化工原理上册试题答案

化工原理试题库（上册）

第一章 流体流动

一、 选择题

1. 连续操作时，物料衡算通式中的过程积累量GA为（ A ）。 A.零 B.正数 C.负数 D.任意值

2. 热量衡算中，物料的焓为相对值，通常规定（ A ）的焓为零。

A.0℃液体 B.0℃气体 C.100℃液体 D.100℃气体 3. 流体阻力的表现，下列阐述错误的是（ D ）。

A.阻力越大，静压强下降就越大 B.流体的粘度越大，阻力越大

C.流体的流动状况是产生流体阻力的根本原因 D.流体的内摩擦力在流体激烈流动时不存在 4. 压强的具有专门名称的国际单位是Pa，用基本单位表示是（ C ）。

22

A.atm B.mmHg C.Kg/m.s D.N/m

5. 水在直管中流动，现保持流量不变，增大管径，则流速（ B ）。 A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断

6. 对可压缩流体，满足( C )条件时，才能应用柏努力方程求解。 A.

p1?p2p?p2?20%(式中压强采用表压表示) B. 1?10%(式中压强采用表压表示) p1p1p1?p2p?p2?20%(式中压强采用绝压表示) D. 1?10%(式中压强采用绝压表示) p1p1C.

7. 判断流体的流动类型用（ C ）准数。

A.欧拉 B.施伍德 C.雷诺 D.努塞尔特 8. 流体在圆形直管中滞流流动时的速度分布曲线为( B )。 A.直线 B.抛物线 C.双曲线 D.椭圆线

9. 增大流体的流量，则在孔板流量计的孔板前后形成的压强差（ A ）。 A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断 10. 流体在管内流动时的摩擦系数与（ B ）有关。 A.雷诺准数和绝对粗糙度 B. 雷诺准数和相对粗糙度 C.欧拉准数和绝对粗糙度 D. 欧拉准数和相对粗糙度 11. 测速管测量得到的速度是流体（ C ）速度。 A.在管壁处 B.在管中心 C.瞬时 D.平均

12. 在层流流动中，若流体的总流率不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的（ C ）倍。 A. 2； B. 6； C. 4； D. 1。

13. 流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为（ C ）。 A. 1.2m； B. 0.6m； C. 2.4m； D. 4.8m。

1

14. 流体在长为2m、高为1m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为（ A ）。 A. 1.33m； B. 2.66m； C. 0.33m； D. 0.66m。 15. 流体在内管外径为25mm，外管内径为70mm的环隙流道内流动，则该环隙流道的当量直径为（ D ）。 A. 25mm； B. 70mm； C. 95mm； D. 45mm。

16. 当流体在园管内流动时，管中心流速最大，滞流时的平均速度与管中心的最大流速的关系为( C ) A. u ＝3/2.umax B. u ＝0.8 umax C. u ＝1/2. umax D u =0.75 umax 17. 判断流体流动类型的准数为（ A ）

A . Re数 B. Nu 数 C . Pr数 D . Fr数

18. 流体在圆形直管内作强制湍流时，其对流传热系数α与雷诺准数Re 的n 次方成正比，其中的n 值为（ B ）

A . 0.5 B. 0.8 C. 1 D. 0.2 19. 牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈（ A ）

A．层流流动 B 湍流流动 C 过渡型流动 D 静止状态

20. 计算管路系统突然扩大和突然缩小的局部阻力时，速度值应取为（ C ）

A. 上游截面处流速 B 下游截面处流速

C 小管中流速 D 大管中流速

21. 用离心泵在两个敞口容器间输送液体。若维持两容器的液面高度不变，则当输送管道上的阀门关小后，管路总阻力将（ A ）。

A. 增大； B. 不变； C. 减小； D. 不确定。 22. 流体的压强有多种表示方式，1标准大气压为 ( C ) A.780mm汞柱 B.1Kgf/cm2 C.10.336m水柱 D.10130Pa

23. 流体在圆管中层流流动，若只将管内流体流速提高一倍，管内流体流动型态仍为层流，则阻力损失为原来的（ B ）倍。

A.4 B.2 C.2 D.不能确定

24. 阻力系数法将局部阻力hf表示成局部阻力系数与动压头的乘积，管出口入容器的阻力系数为 ( A )

