《化工原理》第三版复习思考题及解答.doc

1、1第 0 章 绪论1） 广义地说，凡工业生产的关键环节是_ ，这类生产便归属化工生产范畴。（答：改变物质组成）2）为了便于管理及技术交流，很多行业从化工中划分出去，但它们仍属“化工大家族”中的一员。这些 行业有_等。 （答：石油化工，塑料工业，制药工业，硅酸盐工业）3）生产工艺学是_。 （答：研究某一化工产品生产全过程的学科）4） 化学工程是_。 （答：研究化工生产中共性问题的学科）5）化工生产中虽然化学反应是核心，但前、后对物料的处理大都为物理加工过程。这些对物料的物理加工过程称为_。 （答：单元操作）6） 介绍主要单元操作的原理、方法及设备的课程叫_。 （答：化工原理）7） 物理量=_（答

2、：数，单位）8） 基本单位：长度_ ,质量_ ,时间_ 。 （答：m，kg，s）9） 导出单位：力_ ,功或能_ ,功率_ ,压强_ （答：N, J, W, Pa）10) 有的单位前面有 “字首” ，这些字首的意思是：k_ ,c_ ,m_ ,_。 （答：10 3,10-2,10-3,10-6）11）查得 30水的粘度-10 5 /PaS 为 80.12,表明 = _。 （答：80.1210 -5Pa.s）12）量纲是_。如长度单位有 m，cm，mm ，km 等，其量纲为_ 。 （答：普遍化单位，L）13）物料衡算是对_、 _而言的。答：一定的时间间隔，一定的空间范围（控制体）14）总的物料衡算

3、式为_ 。 （答：M iM o= Ma ，各种 M 的单位均为质量单位，如 kg）15）若无化学反应，对任一组分 j，物料衡算式为_。 （答：M i，j -Mo，j = Ma，j ）16）若进、出控制体的物料均为连续流股，各流股的质量流量均恒定，M i=Mo,控制体内任一位置物料的所有参量如温度、压强、组成、流速等都不随时间而改变，则该控制体处于_过程。 （答：定态或称定常态或稳定态）17）流体粘度的单位换算关系是：cP（厘泊）=0.001PaS，则 3.5 cP=_ PaS ,0.005 PaS = _cP 。 （答：3.510 -3，5.0）【分析】3.5cP=3.5cP （0.001Pa

4、.S/1cP）=3.510 -3Pa.S0.005 Pa.S=0.005 Pa.S(1cP/ 0.001Pa.S)=5.0cP式中（0.001Pa.S/1cP 及(1cP/ 0.001Pa.S)称为“转换因子” ，用于物理量的单位转换。18）任一物理方程式中各物理量必然单位_。以离心泵的扬程、流量关系为例，若 He=36-0.02V2 (单位 He m ，V- m3/h),则式中 36 的单位是_ ,0.02 单位是_ 。 （答：和谐，m ，m/(m 3/h2)）19）某管路特性方程为 He=8.0+8.07105V2(式中 Hem ，Vm 3/s)当以 Vm3/h 替代V，则该公式改为_ 。

5、 （答：He =8.0+0.06227(V)2 ）分析 因为 1m3/h=（1/3600）m 3/h，所以 He=8.0+8.07105V（1/3600 ）2=8.0+0.06227(V)220）圆球固体颗粒在流体中作自由重力沉降，在 stokes 区的沉降速度计算式为 ut=g dp2（ s-）/(18) 。式中 ut沉降速度，m/s,g重力加速度， g=9.81m/s2,dp颗粒直径，m ； s颗粒密度， /m 3； 流体粘度，PaS。当以 utcm/s,cP分别替代 ut 与 ，则该公式为_。答： ut=10-5 g dp2（ s-）/(18) 2分析：u t=100ut ，cm/s,

6、=1000，所以： ut=10-5 g dp2（ s-）/(18)第一章 流体流动1） 温度升高，液体粘度_ ，气体粘度_。 （答：下降，增大）2） 流体的粘度可通过流体粘性定律 =(dv/dy)=(V/y)N/m2(y 的取向：令 dv/dy 为正）求得。试分析下列情况的 值。图中 A 为薄平板或圆筒面的面积（m 2)。 （答：F/A, G.sin/A, G/(DH)）3） 理想流体是_的流体。 （答：=0，h f=0，V=0）4） 2.04ml 某液体的质量为 2.10g，其密度为_kg/m 3。 （答：1029）5） 1atm=_ Pa=_mmHg=_mH2O1at=_ kgf/cm2=

