青岛科技大学 化工原理C Ch2-传热

1．以水为工作流体所测得的λ-Re 关系能否用于其它类型的牛顿型流体？原因是什么？答：可以，摩擦系数只是雷诺准数和相对粗糙度的函数，不同类型的牛顿型流体雷诺准数和相对粗糙度相同时，摩擦系数也相同。

2．如果要增加雷诺数的范围，可以采取哪些措施？答：因为Re=du ρ/μ，所以增加管径、流速、采用密度较大及粘度较小的流体都可以增加雷诺数的范围。

本实验中只能通过增大流速来增加雷诺数的范围。

3．测出的直管摩擦阻力与直管的放置状态有关吗？请说明原因答：无关，原因是直管摩擦阻力是流体流经一定管径的直管时由于流体的内摩擦而产生的阻力，与管长、管径、流速以及摩擦系数有关，而与直管的放置状态无关。

计算公式为：4.启动泵前为什么要先关闭出口阀，待启动后，再逐渐开大？而停泵时，也要先关闭出口阀？答：防止电机过载。

因为电动机的输出功率等于泵的轴功率N 。

根据离心泵特性曲线，当Q=0时N 最小，电动机输出功率也最小，不易被烧坏。

而停泵时，为了防止介质回流。

5．测定离心泵的特性曲线并绘出曲线图时为什么要注明转速？答：因为不同转速下离心泵的特性曲线不同，转速和流量、扬程及功率的关系可以用比例定律来描述。

6．随着离心泵流量的增大，进口真空表和出口压力表所指示的数值怎么变化？功率表读数如何变化？答：由柏努利方程可知，进口真空表所指示的数值增大，出口压力表所指示的数值减小，功率表读数增加。

7．离心泵应怎样启动和关闭？答：启动：灌泵、关闭充水阀和出口阀、启动电机。

关闭：关闭出口阀、关闭电源.8.离心泵启动后，如不打开出口阀会有什么后果?答；在启动后长时间不打开出口阀，液体温度会升高，容易产生汽蚀，剧烈振动并损坏叶轮和密封，对电机平稳运行也不利。

9、离心泵的流量可由泵的出口阀调节，为什么？答：调节出口阀门开度，实际上是改变管路特性曲线，改变泵的工作点，可以调节其流量。

10、试分析气缚和气蚀现象的区别? 答：离心泵启动时，如果泵内存有空气，由于空气密度相对于输送液体很低，旋转后产生的离心力小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以将液体吸入泵内，虽启动离心泵也不能输送22f L u H d gλ=⋅⋅液体。

第 1 页，共 16 页密级★启用前 考试类型：专业综合能力 山东省2021年普通高等教育专升本考试专业综合能力测试题库及参考答案院校科目及题型：青岛科技大学《化工原理》简答题该题库为本校专升本专业综合能力测试题库的一个题型的题库，该考试科目有多个常见题型题库。

该科目为闭卷考试，时间120分钟，考试后需要将试卷和答题卡一并上交。

注意事项:1.答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、考生号、座号填写到试卷规定的位置上，并将姓名、考生号、座号填(涂)在答题卡规定的位置；2.答题必须用0.5毫米黑色签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不能使用涂改液、胶带纸、修正带。

不按以上要求作答的答案无效。

一、简答题1． 什么是吸附现象？基本原理答:流体中的吸附质借助于范德华力而富集于吸附剂固体表面的现象吸附剂对流体中各组分选择性的吸附2． 涨塑性答:在某一剪切范围内表现出剪切增稠现象，即粘度随剪切率增大而升高3． 漂流因子有什么含意？等分子反向扩散时有无漂流因子？为什么？答:表示了主体流动对传质的贡献无漂流因子，因为没有主体流动4． 萃取过程与吸收过程的主要差别有哪些？答:萃取中稀释剂B 组分往往部分互溶，平衡线为曲线，使过程变得复杂；萃取σρ,∆较小，使不易分相，设备变得复杂5． 为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好？答:由静力学方程可以导出△P=H （ρ冷-ρ热）g ，所以H 增加，压强增加，拔风量大6． 恒速干燥阶段的湿物料表面温度是什么温度？为什么？答:空气的湿球温度物料中的结合水无论其数量多少，所表现的性质均与液态纯水相同7． 简述搅拌釜中加挡板或导流筒的主要作用分别是什么答:加挡板：有效地阻止容器内的圆周运动导流筒：严格地控制流动方向，既消除了短路现象又有助于消除死区；抑制了圆周运动的扩展，对增加湍动程度，提高混合效果也有好处8． 非理想物系何时出现最低衡沸点？何时出现最高衡沸点？答:强正偏差；强负偏差9． 离心分离因数答:同一颗粒所受离心力与重力之比，反映离心分离设备性能的重要指标gru g r 22==ωα第 2 页，共 16 页10．工业吸附对吸附剂有哪些要求答:内表面大，活性高，选择性高，有一定的机械强度，粒度，化学稳定性好11．比较单效与多效蒸发之优缺点答:单效蒸发生产强度高，设备费用低，经济性低。