A.1.0 B.0.5 C.0.35 D.0.75

25. 在柏努利方程式中，P/ρg被称为 ( A ) A.静压头 B.动压头 C.位压头 D.无法确定

26. 流体的流动形式可用雷诺准数来判定，若为湍流则Re ( D ) A.<4000 B.<2000 C.>2000 D.>4000

27. 不可压缩性流在管道内稳定流动的连续性方程式为（ A ） 可压缩性流体在管道内稳定流动的连续性方程式为（ D ）

2

A.u1Ａ1=u2Ａ2 B.u1Ａ2=u2Ａ1

C.u1Ａ1/ρ1=u2Ａ2/ρ2 D.u1Ａ1/ρ2=u2Ａ2/ρ1

28. 有两种关于粘性的说法： ( A ) ①无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。 ②粘性只有在流体运动时才表现出来。

A.这两种说法都对； B.这两种说法都不对；

C.第一种说法对，第二种说法不对； D.第二种说法对，第一种说法不对。 29. 层流与湍流的区别是（ C ） A 湍流的流速大于层流流速

B流道截面积大的为湍流，小的为层流 C层流无径向脉动，湍流有径向脉动 D层流的雷诺准数小于湍流的雷诺准数

30. 有一并联管路如图2所示，两段管路的流量、流速、管径、管长及流动阻力损失分别为Ｖ(1)、u(1)、d(1)、L(1)、h(f1)及Ｖ(2)、u(2)、d(2)、L(2)、h(f2)。若d(1)=2d(2)，L(1)=2L(2)，则h(f1)/h(f2)＝（ E ）

Ａ、2； Ｂ、4; Ｃ、1/2; Ｄ、1/4; Ｅ、1 当管路中流体均作层流流动时，Ｖ(1)/Ｖ(2)=（ C ） Ａ、2； Ｂ、4; Ｃ、8; Ｄ、1/2; Ｅ、1 当管路中流体均作层流流动时，u(1)/u(2)=（ A ）

Ａ、2； Ｂ、4; Ｃ、1/2; Ｄ、1/4; Ｅ、1

当两段管路中流体均作湍流流动时，并取λ(1)＝λ(2)，则Ｖ(1)/Ｖ(2)=（ B ）。 Ａ、2； Ｂ、4; Ｃ、8; Ｄ、1/2; Ｅ、1/4

当两段管路中流体均作湍流流动时，并取λ(1)＝λ(2)，则u(1)/u(2)=（ E ）。 Ａ、2； Ｂ、4; Ｃ、1/2; Ｄ、1/4; Ｅ、1

31. 真空表读数是60kPa，当地大气压为100kPa时，实际压强为（ A ）kPa。

A.40 B.60 C.160 32. 当温度降低时，气体的粘度（ A ）。

A.降低 B.不变 C.增大

33. 液体在圆形直管中稳定流动时，若管长及液体物性不变，当管内径减为原来的1/2，则流速变为原来的（ B ）倍。

A.2 B.4 C.16

34. 当地大气压为100kPa，压强表读数是60kPa，则实际压强为（ A ）kPa。

A、160 B、40 C、60 D、100

35. 液面保持恒定的敞口容器底部装有直径相等的进水管和出水管，当管内水的流速为2m/s时，进口能量损失为（ B ）J/kg，出口能量损失为（ D ）J/kg。

‘

A、 0.5 B、1 C、1.5 D、 2

36. 随着温度的升高液体的粘度（ C ），气体的粘度（ A ）。

‘

A、增加 B、不变 C、降低

3

二、填空题

1. 连续性介质假定是指_假定流体是由无数紧密相连、没有间隙的流体质点组成的连续介质。

2. 流体在光滑管内作湍流流动时，摩擦系数?与 雷诺数 和 相对粗糙度 有关；若其作完全湍

流（阻力平方区），则?仅与 相对粗糙度 有关。 3. 流体阻力产生的根源是__内摩擦力__。粘性是指__在运动状态下，流体产生的抵抗剪切变形的性质_。 4. 在连续稳定流动过程中，流速与管径的_____平方_____成反比。均匀圆管内流体的流速不因流阻的存在

