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化工原理试题及其答案

化工原理试题及其答案

化工原理试题与答案
一、填空题 1. 流体在一根圆形水平直管中流动,测得其平均流速为 0.5 m·s-1,雷诺数 Re=1000, 压降Δp=10 Pa,问管中心处的最大流速为 m·s-1。若平均流速增大为 1 m·s-1,则压降Δ p 为 Pa。 2.反应器内流体的混和按考察的尺度可划分为

混和和

混和。 ,吸收的推动力

3. 填料吸收塔正常操作时,若液气比增大,则吸收液的出塔浓度



4. 某间壁式换热器传热面积为 2.5 m2,传热平均温差为 45 K,传热速率为 9000 W,则该换 热器此时的总传热系数 K= 。 5.

气体的粘度值随温度的升高而

;液体的粘度值随温度的升高而



的判据。流体在管道中流动,当 Re 时为稳定层流;当 6. 雷诺数 Re 是流体流动 时,可以形成湍流;只有当 Re 时,方可达到稳定的湍流。 Re 7. 活塞流反应器的量纲一平均停留时间(无因次平均停留时间)θ 等于 量纲一方差(无因次方差)为 。

;其停留时间的

8. 在连续接触的填料塔内,进行定常等温吸收操作,填料层高度的计算,可由物料衡算式和吸 收速率方程联列导出计算式, 填料层总高度等于 和 之乘积。 9. 列举四种工业上常用的间壁式热交换器: 、 。 10.伯努利方程 gZ1+ 流体。 11. 从手册中查得某液体在 25℃和 1 atm 时的粘度为 0.80 厘泊,试将其换算成国际单位制, 粘度应为 。 12. 在研究流体流动规律时,要注意区分是定常(或称定态)流动和不定常(或称不定态) 流动, 稳定态和不稳定态。 如果所考察的流体流动过程或系统中任何一个部位或任何一个点 上的流体性质和过程参数都不随时间而改变, 则该过程为 过程, 反之, 则为 过程。 4 当流体流动过程的雷诺数大于 1×10 时, 可以认为是 的湍流; 当雷诺数在 2000 ~4000 之 间流体的流动型态为 的过渡区域。 13. 流化床反应器中常需选用合适的气体分布板和增设导向板等内部构件,其目的是为了 克服 和 等不正常流化现象,用以改善聚式流化床的流化质量。





p1

ρ

+

u12 p u2 +We=gZ2+ 2 + 2 + ΣH f ,(1? 2 ) 适用的条件是在 2 ρ 2

流动时的

14. 在精馏过程中,当回流比加大时,精馏段与提馏段操作线交点向 移动,并以 为极限;回流比减小时, 精馏段与提馏段操作线交点向 15. 套管换热器中,逆流操作的主要优点是 。 16. 彼克列模数 Pe—→ ∞ ,反应器内 Pe—→0,反应器内 返混,趋近于

移动,并以 为极限。

,并流操作的主要优点是

返混,趋近于 模型。

模型;彼克列模数

17. 流体在圆管内做层流流动时,其最大流速为平均流速的 为平均流速的 倍。 18. 画出下列典型反应器停留时间分布密度曲线的示意图:

倍;湍流时,其最大流速约

19. 精馏操作中回流比 R 是一个重要的参数,其定义为 R = 在精馏操作中,若塔板数保持不变,增大回流比,则所得的塔顶产品纯度将 比且要维持塔顶产品的纯度不变则需 塔板数。

, 。若减少回流

20. 冷流体在加热管中升温至 363 K,操作中管壁温度与流体入口温度均未变,未出现污垢, 总传热总系数也不变, 但冷流体出口温度降至 350 K。 可能的原因是 , 。 这时,传热速率比原先的要 21. 流体流动的连续性方程 u1A1=u2A2 是在 于 的流体,它是 原理在化学工程中的应用。 22. 为 23. 设 E1 和 E2 分别为平行反应过程中主、副反应的活化能,请在下图中画出平行反应选择 性与温度的关系。

条件下得出。 它仅适用

国际单位制的压强采用专用名称单位 Pa,其国际制基本单位表达式(单位因次式) 。

24. 液体的粘度随温度升高而 ,因此温度升高,固体颗粒在液体中的沉降速度 气体的粘度随温度升高而 ,因此温度升高,固体颗粒在气体中的沉降速度 。



25. 一个填料吸收塔逆流操作时,若循环使用的吸收剂中吸收质含量降低,其它操作条件保 持不变,则出口气体中吸收质的含量将 ,吸收率将 。 26. 在加热或冷却时,若单位时间传递的热量一定,则在同一换热设备中,采用逆流操作 比并流操作,加热剂或冷却剂的用量要 。若单位时间传递的热量一定,加热剂或冷却剂 的用量也一定,则逆流操作所需换热设备的传热面积要比并流操作的 。 27. 将下列非 SI 单位计量的物理量分别换算成指定的 SI 单位: 质 量 2.5[kg(f) 2·m-1]= ·s kg -2 压 强 30[kg(f) ·cm ]= Pa 热 量 1.00[kcalIT]= J -1 J·kg-1·K-1 比定压热容 0.50[kcal·kg ·℃-1]= 28. 若流体在连续流动管式反应中流动时,达到了 为活塞流反应器。 29. 在圆形直管中流动的流体,流动型态分为 。 数是

的程度,则该反应器可称



。其中判断流体流动型态的特征

30. 对于双组分液体的连续精馏过程。在分离任务和进料热状况给定的情况下,若增加回流 比,将使 减少,却使 增加。 31. 热传导是在物体内部或者物体与物体接触中, 由于 而对流传热是由于 传递热能。

传递热能;