化工原理教学大纲---青岛科技大学课程编号：0101101化工原理ⅠPrinciples of Chemical Engineering总学时：48总学分：3 课程性质：技术基础课开设学期及周学时分配：第4学期，每周3学时适用专业及层次：化学工程与工艺、轻化工程、生物工程、生物技术、制药工程、药物制剂专业本科相关课程：高等数学、物理化学、分离工程、传递过程原理等教材：夏青、陈常贵编著，化工原理（上册），天津大学出版社，2005年推荐参考书：[1] 谭天恩、丁惠华等编著，化工原理，化学工业出版社，2000年[2] 赵汝溥、管国锋编著，化工原理，化学工业出版社，1999年[3] 陈敏恒、丛德滋等编著，化工原理，化学工业出版社，2001年[4] 赵文、王晓红等编著，化工原理，石油大学出版社，2001年一、课程目的与要求本门课程的目的是为学生今后学习相关的专业课程打好工程技术理论基础，并使他们受到必要的基本工程技能训练。

本门课程的任务是使学生初步掌握化工过程的基本原理，以三种传递原理为主线，以物料衡算、能量衡算、平衡关系、传递速率等基本概念为理论依据，使学生掌握典型单元操作通用的学习方法和分析问题的思路，培养理论联系实际的观点，进行典型单元操作设备的设计、操作及选型的计算，并进行基本实验技能和设计能力的训练，以增强学生解决工程实际问题的能力。

化工原理属于工程学科，要求通过本门课程的学习，培养学生工程技术观点及独立分析和解决实际工程问题的能力。

二、课程主要内容及学时分配0绪论（1学时）化工单元操作的历史梗概；本课程的性质及物料衡算与热量衡算等化工原理研究方法。

1流体流动（15学时）1.1流体的物理性质1.2 流体静力学方程式（2学时）密度、压力、流体静力学基本方程式、静力学方程的应用（液柱压差计、液封、液面测量）。

1.3 流体流动基本方程（3学时）流量与流速、定态流动与非定态流动、连续性方程、柏努利方程、柏努利方程的应用。

吸 收基本概念1、亨利定律2、气膜控制与液膜控制三、请回答下列问题（10分）1．根据双膜理论，两相间的传质阻力主要集中在什么地方？增加气液两相主体的湍动程度，传质速率将会如何变化？相界面两侧的液膜和气膜中；增大2．对于高浓度气体吸收，为什么不能用脱吸因子法或对数平均推动力法，而必须用图解积分或数值积分的方法进行吸收过程计算？因为脱吸因子法和对数平均推动力法都是基于稀溶液的相平衡线为直线的假设，而对于高浓度气体吸收，该假设不再成立，所以这两种方法不再适用，必须针对相平衡曲线运用数值积分或图解积分的方法进行吸收过程的相关计算。

4．简要叙述吸收中双膜理论的提出者及其三个基本要点。

双膜模型由惠特曼（Whiteman ）于1923年提出，为最早提出的一种传质模型。

（1分）惠特曼把两流体间的对流传质过程设想成图片2-10所示的模式，其基本要点如下：①当气液两相相互接触时，在气液两相间存在着稳定的相界面，界面的两侧各有一个很薄的停滞膜，气相一侧的称为“气膜”，液相一侧的称为“液膜”，溶质A 经过两膜层的传质方式为分子扩散。

（2分）②在气液相界面处，气液两相处于平衡状态。

（1分）③在气膜、液膜以外的气、液两相主体中，由于流体的强烈湍动，各处浓度均匀一致。

（2分）双膜模型把复杂的相际传质过程归结为两种流体停滞膜层的分子扩散过程，依此模型，在相界面处及两相主体中均无传质阻力存在。

这样，整个相际传质过程的阻力便全部集中在两个停滞膜层内。

因此，双膜模型又称为双阻力模型。

5．对于溶解度系数很低的气体吸收，可采用哪些措施以提高吸收速率？7、说明传质单元高度的物理意义8、简述填料塔的基本结构与主要特点。

9、写出亨利定律的定义及表达公式。

主要公式：吸收塔的物料衡算；液气比与最小液气比求m 【例2－8】填料层高度的计算【传质单元高度、传质单元数（脱吸因数法）】提高填料层高度对气相出口浓度的影响四、计算题2、（２０分）有一吸收塔，塔内装有25⨯25⨯3mm 的拉西环，其比表面积a=204m 2/m 3（假设全部润湿），在20℃及1atm 下操作。

