大学化工原理课程习题

大学化工原理试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 化工生产中，下列哪种设备不用于传热过程？A. 反应器B. 换热器C. 冷凝器D. 蒸发器答案：A2. 化工原理中，下列哪种操作不属于单元操作？A. 蒸馏B. 萃取C. 过滤D. 聚合答案：D3. 在化工生产中，下列哪种现象不属于传质过程？A. 蒸发B. 吸收C. 吸附D. 沉淀答案：D4. 化工原理中，下列哪种方法不用于分离混合物？A. 离心B. 沉降C. 蒸馏D. 混合5. 化工原理中，下列哪种设备不用于流体输送？A. 泵B. 压缩机C. 搅拌器D. 风机答案：C6. 化工生产中，下列哪种设备不用于物料的粉碎？A. 球磨机B. 锤磨机C. 搅拌器D. 粉碎机答案：C7. 在化工原理中，下列哪种操作不涉及相变？A. 蒸发B. 冷凝C. 过滤D. 干燥答案：C8. 化工原理中，下列哪种操作不涉及压力变化？A. 压缩B. 膨胀C. 混合D. 过滤答案：D9. 在化工生产中，下列哪种现象不属于传热过程？B. 对流C. 辐射D. 扩散答案：D10. 化工原理中，下列哪种设备不用于分离气体混合物？A. 分离塔B. 吸收塔C. 反应器D. 洗涤塔答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 在化工生产中，______是将不同沸点的液体混合物分离的一种方法。

答案：蒸馏2. 化工原理中，______是指在一定条件下，两种或多种物质在相界面上的质量传递过程。

答案：传质3. 在化工生产中，______是利用固体颗粒在流体中的沉降速度不同来实现分离的方法。

答案：沉降4. 化工原理中，______是指在一定条件下，两种或多种物质在相界面上的能量传递过程。

答案：传热5. 在化工生产中，______是利用离心力来实现固体和液体分离的方法。

答案：离心6. 化工原理中，______是指在一定条件下，两种或多种物质在相界面上的动量传递过程。

答案：流体力学7. 在化工生产中，______是利用气体混合物中各组分的溶解度差异来实现分离的方法。

可编辑修改精选全文完整版《化工原理》习题集第二章气体吸收1、当总压为101.3 kPa，温度为25℃时，100克水中含氨1克，该溶液上方氨的平衡分压为0.933 kPa；若在此浓度范围内亨利定律适用，试求溶解度系数H和相平衡常数m（溶液密度近似取为1000kg/m3）。

2、含有4%（体积）氨气的混合气体，逆流通过水喷淋的填料塔，试求氨溶液的最大浓度，分别以摩尔分率，质量分率，比摩尔分率，比质量分率表示。

塔内绝对压强为2.03×105 Pa, 在操作条件下，气液平衡关系为p* = 2000x(式中p的单位为mmHg, x为摩尔分率)。

3、已知NO2水溶液的亨利系数如下：指出下列过程是吸收过程还是解吸过程，推动力是多少？并在x - y图上表示。

（1）含NO20.003(摩尔分率)的水溶液和含0.06 (摩尔分率) 的混合气接触，总压为101.3 kPa，T=35℃；（2）气液组成及总压同（1），T=15℃；（3）气液组成及温度同（1），总压达200kPa（绝对压强）。

4、已知某吸收系统中，平衡关系为y = 0.3x ，气膜吸收分系数k y = 1.815×10-4 kmol / (m2.s)，液膜吸收分系数k x = 2.08×10-5 kmol / (m2.s)，并由实验测得某截面上气液相浓度分别为y = 0.014，x = 0.02，试求：（1）界面浓度y i、x i分别为多少？（2）液膜阻力在总阻力中所占的百分数，并指出控制因素；（3）气相推动力在总推动力中所占的百分数。

4、在吸收塔内用水吸收混于空气中的低浓度甲醇，操作温度为27℃，压力为101.3kPa（绝对压力）。

稳定操作状况下，塔内某截面上的气相中甲醇分压为5.07 kPa，液相中甲醇浓度为2mol / m3。

甲醇在水中的溶解度系数H = 1.995 kmol / (m3.kpa.)，液膜吸收分系数k L = 2.08×10-5 m / s，气膜吸收分系数k G = 1.55×10-5 kmol / (m2.s.kpa.)。

化工原理试题（附答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、轴毂连接中以键连接最为常见，其中普通平键连接里适用于轴端部的形状是：（）A、圆头（A型）B、方头（B型）C、单圆头（C型）正确答案：C2、容积大于10m3的低温液体储存容器（如液氨储罐）属于哪种容器（）。

A、第三类B、第二类C、第一类正确答案：A3、从受力角度考虑，椭圆形封头、碟形封头、半球形封头和折边球面封头四种凸形封头中，（）的受力情况最好。

A、椭圆形封头B、半球形封头C、碟形封头D、折边球面封头正确答案：A4、以下属于列管式换热器组成部件的是（）。

A、塔盘B、管板C、燃烧器正确答案：B5、裙座与塔体的连接焊缝，如采用塔接焊缝，则焊缝截面处同时承受( )和剪力作用，所以操作或水压试验时，焊缝承受复合剪切应力作用。

A、强度B、载荷C、定力D、压力正确答案：B6、确定压力容器是否属于《固定式压力容器安全技术监察规程》管辖范围的压力条件是指 ( )A、计算压力B、最大允许工作压力C、工作压力D、设计压力正确答案：C7、下列属板式换热器的设备是（）。

A、U形管式B、螺旋板式C、套管式D、填料函式正确答案：B8、对于一台离心水泵来说，现在改为输送比水粘度大的液体，那么泵的扬程将（）。

A、不变B、减小C、增大正确答案：B9、在化工生产中，我们需要依靠输送机来完成固体物料的输送及储存，以下三种输送机中，可以用于垂直方向输送物料的是：（）A、带式输送机B、螺旋输送机C、斗式提升机正确答案：B10、下列压力容器属于反应容器的是（）。

A、洗涤器B、流化床C、热交换器D、回收塔正确答案：B11、单纯由于受压缩的液体或气体将容器胀破而发生的爆炸属于（）。

A、化学爆炸B、二次爆炸C、物理爆炸正确答案：C12、板式塔和填料塔相比较，板式塔较填料塔压降_____、持液量_____、质量______。

A、较大、较大、较大B、较小、较大、较大C、较大、较大、较小D、较大、较小、较小正确答案：C13、釜式反应器可用于不少场合，除了( )。

《化工原理》课程习题集一、单选题1.因次分析法的目的在于( )。

A 得到各变量间的确切定量关系B 得到各无因次数群的确切定量关系C 用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化D 用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠2.某物体的质量为1000 kg，则其重量为( )。

A 1000 NB 9810 NC 9810 kgfD 1000/9.81 kgf3.某系统的绝对压力为0.04 MPa，若当地大气压力为0.1 MPa，，则该系统的真空度为（）。

A.0.1 MpaB.0.14 MpaC.0.04 MpaD.0.06 MPa4. 4 ℃水在SI制中密度为( )，重度为( )。

A 1000 kgf·m-3B 1000 kg·m-3C 102 kgf·s2·m-4D 9810 N·m-35. 4 ℃水在在工程单位制中密度为( )，重度为（）。

A 1000 kgf·m-3B 1000 kg·m-3C 102 kgf·s2·m-4D 9810 N·m-36.将含晶体10％的悬浮液送往料槽宜选用（）。

Ａ离心泵Ｂ往复泵Ｃ齿轮泵Ｄ喷射泵7.某泵在运行１年后发现有气缚现象，应（）。

Ａ停泵，向泵内灌液Ｂ降低泵的安装高度Ｃ检查进口管路有否泄漏现象Ｄ检查出口管路阻力是否过大8.离心通风机的铭牌上标明的全风压为100 mmH2O意思是( )。

A 输任何条件的气体介质全风压都达100 mmH2OB 输送空气时不论流量多少，全风压都可达100 mmH2OC 输送任何气体介质当效率最高时，全风压为100 mmH2OD 输送20 ℃，101325 Pa的空气，在效率最高时，全风压为100 mmH2O9.离心泵的实际安装高度( )允许安装高度，就可防止气蚀现象发生。

A 大于B 小于C 等于D 近似于10.操作条件下允许吸上真空高度为H s，允许的最大安装高度为H g,max，泵的入口速度为u1，S H f,0-1为吸入管路单位重量液体的阻力损失，则( )。

