化工原理(少学时)课件和辅导教程、考试重点例题复习题及课后答案2.4热辐射
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(完整)大学化工原理(少学时)简答题考试复习试题库一、简答题1。
筛板塔的气液接触状态有哪三种?各有什么特点?答:筛板塔的气液接触状态有三种:鼓泡接触、泡沫接触与喷射接触。
鼓泡接触的特点:气量低,气泡数量少,液层清晰,气相为分散相,液相为连续相。
泡沫接触的特点:气量较大,液体大部分以液膜形式存在于气泡之间,气相为分散相,液相为连续相。
喷射接触的特点:气量很大,液体以液滴形式存在,相际接触面积为液滴表面,气相为连续相,液相为分散相.2. 简述填料塔载点、泛点的概念。
载点:液体流量一定,气速增大至某一值时,气体对液膜的曳力较大,对液膜流动产生阻滞作用,使液膜增厚,填料层的持液量随气速的增加而增大,此现象称为拦液。
开始发生拦液现象时的空塔气速称为载点气速,压降-气速曲线上载点气速对应的点称为称为载点。
泛点:液体流量一定,气速增加很小便会引起压降的剧增,此现象称为液泛,开始发生液泛现象时的气速称为泛点气速,压降—气速曲线上泛点气速对应的点称为称为泛点。
801、蒸馏的目是什么?蒸馏操作的基本依据是什么?答案:将液体混合物加以分离,达到提纯或回收有用祖坟的目的。
基本依据是借混合液中各组分挥发度的差异而达到分离目的。
802、双组分汽液两相平衡共存时自由度为多少?答案:双组分分离时平衡物系的自由度为2。
803、分析精馏过程中回流比大小对操作费与设备费的影响并说明适宜回流比如何确定。
答案:回流比有两个极限,全回流时,达到一定的分离程度需要的理论板层数最小(设备费最低),但无产品取出,对工业生产无意义;最小回流比时,需要无限多理论板层数,设备费为无限大,随回流比加大,TN降为有限数,设备费降低,但随R加大,塔径、换热设备等加大,且操作费加大。
操作回流比R应尽可能使设备费与操作费总和为最小,通常取R=(1。
1~2)minR。
804、为什么1α=时不能用普通精馏方法分离混合物?答案:相对挥发度α是指混合液中两组分挥发度之比。
第一章绪论习题1.热空气与冷水间的总传热系数K值约为42.99k c a l/(m2・h・℃),试从基本单位换算开始,将K值的单位改为W/(m2・℃)。
[答案:K=50M(m2・C)]。
解:从附录查出:1k c a l=1.1622×10-3K W·h=1.1622W·h所以:K=42.99K c a l/(m2·h·℃)=42.99K c a l/(m2·h·℃)×(1.1622W·h/1k c a l)=50w/(m2·℃)。
2.密度ρ是单位体积物质具有的质量。
在以下两种单位制中,物质密度的单位分别为:S I k g/m2;米制重力单位为:k g f.s2/m4;常温下水的密度为1000k g/m3,试从基本单位换算开始,将该值换算为米制重力单位的数值。
〔答案:p=101.9k g f/s2/m4〕解:从附录查出:1k g f=9.80665k g·m/s2,所以1000k g/m3=1000k g/m3×[1k g f/(9.80665k g·m/s2)]=101.9k g f·s2/m4.3.甲烷的饱和蒸气压与温度的关系符合下列经验公式:今需将式中p的单位改为P a,温度单位改为K,试对该式加以变换。
〔答案:〕从附录查出:1m m H g=133.32P a,1℃=K-273.3。
则新旧单位的关系为:P=P’/133.32;t=T-273.3。
代入原式得:l g(P’/133.32)=6.421-352/(T-273.3+261);化简得l g P=8.546-3.52/(T-12.3).4.将A、B、C、D四种组分各为0.25(摩尔分数,下同)的某混合溶液,以1000m o l/h 的流量送入精馏塔内分离,得到塔顶与塔釜两股产品,进料中全部A组分、96%B组分及4%C组分存于塔顶产品中,全部D组分存于塔釜产品中。
化工原理课本试题及答案一、选择题1. 化工原理中,流体的流动状态通常由什么参数来描述?A. 温度B. 压力C. 流速D. 雷诺数答案:D2. 在化工生产中,传热的基本方式有哪几种?A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 以上都是答案:D二、填空题1. 化工原理中,______是气体流动时,速度与管道直径的比值。
答案:流速2. 根据传热的基本方式,______传热不需要介质。
答案:热辐射三、简答题1. 简述化工原理中,影响流体流动阻力的主要因素有哪些?答案:影响流体流动阻力的主要因素包括流体的粘度、流速、管道的内径、管道的长度以及管道内表面的粗糙度。
2. 描述化工生产中常见的几种分离过程。
答案:化工生产中常见的几种分离过程包括蒸馏、吸收、萃取、结晶、过滤和离心分离。
四、计算题1. 已知某流体在管道中的流速为2m/s,管道直径为0.1m,流体的密度为1000kg/m³,粘度为0.01Pa·s,求该流体的雷诺数。