32. 工程书籍或手册中 CGS 制的压强的单位曾采用过工程大气压(at) ,工程大气压的定义 值为: 1 at= kg(f) ·cm-2= m(H2O) 将其换算成 SI 单位 Pa 时的准确换算值为: 1 at= Pa 33. 若基本物理量为质量[M]、 长度[L]和时间[T], 则粘度 ? 的量纲式 (因次式) 为 34. 在下列 T—xA 图中分别标绘出气固相催化反应过程的操作线。 。

35. 孔板流量计和转子流量计测流量都是依据 来计算流体的流量,后者由 来确定流量的大小。

原理,前者通过所测

36. 相际传质过程主要依靠物质的扩散作用,而物质的扩散主要有两种基本方式:物质借 分子运动由一处向另一处转移而进行物质扩散的方式,即为 ;物质因流体的旋涡运 。 动或流体质点的相对位移而进行物质扩散的方式即为 37. 在列管换热器中用饱和水蒸气加热某溶液,通常使 程。

走壳程,

走管

38. 试比较下列压强的大小: (A)1.5[大气压](表压) ; (B)450[mmHg](真空度) ; (C)1.2[kPa](绝压) ; (D)22[mH2O](绝压) ; (E)5[m 硫酸柱](绝压)(已知硫酸密度为 1.840×103 kg·m-3) 。 > > > >。 39. 工业反应器的放大设计方法,过去曾主要采用 的方法,直至 20 世纪中叶 的方法才渐趋成熟起来, 尤其是计算机及软件系统的迅速发展, 为这种新兴的方法提供了有 效的手段。 40. 以单位重量为基准,不可压缩实际流体的伯努利方程式为 ,各项的单位为



41. 根据双膜模型的基本假设,气液两相的扩散阻力集中在两层虚拟的静止膜层内,若用水 ,通常称为 控制;若用水吸收 O2 或 N2,传质阻 吸收 NH3 或 HCl,传质阻力几乎全集中于 力几乎全集中于 ,通常称为 控制。 42. 平壁炉炉膛温度为 1300 K,炉壁由内向外由耐火砖,保温砖和装饰层组成,保温砖外 侧温度为 353 K,装饰层外侧温度为 333 K。若在保温砖与装饰层之间再加一层保温材料, 则温度变化情况为:保温砖外侧温度 ;装饰层外侧温度 。 43. 为

在早期出版的手册中,查到粘度的数据常以厘泊为计量单位,国际单位制的粘度单位 ,两者的换算关系为: 1 厘泊= 。

44. 用 脉 冲 法 实 验 测 得 一 连 续 流 动 反 应 器 的 平 均 停 留 时 间 t =60 s, 停 留 时 间 的 方 差

σ t2 =360 s,若用多釜串联模型和轴向扩散模型来描述其中的返混情况,此时模型参数 N 和
Pe 分别为 和 。

45. 从压强恒定的粗水管 A 向一条管径相同的水平支管供水,支管中有一闸阀 F(如图) , 考虑到直管 BC,DE 和闸阀的能量损失,当阀门由全开变为半开时,支管出口处的流量 将 ,直管 DE 的阻力损失将 ,使 阀门下游 D 处的压强将 。 46. 精馏是利用液体混合物中各组分 操作是通过 间的质量传递实现的。 47. 和

不同的特性来进行分离的。这种分离

平板换热器的板面通常压制成各种形式的波纹,其作用是



。 48. 气体的粘度值随温度的升高而

;液体的粘度值随温度的升高而



49. 彼克列模数 Pe—→ ∞ ,反应器内 返混,趋近于 Pe—→0,反应器内

返混,趋近于 模型。

模型;彼克列模数

50. 在研究流体流动规律时,要注意区分是定常(或称定态)流动和不定常(或称不定态) 流动, 稳定态和不稳定态。 如果所考察的流体流动过程或系统中任何一个部位或任何一个点 上的流体性质和过程参数都不随时间而改变, 则该过程为 过程, 反之, 则为 过程。 4 当流体流动过程的雷诺数大于 1×10 时, 可以认为是 的湍流; 当雷诺数在 2000 ~4000 之 的过渡区域。 间流体的流动型态为 51. 某混合气体在标准状况下有 V m3,其中溶质 A 为 nA mol,其余为惰性组分 B,则组分 A 的 , 摩尔比(比摩尔分数)为 。 摩尔分数为 52. 为强化传热,人们设计了管外加翅片的换热器。它适用于管内 外 的情况。

,而管

53. 从早期文献中查到某种液体的比重为 0.981,按国家法定单位制规定,废弃比重改用相 对密度,则该种液体的相对密度为 ,密度为 。

54 . 精 馏 操 作 的 原 理 和

。实现精馏操作的必要条件是 。

55.气液两相成平衡状态时,气液两相温度 气相组成。

,液相组成

56.用相对挥发度α表示的气液平衡方程可写为 来 ,若α=1,则表示 。

。根据α的大小,可用

57.某两组分物系,相对挥发度α=3,在全回流条件下进行精馏操作,对第 n、n+1 两层理

论板(从塔顶往下计) ,若已知 yn=0.4,则 yn+1= 。 或

。全回流操作通常适用于

58.在总压为 101.3kPa、温度为 85℃下,苯和甲苯的饱和蒸气压分别为 p ? = 116.9kPa 、 A
? p B = 46kPa ,则相对挥发度α=

,平衡的液相组成 xA=

,气相组成

y A=

.

