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第0章 绪论 前学课程衔接知识复习的测试
1、 SI制力学系统中的基本量纲有几个?单选
答案: 3个
2、 SI制力学系统中基本量纲长度量纲是哪个?单选
答案: L
3、 SI制力学系统中,基本量纲质量量纲是哪个?单选
答案: M
4、 SI制力学系统中,基本量纲时间量纲是哪个?单选
答案: T
5、 SI制密度量纲是哪一个?单选
答案: M/L3
6、 SI制速度量纲是哪个?单选
答案: LT-1
7、 力学系统中工程制单位制度中的基本量纲有几个?单选
答案: 3
8、 力学系统中工程制单位制度中的长度基本量纲是哪个?单选
答案: L
9、 力学系统中,工程制单位制度中质量的量纲是哪一个?单选
答案: FT2/L
10、 理解量纲问题,下列说法哪个错误?单选
答案: 量纲即单位
11、 理解量纲问题,下列说法哪个错误?单选
答案: 力学系统中,力是导出量纲
12、 关于单位制,下列说法哪个错误?单选
答案: 在中国实行中国国家法定计量单位制,不实行SI制。
13、 关于单位制,下列说法哪个错误?单选
答案: 基本单位是固定不变的,不可以选择。
14、 关于单位制,下列说法哪个错误?单选
答案: 单位制仅使用过英制、米制、国际单位制,单元操作学科在形成过程中,使用过它们。
15、 关于SI制,下列哪个说法错误?单选
答案: 质量和工程制单位制一样,是基本物理量。
16、 关于SI制,下列哪个说法错误?单选
答案: 它有5个基本物理量及单位。
17、 下列关于SI制的基本物理量及单位哪个是正确的?单选
答案: 长度和米(m)、质量和千克(kg)、时间和秒(s),热力学温度和开(K)、发光强度和坎德拉(cd)、电流强度和安培(A)以及物质的量和摩尔(mol)
18、 下列关于SI制的基本物理量及单位哪个是正确的?单选
答案: 长度和米(m)、质量和千克(kg)、时间和秒(s),热力学温度和开(K)、发光强度和坎德拉(cd)、电流强度和安培(A)以及物质的量和摩尔(mol)
19、 力学系统中,SI 制的基本物理量及单位哪个是正确的?单选
答案: 长度和米(m)、质量和千克(kg)、时间和秒(s)
20、 传热学系统中,SI 制的基本物理量及单位哪个是正确的?单选
答案: 长度和米(m)、质量和千克(kg)、时间和秒(s),热力学温度和开(K)
21、 关于单位换算,下列哪个错误?单选
答案: 1m=25in(英寸)
22、 关于单位换算,下列哪个错误?单选
答案: 1kg=9.81N
23、 关于单位换算,下列哪个错误?单选
答案: 1kg=2.0b(磅)
24、 关于单位换算,下列哪个错误? 单选
答案: 1Btu(英热单位)=1kJ
25、 关于单位换算,下列哪个错误? 单选
答案: 1℃温差=1.8温差=273K温差
26、 关于单位换算,下列哪个错误? 单选
答案: 1.8℃温差=1.8华氏度温差=1K温差
27、 关于单位换算,下列哪个错误? 单选
答案: 1.8℃温差=1.8华氏度温差=273K温差
28、 关于单位换算,下列哪个错误? 单选
答案: 1.8℃温差=1.8华氏度温差=1K温差
29、 关于单位换算,下列哪个错误? 单选
答案: 1℃=1.8华氏度=274.15K
30、 关于温度的定义,下列哪个错误?单选
答案: 常压水的冰点分别是0oC、32 oF、273.15×1.8 oR、0K,常压水的沸点分别为100oC、212 oF、373.15×1.8 oR、373.15K。
31、 关于温度的定义,下列哪个错误?单选
答案: 冰点和沸点间对应摄氏、华氏、兰氏和热力学温度分别为100、180、180、273等分。
32、 关于温度的定义,下列哪个错误?单选
答案: 各制度单位下的温度可依据水的冰点和冰的溶点关系知识进行相互之间的换算。
33、 关于温度的定义,下列哪个错误?单选
答案: 温度单位有摄氏(Celsius-scale)、华氏(Fahrenheit-scale)、兰氏(Rankine-scale)和热力学温度(开氏,Kelvin-scale )温度单位,这些单位用于温差单位时,彼此之间的换算(如摄氏度温差和华氏度温差之间的换算),与温度之间的换算关系相同(如摄氏温度和华氏温度之间的换算)。
34、 人体正常温度是37oC,下列哪个错误?单选
答案: 60oF
35、 人体正常温度是98.6oF,下列哪个错误?单选
答案: 458 oR
36、 人体正常温度是558 oR,下列哪个错误?单选
答案: 89.6oF
37、 冬天的室温是41oF,人体正常温度是37oC,则人体和室内的温差是下列哪个?单选
答案: 32oC
38、 冬天的室温是41oF,人体正常温度是37oC,则人体和室内的温差是下列哪个?单选
答案: 32K
39、 冬天的室温是41oF,人体正常温度是37oC,则人体和室内的温差是下列哪个?单选
答案: 57.6oF
40、 冬天的室温是41oF,人体正常温度是37oC,则人体和室内的温差是下列哪个?单选
答案: 57.6oR
41、 工程单位制中,基本物理量是长度(m)、时间(s)和力(kgf),质量是导出量,其单位是下列哪个?单选
答案: kg(f) s2/m
42、 工程单位制中,基本物理量是长度(m)、时间(s)和力(kgf),质量是导出量,将工程制的质量单位换为SI制kg的换算因数是下列哪个?单选
答案: 9.81
43、 工程单位制中,基本物理量是长度(m)、时间(s)和力(kgf),质量是导出量,将SI制kg换算成工程制的质量单位的换算因数是下列哪个?单选
答案: 1/9.81
44、 in(英寸)换算为mm的换算因数是下列哪个?单选
答案: 25.4
45、 c(厘)Pa(帕,压强单位)换为N/m^2的换算因数是下列哪个?单选
答案: 0.01
46、 c(厘)Pa(帕,压强单位)换为N/cm^2的换算因数是下列哪个?单选
答案: 0.000001
47、 c(厘)Pa(帕,压强单位)换为kgf/cm^2的换算因数靠近下列哪个?单选
答案: 10-7
48、 常温下,水的比热容常按4.187kJ/(kg.℃)取值,问换算为J/(kg.K)为单位时的数值选哪个?单选
答案: 4187
49、 常温下,水的比热容常按4.187kJ/(kg.℃)取值,问换算为J/(kg.oF)为单位时的数值选哪个?单选
答案: 2326
50、 常温下,水的比热容常按4.187kJ/(kg.℃)取值,问换算为cal/(kg.℃)为单位时的数值选哪个?单选
答案: 1000
51、 关于经验公式的换算,下列说法哪个正确?单选
答案: 采用还原法,由变量字母连同其所要换算到的单位开始,向变量的原始单位转化,然后将转化后的整体(字母和换算因数)代入原始公式整理即可。
52、 关于经验公式的换算,下列说法哪个正确?单选
答案: 可以尝试采用物理公式换算的方法进行换算,也就是将方程两边按单位一致的原则给无单位的数字配上单位,再由公式出发由旧单位向新单位转化。
53、
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60、
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61、 食品学院楼顶有一水池,长宽均为3m,有效储水高度为2m。如果用一根内径为60mm的上水管向空水池开始供水,管中供水流速为2m/s。请通过计算回答,达到有效储水高度所需要的时间选哪个?单选
答案: 0.885h
62、 食品学院楼顶有一水池,长宽均为3m,有效储水高度为2m。如果用一根内径为100mm的上水管向空水池开始供水,管中供水流速为2.5m/s。请通过计算回答,达到有效储水高度所需要的时间选哪个?单选
答案: 0.255h
63、 食品学院楼顶有一水池,长宽均为3m,有效储水高度为2m。如果用一根内径为25mm的上水管向空水池开始供水,管中供水流速为1.5m/s。请通过计算回答,达到有效储水高度所需要的时间选哪个?单选
答案: 6.8h
64、
答案: 第三个
65、
答案: 第一个
66、
答案: 第二个
67、
答案: 第四个
68、
答案: 第一个
69、
答案: 第三个
70、
答案: 第四个
71、
答案: 第三个
72、 食品学院楼顶有一水池,长宽均为3m,有效储水高度为2m。如果用一根内径为100mm的上水管向空水池开始供水,管中供水流速为1.0m/s,同时用一内径为68mm的水管从水池底部抽水 。请通过计算回答,如要使得池内水位高度保持不变,出水管内的流速选哪个?单选
答案: 2.16m/s
73、 食品学院楼顶有一水池,长宽均为3m,有效储水高度为2m。如果用一根内径为100mm的上水管向空水池开始供水,管中供水流量为6m3/h,同时用一内径为68mm的水管从水池底部抽水 。请通过计算回答,如要使得池内水位高度保持不变,出水管内的流速选哪个?单选
答案: 0.46m/s
74、 食品学院楼顶有一水池,长宽均为3m,有效储水高度为2m。如果用一根内径为100mm的上水管向空水池开始供水,管中供水流速为1.5m/s,同时用一内径为68mm的水管从水池底部抽水 。请通过计算回答,如要使得池内水位高度保持不变,出水管内的流量选哪个?单选
答案: 42.39m^3/h
75、 食品学院楼顶有一水池,长宽均为3m,有效储水高度为2m。如果用一根内径为100mm的上水管向空水池开始供水,管中供水流速为1.2m/s,同时用一内径为68mm的水管从水池底部抽水 。请通过计算回答,如要使得池内水位高度保持不变,出水管内的流量选哪个?单选
答案: 0.00942m^3/s
76、 食品学院楼顶有一水池,长宽均为3m,有效储水高度为2m。如果用一根内径为100mm的上水管向空水池开始供水,管中供水流速为2.0m/s,同时用一内径为68mm的水管从水池底部抽水 。为了控制高位水池液面不变和出水管的流量,由出水管接一根内径为76mm的分流管将多出的水打回地面水池。请通过计算回答,如要保持出水管的流量为30m3/h,分流管内的流量选哪个?单选
答案: 26.52m^3/h
77、 食品学院楼顶有一水池,长宽均为3m,有效储水高度为2m。如果用一根内径为100mm的上水管向空水池开始供水,管中供水流速为2.0m/s,同时用一内径为68mm的水管从水池底部抽水 。为了控制高位水池液面不变和出水管的流量,由出水管接一根内径为76mm的分流管将多出的水打回地面水池。请通过计算回答,如要保持出水管的流量为30m3/h,分流管内的的流速选哪个?单选
答案: 1.62m/s
78、 食品学院楼顶有一水池,长宽均为3m,有效储水高度为2m。如果用一根内径为100mm的上水管向空水池开始供水,管中供水流速为35m3/h,同时用一内径为68mm的水管从水池底部抽水 。为了控制高位水池液面不变和出水管的流量,由出水管接一根内径为76mm的分流管将多出的水打回地面水池。请通过计算回答,如要保持出水管的流速为1.9m/s,分流管内的流量选哪个?单选
答案: 10.2m^3/h
79、 食品学院楼顶有一水池,长宽均为3m,有效储水高度为2m。如果用一根内径为100mm的上水管向空水池开始供水,管中供水流速为35m3/h,同时用一内径为68mm的水管从水池底部抽水 。为了控制高位水池液面不变和出水管的流量,由出水管接一根内径为76mm的分流管将多出的水打回地面水池。请通过计算回答,如要保持出水管的流量为1.9m/s,分流管内的流速选哪个?单选
答案: 0.63m/s
80、 在蒸发器中进行食品水溶液的蒸发操作,加热后产生的水蒸气经过水冷凝后收集另用,溶质不会蒸发变化。首先将原始料液加入到蒸发器中至指定的液位后进行蒸发,达到规定的出料浓度后,同时打开进料阀和出料阀按照设计好的流量进行连续稳态操作。设进料流量F0为1.5kg/s,进料中总溶质的质量百分浓度x0为15%,出料流量为F1kg/s,溶质质量百分浓度为x1=75%。请按照连续稳态系统总输入等于总输出和溶质的总输入等于溶质的总输出的依据,通过计算后回答水分的蒸发速率W选哪个?单选
答案: 1.2kg/s
81、 在蒸发器中进行食品水溶液的蒸发操作,加热后产生的水蒸气经过水冷凝后收集另用,溶质不会蒸发变化。首先将原始料液加入到蒸发器中至指定的液位后进行蒸发,达到规定的出料浓度后,同时打开进料阀和出料阀按照设计好的流量进行连续稳态操作。设进料流量F0为1.5kg/s,进料中总溶质的质量百分浓度x0为15%,出料流量为F1kg/s,溶质质量百分浓度为x1=75%。请按照连续稳态系统总输入等于总输出和溶质的总输入等于溶质的总输出的依据,通过计算后回答浓缩液的流量F1选哪个?单选
答案: 0.3kg/s
82、 在蒸发器中进行食品水溶液的蒸发操作,加热后产生的水蒸气经过水冷凝后收集另用,溶质不会蒸发变化。首先将原始料液加入到蒸发器中至指定的液位后进行蒸发,达到规定的出料浓度后,同时打开进料阀和出料阀按照设计好的流量进行连续稳态操作。设进料流量F0为1.5kg/s,进料中总溶质的质量百分浓度x0为15%,出料流量为F1kg/s,溶质质量百分浓度为x1。请按照连续稳态系统总输入等于总输出和溶质的总输入等于溶质的总输出的依据,通过计算后回答,如果水分的蒸发速率W为1.0kg/s,F1选哪个?单选
答案: 0.5kg/s
83、 在蒸发器中进行食品水溶液的蒸发操作,加热后产生的水蒸气经过水冷凝后收集另用,溶质不会蒸发变化。首先将原始料液加入到蒸发器中至指定的液位后进行蒸发,达到规定的出料浓度后,同时打开进料阀和出料阀按照设计好的流量进行连续稳态操作。设进料流量F0为1.5kg/s,进料中总溶质的质量百分浓度x0为15%,出料流量为F1kg/s,溶质质量百分浓度为x1。请按照连续稳态系统总输入等于总输出和溶质的总输入等于溶质的总输出的依据,通过计算后回答,如果水分的蒸发速率W为1.0kg/s,x1选哪个?单选
