化工原理复习题(上)

一、填空题

1. 某容器内的绝对压强为200 kPa，当地大气压为101.3 kPa，则表压为___________。

2. 当20℃的甘油（密度为1261 kg/m3，粘度为1.499 cP），流经内径为100 mm的圆形直管时，其平均流速为1m/s,其雷诺数为____________，流动形态为_____________，管中心处的最大流速为________________。

3. 无粘性的流体，称为____________________流体。

4. 一般情况下，温度升高，气体的粘度___________， 液体的粘度_____________。

5. 流体在流动过程中，由于速度的大小和方向发生变化而引起的阻力，称为______________阻力。

6. 在化工过程中，流动边界层分离的弊端主要是________________________________；其可能的好处则表现在_______________________。

7. 流体在管内作湍流流动时(不是阻力平方区)，其摩擦系数λ随___________ 和______________而变。

8. 流体在管内的流动进入充分湍流区时，其摩擦系数λ仅与_______________有关。

9. 流体在圆管内作层流流动，如将速度增加一倍，则阻力为原来的____________倍。

10. 如图1所示，液体在等径倾斜管中稳定流动，则阀的局部阻力系数ξ与压差计读数Ｒ的关系式为_______。

11. 流体在水平等径直管中流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的__________项。

12. 测流体流量时，随着流体流量的增大，转子流量计两端压差值___________，孔板流量计两端压差值___________。

二、选择题

1. 以下方程中哪一个方程适用于可压缩流体?_________

A.ρu=常数 B. ρAu=常数 C.u1A1=u2A2 D.u1d12=u2d22

2. 已知20℃时，水的运动粘度υ=10-6m2/s,密度ρ=1000kg/m3，则其粘度μ应为__________。

A.10-3Pa.s B. 10-4Pa.s C. 10-2Pa.s

3. 所谓定态流动是指_____________。

A.理想流体的流动 B.服从牛顿粘性定律的流体流动

C.流体在流动过程中，其操作参数只是位置的函数，而不随时间变化

4. 管路设计的正确思路应是___________。

A. 尽量选用低流速，以减少动力消耗费用（操作费用） B. 尽量选用高流速，以减少管道费用（设备费用）

C. 应选择适宜的流速，使设备费和操作费之和为最少

5. 内径为27mm的处来水管其设计输水能力宜为___________。

A.0.2m3/h B.2m3/h C.20m3/h D.200m3/h

6. 流体以0.075m3/s的流量在内径为50mm的管子内流动，则其流速应等于_____________。

A.3m/s B.6.25m/s C.8m/s

7. 量纲（因次）分析法的主要依据是___________。

A.能量守恒 B.质量守恒 C.因次和谐或因次一致性或量纲一次性方程

8. 水在圆形直管中作完全湍流时，当输送量、管长和管子的相对粗糙度不变，仅将其管径缩小一半，则阻力变为原来的（ ）倍。

A. 16 B. 32 C. 不变

9. 流体在圆管内流动时，管中心处流速最大，若为层流流动，平均流速与管中心的最大流的关系为______________; 若为湍流流动，平均流速与管中心的最大流的关系为______________。

A. u=0.5 umax B. u=0.8 umax C. u=0.3 umax

10. 层流与湍流的本质区别是_____________。

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.层流无径向流动，而湍流有径向流动

11. 长度为a,宽度为b的矩形管道，其流动当量直径de等于____________。

A. 2ab/(a+b) B.ab/(a+b) C.ab/2(a+b)

12. 长度为a,宽度为b的矩形管道，其流动当量直径为de，流体在管内的流速为u,则管内流体流量等于____________。

A. abu B.uπde2/4 C. 2abu

13. 泊稷叶方程的应用条件是_______。

A.流体在直管内层流流动 B.流体在直管内湍流流动 C.流体在管内层流流动 D.流体在管内湍流流动

14. 当流体的流道突然扩大时，其局部阻力系数为_________; 当流体的流道突然缩小时，其局部阻力系数为________。

A. 0.5 B. 1 C. 0.4 D. 0.6

15. 已知直圆管内流动阻力损失与流速的平方成正比，则其流动形态为_________________。

A.层流 B.湍流 C.完全湍流

16. 层流内层越薄______________。

A.近壁面处速度梯度越小 B.流动阻力越小 C. 流动阻力越大 D.流体湍动程度越小

17. 流体流动时产生内摩擦力的根本原因是______________。

A.流动速度大于零 B.管边不够光滑 C.流体具有粘性

18. 流体在管内作湍流流动时，层流内层的厚度随Re数的增大而___________。

A.增厚 B.减薄 C.不变

19. U形管压差计测得_______________。

A.AB间的阻力损失 B.A、B间的压强差 C.A、B间的位头差和阻力损失 D.A、B间的位差

20. 在一定流量下，流体在并联管路中作定态连续流动，当并联管路数目越多，则_________。

A.流动阻力损失越大 B.流动阻力损失越小 C.流动阻力损失与并联管路数目无关

21. 两管并联，若d1=2d2,L1=2L2，则hf1/hf2=________。

A 2； B. 4； C. 1/4； D. 1 E. 1/2

当两管中流体均作层流流动，qv1/qv2=___________。

A 2； B. 4； C. 1/4； D. 1 E. 1/2

当两管中流体均作湍流流动，并取λ1=λ2，则qv1/qv2=_____________。

A 2； B 4； C 8； D 1/2； E. 1

22. 有一并联管路如图2所示，两段管路的流量、流速、管经、管长及流动阻力损失分别为V(1)、u(1)、d(1)、L(1)、h(f1)及V(2)、u(2)、d(2)、L(2)、h(f2)。若d(1)=2d(2)，L(1)=2L(2)，则

