1、化工原理试题及其答案化工原理试题与答案一、填空题 1. 流体在一根圆形水平直管中流动，测得其平均流速为0.5 ms-1，雷诺数Re=1000，压降p=10 Pa，问管中心处的最大流速为 ms-1。若平均流速增大为1 ms-1，则压降p为 Pa。2.反应器内流体的混和按考察的尺度可划分为 混和和 混和。3. 填料吸收塔正常操作时,若液气比增大,则吸收液的出塔浓度 ,吸收的推动力 。4. 某间壁式换热器传热面积为2.5 m2，传热平均温差为45 K，传热速率为9000 W，则该换热器此时的总传热系数K= 。5. 气体的粘度值随温度的升高而 ；液体的粘度值随温度的升高而 。6. 雷诺数Re是流体流动
2、 的判据。流体在管道中流动，当Re 时为稳定层流；当Re 时，可以形成湍流；只有当Re 时，方可达到稳定的湍流。7. 活塞流反应器的量纲一平均停留时间（无因次平均停留时间）等于 ；其停留时间的量纲一方差（无因次方差）为 。8. 在连续接触的填料塔内,进行定常等温吸收操作,填料层高度的计算,可由物料衡算式和吸收速率方程联列导出计算式, 填料层总高度等于 和 之乘积。9. 列举四种工业上常用的间壁式热交换器： 、 、 、 。10.伯努利方程gZ1+We=gZ2+适用的条件是在 流动时的 流体。11. 从手册中查得某液体在25和1 atm时的粘度为 厘泊，试将其换算成国际单位制，粘度应为 。12.
3、在研究流体流动规律时，要注意区分是定常（或称定态）流动和不定常（或称不定态）流动，稳定态和不稳定态。如果所考察的流体流动过程或系统中任何一个部位或任何一个点上的流体性质和过程参数都不随时间而改变，则该过程为 过程，反之，则为 过程。当流体流动过程的雷诺数大于1104时，可以认为是 的湍流；当雷诺数在2000 4000 之间流体的流动型态为 的过渡区域。13. 流化床反应器中常需选用合适的气体分布板和增设导向板等内部构件，其目的是为了克服 和 等不正常流化现象，用以改善聚式流化床的流化质量。14. 在精馏过程中,当回流比加大时,精馏段与提馏段操作线交点向 移动,并以 为极限;回流比减小时, 精馏
4、段与提馏段操作线交点向 移动,并以 为极限。15. 套管换热器中，逆流操作的主要优点是 ，并流操作的主要优点是 。16. 彼克列模数Pe，反应器内 返混，趋近于 模型；彼克列模数 Pe0，反应器内 返混，趋近于 模型。17. 流体在圆管内做层流流动时，其最大流速为平均流速的 倍；湍流时，其最大流速约为平均流速的 倍。18. 画出下列典型反应器停留时间分布密度曲线的示意图：19. 精馏操作中回流比R是一个重要的参数,其定义为R = ,在精馏操作中,若塔板数保持不变,增大回流比,则所得的塔顶产品纯度将 。若减少回流比且要维持塔顶产品的纯度不变则需 塔板数。20. 冷流体在加热管中升温至363 K，
5、操作中管壁温度与流体入口温度均未变,未出现污垢,总传热总系数也不变，但冷流体出口温度降至350 。可能的原因是 ,这时,传热速率比原先的要 。21. 流体流动的连续性方程u1A1=u2A2是在 条件下得出。它仅适用于 的流体，它是 原理在化学工程中的应用。22. 国际单位制的压强采用专用名称单位Pa，其国际制基本单位表达式（单位因次式）为 。23. 设E1和E2分别为平行反应过程中主、副反应的活化能，请在下图中画出平行反应选择性与温度的关系。 24. 液体的粘度随温度升高而 ，因此温度升高，固体颗粒在液体中的沉降速度 。气体的粘度随温度升高而 ，因此温度升高，固体颗粒在气体中的沉降速度 。25