答案: 0.45
84、 在蒸发器中进行食品水溶液的蒸发操作,加热后产生的水蒸气经过水冷凝后收集另用,溶质不会蒸发变化。首先将原始料液加入到蒸发器中至指定的液位后进行蒸发,达到规定的出料浓度后,同时打开进料阀和出料阀按照设计好的流量进行连续稳态操作。设进料流量为F0kg/s,进料中总溶质的质量百分浓度为x0,出料流量为F1为0.25kg/s,溶质质量百分浓度为x1=75%。请按照连续稳态系统总输入等于总输出和溶质的总输入等于溶质的总输出的依据,通过计算后回答,如果水分的蒸发速率W为1.1kg/s,进料流量F0选哪个?单选
答案: 1.35kg/s
85、 在蒸发器中进行食品水溶液的蒸发操作,加热后产生的水蒸气经过水冷凝后收集另用,溶质不会蒸发变化。首先将原始料液加入到蒸发器中至指定的液位后进行蒸发,达到规定的出料浓度后,同时打开进料阀和出料阀按照设计好的流量进行连续稳态操作。设进料流量为F0kg/s,进料中总溶质的质量百分浓度为x0,出料流量为F1为0.25kg/s,溶质质量百分浓度为x1=75%。请按照连续稳态系统总输入等于总输出和溶质的总输入等于溶质的总输出的依据,通过计算后回答,如果水分的蒸发速率W为1.1kg/s,进料浓度选哪个?单选
答案: 0.139
86、 常压下饱和水蒸汽的焓的基准选哪一个?单选0℃的冰0℃的液态水0℃的汽体态水100℃的液态水
答案: 第二个
87、 101.3ka下1kg饱和水蒸汽的焓的计算方法选哪一个?单选
答案: 1kg0℃的水的汽化热再加1kg0℃的水汽升温到100℃的显热。
88、 用功率为1kW家用电水壶烧开水,装入5℃的水2kg烧开,经电水壶壁向外损失的热量取总加热量的15%,水的比热容为4.187kJ/(kgK),加热时间选哪个?单选
答案: 15.6min
89、 用功率为1kW家用电水壶烧开水10min,装入5℃的水2kg烧开,经电水壶壁向外损失的热量取总加热量的15%,,水的比热容为4.187kJ/(kgK),热水温度选哪个?单选
答案: 65.9℃
90、 用功率为1kW家用电水壶烧开水17min,装入5℃的水2kg烧开,经电水壶壁向外损失的热量取总加热量的15%,,水的比热容为4.187kJ/(kgK),水的温度选哪个?单选
答案: 100℃
91、 用功率为1kW家用电水壶烧开水17min,装入5℃的水mkg烧开,经电水壶壁向外损失的热量取总加热量的15%,,水的比热容为4.187kJ/(kgK),m选哪个?单选
答案: 2.18kg
92、 食品工厂中,在连续稳态逆流(流动方向相反)操作的套管换热器(大管内套一根小管,小管中可以走一种流体,环隙间可以走另一种流体,并有自己的进出口,与小管内流体不混合)中,用15℃的冷水冷却某溶液。已知溶液的流量为1800 kg/h,其平均比热为4.325 kJ/(kg·K),其进口温度为80℃,出口温度为50℃,不计换热器的热量损失,冷却水出口温度为35℃,冷却水的平均比热为4.187 kJ/(kg·K),通过计算回答,冷却水的流量选哪个?单选2500.0kg/h2650.0kg/h2789.0kg/h2853.8kg/h
答案: 第三个
93、 食品工厂中,在连续稳态逆流(流动方向相反)操作的套管换热器(大管内套一根小管,小管中可以走一种流体,环隙间可以走另一种流体,并有自己的进出口,与小管内流体不混合)中,用15℃的冷水冷却某溶液。已知冷却水的流量溶液的流量为2500 kg/h,其平均比热为4.325 kJ/(kg·K),其进口温度为80℃,出口温度为50℃,不计换热器的热量损失,冷却水出口温度为35℃,冷却水的平均比热为4.187 kJ/(kg·K),通过计算回答,溶液的流量选哪个?单选1613.5kg/h2613.5kg/h1623.5kg/h1633.5kg/h
答案: 第一个
94、 食品工厂中,在连续稳态逆流(流动方向相反)操作的套管换热器(大管内套一根小管,小管中可以走一种流体,环隙间可以走另一种流体,并有自己的进出口,与小管内流体不混合)中,用15℃的冷水冷却某溶液。已知溶液的流量为1800 kg/h,其平均比热为4.325 kJ/(kg·K),其进口温度为80℃,出口温度为50℃,不计换热器的热量损失,冷却水出口温度为35℃,冷却水的平均比热为4187 J/(kg·℃),通过计算回答,冷却水的流量选哪个?单选2500.0kg/h2650.0kg/h2789.0kg/h2853.8kg/h
答案: 第三个
95、 食品工厂中,在连续稳态逆流(流动方向相反)操作的套管换热器(大管内套一根小管,小管中可以走一种流体,环隙间可以走另一种流体,并有自己的进出口,与小管内流体不混合)中,用15℃的冷水冷却某溶液。已知溶液的流量为1800 kg/h,其平均比热为4.325 kJ/(kg·℃),其进口温度为80℃,出口温度为50℃,不计换热器的热量损失,冷却水出口温度为35℃,冷却水的平均比热为4187 J/(kg·K),通过计算回答,冷却水的流量选哪个?单选2500.0kg/h2650.0kg/h2789.0kg/h2853.8kg/h
答案: 第三个
96、 食品工厂中,在连续稳态逆流(流动方向相反)操作的套管换热器(大管内套一根小管,小管中可以走一种流体,环隙间可以走另一种流体,并有自己的进出口,与小管内流体不混合)中,用15℃的冷水冷却某溶液。已知溶液的流量为1800 kg/h,其平均比热为4.325 kJ/(kg·℃),其进口温度为80℃,出口温度为50℃,不计换热器的热量损失,冷却水出口温度为35℃,冷却水的平均比热为75.366 kJ/(kmol·K),通过计算回答,冷却水的流量选哪个?单选2500.0kg/h2650.0kg/h2789.0kg/h2853.8kg/h
答案: 第三个
97、 食品工厂中,在连续稳态逆流(流动方向相反)操作的套管换热器(大管内套一根小管,小管中可以走一种流体,环隙间可以走另一种流体,并有自己的进出口,与小管内流体不混合)中,用15℃的冷水冷却某溶液。已知溶液的流量为1800 kg/h,其平均比热为0.086.5 kJ/(mol·℃),溶液的平均分子摩尔质量为20.0kg/kmol,其进口温度为80℃,出口温度为50℃,不计换热器的热量损失,冷却水出口温度为35℃,冷却水的平均比热为75.366 kJ/(kmol·K),通过计算回答,冷却水的流量选哪个?单选2500.0kg/h2650.0kg/h2789.0kg/h2853.8kg/h
答案: 第三个
98、 食品工厂中,在连续稳态逆流(流动方向相反)操作的套管换热器(大管内套一根小管,小管中可以走一种流体,环隙间可以走另一种流体,并有自己的进出口,与小管内流体不混合)中,用15℃的冷水冷却某溶液,冷却水的流量2789.0kg/h。已知溶液的流量为1800 kg/h,其平均比热为4.325 kJ/(kg·K),其进口温度为80℃,出口温度为50℃,不计换热器的热量损失,,冷却水的平均比热为4187 J/(kg·℃),通过计算回答,冷却水出口温度选哪个?单选25℃30℃35℃45℃
答案: 第三个
99、 食品工厂中,在连续稳态逆流(流动方向相反)操作的套管换热器(大管内套一根小管,小管中可以走一种流体,环隙间可以走另一种流体,并有自己的进出口,与小管内流体不混合)中,用15℃的冷水冷却某溶液,冷却水的流量2789.0kg/h。已知溶液的流量为1800 kg/h,其平均比热为4.325 kJ/(kg·℃),其进口温度为80℃,出口温度需要求解,不计换热器的热量损失,冷却水出口温度为35℃,冷却水的平均比热为4187 J/(kg·K),通过计算回答,溶液的出口温度选哪个?单选45℃50℃60℃65℃
答案: 第二个
100、 食品工厂中,在连续稳态逆流(流动方向相反)操作的套管换热器(大管内套一根小管,小管中可以走一种流体,环隙间可以走另一种流体,并有自己的进出口,与小管内流体不混合)中,用15℃的冷水冷却某溶液,冷却水的流量2789.0kg/h。已知溶液的流量为1800 kg/h,其平均比热为4.325 kJ/(kg·℃),其进口温度为80℃,出口温度为50℃,不计换热器的热量损失,冷却水出口温度需要求解,冷却水的平均比热为75.366 kJ/(kmol·K),通过计算回答,冷却水出口温度选哪个?单选25℃30℃35℃45℃
答案: 第三个
101、 食品工厂中,在连续稳态逆流(流动方向相反)操作的套管换热器(大管内套一根小管,小管中可以走一种流体,环隙间可以走另一种流体,并有自己的进出口,与小管内流体不混合)中,用15℃的冷水冷却某溶液,冷却水的流量2789.0kg/h。已知溶液的流量为1800 kg/h,其平均比热为0.086.5 kJ/(mol·℃),溶液的平均分子摩尔质量为20.0kg/kmol,其进口温度为80℃,出口温度需要求解,不计换热器的热量损失,冷却水出口温度为35℃,冷却水的平均比热为75.366 kJ/(kmol·K),通过计算回答,溶液的出口温度选哪个?单选45℃50℃60℃65℃
答案: 第二个
102、 利用膜分离系统连续稳态浓缩一种液体食品,进料流量为F0 kg/min,溶质总固形物含量(TS)从x0为10%提高至x1为30%(均为溶质的质量百分数,后同此)。整个过程完成液的流量为F1=100 kg/min。整个浓缩过程一共分为两个阶段,第一阶段的浓缩排放出一部分低固形物含量的液体。第二阶段是从低固形物含量的液体中分离出最终所需的浓缩产品,剩下的液体返回至第一阶段进行再循环浓缩。循环液的浓度xR为2%、废弃液的浓度xW为0.5%、膜1和膜2两段中间流浓度xB为25%。请通过将内部循环包含在内部的外部大方框全控制体的总物料衡算和溶质的物料衡算,回答进料的流量F0不能选哪几个?多选
答案: 4.175kg/s;
250.5 kg/min
103、 利用膜分离系统连续稳态浓缩一种液体食品,进料流量为F0 kg/min,溶质总固形物含量(TS)从x0为10%提高至x1为30%(均为溶质的质量百分数,后同此)。整个过程完成液的流量为F1=100 kg/min。整个浓缩过程一共分为两个阶段,第一阶段的浓缩排放出一部分低固形物含量的液体。第二阶段是从低固形物含量的液体中分离出最终所需的浓缩产品,剩下的液体返回至第一阶段进行再循环浓缩。循环液的浓度xR为2%、废弃液的浓度xW为0.5%、膜1和膜2两段中间流浓度xB为25%。请通过将内部循环包含在内部的外部大方框全控制体的总物料衡算和溶质的物料衡算,回答废液的流量Fw选哪几个?多选
答案: 210.5 kg/min;
3.51 kg/s
104、 利用膜分离系统连续稳态浓缩一种液体食品,进料流量为F0 =310.5kg/min,溶质总固形物含量(TS)从x0为10%提高至x1为30%(均为溶质的质量百分数,后同此)。整个过程完成液的流量为F1kg/min。整个浓缩过程一共分为两个阶段,第一阶段的浓缩排放出一部分低固形物含量的液体。第二阶段是从低固形物含量的液体中分离出最终所需的浓缩产品,剩下的液体返回至第一阶段进行再循环浓缩。循环液的浓度xR为2%、废弃液的浓度xW为0.5%、膜1和膜2两段中间流浓度xB为25%。请通过将内部循环包含在内部的外部大方框全控制体的总物料衡算和溶质的物料衡算,回答完成液的流量F1选哪几个?多选
答案: 100.0kg/min;
6 t(吨)/h
105、 利用膜分离系统连续稳态浓缩一种液体食品,进料流量为F0 =310.5kg/min,溶质总固形物含量(TS)从x0为10%提高至x1为30%(均为溶质的质量百分数,后同此)。整个过程完成液的流量为F1kg/min。整个浓缩过程一共分为两个阶段,第一阶段的浓缩排放出一部分低固形物含量的液体。第二阶段是从低固形物含量的液体中分离出最终所需的浓缩产品,剩下的液体返回至第一阶段进行再循环浓缩。循环液的浓度xR为2%、废弃液的浓度xW为0.5%、膜1和膜2两段中间流浓度xB为25%。请通过将内部循环包含在内部的外部大方框全控制体的总物料衡算和溶质的物料衡算,回答废液的流量Fw不能选哪几个?多选
答案: 150.5kg/min;
230.5kg/min;
190.5 kg/min
106、 利用膜分离系统连续稳态浓缩一种液体食品,进料流量为F0 =310.5kg/min,溶质总固形物含量(TS)从x0为10%提高至x1为30%(均为溶质的质量百分数,后同此)。整个过程完成液的流量为F1kg/min。整个浓缩过程一共分为两个阶段,第一阶段的浓缩排放出一部分低固形物含量的液体。第二阶段是从低固形物含量的液体中分离出最终所需的浓缩产品,剩下的液体返回至第一阶段进行再循环浓缩。循环液的浓度xR为2%、废弃液的浓度xW为0.5%、膜1和膜2两段中间流浓度xB为25%。将内部循环包含在内部的外部大方框全控制体进行总物料衡算和溶质的物料衡算,再对膜2进行总物料衡算和溶质的物料衡算,请回答循环液的流量FR选哪几个?多选
答案: 0.362kg/s;
21.7 kg/min
107、 利用膜分离系统连续稳态浓缩一种液体食品,进料流量为F0 =310.5kg/min,溶质总固形物含量(TS)从x0为10%提高至x1为30%(均为溶质的质量百分数,后同此)。整个过程完成液的流量为F1kg/min。整个浓缩过程一共分为两个阶段,第一阶段的浓缩排放出一部分低固形物含量的液体。第二阶段是从低固形物含量的液体中分离出最终所需的浓缩产品,剩下的液体返回至第一阶段进行再循环浓缩。循环液的浓度xR为2%、废弃液的浓度xW为0.5%、膜1和膜2两段中间流浓度xB为25%。将内部循环包含在内部的外部大方框全控制体进行总物料衡算和溶质的物料衡算,再对膜2进行总物料衡算和溶质的物料衡算,请回答中间液的流量FB选哪几个?多选