59.某精馏塔的精馏段操作线方程为 y = 0.72 x + 0.275 ,则该塔的操作回流比为 流液组成为 。



60.最小回流比的定义是

,适宜回流比通常取为

Rmin。

61.精馏塔进料可能有 种不同的热状况,当进料为气液混合物且气液摩尔比为 2:3 。 时,则进料热状况参数 q 值为

62.在流动系统中,若截面上流体压强、密度、流速等仅随_________改变,不随________ 改变,称为稳定流动。 63.流体在圆形直管中作层流流动,如果流量等不变,只是将管径增大一倍,则阻力损失为原 来的________。 64.离心泵起动时需_______________________________。 65. 雷诺准数的表达式为_______________。当密度ρ=820 kg.m ?,粘度μ=3[厘泊]的某物 质,在内径为 d=100mm,以流速为 2m.s ?在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流 动类型为_____. 66. 牛 顿 粘 性 定 律 用 粘 滞 力 的 表 达 式 为 _______________. 用 剪 应 力 的 表 达 式 为 _______________. 67. 当 20℃的水(ρ=998.2kg.m ?,μ=1.005 厘泊)在内径为 100mm 的光滑管内流动时,若流速 为 1.5m.s ?时,其雷诺准数 Re 为______,直管摩擦阻力系数λ为_______. 68.某长方形截面的通风管道,其截面尺寸为 30×20mm,其当量直径 de 为______. 10.流体体积流量一定时,有效截面扩大,则流速_____,动压头____,静压头___ (增加、减少、不变) 。 69.套管由φ57×2.5mm 和φ25×2.5mm 的钢管组成, 则环隙的流通截面积等于__________, 润湿周边等于__________,当量直径等于__________。 70.某流体在圆形直管中作滞流流动时,其速度分布是________型曲线,其管中心最大流 速 为平均流速的_______倍,摩擦系数λ与 Re 的关系为__________。 71.流体在管内作湍流流动时(不是阻力平方区), 其摩擦系数λ随__________ 和___________

而变。 二、判断题 1. 流体流动时,其粘度越大,内摩擦力越大。…………………………………………(



2. 当热、冷流体均无相变,且进出口温度不变时,逆流操作时平均温度差 ? Tm 最大,并流 操作时 ? Tm 最小, 任何其它复杂流程皆介于两者之间。 ………………………………… ( ) 3. 液体的粘度受压力的影响很小,但随温度的升高而显著地降低;气体的粘度则随温度的 升高而增大,也随压力的增大而有所增大。……………………………………………( ) 4. 流体通过孔板流量计中孔板所造成的阻力,随着流量的增加而增加;同样流体通过转子 流量计中转子处所造成的阻力,也随着流量的增加而增加。…………………………( ) 5. 冷、热流体通过间壁进行热交换时,提高原来的传热膜系数 α 1 和 α 2 中较小一个的数值, 对总传热系数的提高影响不大。……………………………………………………………( ) 6. 流体在圆形管道内湍流流动时,管中心处的流速最大,约为流体在管道中的平均流速的 1.15~1.27 倍。………………………………………………………………………( ) 7. 8.

导热系数和传热膜系数都是物质的物理性质之一。…………………………………(



求 热 交 换 过 程 的 平 均 温 度 差 时 , 当 ?T1 ?T2 > 2 时 , 应 该 用 公 式

?Tm = (?T1 ? ?T2 ) ln(?T1 ?T ) 计 算 ; 而 当 ?T1 ?T2 ≤ 2 时 , 则 必 须 用 公 式 1 ?Tm = (?T1 + ?T2 ) 计算,否则误差较大。……………………………………………( ) 2
9. 导热系数 λ 与传热膜系数 α ,都是物质的物理性质.…………………………( )

10. 对于简单反应,无论是放热反应还是吸热反应,提高温度总是有利于加大反应速 度。…………………………………………………………………………………………( )

11.用两个同样的孔板流量计分别测量水平和垂直安装的管径相同的管道的流量时,如果两 管道的体积流量相同,则两孔板流量计的液柱压差计的读数也相同。………………( ) 12. 多层平壁定态热传导时,各层壁面的温度差与其热阻之比等于总温差与总热阻之 比。…………………………………………………………………………………………( )

13. 对应于停留时间分布密度函数 E(t)最大值的时间即为平均停留时间 t 。…………(



14. 在测定流体流动阻力的实验中,用水求得的摩擦系数 λ ——Re 的曲线,对其它流体也 能适用。……………………………………………………………………………………( )

15. 冷热两流体经间壁进行定态换热,若间壁两侧流体温度均沿壁面而变化,且冷热流体 进 出口 温度均 保持 不变时 ,则 逆流操 作的传 热平 均温 度差比 并流时 的传 热平 均温差 大。…………………………………………………………………………………………( ) 16. 流体在一带锥度的圆管内流动,当流经 A—A 和 B—B 两个截面时,虽然平均流速 uA≠ uB,但 uA 与 uB 均不随时间而变化。这一流动过程仍是定态流动。……………( )

17.为提高总传热系数 K,必须改善传热膜系数大的一侧的换热条件。………………(



18. 当管外壁保温材料的厚度增大时,保温层内外壁间的温度差增大,总的热阻也增大。 但传热温度差与总热阻之比基本不变,即传热速率也基本不变。…………………… ( ) 19. 对于同一种保温材料,其堆积密度越小保温越有利。………………………………( 20.



对于气固相催化反应过程,在消除了外扩散影响的前提下,内扩散过程影响是否存在

及其影响程度,可由内扩散效率因子 η 2 的数值来判断:当实验测得内扩散效率因子 η 2 =0.3 时, 则表明该过程内扩散影响不太显著, 内表面利用率较高。 ………………………… ( )

21. 流体在等径的直管中作定常态流动时,由于流体流动而有摩擦阻力,因此,流体的压强 将沿管长而降低,流速也随之沿管长而变小。…………………………………………( ) 22. 冷热两流体经间壁进行定态换热,若间壁两侧流体温度均沿壁面而变化,且冷热流体 进 出口 温度均 保持 不变时 ,则 逆流操 作的传 热平 均温 度差比 并流时 的传 热平 均温差 大。…………………………………………………………………………………………( ) 23. 在一个连续、定态的流动系统中,当系统与外界无能量交换时,系统的机械能守 恒。…………………………………………………………………………………………( ) 24. 冷、热两流体经间壁换热时,若间壁两侧均为定态变温传热,则逆流操作的传热温差 比并流大。…………………………………………………………………………………( ) 25. 工业上流体输送过程中,被输送的流体大多数处于湍流状态,但也有一些例外,如粘 度较大油品的输送即属此例。……………………………………………………………( ) 26. 多层固体平壁定态导热时,总推动力为各层温差之和,总热阻为各层热阻之和,总导 热速率为各层导热速率之和。 ……………………………………………………………… ( ) 27. 流体在圆管内流动,若流量不变,而使管径增大一倍(设流体的物性不变) ,则雷诺数 的值为原来的 2 倍。………………………………………………………………………( ) 28. 当选用多种绝热材料时,在耐热性等条件允许时,为提高保温效果,应将导热系数大 的包扎在内层。……………………………………………………………………………( )