6、. 一个填料吸收塔逆流操作时,若循环使用的吸收剂中吸收质含量降低,其它操作条件保持不变,则出口气体中吸收质的含量将 ,吸收率将 。26. 在加热或冷却时，若单位时间传递的热量一定，则在同一换热设备中，采用逆流操作比并流操作，加热剂或冷却剂的用量要 。若单位时间传递的热量一定，加热剂或冷却剂的用量也一定，则逆流操作所需换热设备的传热面积要比并流操作的 。27. 将下列非SI单位计量的物理量分别换算成指定的SI单位： 质 量 kg（f）s2m-1= kg 压 强 30kg（f）cm-2= Pa 热 量 kcalIT= J比定压热容 kcalkg-1-1= Jkg-1K-128. 若流体在连续流动管
7、式反应中流动时，达到了 的程度，则该反应器可称为活塞流反应器。29. 在圆形直管中流动的流体，流动型态分为 和 。其中判断流体流动型态的特征数是 。30. 对于双组分液体的连续精馏过程。在分离任务和进料热状况给定的情况下,若增加回流比,将使 减少,却使 增加。31. 热传导是在物体内部或者物体与物体接触中，由于 传递热能；而对流传热是由于 传递热能。32. 工程书籍或手册中CGS制的压强的单位曾采用过工程大气压（at），工程大气压的定义值为： 1 at= kg（f）cm-2= m（H2O）将其换算成SI单位Pa时的准确换算值为： 1 at= Pa33. 若基本物理量为质量M、长度L和时间T，则
8、粘度的量纲式（因次式）为 。34. 在下列TxA图中分别标绘出气固相催化反应过程的操作线。35. 孔板流量计和转子流量计测流量都是依据 原理，前者通过所测 来计算流体的流量，后者由 来确定流量的大小。36. 相际传质过程主要依靠物质的扩散作用，而物质的扩散主要有两种基本方式：物质借分子运动由一处向另一处转移而进行物质扩散的方式，即为 ;物质因流体的旋涡运动或流体质点的相对位移而进行物质扩散的方式即为 。37. 在列管换热器中用饱和水蒸气加热某溶液，通常使 走壳程， 走管程。38. 试比较下列压强的大小：（A）大气压（表压）；（B）450mmHg（真空度）；（C）kPa（绝压）；（D）22mH2
9、O（绝压）；（E）5m硫酸柱（绝压）。（已知硫酸密度为103 kgm-3） 。39. 工业反应器的放大设计方法，过去曾主要采用 的方法，直至20世纪中叶 的方法才渐趋成熟起来，尤其是计算机及软件系统的迅速发展，为这种新兴的方法提供了有效的手段。40. 以单位重量为基准，不可压缩实际流体的伯努利方程式为 ，各项的单位为 。41. 根据双膜模型的基本假设,气液两相的扩散阻力集中在两层虚拟的静止膜层内,若用水吸收NH3或HCl,传质阻力几乎全集中于 ,通常称为 控制;若用水吸收O2或N2,传质阻力几乎全集中于 ,通常称为 控制。42. 平壁炉炉膛温度为1300 K，炉壁由内向外由耐火砖，保温砖和装饰
10、层组成，保温砖外侧温度为353 K，装饰层外侧温度为333 K。若在保温砖与装饰层之间再加一层保温材料，则温度变化情况为：保温砖外侧温度 ；装饰层外侧温度 。43. 在早期出版的手册中，查到粘度的数据常以厘泊为计量单位，国际单位制的粘度单位为 ，两者的换算关系为： 1厘泊= 。44. 用脉冲法实验测得一连续流动反应器的平均停留时间=60 s，停留时间的方差 =360 s，若用多釜串联模型和轴向扩散模型来描述其中的返混情况，此时模型参数N和Pe分别为 和 。45. 从压强恒定的粗水管A向一条管径相同的水平支管供水，支管中有一闸阀F（如图），考虑到直管BC，DE和闸阀的能量损失，当阀门由全开变为半
11、开时，支管出口处的流量将 ，直管DE的阻力损失将 ，使阀门下游D处的压强将 。46. 精馏是利用液体混合物中各组分 不同的特性来进行分离的。这种分离操作是通过 间的质量传递实现的。47. 平板换热器的板面通常压制成各种形式的波纹，其作用是 、 和 。48. 气体的粘度值随温度的升高而 ；液体的粘度值随温度的升高而 。49. 彼克列模数Pe，反应器内 返混，趋近于 模型；彼克列模数 Pe0，反应器内 返混，趋近于 模型。50. 在研究流体流动规律时，要注意区分是定常（或称定态）流动和不定常（或称不定态）流动，稳定态和不稳定态。如果所考察的流体流动过程或系统中任何一个部位或任何一个点上的流体性质和