　　（1）h(f1)/h(f2)＝（　）

　　Ａ、2；　　Ｂ、4;　　Ｃ、1/2;　　Ｄ、1/4;　　Ｅ、1

　　（2）当管路中流体均作层流流动时，V (1)/V (2)=（　）

　　Ａ、2；　　Ｂ、4;　　Ｃ、8;　　　Ｄ、1/2;　　Ｅ、1

　　（3）当两段管路中流体均作湍流流动时，并取λ(1)＝λ(2)，则V (1)/ V(2)=（　）。

　　Ａ、2；　　Ｂ、4;　　Ｃ、8;　　　Ｄ、1/2;　　Ｅ、1/4

23. 用皮托管来测量气体流速时，其测出来的流速是指_____________。

A. 气体的点速度 B.气体的最大速度 C.皮托管头部所处位置上气体的点速度

24. 孔板流量计的孔流系数C0，当Re数增大，其值____________。

A.总在增大 B.先减小，当Re数增大到一定值时，C0保持不变 C.总在减小 D.不定

25. 随着流量的增大，流体通过哪种流量计时，其压降变化幅度最小？

A.孔板流量计 B.文丘里流量计 C.转子流量计

26. 转子流量计的主要特点是______________。

A. 恒截面、恒压差 B. 恒流速、恒压差 C. 恒流速、变压差 D. 变流速、变压差

三、分析题或简答题

如下图，用长L、直径d1的管1和长L、直径d2的管2串联（d1>d2），将容器A中的液体送至容器B内。已知容器A、B液面上方的表压分别为p1、p2（p1>p2），两容器间的液位差和管路中所有局部阻力损失可忽略不计。现由于生产急需，拟采用库存的一长L、直径d2的管3来增大管路的输送能力。有人提出在管1上并联管3，另有人提出应在管2上并联管3。试分析比较上述两种方案之流量大小（或给出证明）。假设管内流动均为湍流，且所有摩擦因数λ可近似认为是一常数。

流体输送机械复习题

一、填空题

1. 离心泵采用后弯叶片的原因是_______________________________。

2. 产品样本上离心泵的性能曲线是在一定的________下，输送____________时的性能曲线。

3. 离心泵启动后不输液，其原因可能是 ___________、___________、___________。

4. 当离心泵叶轮入口处压强等于或小于被输送液体在工作温度下的饱和蒸汽压时，液体将部分汽化，致使离心泵不能正常操作，此种现象称为____________现象。

5. 离心泵在启动之前应向泵内充满被输送的液体，目的是防止___________现象。

6. 离心泵的工作点是泵的特性曲线运动与___________特性曲线的交点。

7. 离心泵的流量调节实际上是改变泵的___________点。

8. 试比较用下述三种方法调节离心泵的流量时的能耗大小：(1)阀门调节(2)旁路调节；(3)改变泵叶轮的转速或切削叶轮。_________________；

9. 离心泵采用并联操作的目的是_________________；

离心泵采用串联操作的目的是______________________。

10. 用离心泵把江水送至敞口高位槽，若管路条件不变，而江面下降，则泵的输液量________，轴功率________。

11. 离心泵的出口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______。

12. 在输送机械的流量调节中，旁路阀门的调节方法通常用于 类型的输送机械。

13. 离心泵在设计流量下工作时泵效率最高，这是由于 ; 而大型泵的效率通常高于小型泵的，则是由于______________________________。 

14. 若被输送流体的粘度增大，则离心泵的扬程_________，流量________，效率___________。

15. 如图所示循环管路，离心泵输送密度=850kg/m3的某有机液体。试问：

(1)若池中液面上升，则

流量qV____________，扬程He_________，真空表读数p1_________，压力表读数p2_________。若欲维持原流量不变，则出口阀应做如何调节？__________________________；试比较调节前后泵扬程______________

(2)若离心泵输送的液体为水，则

流量qV____________，扬程He_________，真空表读数p1_________，压力表读数p2_________，轴功率pa______。

(3)若将泵的转速提高，则离心泵的流量qV____________，扬程He_________，效率η___________________

16. 图示管路，泵在输送密度为ρ的液体时，流量为，现若改为输送密度为ρ′

的液体(已知ρ′＜ρ＝，则流量为qV′。试比较：

(1) p2＜p1时，qV′______qV，He′_______He, Pe′___________Pe

(2) p2=p1时，qV′______qV，He′_______He, Pe′___________Pe

17. 离心通风机的全风压等于_______与___________之和。

18. 某风机输送ρ=1.2kg/m3气体，流量为6 000m3/h 时，全风压为30kPa，若用来输送

ρ=1.4kg/m3气体，流量仍为6 000m3/h，其全压为________kPa.