化工原理A卷一、填空和选择题（备注：选择题有一个或多个正确答案）（30分）1）下列单元操作中属于动量传递的有（）A．流体输送B．蒸发C．气体吸收D．结晶2）流体在圆形直管中流动时，判断流体流型的准数为（）A．Re B．Nu C．Pr D．Fr3）流体在圆形直管中流动时，若流动已经入完全湍流区，则摩擦系数λ与Re的关系为：随Re增加，λ（）。

A．增加B．减小C．基本不变D．先增加后减小4）测定流量常用的流量计有、、。

5）兰州市平均气压为85.3×103Pa，天津市则为101.33×103Pa。

在天津操作的设备内的真空表读数为80×103Pa，若想维持相同的绝对压强，该设备在兰州市操作时真空表的读数应为（）A．5300 Pa B．8530 Pa C．1013 Pa D．63970 Pa6）某油品连续稳定地流过一异径管。

细管直径为φ57 mm×3.5 mm，油品通过细管的流速为u＝1.96 m/s，粗管直径为φ76 mm×3 mm。

则油品通过粗管的雷诺数为（）。

（油品的密度为900 kg/m3，粘度为7×10－2 Pa·s）A．900 B．960 C．570 D．8007）有关泵理论压头论断中正确的是（）A．叶片形状与理论压头有关B．液体密度与理论压头无关C．在前弯、径向、后弯三种形式叶片中，前弯叶片产生理论压头最高，但能量利用率低；后弯叶片产生的理论压头最低，但能量利用率高，因而离心泵多采用后弯叶片D．离心泵启动时需灌满液体是因为同一压头下，泵的吸力，即泵进出口的压差与流体的密度成正比8）离心泵的轴功率N与流量Q的关系为（）A．Q增大，N增大B．Q增大，N减小C．Q增大，N先增大后减小D．Q增大，N先减小后增大9）离心泵在启动前必须充满液体，这是为了防止现象。

10）离心泵的工作点是曲线与曲线的交点。

离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生现象。

化工原理 传热综合实验报告 数据处理七、实验数据处理1.蒸汽冷凝与冷空气之间总传热系数K 的测定，并比较冷空气以不同流速u 流过圆形直管时，总传热系数K 的变化。

实验时蒸汽压力：0.04MPa （表压力），查表得蒸汽温度T=109.4℃。

实验装置所用紫铜管的规格162mm mm φ⨯、 1.2l m =，求得紫铜管的外表面积200.010.060318576281.o S d l m m m ππ=⨯⨯=⨯⨯=。

根据24s sV V u A dπ==、0.012d m =，得到流速u ，见下表2： 表2 流速数据取冷空气进、出口温度的算术平均值作为冷空气的平均温度，查得冷空气在不同温度下的比热容p c 、黏度μ、热传导系数λ、密度ρ，如下表3所示：表3 查得的数据t 进/℃ t 出/℃ t 平均/℃()p c J kg ⋅⎡⎤⎣⎦℃ Pa s μ⋅ ()W m λ⋅⎡⎤⎣⎦℃ ()3kg m ρ-⋅ 22.1 77.3 49.7 10050.0000196 0.0283 1.093 24.3 80.9 52.6 1005 0.0000197 0.02851 1.0831 26.3 82.7 54.5 1005 0.0000198 0.02865 1.0765 27.8 83 55.4 1005 0.0000198 0.02872 1.0765 29.9 83.6 56.75 1005 0.0000199 0.02879 1.0699 31.8 83.7 57.75 1005 0.00002 0.02886 1.0666 33.7 83.8 58.75 1005 0.0000200 0.02893 1.0633 35.68459.81005 0.0000201 0.029 1.06根据公式()()=V s p s p Q m c t t c t t ρ=--出进出进、()()ln m T t T t t T t T t ---∆=--进出进出，求出Q序号 ()31sV m h -⋅ ()1u m s -⋅1 2.5 6.1402371072 5 12.280474213 7.5 18.420711324 10 24.560948435 12.5 30.701185536 15 36.841422647 17.5 42.98165975 82049.12189685和m t ∆，0S 已知，由0mQK S t =⋅∆，即可求出蒸汽冷凝与冷空气之间总传热系数K 。