29. 冷、热流体在套管换热器中进行定态换热(都无相变) ,若热流体的进口温度 T1 上升, 而冷流体的进口温度 T1 、冷流体的质量流量 q m 、热流体的质量流量 q m 及物性数据均保持 不变, 则对数平均温差 ?Tm 将不变。 ……………………………………………………… ( )
'
'

30. 流体在圆形管道内湍流流动时, 管中心处的流速最大, 约为流体在管道中的平均流速的 1.15~1.27 倍。………………………………………………………………………( ) 31. 冷、热流体通过间壁进行热交换时,提高原来的传热膜系数 α 1 和 α 2 中较小一个的数值, 对总传热系数的提高影响不大。……………………………………………………………( ) 32. 敞口容器内静止水面下 1 m 处测得的表压强为 9.81 kPa。 ………………………… (



33. 当热、冷流体均无相变,且进出口温度不变时,逆流操作时平均温度差 ? Tm 最大,并流 操作时 ? Tm 最小, 任何其它复杂流程皆介于两者之间。 ………………………………… ( )

34.

牛顿粘性定律的表达形式为 τ = ? ?

du ,即剪应力τ与速度梯度成正比;上式变换后 dy

可写成 τ =

??

ρ

×

d (uρ ) ,它的物理意义可理解为流体在层流时的动量传递速度与单位体积 dy


流体的动量梯度成正比。………………………………………………………………(

35. 在列管换热器中,如用饱和水蒸气加热管内空气,则传热管的壁温接近于空气的温 度。……………………………………………………………………………………………( ) 36. 在流体流动系统中,存在明显速度梯度的区域称为流体流动边界层。边界层的厚度与 雷诺数 Re 有关。 越大, Re 边界层的厚度越大。 …………………………………………… ( ) 37. 在套管式换热器中进行冷、热流体的传热过程中,由于沿管长方向各部位的温度是不 同的,所以这种传热称为非定态传热。……………………………………………………( ) 38. 在对流传热过程中,若两种流体的传热膜系数分别为 α 1 和 α 2,且 α 1》α 2,在忽略固 体壁面热阻的情况下,总传热系数 K 接近于 α 1。………………………………………( ) 39. 石油催化裂化工业装置采用密相流化床设备,为使设备能稳定操作,则实际操作气流 速度必须小于临界流化速度,大于带出速度。……………………………………………( )

40. 流体流动边界层分为层流边界层和湍流边界层。一般说的层流内层即为层流边界层。 ……………………………………………………………………( ) 41. 为提高总传热系数 K,必须改善传热膜系数大的一侧的给热条件。………………(



42. 流体流动时,其粘度越大,内摩擦力越大。…………………………………………(



43. 已知单层平壁内的热传导,在壁厚方向上温度随厚度变化呈线性关系。同理,单层圆筒 壁内的导热,温度与半径的关系也是线性的。…………………………………………( ) 44. 实 际 流 体 在 定 态 流 动 过 程 中 , 存 在 着 三 种 不 同 的 流 型 : 层 流 、 湍 流 和 过 渡 流。…………………………………………………………………………………………( ) 45. 流体流经固体表面时存在边界层,边界层内传热以热传导方式为主,存在较大的温度 梯度,而温度梯度存在的区域称为传热边界层。所以,流动边界层和传热边界层实际上是同 一个概念。………………………………………………………………………………( ) 46. 流体在一带锥度的圆管内流动,当流经 A—A 和 B—B 两个截面时,虽然平均流速 uA ≠uB, uA 与 uB 均不随时间而变化。 但 这一流 动过程仍是定态流动。……………( )

47. 多层平壁定态热传导时,各层壁面的温度差与其热阻之比等于总温差与总热阻之 比。…………………………………………………………………………………………( ) 48. 对于同一种保温材料, 其堆积密度越小保温越有利。 ……………………………… (



49. 在气固相催化反应动力学研究中,为了消除内扩散过程的影响,通常保持在温度、空 间速度和反应物浓度不变的条件下, 测定催化剂不同粒径下的转化率。 当粒径减小到一定程 度后,转化率不再改变,说明在该粒径下,已消除了内扩散过程的影响。…………( ) 50.难溶的气体,吸收阻力主要集中在气膜上。…………(



51.亨利定律的表达式之一为 p=Ex, 若某气体在水中的亨利系数 E 值很大, 说明该气体为 易 溶气体。( ) 52.工业上一般吸收是在吸收塔中进行的。象传热一样,气液间逆流操作有利于吸收完全并 可获得较大的吸收推动力。( ) 53.吸收过程中,当操作线与平衡线相切或相交时所用的吸收剂最少,吸收推动力最大。 ( )

三.选择题 选择题 1. 在 下 列 各 种 流 量 计 中 , 哪 一 种 流 量 计 引 起 的 局 部 阻 力 不 随 流 量 的 增 加 而 显 著 增 大?…………………………………………………………………………………………( ) (A)孔板流量计; (B)转子流量计; (C)文氏流量计; (D)毛细管流量计。

2. 对于逆流接触的吸收过程,液气比的大小对吸收操作具有较大的影响。通常,实际操 作的液气比常以最小液气比的倍数来表示。当单位吸收耗剂用量趋于最小液气比时,则有… ( ) (A) 吸收过程推动力趋于最大,吸收塔所需高度趋于最小; (B) 吸收过程推动力趋于最小,吸收塔所需高度趋于最大; (C) 吸收过程推动力趋于最大,吸收塔所需高度趋于最大; (D) 吸收过程推动力趋于最小,吸收塔所需高度趋于最小。 3.