二、选择题

1. 离心泵的扬程(又称压头)意指( )。

A.离心泵对单位质量液体所提供的有效机械能 B. 离心泵对单位重量液体所提供的有效机械能

C. 离心泵对单位体积液体所提供的有效机械能

2. 离心泵的安装高度与____________。

A.泵的结构无关 B.液体流量无关 C.吸入管路的阻力无关 D.被输送流体的密度有关

3. 离心泵的吸液高度与______________无关。

A.排出管路的阻力大小 B. 吸入管路的阻力大小 C.当地大气压 D.被输送液体的密度

4. 化工过程中常用的泵有：a.离心泵 b 往复泵 c 齿轮泵d 螺杆泵。基中属正位移泵的是____。

A a,b,c; B b,c,d; C a,d; D a

5. 往复泵在启动之前，必须将出口阀_________。

A.打开 B.关闭 C.半开

6. 造成离心泵气缚的原因是( )。

A.安装高度太高 B.泵内流体平均密度太小 C.入口管路阻力太大 D.泵不能抽水

7. 某泵在运行后发现有气缚现象，应采取何措施______。

A.停泵，向泵内灌液 B.降低泵的安装高度 C.检查进口管路是否有泄漏现象 D.检查出口管路阻力是否过大

8. 离心泵铭牌上标明的流量是指_______________。

A.效率最高时的流量 B.泵的最大流量 C.扬程最大时的流量 D.最小扬程时的流量

9. 以下说法正确的是( )。

A.离心泵的压头随流量的增加而降低 B.往复泵的压头与流量无关 C.离心泵和往复泵在启动前均应灌泵

10. 离心泵输送管路，单泵操作时流量为qV，扬程为He。现有另一台型号相同的泵，在管路状态不变条件下，将泵串联时输送流量为qV′,扬程为He′， 将泵串联时输送流量为qV〞,扬程为He〞。则( )

A qV′=qV，He′=2He；qV〞=2qV，He〞=He； B. qV′> qV，He′>He；qV〞> qV，He〞>He

C. qV′=2qV，He′=He；qV〞=qV，He〞=2He; D. 视管路状态而定

11. 以下说法正确的是( )。

A.被输送液体的温度升高，安装高度降低 B.进口管段的阻力上升，安装高度降低 C.泵的压头增大，安装高度升高

12. 离心式通风机的风压是指( )。

A.单位体积气体所获得的机械能 B.单位质量气体所获得的机械能 C. 单位重量气体所获得的机械能

三、分析题或简答题

1. 不同类型的离心泵，其Q~H曲线的形状不同，有的较平(如型号A)，有的较陡(如型号B)，问：

(1)当用离心泵来输送含有泥浆的液体，在以下2种情况下，宜选哪一种类型的Q~H曲线避免流量发生过大的波动？

(2)若用出口阀调节流量，哪一种类型Q~H曲线的离心泵较为理想？

四、计算题

1. 将20℃的水(粘度μ=0.001Pas)以30立方米每小时的流量从水池送至塔顶。已知塔顶压强为0.05MPa(表)，与水池水面高差为10m，输水管φ×4mm，长18m，管线局部阻力系数∑ξ=13(阀全开时)，摩擦系数λ=0.01227+0.7543／(Ｒｅ(0.38次方))。

　　(1)求所需的理率(kw)；

　　(2)一泵的特性可近似用下式表达：

　　　　　扬程：Ｈ＝22.4+5Ｑ-20Ｑ·Ｑ

　　　　　效率：η＝2.5Ｑ-2.1Ｑ·Ｑ

　　式中Ｑ的单位为立方米每分钟。求最高效率点的效率，并评价此泵的适用性。如适用，求因调节阀门使功率消耗增加多少。(15分)

沉降与过滤复习题

一、填空题

1. 降尘室与沉降槽均为流固分离设备，它们的生产能力与该设备的_____________有关，而与_________无关。

2. 某降尘室高2m，宽2m，长5m，用于矿石焙烧炉的炉气除尘。矿尘密度为4500千克每立方米，其形状近于圆球，操作条件下气体流量为25 000立方米每小时，气体密度为0.6千克每立方米，粘度为3×10-5Pas。则理论上能除去矿尘颗粒的最小直径为_______μｍ。

3. 直径60μｍ，密度2600kg/m3的颗粒在ρ=998kg/m3，粘度为1厘泊的液体中的沉降速度为_____________________。

4. 降尘室做成多层的目的是______________________。

5. 含尘气体在降尘室内除尘(尘粒均为球形且沉降在Stokes区),理论上能使流量为qV的气体颗粒直径dp≥50μm的颗粒100%的除去，现要求将同样气量中的dp≥35μm的颗粒100%的除去，则降尘室的底面积应为原来的 倍。