答案: 2.03 kg/s;
121.7 kg/min
108、 利用膜分离系统连续稳态浓缩一种液体食品,进料流量为F0 =310.5kg/min,溶质总固形物含量(TS)从x0为10%提高至x1为30%(均为溶质的质量百分数,后同此)。整个过程完成液的流量为F1kg/min,废液的流量为FWkg/min。整个浓缩过程一共分为两个阶段,第一阶段的浓缩排放出一部分低固形物含量的液体。第二阶段是从低固形物含量的液体中分离出最终所需的浓缩产品,剩下的液体返回至第一阶段进行再循环浓缩。循环液的浓度为xR、废弃液的浓度xW为0.5%、膜1和膜2两段中间流浓度为xB。循环液的流量FR为21.7kg/min,将内部循环包含在内部的外部大方框全控制体进行总物料衡算和溶质的物料衡算求出F1和FW,再分别对膜1和膜2进行总物料衡算和溶质的物料衡算,请回答循环液的浓度xR不能选哪几个?多选
答案: 0.03;
0.01;
0.04
109、 利用膜分离系统连续稳态浓缩一种液体食品,进料流量为F0 =310.5kg/min,溶质总固形物含量(TS)从x0为10%提高至x1为30%(均为溶质的质量百分数,后同此)。整个过程完成液的流量为F1kg/min,废液的流量为FWkg/min。整个浓缩过程一共分为两个阶段,第一阶段的浓缩排放出一部分低固形物含量的液体。第二阶段是从低固形物含量的液体中分离出最终所需的浓缩产品,剩下的液体返回至第一阶段进行再循环浓缩。循环液的浓度为xR、废弃液的浓度xW为0.5%、膜1和膜2两段中间流浓度为xB。循环液的流量FR为21.7kg/min,将内部循环包含在内部的外部大方框全控制体进行总物料衡算和溶质的物料衡算求出F1和FW,再分别对膜1和膜2进行总物料衡算和溶质的物料衡算,请回答中间液的浓度xB不能选选哪个?多选
答案: 0.18;
0.15;
0.2
110、
答案: 第一个;
第二个
111、
答案: 第一个;
第四个
112、
答案: 第三个;
第二个
113、
答案: 第三个;
第一个
114、
答案: 第二个;
第三个
115、
答案: 第三个;
第一个
116、
答案: 第一个;
第二个
117、
答案: 第三个;
第四个
118、
答案: 第二个;
第一个
119、
答案: 第二个;
第四个
120、 食品学院楼顶有一直径为3.5m、高为4m的高位水槽放满水,水槽底部用内径为40mm的垂直水管放水,水槽满水面至放水管底部的长度为9m。设放水管内的流速与水槽内水位高度的关系为u=0.492(h)0.5,u为管中水的流速,m/s,h为放水管底部(设为高度基准面,且向上为正)至水槽水面的高度,m。根据水的体积“输入=输出+积累”的关系,列出微分算式,再积分,计算后回答4h后液面下降的高度。下列选项哪几个正确?多选
答案: 8.4ft;
2.56m
121、 食品学院楼顶有一直径为4m、高为4m的高位水槽放满水,水槽底部用内径为40mm的垂直水管放水,水槽满水面至放水管底部的长度为9m。设放水管内的流速与水槽内水位高度的关系为u=0.492(h)0.5,u为管中水的流速,m/s,h为放水管底部(设为高度基准面,且向上为正)至水槽水面的高度,m。根据水的体积“输入=输出+积累”的关系,列出微分算式,再积分,计算后回答4h后液面下降的高度。下列选项哪几个正确?多选
答案: 2.0m;
6.56ft
122、 食品学院楼顶有一直径为3.25m、高为4m的高位水槽放满水,水槽底部用内径为40mm的垂直水管放水,水槽满水面至放水管底部的长度为9m。设放水管内的流速与水槽内水位高度的关系为u=0.492(h)0.5,u为管中水的流速,m/s,h为放水管底部(设为高度基准面,且向上为正)至水槽水面的高度,m。根据水的体积“输入=输出+积累”的关系,列出微分算式,再积分,计算后回答4h后液面下降的高度。下列选项哪几个正确?多选
答案: 115.32in;
2.93m
123、 食品学院楼顶有一直径为3.8m、高为4m的高位水槽放满水,水槽底部用内径为25mm的垂直水管放水,水槽满水面至放水管底部的长度为9m。设放水管内的流速与水槽内水位高度的关系为u=0.492(h)0.5,u为管中水的流速,m/s,h为放水管底部(设为高度基准面,且向上为正)至水槽水面的高度,m。根据水的体积“输入=输出+积累”的关系,列出微分算式,再积分,计算后回答4h后液面下降的高度。下列选项哪几个正确?多选
答案: 35.4in;
0.9m
124、 食品学院楼顶有一直径为4.2m、高为4m的高位水槽放满水,水槽底部用内径为38mm的垂直水管放水,水槽满水面至放水管底部的长度为9m。设放水管内的流速与水槽内水位高度的关系为u=0.492(h)0.5,u为管中水的流速,m/s,h为放水管底部(设为高度基准面,且向上为正)至水槽水面的高度,m。根据水的体积“输入=输出+积累”的关系,列出微分算式,再积分,计算后回答3.7h后液面下降的高度。下列选项哪几个正确?多选
答案: 60.6in;
1.54m
125、 敞口高位水槽直径为3m,内部水位高3m,用内径25mm的水管连接至低位敞口水槽底部放水,低位水槽的底部与高位水槽底部间距为8m,低位水槽的直径为1.3m。设放水管内的流速与低位水槽内水位高度h(m,以低位水槽底面为基准)的关系为40u2=9.81△z,u为管中水的流速,m/s,为两槽中瞬时液面的高度差,可以由物料衡算关系表达为h的代数式。根据水的体积“输入=输出+积累”的关系,列出微分算式,再积分,计算后回答低位水槽内的水位为2.5m时所需时间选哪几个?多选
答案: 4439s;
74.0min
126、 敞口高位水槽直径为3m,内部水位高3m,用内径38mm的水管连接至低位敞口水槽底部放水,低位水槽的底部与高位水槽底部间距为8m,低位水槽的直径为1.5m。设放水管内的流速与低位水槽内水位高度h(m,以低位水槽底面为基准)的关系为40u2=9.81△z,u为管中水的流速,m/s,为两槽中瞬时液面的高度差,可以由物料衡算关系表达为h的代数式。根据水的体积“输入=输出+积累”的关系,列出微分算式,再积分,计算后回答低位水槽内的水位为1.5m时所需时间选哪几个?多选
答案: 1489s;
24.8min
127、 敞口高位水槽直径为3m,内部水位高3m,用内径20mm的水管连接至低位敞口水槽底部放水,低位水槽的底部与高位水槽底部间距为8m,低位水槽的直径为1.8m。设放水管内的流速与低位水槽内水位高度h(m,以低位水槽底面为基准)的关系为40u2=9.81△z,u为管中水的流速,m/s,为两槽中瞬时液面的高度差,可以由物料衡算关系表达为h的代数式。根据水的体积“输入=输出+积累”的关系,列出微分算式,再积分,计算后回答低位水槽内的水位为0.5m时所需时间选哪几个?多选
答案: 41.8min;
2505s
128、 敞口高位水槽直径为4m,内部水位高3m,用内径40mm的水管连接至低位敞口水槽底部放水,低位水槽的底部与高位水槽底部间距为8m,低位水槽的直径为1.6m。设放水管内的流速与低位水槽内水位高度h(m,以低位水槽底面为基准)的关系为40u2=9.81△z,u为管中水的流速,m/s,为两槽中瞬时液面的高度差,可以由物料衡算关系表达为h的代数式。根据水的体积“输入=输出+积累”的关系,列出微分算式,再积分,计算后回答低位水槽内的水位为1.5m时所需时间选哪几个?多选
答案: 25.4min;
1524s
129、 敞口高位水槽直径为4m,内部水位高3m,用内径48mm的水管连接至低位敞口水槽底部放水,低位水槽的底部与高位水槽底部间距为8m,低位水槽的直径为2.5m。设放水管内的流速与低位水槽内水位高度h(m,以低位水槽底面为基准)的关系为40u2=9.81△z,u为管中水的流速,m/s,为两槽中瞬时液面的高度差,可以由物料衡算关系表达为h的代数式。根据水的体积“输入=输出+积累”的关系,列出微分算式,再积分,计算后回答低位水槽内的水位为1.0m时所需时间选哪几个?多选
答案: 28.5min;
1707s
130、 食品工厂有一带搅拌器的混合槽,内装M=500kg的t0=20℃的水,现以ws=0.1kg/s的流量通入温度为T=100℃的饱和水蒸汽加热,水的平均比热取cp=4.187kJ/(kgK),蒸汽的平均冷凝热r=2258kJ/kg,混合槽内瞬时水温均匀,设为t,热损失忽略不计。由于水蒸汽冷凝产生的水混合到槽中,所以槽内水的质量一直在变化。根据非稳态过程的热量衡算或焓衡算公式(即热量或焓的输入速率=热量或焓的输出速率+热量或焓的累积(或增加或减少)速率)可以列出槽内水的温度t和时间θ的微分方程,并可以根据初始条件求解。通过求解微分方程后回答,经过10min后,槽内水的温度选哪几个?多选
答案: 86.4℃;
187.52oF
131、 食品工厂有一带搅拌器的混合槽,内装M=500kg的t0=20℃的水,现以ws=0.1kg/s的流量通入温度为T=100℃的饱和水蒸汽加热,水的平均比热取cp=4.187kJ/(kgK),蒸汽的平均冷凝热r=2258kJ/kg,混合槽内瞬时水温均匀,设为t,热损失忽略不计。由于水蒸汽冷凝产生的水混合到槽中,所以槽内水的质量一直在变化。根据非稳态过程的热量衡算或焓衡算公式(即热量或焓的输入速率=热量或焓的输出速率+热量或焓的累积(或增加或减少)速率)可以列出槽内水的温度t和时间θ的微分方程,并可以根据初始条件求解。通过求解微分方程后回答,槽内水的温度达到100℃时,所需要的时间选哪几个?多选
答案: 12.4min;
744s
132、 食品工厂有一带搅拌器的混合槽,内装M=600kg的t0=20℃的水,现以ws=0.1kg/s的流量通入温度为T=100℃的饱和水蒸汽加热,水的平均比热取cp=4.187kJ/(kgK),蒸汽的平均冷凝热r=2258kJ/kg,混合槽内瞬时水温均匀,设为t,热损失忽略不计。由于水蒸汽冷凝产生的水混合到槽中,所以槽内水的质量一直在变化。根据非稳态过程的热量衡算或焓衡算公式(即热量或焓的输入速率=热量或焓的输出速率+热量或焓的累积(或增加或减少)速率)可以列出槽内水的温度t和时间θ的微分方程,并可以根据初始条件求解。通过求解微分方程后回答,经过10min后,槽内水的温度选哪几个?多选
答案: 349.6K;
169.52华氏度
133、 食品工厂有一带搅拌器的混合槽,内装M=800kg的t0=20℃的水,现以ws=0.1kg/s的流量通入温度为T=100℃的饱和水蒸汽加热,水的平均比热取cp=4.187kJ/(kgK),蒸汽的平均冷凝热r=2258kJ/kg,混合槽内瞬时水温均匀,设为t,热损失忽略不计。由于水蒸汽冷凝产生的水混合到槽中,所以槽内水的质量一直在变化。根据非稳态过程的热量衡算或焓衡算公式(即热量或焓的输入速率=热量或焓的输出速率+热量或焓的累积(或增加或减少)速率)可以列出槽内水的温度t和时间θ的微分方程,并可以根据初始条件求解。通过求解微分方程后回答,槽内水的温度达到100℃时,所需要的时间选哪几个?多选
答案: 19.8min;
0.33h
134、 食品工厂有一带搅拌器的混合槽,内装M=700kg的t0=5℃的水,现以ws=0.1kg/s的流量通入温度为T=100℃的饱和水蒸汽加热,水的平均比热取cp=4.187kJ/(kgK),蒸汽的平均冷凝热r=2258kJ/kg,混合槽内瞬时水温均匀,设为t,热损失忽略不计。由于水蒸汽冷凝产生的水混合到槽中,所以槽内水的质量一直在变化。根据非稳态过程的热量衡算或焓衡算公式(即热量或焓的输入速率=热量或焓的输出速率+热量或焓的累积(或增加或减少)速率)可以列出槽内水的温度t和时间θ的微分方程,并可以根据初始条件求解。通过求解微分方程后回答,经过15min后,槽内水的温度选哪几个?多选
答案: 171.14华氏度;
630.81兰金温度
135、 食品工厂有一带搅拌器的混合槽,内装M=650kg的t0=10℃的水,现以ws=0.1kg/s的流量通入温度为T=100℃的饱和水蒸汽加热,水的平均比热取cp=4.187kJ/(kgK),蒸汽的平均冷凝热r=2258kJ/kg,混合槽内瞬时水温均匀,设为t,热损失忽略不计。由于水蒸汽冷凝产生的水混合到槽中,所以槽内水的质量一直在变化。根据非稳态过程的热量衡算或焓衡算公式(即热量或焓的输入速率=热量或焓的输出速率+热量或焓的累积(或增加或减少)速率)可以列出槽内水的温度t和时间θ的微分方程,并可以根据初始条件求解。通过求解微分方程后回答,经过19min后,槽内水的温度不会选哪几个?多选
答案: 113.9℃;
93.9℃
136、 食品工厂有一带搅拌器的混合槽,内装M=800kg的t0=5℃的水,现以ws=0.2kg/s的流量通入温度为T=100℃的饱和水蒸汽加热,水的平均比热取cp=4.187kJ/(kgK),蒸汽的平均冷凝热r=2258kJ/kg,混合槽内瞬时水温均匀,设为t,热损失忽略不计。由于水蒸汽冷凝产生的水混合到槽中,所以槽内水的质量一直在变化。根据非稳态过程的热量衡算或焓衡算公式(即热量或焓的输入速率=热量或焓的输出速率+热量或焓的累积(或增加或减少)速率)可以列出槽内水的温度t和时间θ的微分方程,并可以根据初始条件求解。通过求解微分方程后回答,槽内水的温度达到100℃时,所需要的时间选哪几个?多选
答案: 702s;
11.7min
137、
常压下饱和水蒸汽的焓的基准选哪一个?单选
0℃的冰
0℃的液态水
0℃的汽体态水
100℃的液态水
答案: 第二个
第0章 绪论 第0单元——第1课时随堂测试
1、 什么是单元操作?
