《化工原理》(第三版)复习思考题及解答重点.doc
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1、第0章 绪论1) 广义地说,凡工业生产的关键环节是_,这类生产便归属化工生产范畴。(答:改变物质组成)2)为了便于管理及技术交流,很多行业从化工中划分出去,但它们仍属“化工大家族”中的一员。这些行业有_等。(答:石油化工,塑料工业,制药工业,硅酸盐工业)3)生产工艺学是_。(答:研究某一化工产品生产全过程的学科)4) 化学工程是_。(答:研究化工生产中共性问题的学科)5)化工生产中虽然化学反应是核心,但前、后对物料的处理大都为物理加工过程。这些对物料的物理加工过程称为_。(答:单元操作)6) 介绍主要单元操作的原理、方法及设备的课程叫_。(答:化工原理)7) 物理量=_(答:数,单位)8) 基
2、本单位:长度_ ,质量_ ,时间_ 。(答:m,kg,s)9) 导出单位:力_ ,功或能_ ,功率_ ,压强_ (答:N, J, W, Pa)10) 有的单位前面有“字首” ,这些字首的意思是:k_ ,c_ ,m_ ,_。(答:103,10-2,10-3,10-6)11)查得30水的粘度-105 /PaS为80.12,表明= _。(答:80.1210-5Pa.s)12)量纲是_。如长度单位有 m,cm,mm,km 等,其量纲为_ 。(答:普遍化单位,L)13)物料衡算是对_、_而言的。答:一定的时间间隔,一定的空间范围(控制体)14)总的物料衡算式为_ 。(答:MiMo= Ma ,各种M的单位
3、均为质量单位,如kg)15)若无化学反应,对任一组分j,物料衡算式为_。(答:Mi,j-Mo,j= Ma,j)16)若进、出控制体的物料均为连续流股,各流股的质量流量均恒定,Mi=Mo,控制体内任一位置物料的所有参量如温度、压强、组成、流速等都不随时间而改变,则该控制体处于_过程。(答:定态或称定常态或稳定态)17)流体粘度的单位换算关系是:cP(厘泊)=0.001PaS,则3.5 cP=_ PaS ,0.005 PaS = _cP 。(答:3.510-3,5.0)【分析】3.5cP=3.5cP (0.001Pa.S/1cP)=3.510-3Pa.S 0.005 Pa.S=0.005 Pa.S
4、(1cP/ 0.001Pa.S)=5.0cP式中(0.001Pa.S/1cP及(1cP/ 0.001Pa.S)称为“转换因子”,用于物理量的单位转换。18)任一物理方程式中各物理量必然单位_。以离心泵的扬程、流量关系为例,若He=36-0.02V2 (单位He m ,V- m3/h),则式中36的单位是_ ,0.02单位是_ 。(答:和谐,m,m/(m3/h2))19)某管路特性方程为He=8.0+8.07105V2(式中Hem ,Vm3/s)当以Vm3/h 替代V,则该公式改为_。(答:He=8.0+0.06227(V)2 )分析 因为1m3/h=(1/3600)m3/h,所以He=8.0+
5、8.07105V(1/3600)2=8.0+0.06227(V)220)圆球固体颗粒在流体中作自由重力沉降,在stokes区的沉降速度计算式为ut=g dp2(s-)/(18)。式中 ut沉降速度,m/s,g重力加速度,g=9.81m/s2,dp颗粒直径,m ;s颗粒密度,/m3;流体粘度,PaS。当以utcm/s,cP分别替代ut与,则该公式为_。答:ut=10-5 g dp2(s-)/(18) 分析:ut=100ut ,cm/s, =1000,所以: ut=10-5 g dp2(s-)/(18)第一章 流体流动1) 温度升高,液体粘度_ ,气体粘度_。(答:下降,增大)2) 流体的粘度可通
6、过流体粘性定律=(dv/dy)=(V/y)N/m2(y的取向:令dv/dy为正)求得。试分析下列情况的值。图中A为薄平板或圆筒面的面积(m2)。 (答:F/A, G.sin/A, G/(DH)) 3) 理想流体是_的流体。(答:=0,hf=0,V=0)4) 2.04ml 某液体的质量为2.10g,其密度为_kg/m3。(答:1029)5) 1atm=_ Pa=_mmHg=_mH2O1at=_ kgf/cm2=_Pa=_mmHg=_mmH2O(答:1.013105,760,10.33,1,9.81104,735.6,10)6) 外界大气压是753mmHg(绝压)某容器内气体的真空度为7.3410
7、4Pa,其绝压为_Pa,表压为_Pa 。(答:2.70104,-7.34104)7) 1.60at(绝压),35.0的N2(分子量M=28.0)的密度为_ kg/m3(答:1.72)【分析】根据题给的条件可按理想气体计算密度。=pM/(RT),R=8314J/(kmol.K),不要用T=273+t。 8) 水面压强p0=1atm,水深64m处的压强p=_Pa (p0,p皆为绝压) (答:7.29105)9)如右图,U形压差计读数R=_m ,Hg=13.6103kg/m3, 不计两液面大气压P的差异。(答:0.119)10)修正压强pm= _。在重力场中静止的恒密度流体,只要流体是连通的,则处处