6. 颗粒在沉降过程中不受周围颗粒和器壁的影响，称为_________沉降。

7. 直径为1mm的球形颗粒与边长为1mm相同物料正方形颗粒在20℃的水中的沉降速度相比 __________大，这是由于______________。

8. 离心分离因数是指_________________; 为了提高离心泵的分离效率通常使离心机的___________较高，而将它的______适当减小。

9. 某旋风分离器的离心分离因数a=100，旋转半径R=0.25m,则切向速度uT=__________m/s。

10. 某悬浮液在离心分离机内进行离心分离时，若微粒的离心加速度达到9 807m/s2, 则离心机的分离因数等于_________。 

11. 过滤操作的推动力是_________。

12. 悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是_________________________________。

13. 某板框压滤机的框的尺寸为：长×宽×厚=850×850×25mm，若该机有10块框，其过滤面积约为_______________m2。 

14. 板框过滤机的洗涤压差若与最终过滤压差相同，洗涤液粘度与滤液粘度相近，且洗涤液用量为所得滤液的a倍(介质阻力忽略不计)。若滤液体积增大一倍，则过滤时间增大为原来的______________倍.

15. 某板框过滤机恒压过滤某悬浮液，滤框充满滤饼所需过滤时间为τ，则

(1)s=0,压差提高一倍，其它条件不变，τ′=_____________τ；

(2)s=0.5,压差提高一倍，其它条件不变，τ′=_____________τ；

(3)s=1,压差提高一倍，其它条件不变，τ′=_____________τ；

(4)s=0,压差提高一倍，温度由20℃(μ=1mPa.s)升至40℃(μ=0.653mPa.s)，τ′=_____________τ。

16. 板框压滤机恒压过滤τ时间后，滤饼充满滤框，现用框厚减半的压滤机，同压差下过滤至满框，则所需过滤时间τ′=_______τ(忽略滤布阻力)。

17. 某叶滤机滤布阻力可忽略，恒压下过滤1h得滤液10m3， 继续过滤1h,可再得滤液_____m3。若此时维持操作压差不变再用清水洗涤，Vw=2m3,已知滤液的粘度是水的4倍，则洗涤时间τw=_________h。

18. 回转真空过滤机的转鼓表面的每一格按顺时针方向旋转一周，相继进行___________________________等五个阶段。

19. 回转真空过滤机转速越快，每转获得的滤液量就越______，形成滤饼层厚度越_____，过滤阻力越_____，单位时间获得的滤液量越_________。

20. 某回转真空过滤机，忽略滤布阻力，当转速n=2 r/min时，滤饼厚度为8mm，当转速n′=4r/min时，滤饼厚度为______mm。

二、选择题

1. 拟采用一个降尘室和一个旋风分离器来除去某含尘气体中的灰尘，则较适合的安排是( )。

A.降尘室放在旋风分离器之前 B.降尘室放在旋风分离器之后 C.降尘室与旋风分离器并联 D.方案A、B均可

2. 由重力沉降时，Rep在_____区时，颗粒的形状系数φs对沉降速度ut影响最大。

A. 斯托克斯定律区：10-3＜Rep＜2 B. 艾伦定律区： 2＜Rep＜500 C. 牛顿定律区：500＜Rep＜2×105

3. 欲提高降尘室的生产能力，主要的措施是( )。

A.提高降尘室的高度 B.延长沉降时间 C.增大沉降面积

4. 要使微粒从气流中除去，必须使微粒在降尘室内的停留时间( )微粒的沉降时间。

A.≥ B.≤ C.＞ D.＜

5. 以下说法正确的是( )