第一章 流体流动【例1-1】 已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m 3与998kg/m 3，试求含硫酸为60%（质量）的硫酸水溶液的密度为若干。

解：根据式1-49984.018306.01+=m ρ=（3.28+4.01）10-4=7.29×10-4ρm =1372kg/m 3【例1-2】 已知干空气的组成为：O 221%、N 278%和Ar1%（均为体积%），试求干空气在压力为9.81×104Pa 及温度为100℃时的密度。

解：首先将摄氏度换算成开尔文100℃=273+100=373K 再求干空气的平均摩尔质量M m =32×0.21+28×0.78+39.9×0.01 =28.96kg/m3根据式1-3a 气体的平均密度为：3kg/m 916.0373314.896.281081.9=⨯⨯⨯=m ρ【例1-3 】 本题附图所示的开口容器内盛有油和水。

油层高度h 1=0.7m 、密度ρ1=800kg/m 3，水层高度h 2=0.6m 、密度ρ2=1000kg/m 3。

（1）判断下列两关系是否成立，即 p A =p'A p B =p'B （2）计算水在玻璃管内的高度h 。

解：（1）判断题给两关系式是否成立 p A =p'A 的关系成立。

因A 与A '两点在静止的连通着的同一流体内，并在同一水平面上。

所以截面A-A'称为等压面。

p B =p'B 的关系不能成立。

因B 及B '两点虽在静止流体的同一水平面上，但不是连通着的同一种流体，即截面B-B '不是等压面。

（2）计算玻璃管内水的高度h 由上面讨论知，p A =p'A ，而p A =p'A 都可以用流体静力学基本方程式计算，即p A =p a +ρ1gh 1+ρ2gh 2 p A '=p a +ρ2gh于是 p a +ρ1gh 1+ρ2gh 2=p a +ρ2gh简化上式并将已知值代入，得 800×0.7+1000×0.6=1000h 解得 h =1.16m【例1-4】 如本题附图所示，在异径水平管段两截面（1-1'、2-2’）连一倒置U 管压差计，压差计读数R =200mm 。

化工原理试题及答案一、选择题1.饱和蒸汽压是指：A. 在一定温度下，液体和其饱和蒸汽之间的平衡压强B. 在一定温度下，饱和蒸汽中的液相分子的蒸发速度等于凝华速度C. 在一定温度下，液体与其饱和蒸汽之间没有压强差D. 在一定温度下，液体蒸发的速度等于凝华的速度答案：A2.热力学第一定律是指：A. 系统的内能变化等于对外做功和吸收热量之和B. 系统的内能变化等于对外做功减去吸收热量C. 系统的内能变化等于对外做功加上吸收热量D. 系统的内能变化等于内能增加减去对外做功答案：A3.催化剂加入反应中的作用是：A. 降低活化能，加快反应速率B. 降低反应速率，提高产物选择性C. 增加活化能，提高反应速率D. 不改变反应速率和产物选择性答案：A4.离心机常用于：A. 分离液体和固体的混合物B. 分离液体和液体的混合物C. 分离固体和固体的混合物D. 分离固体和气体的混合物答案：B5.化学反应速率与以下哪个因素无关：A. 温度B. 反应物浓度C. 压力D. 催化剂答案：C二、填空题1.氧化反应中，氧气起的作用是____________。

答案：氧化剂2.在常见的酸碱滴定反应中，__酸度__ 指标常用来作为滴定终点指示剂。

答案：酸度3.物质在恒定温度下，其蒸气压与温度呈__________关系。

答案：正比4.化学反应速率可以通过以下哪个因素调控：–反应物的浓度–反应物的温度–催化剂的加入答案：反应物的浓度，反应物的温度，催化剂的加入三、简答题1.请简述化工原理中常用的分离技术之一——蒸馏的原理和应用场景。

答案：蒸馏是一种常见的分离技术，其原理是根据液体组分的不同挥发性，利用液体的蒸汽化和凝结过程将液体混合物分离为不同组分。

在蒸馏过程中，混合物被加热至使其中某些组分蒸发，蒸汽进入冷凝器后变为液体，从而实现分离。

蒸馏技术广泛应用于化工工艺中，可以用于纯化有机溶剂、提取和净化石油、制取酒精、分离气体等。

2.简要解释催化剂在化学反应中的作用原理。

化工原理第一章 练习1． 湍流流动的特点是 脉动 ，故其瞬时速度等于 时均速度 与 脉动速度 之和。

2．雷诺准数的物理意义是 黏性力和惯性力之比 。

3．当地大气压为755mmHg ，现测得一容器内的绝对压力为350mmHg ，则其真空度为405 mmHg 。

4．以单位体积计的不可压缩流体的机械能衡算方程形式为ρρρρρρf s w p u gz w p u gz +++=+++2222121122。

5．实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是 黏性 。

6．如图所示，水由敞口恒液位的高位槽流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，管路总阻力损失（包括所有局部阻力损失）将 （1） 。

(1)不变 (2)变大 (3)变小 (4)不确定7．如图所示的并联管路，其阻力关系是 （C ） 。

（A ）(h f )A1B (h f )A2B （B ）(h f )AB =(h f )A1B +(h f )A2B （C ）(h f )AB =(h f )A1B =(h f )A2B（D ）(h f )AB (h f )A1B =(h f )A2B8．孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒 截面 、变 压头 ，而后者是恒 压头 、变 截面 。

9．如图所示，水从槽底部沿内径为100mm 的水平管子流出，阀门前、后的管长见图。

槽中水位恒定。

今测得阀门全闭时，压力表读数p=。

现将阀门全开，试求此时管内流量。

已知阀门（全开）的阻力系数为，管内摩擦因数=。

答：槽面水位高度m g p H 045.681.91000103.593=⨯⨯==ρ在槽面与管子出口间列机械能衡算式，得：24.60.15.01.0203081.9045.62u⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=⨯λ解得：s m u /65.2=反应 器题7附图 1AB2题8附图p30m 20m题1附图h m s m u d V /9.74/0208.065.21.041413322==⨯⨯==ππ1．水以70m 3/h 的流量流过倾斜的异径管通。

第一章流体的流动一、计算题1. 等压面的判断如附图所示，A与B两设备内充满水，两设备之间的U形压差计内的指示液为水银。

试说明：（1）1、2、3、4各点压强是否都相等？（2）5、6、7、8各点压强是否都相等？（3）9、10、11、12各点压强是否都相等？（4）两U形压差计读数R与H是否相同？为什么？答：略。

2. 液封高度的确定精馏塔底部用蛇管加热，液体的饱和蒸汽压为1.093×105N/m2，液体密度为950 kg/m3。

采用Π形管出料，Π形管顶部与塔内蒸汽空间有一细管AB连通（见附图）。

试求：（1）为保证塔底液面高度不低于1m，Π形管高度H 应为多少？（2）为防止塔内蒸汽由连通管逸出，Π形管出口液封高度H’至少应为多少？答：（1）略；（2）0.86m。

3.复式压差计的测量用一复式U形压差计测量某种流体流过管路中A、B两点的压力差。

已知流体的密度为ρ，指示液的密度为ρ0，且两U形管之间的流体与管内流体相同。

已知两个U形压差计的读数分别为R1、R2，试推导A、B两点压力差的计算式，并分析由此可得出什么结论？答：略。

4. 分层器中分界面的确定附图所示是一个油水分离器。

油水的界面依靠倒U 形管调节。

已知ρ油=780 kg/m 3，u 水=0.5m/s ，O mH 136.02 f h 。

求：（1）阀1关、阀2、3开时，H=？（界面位置）（2）阀1开、阀2、3开时，H=？（3）阀1关、阀2开、阀3关时，倒U 形管中液面的高度为多少？（设容器中油水界面H 为（1）计算值）（4）阀1关、阀2关、阀3开时，分离器内界面能维持吗？答：（1）3.81m ；（2）1.09m ；（3）0.15m ；（4）略5．远距离液位测量为测定贮罐中油品的贮存量，采用附图所示的远距离液位测量装置。