答案: 化工类型生产过程中的物理操作单元,如流体输送、粉碎、均质、乳化、搅拌、过滤、沉降、离心分离、加热、冷却、蒸发、结晶、冷冻、吸附、脱气、萃取、浸提、蒸馏、干燥、膜分离等;
2、 关于量纲分析规划的实验具有的特点的描述错误的是:
答案: 只能表示实验室设备的规律;
3、 有一内径为76mm的输水管,管内水的流速是2m/s,密度是1000kg/m^3,则其动量通量为多少(kgm/s)/(m^2s)?
答案: 4000
4、 有一内径为76mm的输水管,管内水的流速是2m/s,密度是1000kg/m^3,则其质量通量为多少kg/(m^2s)?
答案: 2000
5、 单元操作的特点包括:
答案: 各类单元操作都是物理操作或以物理操作为主;;
同一单元操作的设备在各种化工类型生产过程中可以通用,但其数量和排列顺序按照不同工艺的要求当然可以发生变化。;
单元操作应用于不同化工类型的生产过程其原理相同;
6、 食品物料及加工过程的特点是:
答案: 物料具有热敏性和氧化变质性,加工中更多要求低温、缺氧条件,故更多应用真空输送、真空过滤、真空脱气、真空冷却、真空蒸发、真空结晶、真空干燥、真空蒸馏、真空包装、冷冻浓缩、冷冻干燥等单元操作;;
物料具有易腐败性,浓缩食品、干制食品、冷冻食品和速冻食品成为主要形式,加工中更多应用冷冻浓缩、半透膜浓缩、辐射干燥、冷冻升华干燥、低温冷冻、速冻等单元操作;;
非牛顿型流体是液体的主要形式,与牛顿型流体有很大不同,加工设备要适应这种特点。
7、 食品工业生产过程是对食品原料进行物理、生物、化学、生物化学等的加工或操作,以获取食品成品或中间产品的过程。各物理操作单元即单元操作应该是食品工业生产过程的核心。
答案: 错误
8、 通过定义三传物理量、三传运动系数
和三传系数
,用三传量宏观通量等于三传量浓差除以阻力强度1/KT进行表达,即可以理解三传的高度统一,从而可以系统化和简化理解食品工程原理,应对其繁、难、杂的特点。
答案: 正确
9、 食品工程原理课程的两条主线包括统一的研究对象和统一的研究()。统一的研究对象是指研究的对象为各单元操作,最终归结于动量、热量、质量传递,故“三传”是其统一的研究对象。
答案: 方法
10、 食品工程原理的数学模型法主要为借助实验验证正确性和确定模型参数的()的数学模型法,纯数学模型法也在不断得到发展。
答案: 半理论半经验
第0章 绪论 第0单元——第2课时随堂测试
1、 力学系统中,工程制单位制度中质量的量纲是哪一个?
答案: FT2/L
2、 31、关于温度的定义,下列哪个错误?
答案: 常压水的冰点分别是0oC、32 oF、273.15×1.8 oR、0K,常压水的沸点分别为100oC、212 oF、373.15×1.8 oR、373.15K
3、 人体正常温度是558 oR,下列哪个错误?
答案: 89.6oF
4、 食品工厂中,在连续稳态逆流(流动方向相反)操作的套管换热器(大管内套一根小管,小管中可以走一种流体,环隙间可以走另一种流体,并有自己的进出口,与小管内流体不混合)中,用15℃的冷水冷却某溶液,冷却水的流量2789.0kg/h。已知溶液的流量为1800 kg/h,其平均比热为0.086.5 kJ/(mol·℃),溶液的平均分子摩尔质量为20.0kg/kmol,其进口温度为80℃,出口温度需要求解,不计换热器的热量损失,冷却水出口温度为35℃,冷却水的平均比热为75.366 kJ/(kmol·K),通过热流体传出的热量等于冷流体接收的热量平衡计算回答,溶液的出口温度选哪个?
答案: 50℃
5、 下列关于SI制的基本物理量及单位哪几个是错误的?
答案: 长度和米(m)、力和千克力(kgf)、时间和秒(s),热力学温度和开(K)、发光强度和坎德拉(cd)、电流强度和安培(A)以及物质的量和摩尔(mol);
长度和米(m)、质量和千克(kg)、时间和秒(s),温度和开(K)、发光强度和坎德拉(cd)、电流强度和安培(A)以及物质的量和摩尔(mol);
长度和米(m)、质量和千克(kg)、时间和秒(s),摄氏温度和度(C)、发光强度和坎德拉(cd)、电流强度和安培(A)以及物质的量和摩尔(mol)
6、
答案: ;
;
7、 物料衡算、能量衡算、过程速率或通量、平衡关系是食品工程原理全局性的解决问题的抓手。
答案: 正确
8、 物料衡算需考虑控制体或衡算范围、稳态过程还是非稳态过程、时间基准、相平衡关系式。
答案: 错误
9、 1m等于()ft
答案: 3.28
10、 三传量通量指三传量()除以传递过程阻力强度。
答案: 浓度差
第1章 流体流动及输送机械 第1单元——第1课时随堂测试
1、 下列关于压强单位的换算哪个是错误的?
答案: 一个物理大气压(写为1atm)=101.3N/cm2。
2、 下列关于弹簧管压强表的描述哪个是错误的?
答案: 采用弹簧管压强表测设备内小于当地大气压强的压强时,表压和真空度是一回事。
3、 下列关于弹簧管压强表所测压强的描述哪个是错误的?
答案: 采用弹簧管压强表测设备真空度为40.0kPa的压强时,大气压假设为100kPa,则绝压为-60kPa。
4、 下列关于液体混合物或气体混合物密度的计算哪个是错误的?
答案: 某工厂用于加热的气体的平均分子摩尔质量为55g/mol、温度为400℃、压强为98.64kPa。该混合气体的密度为 1.02kg/m^3
5、 下列关于流体静力学规律的描述哪些是正确的?
答案: 1、重力场中同一种连续不可压缩静止流体中压强(也称压力)p与密度ρ、重力加速度g和相对流体高度h间的关系为p2=p1+ρgh ;
2、重力场中同一种连续不可压缩静止流体中两点压强(也称压力)p与密度ρ、重力加速度g和流体相对于某一个基准面的高度定义为z1,z2的关系为p2+ρg z2 = p1+ρg z1=p+ ;
3、静止、连续、同一不可压缩流体中单位体积流体的机械能在不同位置守恒,即压强能与势能之和守恒,且单位体积流体各种机械能的单位与压强单位相同。;
4、“和压强”形式虽是压强,实际却表示单位体积静止流体的总机械能。
6、 下列关于流体静力学规律的描述哪些是正确的?
答案: 静止、连续、同一不可压缩流体中单位体积流体的机械能即压强能与势能之和在不同位置守恒,即p+为常数。;
连续、同一不可压缩流体两种不同流体接触的界面处,真实压强只有一个,但和压强却可以有两个值。;
4、连续、同一不可压缩流体中,p+单位为N/m2,即[kg(m/s)]/(m2s),为动量通量单位,可视为静止时和压差等效于动量通量。静止为流动的特殊形式,故可用三传量通量计算的归一主线理解问题。
7、 流体受力流动,依牛顿第二定律力可用动量变化率表示,故流体流动问题属于动量传递范畴,而传热传质大多在流动条件下进行,流动对过程有着重要影响,相应的过程传递通量(transfer flux)计算公式都与流体流动有关,所以说流体流动理论是单元操作学的基础。
答案: 正确
8、 1、三传可以通过定义“三传物理量通量”当做一传理论,这样可以用一条主线理解单元操作学,即三传物理量通量等于三传物理量浓度差除以传递的阻力强度(1/K),K由四种方法来求解。
答案: 正确
9、 ()流体是流动流体的一种特例,代表力平衡规律的一种特殊情况,该力平衡规律可用压强关系表示,相对简单且有广泛的应用。
答案: 静止
10、 ()指含有大量分子的流体微团,其尺度远小于设备尺寸但又比分子自由程要大很多。
答案: 质点
第1章 流体流动及输送机械 第1单元——第2课时随堂测试
1、 用以下方法测量山的高度,现测得地面处的温度为15℃,压强为660mmHg,高山顶部的压强为330mmHg,已知大气温度每上升1000m下降5℃,采用欧拉平衡方程考虑密度随着高度变化,由气体状态方程表达出密度(0℃为273.15K),并代入欧拉平衡方程,将温度与高度dT/dz=-5/1000=-1/200的关系代入,积分可求出山的高度。下列哪个选项是错误的?
答案: 解得的高度为4532.5m
2、 关于向量在流体力学中的应用,下列描述哪个是错误的?
答案:
3、 下列关于U型压差计的描述哪个是错误的?
答案: 正装和倒装U型压差计的指示剂密度与被测流体的密度差值都应该大于零
4、 真空蒸发室内蒸发出的水蒸汽需要送入混合冷凝器中与水直接接触而冷凝,混合冷凝器中的水需要连续流进和流出,水流出时要保证空气不能进入,故水排出管要用一定高度的水液封,排出管俗称“大气腿”。当真空表的读数为-0.078MPa时,根据压强平衡可以求出刚好使水能够流出大气腿时的液封高度。下列答案哪个是正确的(大气压强未给出时一般取标准大气压强值)?
答案: 8.0m
5、 下列关于静止流体的分析方法的描述哪些是正确的?
答案: 针对均匀、连续、静止流体进行受力分析时,某一方向比如z方向的某一参数的变化规律可以按微分思想进行考虑,例如压强在z处为p,则在z+dz处为p+△p,而△p用微分dp求取,即z方向上p按斜率为dp/dz的线性规律变化,为△p=dp=(dp/dz)dz。当空间位置自变量有两个或有三个时,则用偏导数代替该方向上的导数即可。;
采用微元分析方法进行均匀、连续、静止流体的受力分析时,在空间直角坐标系中,单一重力场中,重力方向为z方向反方向,x、y方向为与z垂直的平面上的方向,则根据微元分析方法,静止时,x方向的受力平衡规律为=0;
采用微元分析方法进行均匀、连续、静止流体的受力分析时,在空间直角坐标系中,单一重力场中,重力方向为z方向反方向,x、y方向为与z垂直的平面上的方向,则根据微元分析方法,静止时,y方向的受力平衡规律为=0。
6、 下列关于静止流体规律的描述哪些是正确的?