A. 降尘室的生产能力与设备底面积与含尘气流速度成正比

B. 降尘室的生产能力与设备底面积与颗粒沉降速度速度成正比 C.与设备的高度无关

6. 旋风分离器的分割直径dp是______。

A. 临界粒径dc的2倍 B.临界粒径dc的0.5倍 C. 粒级效率ηpi=0.5 的颗粒直径颗粒

7. 当微粒与流体的相对运动属于滞流时，旋转半径为1m，切线速度为 20m.s-1，同一微粒在上述条件下的离心沉降速度等于重力沉降速度的( )倍。

A.2倍 B.10倍 C.40.8倍

8. 推导恒压过滤方程式的一个基本依据是( )。

A.滤液通过滤饼时呈湍流流动 B.假定滤渣大小均一 C.滤液通过滤饼时呈层流流动 D.假设过滤介质阻力忽略不计

9. (1) 板框压滤机洗涤速率为恒压过滤最终速率的1/4，这一规律只有在_______时才成立。

　　A、过滤时的压差与洗涤时的压差相同；　　B、滤液的粘度与洗涤液的粘度相同；

　　C、过滤压差与洗涤压差相同且滤液的粘度与洗涤液的粘度相同；

　　D、过滤压差与洗涤压差相同，滤液的粘度与洗涤液的粘度相同，且过滤面积与洗涤面积相同。

　(2) 恒压过滤且介质阻力忽略不计时，如粘度降低20%，则在同一时刻滤液增加_______。

　　A、11.8%；　　 B、9.54%;　 　C、20%;　 　D、44%

10. 对板框式压滤机和叶滤机的恒压过滤操作，若洗涤压力与过滤压力相同，洗液的粘度与滤液的粘度相等，则它们相应的洗涤速率与最终过滤速率的比值分别为( )。

A.0.25和1 B.1和0.25 C.1和1 D.0.25和0.25

11. 过滤介质阻力忽略不计，最佳等压过滤循环是______。

A.θ过滤=θ洗涤 B. θ过滤+θ洗涤=θ辅 

C. θ过滤=θ洗涤+θ辅 D. θ洗涤=θ过滤+θ辅

12. 恒压过滤方程V2+2VVe=KA2τ中，V指( )。

A.τ时刻的滤液量 B.0-τ时刻内的累积滤液量 C.0-τ时刻内的平均滤液量

13. 以下说法正确的是( )。

A.温度升高对过滤有利，但不能大于或等于滤液的饱和蒸汽温度 B.温度降低对过滤有利 C.过滤操作与温度无关

三、分析题或简答题题

1. 由于某种原因使降尘室的含尘气体温度升高，若气体质量流量及含尘情况不变，降尘室出口气体的含尘量将有何变化，导致此变化的原因何在？

2. 标志离心分离性能的重要指标是什么？其意义何在？

传热复习题

一、填空题

1. 随着温度的增加，空气的粘度_________，空气的导热系数______________。

2. 三层圆筒壁在热传导过程中，已知导热系数λ3<λ2，厚度b3=b2。若其它条件不变，将第二层与第三层的材质互换，则导热量将_______________，第二层与第三层的界面温度将_________________。

3. 定态传热过程中，通过多层圆筒壁各层的热量相等，通过各层的热通量（热流密度）___________。

4. 在包有两层相同厚度的保温材料的圆形管道上，应该将________材料包在内层，其原因是______________。

5. 在空气-水蒸汽换热器中，传热面的温度接近于______________温度。

6. 某一热流体流经一段直管后,再流入同一内径的弯管段,则弯管段的传热系数比直管段的_________，因为_____________________。

7. 在对流传热中，按其产生的原因，可分为_____________对流与_____________对流。

8. 换热管的排列有直列与错列，在其它条件相同的情况下，管外平均对流给热系数的关系为α直______α错。

9. 蒸汽冷凝液的型态有滴状冷凝和膜状冷凝两种，工程设计采用____________冷凝。

10. 大容积的饱和沸腾传热可分为___________、_________和_______三个阶段，而在工业生产中常在________阶段操作。

11. 间壁换热过程中，K总是___________任一侧流体的α值。

12. 对各种辐射波长具有相同吸收率的物体，称为______________体。

13. 当采用复杂流型时，温差修正系数Ψ不应小于0.8，其原因是_________________________________。

14. 某换热器，用工业冷却水逆流冷却热油。热油进口条件（qm1、Cp1）不变，而在夏季冷却水入口温度(t1)升高。若要保证热油出口温度(T2)不变，则可采用qm2___________的方法，结果使K__________，Δtm_____，Q_______。（增大、减小、不变）

15. 单壳程无相变换热器，管程（水）与壳程（油）的质量流量均一定（流动均处于高度湍流区）加热管尺寸不变，若:

(1) 将总管数变为原来的3/4倍，则管程给热系数αi为原来的___________倍；

(2) 将单管程改为双管程，其余不变，则管程给热系数αi为原来的___________倍；管程阻力损失为原来的_______倍；

(3) 将壳程折流板间距减半，则壳程给热系数αo为原来的___________倍，壳程阻力损失增加______倍。

16. 套管式换热器的管隙通入压强一定的饱和蒸汽，使管内的空气由t1升温至t2，空气流量为qm2，今保持蒸汽压强不变，而使qm2增大，其它条件不变，则Q_________，K _____，t2_________，Δtm_______。

17. 冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90℃，出口温度为50℃，冷水进口温度为15℃，出口温度为53℃，冷热水的流量相同，则热损失占传热量的_____%。（冷热水的物性数据可视为相同）

18. 在列管式换热器中，用水冷却某气体，气体中的稀酸冷凝出来，冷却水应安排走________程，气体应走________程。

19. 换热器采用多管程的目的是___________________________。

二、选择题

20. 导热系数λ的单位是___________。

A.W/（m2.℃） B. W/（m2.℃） C. J/（m.℃） D. J/（m2.℃）

21. 穿过三层平壁的稳定导热过程，已知各层温差为Δt1=40℃, Δt2=35℃,Δt3=5℃,则第一层热阻与第二、三层热阻的关系为________。

A.R1>(R2+R3) B.R1=R2+R3 C.R122. 在直径为D的圆管外包覆厚度为b的保温层（导热系数为λ），保温层外壁的对流给热系数为α。若D<λ/α,则对单位管长而言_____。