12、过程参数都不随时间而改变，则该过程为 过程，反之，则为 过程。当流体流动过程的雷诺数大于1104时，可以认为是 的湍流；当雷诺数在2000 4000 之间流体的流动型态为 的过渡区域。51. 某混合气体在标准状况下有V m3,其中溶质A为nA mol,其余为惰性组分B,则组分A的摩尔分数为 , 摩尔比（比摩尔分数）为 。52. 为强化传热，人们设计了管外加翅片的换热器。它适用于管内 ，而管外 的情况。53. 从早期文献中查到某种液体的比重为，按国家法定单位制规定，废弃比重改用相对密度，则该种液体的相对密度为 ，密度为 。54精馏操作的原理 。实现精馏操作的必要条件是 和 。55气液两相成平衡状
13、态时，气液两相温度 ，液相组成 气相组成。56用相对挥发度表示的气液平衡方程可写为 。根据的大小，可用来 ，若=1，则表示 。57某两组分物系，相对挥发度=3，在全回流条件下进行精馏操作，对第n、n+1 两层理论板（从塔顶往下计），若已知yn=，则yn+1= 。全回流操作通常适用于 或 。 58在总压为、温度为85下，苯和甲苯的饱和蒸气压分别为、，则相对挥发度= ，平衡的液相组成xA= ,气相组成yA= .59.某精馏塔的精馏段操作线方程为，则该塔的操作回流比为 ，流液组成为 。60.最小回流比的定义是 ，适宜回流比通常取为 Rmin。61.精馏塔进料可能有 种不同的热状况，当进料为气液混合物
14、且气液摩尔比为2:3时，则进料热状况参数q值为 。62.在流动系统中，若截面上流体压强、密度、流速等仅随_改变，不随_改变，称为稳定流动。63.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_。64.离心泵起动时需_。65. 雷诺准数的表达式为_。当密度820 kg.m ,粘度=3厘泊的某物质,在内径为d=100mm,以流速为2m.s 在管中流动时,其雷诺准数等于_,其流动类型为_.66.牛顿粘性定律用粘滞力的表达式为_.用剪应力的表达式为_. 67. 当20的水(=998.2kg.m ,=厘泊)在内径为100mm的光滑管内流动时,若流速为1.5m.s 时,
15、其雷诺准数Re为_,直管摩擦阻力系数为_.68.某长方形截面的通风管道,其截面尺寸为3020mm,其当量直径de为_.10.流体体积流量一定时，有效截面扩大，则流速_，动压头_，静压头（增加、减少、不变）。69.套管由572.5mm和252.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于_，润湿周边等于_，当量直径等于_。 70.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，摩擦系数与Re的关系为_。71.流体在管内作湍流流动时(不是阻力平方区)，其摩擦系数随_ 和_而变。二、判断题1. 流体流动时，其粘度越大，内摩擦力越大。（ ）2. 当热、冷流体均无相
16、变,且进出口温度不变时，逆流操作时平均温度差Tm最大，并流操作时Tm最小，任何其它复杂流程皆介于两者之间。（ ）3. 液体的粘度受压力的影响很小，但随温度的升高而显著地降低；气体的粘度则随温度的升高而增大，也随压力的增大而有所增大。（ ）4. 流体通过孔板流量计中孔板所造成的阻力，随着流量的增加而增加；同样流体通过转子流量计中转子处所造成的阻力，也随着流量的增加而增加。（ ）5. 冷、热流体通过间壁进行热交换时,提高原来的传热膜系数1和2中较小一个的数值,对总传热系数的提高影响不大。( )6. 流体在圆形管道内湍流流动时，管中心处的流速最大，约为流体在管道中的平均流速的倍。（ ）7. 导热系数