而_____改变_____。(减、降或不变) 5. 无因次数群是_各物理量的因次彼此相消而变成没有因次_的数组。 6. 滞流与湍流的根本区别是__有无径向脉动__________________。

7. 一定量的流体在圆形直管内流过，若流动处于阻力平方区，则流动阻力与速度的___平方_______成正比。 8. 圆形直管内流体滞流流动的速度分布呈___抛物线_______形状。其平均速度是中心最大速度的

__1/2________。摩擦阻力系数与雷诺数的关系是____64/Re______。

9. 流体流动边界层是指__流速降为主体流速的99%以内的区域_______。流体流过某一障碍物发生边界层

脱体的原因是__流体动能耗尽_______。由于固体表面形状而造成边界层分离所引起的能量损失，称为__形体阻力_____。粘性流体绕过固体表面的阻力为摩擦阻力和_形体阻力___之和，又称为局部阻力。 10. 米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管径、管长不变，油温升高，粘度为原来的1/2 ，则摩擦阻

力损失为原来的__1/2___倍。

11. 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

____1/16_____。

-3-1

12. 当20℃的甘油(ρ=1261kg.m,,μ=1499厘泊)在内径为100mm 的管内流动时,若流速为2.5m.s时,

其雷诺准数Re为___210.3_______ ,其摩擦阻力系数λ为___0.304_____. 13. 当量直径的定义是de＝ 4?a 。 14. 当量直径的定义是de＝ 4?流通截面积 ，对边长为ａ正方形风管当量直径de＝ 润湿周边流通截面积 ，在套管环间流动的流体，外管的内径是d2，

润湿周边内管的外径是d1，则当量直径de＝d2-d1。

15. 当Re 为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ=_64/Re_________，在管内呈湍流时，摩擦

系数λ与___雷诺数_________、__相对粗糙度___________有关。

16. 水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后,水流量将

______减小____，摩擦系数__增大__________，管道总阻力损失___不变_____（增大、减小、不变）。 17. 某设备的表压强为50KPa，则它的绝对压强为 150KPa ，另一设备的真空度为50KPa，则它的

绝对压强为 50KPa 。（当地大气压为100KPa）

18. 如果管内流体流量增大一倍后，仍处于层流状态，则阻力损失增大到原来的 2 倍 19. 流体在管路两截面间的压强差ΔP与压强降ΔPf 相等的条件是 无外功、直径相同、水平管

路 。 20. 局部阻力所引起的能量损失有两种计算方法：__当量长度________法和____阻力系数______法。 21. 并联管路的特点是_总管流量等于各支管流量之和；总管损失与各支管损失相同_。分支管路的特点是_

4

总管流量等于各支管流量之和；各支管在流动终了时机械能与能量损失之和相等_。

22. 孔板流量计是通过_测量孔板前后的压强差____来反映流量的大小，又称为__差压式（节流式）___流量

计，而转子流量计是流体流过节流口的压强差保持恒定，通过变动的_转子的位置_________反映流量的大小，又称__浮子流量计________。 23. 热量衡算中，物料衡算通式中的过程GA为____0______。

24. 热量衡算中，物料的焓为相对值，通常规定________0__℃液体的焓为零。 25. 水在直管中流动，现保持流量不变，增大管径，则流速_____减小_____。