答案: ;
;
7、 根据手册或教材附录的数据表查区密度等数值时,如果表头注明的是ρ×10-3kg/m3,你读到的某一个温度下的密度数据是0.12,则实际密度是0.12×10-3kg/m3
答案: 错误
8、 在用教材附录提供的各种物性和温度的关系共线图查取有关参数时,正确的做法是首先根据物质的坐标数据找到该物质所在的点,然后在温度坐标线上确定温度点,两点连成直线,与物性坐标相交,读得相应的物性数据值
答案: 正确
9、 根据教材附录可以查取一定温度下水的饱和蒸汽压数据。已知45℃时水的饱和蒸气压的绝压是9.5837kPa,50℃时水的饱和蒸气压的绝压是12.340kPa,则48℃时水的饱和蒸气压的绝压用所给两点进行线性内插(由所给两点求直线的斜率,再由要求的点与一个端点两点求斜率,两者相等即可)求得为()kPa(保留三位小数)
答案: (以下答案任选其一都对)11.237;
11.238
10、 ()分析法经常用于推导单元操作有关规律的表达式,一般是取流体中的一个微元如长方体进行受力、传热或传质的分析,微元看上去很大,实际上用的是微分的思想,长方体的边长是一个微分长度,可以要多小就多小。
答案: 微元
第1章 流体流动及输送机械 第1单元——第3课时随堂测试
1、 下列关于物料衡算的描述,哪个是正确的?
答案: 对于稳态可压缩连续流体,可以使用物料衡算的方法进行计算。
2、 下列关于物料衡算的描述,哪个是错误的?
答案: 对于异径管中的稳态连续流体,可以使用物料衡算的方法进行计算,其结果有质量流速相等。
3、 食品学院楼顶有一水池,长宽均为3m,有效储水高度为2m。如果用一根内径为100mm的上水管向空水池开始供水,管中供水流速为1.2m/s,同时用一内径为68mm的水管从水池底部抽水 。请通过计算回答,如要使得池内水位高度保持不变,出水管内的流量选哪个?
答案: 0.00942m3/s
4、 (复习高等数学微分方程)食品学院楼顶有一直径为4m、高为4m的高位水槽放满水,水槽底部用内径为40mm的垂直水管放水,水槽满水面至放水管底部的长度为9m。设放水管内的流速与水槽内水位高度的关系为u=0.492(h)0.5,u为管中水的流速,m/s,h为放水管底部至水槽水面的高度,m。根据水的体积“输入=输出+积累”的关系,列出微分算式,再积分,计算后回答3小时后液面下降高度选哪个?
答案: 1.52m
5、 下列关于管道的流通截面积和流速的描述哪些是正确的?
答案: 需要输送水的流量是20m3/h,一般管内流速取0.5-3.0m/s比较合适。则可采用管的内径范围应该为0.0486—0.12m。;
需要输送水的质量流量是20000kg/h,一般管内流速取0.5-3.0m/s比较合适。则可采用管的内径范围应该为0.0486—0.12m。;
选管径时,一般先设一合理流速,再经选管、圆整、校验等步骤加以确定,如果液体的流速超过3m/s很多,输送能耗会很大,不符合工程一般要求,就需注意检查计算是否有误和选择是否合理。
6、 下列关于连续性方程的描述哪些是正确的?
答案: 流体流动的连续性方程流速乘以横截面积相等,即u1A1=u2A2是由物料衡算得到的,衡算时要画定控制体,确定好时间基准。;
流体流动的连续性方程流速乘以横截面积相等,即u1A1=u2A2是由物料衡算得到的,衡算时要画定控制体,确定好时间基准对流体的不可压缩性和稳态性及连续性都有要求。;
流体流动的连续性方程流速乘以横截面积相等,即u1A1=u2A2 使用的条件是稳态不可压缩连续流体的连续流动。
7、
答案: 正确
8、 流速是单位横截面上流过的流体量。体积流速是指单位时间和横截面上流过的流体体积,即Vs/A,单位为m/s,是速度的单位,故体积流速是一般意义上的流体速度,简称流速,表示流体以体积计的流通密度或通量,所以说通量等于流速。
答案: 错误
9、 某管道截面积为0.55m2 ,管内流体流速为1.3m/s,密度为1.1kg/m3,则视为不可压缩流体的体积流量为()m3/s (保留3位小数)
答案: 0.715
10、 某管道截面积为0.055m2 ,管内流量360m3/h,密度为1.1kg/m3,则视为不可压缩流体的流体质量流速为()kg/(m2s)(只取整数位)
答案: 2
第1章 流体流动及输送机械 第1单元——第4课时随堂测试
1、 关于上述方程中每一项能量形式的单位,哪个选项是正确的?
答案: J/kg
2、 关于上述伯努利方程的每一项能量的单位,下列哪个选项正确?
答案: m
3、 关于上述伯努利方程的每一项能量的单位,下列哪个选项正确?
答案: Pa
4、 关于伯努利方程,下列哪个方程是错的?
答案: 可压缩流体的伯努利方程可以写成如下形式:
5、 下列关于总能量衡算方程向机械能衡算演化的说明,哪些是正确的?
答案: ;
;
6、 关于能量衡算方程,下列说法哪些正确?
答案: 稳态总能量衡算方程并没有不可压缩和等温这两个条件的要求;
考虑内摩擦生热,有;
;
7、
答案: 正确
8、
答案: 错误
9、 在较常见的有泵有换热器的稳态连续流体流动管路中进行全范围的能量衡算时,()过程有:输入能量=输出能量,故得到(势能、动能、压强能、热力学能U kJ/kg、功we kJ/kg、热qe kJ/kg)
答案: (以下答案任选其一都对)稳态;
定态
10、 在较常见的有泵有换热器的稳态连续流体流动管路中进行全范围的能量衡算时,稳态过程有:输入能量=输出能量,以() 流体为衡算基准,有(势能、动能、压强能、热力学能U kJ/kg、功we kJ/kg、热qe kJ/kg)
答案: (以下答案任选其一都对)单位质量;
每kg;
每千克;
1kg;
1千克
第1章 流体流动及输送机械 第1单元——第5课时随堂测试
1、 用常压高位槽向设备内供应20℃的水,水面保持恒定,输水管的内径为27mm,设备内的表压为30kPa,送水量要求为5m^3/h,从高位槽液面至伸入设备内的管出口端内的全部阻力损失为15.0u^2 J/kg,u为管中流速,试选取所求的高位槽水面距出口管的高度(m)。(要求相对误差不要超过答案的10%)
答案: 12.4
2、 用常压高位槽向设备内供应20℃的水,水面保持恒定,输水管的内径为27mm,送水量要求为5m^3/h,高位槽水面距出口管的高度为15.0m,从高位槽液面至伸入设备内的管出口端内的全部阻力损失为20.0u^2 J/kg,u为管中流速,试选择设备内的表压为哪个?(要求相对误差不要超过答案的10%)
答案: 26.4kPa
3、 用压力输送向高位设备内供应20℃的水,假设上游水面保持恒定,输水管的内径为27mm,高位设备的出口与上游水面的垂直距离为20m,设备内的表压为30kPa,送水量要求为5m^3/h,从上游水面至伸入设备内的管出口端内的全部阻力损失为15.0u^2 J/kg,u为管中流速,试选取上游压强选哪个?(要求相对误差不要超过答案的10%)
答案: 418.8kPa
4、 用压力输送向高位设备内稳态供应20℃的水,假设管路由两种管径的管道组成,在与上游水面等高的靠近水面的管道某处测得表压强为522kPa,接近设备处的输水管的内径为27mm,高位设备的出口与上游水面的垂直距离为20m,设备内的表压为30kPa,送水量要求为5m^3/h,从上游水面至伸入设备内的管出口端内的全部阻力损失为50.0u^2 J/kg,u为27mm管中流速,试问另一管道内的水的流速近似值选哪个?(要求相对误差不要超过答案的10%)
答案: 1.82m/s
5、 用压力输送向高位设备内稳态供应20℃的水,假设管路由两种管径的管道组成,在与上游水面等高的靠近水面的管道某处测得表压强为522kPa,接近设备处的输水管的内径为27mm,高位设备的出口与上游水面的垂直距离为20m,设备内的表压为30kPa,送水量要求为5m^3/h,从上游水面至伸入设备内的管出口端内的全部阻力损失为50.0u^2 J/kg,u为27mm管中流速,利用伯努利方程计算得到上游管道内的流速后,再计算另一管道内的内径。问另一管道内径的近似值选哪个?(要求相对误差不要超过答案的10%)
答案: 30mm
6、 用622kPa的压力输送向高位设备内供应20℃的水,假设上游水面保持恒定,高位设备的出口与上游水面的垂直距离为20m,设备内的表压为30kPa,送水量要求为6m^3/h,从上游水面至伸入设备内的管出口端内的全部阻力损失为50.0u^2 J/kg,u为管中流速,试通过计算,在用伯努利方程得到管道中的流速后,问管道内径选哪个?(要求相对误差不要超过答案的10%)
答案: 30mm
7、 用压力输送向高位设备内供应20℃的水,假设上游水面保持恒定,输水管的内径为27mm,高位设备的出口与上游水面的垂直距离为20m,设备内的表压为30kPa,送水量要求为5m^3/h,从上游水面至伸入设备内的管出口端内的全部阻力损失为18.0u^2 J/kg,u为管中流速,试选取上游压强选哪几个?(要求相对误差不要超过答案的10%)
答案: 335.2kPa(表压);
436.5kPa;
0.44MPa
8、 用压力输送向高位设备内供应20℃的水,假设上游水面保持恒定,输水管的内径为27mm,高位设备的出口与上游水面的垂直距离为20m,设备内的表压为30kPa,送水量要求为5m^3/h,从上游水面至伸入设备内的管出口端内的全部阻力损失为50.0u^2 J/kg,u为管中流速,试选取上游压强选哪几个?(要求相对误差不要超过答案的10%)
答案: 520.7kPa(表压);
622.0kPa;
6.34at
9、 在较常见的有泵有换热器的稳态连续流体流动管路中进行全范围的能量衡算时,稳态过程有:输入能量=输出能量,以1 kg流体为衡算基准,仅仅进行可压缩流体的机械能衡算时可得到下列机械能衡算式或称广义伯努利方程的错误在于对于pv是状态函数的理解错了:
答案: 正确
10、
答案: 正确
第1章 流体流动及输送机械 第1单元——第6课时随堂测试
1、 关于下述公式的解释,下列选项中哪些不正确?
答案: 最后一项是控制体的动量变化率
2、 用离心泵抽取恒定液面常压水池内的水,向高位设备内供应20℃的水,高位设备的出口与水池水面的垂直距离为20m,设备内的表压为30kPa,送水量要求为5m^3/h,管道内径为25mm。从上游水面至伸入设备内的管出口端内的全部阻力损失为100.0u^2 J/kg,u为管中流速。试通过计算,利用伯努利方程,得到离心泵提供的有效机械功为多少J/kg。问下列选项哪个正确?(要求相对误差不要超过答案的10%)
答案: 1032
3、 用离心泵抽取恒定液面常压水池内的水,向高位设备内供应20℃的水,高位设备的出口与水池水面的垂直距离为15m,设备内的表压为40kPa,送水量要求为5m^3/h,管道内径为25mm。从上游水面至伸入设备内的管出口端内的全部阻力损失为100.0u^2 J/kg,u为管中流速。试通过计算,利用伯努利方程,得到离心泵提供的有效机械功为多少J/kg。问下列选项哪个正确?(要求相对误差不要超过答案的10%)
答案: 992.6
4、 用离心泵抽取恒定液面常压水池内的水,向高位设备内供应20℃的水,高位设备的出口与水池水面的垂直距离为15m,设备内的表压为80kPa,送水量要求为8m^3/h,管道内径为40mm。从上游水面至伸入设备内的管出口端内的全部阻力损失为45.0u^2 J/kg,u为管中流速。试通过计算,利用伯努利方程,得到离心泵提供的有效机械功为多少J/kg。问下列选项哪个正确?(要求相对误差不要超过答案的10%)
答案: 370
5、 关于动量衡算的实际应用,下列说法哪些正确?
答案: ;
能够明确给出流体受力大小的情况并不常见,但有些次要的力可以省略,从而用动量衡算式解决机械能衡算式无法解决的问题。;
求小圆直管流入大圆直管时流体流过突然扩大管道的hf,由于下游压强未知,不能直接使用伯努利方程,此时可以用动量衡算解决问题,忽略次要的沿程摩擦力,得到上下游压强差后,再使用伯努利方程求解hf。;
6、 用离心泵抽取恒定液面常压水池内的水,向高位设备内供应20℃的水,高位设备的出口与水池水面的垂直距离为20m,设备内的表压为30kPa,送水量要求为6m^3/h,从上游水面至伸入设备内的管出口端内的全部阻力损失为50.0u^2 J/kg,u为管中流速,离心泵提供的有效机械功为520.7J/kg。试通过计算,在用伯努利方程得到管道中的流速后,再求出管道内径,问下列选项哪些正确?(要求相对误差不要超过答案的10%)
答案: 管内径为30mm;
管内流速为2.42m/s
7、 稳态、不可压缩、连续流体的伯努利方程,若液体在流动过程中因压强降低而发生汽化,原范围伯努利方程使用的条件便不能得到满足,如要使用伯努利方程,需要检验符合使用条件的衡算范围。
答案: 正确
8、 稳态不可压缩连续流体的同一伯努利方程中的压强要么全用绝对压强,要么全用表压强计算,不可混用。
答案: 正确
9、 针对非稳态连续流体使用稳态连续流体的伯努利方程的方法是采用拟定态的方法,即在()时间里将过程看成是定态的,列伯努利方程(或机械能衡算式),然后由微分衡算方法得到微分方程,再解决问题。
答案: (以下答案任选其一都对)微元;
微分;
微小;
很小
10、 力与动量变化速率的单位一致,它们除以面积后与压强的单位一致,也与动量()的单位一致。这说明关于动量传递的问题,实际上是力学中的力的问题。
答案: 通量
第1章 流体流动及输送机械 第1单元——第7课时随堂测试
1、 下列关于温度压强对粘度的影响的描述,哪些正确?