已知贮罐为圆柱形，其直径为1.6m ，吹气管底部与贮罐底的距离为0.3m ，油品的密度为850 kg/m 3。

若测得U 形压差计读数R 为150mmHg ，试确定贮罐中油品的贮存量，分别以体积及质量表示。

大学化工原理试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 化工生产中，下列哪项不是化学工程的研究范畴？A. 化学反应工程B. 材料科学C. 传递过程D. 过程控制2. 流体在管道中流动时，若管道直径增大，则流速会如何变化？A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定3. 在化工过程中，下列哪项是提高反应速率的有效方法？A. 降低温度B. 减小反应物浓度C. 增加催化剂D. 减小反应物接触面积4. 根据化学平衡原理，下列哪项描述是正确的？A. 反应物浓度增加，平衡向正反应方向移动B. 增加压力，平衡向气体体积减小的方向移动C. 升高温度，平衡向吸热反应方向移动D. 增加催化剂，平衡位置不变5. 在化工分离过程中，下列哪项不是蒸馏操作的特点？A. 利用组分沸点差异B. 需要加热C. 可以分离非挥发性组分D. 需要冷却6. 化工设备中，填料塔与板式塔的主要区别是什么？A. 填料塔有固定填料，板式塔无B. 板式塔有固定填料，填料塔无C. 填料塔用于气液接触，板式塔用于液液接触D. 板式塔用于气液接触，填料塔用于液液接触7. 在化工热力学中，下列哪项不是焓变的计算依据？A. 反应物和生成物的焓值B. 反应物和生成物的温度C. 反应物和生成物的压力D. 反应物和生成物的摩尔数8. 化工过程中，下列哪项不是传热的基本方式？A. 导热B. 对流C. 辐射D. 扩散9. 在化工设计中，下列哪项不是反应器设计需要考虑的因素？A. 反应器的体积B. 反应物的转化率C. 反应器的形状D. 反应器的材质10. 在化工生产中，下列哪项不是常见的能量回收方式？A. 热交换B. 热泵C. 热电联产D. 热解二、填空题（每题2分，共20分）1. 化工生产中，反应器的容积通常根据______来确定。

2. 在传递过程中，______是描述物质在流体中扩散的物理量。

3. 化工设备的设计中，______是影响设备尺寸和成本的重要因素。

—. 选择题(每题2分，共20分)1.有下列各个用不同单位表示的压强值，则从大到小的顺序为（）.a.1.5kgf/cm2(表压) (真空度)×104Pa(绝对压) 绝对压)>c>b>d >a>d>b >b>c>a >c>b>a2.某管道的（1+le）及q v已确定，且是完全湍流，设计时若将直径d增大一倍，其它条件不变，则阻力损失Ｈf是原值的（）.4 8 C.1/32 163.水在一根内径变化的水平圆管内作定态流动，已知水在粗管中的流速为１m/s，粗管的内径是细管的２倍，若流动过程中的阻力可以不计，则水在细管中的压力将比粗管中的压力（）Pa.A.大7500B.小7500C. 大2000D.小20004.离心泵的出口阀开大，流量必然增大，出口压力表读数则（）.A.升高 A.几乎不变 C.不确定 D.降低5.用叶滤机在压差为下恒压过滤某悬浮液，其温度为10o C,过滤1h可得滤液10m3，介质阻力不计，如悬浮液加热至40o C,其粘度只有10o C时的一半，其它条件不变，则过滤1h得滤液（）m3.B.14.1C.20 在流化床反应器中，气体流速与压降的关系是（）.A.流速大，压降大B. 流速小，压降小C.流速小，压降大D.压降与流速无关7.通过三层平壁的定态传热过程, 第一层两侧温度分别为1200C和800C, 热阻为R1, 第三层外表面温度为400C, 热阻为R3, 第二层热阻为R2, 则R1、R2、R3大小关系为( ).>(R 2+R 3) <(R 2+R 3) =(R 2+R 3) D.不确定8.冷热两种流体通过金属壁面进行热交换，则壁温接近于（ ）. A.α大一侧流体温度 B.α小一侧流体温度 C.冷流体温度 D.热流体温度9.在确定换热介质的流程中，通常走壳程的是（ ）.A ．高压流体 B.易结垢流体 C.粘度大的流体 D.腐蚀性流体 10.在套管式换热器中冷热两种流体作逆流换热，如phh pc c C w C w <1，且A →∞，则热流体的出口温度T 2是（ ）.B.无法确定C.)(122t t C w C w T phh pc c -+二. 填空题(每空1分，共30分)1.当流体的流动型态是层流时, 流速沿断面按________________ 分布, 平均流速是最大流速的_____________________; 当流体的流动型态是湍流时, 流速沿断面按___________________分布, 平均流速是最大流速的______________左右.2.流体流动系统中, 若____________________________________________, 则此种流动称为定态流动; 当流体充满导管作定态流动时, 在导管系统没有汲入或泄失的情况下，__________________________________应相等, 此关系称为流体流动的连续性方程.对于圆形管路且是不可压缩流体, 则连续性方程也可以写成______________________.3.任何局部阻力系数的增大, 将使管内流量___________, 下游阻力增大将使上游压强___________, 上游阻力增大, 将使下游压强______________.4.离心泵启动前需要向泵内充满被输送流体, 否则将发生__________现象;而当离心泵的安装高度超过允许安装高度时,将可能发生_______现象. 离心泵通常用____________调流量; 往复泵通常用_________调流量.5.实际流化床可能有两种不同的流化形式, 即______________和___________,流化床不正常操作现象有________和_____________.要使固体粒子在流态化操作, 通常要使气速高于_______________而低于_______________.5.在降尘室中除去某粒径的颗粒时, 若降尘室高度增加, 则颗粒的沉降时间____________, 气体流速_______________, 生产能力_______________.6.对于板框式压滤机, 过滤面积为全部滤框面积的____________, 洗涤面积为过滤面积的___________, 洗涤液通过_________过滤终了时滤液的途径.7.换热器操作时, 若W h、T1、t1不变, 冷流体流量W c增大, 则K_________,t2___________, T2________, Q_____________.二. 填空题1.抛物线; 一半; 指数函数; 左右.2. 运动空间各点的状态不随时间变化; 各截面的质量流量; u1/u2=(d2/d1)2.3. 变小; 增大; 变小.4. 气缚; 气蚀; 阀门; 旁路.5. 散式流化; 聚式流化; u mf; u t.6. 增大; 变小; 不变.7. 2倍; 一半; 2倍.8. 增大; 变小; 变小; 增大.三. 计算题1、某圆形管道管径为57mm ×3.5mm 。

化工原理练习题一、选择题（每题2分，共20分）1. 化工生产中，下列哪种设备主要用于实现固体颗粒的分离？A. 离心泵B. 过滤机C. 换热器D. 反应器2. 以下哪个参数不是传热系数的计算因素？A. 流体的流速B. 流体的密度C. 流体的粘度D. 流体的比热容3. 在化工过程中，下列哪种情况会导致反应速率降低？A. 增加反应物浓度B. 提高温度C. 减少催化剂用量D. 增大压力4. 以下哪种不是化工过程中常用的分离方法？A. 蒸馏B. 萃取C. 蒸发D. 混合5. 化工原理中，下列哪种设备用于实现流体的压缩？A. 离心泵B. 压缩机C. 换热器D. 冷却塔6. 根据牛顿冷却定律，物体的冷却速率与什么有关？A. 物体的体积B. 物体与周围环境的温差C. 物体的质量D. 物体的颜色7. 在化工生产中，以下哪种情况下，反应器的容积效率最高？A. 反应物浓度较低B. 反应时间较长C. 反应温度较高D. 反应物浓度较高8. 化工过程中，传质系数的高低主要受哪些因素影响？A. 温度B. 压力C. 流体的流速D. 所有以上因素9. 以下哪种类型的换热器不适合处理高粘度流体？A. 壳管式换热器B. 板式换热器C. 螺旋板式换热器D. 管壳式换热器10. 在化工生产中，对于某些反应，为什么需要在反应器中加入催化剂？A. 降低反应温度B. 提高反应速率C. 改变反应产物D. 减少原料使用量二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述化工生产中常见的三种传热方式，并举例说明。