A. 当b=λ/α-D/2时，热损失最小 B. 当λ/α=D+2b时，热损失最大

C. 当b=λ/α-D/2时，热损失最大 D. 包上保温层后热损失总比原来（不包保温层时）要小

23. 有两台同样的管壳式换热器，拟作气体冷却器用。在气、液流量及进口温度一定时，为使气体温度降到最低，应采用的流程为_______。

A、气体走管外，气体并联逆流操作；　　 B、气体走管内，气体并联逆流操作；

C、气体走管内，气体串联逆流操作；　　 D、气体走管外，气体串联逆流操作。

24. 冷热流体在套管式换热器中进行换热（均无相变化）。现冷流体流量减少，则____________。

A. 总换热量Q减小，冷热流体出口温度t2、T2均上升 B. 总换热量Q不变，冷热流体出口温度t2、T2也不变

C. 总换热量Q增大，冷热流体出口温度t2、T2均下降 D. 总传热系数K不变，总传热量Q也不变

25. 为了减少室外设备的热损失，在保温层外包一层金属皮，一般而言，应该选择__________材料。

A. 表面粗糙，颜色较深 B.表面粗糙，颜色较浅 C. 表面光滑，颜色较深 D.表面光滑，颜色较浅

26. 温度相差100℃的两灰体间进行辐射传热，现因某种原因，两者的温度各下降了10℃，则此时的辐射传热量与原来的相比将________。

A.不变 B.变大 C.变小 D.不确定

27. 黑体A与黑体B的表面温度分别为300 K和900 K，则黑体B的辐射能力是黑体A的_________倍。

A.3倍 B.4倍 C.81倍

28. 某一套管换热器用管间饱和蒸汽加热管内空气，设饱和蒸汽温度为100℃, 空气进口温度为20℃, 出口温度为80℃, 问此套管换热器内管壁温应是________。

A.接近空气平均温度 B.接近饱和蒸汽和空气的平均温度 C.接近饱和蒸汽温度

29. 某一套管换热器，在内管中空气从20℃加热到50℃，环隙内有120℃的水蒸汽冷凝，则内管壁的温度接近于________℃。

A.35 B.77.5 C.120 D.100

30. 对在蒸汽-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的____在工程上可行。

A.提高空气流速 B 提高蒸汽流速 C 采用过热蒸汽以提高蒸汽温度

D 在蒸汽一侧管壁上加装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液

31. 沸腾传热过程中，增大过热度，其沸腾对流给热系数__________________。

A.增大 B.减小 C.不变 D.可能增大，也可能减小

32. 强制对流（无相变）流体的对流传热系数关联式来自______。 

A. 理论方法 B. 因次分析法 C. 数学模型法 D. 因次分析和实验相结合的方法

33. 变温传热中，在相同的工艺条件下，采用并流、逆流和折流操作，哪一个的Δtm大。_________

A.并流 B.逆流 C.折流

34. 换热器间壁两侧的给热系数分别为α1和α2，且α1<<α2，为提高总传热系数K，应该设法__________。

A.提高α1值 B.提高α2值 C.提高α1和α2值

35. 冷水与热水通过间壁换热器换热，现冷水的流量增大，但保持其它进口条件不变，则传热平均推动力Δtm及传热速率Q的变化_______。

A. Δtm增大、Q增大 B. Δtm变化趋势不定、Q增大 C. Δtm增大、Q不变 D. Δtm下降、Q下降

36. 列管式换热器内，装设了两块横向折流挡板，则该换热器的壳程为_________程。

A.单程 B.双程 C.三程

37. 列管式换热器中，壳程加折流挡板的目的是_____________。

A.提高管内α值 B.提高管外α值 C.增加传热面积

38. 工业上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

39. 以下说法正确的有_____________。

A.有腐蚀性的流体应走管程 B.饱和蒸汽冷凝应走壳程 C.高压流体应走壳程

三、分析题或简答题

40. 饱和蒸汽冷凝时，传热膜系数突然下降，说明可能的原因和解决方法。

41. 为回收高温气体B中的热量，采用如右图流程：气体B先与循环水传热，使其水温升高后再与低温气体A传热，使气体A的温度升高。实际操作结果表明：当保持气体A、B的流量及其进口温度不变，而增大循环水量，则循环水的最高温度tw1将下降，请分析其内在原因。（提示：综合运用传热单元数法和平均推动力法）                  

四、计算题

42. 在一新的套管换热器中，冷却水在φ25×2.5mm的内管中流动以冷凝环隙间的某蒸汽。当冷却水的流速为0.4m/s和0.8m/s时，测得基于内管外表面的总传热系数分别为1200瓦每平方米开尔文和1700瓦每平方米开尔文。水在管内为湍流，管壁的导热系数为45w/m·K。水流速改变后可认为环隙间冷凝的传热膜系数不变，试求：

