化工原理(王志魁第四版)课后思考题答案说课讲解
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化工原理第四版思考题答案————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:3-2 球形颗粒在流体中从静止开始沉降,经历哪两个阶段?何谓固体颗粒在流体中的沉降速度?沉降速度受那些因素的影响?答:1、加速阶段和匀速阶段;2、颗粒手里平衡时,匀速阶段中颗粒相对于流体的运动速度t μ3、影响因素由沉降公式确定ξρρ以及、、p p d 。
(93页3-11式)3-6 球形颗粒于静止流体中在重力作用下的自由沉降都受到哪些力的作用?其沉降速度受哪 些因素影响?答:重力,浮力,阻力;沉降速度受 颗粒密度、流体密度 、颗粒直径及阻力系数有关 3-7 利用重力降尘室分离含尘气体中的颗粒,其分离条件是什么?答:停留时间>=沉降时间(tu u H L ≥) 3-8 何谓临界粒径?何谓临界沉降速度?答:能 100%除去的最小粒径;临界颗粒的沉降速度。
3-9 用重力降尘室分离含尘气体中的尘粒,当临界粒径与临界沉降速度为一定值时,含尘气 体的体积流量与降尘室的底面积及高度有什么关系?答:成正比 WL V ·u q t s ≤ 3-10 当含尘气体的体积流量一定时,临界粒径及临界沉降速度与降尘室的底面积 WL 有什么 关系。
答:成反比3-12 何谓离心分离因数?提高离心分离因数的途径有哪些?答:离心分离因数:同一颗粒所受到离心力与重力之比;提高角速度,半径(增大转速) 3-13 离心沉降与重力沉降有何不同?答:在一定的条件下,重力沉降速度是一定的,而离心沉降速度随着颗粒在半径方向上的位置不同而变化。
3-15 要提高过滤速率,可以采取哪些措施?答:过滤速率方程 ()e d d V V P A V +∆=γμυτ 3-16 恒压过滤方程式中,操作方式的影响表现在哪里? 答:3-17 恒压过滤的过滤常数 K 与哪些因素有关? 答:μγυP K ∆=2表明K 与过滤的压力降及悬浮液性质、温度有关。
第二章 流体输送机械【2-5】在一化工生产车间,要求用离心泵将冷却水由贮水池经换热器送到另一敞口高位槽,如习题2-5附图所示。
已知高位槽液面比贮水池液面高出10m ,管内径为75mm ,管路总长(包括局部阻力的当量长度在内)为400m 。
流体流动处于阻力平方区,摩擦系数为0.03。
流体流经换热器的局部阻力系数为32ξ=。
离心泵在转速/m i n n r =2900时的V H q -特性曲线数据见下表。
/31V q m s -⋅0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 /H m 26 25.5 24.5 23 21 18.5 15.5 12 8.5试求:(1)管路特性方程;(2)工作点的流量与扬程;(3)若采用改变转速的方法,使第(2)问求得的工作点流量调节到.333510m s -⨯/,应将转速调节到多少?(参看例2-3)。
解 已知.,,.,007540000332e d m l l m λξ=+=== (1) 管路特性方程 20V H H kq =+0210010p H Z mH O gρ∆=∆+=+= 2548e l l k g d d ξλπ⎛⎫+=+ ⎪ ⎪⎝⎭∑∑ ...(.)(.)52548400320035021098100750075π⎡⎤=⨯⨯+=⨯⎢⎥⨯⎣⎦.521050210V H q =+⨯(2) 工作点的流量与扬程管路特性曲线的V q 与H 计算值如下/31V q m s -⋅ 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 /H m 10 10.5 12 14.5 18 22.6 28 34.6 42.1 工作点流量./300045VA q m s =,扬程.A H m H O =2198(3) 将工作点流量从./300045VA q m s =调节到./300035VC q m s =,泵的转速应由/min 2900r 调节到多少?习题2-5a 附图将./300035VC q m s =代入管路特性方程,求得.(.).C H m H O =+⨯⨯=522105021000035161等效率方程 2V H K q =系数 ..