?26. 对不可压缩流体，满足__P1P2?20%_( 绝压）_______条件时，才能应用柏努力方程求解。

P127. 判断流体的流动类型用____雷诺______准数。

28. 流体在圆形直管中滞流流动时的速度分布曲线为__抛物线________。 29. 增大流体的流量，则在孔板前后形成的压强差___增大_______。 30. 流体在管内流动时的摩擦系数与__雷诺数和相对粗糙度________有关。 31. 测速管测量得到的速度是流体__点________速度。

32. 流体是气体和液体的统称，其中____气体______是可压缩流体，_____液体_____是不可压缩流体。 33. 表压、绝压、大气压之间的关系是__表压=绝压-大气压________

34. 据流体静力学基本方程式知，当液面上方压强变化时，液体内部各点压强___同步_____变化。 35. 等压面的要点有四个，即______同种流体____、____静止______、____连续______、___同一水平面_____。 36. 测量压强或压强差时，可用U管压差计、斜管压差计和微差压差计。若被测量的压强差很小时，可用以

上三种压差计中的__斜管压差计________和__微差压差计________。 37. 粘度是衡量_流体粘性__大小的物理量。

38. 孔板流量计是基于_流体流动的守恒__原理的流量测量仪表。 39. 恒压差、变截面的流量计有_转子流量计_________。 40. 恒截面、变压差的流量计有__孔板流量计________。 41. 并联管路的特点为__________和__________。 42. 分支管路的特点为__________和__________。

43. 串联管路的特点为__各管段质量流量相等___和__总能量损失等于各管段能量损失之和________。 44. 同一容器中有A,B,C三点，B点的压强为1atm，且PA>PB>PC，若B点的压强增加0.6atm，则PA增加

_0.6*101325______Pa，PA-PC增加___0_______mmHg。

45. 实验证明，流体在管路中流动时，同一截面上各点的流速是不同的，管心处流速__最大________，越

靠近管壁，流速_____越小_____，在管壁处等于___0_______。

46. 某液体在一段水平圆形直管内流动，已知Re值为1800，若平均流速为0.5m/s，则管中心点处速度为

____1__m/s，流体在管内流动类型属__层流____流动。

47. 如图1所示，液体在等径倾斜管中稳定流动，则阀的局部阻力系数ξ与压差计读数Ｒ的关系式为

5

23. 在传热面积为20 m的列管式换热器中用温度为20℃，流量为13500 kg/h冷水将某油品从110℃冷却至40℃，冷却水出口温度为50℃。运转一年后，两流体的流量和进口温度均不变，而测得冷却水出口温度降至40℃，经分析是由于污垢积累所至，试计算污垢热阻的增加量。可忽略热损失，水的平均比热

2

4.2KJ/Kg.℃。(0.002m℃/W)

24. 套管换热器的内管为φ38×2mm的铜管。今以绝对压强为294Kpa的饱和蒸汽将内管内的5000 kg/h氯苯由33℃加热到75℃。现某种原因，氯苯流率减小到1350 kg/h，而进、出口温度不变。如仍在原换热器内进行换热，你将采取什么措施？并计算建议改变的项目。两种流率下氯苯在管内流动均为湍流，但氯苯的物性常数可视为不变。已知冷凝传热膜系数比氯苯传热膜系数数值大得多。氯苯侧污垢热阻可忽略不计。(蒸汽压强降为176.5 Kpa)

25. 一卧式列管换热器，钢质换热管长3m，直径为φ25×2mm。水以0.7m/s的流速在管内流过，并从17℃被加热到37℃，流率为1.25kg/s、温度为72℃烃的饱和蒸汽在管外冷凝成同温度的液体。烃蒸汽的冷凝

2

潜热为315KJ/kg。已测得：蒸汽冷凝系数为800W/ m℃，管内侧热阻为外侧的40%，污垢热阻又为管内侧热阻的70%，试核算换热管的总根数及换热器的管程数。计算时可忽略管壁热阻及热损失。(80，4)

26. 在一油冷却器里，水一单管为100g/s的流量流过得钢管，油以单管为75g/s的流量在管外逆向流动。若管长为2m，油和水的进口温度分别为370K和280K，问油的出口温度为多少？已知油侧的对流传热系数