2. 描述化工过程中蒸馏操作的基本原理，并解释为何蒸馏可以用于分离不同沸点的混合物。

3. 解释何为反应速率常数，并说明它与哪些因素有关。

三、计算题（每题25分，共50分）1. 某化工工厂需要将一种液体从20°C加热到80°C，该液体的比热容为4.18 kJ/kg·K，质量流量为50 kg/s。

如果使用一个换热器，其传热系数为1000 W/m²·K，换热面积为10 m²，求所需的热量输入。

化⼯原理第1章--流体流动-习题及答案⼀、单选题1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。

AA 质量；B 粘度；C 位能；D 动能。

2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。

AA 密度；B 粘度；C 位能；D 动能。

3．层流与湍流的本质区别是（）。

DA 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。

4．⽓体是（）的流体。

BA 可移动；B 可压缩；C 可流动；D 可测量。

5．在静⽌的流体内，单位⾯积上所受的压⼒称为流体的（）。

CA 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（）。

AA 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。

DA 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。

AA 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。

AA 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。

DA ⼤⽓压；B 表压⼒；C 相对压⼒；D 绝对压⼒。

11. 流体在园管内流动时，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（）。

BA. 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( )。

AA. 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( )。

CA. 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。

绪论1解：换算因数： 1.010********/==⋅=⋅=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅sm kg s m s cm g sN m scm g spa scm g∴1g ⋅cm -1⋅s -1=0.1pa ⋅s 2.解：51001325.1Paatm ⨯= 1m N Pa 2=⋅- 1m N J =⋅ 3310m L -= ∴2321001325.1m J m N m N atm L ⨯=⋅⋅⋅⋅⋅⋅-∴21001325.1J atm L ⨯=⋅以J ·mol -1·K -1表示R 的值R =0.08206×1.01325×102 J ﹒mol -1﹒K -1=8.315 J ﹒mol -1﹒K -1第一章 流体流动1. 表压=－真空度=－4.8×104Pa 绝压=5.3×104 Pa2.解：设右侧水面到B ′点高为h 3，根据流体静力学基本方程可知P B =P B ′ 则ρ油gh 2=ρ水gh 3mm mkg mmm kg h 4921000600820h 3323=⋅⨯⋅==--水油ρρ h=h 1+h 3=892mm5解:以图中截面a-a ′为等压面，则P 啊=Pa ′ρ油g(h 1+h 0)=ρ油g(h 2-R+h 0) + ρ水银gR （h 0为水银压差计高液面与容器底部的高度差） ∴ h 2=h 1 + R - ρ水银R/ρ油 = 4 +0.2-13600*0.2/860 = 1.04m6解：h=P(表压)/ ρ水g =81.9*10001000*10 =1.02 m7.解：由公式AVsu =可得 Vs=uA=u πd 2/4=0.8×π×(57-3.5×2)2×10-6/4=1.57×10-3m 3/sWs=Vs ρ=1.57×10-3×1840=2.89kg/ss m kg u AWsG ⋅=⨯===2/147218408.0ρ 9解：以地面以下的水管所在的平面为基准水平面，则：fh Pu gz u P gz ∑+++=++ρρ2222211122Z 1=9m, u 1=0, P 1=P 2=P 0 ,Z 2=4m,u 2=u∴9.81*9=9.81*4+222u +40*222u∴u=1.55m/s,Vs=uA=1.55*3.1415926*0.0252=10.95m3/h 若Vs'=Vs*(1+25%)=1.25Vs,则u'=1.25u=1.9375m/s ∴Z 1-Z 2=7.86m,即将水箱再升高7.86-5=2.86m 10解:Vs=8m3/h 时，该系统管路中水的流速为u 1=4Vs/3600πd 2=4*8/3600*3.1415926*0.0532=1.008m/s以压力表处为截面1-1'，水箱液面为截面2-2'，并以截面1-1'为基准水平面，则：f h Pu gz u P gz ∑+++=++ρρ2222211122Z2-Z1=24m P2=0 u2=0∴P1=(234.93+∑h f )*1000而3424.5001.01000*008.1*053.0Re===μρduε/d=0.2/53=0.00377查表得λ=0.0282 ∴∑h f = （h f + ξ）﹒u 12/2 =（0.0282*100/0.053 + 1）* 1.0082/2 =27.54J/Kg ∴P 1=(234.93+27.54)*1000=0.262MPa即压力表的读数为0.262MPa 时才能满足进水量为8m3/h 的需要。