(.)6221611311000035C V C H K q ===⨯ 得等效率方程 .6213110V H q =⨯等效率方程的计算值如下31V q m s -⋅/ 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.0045 /H m 0 1.31 5.24 11.8 21 26.5 从2900/min n r =的泵特性曲线与等效率曲线的交点D ,得到./,VD D q m s H m H O ==32000421流量为./300035VC q m s =时的转速为./min .VC C D VD q n n r q ==⨯=00035290025380004 .%D C D n n n --⨯=⨯=290025381001001252900转速变化小于20%,效率基本不变。
化工原理第一章思考题王智魁一、引言化工原理是化学工程专业的基础课程之一,它涉及了化工工艺、化学反应、流体力学等多个领域。
本文将以“化工原理第一章思考题王智魁”为标题,围绕该主题展开探讨。
二、思考题2.1问题一描述:在化工原理第一章中,我们学习了化学反应平衡的相关知识,请解释平衡常数的含义以及如何计算平衡常数。
解答:平衡常数是指在化学反应达到平衡时,反应物与生成物之间的浓度或压力之比的平方根的常数。
根据化学反应方程式,我们可以列出每个化学物质的浓度或压力表达式,然后将这些表达式代入反应方程式中,得到平衡常数表达式。
平衡常数的计算需要考虑温度的影响,通常需要通过实验测定或使用热力学数据手册中给出的数值。
2.2问题二描述:在化工过程中,流体的性质对系统的运行起着重要作用,请说明流体的四个基本性质以及它们对系统的影响。
解答:流体的四个基本性质分别是密度、黏度、表面张力和压力。
密度是指单位体积内流体的质量,它影响流体在系统中的质量传递及浮力的大小。
黏度是指流体的内摩擦阻力,它影响流体在系统中的能量传递和阻力损失。
表面张力是指液体表面上的分子间引力,它影响液体界面的稳定性和溶液中的物质传递。
压力是指单位面积上施加的力,它影响液体的压缩性和气体的体积变化。
2.3问题三描述:在化工过程中,物质的质量守恒律是一个重要的基本原理,请解释质量守恒律的内涵和应用。
解答:物质的质量守恒律是指在任何封闭系统中,物质的质量不能被创建或毁灭,只能通过物质的转化、传输或相互作用而改变分布。
化工过程中,质量守恒律是一个基本原理,用于分析和设计化工过程中物质的流动和转化。
根据质量守恒律,我们可以建立质量守恒方程,并通过质量守恒方程解决物料平衡问题,获得物料流动的信息,指导化工过程的操作和优化。
2.4问题四描述:在化工过程中,能量守恒律同样是一个重要的基本原理,请说明能量守恒律的内涵和应用。
解答:能量守恒律是指在任何封闭系统中,能量的总量保持不变。
绪 论【0-1】 1m 3水中溶解0.05kmol CO 2,试求溶液中CO 2的摩尔分数,水的密度为100kg/m 3。
解 水33kg/m kmol/m 1000100018=CO 2的摩尔分数 (4005)89910100000518-==⨯+x 【0-2】在压力为101325Pa 、温度为25℃条件下,甲醇在空气中达到饱和状态。
试求:(1)甲醇的饱和蒸气压A p ;(2)空气中甲醇的组成,以摩尔分数A y 、质量分数ωA 、浓度A c 、质量浓度ρA 表示。
解 (1)甲醇的饱和蒸气压A p.lg ..1574997197362523886=-+Ap.169=ApkPa(2) 空气中甲醇的组成 摩尔分数 (169)0167101325==A y质量分数 ...(.)01673201810167321016729ω⨯==⨯+-⨯A浓度 3..kmol/m .A A p c RT -===⨯⨯316968210 8314298质量浓度 ../A A A c M kg m ρ-=⨯⨯=3368210320218 =【0-3】1000kg 的电解液中含NaOH 质量分数10%、NaCl 的质量分数10%、2H O 的质量分数80%,用真空蒸发器浓缩,食盐结晶分离后的浓缩液中含NaOH 50%、NaCl 2%、2H O 48%,均为质量分数。
试求:(1)水分蒸发量;(2)分离的食盐量;(3)食盐分离后的浓缩液量。
在全过程中,溶液中的NaOH 量保持一定。
解 电解液1000kg 浓缩液中NaOH 1000×0.l=100kg NaOH ω=0.5(质量分数) NaOH 1000×0.l=100kg NaCl ω=0.02(质量分数) 2H O 1000×0.8=800kg 2H O ω=0.48(质量分数)在全过程中,溶液中NaOH 量保持一定,为100kg浓缩液量为/.10005200=kg 200kg 浓缩液中,水的含量为200×0.48=96kg ,故水的蒸发量为800-96=704kg 浓缩液中 NaCl 的含量为200×0.02=4kg ,故分离的 NaCl 量为100-4=96kg第一章 流体流动流体的压力【1-1】容器A 中的气体表压为60kPa ,容器B 中的气体真空度为.⨯41210Pa 。