答案: 温度、压强对粘度μ有影响,且对液体和气体的作用规律不同。
2、 下列关于牛顿粘性定律的描述,哪些正确?
答案: 牛顿粘性定律公式中的+或-号,是为了保证剪应力为正值
3、 关于动力粘度单位的换算,下列哪些描述错误?
答案: 1cP=0.01Pa
4、 水的粘度是1cP,水在板面上沿着板面向前作一维方向流动,在与板面垂直方向上,取向下方向为正,该方向上,20cm速度变化2m/s。下列描述哪个是错误的?
答案: 题目所取的向下的方向不对,应该取垂直向上为正方向
5、 下列关于粘度的量纲,哪些选项错误?
答案: kg/(sm);
Pa;
cP
6、 下列关于运动粘度的描述,哪些错误?
答案: 单位可以是Pas;
等于动力粘度乘以密度
7、 伯努利方程对流体流动速度、we等多个参数进行了关联,可以用于流体流动问题的求解,但需要关联机械能损失项或称阻力损失求解的问题。机械能损失源于流体流动过程中不同速度质点的动量交换,体现内部质点交换动量的大小,为了得到可用于设计的流速计算式或we式,还需要深入分析流动流体的内部结构,研究流体流动过程动量传递的机理,并根据机理,运用数学模型法求出∑hf。在无法求解复杂机理方程或无法建立合理的数学模型时,只能针对具体的系统进行直接实验,并用实验的结果计算∑hf;但有时也可采用半理论半经验的数学模型法求解过程阻力损失。上述关于流体流动机械能损失问题的讨论是全部正确的。
答案: 错误
8、 下述关于粘性的描述是正确的。各种流体的组成不同,有其自身的特性,根据流体受力后表现出的阻止流体流动的特性,流体分为牛顿型流体和非牛顿型流体。流体可流动,但流体又具有抗拒流动的特性,称为粘性。流体抗拒流动或具有粘性,可用层流时分子的热运动进行解释。由于分子热运动的原因,低速的分子层的分子必然会扩散进高速的分子层,从而阻止该高速层流体的流动,同样低速层的分子则被高速层扩散进来的高速分子带动,流体表现出抗拒流动的特性。分子的热运动是流体固有的一种属性,故源于分子热运动的粘性也成为流体的一种属性,处处和时时得到体现。流体运动时,相接触的流体质点必然交换动量,形成流动的阻力,或称内摩擦力,表征出流体的粘性。
答案: 错误
9、 牛顿型流体因分子热运动在具有()的质点间交换动量而形成的流动阻力可以用牛顿粘性定律表达。
答案: (以下答案任选其一都对)不同速度;
速度梯度;
不同的速度;
不等的速度;
不相等的速度;
非相等的速度;
不等速度;
非相等速度
10、 物理量在等值面上某点处的()是其增值最快方向上的导数,即指定点的最大方向导数,等于该点处指向物理量增值方向的法向量上的导数或法向量。
答案: 梯度
第1章 流体流动及输送机械 第1单元——第8课时随堂测试
1、 常温水在30×2.0的管道中流动,流量是5m^3/h,水的粘度是1cP,密度为1000kg/m^3,则下列选项哪个正确?
答案: Re=6.8×10^4
2、 常温水在75×3.0的管道中流动,流量是20m^3/h,水的粘度是1cP,密度为1000kg/m^3,则下列选项哪个正确?
答案: 管内流动是湍流
3、 下列关于边界层的描述,哪个是错误的?
答案: 随距离前端位置x越远,流体在流动中因动量交换,受影响区域越来越大,即离壁更宽区域内的流体有速度分布,说明边界层随x增大在发展。边界层在发展过程中流型还可能发生变化,即动量交换的程度还会发生变化,原来是层流边界层经转型点后会变成湍流边界层,因此湍流边界层中是不存在层流层的。
4、 下列关于边界层的描述,哪个是错误的?
答案: 层流边界层的厚度通常较小,一般为1mm以下。
5、 关于雷诺数的描述,下列描述哪些是正确的?
答案: 雷诺准数是4个物理量的组合,它隐藏了各个物理量具体对过程的影响规律,却使得问题简化了。例如要知道流动阻力到底受哪些因素影响,用雷诺数作为变量进行实验,就很简化。;
雷诺数的量纲是1,代表该数群没有单位。;
用雷诺数表示流动规律,是因为改变雷诺数是很方便的,比如改变阀门开度就可以改变雷诺数,这样在规划实验后,实验的结果具有由小及大,由此及彼的特性。
6、 关于雷诺数的描述,下列选项哪些正确?
答案: 雷诺数的量纲为1;
雷诺数的量纲是M^0L^0T^0
7、 下列关于雷诺实验的描述是正确的。英国物理学家雷诺(Osborne Reynolds)在1883年通过实验揭示出流体有三种流动型态。阀门开度由小到大,玻管中出现如下现象:阀门开度很小时水平管中心出现一根红直线,揭示流体分层流动,称为层流、滞流(laminar flow);阀门开度大到一定程度时管中心的红线开始弯曲、抖动、断裂,显示为过渡流;随着阀门开度继续增加,程度加剧,红墨水分布到整个水平管中,此时的流型称为湍流、紊流(turbulent flow)。
答案: 错误
8、 下列描述全部是正确的。雷诺通过实验确定:流体在圆管内流动,Re≤2000时为层流;Re≥4000时为湍流;Re在2000~4000 间是第三种流型,称为过渡流(transition flow),视外界条件而定。一般工程计算阻力时将Re大于2000理解为按湍流算。非管内流动的雷诺数的定义和流型判定范围有相同。将Re稍加变换,分子变成ρu2,分母变成μu/d,则分子相当于形成流动推动力的压强差,理解为惯性力,分母为阻止流动的粘性剪应力,理解为粘性力,故Re为惯性力和粘性力之比,表征相互对立的两种因素对流体流动的影响。
答案: 错误
9、 层流时流体分层流动,层与层之间没有质点的宏观混合,只有质点的碰撞交换动量,动量交换少,阻力损失较小,但对以后要讨论的传热和传质而言,层流下传热以热传导为主,而传质以分子扩散为主,传递量也就较小,或者说传热或传质的阻力较大,往往形成传递过程的()步骤(填写两个字,用以描述所述因素对过程所起的作用)。由于支配过程的因素相互矛盾,设计时需要综合考虑各因素的影响。
答案: (以下答案任选其一都对)控制;
支配;
关键;
主要;
重要
10、 湍流时,管道截面上某一点(欧拉考察法)流经的质点运动速度大小和方向具有不确定性,有轴向速度,还有径向速度,是一合成速度,且该点的速度具有不稳态性,因此管内的湍流流动应该是不稳定过程,然而,由于在用欧拉法考察流体内某一确定点的速度时,湍流的()速度在一定的时间范围内却具有不变的数值,所以管内的湍流可以是稳态的。
答案: 时均
第1章 流体流动及输送机械 第1单元——第9课时随堂测试
1、 已知水在25×1.5mm的管道中流动,流量是0.1m^3/h,密度是1000kg/m^3,粘度是0.01P,管道长度是500m。则下列计算哪个是错误的?(你计算的相对误差在5%内均认为正确)
答案: 管内雷诺数是2608
2、 已知水在50×1.5mm的管道中流动,流量是0.2m^3/h,密度是1000kg/m^3,粘度是0.01P,管道长度是100m。则下列计算哪个是错误的?(你计算的相对误差在5%内均认为正确)
答案: 管内的速度分布式是ur=0.032(1-r^2/0.0235^2)
3、 已知水在50×1.5mm的管道中流动,流量是0.15m^3/h,密度是1000kg/m^3,粘度是0.01P,管道长度是50m。则下列计算哪个是错误的?(你计算的相对误差在5%内均认为正确)
答案: 阻力损失为17.4J/kg
4、 已知水在45×1.5mm的管道中流动,流量是0.1m^3/h,密度是1000kg/m^3,粘度是0.01P,管道长度是25m。则下列计算哪个是错误的?(你计算的相对误差在5%内均认为正确)
答案: 管壁处的速度梯度等于管中心处流速除以半径的两倍,即22u/0.021=3.81 1/s,管壁处的摩擦应力等于0.0381Pa
5、 关于层流时圆直管内牛顿流体的稳态流动的阻力计算,下列描述哪些是正确的?
答案: 要证明hf的计算公式,需要首先进行微元圆柱的受力分析,得到速度分布,再行求出平均速度;
由平均速度表达式,可以得到最一般的范宁公式表达式;
且可以得到摩擦阻力系数等于64/Re
6、 关于层流时圆直管内牛顿流体的稳态流动的阻力计算,下列描述哪些是符合情理的?
答案: 此处的推导和概念比较多,但从应用的角度而言,学习者只需要记住此时的摩擦阻力系数等于64/Re和范宁公式;
可以按照推导摩擦阻力系数等于64/Re的倒序过程快速写出有关公式,将摩擦阻力系数代入范宁公式即可计算hf;
由答案2可以快速写出管中心最大流速的表达式(记住是平均流速的2倍),由抛物线分布,可写出速度分布式。;
也可以在得到平均速度后(不管是受力分析证明得到的,还是反推得到的),可得到管壁面处的速度梯度,也可以得到壁面处的摩擦应力值。
7、 下列关于阻力损失的讨论是正确的。
答案: 错误
8、 范宁公式的含义是:圆直管稳态流动过程中,单位质量流体的阻力损失等于三个量纲为1的准数之积,其中摩擦阻力系数可表性管壁处的流体内摩擦应力与惯性应力之比(老师注解:惯性应力为密度乘以速度的平方,也称为欧拉准数),其余为L/d,单位质量流体的动能。用三传系数表示时,阻力强度为三传系数的倒数,动量浓度差为密度乘以流速u,动量通量为和压差除以密度,也等于阻力损失△pf除以密度。
答案: 错误
9、 在推导水之类的流体层流时圆直管内的速度分布式时,首先需要在管轴线处取一圆柱微元进行受力分析,写出受力平衡方程,然后需要将表示圆柱微元壁面处的摩擦应力用()定律的表达式代入,再行积分,可以得到速度的分布式为:
答案: 牛顿粘性
10、 水之类的流体的圆直管的层流速度分布式表明,速度在管截面上是()型分布,通过物料衡算积分求平均速度,可知是管中心最大速度的一半。
答案: 抛物线
第1章 流体流动及输送机械 第1单元——第10课时随堂测试
1、 常温水在55×2.5mm管道中流动,流量是15m^3/h,管子的绝对粗糙度为0.15mm,管道长度(含全部当量长度)500m。水的密度为1000m^3/kg,粘度为0.001Pas。下列选项哪个错误?(计算引起的误差控制在10%以内)
答案: 摩擦阻力系数为0.006
2、 常温水在65×2.5mm管道中流动,流量是13m^3/h,管子为光滑管,管道长度10m。水的密度为1000m^3/kg,粘度为0.001Pas。下列选项哪个错误?(计算引起的误差控制在10%以内)
答案: 摩擦阻力系数为0.01
3、 常温水在68×2.0mm管道中流动,流量是20m^3/h,管子的绝对粗糙度为0.2mm,管道长度100m(含全部当量长度)。水的密度为1000m^3/kg,粘度为0.001Pas。下列选项哪个错误?(计算引起的误差控制在10%以内)
答案: 摩擦阻力系数为0.0376
4、 常温水在38×1.5mm管道中流动,流量是9m^3/h,管子的绝对粗糙度为0.2mm,管道长度200m(含全部当量长度)。水的密度为1000m^3/kg,粘度为0.001Pas。下列选项哪个错误?(计算引起的误差控制在10%以内)
答案: 摩擦阻力系数等于0.0225
5、 关于湍流时的摩擦阻力系数计算,下列选项哪些正确?
答案: 可以采用公式计算,如,但这个公式求解很麻烦,要试差求解。;
可以采用公式计算,如,这个公式比较友好,在已经知道两个量纲为1的准数变量后,无需要试差可以直接解出。;
光滑管可以采用公式计算,如
6、 关于湍流摩擦阻力系数测定实验的量纲分析过程,系列描述哪些是正确的?(存在部分错的算错)
答案: ;
;
7、 摩擦阻力系数图采用的横坐标和纵坐标都是对数坐标,称为双对数坐标图,图上横坐标方向两点的距离是两个横坐标读数值的对数值之差,而横坐标值数字直接标绘在图上,不用再求对数,纵坐标方向也同此,所以用插值法求两已知点间某x或y值时,应使用量取的距离和各相关点横坐标或纵坐标数字的对数值按比例求解。之所以采用双对数坐标,可以表示很宽的数据范围,很小的数据不至于太挤,很大的数据不至于使得坐标很长。此话正确。
答案: 正确
8、 下列关于摩擦阻力系数图的描述是正确的。
答案: 错误
9、
答案: 7
10、 摩擦阻力系数图的参变量是()。(填写5个中文字)
答案: 相对粗糙度
第1章 流体流动及输送机械 第1单元——第11课时随堂测试
1、 下列关于75×2.5和
48×2.0组成的套管环隙de的计算选项,哪个正确?
答案: 0.026m
2、 下列关于粘度无因次化的描述选项哪个是错误的?