第四章传热一、名词解释1、导热若物体各部分之间不发生相对位移,仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导导热;2、对流传热热对流是指流体各部分之间发生相对位移、冷热流体质点相互掺混所引起的热量传递;热对流仅发生在流体之中, 而且必然伴随有导热现象;3、辐射传热任何物体, 只要其绝对温度不为零度0K, 都会不停地以电磁波的形式向外界辐射能量, 同时又不断地吸收来自外界物体的辐射能, 当物体向外界辐射的能量与其从外界吸收的辐射能不相等时, 该物体就与外界产生热量的传递;这种传热方式称为热辐射;4、传热速率单位时间通过单位传热面积所传递的热量W/m25、等温面温度场中将温度相同的点连起来,形成等温面;等温面不相交;二、单选择题1、判断下面的说法哪一种是错误的; BA 在一定的温度下,辐射能力越大的物体,其黑度越大；B 在同一温度下,物体吸收率A与黑度ε在数值上相等,因此A与ε的物理意义相同；C 黑度越大的物体吸收热辐射的能力越强；D 黑度反映了实际物体接近黑体的程度;2、在房间中利用火炉进行取暖时,其传热方式为_______ ; CA 传导和对流B 传导和辐射C 对流和辐射3、沸腾传热的壁面与沸腾流体温度增大,其给热系数_________; CA 增大B 减小C 只在某范围变大D 沸腾传热系数与过热度无关4、在温度T时,已知耐火砖辐射能力大于磨光铜的辐射能力,耐火砖的黑度是下列三数值之一,其黑度为_______; AA B 0.03 C 15、已知当温度为T时,耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力,则铝的黑度______耐火砖的黑度; DA 大于B 等于C 不能确定是否大于D 小于6、多层间壁传热时,各层的温度降与各相应层的热阻_____; AA 成正比B 成反比C 没关系7、在列管换热器中,用饱和蒸汽加热空气,下面两项判断是否正确： A甲、传热管的壁温将接近加热蒸汽温度；乙、换热器总传热系数K将接近空气侧的对流给热系数;A 甲乙均对B 甲乙均不对C 甲对,乙不对D 乙对,甲不对8、列管换热器管程常用流速范围为：一般液体_______,气体__________; A CA - 3 m/sB 3 - 15 m/sC 5 - 30 m/s9、一管壳式换热器,管内走液体,管间走蒸汽,由于液体入口温度下降,在流量不变情况下,仍要达到原来的出口温度t,此设备已不允许再提高蒸汽压力强度,采取简便有效措施______; AA 管内加扰流内件B 提高壳程数10、碳钢的导热率为_______；不锈钢的导热率为_______；铜的导热率为_______,常压常温空气的导热率为_______；常温水的导热率为_______; C, D, B, F, EA 151W/m℃B 370W/m℃C 45W/m℃D 16W/m℃E m℃F m℃11、套管冷凝器的内管走空气,管间走饱和水蒸气,如果蒸汽压力一定,空气进口温度一定,当空气流量增加时 A B B①传热系数K应 A 增大 B 减小 C 基本不变②空气出口温度 A 增大 B 减小 C 基本不变③壁温 A 增大 B 略有减小 C 基本不变12、一定流量的液体在一25×2.5mm的直管内作湍流流动,其对流给热系数＝1000W/m2·℃;如流量与物性都不变,改用一19×2mm的直管,则其值将变为__________ W/m2·℃; DA 1059B 1496C 1585D 167813、穿过三层平壁的稳定导热过程,如图所示;试比较第一层的热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的大小____________; C A CA R1> R2+R3B R1< R2+R3C R1= R2+R3D 无法比较14、①在一列管式换热器中,用冷却水冷凝酒精蒸汽,换热器最好____________放置；冷却水应走____________; A CA 水平B 垂直C 管内D 管外②已知某平壁外两层不等厚b1<b2保温材料的温度分布曲线如图示, 则A层导热率__________B层的导热率; CA 小于B 不能确定是否大于C 大于D 等于15、稳定传热是指______; BA 传热系统中各点的温度不随位置和时间而变;B 传热系统中各点的温度仅随位置变,而不随时间变;C 传热系统中各点的温度不随位置变而随时间变;D 传热系统中各点的温度随位置和时间而变;16、棉花保温性能好,主要是因为______; CA 棉纤维素导热率小；B 棉花中含有相当数量的油脂；C 棉花中含有大量空气,而空气的运动又受到阻碍；D 棉花白色,因而黑度小;17、无相变强制对流α来自_______; CA 纯经验方法B 纯理论方法C 因次分析与实验结合半理论、半经验方法D 数学模型法E 因次分析法18、在蒸汽冷凝中,不凝气体的存在对α的影响是______; BA 使α值升高B 使α值大大降低C 使α值有一定影响D 对α值无影响19、红砖的黑度为,若温度为300℃,则红砖的发射能力为________W/m 2; BA W/m 2B 5684 W/m 2C W/m 2D 1000 W/m 220、换热器中冷热流体进出口温度一定时,下面说法中正确的是 ; DA t m 并<t m 逆<t m 折B t m 逆＝t m 并＝t m 折C t m 并<t m 逆＝t m 折D t m 并< t m 逆 >t m 折21、对在蒸汽与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; AA 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;22、在间壁换热器中,当两流体均变温时,采用折流的目的是 ; AA 提高KB 提高t mC 增加传热面积AD 使K 和A 均增加;23、100℃时铜的导热率为_____,18℃时钢的导热率近似为_______,20℃时空气的导热率近似为______,20℃水的导热率近似为______; C A B DA 45W/mKB mKC 377W/mKD mK24、在相同温度下,实际物体的吸收率A 与黑体的吸收率A 0的关系是 ; CA A A 0B A A 0C A A 0D 不一定25、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_______; CA 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;26、一管壳式换热器,管内走液体,管间走蒸汽,由于液体入口温度下降,在流量不变情况下,仍要达到原来的出口温度t ,此设备已不允许再提高蒸汽压力强度,采取简便有效措施______; AA 管内加扰流内件B 提高壳程数27、有一列管换热器,由38根252.5mm 无缝钢管组成,某有机蒸汽在管外冷凝,管内通冷却水,水流速0.5m/s,相应的R e=104及对流给热膜系数为;当水流量减为一半时,对流给热膜系数改变为,则 ; AA αα8.0)21(='B αα8.0)21(〉' C αα8.0)21(〈' D 不一定 28、两流体在一套管换热器中换热,热流体温度由90℃降至60℃,冷流体温度由20℃升至50℃;若逆流操作,t m ＝ ; DA 70℃B 30℃C 10℃D 40℃29、热传递的基本方式是： 、对流、辐射; AA 传导 ；B 传递；C 放射；D 流动;30、物体各部分之间不发生相对位移,仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为 ; AA 热传导；B 热传递；C 热放射；D 热流动;31、流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程称为 ; AA 对流；B 流动；C 传递；D 透热;32、物质导热系数的顺序是：; AA 金属＞一般固体＞液体＞气体；B 金属＞液体＞一般固体＞气体；C 金属＞气体＞液体＞一般固体；D 金属＞液体＞气体＞一般固体;33、吸收率1的物体称为黑体; CA 大于；B 小于；C 等于；D 近似于;34、等于1的物体称为白体; BA 吸收率；B 反射率；C 透过率；D 折射率;35、单原子气体和对称双原子气体均可视为; DA 白体；B 灰体；C 黑体；D 透热体;36、液体是; DA 白体；B 灰体；C 透热体；D 不透热体;37、在管壳式换热器中,不洁净和易结垢的流体宜走管内,因为管内; AA 清洗比较方便；B 流速较快；C 流通面积小；D 易于传热;38、在管壳式换热器中,腐蚀性的流体宜走管内,以免,而且管子也便于清洗和检修;AA 壳体和管子同时受腐蚀；B 流速过快；C 流通面积过小；D 传热过多;39、在管壳式换热器中,压强高的流体宜走管内,以免,可节省壳程金属消耗量;A 壳体受压；B 流速过快；C 流通面积过小；D 传热过多; A40、在管壳式换热器中,饱和蒸气宜走管间,以便于,且蒸气较洁净,它对清洗无要求;AA 及时排除冷凝液；B 流速不太快；C 流通面积不太小；D 传热不过多;41、在管壳式换热器中,有毒流体宜走管内,使; AA 泄漏机会较少；B 流速很快；C 流通面积变小；D 传热增多;42、在管壳式换热器中,被冷却的流体宜走管间,可利用外壳向外的散热作用, ;A 以增强冷却效果；B 以免流速过快；C 以免流通面积过小；D 以免传热过多; A43、在管壳式换热器中,黏度大的液体或流量较小的流体宜走,因流体在有折流挡板的壳程流动时,由于流速和流向的不断改变,在低Re值Re＞100下即可达到湍流,以提高对流传热系数;BA 管内；B 管间；C 管径；D 管轴;44、对于刚性结构的换热器,若两流体的温差较大,对流传热系数较大者宜走,因壁面温度与大的流体温度相近,可以减少热应力; BA 管内；B 管间；C 管径；D 管轴;45、在管壳式换热器中安装折流挡板的目的,是为了加大壳程流体的,使湍动程度加剧,以提高壳程对流传热系数; CA 黏度；B 密度；C 速度；D 高度;46、有一套管换热器,环隙中有119.6℃的蒸气冷凝,管内的空气从20℃被加热到50℃,管壁温度应接近; DA 20℃；B 50℃；C 77.3℃；D 119.6℃;47、已知在温度T时耐火砖的发射能力辐射能力大于铜的发射能力,则铜的黑度为,耐火砖的黑度为; A BA ；B ；C ；D ;48、两灰体间进行辐射换热,两者间的温度差为100℃;若将两灰体的温度各升高100℃,则此时的辐射传热量与原来的传热量相比,将; AA 增大；B 减小；C 不变；D 不一定;49、判断下面的说法哪一种是错误的 ; BA 在一定的温度下,辐射能力越大的物体,其黑度越大；B 在同一温度下,物体吸收率A 与黑度ε在数值上相等,因此A 与ε的物理意义相同；C 