第一章流体流动1 流体静力学压强的基准;流体静力学方程及应用。
“等压面”2 管内流体流动的基本方程式流量与流速间的关系;连续性方程及应用;柏努利方程及应用要点。
3 管内流体流动现象黏度的单位及换算、影响因素<温度);流体流动类型及判据;两种基本流动类型的区别。
“质点运动方式、管内流速分布”“理解边界层的概念及对传质传热的影响”4 管内流体流动的摩擦阻力损失流动阻力产生的原因和条件;摩擦系数的影响因素<P37图1-28);当量直径;直管及局部阻力计算。
5 管路计算6 流量的测定常见流量计的类型及应用。
流体流动问答题1 流体流动有哪两种基本流动类型,如何判断?2 从质点运动方式和管内流速分布两方面说明层流和湍流的区别。
3 一定量的液体在圆形直管内作滞流流动。
若管长及液体物性不变,而管径减至原有的一半,问因流动阻力产生的能量损失为原来的多少倍?若流动处于完全湍流区,则结果如何?简要写出推导过程。
4 期中问答题15 P55 1-6流体流动的计算主要计算公式:流量与流速间关系式;连续性方程;柏努利方程;摩擦阻力损失计算式。
注意:截面选取、压强基准、储槽液面流速可略。
局部阻力系数与截面选取应一致辅助计算式:当量直径、雷诺数、功(效>率和计算 流体流动的计算计算类型:<1)求输送设备的功率<效率);<2)求设备间的相对位置;<3)求输送的流量;<4)求某截面处压强;<5)求管径。
注意:单位的一致性。
1 离心泵的工作原理气缚现象及产生的原因、如何防止。
2 离心泵的主要部件及其作用3 离心泵的主要性能参数4 离心泵的特性曲线一定转速下离心泵特性曲线的特点;输送流体的密度和黏度变化对离心泵的流量、扬程、轴功率及效率的影响。
5 离心泵的工作点和流量调节“工作点”、“额定点<设计点)”;离心泵常用的流量调节方法,流量调节时工作点的变化,画图示意。
6 离心泵的汽蚀现象和安装高度汽蚀现象及产生的原因、如何防止,表示离心泵汽蚀性能的主要参数。
精选文档第三章 沉降与过滤沉 降【3-1】 密度为1030kg/m 3、直径为400m μ的球形颗粒在150℃的热空气中降落,求其沉降速度。
解 150℃时,空气密度./30835kg m ρ=,黏度.524110Pa s μ-=⨯⋅颗粒密度/31030p kg m ρ=,直径4410p d m -=⨯假设为过渡区,沉降速度为()(.)()./..1122223345449811030410179225225241100835p t p g u d m s ρρμρ--⎡⎤-⎡⎤⨯==⨯⨯=⎢⎥⎢⎥⨯⨯⨯⎢⎥⎣⎦⎣⎦ 验算 .Re ..454101790.835=24824110p t d u ρμ--⨯⨯⨯==⨯ 为过渡区【3-3】降尘室的长度为10m ,宽为5m ,其中用隔板分为20层,间距为100mm ,气体中悬浮的最小颗粒直径为10m μ,气体密度为./311kg m ,黏度为.621810Pa s -⨯⋅,颗粒密度为4000kg/m 3。
试求:(1)最小颗粒的沉降速度;(2)若需要最小颗粒沉降,气体的最大流速不能超过多少m/s? (3)此降尘室每小时能处理多少m 3的气体?解 已知,/./.6336101040001121810pc p d m kg m kg m Pa s ρρμ--=⨯===⨯⋅,,(1) 沉降速度计算 假设为层流区().()(.)./.26269811010400011001181821810pc p t gd u m s ρρμ---⨯⨯-===⨯⨯ 验算..Re .66101000111000505221810pc t d u ρμ--⨯⨯⨯===<⨯. 为层流 (2) 气体的最大流速max u 。
沉降高度.m 01H =,降尘室长度10L m =max tLH u u = max ..1001001u = max /1u m s = (3) 气体的最大处理量max ././343501*********VS q WHNu m s m h ==⨯⨯⨯==⨯精选文档 气体的处理量VS q 也可以用教材式(3-18)计算 ()()././.26234361010400098151020103610181821810pc p VS d gWLNq m s m h ρρμ---⨯⨯⨯⨯⨯⨯====⨯⨯⨯ 过 滤【3-6】悬浮液中固体颗粒浓度(质量分数)为0.025kg 固体/kg 悬浮液,滤液密度为1120kg/m 3,湿滤渣与其中固体的质量比为2.5kg 湿滤渣/kg 干渣,试求与1m 3滤液相对应的湿滤渣体积υ,单位为m 3湿滤渣/m 3滤液。
