化工原理(少学时)题库 及答案

流体流动

一、单选题

3．层流与湍流的本质区别是（ ）。 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。

5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（ ）。 C

A 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。

6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（ ）。 A

A 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。

7．当被测流体的（ ）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 D

A 真空度；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。

8．当被测流体的绝对压力（ ）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 A

A 大于；B 小于；C 等于；D 近似于。

9．（ ）上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值，称为表压力。 A

A 压力表；B 真空表；C 高度表；D 速度表。

10．被测流体的（ ）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。 D

A 大气压；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。

11. 流体在圆管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心的最大流速的关系为（ ）。 B

A. Um＝1/2Umax； B. Um≈0.8Umax； C. Um＝3/2Umax。

12. 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( )。 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。

13.层流底层越薄( )。 C

A. 近壁面速度梯度越小； B. 流动阻力越小；

C. 流动阻力越大； D. 流体湍动程度越小。

14.双液体U形差压计要求指示液的密度差( ) C

A. 大； B. 中等； C. 小； D. 越大越好。

15.转子流量计的主要特点是( )。 C

A. 恒截面、恒压差； B. 变截面、变压差；

C. 变截面、恒压差；

16.层流与湍流的本质区别是：( )。 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

18.某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ， 当地大气压为101kPa, 则泵入口处的绝对压强为（ ）。 A

A. 74.3kPa； B. 101kPa； C. 127.6kPa。

19.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。 C

A. 2； B. 8； C. 4。

20.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（ ）。 C

A. 流动速度

大于零； B. 管边不够光滑； C. 流体具有粘性。

21.液体在圆形直管中流动，在流量相同的条件下，缩小管径，雷诺数（ ）。 A

A. 增大； B. 减小； C. 不变。

22.水在圆形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的（ ）。 A

A. 1/4； B. 1/2； C. 2倍。

23．单位时间内流过管道任意截面的流体量称为（ ）。 C

A 流速；B 流线；C 流量；D 流函数。

24．单位时间内流体在流动方向上所流过的（ ）称为流速。 C

A 宽度；B 高度；C 距离；D 直线。

25．柏努利方程式中的（ ）项表示单位质量流体所具有的位能。 A

A gz；B ；C ；D we。

26．柏努利方程式中的 项表示单位质量流体所具有的（ ）。 B

A 位能；B 动能；C 静压能；D 有效功。

27．柏努利方程式中的（ ）项表示单位质量流体所具有的静压能。 C

A gz；B ；C ；D we。

28．柏努利方程式中的（ ）项表示单位质量流体通过泵（或其他输送设备）所获得的能量，称为有效功。 D

A gz；B ；C ；D we。

29．柏努利方程式中的（ ）项表示单位质量流体因克服流动阻力而损失的能量。 D

A gz；B ；C ；D 。

30．流体在直管中流动，当（ ）≤2000时，流体的流动类型属于层流。 A

A Re；B Pr；C Nu；D Gr。

31．流体在直管中流动，当Re（ ）4000时，流体的流动类型属于湍流。 B

A ＜；B ≥；C ≤ ；D ≠。

32．流体在直管中流动，当2000＜（ ）＜4000时，流体的流动类型属于不稳定的过渡区。 A

A Re；B Pr；C Nu；D Gr。

33．流体在管内作（ ）流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动。 A

A 层流；B 湍流；C 过渡流；D 漩涡流。

34．流体在管内作（ ）流动时，其质点作不规则的杂乱运动。 B

A 层流；B 湍流；C 过渡流；D 漩涡流。

35．流体在圆管内（ ）流动时，平均速度是最大速度的一半。 A

A 层流；B 湍流；C 过渡流；D 漩涡流。

36．对于非圆形管，当量直径等于( )倍的流通截面积除以润湿周边长。 C

A 1； B 2； C 4；

二、填空题

1.流体静力学基本方程式___________。

或

2.不可压缩流体定态流动的柏努利方程式：––––能量衡算式

1kg流体： [J/kg]

3．单位体积流体所具有的 _ 质量 称为流体的密度。

4. 雷诺准数的表达式为_____ Re=dｕρ/μ_____。当密度ρ＝1000kg.m,粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为1m.s在管中流动时,其雷诺准数等于__105____,其流动类型

为__湍流__。

5. 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___ 850__mmHg, 真空度为__-100__mmHg。

6. 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_113.4_ _kPa, 真空度为_ -13.3_ _Pa。

7. 某物的比重为0.879, 其密度为_879kg/m 3_ , 其比容为_0.00114 m3/kg _。

8. 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15.7kg./s, 其体积流量为_0.0157m3/s ，平均流速为_ 2.0m/s 。