黑度越大的物体吸收热辐射的能力越强；D 黑度反映了实际物体接近黑体的程度;50、当换热器中冷热流体的进出口温度一定时,判断下面的说法哪一个是错误的 ;BA 逆流时,Δt m 一定大于并流、错流或折流时的Δt m ；B 采用逆流操作时可以节约热流体或冷流体的用量；C 采用逆流操作可以减少所需的传热面积；D 温度差校正系数φΔ t 的大小反映了流体流向接近逆流的程度;三、 填空题1、对流给热的热阻主要在____________,此处的__________最大;滞流内层 温差2、热损失是_______损失和________损失之和;热辐射传热引起的 对流给热引起的3、列管式换热器中,壳程设有折流挡板,当两流体均无相变时,挡板能起强化传热的作用,其原因是①______________________________________________________________；②______________________________________________________________；③_____________________________________________________________ ;① 流速增大,使壳程α增大；② 流体大部分横穿流过管束,流道短,边界层薄,比顺着管子纵向流动α高；③ 流体在折流挡板间穿行时,流向及流速都在不断变化,增加了扰动,强化了传热;4、水蒸气冷凝时的α比气体无相变时的α大得多,其原因是气体的______________________________________________,而蒸汽冷凝,其凝液的_____________________________；且只有_______________才有热阻;导热率小、密度小,整个气体都呈现热阻 导热率和密度都比气体大 很薄的液膜5、在管式间壁换热器中,以外表面为基准的传热系数K 的计算式为_________________,与之对应的传热量Q ＝_______________;6、① 已知传热系数K =1250kcaL/m 2h ℃,在SI 制中,K =_____W/m 2K ；汽化潜热r =2200kJ/kg,在工程单位制中r =________________kcaL/kg;② 普兰德准数的定义式是__________________________;① 1453 525 ② λμp C =Pr 7、在压强恒定的条件下,空气黏度随温度升高而________________;增大8、厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知b 1b 2b 3,导热率1 2 3;在稳定传热过程中,各层的热阻R 1 R 2 R 3,各层导热速率Q 1 Q 2 Q 3;>, > ； =, =9、一包有石棉泥保温层的蒸汽管道,当石棉泥受潮后,其保温效果应_____________,主要原因是_______________________________________________________________;降低 因水的导热率大于保温材料的导热率,受潮后,水占据一定的孔隙空间,使保温层材料导热率增大,保温效果降低;8、 蒸汽冷凝放热时,要经常注意排放_________________,这是因为 ___________________________________________________________________________;不凝气和冷凝水 不凝气构成附加的气膜传热阻力,而冷凝水的积累减小换热面积;11、①设置隔热挡板是____________辐射散热的有效方法;挡板材料的黑度愈低,辐射散热量____________;②有一单层平壁如图所示;已知材料的导热率λ为常数,从左等温面1t 至右等温面2t 的稳定导热热流量为Q ,则平壁内的温度分布表达式为__________________________;① 减少 愈低 ② λλQx t t x t t Q -=→-=11)(12、某物体可近似为灰体在20℃时,其黑度为ε=,其吸收率为______________;0．813、浮头式或带膨胀节的换热器适用于____________ 与____________流体的温差很大的场合; 管程 壳程14、① 根据有无热补偿或补偿方法不同,列管式热器的一般结构型式有__________________、__________________、__________________;② 换热器中,热流体由200℃ 冷却到140℃,冷流体由20℃升高到35℃,热流体的热容量流率较小, 则传热效率为__________________;① 膨胀节；浮头式；U 型管 ② %15、消除列管换热器温差应力常用的方法有三种,即在壳体上加______________,采用______________结构或采用______________式结构;膨胀节 浮头式 U 型管16、如图所示,为尽量减少Ａ、Ｂ两个温度不同的固体表面间的辐射传热,可以采取的措施是________________________________________________;在两固体壁面间,平行放置多块黑度较小的遮热板;17、① 用冷却水将一定量的热流体由100℃冷却到40℃,冷却水初温为15℃,在设计列管式换热器时,采用两种方案比较;方案Ⅰ是令冷却水终温为30℃,方案Ⅱ是令冷却水终温为35℃,则用水量W 1___W 2,所需传热面积A 1___A 2;② 如图所示,蒸汽在管束外冷凝,a 、b 两种排列方式的其它条件均一样,比较它们的冷凝给热系数的大小a α___b α,因为______________________________________;① 大于, 小于② 大于,因为冷凝液从上面各排流到下面各排,液膜逐排增厚,沿垂直方向管数愈多,液膜愈厚;18、两流体的间壁换热过程中t WC Q p ∆=计算式中,t 表示 ;T 1-T 2 或t 2-t 119、设备保温层外包一层表面_________、颜色_________的金属,可使设备的热损失减少;光滑 较浅20、举出五种间壁式换热器____________、____________、____________、____________、____________;套管式换热器,列管式换热器,夹套式换热器,板式换热器,螺旋板式换热器,蛇管式换热器,板翅式换热器等任选五种;21、导热率的物理意义是____________________________________,其SI 制的单位为_____________,工程制的单位为_______________;单位温度梯度、单位导热面积上所传导的热量 W/m ℃ 千卡/小时米℃22、① 定性温度是指____________________;② 沸腾传热可分为三个区域,它们是____________、____________和____________,生产中的沸腾传热过程应维持在____________区操作;① 确定准数中各物性参数的温度② 自然对流区 核状沸腾区 膜状沸腾区 核状沸腾23、对多层圆筒壁的热传导,通过各层的传热速率________,热通量________,沿圆筒壁的径向温度分布为____________线;相等 不相等 曲线24、① 已知导热率λ=×10-3Cal/cms ℃, 此值在SI 制中为__________W/mK;② 写出比热C p 的单位,工程制为____________,SI 制为____________;③ 物体的辐射传热速率与其绝对温度的_________次方成正比;① 1 ② kCaL/kg ℃, J/kg ℃ ③ 四25、在传热实验中,用饱和水蒸气加热空气,总传热系数Ｋ接近于____________侧的对流传热系数,而壁温接近于________________侧流体的温度;蒸汽冷凝时的对流给热系数α较大;原因是__________________________;空气 饱和水蒸气 蒸汽冷凝时释放较大冷凝潜热26、① 估计列管式换热器中金属管壁的温度t w ,壳程为的饱和水蒸气冷凝;A 管程是平均温度为40℃的空气,t w 约为________；B 管程是平均温度为40℃的水,水的对流给热系数为2000W/m 2℃,基于内面积的总传热系数K i =1600W/m 2℃ ,t w 约为_______;② 在设计时,欲略为增大一卧式冷凝器的传热面积,从有利于传热角度看,宜采取的措施为_____________,因为_____________________________;① 1 100℃ 2 88℃② 增加管长; 如果采用增加管数的办法,则沿垂直方向管数也增加,冷凝液从上面各排流到下面各排,液膜逐渐增厚,α降低;27、管内湍流传热,流体内温度梯度最大的部分是在______________,原因是_________________________________________________;滞流底层 滞流底层的传热机理是导热, 流体的导热率一般比较低;28、在稳态传热中,凡热阻大处其温差也____________;滴状冷凝的给热系数_________膜状冷凝给热系数;大 大于29、沸腾传热时,在核状沸腾区壁面与沸腾流体的温差愈大,则α__________;越大30、对于间壁式换热器：m h h p c t KA T T C W t t C W ∆=-=-)()2112（等式成立的条件是 、 、 ;31、下列各种情况下的对流给热系数空气流速为6m/s 时的1α； 空气流速为25m/s 时的2α；水的流速为1.2m/s 时的3α； 水的流速为2.5m/s 时的4α； 蒸汽膜状冷凝时的5α之间的数值按自大而小的顺序为 ________ > ________ >________ > ________ > ________;32、不需要任何介质的传热称为 传热;辐射33、在列管式换热器中,流体在管内流动称为流经 ;管程34、列管式换热器中,流体在 流动称为流经壳程;管间35、能以相同的吸收率且部分地吸收由零到∞的所有波长范围的辐射能的物体称为 ;灰体36、在辐射传热中,气体的反射率为 ;37、在辐射传热中,黑体的透过率为 ;38、在辐射传热中,灰体的透过率为 ;39、灰体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能力之比,称为物体的 ;黑度40、在列管换热器中,若用饱和蒸气加热空气,则传热管的壁温接近 的温度;饱和蒸气41、在列管换热器中,若用饱和蒸气加热空气,则总传热系数Ｋ接近 的对流传热系数;空气42、在列管换热器中,若用饱和蒸气加热空气,则空气应走 ;管内43、在列管换热器中,若用饱和蒸气加热空气,则饱和蒸气应走 ;管间44、判断下列物性数值大小金属 ____ 液 ___气;＞ ＞四、判断题 