常温下,钢、不锈钢、水和空气的导热系数分别为………………………………( ) ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ (A)45 W·m 1·K 1 ,15 W·m 1·K 1 ,0.6 W·m 1·K 1 和 0.026 W·m 1·K 1 ; ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ (B)0.6 W·m 1·K 1 ,0.026 W·m 1·K 1 ,45 W·m 1·K 1 和 15 W·m 1·K 1 ; ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ (C)0.026 W·m 1·K 1 ,0.6 W·m 1·K 1 ,15 W·m 1·K 1 和 45 W·m 1·K 1 ; ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ (D)15 W·m 1·K 1 ,45 W·m 1·K 1 ,0.6 W·m 1·K 1 和 0.026 W·m 1·K 1 .

4.

水从高位槽中流出时,则……………………………………………………………( (A)水的静压能转变为动能; (B)水的位能转变为动能; (C)除水的静压能转变为动能外,由于位能的减少,水的内能略有下降; (D)除水的位能转变为动能外,由于静压能的减少,水的内能略有下降;



5. 在连续精馏加料操作线方程(q 线方程)中的 q 值,可视为总进料量中参与回流的料液 量所占的分数。因此饱和液体(泡点温度)进料时的 q 值为………………………………… ( ) (A) 0 ; (B) 1 ; (C) 小于 0 的值; (D) 大于 1 的值。 6. (

冷热两流体在逆流换热时,冷流体的出口极限温度可能是……………………… )。 (A)等于或接近于热流体的进口温度; (B)低于或接近于热流体的进口温度; (C)高于或接近于热流体的进口温度; (D)远高于热流体的进口温度。

7. 流量为 0.01 m3· -1 的流体从套管环隙 h (套管外管内径为 50 mm, 内管外径为 25 mm, 管壁为 2.5 mm)中流过,流体的流速为…………………………………………………( ) -1 -1 -1 -1 (A)20.5 m·s ; (B)14.2 m·s ; (C)6.8 m·s ; (D)31.8 m·s 。 8. 如图所示,A 和 B 两条平行直线为某一个填 料吸收塔在两种情况下的操作线。比较两种操作情 况下的塔顶尾气中吸收质含量 Y2 和塔底溶液中吸 收质的含量 X1,可知……………………………( ) (A) (Y2)A > (Y2)B ; (X1)A > (X1)B ; (B) (Y2)A < (Y2)B ; (X1)A < (X1)B ; (C) (Y2)A > (Y2)B ; (X1)A < (X1)B ;

(D) (Y2)A = (Y2)B ; (X1)A = (X1)B ; 9. 在一个单程列管式换热器中,壳程内通以 20 ℃左右的水,用来冷却管程中流经的
‐ ‐

200 ℃的热空气。经实测,空气对管壁的传热膜系数 α 1 =5.0 W·m 2·K 1,管壁对水的传热膜 系数 α 2 =400 W·m 2·K 1。管壁为碳钢,壁厚 3 mm,碳钢的导热系数 λ =50 W·m 1·K 1。
‐ ‐ ‐ ‐

现欲强化该传热过程,最合理的措施是………………………………………………………… ( ) (A)将原换热器换成一个传热面积更大的换热器; (B)将内管由钢管改为铜管; (C)增大壳程中水的流速; (D)增大管程中空气的流速。 10. 当流体在圆管内流动时,使流体的流速在圆管内分布不均匀的原因是由 于……………………………………………………………………………………………( ) (A)管壁存在摩擦力; (B)流体的静压力; (C)流体存在粘滞力; (D)流体所受到的重力。 11. 雷诺数 Re 的数学表达式为………………………………………………………( (A)



? ; duρ

du
(B)

ρ?



(C)

d?ρ ; u

duρ
(D)

?



以上各式中 u 为流体流速, ρ 为流体密度, ? 为流体粘度,d 为管径或定性尺寸。 12. 有一连续精馏塔分离苯和甲苯的混合物, 塔顶得到苯的摩尔分数为 0.97 的产品, 塔 底得到甲苯的摩尔分数为 0.98 的产品。由于市场需求发生变化,现要求塔顶产品的纯度提 高至 0.98,塔底产品的纯度和苯与甲苯的产量均要求维持不变。有人提出了四条建议,你认 为应采用哪一条?……………………………………………………………………………( ) (A) 增加回流比; (B) 将加料口向下移一块塔板; (C) 加料口下移的同时,将加料状态从冷液改为饱和蒸气加料; (D) 增加回流比的同时增加塔底再沸器的蒸气加热量。 13. 在多层固体平壁中进行一维定常导热时,各层的温度降与各相应层的热阻之间呈何种 关系?……………………………………………………………………………………( ) (A)反比关系; (B)无关系; (C)正比关系; (D)不确定关系。 14. 流体在确定的系统内作连续的定常流动时,通过质量衡算可得到:……………( (A)流体静力学基本方程; (B)连续性方程; (C)伯努利方程; (D)泊谡叶方程。



15. 在精馏塔中,相邻三层实际塔板 的气液两相组成如图所示 ,且 xn 和 xn +1 对 应的气相平衡组成为 yn*和 yn +1*,则第 n 层 塔板的单板效率为………………………… ( ) (A) (yn -yn +1)/(yn -xn ) ; (B) (yn -yn +1)/(yn*-yn +1) ; (C) (yn -yn +1)/(yn -xn +1) ; (D) (yn *-yn )/(yn -yn +1) 。 16. 在一列管式换热器中用水冷却列管内 的 CO2 气 体 , 就 整 个 换 热 过 程 而 言 , 热 阻 主 要 存 在 于………………………………………………………………………………………( ) (B) CO2 气体的流动主体中; (C) 金属管壁中; (D)CO2 气体与管壁间的层流底层中; (E) 水流与管壁间的层流底层中。 17. 流体在圆管内呈层流流动时,速度分布曲线的形状及平均速度 u 和最大速度 umax 的关系分别为…………………………………………………………………………………… ( ) (A)抛物线形,u=