　　（1）当水的流速为0.4m/s时，管壁对水的对流传热系数为多少？

　　（2）管外蒸汽冷凝的对流传热系数为多少？

　　（3）若操作一段时间后，水流速仍维持0.4m/s，但测得的总传热系数比操作初期下降10%，试分析可能的原因，并论述此时蒸汽的冷凝量是否也下降10%。（13分）

吸收复习题 

一、填空题

1. 当温度升高时，溶质在气相中的分子扩散系数将____，在液相中的分子扩散系数将_____。

2. 用水吸收NH3属于______控制，其气膜阻力_______（> = <）液膜阻力；气膜中的浓度梯度_______（> = <）液膜中的浓度梯度。

3. 低浓度气体吸收中，已知平衡关系为y=1.5x，kxa=0.2 kmol/m3.s, kya=2×10-5 kmol/m3.s,, 则此体系属______控制。

4. 将含SO2为10%（体积）的气体混合物与浓度为0.020 kmol/m3的SO2水溶液在一个大气压下相接触。操作条件下两相的平衡关系为PA*=1.62CA (atm)，则SO2将从_______相向____相转移，以分压差表示的传质总推动力为______atm。

5. 吸收塔底部排液管成U形，目的是起______作用。操作中的吸收塔，若使用液气比小于设计时的最小液气比，则其操作结果是_______。

6. 在常压下，20℃时，氨在空气中的分压为15.2 kPa, 与之平衡的氨水浓度为15 kg NH3/100 kg H2O，此时m=________。

7. 脱吸因数可表示为___________，它在y~x图上的几何意义是____________.

8. 气体吸收计算中表示设备（填料）效能高低的一个量是_______，而表示传质任务难易程度的一个量______。

9. 传质单元高度主要取决于__________、____________等因素（任写二个）。

10. 用填料吸收塔处理低浓度气体混合物，如其它操作条件不变，而入口气量适度增加，则出口气体组成_________，出口液体组成_________。

11. 在气体流量，气体进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将________，操作线将________平衡线,设备费用将______。

12. 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则塔的HOG将______，NOG将_________。

13. 在低浓度难溶气体的逆流吸收塔中，若其他条件不变而入塔液体量增加，则此塔的液相总传质单元数ＮOL将_______，而气相总传质单元数ＮOG将_______，气体出口浓度y2将_______。

14. 填料塔用于精馏过程中，其塔高的计算采用等板高度法，等板高度是指___________;填料层高度Z=_________。

15. 在气体流量，气体进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将 , 操作线将 平衡线, 设备费用将 。

16. 低含量气体吸收中，原工况下气体进塔量为G， 进出塔的含量分别为y1,y2。由于某种原因，吸收剂入塔浓度升高，采用增加吸收剂用量L的方法后，使y1,y2保持不变。则与原工况相比，被吸收溶质总量____________，平均推动力△ym________。

二、选择题

17. 在吸收系数的准数关联式中，反映物性影响的准数是___________。

A.Sh; B.Re ; C. Ga; D. Sc

18. 根据双膜理论，当被吸收组分在液体中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数_________。

A. 大于液相传质分系数 B.近似等于液相传质分系数 C. 小于气相传质分系数 D.近似等于气相传质分系数

19. 低浓度气体吸收中，已知平衡关系为y=2x，kxa=0.2 kmol/m3.s, kya=2×10-5 kmol/m3.s,, 则此体系属__________控制。

A.液膜或液相阻力 B. 气膜或气相阻力 C.气液双膜

20. 低浓度气体吸收中，已知平衡关系为y=2x，kxa=3×10-5kmol/m3.s, kya=0.2 kmol/m3.s,, 则此体系属___________控制。

A. 气膜或气相阻力 B. 液膜或液相阻力 C.气液双膜

21. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统,当温度和压力不变,而液相总浓度增加时，其溶解度系数H将___，亨利系数E将_。

A.增加 B.减少 C.不变

22. 在常压下用水逆流吸空气中的CO2， 若将用水量增加则出口气体中的CO2含量将（ ）气相总传质系数KOG将（ ），出塔液体中CO2浓度将（ ）。

A. 增加 B. 减少 C. 不变

23. 用纯溶剂吸收某气体混合物中的可溶组分，回收率为90%，mG/L=1, 则传质单元数NOG=________。

A. ∞ B. 9 C.1 D.无法确定

24. 在填料塔中用清水吸收混合气中NH3，当水泵发生故障上水量减少时，气相总传质单元数NOG______。

A.增加 B.减少 C.不变

25. 在逆流操作的填料解吸塔中，若降低解吸气进塔的溶质浓度，其它操作条件不变，则___________。

A.液相、气相出塔浓度均下降 B.气相出塔浓度上升，回收率增大

C.液相出塔浓度下降，回收率下降 D.气相出塔浓度下降，回收率下降

26. 对气膜控制的吸收过程，为提高气相总传质系数KG，应采取的措施是 。

A 提高气相湍动程度 B 提高液相湍动程度 C 升温 D 同时提高气相和液相的湍动程度

三、判断题

1. 扩散流是分子微观运动的宏观结果.( )