每题1分1、在辐射传热中,黑体的反射率为1; ×2、对流传热包括强制湍流传热和强制层流传热; ×3、滴状冷凝比膜状冷凝效果好; √4、圆筒壁热传导是传热速率与热通量相等 ×5、一般固体、液体和气体相比较,导热系数值的大小顺序为固体＞气体＞液体; ×6、夏季人们穿深色衣服不会感觉太热; ×7、对流传热仅发生在流体中; ×8、流体与固体壁面间对流传热的热阻主要集中在流动边界层; ×9、一套管换热器逆流操作与并流操作一样; ×10、虽然大气层包围着地球,但阳光仍能照射到地球表面,因为空气是透热体; √五、问答题1、在列管换热器中,拟用饱和蒸气加热空气,传热管的壁温接近哪一种流体的温度 为什么 3分答： 壁温接近饱和蒸气的温度; 因为oo wi i W A t t A T T αα11-=- , 饱和蒸气的o α＞＞空气的i α,则i α1＜＜o α1所以,W T T -＜＜t t w -,传热管的壁温接近饱和蒸气α大的温度;2、为什么内部孔隙多的材料保温效果好 3分因为大量的孔隙中包含着导热系数非常小的气体,对导热不利,从而起到了保温的作用;3、在强化传热的过程中,为什么要想办法提高流体的湍动程度 3分由于对流传热的热阻主要集中在层流底层内,提高流体的湍动程度能减薄层流底层的厚度,可以提高传热效果;4、在传热实验中,试分析说明饱和水蒸气与管壁间的对流给给热系数α如何确定的并指出相应测试的基本参量有哪些 4分答：)()(120t t C W t T A Q p c w s -=-=α∴ 012)()(A t T t t C W w s p c --=α即需测参数：空气流量c W ； 空气进、出口温度ｔ1、ｔ2； 饱和蒸汽压力,然后查出饱和蒸汽温度T s ；管壁温ｔw5、在蒸汽冷凝时,其冷凝液为层流流动,若要提高蒸汽冷凝的给热系数,可考虑采取哪些措施 4分答： 措施一：让液膜和蒸汽同向流动,则磨擦力使液膜流动加速,厚度减薄,从而使增大；措施二：若为单根管,将垂直放置改为水平放置;若为管束,则需减小垂直列上的管数,或把管子排列旋转一定的角度；措施三：及时排除不凝气体;6、 ① 作图定性示出沸腾传热系数α随相应的传热温差Δｔ壁面和沸腾液体之间的变化关系;② 列管换热器封头装置隔板的作用是什么 4分答：① 如图② 隔板将管子分成若干组,构成多程换热器, 增大流速, 以提高管程α;7、现场有一列管式加热器,管程有φd ×δmm 钢管n 根,每根长L 米,内通水;壳程为压力等于P Pa 绝的饱和水蒸气冷凝;今欲实测此换热器传热系数K ,试问① 需要测取哪些数据说出所用仪表;② 根据测得的数据列出计算K 值的有关公式及计算方法; 4分答： ① 需要测水的进、出口温度1t 和2t ,可使用温度计测量;需要的加热蒸汽温度,可使用热电偶测量, 需要测水的流量, 可使用转子流量计测量;② )(12t t C W Q p -=水水 换热器面积 L d n A 00π=平均推动力 2121ln(t t t t t m ∆∆∆-∆=∆ 12t T t -=∆ 21t T t -=∆ 基于外表面的总传热系数 mp m t L d n t t C V t A Q K ∆⨯-=∆=01200)πρ（水水 五、计算题1、某平壁燃烧炉是由一层耐火砖与一层普通砖砌成,两层的厚度均为100 mm,其导热系数分别为 W/ｍ·℃及 W/ｍ·℃;待操作稳定后,测得炉壁的内表面温度为700℃, 外表面温度为130℃;为减少燃烧炉的热损失,在普通砖的外表面增加一层厚度为40 mm, 导热系数为 W/ｍ·℃的保温材料;操作稳定后,又测得炉内表面温度为740℃, 外表面温度为90℃;设两层材料的导热系数不变;计算加保温层后炉壁的热损失比原来减少百分之几 10分解：设单位面积炉壁的热损失为q S Q q =,加保温层前,是双层平壁的热传导22211311/22407.01.09.01.0130700m w b b t t q =+-=+-=λλ 4分 加保温层后,是三层平壁的热传导 2332211412/70706.004.07.01.09.01.090740m w b b b t t q =++-=++-=λλλ 4分 热损失减少的百分数%4.6822407072240121=-=-q q q 2分 2、外径为426 mm 的蒸气管道, 其外包扎一层厚度为426 mm 的保温层, 保温材料的导热系数可取为 W ／ｍ·℃;若蒸汽管道的外表面温度为177℃, 保温层的外表面温度为38℃, 求每米管长的热损失; 10分解：由已知 r 2 = 2 = 0.213 m, r 3 = + = 0.639 m 5分每米管长的热损失 m w r r t t L Q /489213.0639.0ln )38177(2ln )(22332=-=-=πλπλ 5分3、在一套管换热器中,用水蒸气加热空气,已知空气侧的对流给热系数为 40W/m 2℃,蒸汽冷凝侧的对流给热系数为5000W ／m 2℃,现欲提高此传热过程的总传热系数,应从何着手解决试用具体数据说明理由;注：管壁热阻及污垢热阻可忽略,空气湍流 15分解： 当忽略管壁及污垢热阻时 40150********+=+=ααK 39.7=K W/m 2℃ 4分由于1α>>2α,故应设法增大2α之值在管程允许的压力降范围内增大空气的流量,设将空气流量提高倍,则80402.44.20.828.02=⨯=='αα W/m 2·℃ 78.780150001111121=+=+='ααK W/m 2·℃ 5分 98.17.397.78=='K K 若将1α增大一倍100001='α W/m ℃ 3分 8.39='K W/m ℃ 98.17.398.39=='K K 3分 4、某厂精馏塔顶,采用列管式冷凝器,共有φ25×2.5mm 的管子60根, 管长为2m,蒸汽走管间,冷却水走管内,水的流速为1m/s ;进、出口温度分别为20℃和60℃,在定性温度下水的物性数据为:ρ=992.2kg/m 3 λ=m·℃ μ=× Pr =① 求管内水的对流给热系数② 如使总管数减为50根,水量和水的物性视为不变,此时管内水的对流给热系数又为多大 15分解: 100010025.31056.62.992102.0Re 44〉⨯=⨯⨯⨯==-μρdu 160Pr 6.0〈〈 5010002.02〉==d L 3分∴可采用下式计算对流给热系数 n Nu Pr Re 023.08.0=流体被加热 n = ∴5.158=Nu 2分50245.15802.06338.0=⨯=⨯=Nu d λα W/m 2·℃ 2分 2 当管子根数减少时,流速变大s m u n n u /2.11)5060()(=⨯='=' 4分 8.0)(uu '='αα 2分 ⋅=⨯='='28.08.0/(58132.15024)(m W u u αα℃ 2分5、一套管换热器,由φ48×3mm 和φ25×2.5mm 的钢管组成,两种流体在内管和环隙流过,分别测得对流给热系数为1α和2α,若两流体的流量保持不变,并忽略出口温度变化对物性所产生的影响;求将内管改φ32×2.5mm 后,管内对流给热系数有何变化假设流动状态皆为湍流 10分解: 原内管外径 25m m 1=d 内径 20m m 22.5-25 2=⨯=d新内管外径 32m m 1='d 内径27m m 22.5-322=⨯='d 设 改用φ32×钢管后,内管对流给热系数1α' 8.18.01)4(d d d μV ρα∝∝π 5分 583.0)2720('8.1==∴αα 5分 6、一套管换热器用 133℃的饱和水蒸汽将管内的氯苯从 33℃加热到 73℃,氯苯流量为 5500Kg/h;现因某种原因,氯苯流量减少到 3300Kg/h,但其进出口温度维持不变,试问此时饱和蒸汽温度应为多少才能满足要求此时饱和水蒸汽冷凝量为原工况的百分之几设两种工况下的蒸汽冷凝热阻,管壁热阻,垢层热阻及热损失均可略,且氯苯在管内作湍流流动,忽略两工况下蒸汽汽化潜热的变化 15分解：()())2()1(1212m PC Cm PC C t S K t t C W t KS t t C W '∆'=-'∆=- 3分 ()()2121ln ln33005500:21t T t T t T t T K K ---'-''=得 5分 76.121=-'-'t T t T 3分 6.0/='∆∆='mm h h t K t K W W 4分 7、重油和原油在单程套管换热器中呈并流流动,两种油的初温分别为243℃和128℃；终温分别为167℃和157℃;若维持两种油的流量和初温不变,而将两流体改为逆流,试求此时流体的平均温度差及它们的终温;假设在两种流动情况下,流体的物性和总传热系数均不变化,换热器的热损失可以忽略;解： 以下标“′”表示并流的情况;由传热速率和热量衡算式知：)()(12210t t C W T T C W t K Q pc c ph h m -=-=∆= 3分两式相除,得： 1212212100t t t t T T T T t K t K Q Q m m --'=-'-=∆'∆=' a 将和比定律应用于下式,得：1212122112211221122147)128157()167243()()()()()()()()(t t t t t T t T t t T T t t T T t t T T t t m m ∆-∆=∆-∆---=----'-'-=----'-'-=∆'∆4310115ln )157167()128243(=---='∆m t ℃ 4分 所以 43147ln121212=∆-∆=∆-∆∆∆t t t t t t 093.14347ln 12==∆∆t t 98.2093.112==∆∆e t t 3分 或()222.98128243t T =--+ b由式a 得： 22243167157128243128T t --=-- 即： ()220.38243128t T =-+ c联立式b 和c 解得：2161.3t =℃ 2155.4T =℃7.49093.1)1284.155()3.161243(ln 1212=---=∆∆∆-∆=∆t t t t t m ℃ 5分 8、一套管式换热器管内流体的对流传热系数i α = 20 W/m 2·℃,管间流体的对流传热系数o α= 350W/m 2·℃;若将管内和管间两种流体的对流传热系数分别提高一倍,总传热系数K 分别相应增加多少管壁热阻及污垢热阻可忽略不计,管壁厚度按薄壁管处理10分解：原流动情况 m 2·℃/WK= W/ m 2·℃ 2分1管内对流传热系数增加一倍= 2 = 2×20= 40 W/ m 2·℃ m 2·℃/W K= W/ m 2·℃/ = % 4分2管外对流传热系数增加一倍= 2×350 = 700 W/ m 2·℃ m 2·℃/W K = W/ m 2·℃/ = % 4分9、在列管式换热器中用水冷却油,水在管内流动;已知管内水侧对流传热系数i α为349 W/m 2·℃,管外。