8、流体的pm= _ 。(答:pgh,常数)11)流体在圆管内流动,通常讲的“管流”指的是_。(答:流体充满管内且流动)【分析】如无说明,流体在管内的流动皆为管流。12)573.5mm的圆直钢管,管内充满流动的水,则水的流动截面积A=_m2(答:1.9610-3)【分析】573.5mm,表示钢管外直径为57mm,管子壁厚为3.5mm,其内径为50mm。13)=940 kg/m3的液体,以8.60m3/h的流量流过12)题的管内,其平均流速u=_m/s,质量流速G=_(kg/sm) (答:1.22,1146)14) 水在603mm钢管内流过,流量V=2.7510-3m3/s,水的粘度=1.005cP
9、,则Re=_ ,流型为_ 。(答:6.45104,湍流)【分析】Re=du/,当流体流过管内,Re=4V/(d)。前者出现u,后者出现V,此题用后者算比较好。15)圆直管内流体层流的点流速分布侧型为_ ,令管子内半径为R,轴心线处点流速为max,则任一点与轴心线距离为r处的点流速=_ 。且平均流速u=_max。(答:抛物线,max 1-(r/R)2,1/2)16)流体在圆、直管内湍流的点流速分布规律=max (_)n,常见的n值为_ 。(答:1-r/R,1/7)17)均匀流遇到与其流线平行的静止固体壁面时,与壁面接触的流层质点被固体吸着而流速降为零,流体与壁面间没有摩擦发生,这叫_现象。由于流
10、体有粘性,受壁面影响而流速降为零的流体层逐渐增厚。若均匀流流速为u0,则,。当水流向为 A B,U形压差计读数为R1。当流向为B A,读数为R2。两者流量相同,均不计AB段直管阻力,只计截面突变阻力,则_。(答:)【分析】当dAdB,由AB,=0.5,由BA,=1,局部阻力均按uA2/2计。AB: BA: (pB-pA)/= uA2/244)45的水蒸汽压PV=9.586kPa,PO=1atm,u2=0.60则如图所示的能正常虹吸操作的=_m(计算时可忽略阻力)。(答:8.81)【分析】虹吸管正常操作应该管内的水不汽化。令P3=Pv时的H为Hmax,排1-3截面的伯努利方程,得:45)两管并联
11、,管1的管长(包括局部阻力的当量管长)、管内径及摩擦系数为、和,管2的相应值为、和,则流量比_。(答:)46)转子流量计对某种流体的操作特性是_,现有一转子流量计,转子密度,其刻度是按20的水标定的。当用于的流体,读得刻度为_。(答:恒流速,恒压降,4.33)【分析】V1=V标47)以孔板流量计测量某液体流量,用U形压差计作为测压仪器。若流量加倍且流量改变前后孔流系数C0为不变的常数,则加大流量后U形压差计读数为原流量时读数的_倍。(答:4)48)以下是两道判断题。在分析时,可用E表示某截面每kg液体的总机械能,可略去液体动能。各水槽液位假设不变。当阀A关小,P3_,P4_。(答:升高,降低)
12、分析原来A,B阀均部分开启,当A阀开大,B阀不变,则V_,P4_,V3_。(答:增大,下降,减少)分析第二章 流体输送机械1) 流体输送机械依结构及运行方式不同,可分为4种类型,即_式、_式、_式及_式。(答:离心,往复,旋转,流体作用)2) 离心泵均采用_叶片,其泵壳侧形为_形,引水道渐扩,是为了使_。(答:后弯,蜗壳,流体动能转化为静压能)3) 离心泵的三条特性曲线是_,_和_曲线。这些曲线是_和_条件下,由_测得的。(答:HeV,NaV,V,一定的流体工质,一定转速,实验)4) 离心泵铭牌上写的参量是_时的参量。(答:max)5) 离心泵启动前要盘车、灌液,灌液是为了防止_现象发生。(答
13、:气缚)6) 离心泵停泵要前先关小出口阀,以避免发生易损坏阀门和管道的_现象。(答:水锤)7) 离心泵在长期正常操作后虽工作条件未变,却发生气蚀,其原因一般是_。(答:汲入管内壁因污垢沉积造成流体流动阻力增加)8) 液体容器绕中心轴等角速度旋转,如附图所示。液面任一点高度z与该点对轴心线的距离r之间的数量关系是z=_。(答:2r2/2g)【分析】旋转液体中任一点都满足的方程是:p+gz-2r2/2=常量c,如图,取o点为柱坐标原点,在o点处,r=0,z=0,p=p0,所以c= p0,于是,上式可改成p+gz-2r2/2= p0,在液面上,p=p0,即gz=2r2/2,则z=2r2/2gzrP0
14、9) 如下图,用离心泵将水由水槽输入塔内,塔内压强p2=0.2at(表压),汲入及压出管总长及局部阻力当量管长1+le=20m,摩擦系数=0.024,则输送每N水所需的外加功He与流量V的数量关系式为_。(答:He=10.24+4.06106V2)【分析】排1-2截面间伯努利方程:He=式中单位:Hem,Vm3/s 222H=8.2mP210) 承9)题,He表示在9)题条件下,为实现水流量为Vm3/s的输送,1N水必须_的外加机械能J。9)题导出的HeV关系又称为_。设为常数,此关系的一般式为_。(答:得到,管路特性曲线,He=H0+KV2)11)承9)题的管路特性方程可改写成He=10.2
15、+0.313V2m(式中:Vm3/h)。如选用的泵的“HeV”关系可表达为He=420.01V2m,则工作点为_。(答:V=9.92m3/h,He=41m)【分析】泵:He=420.01V2,He=10.2+0.313V2令He= He,得V=9.92m3/h,He=41m注意:V的单位只能统一才能联立求解。12)承11)题,若略关小出口阀,使1+le=30m,设不变,则新工作点为_。(答:V1=8.14m3/h,He,1=41.3m)【分析】出口阀关小后,与原来的相比,1.5,所以K1=1.5K=1.50.313=0.47,新的管路特性方程为,令,所以 V1=8.14m3/h,He,1=41
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