9. 当20℃的甘油(ρ=1261kg/m3, μ=1499厘泊)在内径为100mm的管内流动时, 若流速为1.0m/s时, 其雷诺准数Re为__84.1__ , 其摩擦系数λ为__0.761_ _。

10.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_ _。

11.测量流体流量的流量计有:_______转子流量计, ____孔板流量计, ____文丘里流量计,__ ____ 湿式气体流量计_, 测量管内流体的点流速, 则可用_____皮托管___。

12.管出口的局部阻力系数等于__1.0_ _, 管入口的局部阻力系数等于__0.5_ _。

13.化工生产中，物料衡算的理论依据是____质量守恒定律____，热量衡算的理论基础是____能量守恒定律____。

14.水平管道中，流体体积流量一定时，如果有效截面扩大，则流速 减少＿，动压头____减少＿，静压头____可能增加＿。

15.理想流体在水平变径管路中作稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力 _____减少_。

16.套管由φ57×2.5mm和φ25×2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于_____1633mm2 _______，润湿周边等于_____242mm __，当量直径等于_____27mm _。

17.流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长 __不变__。

18.液柱压力计量是基于_____流体静力学__原理的测压装置，用U形管压差计测压时，当一端与大气相通时，读数R表示的是_______表压___或______真空度__。

19.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__2__倍。

20.米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管长不变, 管径增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的__1/16__倍。

21.当Re 为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ=__64/Re _，在管内呈湍流时，摩擦系数λ与___ Re __、___ε/d__有关。

22.通常情况下，液体的粘度随温度升高而__减小_，气体的粘度随温度的升高而_增大____。

23.某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是____抛物面__型曲面，其管中心最大流速为平均流速的__2__倍，摩擦系数λ与Re的关系为______λ＝64/Re _。

24.牛顿型流体与非牛顿型流体的主要的区别是____________牛顿型流体符合牛顿粘性定律__。

25.稳定流动的定义是____________流动状况不随时间

而变____。

流体输送机械

流体输送设备一章习题及答案

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

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、1m3 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-1,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

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

沉降与过滤

一、选择题

1、 一密度为7800 kg/m3 的小钢球在相对密度为1.2的某液体中的自由沉降速度为在20℃水（粘度为1.005cP）中沉降速度的1/4000，则此溶液的粘度为 （设沉降区为层流）。D

4000 mPa?s； 40 mPa?s； 33.82 Pa?s； 3902 mPa?s

2、含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。理论上能完全除去30μm的粒子，现气体处理量增大1倍，沉降仍在斯托克斯区内，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为 。D

A． ； B。 ；C。 ； D。

3、降尘室的生产能力取决于 。 B

A．沉降面积和降尘室高度；B．沉降面积和能100%除去的最小颗粒的沉降速度；

C．降尘室长度和能100%除去的最小颗粒的沉降速度；D．降尘室的宽度和高度。

4、降尘室的特点是 。D

A． 结构简单，流体阻力小，分离效率高，但体积庞大；

B． 结构简单，分离效率高，但流体阻力大，体积庞大；

C． 结构简单，分离效率高，体积小，但流体阻力大；

D． 结构简单，流体阻力小，但体积庞大，分离效率低

5、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素 无关。C

A．颗粒的几何尺寸 B．颗粒与流体的密度

C．流体的水平流速； D．颗粒的形状

6、在讨论旋风分离器分离性能时，临界粒径这一术语是指 。C

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. 旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径; D. 能保持滞流流型时的最大颗粒直径