答案: 只可以选择管径、密度、流速作为基本的物理量
3、 关于阻力系数测定实验的量纲分析和范宁公式之间关系的描述选项哪个正确?
答案: 范宁公式的摩擦阻力系数可来自力平衡推导,与管壁处的摩擦应力有关,量纲分析得到的范宁公式的摩擦阻力系数与Re和相对粗糙度有关,两者的内在联系是前者管壁的摩擦应力可由后者方案实施的实验测出,后者的测定具有一定的通用性。而按范宁公式实施测定的摩擦阻力系数不具有通用性。
4、 下列关于75×2.5和
48×2.0组成的套管环隙阻力计算的选项,哪个错误?套管长度6m,水是介质,密度为1000kg/m^3,粘度为0.001Pas,流量是0.1m^3/h(计算误差控制在10%内)
答案: Re=2199
5、 下列关于层流时摩擦阻力系数有关计算的选项,哪些正确?
答案: 正方形管道中,摩擦阻力系数等于57/Re,其中管径用de计算;
套管环隙管道中,摩擦阻力系数等于96/Re,其中管径用环隙的de计算;
de=4流通截面积/流体润湿的周边长
6、 下列关于75×2.5和
48×2.0组成的套管环隙阻力计算的选项,哪些正确?套管长度6m,绝对粗糙度取0.1mm。水是介质,密度为1000kg/m^3,粘度为0.001Pas,流量是8m^3/h(计算误差控制在10%内)
答案: 流速为1.1m/s;
雷诺数等于9.6×10^4;
摩擦阻力系数等于0.0225;
阻力损失等于0.93J/kg
7、 用范宁公式安排实验测定λ,也能测λ,并一样能得到Re,所以能绘出λ与Re关系图,所以用量纲分析规划实验其实是多此一举。因为此种情况下,只要得到Re数,一样可以查摩擦阻力系数图得到摩擦阻力系数,用于阻力损失的计算。
答案: 错误
8、 用物理量除以自身量纲的反代基本物理量的方法将该物理量无因次化,这样做是错的。
答案: 错误
9、 非圆形管道的直管阻力损失的计算可以采用纯数学模型法或者()的数学模型法或者直接测定加以解决。而如果当着圆形管道加以解决,则有借用了量纲分析规划实验的方法的实验结果(填写6个字)
答案: (以下答案任选其一都对)半理论半经验;
半经验半理论
10、 非圆形管道可以采用计算()直径的方法转化为圆管计算。此时,可以计算得到,同样长度的实际管和模型圆管中单位体积流体占有的表面积相同,表征出实际管阻力损失和模型管阻力损失相等最主要的因素,但因实际流速和速度分布不同,阻力不能完全相同,故真实圆管时阻力损失计算公式的有关参数仍需要用实验校正,这样才能得到非圆形管的阻力损失计算公式。
答案: (以下答案任选其一都对)当量;
等效
第1章 流体流动及输送机械 第1单元——第12课时随堂测试
1、 将水按1.5kg/s的流量由敞口的一贮槽中泵送入另一高位贮槽,两贮槽均为常压。输水管为φ38×3mm,绝对粗糙度取0.2mm,管长50m (包含入管道的突然缩小和出管道的突然扩大的当量长度)。管路中装有3个90°的标准弯头(阻力系数取0.75),1个全开90o角阀(阻力系数取5)。供料槽的液位维持恒定,管出口距液面高度为10m,水的粘度μ为0.001Pas,密度ρ为1000kg/m3,泵的效率取60%,泵的功率选哪个?(计算误差允许在10%以下选)
答案: 507W
2、 将水按1.5kg/s的流量由敞口的一贮槽中泵送入另一高位贮槽,两贮槽均为常压。输水管为φ48×2mm,绝对粗糙度取0.2mm,管长50m (包含入管道的突然缩小和出管道的突然扩大的当量长度)。管路中装有3个90°的标准弯头(阻力系数取0.75),1个全开90o角阀(阻力系数取5)。供料槽的液位维持恒定,管出口距液面高度为10m,水的粘度μ为0.001Pas,密度ρ为1000kg/m3,泵的效率取60%,泵的功率选哪个?(计算误差允许在10%以下选)
答案: 298W
3、 将水按2.0kg/s的流量由敞口的一贮槽中泵送入另一高位贮槽,两贮槽均为常压。输水管为φ48×2mm,绝对粗糙度取0.2mm,管长50m (包含入管道的突然缩小和出管道的突然扩大的当量长度)。管路中装有3个90°的标准弯头(阻力系数取0.75),1个全开90o角阀(阻力系数取5)。供料槽的液位维持恒定,管出口距液面高度为10m,水的粘度μ为0.001Pas,密度ρ为1000kg/m3,泵的效率取60%,下列选项哪些正确?(计算误差允许在10%以下选)
答案: 管内水的流速为1.32m/s;
Re=57900;
泵的功率需要450W
4、 将水按2.2kg/s的流量由敞口的一贮槽中泵送入另一高位贮槽,两贮槽均为常压。输水管为φ48×2mm,绝对粗糙度取0.2mm,管长50m (包含入管道的突然缩小和出管道的突然扩大的当量长度)。管路中装有5个90°的标准弯头(阻力系数取0.75),1个全开90o角阀(阻力系数取5)。供料槽的液位维持恒定,管出口距液面高度为10m,水的粘度μ为0.001Pas,密度ρ为1000kg/m3,泵的效率取60%,下列选项哪些正确?(计算误差允许在10%以下选)
答案: 管子内径是0.044m;
雷诺数是63700;
摩擦阻力系数是0.031
5、 将水按2.4kg/s的流量由敞口的一贮槽中泵送入另一高位贮槽,两贮槽均为常压。输水管为φ48×2mm,绝对粗糙度取0.2mm,管长100m (包含入管道的突然缩小和出管道的突然扩大的当量长度)。管路中装有5个90°的标准弯头(阻力系数取0.75),1个全开90o角阀(阻力系数取5)。供料槽的液位维持恒定,管出口距液面高度为10m,水的粘度μ为0.001Pas,密度ρ为1000kg/m3,泵的效率取60%,下列选项哪些正确?(计算误差允许在10%以下选)
答案: 管内水的流速1.6m/s;
雷诺数为69500
6、 将水按2.6kg/s的流量由敞口的一贮槽中泵送入另一高位贮槽,两贮槽均为常压。输水管为φ48×2mm,绝对粗糙度取0.2mm,管长120m (包含入管道的突然缩小和出管道的突然扩大的当量长度)。管路中装有5个90°的标准弯头(阻力系数取0.75),1个全开90o角阀(阻力系数取5)。供料槽的液位维持恒定,管出口距液面高度为10m,水的粘度μ为0.001Pas,密度ρ为1000kg/m3,泵的效率取60%,下列选项哪些正确?(计算误差允许在10%以下选)
答案: 水的流速为1.71m/s;
雷诺数等于75300
7、 将伯努利方程的下游界面取在管出口的外侧,此时包含突然扩大的出口阻力损失,但不再计算出口的动能项,因为下游界面上流体的速度为0,可是管出口外侧流体仍然具有管内的速度,所以,此种做法的思路是不合理的,是错的。
答案: 错误
8、 局部阻力系数计算得到的结果比当成直管计算得到的结果要精确。
答案: 错误
9、 管件和阀门等的局部阻力可以采用()法或局部阻力系数法进行求取。
答案: 当量长度
10、 计算简单管路的流动阻力损失,需要加和所有的()阻力、管件和阀门等局部阻力,但不能重复计算。
答案: 直管
第1章 流体流动及输送机械 第1单元——第13课时随堂测试
1、 下列关于局部阻力的计算描述,哪个错误?
答案: 查当量长度的共线图时,有一个坐标轴是管子的外径坐标
2、 简单管路计算过程中,关于直管阻力的计算的描述,哪个错误?
答案: 可以普遍采用CNK公式无需试差一步求解出摩擦阻力系数。试差需要有判据,一般认为要通过试差求解的数据最终两次结果值应近似相等或误差小于指定值。
3、 已知高位槽中液体的密度ρ为950kg/m3,粘度μ为1.24mPa·s,料液从高位槽输入塔中,高位槽液面维持恒定,并高于塔的进料口4.5m,塔内表压强为3.82kPa。输送管为φ45×2.5mm,长为35 m(包括所有局部阻力的当量长度),管壁的绝对粗糙度0.2mm,摩擦阻力系数可由Haaland公式计算或查图得到。关于每小时输送的体积流量的计算(试差相对误差小于3%即可),下列哪些选项正确?
答案: 由于入口和出口阻力损失已经包含在管长中,所以上式应该去除所加的1.5;
假设流动进入阻力平方区,由Haaland公式计算得到的摩擦阻力系数初值为0.0304(或查图);
由摩擦阻力系数初值得到的流速是1.736m/s,雷诺数是53203,再用Haaland公式计算(或查图)得到的摩擦阻力系数是0.032。此值与初始假设值0.0304的相对误差大于3%。再设摩擦阻力系数为0.032,重复计算u、Re,得到新的摩擦阻力系数值为0.03203,与0.032的相对误差已经小于3%。故取摩擦阻力系数为0.032。;
流量为7.65m^3/h
4、 已知高位槽中液体的密度ρ为1000kg/m3,粘度μ为1.0mPa·s,料液从高位槽输入塔中,高位槽液面维持恒定,并高于塔的进料口6.0m,塔内表压强为3.82kPa。输送管为φ45×2.5mm,长为40 m(包括所有局部阻力的当量长度),管壁的绝对粗糙度0.2mm,摩擦阻力系数可由Haaland公式计算或查图得到。关于每小时输送的体积流量的计算(试差相对误差小于3%即可),下列哪些选项正确?
答案: 试差计算得到的摩擦阻力系数等于0.0316;
流速约等于1.87m/s
5、 已知高位槽中液体的密度ρ为1000kg/m3,粘度μ为1.0mPa·s,料液从高位槽输入塔中,高位槽液面维持恒定,并高于塔的进料口6.0m,塔内表压强为3.82kPa。输送管为φ45×2.5mm,长为40 m(包括所有局部阻力的当量长度),管壁的绝对粗糙度0.25mm,摩擦阻力系数可由Haaland公式计算或查图得到。关于每小时输送的体积流量的计算(试差相对误差小于2%即可),下列哪些选项正确?
答案: 摩擦阻力系数约等于0.0336;
雷诺数约等于7.24×10^4;
流速约等于1.81m/s
6、 已知高位槽中液体的密度ρ为1000kg/m3,粘度μ为1.0mPa·s,料液从高位槽输入塔中,高位槽液面维持恒定,并高于塔的进料口8.0m,塔内表压强为2.82kPa。输送管为φ50×2.5mm,长为45 m(包括所有局部阻力的当量长度),管壁的绝对粗糙度0.25mm,摩擦阻力系数可由Haaland公式计算或查图得到。关于每小时输送的体积流量的计算(试差相对误差小于1%即可),下列哪些选项正确?
答案: 雷诺数约等于9.75×10^4;
流速约等于2.17m/s
7、 下列描述是合理的。
答案: 正确
8、
答案: 错误
9、 针对求管道直径等问题的流速要按优化原则事先加以选择。流速本应进行优化,但在本课程中只按经验选用,不作优化计算,然而长距离输送却需要进行优化比较。一般来说,流速u增大,管子的直径d可下降,设备费用降低,但同时输送阻力引起的损失升高,能耗增大,故应对流速进行优化。
答案: 正确
10、
答案: 正确
第1章 流体流动及输送机械 第1单元——第14课时随堂测试
1、 下列关于总管与支管阻力和流量关系的说法哪个正确?
答案: 如果总管阻力占全部阻力的次要部分,则总管中的流量可以随启用的支管数目的增加而增加,且支管内的流速几乎不降低,启用支管数目越多,获得的总流量越大,所以自来水公司应采用此种方式供水,故而一般要求采用大直径输水管
2、 有三条管线并联,下列说法哪个正确?