3939第四章 传 热热传导【4-1】有一加热器,为了减少热损失,在加热器的平壁外表面,包一层热导率为(m·℃)、厚度为300mm 的绝热材料。
已测得绝热层外表面温度为30℃,另测得距加热器平壁外表面250mm 处的温度为75℃,如习题4-1附图所示。
试求加热器平壁外表面温度。
解 2375℃, 30℃t t ==计算加热器平壁外表面温度1t ,./()W m λ=⋅016℃231212t t t t b b λλ--= (1757530025005016016)t --= ..145025********t =⨯+=℃【4-4】燃烧炉的平壁由下列三层材料构成:耐火砖层,热导率λ=(m·℃),厚度230b mm =;绝热砖层,热导率λ=(m·℃);普通砖层,热导率λ=(m·℃)。
耐火砖层内侧壁面温度为1000℃,绝热砖的耐热温度为940℃,普通砖的耐热温度为130℃。
(1) 根据砖的耐热温度确定砖与砖接触面的温度,然后计算绝热砖层厚度。
若每块绝热砖厚度为230mm ,试确定绝热砖层的厚度。
(2) 若普通砖层厚度为240mm ,试计算普通砖层外表面温度。
解 (1)确定绝热层的厚度2b温度分布如习题4-4附图所示。
通过耐火砖层的热传导计算热流密度q 。
()1121q t t b λ=-.()/.W m =-=21051000940274 023绝热砖层厚度2b 的计算()2232q t t b λ=-习题4-1附图习题4-4附图4040.().b m =-=201519401300446 274每块绝热砖的厚度为023m .,取两块绝热砖的厚度为.20232046b m =⨯=.。
(2) 计算普通砖层的外侧壁温4t先核算绝热砖层与普通砖层接触面处的温度3t...232227404694010530151qb t t λ⨯=-=-=℃3t 小于130℃,符合要求。
化工原理第四版思考题答案【篇一:化工原理(王志奎)第四版课后答案】345【篇二:化工原理第四章思考题答案】>4-1 根据传热机理的不同,有哪3种基本传热方式?他们的传热机理有何不同?答:(1)基本传热方式有热传导、热对流和热辐射3种。
(2)热传导简称导热,是通过物质的分子、原子或自由电子的热运动来传递热量;对流传热是通过冷、热不同部位的流体质点做宏观移动和混合来传递热量;辐射传热是物体因自身具有温度而激发产生电磁波,向空间传播来传递热量。
4-2 傅里叶定律中的负号是什么意思?答:由于x方向为热流方向,与温度梯度的方向正好相反。
q是正值,而是负值,加上负号,故式中加负号。
4-3 固体、液体、气体三者的热导率比较,哪个大,哪个小?答:物质热导率的大小主要与物质种类(固、液、气)和温度有关。
一般来说,固体、液体、气体三者的热导率大小顺序:固体液体气体。
4-4 纯金属与其合金比较,热导率哪个大?答:在各类物质中,纯金属的热导率为 ,合金的热导率为 , 故热导率纯金属比合金大。
4-5 非金属的保温材料的热导率为什么与密度有关?答:大多数非金属的保温材料呈纤维状或多孔结构,其孔隙中含有值小的空气。
密度越小,则所含的空气越多。
但如果密度太小,孔隙尺寸太长,其中空气的自然对流传热与辐射作用增强,反而使增大。
故非金属的保温材料的热导率与密度有关。
4-6 在两层平壁中的热传导,有一层的温度差较大,另一层较小,哪一层热阻大?热阻大的原因是什么?答:(1)温度差较大的层热阻较大。
(2)对于两层平壁导热,由于单位时间内穿过两层的热量相等,即导热速率相同,采用数学上的等比定律可得。
由此可见,热阻大的保温层,分配与该层的温度差就越大,即温度差与热阻成正比。
4-7 在平壁热传导中可以计算平壁总面积a的导热速率q,也可以计算单位面积的导热速率(即热流密度)。
而圆筒壁热传导中,可以计算圆筒壁内、外平均面积的导热速率q,也可以计算单位圆筒长度的壁面导热速率 ,为什么不能计算热流密度?答:在稳态下通过圆筒壁的导热速率q与坐标r无关,但热流密度却随着坐标r变化,故不能计算热流密度。
化工原理王志魁第四版课后思考题答案:篇一:化工原理王志魁第四版课后思考题答案4-1 根据传热机理的不同,有哪三种基本传热方式?他们的传热机理有何不同?答:根据传热机理的不同,热的传递有三种基本方式:热传导、对流传热和辐射传热。