7、旋风分离器的总的分离效率是指 。D

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

8、对标准旋风分离器系列，下述说法哪一个是正确的 。C

A．尺寸大，则处理量大，但压降也大； B．尺寸大，则分离效率高，且压降小；

C．尺寸小，则处理量小，分离效率高； D．尺寸小，则分离效率差，且压降大。

9、恒压过滤时， 如滤饼不可压缩，介质阻力可忽略，当操作压差增加1倍，则过滤速率为原来的 。 B

A. 1 倍； B. 2 倍； C. 倍； D.1/2倍

10、助滤剂应具有以下性质 。B

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

11、助滤剂的作用是 。B

A． 降低滤液粘度，减少流动阻力；

B． 形成疏松饼层，使滤液得以畅流；

C． 帮助介质拦截固体颗粒；

D． 使得滤饼密实并具有一定的刚性

12、下面哪一个是转筒真空过滤机的特点 。B

A．面积大，处理量大；B．面积小，处理量大；C．压差小，处理量小；D．压差大，面积小

13、以下说法是正确的 。B

A. 过滤速率与A(过滤面积)成正比; B. 过滤速率与A2成正比; C. 过滤速率与滤液体积成正比; D. 过滤速率与滤布阻力成反比

14、恒压过滤，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 。C

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 倍; D. 增大至原来的1.5倍

15、过滤推动力一般是指 。 B

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

16、恒压板框过滤机，当操作压差增大1倍时，则在同样的时间里所得滤液量将 （忽略介质阻力） 。 A

　　　A．增大至原来的 倍； B．增大至原来的 2倍 ；

Ｃ．增大至原来的 4 倍； D．不变

二、填空题

1、一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将 ，在空气中的沉降速度将 。增大，下降

2、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

3、降尘室的生产能力与降尘室的 和 有关。 长度 宽度

4、已知某沉降室在操作条件下的气体流率为360

0m3/h，沉降室长、宽、高尺寸为 =5m×3m×2m,则其沉降速度为 。0.067

6、若降尘室的高度增加，则沉降时间 ，气流速度 ，生产能力 。增加；下降；不变

7、一降尘室长8m，宽4m，高1.5m，中间装有14块隔板，隔板间距为0.1m。现颗粒最小直径为12 m，其沉降速度为0.02 m/s，欲将最小直径的颗粒全部沉降下来， 则含尘气体的最大流速不能超过 m/s。1.6

8、在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4 m, 切向速度为15 m/s。当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数 为 。57

9、选择旋风分离器型式及决定其主要尺寸的根据是 ； ； 。气体处理量，分离效率，允许压降

10、通常， 非均相物系的离心沉降是在旋风分离器中进行，

悬浮物系一般可在旋液分离器或沉降离心机中进行。气固；液固

11、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/A，qe为Ve/A，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

Δt/Δq=3740q+200 则过滤常数K = （ ）。 0.000535m2/s

12、实现过滤操作的外力可以是 、 或 。重力；压强差；惯性离心力

13、在饼层过滤中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是 而不是 。滤饼层；过滤介质

14、对恒压过滤，当过滤面积增大一倍，如介质阻力可以忽略，获得相同滤液体积时，则过滤速率增大为原来的 倍。 四

15、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液量 ，生产能力 。增加；不变

16、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

传热

选择题：

1、关于传热系数K下述说法中错误的是（ ）

A、传热过程中总传热系数K实际是个平均值；

B、总传热系数K随着所取的传热面不同而异；

C、总传热系数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关；

D、要提高K值，应从降低最大热阻着手；

答案：C

2、揭示了物体辐射能力与吸效率之间关系的定律是（ ）。

A、斯蒂芬-波尔兹曼定律； C、折射；

B、克希霍夫； D、普郎克；

答案：B

3、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（ ），走壳程的有（ ）。

Ａ、高压流体； Ｂ、蒸汽； Ｃ、易结垢的流体；

Ｄ、腐蚀性流体； Ｅ、粘度大的流体； Ｆ、被冷却的流体；

答案：Ａ、Ｃ、Ｄ；Ｂ、Ｅ、Ｆ

4、影响对流传热系数的因素有( )。

A、产生对流的原因；

B、流体的流动状况；

C、流体的物性；

D、流体有无相变；

E、

壁面的几何因素；

答案:A、B、C、D、E

▲5、某套管换热器，管间用饱和水蒸气将湍流流动的空气加热至指定温度，若需进一步提高空气出口温度，拟将加热管管径增加一倍（管长、流动状态及其他条件均不变），你认为此措施是：