22

为1700 W/ m℃、水侧的对流传热系数为2500 W/ m℃，油的比热为1.9 KJ/Kg.℃(325K)

27. 某列管冷凝器，管内通冷却水，管外为有机蒸气冷凝。在新使用时，冷却水的进出口温度分别为20℃和30℃。使用一段时期后，在冷却水进口温度与流量相同的条件下，冷水出口温度降为26℃。求此时的垢

2

层热阻。已知换热器的传热面积为16.5m，有机蒸气的冷凝温度为80℃，冷却水流量为3.0Kg/s，水的比热为4.2KJ/Kg.K。(12分)

28. 一单壳程单管程列管式换热器，苯在换热器管内流动，流量为1.5kg/S，由80℃冷却到30℃。冷却水在

3

管间和苯作逆流流动，水进口温度20℃，出口温度50℃,已知苯的平均比热为1.9×10J/（kg. ℃）,基于

2

外表面积的总传热系数K为490W/(M. ℃),换热器的热损失忽略不计，试求：传热速率Q为多少kW?(4分);

2

对流平均温度差为多少℃？（4分）；该列管换热器的传热面积为多少M？（4分）

29. 有一台新的套管换热器，用水冷却油，水走内管，油与水逆流，内管为?19?3mm的钢管，外管为?40?3mm的钢管。水与油的流速分别为1.5m/s及1.1m/s，水的进出口温度为20℃和40℃，油的进口温度为100℃，热损失不计，试计算所需要的管长。 水，油和钢在定性温度下的物性常数： 水 油 钢 密度（kg/m3） 比热[J/(kg·℃)] 导热系数[W/(m·℃) 998.2 860 ------- 4138 1900 -------- 0.59 0.15 45.4 粘度[W/(m·K)] 0.001 0.0011 ------- 2

30. 在一新的套管换热器中，冷却水在φ25×2.5mm的内管中流动以冷凝环隙间的某蒸汽。当冷却水的流

速为0.4m/s和0.8m/s时，测得基于内管外表面的总传热系数分别为1200瓦每平方米开尔文和1700瓦每平方米开尔文。水在管内为湍流，管壁的导热系数为45w/m·K。水流速改变后可认为环隙间冷凝的传热膜系数不变，试求：当水的流速为0.4m/s时，管壁对水的对流传热系数为多少？管外蒸汽冷凝的对流传热系数为多少？若操作一段时间后，水流速仍维持0.4m/s，但测得的总传热系数比操作初期下降10%，试分析可能的原因，并论述此时蒸汽的冷凝量是否也下降10%。（13分）

31. 有一套管式换热器，管程走冷空气，温度由15℃加热到105℃，空气的流速为13.2m/s，空气在定性

-5

温度下的物性为：密度为1.06kg/m3，比热1.005kJ/(kg.K)，粘度2.01×10Pa.s，导热系数0.02893W/(m.K)，普兰特准数0.696，温度为115℃的水蒸汽在环隙冷凝，其对流传热系数1.0×4

10W/(m2.℃)。套管换热器的内管尺寸为25×2.5mm，不计污垢热阻，求套管换热器的内管管长。 32. 在一套管式换热器中，用水冷却热油。换热器管长为1.5m，两流体作逆流流到，油由150℃冷却到95℃，冷却水由15℃加热到35℃。若用加长冷却器管子的方法，使油出口温度降至65℃。假设在这两种情况下，油和水的流量、物性常数、进出口温度均不变，冷却器除管长外，其它尺寸也不变，忽略热损失，试求管

31

长。

33. 在列管式换热器中，用15℃的冷却水将某溶液从90℃冷却到40℃，该溶液流量为5400kg/h，比热为3.4kJ/(kg·K)，对流传热系数为600W/(m2·K)。冷却水走管程与管外溶液逆流换热，流量为10080kg/h，比热4.16 kJ/(kg·K)，对流 传热系数为1100W/(m2·K)。换热器管束由φ25×2.5mm钢管组成，钢管导热系数为45W/（m·K），管内、外两侧污垢热阻可略去不计，计算需换热器的传热面积(以So表示)，换热器的热损