7、_Pa=_mmHg=_mmH2O（答：1.013105，760，10.33，1，9.8110 4，735.6，10）6) 外界大气压是 753mmHg（绝压）某容器内气体的真空度为 7.34104Pa，其绝压为_Pa,表压为_Pa 。 （答：2.7010 4，-7.3410 4）7） 1.60at（绝压） ，35.0的 N2(分子量 M=28.0)的密度为_ kg/m 3（答：1.72）【分析】根据题给的条件可按理想气体计算密度。=pM/(RT),R=8314J/(kmol.K),不要用T=273+t。8) 水面压强 p0=1atm，水深 64m 处的压强 p=_Pa (p0,p 皆为绝压)

8、（答：7.29105）9）如右图，U 形压差计读数 R=_m ,Hg=13.6103kg/m3, 不计两液面大气压 P 的差异。 （答：0.119）310）修正压强 pm= _。在重力场中静止的恒密度流体，只要流体是连通的，则处处流体的 pm= _ 。 （答： pgh，常数）11）流体在圆管内流动，通常讲的“管流”指的是_。 （答：流体充满管内且流动）【分析】如无说明，流体在管内的流动皆为管流。12）573.5mm 的圆直钢管，管内充满流动的水，则水的流动截面积A=_m2（答：1.9610 -3）【分析】573.5mm，表示钢管外直径为 57mm，管子壁厚为 3.5mm，其内径为50mm。13

9、）=940 kg/m 3 的液体，以 8.60m3/h 的流量流过 12）题的管内，其平均流速 u=_m/s,质量流速 G=_(kg/sm) （答：1.22，1146）14) 水在 603mm 钢管内流过，流量 V=2.7510-3m3/h，水的粘度 =1.005cP,则Re=_ ，流型为_ 。 （答：6.4510 4，湍流）【分析】Re=du/,当流体流过管内，Re=4V/(d)。前者出现 u，后者出现 V，此题用后者算比较好。15）圆直管内流体层流的点流速分布侧型为_ ,令管子内半径为 R,轴心线处点流速为 max， ，则任一点与轴心线距离为 r 处的点流速 =_ 。且平均流速u=_max

10、。 （答：抛物线， max 1-(r/R)2,1/2）16）流体在圆、直管内湍流的点流速分布规律 =max (_)n,常见的 n 值为_ 。（答：1-r/R,1/7）17）均匀流遇到与其流线平行的静止固体壁面时，与壁面接触的流层质点被固体吸着而流速降为零，流体与壁面间没有摩擦发生，这叫_现象。由于流体有粘性，受壁面影响而流速降为零的流体层逐渐增厚。若均匀流流速为 u0，则， 。当水流向为 A B，U 形压差计读数为 R1。当流向为 B AdBA，读数为 R2。两者流量相同，均不计 AB 段直管阻力，只计截面突变阻力，则 _。 （答：）2【分析】当 dAdB,由 A B， =0.5，由 B A，

11、 =1，局部阻力均按 u A2/2 计。A B： 222/0.5/pupu/1.ABBAB A： 22/AB/(p B-pA)/= u A2/244）45的水蒸汽压 PV=9.586kPa，P O=1atm，u 2=0.60 则如图,5.1,/mHsgoo所示的能正常虹吸操作的 =_m（计算 时可忽略阻力） 。 （答：8.81）maxHmaxH【分析】 虹吸管正常操作应该管内的水不汽化。2 30.69.815./us令 P3=Pv 时的 H 为 Hmax，排 1-3 截面的伯努利方程，得： 51.0/0H82/).3(/5.981. max3max 845）两管并联，管 1 的管长（包括局部阻

12、力的当量管长） 、管内径及摩擦系数为 、1l和 ，管 2 的相应值为 、 和 ，则流量比 _。 （答：1d2ld221V）551/ld46）转子流量计对某种流体的操作特性是_，现有一转子流量计，转子密度，其刻度是按 20的水标定的。当用于 的流体，3/280mkgf 31/840mkg读得刻度为 _ 。 （答：恒流速，恒压降，4.33）则 实 际 流 量 是,.hhm/3【分析】V 1=V 标 32804. ./10fII h标标47）以孔板流量计测量某液体流量，用 U 形压差计作为测压仪器。若流量加倍且流量改变前后孔流系数 C0 为不变的常数，则加大流量后 U 形压差计读数 为原流量时读数