1 umax; 2 1 (C)非严格的抛物线形,u= umax; 2

(B)非严格的抛物线形,u=0.82 umax; (D)抛物线形,u=0.82 umax。

18. 如图所示为各种进料热状况的 q 线其中,表 示气液混合进料的 q 线是…………( ) (A) 线 1 ; (B) 线 2 ; (C) 线 3 ; (D) 线 4 。

19. 目前我国化工企业中使用得最广泛的换热器是……………………………………( (A)夹套式换热器; (B)翅片式换热器; (C)螺旋板式换热器; (D)列管式换热器。
2 u1 d 2 = 2 可适用于 u 2 d1

)

20. 流体在管内作连续定态流动时,流速 u 与管径 d 之间的关系

…………………………………………………………(



(A)不可压缩流体的等温过程; (B)可压缩流体的等温过程; (C)不可压缩流体的变温过程; (D)可压缩流体的变温过程。 21. 流体在圆管内呈层流流动时, 速度分布曲线的形状及平均速度 u 和最大速度 umax 的关系 分别为……………………………………………………………………………………( ) (A)抛物线形,u=

1 umax; 2 1 umax; (C)非严格的抛物线形,u= 2

(B)非严格的抛物线形,u=0.82 umax; (D)抛物线形,u=0.82 umax。

22. 吸收操作是一种用以分离哪类混合物的单元操作?………………………………( (A) 气体混合物; (B) 液体均相混合物; (C) 互不相溶的液体混合物; (D) 气液混合物。 )

23. 在下列管壳式换热器中,没有降低或消除由温差引起的热应力补偿措施的换热器 是………………………………………………………………………………………………( ) (A)U 形管式换热器; (B)浮头式换热器; (C)壳体带有膨胀圈的管壳式换热器; (D)固定管板式换热器。 24. 牛顿粘性定律适用于…………………………………………………………………( (A)层流流动时的牛顿型流体; (B)湍流流动时的牛顿型流体; (C)过渡流流动时的牛顿型流体; (D)静止状态下的牛顿型或非牛顿型流体。 25. 如下列举各条中,哪一条不是双膜模型的基本假设?……………………………( ) (A)气、液界面两侧存在气膜层和液膜层; (B)吸收质以分子扩散方式通过气膜层和液膜层; (C)吸收质在两相界面上处于平衡状态; (D)易溶气体的溶解过程不存在液膜阻力,难溶气体的溶解过程不存在气膜阻力。 在管壳式换热器的设计中,若冷、热流体的传热膜系数 α 1 和 α 2 数量级相近,则从提 ) )

26.

高总传热系数K的角度考虑,下列各种措施中,哪一种不宜采用?…………………………( (A)变单程为多程; (B)增加管数; (C)减少管数; (D)壳程加横向挡板。 27.

流体在一根水平直管中流动,自 A 截面流至 B 截面后,流体因摩擦阻力而消耗的能量 为 50 J·kg-1。这一摩擦损失主要表现为 B 截面处的单位质量流体……………………( ) (A)动能的减少; (B)热能的减少; (C)压强能的减少; (D)上述三者之和。 28.

无论在连续精馏塔或间歇精馏塔内进行均相混合液的分离操作,保证塔顶产品中易挥发 组分含量最高的操作条件是………………………………………………………………( ) (A) 在全回流下操作; (B) 在最小回流比下操作; (C) 在最适宜回流比下操作; (D) 在尽量接近最小回流比下操作。 29. 不同流体的传热膜系数相差很大。假设气体被加热或冷却时的传热膜系数为 α
‐2 ‐1 ‐2 ‐1

W·m ·K ,液体被加热或冷却的传热膜系数为 α 2 W·m ·K ,饱和水蒸气冷凝时的 传热膜系数为 α 3 W·m 2·K 1,则其大小顺序为………………………………………(
‐ ‐

1



(A) α 3< α 2< α 1 ; (C) α 3< α 1 < α 2; 30.

(B) α 2< α 3< α 1 ; (D) α 1 < α 2< α 3。

以下哪一种叙述与牛顿粘性定律无关:……………………………………………( ) (A)流体的层与层之间不存在静摩擦力,只要有力的作用,流体间即产生相对运动; (B)完全湍流时,摩擦阻力与速度梯度成正比; (C)流体内摩擦力的方向与速度增加的方向相反; (D)粘度的物理意义是使流体产生单位速度梯度的剪应力。 31. 流体在水平圆形直管中作定态流动时,一般在工业条件下,可形成湍流的临界雷诺数 为……………………………………………………………………………………………( ) (A) Re >2000; (B) Re >2300; (C)2000< Re <4000; (D) Re >4000。 32. 将板式塔和填料塔作比较,下列项目中,填料塔优于板式塔的是………………( (A)生产能力; (B)操作弹性; (C)持液量; (D)压降。 33. 在列管换热器中,在温度不太高的情况下,冷热两流体的传热过程是……………( (A)以热传导为主要方式; (B)以辐射为主要方式; (C)以热对流为主要方式; (D)以热传导和热对流两种方式为主。 34. 水连续地从内径为 90 mm 的粗管流入 30 mm 的细管内,则细管内水的流速是粗管 的……………………………………………………………………………………………( ) (A)3 倍; (B)1/9 倍; (C)9 倍; (D)1/3 倍。 35. 用纯溶剂逆流吸收气体中的可溶组分,液气比 FC/FB =m (相平衡关系为 Y=mX) 。进口气 体组成 Y1=0.05,出口 Y2=0.01,则过程的平均推动力为……………………………………( ) (A) 0; (B) 0.01; (C) 0.04 ; (D) 0.02。 36. 在一列管式换热器中用水冷却列管内的 CO2 气体,就整个换热过程而言,热阻主要存 )



在于………………………………………………………………………………………( (F) CO2 气体的流动主体中; (G)金属管壁中; (H)CO2 气体与管壁间的层流底层中; (I) 水流与管壁间的层流底层中。 37.