热传导(简称导热):热量不依靠宏观混合运动而从物体中的高温区向低温区移动的过程。
在固体、液体和气体中都可以发生。
对流传热:由流体内部各部分质点发生宏观运动而引起的热量传递过程,只能发生在有流体流动的场合。
热辐射:因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。
可以在完全真空的地方传递而无需任何介质。
4-3 固体、液体、气体三者的热导率比较,哪个大,哪个小?答:一般固体液体气体4-13 答:一是液体的温度要达到沸点,二是需要从外部吸热。
4-20 答:能透过全部辐射能的物体,称为透热体;能全部反射辐射能的物体,称为白体;能全部吸收辐射能的物体,称为黑体或绝对黑体;能够以相等的吸收率吸收所有波长辐射能的物体,称为灰体。
4-21 答:在同一温度下,实际物体的辐射能力与黑体的辐射能力之比,定义为灰体的黑度。
影响固体表面黑度的主要因素有:物体的性质、温度及表面情况(如表面粗糙度及氧化程度)。
4-29答:根据公式可以采取如下措施:提过对流换热系数,尤其是提高较小一层的对流换热系数降低污垢热阻,及时清洗换热器,降低热传导热阻,选择导热率大的材料,降低换热壁的厚度。
第五章吸收5-1 选择吸收剂时,应从哪几个方面考虑?答:(1) 溶解度吸收剂对溶质组分的溶解度越大,则传质推动力越大,吸收速率越快,且吸收剂的耗用量越少。
(2) 选择性吸收剂应对溶质组分有较大的溶解度,而对混合气体中的其它组分溶解度甚微,否则不能实现有效的分离。
(3) 挥发度在吸收过程中,吸收尾气往往为吸收剂蒸汽所饱和。
故在操作温度下,吸收剂的蒸汽压要低,即挥发度要小,以减少吸收剂的损失量。
(4) 粘度吸收剂在操作温度下的粘度越低,其在塔内的流动阻力越小,扩散系数越大,这有助于传质速率的提高。
化工原理第四版课后习题答案王志魁编第五章作者:日期:24 / 24+0TX6S ; \~ 了代-,111)/(01031 = 0^ X V 'SS = °l>i J =^N 翳涉輛轴谱制严[叫 E*SS=«8T/£ 'SfiG^*PV dz 欽裂卸卿烈超半 鶴44孑鎚毋汨**前<2) 4/«i| OTXgir Z=StXiOTXfiS ,T =• orxy*h _0T X9 = 'A -VOLO. X TH 弋=冒■瞋 *T '0=^红嗣算平宙<r 捧询宙馆擄坍再*田內"無半團"< J'l |OiUJt - '[ • JS imiq 此=刃・勺谒麥剽刘讶谨斛曲耿5<1用丽T=F 廉妻谨倉"™S 'Ib (lfd^ETOT *N £I ^LZ ,攀#挈理睛}「严師药暉再葆弼魁b 呂霞 气护出商〕,-0TX9='X 口綿勰期平•严芥0诟制廉形谱卿轲9口蒯 *型融芈川丄怕"丄皿军“鮎业皿爭甘 审⑴離羈爭泄*1 CU 牟£3敢 [£IS]如呻 me「一.=7^f 刊 M 出H/I otusl 06=(r0-TWftI = (c^ 詈帮划h 科31qqn 阿血-福06 XVii1IX ■0-H-OIX9倉搭理込盼駅*,0TX3T T 0&用Aqx 刖T 7 v r_0!X603 7 “ V — ,.MX 兀乜 ..f 】lXM=「陵「+匕二巴灯(阴—T 泊避尸 »_OTX60? Z =■ r _0TX c K -s _7_rt T x H £ " \<V-'xV =丸"s-OT X S £ T <] — 0 - J-0r X 5£ — rx A - XV t 01 X^ U-, OlXS-i-tllXST T- 'X Jx- LXV ■■MX 肚Y = F&呻恥汎)屮三血-认=/X t _OIX «T*I=frfi/in '0 = w/'A- :X鬥占普0—”X 曲臬诉"毕科钉缶辱朋IV超炜尹坯剽第详II*耿(ir i)x=旦—商17 / 24ti4J;A凹抚丁蝮MH m=3珅撰谢事:m wao?册豪丄洞忆帀LOE旨血謝山淅‘―‘龙(鑒叫 =:、 U+lXtltMilt TH慎世订叩■期廨辆华年掛国的加-A昼41幕缪主端凋"删.7谢型劭牺擾嗣右W ‘丫鼾宰带幻¥观酢册'呦孙融号晦桦说口叩―人-弄撫裁£W〕= *甲加曲脱渤张8ZT0,O='AV总期冊和屮=壮£甲学聪豪卿騎TQOT*Q-;X r(S叫辭Q・F甲事苗闻勺価乐:带尹九血湍修总书聚J筍S£|0pn2讥心PZyTKnigiMT=TOOO ¥OXIG GtiTO 'O- t X ttf;A - i9£>0P=E££DOO b0X^6-T ‘0=滾函一'A= l ZV蟲分JL L■ O-ZEO^O ■钻寸一'AVS00^ = 0 匚LMP = =X 刖A= \X Z A = 'AV■44日理孵)持爭.£呐9UtiT =SOO^-T 06ET0 0~HiM szaAV -[AV呵[i ■(> =ZL=~Z卫亠凹-,A-'A~^K/<^\ - l A)A£OSO^=»SSOOO^XH—I T=1X U/—'A^= \A-<A = 1AV。