失可不计。若该换热器运行一段时间后，只能将溶液冷却到45℃，问此时应采取什么措施才能保证换热要求？ 34. 在列管式换热器中，用饱和水蒸气加热原油。温度为160℃的饱和水蒸气在壳层冷凝排出饱和液体。原油在管程流动，由20℃被加热到106℃。饱和水蒸气的流量为2160kg/h，汽化潜热为2087kJ/kg，对流传热系数为1200W/(m2·K)。原油比热1.6 kJ/(kg·K)，对流 传热系数为400W/(m2·K)。换热器管束由φ25×2.5mm钢管组成，钢管导热系数为45W/（m·K），管内、外两侧污垢热阻及其热损失可略去不计。计算（1）原油的流量；（2）需换热器的传热面积(以So表示)。 35. 在一逆流换热器中，将1.26 kg/s的苯用冷却水从110℃冷却 到40℃，苯的比热为1.7 kJ/(kg·℃)。冷却水走管内,入口温度为18℃，出口温度36℃，水的比热为4.16 kJ/(kg·℃)，换热器由φ25×2.5mm的钢管组成。水和苯的对流传热系数分别为1800 W/(m2·℃)和600 W/(m2·℃),忽略管壁及两侧污垢热阻，不计换热器热损失。求：1.冷却水用量。2.换热器所需换热管总长。

36. 在一列管换热器中将15000kg/h的油品从20℃加热到90℃。油品走管内，管外加热介质为130℃的水蒸汽。换热器由100根φ15×1.5mm、长2m的钢管构成。已知αi＝360W/m2·℃，αo＝12000W/m2·℃，油品的比热为1.9kJ/kg·℃，操作条件下水的汽化潜热为2205kJ/kg，管壁的导热系数为45W/m·℃。若加热蒸汽全部冷凝后在饱和温度下排出，忽略热损失和管壁污垢热阻。试求：

(1) 换热器的热负荷Q＝？ (2) 加热蒸汽消耗量Wh＝？ (3) 总传热系数K＝？

(4) 该换热器能否满足生产任务？

37. 某内管为φ180×10mm的套管换热器中，将流量为3100kg/h的某液态烃从100℃冷却到60℃，其平均比热为2.38kJ/kg.K，冷却水进出口温度分别为40℃和50℃，其平均比热为4.174 kJ/kg.K，并、逆流时的总传热系数K0均为2000W/m2.K，试求：

(1)冷却水用量；

(2)计算两流体分别作并流流动、逆流流动时的平均温度差和管长，并根据计算结果加以讨论。 38. 某内管为φ150×10mm的套管换热器中，将流量为3100kg/h的某液态烃从120℃冷却到60℃，其平均比热为2.38kJ/kg.K，冷却水进出口温度分别为30℃和50℃，其平均比热为4.174 kJ/kg.K，并、逆流时的总传热系数K0均为2000 W/m2.K，试求：

(1)冷却水用量；

(2)两流体作并流流动时的平均温度差和管长； 3两流体作逆流流动时的平均温度差和管长。 39. 用初温为10℃的水在φ25×2.5mm的管子组成的单程列管式换热器内将机油由200℃冷却至100℃，水走管内，油走管间。已知水和机油的质量流量分别为1000 kg/h和1200 kg/h，其比热分别为4.18kJ/kg·K和2.0kJ/kg·K。水侧和油侧的对流传热系数分别为2000W/m2·K和250W/m2·K，两流体呈逆流流动，忽略管壁和污垢热阻。试计算：

