A. 减压 ； B. 常压 ； C. 加压

4. 在单效蒸发中，从溶液中蒸发1kg水，通常都需要（ ）1kg的加热蒸汽。 C A. 等于； B. 小于； C. 不少于 5. 蒸发器的有效温度差是指（ ）。 A

A. 加热蒸汽温度与溶液的沸点之差； B. 加热蒸汽与二次蒸汽温度之差； C. 温度差损失

6. 提高蒸发器生产强度的主要途径是增大（ ）。 C A. 传热温度差； B. 加热蒸汽压力； C. 传热系数； D. 传热面积；

7. 循环管式蒸发器属于（ ）蒸发器。 A A. 自然循环； B. 强制循环； C. 膜式

8. 蒸发热敏性而不易于结晶的溶液时，宜采用（ ）蒸发器。 B A. 列文式； B. 膜式； C. 外加热式； D. 标准式

9. 多效蒸发可以提高加热蒸汽的经济程度，所以多效蒸发的操作费用是随效数的增加而（ ）。 A

A. 减少； B. 增加； C. 不变

10. 蒸发装置中，效数越多，温度差损失（ ）。 B A. 越少； B. 越大； C. 不变 11. 采用多效蒸发的目的是为了提高（ ）。 B

A. 完成液的浓度； B. 加热蒸汽经济程度； C. 生产能力 12. 多效蒸发中，蒸汽消耗量的减少是用增加（ ）换取的。 A A. 传热面积； B. 加热蒸汽压力； C. 传热系数

13. 多效蒸发中，由于温度差损失的影响，效数越多，温度差损失越大，分配到每效的有效

温度差就（ ）。 A

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A. 越小； B. 越大； C. 不变

14. （ ）加料的多效蒸发流程的缺点是料液粘度沿流动方向逐效增大，致使后效的传热

系数降低。 A

A. 并流； B. 逆流； C. 平流

15. 对热敏性及易生泡沫的稀溶液的蒸发，宜采用（ ）蒸发器。 C A. 循环管式； B. 悬框式； C. 升膜式 二.填空题

1. 蒸发是_______浓缩溶液___的单元操作。

2. 为了保证蒸发操作能顺利进行，必须不断的向溶液供给___热能___，并随排除气化出来

的_______溶剂蒸气___。

3. 蒸发操作中，造成温度差损失的原因有：

(1) ________________溶质的存在使蒸气压下降，沸点升高 , (2) ________________液柱静压强引起 , (3) ________________ 管道流体阻力导致 。 4. 蒸发器的主体由___加热室 __和__蒸发室__组成。

5. 在蒸发操作中，降低单位蒸气消耗量的主要方法有：________采用多效蒸发,__ _____

预热原料液_,________加强设备保温。

6. 蒸发操作按蒸发器内压力可分为：____加压_,____常压_, ____真空_蒸发。 7. 蒸发操作中，加热蒸气放出的热量主要用于：（1）____________二次蒸汽气化所需的

潜热（2）____________预热原料液（3）________________补偿蒸发器的热损失。 8. 并流加料的多效蒸发装置中，各效的蒸发量略有增加，其原因是料液从前一效进入后一

效时有_____自蒸发_。

9. 蒸发器的生产强度是指_单位传热面积上单位时间内所蒸发的水分量。 10. 蒸发器的生产能力是指_单位时间内蒸发的水分量_。

11. 单程型蒸发器的特点是溶液通过加热室一次，_____不作__循环流动，且溶液沿加热管

呈_____膜状 流动，故又称为_____膜式_蒸发器。

12. 降膜式蒸发器为了使液体在进入加热管后能有效的成膜，在每根管的顶部装有_____液

体分布器_。

13. 自然循环蒸发器内溶液的循环是由于溶液的_____受热程度不同，而引起的_____密度差异所致。

14. 标准式蒸发器内溶液的循环路线是从循环管_____下降_，而从其它加热管_____上

升 ，其循环的原因主要是由于溶液的_____受热程度_____不同，而引起的_____密度差异_____所致。

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