[标签:标题]篇一:化工原理王志魁第四版课后思考题答案4-1 根据传热机理的不同,有哪三种基本传热方式?他们的传热机理有何不同?答:根据传热机理的不同,热的传递有三种基本方式:热传导、对流传热和辐射传热。
热传导(简称导热):热量不依靠宏观混合运动而从物体中的高温区向低温区移动的过程。
在固体、液体和气体中都可以发生。
对流传热:由流体内部各部分质点发生宏观运动而引起的热量传递过程,只能发生在有流体流动的场合。
热辐射:因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。
可以在完全真空的地方传递而无需任何介质。
4-3 固体、液体、气体三者的热导率比较,哪个大,哪个小?答:一般固体>液体>气体4-13 答:一是液体的温度要达到沸点,二是需要从外部吸热。
4-20 答:能透过全部辐射能的物体,称为透热体;能全部反射辐射能的物体,称为白体;能全部吸收辐射能的物体,称为黑体或绝对黑体;能够以相等的吸收率吸收所有波长辐射能的物体,称为灰体。
4-21 答:在同一温度下,实际物体的辐射能力与黑体的辐射能力之比,定义为灰体的黑度。
影响固体表面黑度的主要因素有:物体的性质、温度及表面情况(如表面粗糙度及氧化程度)。
4-29答:根据公式可以采取如下措施:提过对流换热系数,尤其是提高较小一层的对流换热系数降低污垢热阻,及时清洗换热器,降低热传导热阻,选择导热率大的材料,降低换热壁的厚度。
第五章吸收5-1 选择吸收剂时,应从哪几个方面考虑?答:(1) 溶解度吸收剂对溶质组分的溶解度越大,则传质推动力越大,吸收速率越快,且吸收剂的耗用量越少。
(2) 选择性吸收剂应对溶质组分有较大的溶解度,而对混合气体中的其它组分溶解度甚微,否则不能实现有效的分离。
(3) 挥发度在吸收过程中,吸收尾气往往为吸收剂蒸汽所饱和。
故在操作温度下,吸收剂的蒸汽压要低,即挥发度要小,以减少吸收剂的损失量。
(4) 粘度吸收剂在操作温度下的粘度越低,其在塔内的流动阻力越小,扩散系数越大,这有助于传质速率的提高。
化工原理(王志魁第四版)课后思考题答案第二章流体输送机械2-1 流体输送机械有何作用?答:提高流体的位能、静压能、流速,克服管路阻力。
2-2 离心泵在启动前,为什么泵壳内要灌满液体?启动后,液体在泵内是怎样提高压力的?泵入口的压力处于什么状体?答:离心泵在启动前未充满液体,则泵壳内存在空气。
由于空气的密度很小,所产生的离心力也很小。
此时,在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。
虽启动离心泵,但不能输送液体(气缚);启动后泵轴带动叶轮旋转,叶片之间的液体随叶轮一起旋转,在离心力的作用下,液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围,以很高的速度流入泵壳,液体流到蜗形通道后,由于截面逐渐扩大,大部分动能转变为静压能。
泵入口处于一定的真空状态(或负压)2-3 离心泵的主要特性参数有哪些?其定义与单位是什么?1、流量qv: 单位时间内泵所输送到液体体积,m3/s, m3/min, m3/h.。
2、扬程H:单位重量液体流经泵所获得的能量,J/N,m3、功率与效率:轴功率P:泵轴所需的功率。
或电动机传给泵轴的功率。
有效功率Pe:效率:2-4 离心泵的特性曲线有几条?其曲线的形状是什么样子?离心泵启动时,为什么要关闭出口阀门?答:1、离心泵的H、P、与qv之间的关系曲线称为特性曲线。
共三条;2、离心泵的压头H一般随流量加大而下降离心泵的轴功率P在流量为零时为最小,随流量的增大而上升。
与qv先增大,后减小。
额定流量下泵的效率最高。
该最高效率点称为泵的设计点,对应的值称为最佳工况参数。
3、关闭出口阀,使电动机的启动电流减至最小,以保护电动机。