青岛科技大学二OO八年硕士研究生入学考试试题考试科目：化工原理注意事项：1．本试卷共7道大题（共计26个小题），满分150分；2．本卷属试题卷，答题另有答题卷，答案一律写在答题卷上，写在该试题卷上或草纸上均无效。

要注意试卷清洁，不要在试卷上涂划；3．必须用蓝、黑钢笔或签字笔答题，其它均无效。

﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡一、（20分）用离心泵将20℃水从水池送至敞口高位槽中，流程如附图所示。

两槽液面高度差为12m，输送管为Ф57×3.5mm的钢管，吸入管路总长为20m，压出管路总长为155m （均包括所有局部阻力的当量长度）。

管路摩擦系数取为0.02，水密度为1000kg/m3。

操作条件下此离心泵的特性方程为H=60－7.91×106Q2（单位：H－m，Q－m3/s），泵的轴功率为0.49kW。

试求：（1）管路中水的流量，m3/h；（2）泵效率；（3）泵入口处真空表的读数，kPa。

二、（10分）某厂炉气中含有最小直径为10μm的尘粒，尘粒的密度为4000kg/m3，炉气温度为700K。

在此温度下，气体黏度为3.4×10-5Pa.s，密度为0.5kg/m3。

现要求炉气处理量为8000kg/h。

采用多层降尘室除尘粒，若降尘室中的隔板已选定长度为5m，宽为3m，且降尘室总高不超过4.8m。

试计算降尘室中隔板间的距离。

三、（20分）有一单程管壳式换热器，内装有Φ25×2.5mm的钢管300根，管长为2m。

要求将流量为8000kg/h的常压空气于管程由20℃加热到85℃，壳方选用108℃的饱和蒸汽冷凝。

若蒸汽侧冷凝的对流传热系数为1×104W/(m2.℃)，忽略管壁及两侧污垢热阻和热损失。

空气在平均温度下的物性常数为c p=1kJ/(kg.℃)，λ＝2.85×10－2W/(m.℃)，μ＝1.98×10-5Pa.s。

第一章 流体流动 一 基本概念 1、连续性方程2、液体和气体混合物密度求取3、离心泵特性曲线的测定 二、核心公式第一章、流体流动与流体输送机械（1）流体静力学基本方程 （例1－9）U 型管压差计（2）柏努利方程的应用（例1－14） （3）范宁公式（4）离心泵的安装高度（例2-5） 三．问答题1．（7分）离心泵的特性曲线是如何测定的？其特性曲线主要由哪几条曲线构成?答:离心泵的特性曲线是在一定转速和常压的清水为工质做实验测得的.主要曲线有:H-Q,N-Q,η-Q 三条曲线,在曲线中要注明泵型号、转速. 2． （8分）试说明层流和湍流的主要区别。

答:1.质点的运动运动方式不同,层流只有轴向的运动,没有径向的脉动,而湍流质点是杂乱无章的运动,两个方向的运动都存在. 2. 流体流动速度分布不同:层流为抛物线形式,而湍流则是严格的抛物线,它的速度分布线前端基本是平直的. 3.运动的受力情况不同:层流主要是内摩擦力,服从牛顿粘性定律,而湍流由湍流应力和内摩擦力共同作用,可以仿造牛顿粘性定律写为:dydu )e (+ν=τ 3． 离心泵启动前，为什么要先灌满水？与离心泵安装高度有关的性能指标有那些？ 4．选择输送管路的管径时，从技术经济角度应考虑那些因素？如何选择？5．离心泵的实验中，泵启动前与关闭时注意什么问题，为什么？流量调节采用什么方法，其优缺点各是什么？ 6． 搞清楚离心泵的扬程与升扬高度、允许吸上高度和安装高度各组概念的区别和联系。

（6分）（1）扬程又称压头，是泵对1N 液体所提供的有效能J/N ；而升扬高度指泵上、下游两液面的垂直高度，它只是扬程中位能差一项。

（2）允许吸上高度Hg 是指上游贮槽液面与泵吸入口之间允许达到的最大垂直距离。

为保证泵的正常可靠运行，泵的实际安装高度要比Hg 再降低（0.5～1.0）m 。

7．什么是汽蚀余量？答：为了防止离心泵汽蚀现象的发生，在离心泵的入口处液体的静压头与动压头之和（gu g p 2211+ρ）必须大于操作温度下液体的饱和蒸汽压头（gp v ρ）某一最小值，此最小值即为离心泵的允许汽蚀余量，即gp g u g p NSPH v ρρ-+=2211 （NSPH 为离心泵的允许汽蚀余量）8．何谓气缚现象？如何防止？答：离心泵只能空转而不能输送液体的现象。