化工原理练习题库与参考答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、能缓和冲击、吸收振动并且允许被连接的两轴间有微小位移的是：（）A、钢性联轴器B、链条联轴器C、弹性套柱销联轴器正确答案：C2、填料塔操作时控制在载液区区域时，连续相是，分散相是A、气体、固体B、固体、液体C、气体、液体D、液体、气体正确答案：C3、机械工作时不运动，依靠特定的机械结构等条件，让物料通过机械内部自动完成工作任务的，称为（）。

入、化工机械8、化工设备顷化工机器正确答案：B4、当化学反应的热效应较小，反应过程对温度要求较宽，反应过程要求单程转化率较低时，可采用（）。

A、换热式固定床反应器8、自热式固定床反应器C、多段绝热式固定床反应器D、单段绝热式固定床反应器正确答案：D5、在各种板式塔中，筛板塔的压降，造价，生产能力大。

A、大、低B、小、低C、小、高D、大、高正确答案：B6、按所承受的压力高低，压力为1.78MPa的压力容器属于（）。

A、超高压容器B、中压容器C、低压容器D、高压容器正确答案：B7、塔内汽相负荷增加,塔顶压力（）。

A、不变B、下降C、上升正确答案：C8、填料塔所用的填料分为实体填料和网体填料两大类，以下属于实体填料的是：（）A、阶梯环B、波纹板C、鞍形网正确答案：B9、确定输送生活用水管道的涂色为（）。

A、红B、绿C、黄D、白正确答案：B10、筛板塔与浮阀塔相比较，筛板塔塔板效率（）浮阀塔。

A、稍低于B、稍高于C、远高于D、远低于正确答案：A11、刚性圆筒会不会发生被压瘪的情况（）。

A、不会B、无法确定C、会正确答案：A12、为用于连接工艺管线，使塔设备与其他相关设备连接，一般在塔设备中完成此任务的结构是（）。

A、吊柱B、接管C、底座D、除沫器正确答案：B13、化工设备常见的安全附件有视镜、安全阀、（）。

A、蜂鸣器B、爆破片C、报警器正确答案：B14、反应物流经床层时，单位质量催化剂在单位时间内所获得目的产物革称为（）A、催化剂选择性B、催化剂空时收率C、催化剂负荷D、空速正确答案：B15、启动离心泵前关闭泵出口阀的目的是（）。

化工原理试题一、选择题1. 化工生产中常用的质量传递控制手段是（）。

A. 温度控制B. 压力控制C. 流量控制D. 化学成分控制2. 在蒸馏过程中，提高塔顶冷凝器的冷凝效率，将导致（）。

A. 塔顶产品纯度提高B. 塔底产品纯度提高C. 整个塔的效率降低D. 整个塔的效率不变3. 以下哪种情况不适合使用板式塔进行分离？（）。

A. 液体和气体流量较大B. 液体和气体之间有较高的传质效率C. 需要处理的物料具有较高的粘度D. 要求快速分离4. 传热过程中，热传导、热对流和热辐射三种方式中，哪种方式在真空中仍然有效？（）。

A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 以上都是5. 反应器设计中，对于连续搅拌槽式反应器（CSTR），以下哪种描述是错误的？（）。

A. 反应器内物料浓度均匀B. 反应器内温度均匀C. 适用于快速反应D. 适用于需要控制反应速率的情况二、填空题1. 在化工过程中，__________和__________是影响反应速率的两个主要因素。

2. 管道中的流体流速可以通过__________定律来计算，该定律表明在不可压缩流体的层流状态下，管道内不同截面的流速与截面形状有关。

3. 在化工传热过程中，当两种流体通过换热器进行热交换时，如果一种流体的温度升高，另一种流体的温度则__________。

4. 塔设备中填料的作用是增加气液之间的__________面积，从而提高传质效率。

5. 在化工生产中，为了提高分离效率，常常采用__________操作来增加气液接触的机会。

三、简答题1. 请简述化工过程中的质量守恒定律及其应用。

2. 描述板式塔与填料塔在结构和工作原理上的主要区别。

3. 为什么在化工生产中需要对流体进行压力控制？请举例说明。

4. 何为化工热力学中的吉布斯自由能？它在化工过程中的作用是什么？5. 阐述连续流动搅拌槽式反应器（CSTR）和半连续搅拌槽式反应器（PFR）的主要区别及其适用场合。

化工原理习题1. 某化工厂生产聚合物，其中一种聚合物的产率为80%。

请计算，如果生产100吨原料，则能够得到多少吨的聚合物？2. 某化学反应的速率常数为0.02 L/(mol•min)，在初始时刻反应物浓度为2 mol/L，反应物浓度随时间的变化满足一级反应动力学方程。

请问在10分钟后，反应物的浓度是多少？3. 某化学反应是一个液相反应，反应速率随温度的升高而增加。

已知在20°C时反应速率为2 mol/(L•min)，Q10为2.2。

请问在30°C时，反应速率是多少？4. 某气体反应按照零级反应进行，反应速率为0.1 mol/(L•s)。

如果初始时刻气体的浓度为0.5 mol/L，请问经过100秒后气体的浓度是多少？5. 某化学反应的平衡常数为Kp = 0.05 atm。

如果在反应过程中，初始时刻的压强为0.1 atm，平衡时的压强为x atm。

请问平衡时反应物的压强是多少？6. 某反应涉及到液态氯乙醇，其表观反应级数为二级，速率常数为0.001 L/(mol•min)。

如果初始时刻液态氯乙醇浓度为2mol/L，并在5分钟后降至1 mol/L，请问该反应的速率常数是多少？7. 某蒸馏过程中，对正庚烷和正己烷共蒸馏，分配系数分别为1.2和0.8。

如果初始时刻的混合物中正庚烷占总量的60%，则在蒸馏过程中，正庚烷的浓度如何变化？8. 某化学反应的活化能为50 kJ/mol，当温度从298 K升至308 K时，该反应速率的增加比例是多少？9. 某溶液的pH值为4，经过添加稀释剂后，溶液的pH值增加到6。

请问溶液的氢离子浓度发生了多大变化？10. 某化学反应在高温下进行时，反应速率呈现指数增加。

已知在1000 K时，反应速率常数为0.1 s^-1。

请问在1100 K时，反应速率常数是多少？。

化工原理练习题+参考答案一、单选题（共60题，每题1分，共60分）1、装置开车操作引瓦斯烘炉时制硫炉配风原则是（）。

A、保持制硫炉温度大于800℃B、瓦斯过剩，保证不完全燃烧C、风过量，保证瓦斯完全燃烧D、风和瓦斯按当量燃烧配比正确答案：D2、孔体积是描述催化剂孔结构的一个物理量，孔体积是多孔性催化剂颗粒内孔的体积总和，单位通常用O表示。

A、m3∕gB^m1∕m2C、m2∕gD、m1/g正确答案：D3、突然降低汽包的压力，汽包液位的变化是（）。

A、先降低，后上升B、不会变化C、一直上升到压力平稳D、先上升，后降低正确答案：D4、仪表定期保养时，需要暂时切除报警联锁系统，必须经生产装置O同意，才可切除，并严格执行工作票制度。

A^技术人员B、当班班长C、车间领导D、总工程师正确答案：B5、C1AUS转化器催化剂活性下降的现象？OA、床层的温升变小B、床层的阻力降变小C、出口硫化氢明显下降D、出口有机硫明显下降正确答案：A6、酸性气体中硫化氢的含量在15—50%之间时，硫黄回收装置宜采用（）工艺。

A、部分燃烧法B、分流法C、直接氧化法D、SCOT法正确答案：B7、配平斯科特反应中S02+（）H2=H2S+2II20+QoA、3B、5C、4D、2正确答案：A8、离心泵叶轮小范围切割，切割前后扬程之比和切割前后叶轮外径之比关系正确的是（）。

A、3次方B、4次方C、1次方D、2次方正确答案：D9、硫磺装置的原料是酸性气，属于易燃易爆物，其火灾危害性属于（）。

A、乙类B、丁类C、甲类D N丙类正确答案：C10、硫磺装置尾气处理工艺类型较多，其中，硫黄回收率最高的是O工艺。

Λ^超级C1aus工艺B、加氢还原吸收工艺C、钠法碱洗工艺D、氨法脱硫工艺正确答案：BIK对同一类反应，在给定条件下，化学平衡常数越大，表示（）。

A、正反应速率越快B、逆反应进行得越完全C、正反应进行得越完全D、逆反应速率越快正确答案：C12、应税大气污染物计税依据，按照污染物排放量折合的污染O数确定。