17、和传热膜系数都是物质的物理性质之一。（ ）8. 求热交换过程的平均温度差时，当时，应该用公式计算；而当时，则必须用公式计算，否则误差较大。（ ）9. 导热系数与传热膜系数，都是物质的物理性质.（ ）10. 对于简单反应，无论是放热反应还是吸热反应，提高温度总是有利于加大反应速度。（ ）11.用两个同样的孔板流量计分别测量水平和垂直安装的管径相同的管道的流量时，如果两管道的体积流量相同，则两孔板流量计的液柱压差计的读数也相同。（ ）12. 多层平壁定态热传导时，各层壁面的温度差与其热阻之比等于总温差与总热阻之比。（ ）13. 对应于停留时间分布密度函数E(t)最大值的时间即为平均停留时间。（ ）
18、 14. 在测定流体流动阻力的实验中，用水求得的摩擦系数Re的曲线，对其它流体也能适用。（ ）15. 冷热两流体经间壁进行定态换热，若间壁两侧流体温度均沿壁面而变化，且冷热流体进出口温度均保持不变时，则逆流操作的传热平均温度差比并流时的传热平均温差大。（ ）16. 流体在一带锥度的圆管内流动，当流经AA和BB两个截面时，虽然平均流速uAuB，但uA与uB均不随时间而变化。这一流动过程仍是定态流动。（ ） 17.为提高总传热系数K，必须改善传热膜系数大的一侧的换热条件。（ ）18. 当管外壁保温材料的厚度增大时，保温层内外壁间的温度差增大，总的热阻也增大。但传热温度差与总热阻之比基本不变，即传热
19、速率也基本不变。 ( ）19. 对于同一种保温材料，其堆积密度越小保温越有利。（ ）20. 对于气固相催化反应过程，在消除了外扩散影响的前提下，内扩散过程影响是否存在及其影响程度，可由内扩散效率因子的数值来判断：当实验测得内扩散效率因子=时，则表明该过程内扩散影响不太显著，内表面利用率较高。（ ）21. 流体在等径的直管中作定常态流动时，由于流体流动而有摩擦阻力，因此，流体的压强将沿管长而降低，流速也随之沿管长而变小。（ ）22. 冷热两流体经间壁进行定态换热，若间壁两侧流体温度均沿壁面而变化，且冷热流体进出口温度均保持不变时，则逆流操作的传热平均温度差比并流时的传热平均温差大。（ ）23.
20、在一个连续、定态的流动系统中，当系统与外界无能量交换时，系统的机械能守恒。（ ）24. 冷、热两流体经间壁换热时，若间壁两侧均为定态变温传热，则逆流操作的传热温差比并流大。（ ）25. 工业上流体输送过程中，被输送的流体大多数处于湍流状态，但也有一些例外，如粘度较大油品的输送即属此例。（ ）26. 多层固体平壁定态导热时，总推动力为各层温差之和，总热阻为各层热阻之和，总导热速率为各层导热速率之和。（ ）27. 流体在圆管内流动，若流量不变，而使管径增大一倍（设流体的物性不变），则雷诺数的值为原来的2倍。（ ）28. 当选用多种绝热材料时，在耐热性等条件允许时，为提高保温效果，应将导热系数大的包
21、扎在内层。( ）29. 冷、热流体在套管换热器中进行定态换热（都无相变），若热流体的进口温度T1上升，而冷流体的进口温度、冷流体的质量流量、热流体的质量流量及物性数据均保持不变，则对数平均温差将不变。（ ）30. 流体在圆形管道内湍流流动时，管中心处的流速最大，约为流体在管道中的平均流速的倍。（ ）31. 冷、热流体通过间壁进行热交换时,提高原来的传热膜系数1和2中较小一个的数值,对总传热系数的提高影响不大。( )32. 敞口容器内静止水面下1 m处测得的表压强为 kPa。（ ）33. 当热、冷流体均无相变,且进出口温度不变时，逆流操作时平均温度差Tm最大，并流操作时Tm最小，任何其它复杂流程
22、皆介于两者之间。（ ）34. 牛顿粘性定律的表达形式为，即剪应力与速度梯度成正比；上式变换后可写成，它的物理意义可理解为流体在层流时的动量传递速度与单位体积流体的动量梯度成正比。（ ）35. 在列管换热器中,如用饱和水蒸气加热管内空气,则传热管的壁温接近于空气的温度。( )36. 在流体流动系统中，存在明显速度梯度的区域称为流体流动边界层。边界层的厚度与雷诺数Re有关。Re越大，边界层的厚度越大。（ ）37. 在套管式换热器中进行冷、热流体的传热过程中，由于沿管长方向各部位的温度是不同的，所以这种传热称为非定态传热。（ ）38. 在对流传热过程中，若两种流体的传热膜系数分别为1和2，且12，在