(1) 换热器的热负荷； (2) 冷却水的出口温度； (3) 总传热系数； (4) 所需传热面积；

(5) 若换热器由15根长3 m的上述换热管组成，说明该换热器是否合用？ 40. 单程列管式换热器由15根φ25×2.5mm、长3 m钢管组成，管内为初温10℃、终温20℃的冷却水，比热为4.18kJ/kg·K；管间为机油，由200℃冷却至100℃。机油的质量流量为1200 kg/h，比热为2.0kJ/kg·K。两流

32

体呈逆流流动，试计算：

(1) 换热器的热负荷；

(2) 所需冷却水的质量流量； (3) 平均温度差； (4) 总传热系数。

41. 在一列管换热器中逆流将15000kg/h的某低粘度油品从20℃加热到80℃。油品走管内，管外加热介质为130℃的水蒸汽冷凝为饱和水。换热器由100根直径为25mm、长6m的薄壁钢管构成。已知αi＝360W/m2·℃，αo＝12000W/m2·℃，油品的比热为1.9kJ/kg·℃。操作条件下水的汽化潜热为2205 kJ/kg。若换热过程的热损失为冷热流体换热量的15%，忽略管壁及污垢热阻。试求：

(1) 加热蒸汽消耗量？

(2) 该换热器能否满足生产任务？

(3) 若其他已知条件不变，将油品的流量提高到17000kg/h，求此时的总传热系数。

五、简答题

1. 三种基本传热方式中，辐射传热与其他两种传热在传热方式上最主要的区别是什么？

第五章 蒸发

一、选择题

1. 以下蒸发器属于自然循环型蒸发器的是（ D ）蒸发器。 A.强制循环型 B.升膜 C.浸没燃烧 D.外热式

2. 与加压、常压蒸发器相比，采用真空蒸发可使蒸发器的传热面积（ B ），温度差（ A ），总传

热系数（ B ）。

A.增大 B.减小 C.不变 D.不确定 3. 蒸发操作能持续进行的必要条件是( B )。

A.热能的不断供应，冷凝水的及时排除。 B.热能的不断供应，生成蒸气的不断排除。 C.把二次蒸气通入下一效作为热源蒸气。 D.采用多效操作，通常使用2-3效。 4. 蒸发操作通常采用( D )加热。 A.电加热法 B.烟道气加热

C.直接水蒸气加热 D.间接饱和水蒸气加热 5. 以下哪一条不是减压蒸发的优点( D )。

A.可以利用低压蒸气或废汽作为加热剂 B.可用以浓缩不耐高温的溶液

C.可减少蒸发器的热损失 D.可以自动地使溶液流到下一效，不需泵输送 6. 多效蒸发流程通常有三种方式，以下哪一种是错误的( C )。 A.顺流 B.逆流 C.错流 D.平流

7. 中央循环管式蒸发器中液体的流动称为( A )。 A.自然循环 B.强制循环 C.自然沸腾 D.强制沸腾 8. 蒸发操作中，二次蒸气的冷凝通常采用( B )。

a.间壁式冷凝 b.混合式冷凝 c.蓄热式冷凝 d.自然冷凝

33

9. 单效蒸发器计算中D／W 称为单位蒸汽消耗量， 如原料液的沸点为393K，下列哪种情况D／W最大?

( A )。

A.原料液在293K时加入蒸发器 B.原料液在390K时加入蒸发器 C.原料液在393K时加入蒸发器 D.原料液在395K时加入蒸发器

10. 蒸发过程温度差损失之一是由于溶质存在，使溶液（ A ）所致。

A.沸点升高 B.沸点降低 C.蒸汽压升高 11. 属于单程型的蒸发器是（ C ）。

A、中央循环管式蒸发器 B、外热式蒸发器 C、降膜蒸发器 D、 悬筐式蒸发器

二、填空题

1. 蒸发操作所用的设备称为________。

2. 蒸发操作中，加热溶液用的蒸汽称为________，蒸发出的蒸汽称为________。

3. 按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为________和________；按操作压强大小，蒸发分为________、