2-5 什么是液体输送机械的扬程?离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的?液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响?答:1、单位重量液体流经泵所获得的能量2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表,在这两处管路截面1、2间列伯努利方程得:3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关,效率也不随液体密度而改变,因而当被输送液体密度发生变化时,H-Q与η-Q曲线基本不变,但泵的轴功率与液体密度成正比。
当被输送液体的粘度大于常温水的粘度时,泵内液体的能量损失增大,导致泵的流量、扬程减小,效率下降,但轴功率增加,泵的特性曲线均发生变化。
2-6 在测定离心泵的扬程与流量的关系时,当离心泵出口管路上的阀门开度增大后,泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化?答:泵出口压力变小,进口处真空度增加2-7 离心泵操作系统的管路特性方程是怎样推导的?它表示什么与什么之间的关系?答:当离心泵安装到特定的管路系统中操作时,若贮槽与受液槽两液面保持恒定,则泵对单位重量(1N)流体所做的净功为,忽略令,得管路特性方程2-8 管路特性方程中的与k的大小,受哪些因素影响?答:与液面高度差和静压差有关。
k与管路长度、管径、摩擦系数及局部阻力系数有关。
2-9 离心泵的工作点是怎样确定的?流量的调节有哪几种常用的方法?答:1、离心泵在管路中正常运行时,泵所提供的流量和压头应与管路系统所要求的数值一致。
安装于管路中的离心泵必须同时满足管路特性方程与泵的特性方程,即管路特性方程和泵的特性方程 H =f(Q),联解上述两方程所得到两特性曲线的交点,即离心泵的工作点。
2、改变口阀开度(改变管路特性曲线);改变泵的转速(改变泵的特性曲线);离心泵并联操作;离心泵的串联操作。
2-10 何谓离心泵的气蚀现象?如何防止发生气蚀?答:1、当叶片入口附近的最低压力等于或小于输送温度下液体的饱和蒸汽压时,液体将在此处汽化或者是溶解在液体中的气体析出并形成气泡。
含气泡的液体进入叶轮高压区后,气泡在高压作用下急剧地缩小而破灭,气泡的消失产生局部真空,周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占据的空间,造成冲击和振动。
金属表面受到压力大,频率高的冲击而剥蚀以及气泡内夹带的少量氧气等活泼气体对金属表面的电化学腐蚀等,使叶轮表面呈现海绵状、鱼鳞状破坏。
这种现象称为汽蚀。
2、为了避免气蚀的发生,泵的安装高度不能太高,可用泵规格表中给出的气蚀余量对泵的安装高度加以限制。
2-11 影响离心泵最大允许安装高度的因素有哪些?答:最大允许安装高度;环境大气压,工作温度下的液体饱和蒸气压,允许气蚀余量,吸入管路的压头损失。
2-12 往复泵有没有气蚀现象?答:往复泵一样有气蚀问题,只是相对较小,但在实际使用中一样需要满足入口压力要求。
2-13 往复泵的流量由什么决定?与管路情况是否有关?答:;往复泵的流量由泵缸尺寸、活塞行程及往复频率所决定,(即单位时间内活塞扫过的体积)。
与管路情况(几乎)无关。
2-14 往复泵的扬程(对液体提供压头)与什么有关?最大允许扬程是由什么决定的?答:1、 2、最大允许扬程由泵的机械强度、密封性能及电动机的功率等决定。
2-15 何谓通风机的全风压?其单位是什么?如何计算?答:全风压:单位体积气体流经通风机后所获得的总机械能。
单位是Pa,2-16 通风机的全风压与静风压及动风压有什么关系?答:全风压为静风压和动风压之和。
2-17 为什么通风机的全风压与气体密度有关?在选用通风机之间,需要把操作条件下的全风压用密度换算成标定条件下的全风压。
但为什么离心泵的压头H 与密度无关?答:因为通风机全压,所以和密度有关离心泵的理论压力第三章沉降与分离3-1 固体颗粒与流体相对运动时的阻力系数在层流层区(斯托克斯区)与湍流区(牛顿区)有何不同?答:10-4< Re <2的区域称为层流区或斯托克斯定律区。
;湍流区或牛顿(Newton)定律区(500< Re<2x105)3-2 球形颗粒在流体中从静止开始沉降,经历哪两个阶段?何谓固体颗粒在流体中的沉降速度?沉降速度受哪些因素影响?答:1、加速阶段和等速阶段2、匀速阶段中颗粒相对于流体的运动速度ut称为沉降速度3、影响因素由沉降公式可以确定。
dp、、及阻力系数有关。
重点掌握层流区3-3 固体颗粒在流体中沉降,其雷诺数越大,流体粘度对沉降速度的影响如何?答:粘度越大沉降速度越小。
3-4 固体颗粒在流体中沉降,其沉降速度在层流层区(斯托克斯区)和湍流区(牛顿区)与颗粒直径的关系有何不同?答:沉降速度在层流层区(斯托克斯区),与颗粒粒径的平方成正比;在湍流区(牛顿区),与颗粒粒径的平方根成正比。