流量为 0.01 m3·h-1 的流体从套管环隙(套管外管内径为 50 mm,内管外径为 25 mm, 管壁为 2.5 mm)中流过,流体的流速为…………………………………………………( ) -1 -1 -1 -1 (A)20.5 m·s ; (B)14.2 m·s ; (C)6.8 m·s ; (D)31.8 m·s 。 38. 已知 20 ℃,101.3 kPa 下,乙醇在空气中的分子扩散系数为 1.21×10-5 m2·s-1 。若压 强不变,随着温度增高,则扩散系数的数值应为………………………………………( ) (A)随之增大;(B)随之降低;(C)维持不变; D)随具体温度而定,增大或降低。 39.
4 对一台正在工作的列管式换热器,已知一侧传热膜系数 α 1 = 1.16 × 10 W·m 2·K 1,
‐ ‐

另一侧传热膜系数 α 2 = 100 W·m 2·K 1,管壁热阻很小,那么要提高传热总系数,最有效的
‐ ‐

措施是………………………………………………………………………………………( (A)设法增大 α 2 的值; (B)设法同时增大 α 1 和 α 2 的值; (C)设法增大 α 1 的值; (D)改用导热系数大的金属管。 40.

)

在一容积很大液面恒定的贮槽底部有一个小孔, 流体从小孔中流出, 流体流出的速度为 u,若损失压头可忽略不计,则 u 正比于………………………………………………( ) (A)H(H——贮槽内液面的高度) ; (C)p(p——大气压强) ; (D) (B) H ;

p

ρ

? Hg ( ρ ——流体的密度,g——重力加速度) 。

41. 孔板流量计的主要缺点是……………………………………………………………( (A)结构复杂,造价高; (B)噪音较大; (C)维修困难; (D)能量损耗大。 42.



精馏过程是一个消耗能量的过程,精馏塔的能量消耗主要是………………………( ) (A) 对进塔原料液的加热; (B) 塔顶蒸气的冷凝和回流; (C) 加热塔釜中的溶液; (D) 上述三项能耗都是主要的,它们消耗能量均很接近。

43. 有一列管式换热器,管程中通过冷却水以冷凝壳程中通入的有机物蒸气。根据实际需要, 现准备将该换热器管程由单程改为双程。流经物料的流量和进口温度均不变,下列各种现象 中,哪一种不会发生?…………………………………………………………………………( ) (A)管程中水的流速增大; (B)冷却水的出口温度降低; (C)换热器的总传热系数K增加; (D)壳程中冷凝下来的有机物出口温度降低。 44. 实验中用 U 形管压差计测得某设备内的压力读数为零,说明该设备的绝对压为 …………………………………………………………………………( (A)0 Pa; (B)101.3 kPa; (C)当时当地大气压强; (D)1 MPa。



45. 用一个间歇精馏塔分离苯、甲苯、二甲苯三元混合物,精馏塔有足够的分离能力将 三种组分分离。现在塔顶上升蒸气的气流中装一个热电偶温度计,将温度计和电动记录仪联 接。 小时后,精馏基本结束,你认为记录仪上得到的应为下列曲线中哪一条曲线?……( 24 )

46. 在一个单程列管式换热器中,壳程内通以 20 ℃左右的水,用来冷却管程中流经的 200 ℃ 的热空气。经实测,空气对管壁的传热膜系数 α 1 =5.0 W·m 2·K 1,管壁对水的传热膜系数
‐ ‐

α 2 =400 W·m‐2·K‐1。管壁为碳钢,壁厚 3 mm,碳钢的导热系数 λ =50 W·m‐1·K‐1。现欲
强化该传热过程,最合理的措施是…………………………………………………………( (A)将原换热器换成一个传热面积更大的换热器; (B)将内管由钢管改为铜管; (C)增大壳程中水的流速; (D)增大管程中空气的流速。 47. )

自来水通过一段横截面积 S 不同的管路作定常流动时, 其流速 u………………… ( (A)不改变; (B)随 S 改变,S 越大,u 越大; (C)随 S 改变,S 越大,u 越小; (D)无法判断。 48. 在 y-x 图上,连续精馏操作线与对角线重合是由于……………………………………( (A) 进料是过热蒸气; (B) 回流比为最小回流比; (C) 塔顶无产品引出,全部用于回流; (D) 塔顶回流液量为零。 49.



)

在某换热器内,热流体的进口温度为 400 K,出口温度为 300 K;冷却水的进口温度为 280 K,出口温度为 290 K。并流时,对数平均温差 ?Tm 为…………………………… ( (A)130 K; 50. 伯努利(Bernoulli)方程表达了流体流动过程中的………………………………( (A)力的平衡关系; (B)物料衡算关系; (C)动量衡算关系; (D)机械能衡算关系。 51.层流底层越薄,则………………………………( A. 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 ) (B)65 K; (C)44.3 K; (D)52.8 K。 )

) 。

52. 当不可压缩理想流体在水平放置的变径管路中作连续流动时,在管子直径缩小的地方, 其静压力………………………………( ) 。 A.不变 B 增大 C 减小 D 不确定 53. 吸 收 速 率 主 要 决 定 于 通 过 双 膜 的 扩 散 速 率 , 提 高 吸 收 效 率 , 则 要………………………………( ) A.增加气膜厚度和减少液膜厚度 B.减少气膜厚度和液膜厚度 C.增加气膜厚度和液膜厚度 54.在常压下用水逆流吸收空气中的 CO2,若将用水量增加,则出口气体中 CO2 的含量 将………………………………( ) A.增加 B.减少 C.不变 55.通常所讨论的吸收操作中, 当吸收剂用量趋于最小用量时…………………………… ( A.回收率趋向最高 B.推动力趋向最大 C.操作最为经济 D.填料层高度趋向于无穷大。 56.在 Y-X 图上,吸收操作线总是位于平衡线………………………………( A.上方 B.下方 C.重合线上