________和________；按蒸发方式不同，蒸发分为________和________。 4. 蒸发过程中，溶剂的气化速率由________速率控制。 5. 蒸发溶液时的温度差损失在数值上恰等于________的值。

6. 蒸发操作时，引起温度差损失的原因有________、________和________。 7. 杜林规则说明溶液的沸点与同压强下标准溶液的沸点间呈________关系。

8. 20％NaOH水溶液在101.33kPa时因溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失为________。 9. 单效蒸发的计算利用________、________和________三种关系。 10. 当稀释热可以忽略时，溶液的焓可以由________计算。 11. 单位蒸汽消耗量是指________，它时衡量________的指标。 12. 单位蒸汽消耗量愈________，蒸发装置的经济效益愈好。 13. 蒸发器的传热速率愈大，则生产能力愈________。

14. 多效蒸发中，效数愈多，则单位蒸汽消耗量愈________。 15. 多效蒸发的操作流程有________、________和________。 16. 多效并流蒸发流程适于处理________的溶液。 17. 多效逆流蒸发流程适于处理________的溶液。 18. 多效平流蒸发流程适于处理________的溶液。

19. 为提高蒸发器的生产能力，可采用________的方法。 20. 提高蒸发器的生产强度的措施有________和________。

21. 加热蒸汽提供的热量用于________、________、________和________。

蒸发过程中引起温度差损失的原因有________________，________________，________________。 22. 蒸发可按蒸发器内的压力分为 ________蒸发、加压蒸发______蒸发。亦可按二次蒸汽利用的情况分

为_______蒸发和_______蒸发。

23. 溶液的流向与蒸汽相同的多效蒸发流程称为 。

‘“

24. 蒸发过程溶液的沸点升高是由于 引起的△、 引起的△ 和 引起的 △

‘’

。

25. 杜林规则认为，一定浓度的某溶液在两不同压强下的沸点差与对应压强下水的沸点差的比值为 。 26. 蒸发操作得以实现的主要条件是________________的不断导入，及

________________________________________________。

34

三、判断题

1. 一般逆流加料法多效蒸发流程适合于粘度随温度和浓度变化较大的溶液的蒸发。 （ √ ）

2. 杜林规则认为，一定浓度的某溶液在两不同压强下的沸点差与对应压强下水的沸点差的比值为2。

（ X ）

3. 一般并流加料法多效蒸发流程适合于粘度随温度和浓度变化较大的溶液的蒸发。 （ X ）

‘

4. △是指由于溶质的存在而引起的温度差损失。 （ √ ）

四、计算题

1. 常压单效蒸发中，每小时将10000kg的某水溶液从5％浓缩到25％。原料液温度为40十三点，分离

室的真空度为60kPa，加热蒸汽压强为120kPa，蒸发器的管外总传热系数为2000W/(m2.℃)，溶液的平均比热为3.6kJ/(kg.℃)，操作条件下溶液的各种温度差损失为15℃，忽略热损失。求（1）水分蒸发量；（2）加热蒸汽消耗量；（3）蒸发器的传热面积。

2. 进料量为9000kg/h，浓度为1%（质量分率）的盐溶液在40℃下进入单效蒸发器并被浓缩到1.5%。蒸

发器传热面积为39.1平方米，蒸发室绝对压强为0.04MPa（该压力下水的蒸发潜热r'=2318.6kJ/kg），加热蒸汽温度为110℃（该饱和温度下水的蒸发潜热r=2232k J/kg）。由于溶液很稀，假设溶液的沸点和水的沸点相同，0.04MPa下水的沸点为75.4℃，料液的比热近似于水的比热，Ｃｐ＝4.174kJ/kg·K。求蒸发量、浓缩液量、加热蒸汽量和加热室的传热系数K。如进料量增加为12000kg/h，传热系数、加热蒸汽压强、蒸发室压强、进料温度和浓度均不变的情况下，蒸发量、浓缩液量和浓缩液浓度又为多少？均不考虑热损失。

五、简答题

1. 蒸发操作得以进行的基本条件是什么？

35

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/tty5.html