3-5 某微小颗粒在水中按斯托克斯定律沉降,试问在50℃水中的沉降速度与在20℃水中的沉降速度比较,有何不同?答:按照沉降速度在层流层区(斯托克斯区),液体温度升高,粘度降低,密度降低,所以沉降速度增加。
3-6 球形颗粒于静止流体中在重力作用下的自由沉降都受到哪些力的作用?其沉降速度受哪些因素影响?答:重力,浮力,阻力;沉降速度受dp、、及阻力系数有关3-7 利用重力降尘室分离含尘气体中的颗粒,其分离条件是什么?答:3-8 何谓临界粒径?何谓临界沉降速度?答:临界粒径:能100%除去的最小粒径;临界沉降速度。
3-9 用重力降尘室分离含尘气体中的尘粒,当临界粒径与临界沉降速度为一定值时,含尘气体的体积流量与降尘室的底面积及高度有什么关系?答:成正比3-10 当含尘气体的体积流量一定时,临界粒径及临界沉降速度与降尘室的底面积WL有什么关系。
答:成反比3-11 如果已知含尘气体中的临界沉降速度,如何计算多层隔板式降尘室的气体处理量?答:3-12 何谓离心分离因数?提高离心分离因数的途径有哪些?答:离心分离因数:同一颗粒所受到离心力与重力之比;3-13 离心沉降与重力沉降有何不同?答:在一定的条件下,重力沉降速度是一定的,而离心沉降速度随着颗粒在半径方向上的位置不同而变化。
3-14 对于旋风分离器,提高离心分离因数的有效方法是什么?3-15 要提高过滤速率,可以采取哪些措施?答:过滤速率方程3-16 恒压过滤方程式中,操作方式的影响表现在哪里?答:3-17 恒压过滤的过滤常数K与哪些因素有关?答:第四章传热4-1 根据传热机理的不同,有哪三种基本传热方式?他们的传热机理有何不同?答:根据传热机理的不同,热的传递有三种基本方式:热传导、对流传热和辐射传热。
热传导(简称导热):热量不依靠宏观混合运动而从物体中的高温区向低温区移动的过程。
在固体、液体和气体中都可以发生。
对流传热:由流体内部各部分质点发生宏观运动而引起的热量传递过程,只能发生在有流体流动的场合。
热辐射:因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。
可以在完全真空的地方传递而无需任何介质。
4-2 傅立叶定律中的负号表示什么意思?答:热量传递的方向沿着温度梯度下降的方向。
4-3 固体、液体、气体三者的热导率比较,哪个大,哪个小?答:一般固体>液体>气体4-4 纯金属与其合计比较,热导率哪个大?答:纯金属大于合金4-5 非金属的保温材料的热导率为什么与密度有关?答:密度小,则所含的空气越多,气体的导热系数低于固体。
4-6 在厚度相同的两层平壁中的热传导,有一层的温度差较大,另一层较小。
哪一层热阻大。
答:温差大的热阻大,热导率低。
4-7 在平壁热传导中,可以计算平壁总面积A的导热速率Q,也可以计算单位面积的导热速率(即热流密度)。
而圆筒壁热传导中,可以计算圆筒壁内、外平均面积的导热速率Q,也可以计算单位圆周长度的壁面导热速率ql,为什么不能计算热流密度?答:圆筒壁的传热面积和热流密度不再是常量,但传热速率在稳态时是常量4-8 输送水蒸气的圆管外包覆两层厚度相同、热导率不同的保温材料。
若改变两层保温材料的先后次序,其保温效果是否改变?若被保温的不是圆管而是平壁,保温材料的先后顺序对保温效果是否有影响?答:圆筒壁:有影响平壁没有影响4-9 对流传热速率方程中的对流传热系数α与哪些因素有关答:流动状态(气、液、蒸汽)、流体的性质(热导率、热容、粘度、密度)、壁面形状等[流体有无相变化、流体流动的原因、流动状态、流动物性和壁面情况(换热器结构)等都影响对流传热系数。
]4-10 流体在圆管内强制对流时对流换热系数α的计算式中,Pr的指数n由什么决定?流体在管内的流速及管径对α的影响有多大?管长、弯管的曲率对管内对流传热有何影响?答:被加热n=0.4;被冷却n=0.3在传热管的长度小于进口段以前,管子愈短,则边界层愈薄,就愈大。
曲率越大,就愈大。
4-11 水的对流传热系数一般比空气大,为什么?答:按照强制对流公式4-12 为什么滴状冷凝的对流传热系数比膜状冷凝的大?由于壁面不容易形成滴状冷凝,蒸汽冷凝多为膜状冷凝。
影响膜状冷凝的因素有哪些?答:在滴状冷凝过程中,壁面的大部分面积直接暴露在蒸汽中,在这些部位没有液膜阻碍着热流,故滴状冷凝的传热系数可比膜状冷凝高十倍左右。
影响膜状冷凝的因素有:(1)冷凝液膜两侧的温度差当液膜呈滞流流动时,若温度差加大,则蒸汽冷凝速率增加,因而液膜层厚度增加,使冷凝传热系数降低。