A、不可行的；

B、可行的；

C、可能行，也可能不行；

D、视具体情况而定；

答案：A

解：原因是：流量不变

当管径增大时，a. ，

b. d增大时，α增大，

综合以上结果， ，管径增加， 下降

根据

对于该系统 ∴

即

∵ 则 ∴

本题在于灵活应用管内强制湍流表面传热系数经验关联式： ，即物性一定时， 。

根据连续性方程，流量不变时， ，所以管径变化，管内流速也发生变化。

管间用饱和水蒸气加热，热阻小，可以忽略不计，总热阻近似等于管内传热热阻，即

6、对下述几组换热介质，通常在列管式换热器中K值从大到小正确的排列顺序应是（ ）。

A、②>④>③>①；

B、③>④>②>①；

C、③>②>①>④；

D、②>③>④>①；

冷流体 热流体

① 水 气 体

②水沸腾 水蒸气冷凝

③ 水 水

④ 水 轻油

答案：D

7、为了在某固定空间造成充分的自然对流，有下面两种说法：

①加热器应置于该空间的上部；

②冷凝器应置于该空间的下部；正确的结论应该是（ ）。

A、这两种说法都对； C、第一种说法对，第二种说法错；

B、这两种说法都不对； D、第二种说法对，第一种说法错；

答案：B

8、下述各种情况下对流传热系数由大到小的正确顺序应该是（ ）。

A、③>④>①>②； C、③>④>②>①；

B、④>③>②>①； D、③>②>④>①；

① 空气流速为30m/S时的a；

② 水的流速为1.5m/s时的a；

③ 蒸汽滴状冷凝时的a；

④ 水沸腾时的a；

答案：C

*10、在冷凝器中用水冷凝苯蒸汽，水走管程，其雷诺数 ,此时对流传热系数为 。若将水的流量减半，其对流传热系数 （ ）。

A、>(1/2) ； B、

C、=(1/2) ； D、无法确认；

答案：B

分析：水的流量减半后，按流( 公式计算， 但本例中流型 已变成渡流 ，此时 。又 ，∴

11、关于辐射传热，下述几种说法中错误的是（ ）。

A、除真空和大多数固体外，热射线可完全透过；

B、热辐射和光辐射的本质相同，不同的仅仅是波长的范围；

C、热射线和可见光一样，都服从折射定律；

D、物体的温度不变，其发射的辐射能也不变；

答案：A

*12、关于下面两种说法的正确结论应是（ ）。

1）物体的相应位置确定后，系统的黑度只与表面黑度有关；

2）通过

改变表面黑度的方法不能强化或消减辐射过程。

A、这两种说法都对； C、第一种说法对，第二种说法不对；

B、 两种说法都不对； D、第二种说法对，第一种说法不对；

答案：C

13、冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90°C，出口温度为50°C，冷水走管程，冷水进口温度为15°C，出口温度为53°C，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的（ ）。

A、5.26%； B、5%； C、6%； D、7%；

答案：A

解：由 ，

得

14、某套管换热器由?108×4mm和?55×2.5mm钢管组成，流体在环隙间流动，其当量直径为（ ）mm。

A、53； B、45； C、50； D、58；

答案：B

16、对在蒸汽-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中（ ）在工程上是可行的：

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；

答案：A

17、判断下面关于系统进行稳定传热时的说法哪一个是错误的，错误的是（ ）

A. 通过一定传热面的传热速率不随时间变化，为一定值；

B. 系统中任一点的温度维持恒定；

C. 总的传热速率等于通过垂直于热流方向的各层传热面的传热速率之和；

D. 系统中任一传热面上的热通量在过程中不变；

答案：C

18、在常压饱和水蒸气冷凝加热空气，空气平均温度为20℃，则壁温约为（ ）

A、20℃； B、100℃； C、60℃； D、49.7℃。

答案：B

▲19、有一套管换热器，长10m，管间用饱和水蒸气作加热剂。一定流量下且做湍流流动的空气由内管流过，温度可升至指定温度。现将空气流量增加一倍，并近似认为加热面壁温不变，要使空气出口温度仍保持原指定温度，则套管换热器的长度为原来的（ ）

A、2倍； B、1.75倍； C、1.15倍； D、2.30倍；

答案：Ｃ

20、为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是（　）

Ａ、表面光滑，颜色较浅；　　　　　Ｂ、表面粗糙，颜色较深；

Ｃ、表面粗糙，颜色较浅；　　　　　Ｄ、表面光滑，颜色较深；

答案：Ａ

（一） 填空题

2、对流给热是以 和 的差作为传热推动力来考虑问题的。

答案：流体的平均温度；壁面温度

*3、流体在垂直管内自上而下流动同时被加热时，其对流传热系数比用普通准数关联式计算的结果要 。

答案：大

分析：流体被加热时，自然对流的方向是自下而上，恰与流体流动的方向相反，引起湍动加剧。

4、金属的导热系数大都随其纯度的

增加而 ，随其温度的升高而 。

答案：增大；减小

6、对流传热的热阻主要集中在 ，因此， 是强化对流传热的重要途径。

答案：滞流内层；减薄湍流内层的厚度

7、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。

答案： 、 、 ；

8、黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来的 倍.