2. 分子扩散的实质是分子的微观随机运动.( )

3. 等分子反向扩散时,无净物流但有主体流动.( )

4. 单向扩散时,惰性组分的分子扩散速率为0.( )

5. 单向扩散时非惰性组分的传递速率较等分子反向扩散的传递速率大的原因是,单向扩散时存在主体流动.( )

6. 吸收操作线方程是由物料衡算得出的，因而它与操作条件（压强、温度）、相平衡关系、塔板结构等无关。( )

7. 溶剂渗透理论认为流体表面更新随时进行. ( )

8. 表面更新理论认为流体表面周期性更新. ( )

9. 若实验表明某吸收过程的总传质系数主要受气相流率的影响,则该过程必为液相阻力控制. ( )

10. 传质设备的任何形式的返混都将对传质造成不利影响. ( )

11. 通常,吸收剂再循环对吸收不利. ( )

12. 为确保液体能从降液管底部流出而气体不能窜入降液管，降液管下缘的缝隙小于堰高。( )

四、证明题(10分) 

设在一气液逆流接触的吸收塔内气体进入量为G mol/m2.s，液体进入量为L mol/m2.s；气体进口浓度为y1，出口浓度为y2（以上浓度均为摩尔分数），塔内气体平衡关系符合亨利定律y*=mx。试证明：当mG/L=1时，气相总传质单元数为 。

五、计算题

1. 逆流吸收操作的一个填料塔，直径为1m。用某溶剂吸收混合气体中的A，吸收为气膜控制。气相中A的体积分数等于0.08，气体量为2000m3/h，塔内压力为101.6kN/m2，298K的条件下操作，要求吸收率0.9,平衡关系为y=x，若选用液气比为最小液气比的1.2倍，问此塔所需填料层高度高度为多少？已知经验公式 , G、L的单位为kmol/(m2.h)。现塔内温度有些变化，但经验公式尚能使用，只是亨利系数E变为110 kN/m2,此时G、L各增为原来的1.5倍，若要保持原来的吸收率，求填料层高度。

2. 在常压填料吸收塔中，用清水吸收废气中的氨气。废气流量为2 500Nm3/h，废气中氨的浓度为15g/m3，要求回收率不低于98%。若吸收剂用量为3.6m3/h，操作条件下的平衡关系为y=1.2x,气相总传质单元高度为0.7m。

试求：（1）塔底、塔顶及全塔的吸收推动力（气相）;（2）气相总传质单元数；（3）总填料层高度。

3. 某厂现有一直径为1.2m、填料层高度为5.4m的吸收塔，用来吸收某气体混合物中的溶质组分。已知操作压力为300kPa、温度为30℃；入塔混合气体中溶质的含量为5%（体积%），要求吸收率不低于95%；吸收剂为纯溶剂，出塔溶液的浓度为0.0152（摩尔比）；操作条件下的平衡关系为：y=2.16x，总体积吸收系数Kya为65.5kmol/m3.h。试计算：

(1)吸收剂用量是最小用量的多少倍；(2)、该吸收塔的年处理量（m3混合气/年）。注:每年按7200工作时间计

4. 拟在直径为1m的填料塔中用清水逆流吸收空气混合物中的可溶组分，混合气的处理量为30kmol/h，气液相平衡关系y=2x。已知该可溶组分的进口浓度为8%（摩尔分数，下同），现要求其出口浓度不大于1%，取操作液汽比L/G=2,此时气相总体积传质系数Kya=0.0186 kmol/(m3.s).试求：（1）操作液汽比为最小液气比的多少倍？（2）所需的填料层高度。

5. 某厂有一填料吸收塔，直径为880 mm，填料层高6 m，所用填料为56 mm的拉西环。在25℃及101.325 kPa（绝压）时，每小时处理2000 m3含5%（体积）丙酮的空气-丙酮混合气，处理时用水作溶剂，塔顶送出的尾气中含丙酮0.263%（体积）。塔底送出的溶液中每kg含丙酮61.2 g。在上述操作条件下，平衡关系为y=2x。根据上述所测出的数据，试求： （1）气相总传质系数Kya；（2）每小时回收的丙酮量。

6. 某厂吸收塔填料层高4 m，用水吸收尾气中的公害组分A，在此情况下，测得的浓度如附图所示。

已知平衡关系为y=1.5x。试求：

(1) 气相总传质单元高度；

(2) 操作液气比为最小液气比的多少倍？

(3) 由于法定排放浓度必须≤0.002,所以拟将填料层加高，若液气比不变，问填料层应加高多少？

7. 在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质A ， 进塔气体中溶质A 的含量为8%（体积%），吸收率为98%，操作条件下的平衡关系为y=2.5x， 取吸收剂用量为最小用量的1.2倍，试求：

(1)水溶液的出塔浓度；

(2)若气相总传质单元高度为0.6m，现有一填料层高为6m的塔,问该塔是否合用?

注：计算中可用摩尔分率代替摩尔比，用混合气体量代替惰性气体量，用溶液量代替溶剂量