57.对吸收操作影响较大的填料特性是………………………………( A.比表面积和自由体积 B.机械强度 C.对气体阻力要小 58.气体的享利系数 E 值越大,表明气体………………………………( A. 越易溶解 B. 越难溶解 C. 溶解度适中



) 。

59.对处理易溶气体的吸收, 为较显著地提高吸收速率, 应增大 ……………………… ( 的流速。 A. 气相; B. 液相; C. 气液两相; 60. 对于解吸操作,其溶质在液体中的实际浓度( A. 小于; B. 大于; C. 等于;



)与气相平衡的浓度。

61.精馏塔的操作线是直线,其原因是( ) A.理论板假设 B.理想物系 C.塔顶泡点回流

D.恒摩尔流假设

62.分离某两元混合液, 进料量为 10kmol/h, 组成 xF=0.6, 若要求馏出液组成 xD 不小于 0.9, 则最大馏出液量为( ) 。 A.6.67 kmol/h B.6 kmol/h C.9 kmol/h D.不能确定。

63.在精馏塔图解计算中,若进料热状况变化,将使( ) 。 A.平衡线发生变化 B.操作线与 q 线变化 C. 平衡线与 q 线变化 D. 平衡线与操作线变化 64.流体在园管内流动时,管中心流速最大,湍流时的平均流速与管中心的最大流速的关系 为( ) A. U ?=1/2.U ??? B. U ?=0.8U ??? C. U ?=3/2.U ??? 65.层流底层越薄,则( ) 。 A. 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

一、填空题 ( 共 11 题 21 分 ) 1. 1;20 2. 微观;宏观 3. 4.

降低;增大。 80 W·m-2·K-1

5. 增大;减小。

6. 7.

型态;<2000;>4000;≥1×104 1;0。

8. 传质单元高度;传质单元数 9. 套管式热交换器;蛇管式热交换器;夹套式热交换器;列管式热交换器;板式热交换器 (要求答出其中四种) 10. 定常(定态) ;不可压缩 11. 8.0×10-4 Pa?s。 12. 定常(定态) ;不定常(不定态) ;稳定;不稳定 13. 腾涌;沟流 14. 对角线;对角线;平衡线;平衡线 15. 传热平均温差大(即传热速率快) ;易于控制物料的出口温度 16. 完全无;活塞流;完全;全混流 17. 2;1.25~1.22 18. 19. 回流液量/馏出液量;提高;增大精馏段 20. 冷流体流量增加;大 21. 流体充满导管作定态流动;不可压缩;质量守恒 22. 23. 24. 降低;增大;增大;降低。 25. 降低;提高。 26. 少;小。 kg?m-1?s-2

27.

24.5;2.94×106;4.18;2.09×103

28. 完全无返混 29. 层流;湍流;雷诺数 Re。 30. 理论板数;能耗 31. 自由电子的运动、分子的振动或分子扩散;流体质点的相对位移 32. 33. 34. 1;1×104;9.80665×104 M?L-1?T-1

35. 流体机械能守恒与转换;压强差;转子位置。 36. 分子扩散;涡流扩散。 37. 饱和水蒸气;溶液 38. A>D>C>E>B。 39. 经验;数学模拟
2 p1 u12 p2 u2 40. Z1+ + +He=Z2+ + + ΣH f ,J·N-1 或 m(流体柱) 。 ρg 2 g ρg 2 g

41. 气膜;气膜;液膜;液膜 42. 升高;下降。 43. Pa?s;1×103Pa?s

44.

10;20。

45. 减小;减少;减小。 46. 沸点或挥发度;气、液相 47. 增大传热面积;提高板的刚性;促进湍流 48. 增大;减小。 49. 完全无;活塞流;完全;全混流 50. 定常(定态) ;不定常(不定态) ;稳定;不稳定

51.

nA 22.4 n A ; 1000V 1000V ? nA 22.4

52. 1 传热膜系数大;传热膜系数小 53. 0.981;9.81×102 kg?m-3。

二.判断题 判断题 1 正确 2. 正确 3. 是 4. 错误 5. 6. 7. 8.

错误

正确

错误

错误

9. 错误

10. 正确 11.正确 12. 正确 13. 错误; 14. 正确 15. 正确 16. 正确 17. 错误 18. 错误 19. 正确 20. 错误 21. 错误 22. 正确 23. 错误 24. 正确 25. 正确 26. 错误 27. 错误 28. 错误 29.

错误

30.正确 31. 错误

32. 正确 33. 正确 34. 正确 35. 错误 36. 错误 37. 错误 38. 错误 39. 错误 40. 错误 41. 错误 42. 正确 43. 错误 44. 错误 45. 错误 46. 正确 47. 正确 48. 正确 49. 正确 50. 错误 51. 错误 52. 正确 53. 错误

三.选择题 选择题 1.B 2. B

3. A 4. 5. 6. 7. 8. B B B C B

9. D 10. C 11. D 12. D 13. C 14. B 15. B 16. C 17. A 18. C 19. D 20. A 21. A

22. A 23. D 24. A 25. D 26. B 27. C 28. A 29. D 30. B

31. D 32. D 33. D 34. C 35. B 36. C 37. C 38. A 39. A 40. B 41. D 42. C 43. B

44. C 45. B 46. D 47. C 48. C 49. C 50. D 51. A 52. C 53. B 54. B 55. D 56. A 57. A 58. B 59. A 60. B


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