答案: 5.39

分析: 斯蒂芬-波尔兹曼定律表明黑体的辐射能力与绝对温度的4次方成正比, 而非摄氏温度,即 =5.39。

9、流体在圆形直管内作强制湍流流动，若传热推动力增大1倍，则对流传热速率增大 倍。

答案：1

10、大容积沸腾时，由核状沸腾转变为膜状沸腾时的温度差称为 。这时单位时间、单位面积所传递的热量称为 。

答案：临界温度差；临界热通量

11、处理量为440kg/h的有机溶液在某换热器中预热。运转一周期后，该溶液在管内生成积垢，使换热器总热阻增加了10%。若维持冷、热介质出口温度不变，则该溶剂的处理量变为 。

答案：400kg/h

分析：设Q= =1.1

故 Q = =400kg/h

12、苯在内径为20mm的圆形直管中作湍流流动，对流传热系数为1270W/（ ?℃）。如果流量和物性不变，改用内径为30mm的圆管，其对流传热系数将变为 Ｗ／（ ?℃）。

答案：612

分析： =0.023

=0.023

∝ =

= =0.482

=0.482 =0.482 1270=612W/( ?℃)

*13、热油和水在一套管换热器中换热，水由20℃升至75℃。若冷流体为最小值流体，传热效率0.65，则油的入口温度为 。

答案：104℃

分析： ε= =0.65 =104℃

14、在计算换热器的平均传热推动力时，若两端的推动力相差不大于2倍，则其算术平均值与对数平均值相差不大于 。

答案：4%

15、换热器在使用一段时间后，传热速率会下降很多，这往往是由于 的缘故。

答案：传热管表面有污垢积存

*16、流体横向流过管束作湍流流动时，在管外加有折流板的情况下, 。可见对流传热系数与当量直径的__________成反比。

答案：0.45次方

*17、对大空间的自然对流，通常取加热（或冷却）表面的 为特征尺寸。

答案：垂直高度

*19、柴油在圆形直管内作强制滞流流动，给热系数可用下式计算： 。若流量和物性不变，将管内径减半后仍为滞流，则管内对流传热系数变为原来的 倍。

答案：2

分析：

故

*20、传热效率随传热单元数的增加而 ，但最后趋于一

定值。

答案：增大

精馏练习

一．选择题

1． 蒸馏是利用各组分（ ）不同的特性实现分离的目的。 C

A 溶解度；B 等规度；C 挥发度；D 调和度。

2．在二元混合液中，沸点低的组分称为（ ）组分。 C

A 可挥发；B 不挥发；C 易挥发；D 难挥发。

3．（ ）是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。 A

A 液相回流；B 进料；C 侧线抽出；D 产品提纯。

4．在（ ）中溶液部分气化而产生上升蒸气，是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。 C

A 冷凝器；B 蒸发器；C 再沸器；D 换热器。

5．再沸器的作用是提供一定量的（ ）流。 D

A 上升物料；B 上升组分；C 上升产品；D 上升蒸气。

6．冷凝器的作用是提供（ ）产品及保证有适宜的液相回流。 B

A 塔顶气相；B 塔顶液相；C 塔底气相；D 塔底液相。

7．冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的（ ）回流。 B

A 气相；B 液相；C 固相；D 混合相。

8．在精馏塔中，原料液进入的那层板称为（ ）。 C

A 浮阀板；B 喷射板；C 加料板；D 分离板。

9．在精馏塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）称为（ ）。 B

A 精馏段；B 提馏段；C 进料段；D 混合段。

10．某二元混合物，进料量为100 kmol/h，xF = 0.6，要求塔顶xD 不小于0.9，则塔顶最大产量为（ ）。 B

A 60 kmol/h；B 66.7 kmol/h；C 90 kmol/h；D 100 kmol/h。

11．精馏分离某二元混合物（理想物系），规定分离要求为 、 。如果α、F、q不变，进料分别为 、 时，其相应的最小回流比分别为 、 。当 时，则 （ ）。 A

A． ； B． ；

C． ； D． 的大小无法确定

12． 精馏的操作线为直线，主要是因为（ ）。 D

A． 理论板假定； C. 理想物系；

B． 塔顶泡点回流； D. 恒摩尔流假定

13． 某二元理想物系，其中A为易挥发组分。液相组成 时相应的泡点为 ，气相组成 时相应的露点为 ， 则（ ） B

A． ； B． ；

C． ； D．无法判断

14．某二元理想物系，其中A为易挥发组分。液相组成 时泡点为 ，与之相平衡的气相组成 时，相应的露点为 ，则 （ ）。 A