答案:雷诺数Re = (ρVD) / μ = (1000 × 2 × 0.1) / 0.01 = 2000002. 假设一个传热器的传热面积为50m²,传热系数为200W/(m²·K),温差为20K,求该传热器的传热量。
答案:传热量Q = U × A × ΔT = 200 × 50 × 20 = 200000W五、论述题1. 论述化工原理中,流体在管道中流动时,层流与湍流的区别。
答案:流体在管道中流动时,层流与湍流的主要区别在于流体的流动特性和雷诺数。
层流是流体流动时各层之间没有相互混合,流线平行,流动稳定,雷诺数小于2000。
而湍流则是流体流动时各层之间存在强烈的混合和涡流,流动不稳定,雷诺数大于4000。
在2000到4000之间的流动状态称为过渡流动。
2. 分析化工生产中,传热效率的影响因素。
化工原理复习题答案下册1. 简述化工生产中常见的传热方式有哪些?答:化工生产中常见的传热方式包括导热、对流和辐射。
导热是指热量通过物质内部分子振动和碰撞传递的过程;对流是指热量通过流体的宏观运动传递的过程;辐射是指热量通过电磁波传递的过程。
2. 描述热传导方程并解释其物理意义。
答:热传导方程为 \( q = -kA\frac{dT}{dx} \),其中 \( q \) 表示热流密度,\( k \) 表示材料的热导率,\( A \) 表示传热面积,\( \frac{dT}{dx} \) 表示温度梯度。
该方程的物理意义是,单位时间内通过单位面积的热流量与温度梯度的负值成正比,且与材料的热导率和传热面积成正比。
3. 什么是对流传热系数,它与哪些因素有关?答:对流传热系数是指在流体与固体表面之间单位面积上单位温差时的传热量,通常用 \( h \) 表示。
它与流体的物性(如密度、比热容、粘度和热导率)、流动状态(如层流或湍流)、流体与固体表面的相对速度以及表面特性等因素有关。
4. 辐射传热的基本原理是什么?答:辐射传热的基本原理是物体通过发射和吸收电磁波进行能量交换的过程。
辐射传热不需要介质,可以在真空中进行。
辐射传热的强度与物体的表面温度的四次方成正比,且与物体的辐射特性有关。
5. 描述相变传热的特点。
答:相变传热是指在物质相变过程中发生的传热现象,如蒸发、凝结、熔化和凝固。
相变传热的特点是在相变过程中,物质吸收或释放的热量与温度变化无关,这部分热量称为潜热。
相变传热通常伴随着较大的热流量,且在相变点附近传热系数较大。
6. 什么是热交换器,它有哪些类型?答:热交换器是一种用于促进热量在两种流体之间传递的设备。
常见的热交换器类型包括壳管式、板式、螺旋板式和管翅式等。
每种类型的热交换器都有其特定的应用场景和优缺点。
7. 简述热交换器设计中的主要考虑因素。
答:热交换器设计时需要考虑的主要因素包括传热面积、传热系数、流体的流动方式、压力降、材料选择、成本和维护等。
化工原理课程期中复习概念部分绪论1.合成氨223+32N H NH ←−−−−−−→高温、高压、催化剂(1) 原料气制备:将煤、天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气;(2) 净化:对粗原料气进行净化处理,除去氢气和氮气以外的杂质;(3) 氨合成:将纯净的氢、氮混合气压缩到高压,在催化剂的作用下合成氨。
※2.对物料进行大规模的物理或化学加工的过程称为化学工业生产过程, 简称化工过程。
3.尽管用不同原料生产不同的产品的化工过程相差很大,但它们都是由若干个简单过程(单元操作)按一定 的顺序和方式组合而成的。
单元操作:指在各种化工过程中,遵守同一基本原理,所用设备相似,作用相同,仅发生物理变化过程的那些操作,称为单元操作。
包括两个方面:过程与设备。
化工原理的目的:满足工艺要求。
4.单元操作特点:(1) 都是物理加工过程。
(2) 都是化工生产过程中的共有操作。
(3) 用于不同化工生产过程的同一单元操作,其原理相同,设备通用。
5.单元操作主要分类动能传递:流体输送、沉降、过滤、离心分离、搅拌、固体流化态等 热量传递:加热、冷却、蒸发质量传递蒸馏、吸收、吸附、萃取、干燥、结晶、膜分离6.重要基本概念(1)物料衡算——质量守恒定律稳定过程中:进入的物料量=排出的物料量(2)能量衡水——能量守恒定律稳定过程中;进入的能力=排出的能量(3)平衡关系——说明过程进行的方向和所能达到的极限在一定的T、P下,相平衡的两浓度有着确定的关系反应能否进行以及方向和极限(4)过程速率——快慢程度,关系到生产过程设备的大小过程速率=过程推动力/过程阻力推动力:压差、温差、浓差(5)经济核算第一章流体流动和输送机制1.连续性假定:把流体视为由无数个流体质点(或流体微团)所组成,这些流体微团紧密接触,彼此没有间隙。
2.质点:宏观上足够小,尺寸远小于设备尺寸;微观上足够大,比分子平均自由程大得多。
3.体积力:作用于每个质点,与质量成正比,又称质量力。