13、的RR_倍。 （答：4）48）以下是两道判断题。在分析=时，可用 E 表示某截面每 kg 液体的总机械能，可略去液体动能。各水槽液位假设不变。当阀 A 关小，P 3_，P 4_。 （答：升高，降低）分析 ,13fh,42f原来 A，B 阀均部分开启，当 A 阀开大，B 阀不变，则 V_，P 4_，V 3_。 （答：增大，下降，减少）分析 114453V,Ehf 经 验 恒 定阀 门 开 大9第二章 流体输送机械1） 流体输送机械依结构及运行方式不同，可分为 4 种类型，即_式、_式、_式及_式。 （答：离心，往复，旋转，流体作用）2） 离心泵均采用_叶片，其泵壳侧形为_形，引水道渐扩，是为了使

14、_。 （答：后弯，蜗壳，流体动能转化为静压能）3） 离心泵的三条特性曲线是_，_和_曲线。这些曲线是_和_条件下，由_测得的。 （答：HeV，NaV，V，一定的流体工质，一定转速，实验）4） 离心泵铭牌上写的参量是_时的参量。 （答： max）5） 离心泵启动前要盘车、灌液，灌液是为了防止_现象发生。 （答：气缚）6） 离心泵停泵要前先关小出口阀，以避免发生易损坏阀门和管道的_现象。 （答：水锤）7） 离心泵在长期正常操作后虽工作条件未变，却发生气蚀，其原因一般是_。 （答：汲入管内壁因污垢沉积造成流体流动阻力增加）8） 液体容器绕中心轴等角速度 旋转，如附图所示。液面任一点高度 z 与该点对

15、轴心线的距离 r 之间的数量关系是 z=_。 （答： 2r2/2g）【分析】旋转液体中任一点都满足的方程是：p+gz- 2r2/2=常量 c，如图，取 o 点为柱坐标原点，在 o 点处，r=0，z=0，p=p 0，所以 c= p0，于是，上式可改成 p+gz- 2r2/2= p0，在液面上，p=p 0，即 gz= 2r2/2，则 z= 2r2/2gzrP09） 如下图，用离心泵将水由水槽输入塔内，塔内压强 p2=0.2at（表压） ，汲入及压出管总长及局部阻力当量管长 1+le=20mm，摩擦系数 =0.024，则输送每 N 水所需的外加功 He与流量 V 的数量关系式为_ 。 （答：H e=

16、10.24+4.06106V2）【分析】排 1-2 截面间伯努利方程： He= =20258(1)legd426250.29810.41.4.981()V式中单位：H em，Vm 3/s10222H=8.2m P210） 承 9）题，H e表示在 9）题条件下，为实现水流量为 Vm3/s的输送，1N水必须_的外加机械能J 。9）题导出的 HeV 关系又称为 _。设 为常数，此关系的一般式为_。 （答：得到，管路特性曲线，H e=H0+KV2）11）承 9）题的管路特性方程可改写成 He=10.2+0.313V2m（式中：Vm 3/h） 。如选用的泵的“H eV”关系可表达为 He=420.01

17、V 2m，则工作点为_。（答：V=9.92m 3/h,He=41m）【分析】泵：He=420.01V 2，H e=10.2+0.313V2令 He= He，得 V=9.92m3/h，He=41m注意：V 的单位只能统一才能联立求解。12）承 11）题，若略关小出口阀，使 1+le=30m，设 不变，则新工作点为_。 （答：V 1=8.14m3/h，H e，1 =41.3m）【分析】出口阀关小后，与原来的相比， 1.5，所以ee1ll（ ） =30/2K1=1.5K=1.5 0.313=0.47，新的管路特性方程为.47Ve ，令 ，所以 V1=8.14m3/h，H e，1 =41.3m2420

18、.17VeH泵 ：管 路 ： eH13）承 12）题，已知在出口阀关小后 V1=8.14 m3/h 时泵的效率 =0.62，与原来的V=9.92m3/h 相比，因关小阀而多消耗在阀上的轴功率 Na=_。 （答：372W）【分析】参照附图，当阀关小 V1=8.14m3/h 时，若按原来的管路特性曲线计，只需=10.2+0.313 (8.14)2=30.9m，但因阀关小增加阀的阻力，实际 He,1=41.3m，所以因阀关eH小而多耗的轴功率 322322gmax1v 1Tf/(41.309)8.149./60.7/8.2()854/HpghH.mu/V,Hae e fNV Wn VhKV ， 汲允 -3/(41.309)8.14aeNV9./60.37