23、忽略固体壁面热阻的情况下，总传热系数K接近于1。（ ）39. 石油催化裂化工业装置采用密相流化床设备，为使设备能稳定操作，则实际操作气流速度必须小于临界流化速度，大于带出速度。( )40. 流体流动边界层分为层流边界层和湍流边界层。一般说的层流内层即为层流边界层。 （ ）41. 为提高总传热系数K，必须改善传热膜系数大的一侧的给热条件。（ ）42. 流体流动时，其粘度越大，内摩擦力越大。（ ）43. 已知单层平壁内的热传导，在壁厚方向上温度随厚度变化呈线性关系。同理，单层圆筒壁内的导热，温度与半径的关系也是线性的。（ ）44. 实际流体在定态流动过程中，存在着三种不同的流型：层流、湍流和过渡流
24、。（ ）45. 流体流经固体表面时存在边界层，边界层内传热以热传导方式为主，存在较大的温度梯度，而温度梯度存在的区域称为传热边界层。所以，流动边界层和传热边界层实际上是同一个概念。（ ）46. 流体在一带锥度的圆管内流动，当流经AA和BB两个截面时，虽然平均流速uAuB，但uA与uB均不随时间而变化。这一流动过程仍是定态流动。（ ）47. 多层平壁定态热传导时，各层壁面的温度差与其热阻之比等于总温差与总热阻之比。（ ）48. 对于同一种保温材料，其堆积密度越小保温越有利。（ ）49. 在气固相催化反应动力学研究中，为了消除内扩散过程的影响，通常保持在温度、空间速度和反应物浓度不变的条件下，测定
25、催化剂不同粒径下的转化率。当粒径减小到一定程度后，转化率不再改变，说明在该粒径下，已消除了内扩散过程的影响。（ ）50.难溶的气体，吸收阻力主要集中在气膜上。（ ）51.亨利定律的表达式之一为pEx，若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为 易溶气体。( )52.工业上一般吸收是在吸收塔中进行的。象传热一样，气液间逆流操作有利于吸收完全并可获得较大的吸收推动力。( )53.吸收过程中，当操作线与平衡线相切或相交时所用的吸收剂最少，吸收推动力最大。（ ）三.选择题1. 在下列各种流量计中，哪一种流量计引起的局部阻力不随流量的增加而显著增大（ ）（A）孔板流量计； （B）转子流量计； （C）
26、文氏流量计； （D）毛细管流量计。2. 对于逆流接触的吸收过程,液气比的大小对吸收操作具有较大的影响。通常,实际操作的液气比常以最小液气比的倍数来表示。当单位吸收耗剂用量趋于最小液气比时,则有( ) (A) 吸收过程推动力趋于最大,吸收塔所需高度趋于最小; (B) 吸收过程推动力趋于最小,吸收塔所需高度趋于最大; (C) 吸收过程推动力趋于最大,吸收塔所需高度趋于最大; (D) 吸收过程推动力趋于最小,吸收塔所需高度趋于最小。3. 常温下，钢、不锈钢、水和空气的导热系数分别为（ ）（A）45 Wm1K1 ,15 Wm1K1 , Wm1K1 和 Wm1K1 ;（B） Wm1K1 , Wm1K1
27、,45 Wm1K1 和15 Wm1K1 ;（C） Wm1K1 , Wm1K1 ,15 Wm1K1 和45 Wm1K1 ；（D）15 Wm1K1 ,45 Wm1K1 , Wm1K1 和 Wm1K1 . 4. 水从高位槽中流出时，则（ ） （A）水的静压能转变为动能； （B）水的位能转变为动能； （C）除水的静压能转变为动能外，由于位能的减少，水的内能略有下降； （D）除水的位能转变为动能外，由于静压能的减少，水的内能略有下降；5. 在连续精馏加料操作线方程(q线方程)中的q值,可视为总进料量中参与回流的料液量所占的分数。因此饱和液体(泡点温度)进料时的q值为( ) (A) 0 ;(B) 1 ;(C) 小于0的值;