A． ； B． ；

C． 　； D． 不能判断

15．操作中连续精馏塔，当V/和其它条件不变，如采用的回流比小于原回流比，则（ B ）。

A． 、 　均增加；

Ｂ． 　减小， 减小；

Ｃ． 、 均不变； Ｄ．不能正常操作

*16． 某真空操作精馏塔，在真空度降低后，若保持 、 、 、 、 及加料位置不变，则塔顶产品组成 变化为（ ）。 A

A.变小； B．变大；

　　 C.不变； D．不确定；

*17． 精馏操作时，若在 、 、 、 不变的条件下，将塔顶产品量 增加，其结果是（ ）。 C

A． 下降， 上升； B． 下降， 不变；

C． 下降， 亦下降； D．无法判断；

分析：当 增加时， 减小，但因回流比 不变，只有 和 同时增加，即 和 同时增加，以 为例，从提馏段操作线斜率看 ，当 增大后， 变小，而 不变，故有 减小。

20．下列哪些判断正确（ ）。 B，C，E

A．上升气速过大引起漏液； B.上升气速过大会造成过量雾沫夹带；

C. 上升气速过会大引起液泛； D. 上升气速过大造成大量气泡夹带；

E. 上升气速过大使板效率降低

二、 填空题

1．溶液被加热到鼓起第一个气泡时的温度称为 温度。 泡点

2．气相混合物被冷却到有第一滴液滴析出时的温度称为 温度。 露点

3．精馏过程是利用 和 的原理进行完成的。 多次部分气化；多次部分冷凝

4．最小回流比是指 。 (在达到一定分离要求的前提下)塔板数为无穷多时的回流比的极限值

5．当分离要求和回流比一定时， 进料的 值最小，此时分离所需的理论板数 。 过热蒸气；最多

6．对于二元理想溶液, 若轻组分含量越高, 则泡点温度 。 越低

7．对于二元理想溶液, 相对挥发度α大, 说明该物系 。 容易分离

8．对于二元理想溶液, x-y图上的平衡曲线离对角线越近, 说明该物系 。

不容易分离

9．完成一个精馏操作的两个必要条件是塔顶 和塔底 。

液相回流，上升蒸气

10．精馏操作中，再沸器相当于一块 板。 理论板

11．用逐板计算法求理论板层数时，用一次 方程和 方程就计算出一层理论板。 相平衡 操作线

12．精馏操作中，当 q = 0.6 时, 表示进料中的 含量为60%（摩尔分率）。 液相

*13．若原料组成、料液量、操作压力和最终温度都相同，二元理想溶液的简单蒸馏和平衡蒸馏相比较的结果有：①所得馏出物平均浓度______； ②所得残液浓度______;③馏出物总量______。

①简单蒸馏的馏出物平均浓度大于平衡蒸馏的馏出物平均浓度

；②两种情况的残液浓度相同；③平衡蒸馏的馏出物总量大于简单蒸馏的馏出物总量。

*14．某精馏塔操作时，若保持进料流率及组成、进料热状况和塔顶蒸气量不变，增加回流比，则此时塔顶产品组成 ，塔底产品组成 ，塔顶产品流率 ，精馏段液气比 。

增加；增加；减少；增加

分析：由 ，当 不变时， 增加， 必须减少。对于精馏段，在理论板数不变时，回流比的增加平均传质推动力加大，必会使产品分离程度提高。当 增加时，液气比 必然也增大。

15．某精馏塔的设计任务是：原料为 、 ，分离要求为 、 。设计时若选定回流比 不变，加料状况由原来的气液混合改为过冷液体加料，则所需的理论板数 ，精馏段和提馏段的气液相流量的变化趋势 ， ， ， 。若加料热状况不变，将回流比增大，理论塔板数 。

减少；不变；不变；增加；增加；减少

分析：在进料组成、流率、回流比和产品的分离要求一定时，进料的 越大，平均传质推动力越大，所需理论板数越少。由全塔物料平衡知，当 、 、 、 一定时，塔顶产品流率 和塔底产品流率 也一定。则由 知 不变，同理 也不变。由 知当 、 不变时， 值越大， 越大。而由 可知， 越大， 也越大。

16．用图解法求理论塔板时，在 、 、 、 、 、 、 和操作压力 诸参数中， _________与解无关。 进料流量

17． 当增大操作压强时，精馏过程中物系的相对挥发度 ，塔顶温度 ，

塔釜温度 。 减小；增加；增加

分析：同一物系，总压越高，物系中各组分的沸点及混合物的泡点越高。物系中各组分的饱和蒸气压亦随总压升高而升高，由于轻组分的饱和蒸气压上升的速率低于重组分的饱和蒸气压上升的速率，故各组分的挥发度差异变小。

*18．精馏塔结构不变,操作时若保持进料的组成 、流率、热状况及塔顶产品流率一定,只减少塔釜的热负荷,则塔顶 ______,塔底 ______,提馏段操作线斜率_____。

减少；增大；增大

分析：塔釜热负荷减少意味着蒸发量减少，当 不变时， 的减少导致 减少，即回流比 减小，故精馏段操作线斜率 减小，提馏段操作线斜率增加。塔板数不变时，两段操作线斜率的改变只能使 减小和 增大。

19．精馏塔的塔底温度总是________塔顶温度，其原因一是_______, 二是________。

高于；由于塔顶轻组分浓度高于塔底的，相应的泡点较低；由于塔内压降使塔底压力高于塔顶，因而塔底的泡点较高

20．将板式塔中泡罩塔、浮阀塔、筛板塔相比较, 操作弹性最大的是______,造价最昂

贵的是____， 单板压降最小的是_______.。 浮阀塔; 泡罩塔;筛板塔

21. 板式塔塔板上气液两相接触状态有______种, 它们是_____。板式塔不正常操作现象常见的有_______，它们是_______。

3种；鼓泡接触状态，泡沫接触状态，喷射接触状态；3种；严重漏液、液泛、严重雾沫夹带

22. 评价塔板性能的标准主要是______条，它们是______。塔板负荷性能图中有______条线，分别是______。

5；（1）通过能力大，（2）塔板效率高，（3）塔板压降低，（4）操作弹性大，（5）结构简单，造价低；5；（1）液泛线，（2）雾沫夹带线，（3）漏液线，（4）液相上限线，（5）液相下限线

23. 板式塔中塔板上溢流堰的作用主要是______，填料塔中填料的作用是______。

保证塔板上有一定高度的液层，以便气液两相充分接触传质；让液体在表面上形成液膜并沿填料间空隙下流，同时让气体在填料空隙间上升并在润湿的填料表面上进行气液两相间的传质。

24. 常见的连续接触式的气液传质设备是______塔，塔内______为分散相，______为连续相，为保证操作过程中两相的接触良好，塔内顶部应设 装置，中部应设 装置。

填料；液体；气体；液体分布装置；液体再分布装置

25. 板式塔中气、液两相发生与主体流动方向相反的流动，称 现象，它们主要是：①液沫夹带（雾沫夹带），产生的原因为 ，②气泡夹带，产生的原因为 。

返混现象；小液滴因其沉降速度小于气流速度被气流夹带至上层塔板和大滴液因板间距小于液滴的弹溅高度而被气流带至上层塔板；液体在降液管中停留时间过短，气泡来不及从液体中分离返回至板面而被液体卷入下层塔板。

26. 板式塔中板上液面落差过大导致 ，造成液面落差的主要原因有 。为减小液面落差，设计时可采用的措施常见的有 。

气流分布不均匀甚至严重漏液，影响气液间传质；塔板结构，液相流量，液流长度（塔径）；采用结构简单的筛板塔， 溢流 装置采用双溢流或多溢流。

27. 板式塔中气体通过塔板的阻力主要有 和 两部分。塔板结构设计时，溢流堰长度应适当，过长则会 ，过短则会 。溢流堰高度也应适当，过高会 ，过低会 。

干板降压；液层降压；降低塔板面积有效利用率；由于降液管截面过小导致流动不畅，同时塔板上液流分布不均；使塔板压降增大并易发生雾沫夹带；由于液层高度太小，液体在堰上分布不均，影响传质效果。

28. 板式塔的塔板有

和 两种，塔径较大的塔常采用 塔板，以便 。塔板面积可分为4个区域，它们分别是 ，各自的作用是 。

整块式；分块式；分块式；通过人孔装拆塔板；①鼓泡区，设置筛孔、浮阀或泡罩的区域，为气液传质的有效区域。②溢流区，为降液管和受液盘所占的区域。③破沫区，又称安定区，位于鼓泡区和湍流区之间，分两条，入口侧防止漏液，出口侧使液体中夹带的泡沫进入降液管前可部分脱离液体。④边缘区，又称无效区，是靠近塔壁的一圈边缘区，供支承塔板之用。

29．精馏塔设计时，若工艺要求一定，减少需要的理论板数，回流比应 ，蒸馏釜中所需的加热蒸气消耗量应 ，所需塔径应 ，操作费和设备费的总投资将是 的变化过程。

增大；增大；增大；急速下降至一最低点后又上升

30．恒沸精馏和萃取精馏的主要区别是① ______； ②______ 。

恒沸精馏添加剂应与被分离组分形成新的恒沸物；萃取精馏中的萃取剂则应具有沸点比原料中组分的沸点高得多的特性。

吸收练习

吸收

一、填空题

1、用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为____________________，以传质总系数表达的速率方程为___________________________。

NA = ky (y-yi) NA = Ky (y-ye)

2、吸收速度取决于_______________，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以_______________来增大吸收速率。

双膜的扩散速率 减少气膜、液膜厚度

3、由于吸收过程气相中的溶质分压总 _________ 液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的_________。增加吸收剂用量，操作线的斜率_________，则操作线向_________平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－ye）_________。

大于 上方 增大 远离 增大

4、用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2，入塔气体浓度Y1 = 0.06，要求出塔气体浓度Y2 = 0.006，则最小液气比为_________。

1.80

5、在气体流量，气相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。

减少 靠近

6、某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用_________常数表示，而操作线的斜率可用_________表示。

相平衡 液气比

7、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的HOG将_________，NOG将_________ (增加，减少，不变)。

不变 增加

8、吸收剂用量增加，则操作线斜率_________，吸收推动力_________。（增大，减小，

不变）

增大 增大

9、计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：_________、_________、_________。

平衡关系 物料衡算 传质速率。

10、填料的种类很多，有________、_________、_________、 ________、___________、______________。

拉西环 鲍尔环 矩鞍环 阶梯环 波纹填料 丝网填料

11、填料选择的原则是_________________________________________。 .

表面积大、空隙大、机械强度高、价廉、耐磨并耐温。

12、在选择吸收剂时，首先要考虑的是所选用的吸收剂必须有__________________。

良好的选择性，即对吸收质有较大的溶解度，而对惰性组分不溶解。

13、填料塔的喷淋密度是指_____________________________。

单位塔截面上单位时间内下流的液体量（体积）。（也可理解为空塔液速）

14、填料塔内提供气液两相接触的场所的是__________________。

填料的表面

15、填料应具有较_____的__________，以增大塔内传质面积。

大 比表面积

16、吸收塔内填装一定高度的料层，其作用是为气液两相提供足够的_________。

传质面积

二、选择题

1、吸收速率主要决定于通过双膜的扩散速度，要提高气液两流体的相对运动，提高吸收效果，则要_________。B

A. 增加气膜厚度和减少液膜厚度

B. 减少气膜和液膜厚度

C. 增加气膜和液膜厚度

2、当吸收质在液相中的溶解度甚大时，吸收过程主要受_________控制，此时，总吸收系数KY近似等于_________。A、 D

A. 气膜； B. kx；C. 气液膜同时；D. ky；E. 液膜；F. Kx

3、双膜理论认为吸收过程的阻力集中在_________。A

A. 两膜层中； B. 界面上；

C. 液膜之中； D. 气膜之中；

4、升温会使气体在液体中的溶解度_________，对吸收操作_________。C、 D

A. 有利； B. 变大； C. 变小；

D. 不利； E. 不变； F. 无影响；

5、_________，对吸收操作有利。A

A.温度低，气体分压大时； B.温度低，气体分压小时；

C.温度高，气体分压大时； C.温度高，气体分压小时；

6、对处理易溶气体的吸收，为较显著地提高吸收速率，应增大_________的流速。A

A. 气相； B. 液相； C. 气液两相；

7、若享利系数E值很大，依据双膜理论，则可判断过程的吸收速率为_________控制。B

A. 气膜； B. 液膜； C. 双膜

8、在吸收塔某处， 气相主体浓度y = 0.025，液相主体浓度x = 0.01，气相传质分系数ky = 2 kmol.m-2.h-1，气相总传质系数Ky = 1.5kmol.m-2.h-1，则该处气液界面上气相浓度yi 应为_______，平衡关系y = 0.5x。B

A. 0.02 B. 0.01 C. 0.015 D. 0.005

ye = 0.5×0.01 = 0.005

NA = Ky（y-ye）= ky（y-yi）

1.5（0.025-0.005）=2（0.025-yi）

∴yi = 0.01

9、通常所讨论的填料吸收塔的设计中，当吸收剂用量趋于最小用量时，完成一定的分离任务，_______。D

A. 回收率趋向最高； B. 吸收推动力趋向最大；

C. 操作最为经济； D. 填料层高度趋向无穷大。

11、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量将_____气相总传质系数Ky 将_____，出塔液体中CO2浓度将_____。B. A. B.

A. 增加、 B. 减少、 C. 不变

12、选择吸收设备时，综合考虑吸收率大，阻力小，稳定性好结构简单造价小，一般应选_____。A

A. 填料吸收塔 B. 板式吸收塔 C. 喷淋吸收塔

13、为使脱吸操作易于进行，通常可采用_____或_____。A、 C

A. 升温； B. 加压； C. 减压； D. 降温；

14、对于脱吸操作，其溶质在液体中的实际浓度_____与气相平衡的浓度。B

A. 小于； B. 大于； C. 等于；

15、填料吸收塔空塔的速度应_____于液泛速度。B

A. 大； B. 小 ； C. 等

16、对吸收操作影响较大的填料特性是_____。A

A. 比表面积和空隙率； B. 机械强度；

C. 对气体阻力要小；