答案: 各管路阻力损失相等
3、
答案: 通过假设进入阻力平方区,摩擦阻力系数与Re无关,得到D管关闭时AB管段和BC管段的摩擦阻力系数初值分别为0.0277和0.0285,由AC管的机械能衡算和物料衡算,得到各摩擦阻力初值下的AB段和BC段的流速分别为1.70m/s和2.93m/s;
继续得到上述各管段的Re分别为7.14×104和9.37×104,得到各摩擦阻力系数分别为0.0291和0.0295,与初设值误差较大,需要重新以新的摩擦阻力系数值进行计算。再算一遍,得到各摩擦阻力系数约等于0.0291和0.0295,故不再重复计算。此时得到AB段和BC段的流速分别为1.74m/s和2.46m/s。C管的流量等于8.3m3/h;
继续得到上述各管段的Re分别为8.41×104、7.17×104和4.76×104,得到各摩擦阻力系数分别为0.0289和0.0298、0.0334,与初设值误差较大,需要重新以新的摩擦阻力系数值进行计算。再算一遍,得到各摩擦阻力系数约等于0.0289和0.0298和0.0334,故不再重复计算。此时得到AB段、BC段和BD段的流速分别为1.96m/s、2.193m/s和1.79m/s。C管的流量等于6.35m3/h,D管的流量等于3.42m3/h
4、
答案: D管关闭时,由AC管的机械能衡算和物料衡算,得到各摩擦阻力初值下的AB段和BC段的流速分别为1.84m/s和2.65m/s。;
继续得到上述各管段的Re,得到各摩擦阻力系数,与初设值误差符合要求,不需要重新计算。得到AB段和BC段的流速。C管的流量等于9.16m3/h。;
C、D管完全打开时,由AD管的机械能衡算、BC和BD管的机械能衡算式,三段管的物料衡算,得到各摩擦阻力初值下的AB段、BC段和BD段的流速分别为2.04m/s、2.06m/s和1.60m/s。
5、
答案: 继续得到上述AB段、BC段和BD段的Re分别为1.012×105、9.50×104和4.80×104。;
得到复核的AB段、BC段和BD段的摩擦阻力系数分别为0.0277、0.0283、0.0334,与初设值相差不大,符合复核误差要求,无需再重新计算。;
继续得到C管的流量等于10.2m3/h,D管的流量等于3.52m3/h。
6、
答案: C、D管完全打开时,由AD管的机械能衡算、BC和BD管的机械能衡算式,三段管的物料衡算,可以得到AB段、BC段和BD段的流速。;
BC段和BD段的流速分别为1.735m/s、1.563m/s。;
继续计算得到C管的流量等于7.078m3/h,D管的流量等于5.724m3/h。
7、 复杂管路是指具有分支或并联或管网的管路,其计算往往比较复杂
答案: 正确
8、 对于具有较长的分支的管路如L/d大于1000,可以针对任一支管路列机械能衡算式,把分支点阻力作为三通阻力忽略不计,结果将足够准确(例如,相对误差小于5%)
答案: 正确
9、 并联管路(无输送机械在其中)的阻力()(填相等与不相等)
答案: 相等
10、 总管的流量等于各支管的流量之和,其前提条件是流体是()流体。
答案: 不可压缩
第1章 流体流动及输送机械 第1单元——第15课时随堂测试
1、 下列关于毕托管的描述哪个错误?
答案: 用毕托管测圆管中的流量,可以先测管中心处最大流速,然后用层流和湍流的平均流速计算公式得到平均流速,再计算流量。但需要校核雷诺数,以判定流型,用相应的公式。如果是湍流,在线文档已经提供了平均速度的计算公式,u平均=2u最大(1/(1+1/n)-1/(2+1/n)),n分别为6~10,并有对应的雷诺数值。
2、 关于孔板流量计的描述,下列哪个选项是错的?
答案: 孔板流量计的流量系数必须为常数,测量的流量才准确。
3、 用一毕托管测量常温气体管道中空气管中心的流速,已知指示剂为水,密度按1000kg/m^3计算,空气的密度取1.2kg/m^3。U型压差计的R的读数为0.01m。下列选项哪些正确?(选择时允许5%的误差)
答案: 所用的计算公式为:;
校正系数为0.98-1,因此可以不校正。;
计算得到的空气的管中心处的最大流速为12.8m/s
4、 用一毕托管测量常温气体管道中空气管中心的流速,已知指示剂为水,密度按1000kg/m^3计算,空气的密度取1.2kg/m^3,粘度为0.0185cP。U型压差计的R的读数为0.015m。管道的内径为65mm。下列选项哪些正确?(选择时允许5%的误差)
答案: 管中心处的最大流速为15.65m/s;
需要按试差的方法计算平均速度,先假设n=6,符合1/6规律,平均速度等于0.791倍最大速度,等于=12.38m/s。;
再得到Re=5.22×10^4。该雷诺数落在1/6规律范围内,故假设是正确的。;
空气的质量流量是177.4kg/h
5、 下列关于孔板流量计的描述,哪些正确?
答案: 计算公式是;
;
查取C0的参数是m和管道雷诺数
6、 用孔板流量计测量某管道中水的流量。已知水的密度为1000kg/m^3,粘度为0.001Pas,管道内径为0.045m,孔板的孔径为0.035m。水银压差计的读数为0.1m。下列关于孔板流量计的选项,哪些正确?
答案: 根据m值等于0.6,查得C0不变时的数值为0.74。故先假设C0等于0.74,后面再校正。;
代入流量计算公式,得到体积流量等于0.00354m^3/s。管道的平均流速为2.23m/s;
管道Re=1.0×10^5。查得C0等于0.75;
由于C0的相对误差约为1%,如果做严格计算,需要重新以0.75计算,如果认可这一相对误差,可以认为假设正确。
7、 毕托管测速的原理在于将某点流速的动能转化成驻点的压强能后用差压计测得压差,再计算流速的。
答案: 正确
8、 孔板流量计的缺点在于:为了测量流量,必须人为制造出所需的压差,故采用了孔板,却形成了较大阻力损失,消耗了有用的机械能。
答案: 正确
9、 孔板流量计、转子流量计、测速管等都是基于()原理测量流量或流速的。
答案: 流体力学
10、 根据流通截面积和前后的压差的变化情况,流量计分为恒定截面积变压差的流量计如孔板流量计等,还有变截面恒定压差的流量计如()流量计等。
答案: 转子
第1章 流体流动及输送机械 第1单元——第16课时随堂测试
1、 下列关于非牛顿流体的描述,哪个错误?
答案: 非牛顿型流体有粘性流体和粘弹性流体之分。面条是固体,不会是流体。
2、 关于物质是哪种非牛顿流体的选项,哪个错误?
答案: 触变性流体有某些食品和油漆,其表观粘性随作用时间延长而增加
3、 用气体转子流量计测量CO2的流量,转子为不锈钢转子。假设被测气体的压强是50kPa表压,温度是40℃。由转子流量计读到的数据是200L/min。下列关于转子流量计测量流量的描述,哪个正确?
答案: 被测状态下,CO2的密度是2.56kg/m^3;
在被测状态下,CO2的流量经过转子流量计的换算公式换算得到为136.9L/min所用换算公式为下式,标准状态下(指工业基准态,20℃,101.3kPa)空气的密度为1.2kg/m^3;
工业上,为了方便比较,通常将气体的体积转换到工业基准态下的体积。因此,被测气体在工业基准态下的体积流量为191.4L/min。从实际状态气体体积换算到工业基准态的体积,用到了体积与开氏温度成正比,与绝对压强成反比的关系。
4、 下列关于非牛顿流体阻力计算的描述,哪些正确?
答案: 幂律流体通常是牛顿型假塑性流体和涨塑性流体;
梅茨纳(Metzner)提出幂律流体层流时阻力的计算可以借用牛顿流体的公式形式,只是雷诺数和拟粘度的定义不同。;
;
上面的表述实为范宁公式的范畴
5、 非牛顿流体的流变指数为0.645,稠度系数K为0.5Pas^n,密度为1200kg/m3,流速为1.5 m/s,管子的内径为27mm,长为20 m。下列选项哪些正确?
答案: 稠度系数K^’等于0.543;
表观雷诺数为779;
阻力损失为68.5J/kg
6、 非牛顿流体的流变指数为0.645,稠度系数K为0.65Pas^n,密度为1200kg/m3,流速为1.0 m/s,管子的内径为27mm,长为20 m。下列选项哪些正确?
答案: 表观雷诺数为346;
摩擦阻力系数为0.185;
阻力损失为68.5J/kg
7、 转子流量计的外管必须是圆柱形的,这样转子才可以随着流量的变化上下浮动
答案: 错误
8、
答案: 正确
9、
答案: 错误
10、 与孔板流量计不同,转子流量在使用时不需要查取它的流量系数,主要原因是因为转子的存在,湍动很易发生,认为CR为常数,故可假设A0CR为常数,采用水或空气在已知状态下通过实验标注流量值,相当于给出了A0CR
答案: 正确
第1章 流体流动及输送机械 第1单元——第17课时随堂测试
1、 下列关于离心泵的基本结构和工作流程的描述,哪个正确?
答案: 开式叶轮可输送含颗粒悬浮液,但易倒流
2、 下列关于离心泵的描述选项哪个错误?
答案: 开式叶轮效率较高
3、 用离心泵由低位常压水池向高位常压设备输水,水池液面保持恒定,高位设备进水管与液面的位差为10m,输水管内径为65mm,管道长度为75m,包含了所有局部阻力的当量长度。管路的摩擦阻力系数为常数,等于0.034。下列关于管路特性曲线求取的描述,哪些是正确的?
答案: 位头差为10m;
静压头差为0;
动压头差为0;
管路的特性曲线方程为:H=10+1.82×10^5V,V的单位为m^3/h,H的单位为m
4、 用离心泵由低位常压水池向高位设备输水,水池液面保持恒定,高位设备进水管与液面的位差为15m,表压为50kPa,输水管内径为65mm,管道长度为175m,包含了所有局部阻力的当量长度。管路的摩擦阻力系数为常数,等于0.034。下列关于管路特性曲线求取的描述,哪些是正确的?
答案: 位头差是15m;
静压头差是50m
5、 关于重力和旋转双力场中的欧拉平衡方程,下列描述哪些是正确的?
答案: 同一种不可压缩流体的重力场中是和压强p^+为常数;
同一种不可压缩流体的重力和离心力场中是和差压强p^±为常数;
6、 下列关于离心泵数学模型建立的选项哪些正确?
答案: 考察方法是假定离心泵叶轮的叶片无限多、无限薄,其旋转为等角速的旋转,流体为理想流体,即不考虑阻力损失。考察方法有以下两种:(1)以静止坐标系为参照系,出口关闭时泵中液体作等速圆周运动,流体受力是泵壳所施向心力即径向压差,此力是离心力的反作用力,即使出口关闭,流体在叶片内不流动,但因旋转,叶片出口侧的压强还是比叶片进液侧的压强高,与重力场中静止流体在同一高度处压强相等的规律不同;(2)以旋转坐标为参照系,观察者随叶片等速旋转并观察,流体相对静止,同时受离心力和向心力的作用,处于平衡。;
;
;
上述推导运用了旋转坐标系为参照系的伯努利方程和静止坐标系为参照系的伯努利方程,再结合速度三角形的关系,得到了离心泵的扬程和体积流量之间的关系是呈现一次方减少关系,与实际测到的2次方下降关系不符合,说明建模过于理想化。该模型不能用于实际计算,但可用于讨论有关参数的影响问题,如密度就没有出现在公式中,说明密度对离心泵的扬程没有影响。
7、
答案: 错误
8、 单级离心泵由动部件叶轮和泵轴、静部件泵壳填料函和轴承两大部分组成。叶轮是关键部件,通常由若干片后弯叶片组成,结构有闭式、半开式和开式三种。开式叶轮可输送含颗粒悬浮液,但易倒流,效率较低。叶轮吸液有单吸和双吸式两种。一般的流程是液体通过底阀,由吸入管路进入离心泵,经叶轮提供能量,再经蜗道(volute)、压出管路排出。吸入管路可以设调节阀以控制流量,且管径可以大于排出管的管径。多级离心泵的泵轴上接有多个叶轮,液体经过导壳的流道而被逐次引向下一级的叶轮,压强能逐级得到增加。
答案: 错误
9、 在具有液体输送机械的管路中,通常以1N流体作为计算基准,与前面的通常以1kg流体作为基准不同。这样做的目的是机械能衡算式两边的各机械能项目的SI制单位都是(),表述上更方便。
答案: (以下答案任选其一都对)米;
m
10、 离心泵是用于输送()的流体机械。
答案: 液体
第1章 流体流动及输送机械 第1单元——第18课时随堂测试
1、 关于离心泵的性能曲线的描述,下列哪个选项是错的?
答案: 功率和流量关系是抛物线关系
2、 根据离心泵的性能曲线,下列哪个选项的做法是错误的?
答案: 启动离心泵前,应该打开出口的阀门,防止离心泵过载。
3、 下列关于离心泵的比例定律的描述,哪些正确?
答案: 泵的转速或叶轮直径发生变化时,同一台泵的特性曲线不同。如果转速或叶轮直径相差不大,以±20%内为限,转速或叶轮改变后的特性曲线可从已知的特性曲线近似换算求出,换算的条件是改变前后液体离开叶轮的速度三角形相似,泵的效率相等,但如果改变过大,需要重新测定特性曲线。;
满足1的条件下,流量与转速或直径成正比
4、 关于离心泵的工作点的描述,下列哪些选项正确?
答案: 离心泵的工作点是管路特性曲线和离心泵压头流量曲线的交点坐标值表示的流量和压头的参数;
高阻管路的工作点的压头比低阻管路的压头大
5、 离心泵性特性曲线的测定 采用图示的实验装置来测定离心泵的性能。泵的吸入管内径为95 mm,排出管内径为62 mm,两测压表盘中心间垂直距离因安装误差为0.1m,泵的转速为2 900 r/min,用20oC的水测定,测出流量为5L/s,泵出口处压强表读数为0.20MPa,泵入口处压强表读数为-0.031 MPa,功率表测得电动机所消耗的功率1.5kW,泵由电动机直接带动,电动机的效率为95%。下列选项哪些正确?
答案: 出口管的流速是1.66m/s;
泵的效率是0.815
6、 关于离心泵的串并联的操作的描述,哪些选项正确?
答案: 串并联操作通常使得离心泵不会发挥最大效率,因此在现代泵业发达的情况下,单泵能解决的问题,不要考虑采用串并联操作;
相同泵的串联操作,各泵流量相同,泵组的扬程等于工作时单泵所具有的扬程的两倍;
串联泵组的特性曲线为,单泵的曲线为H=a-bV^2
7、 工程上泵安装在液面上方时,无法自动吸液,称为气蚀现象
答案: 错误
8、 离心泵的有效能量损失有溶剂损失、水力损失、机械损失等,使得理论推导得到的模型方程偏差较大,实际上采用下式表示压头和流量关系:
答案: 正确
9、 为了降低流体的能量转换的损失,离心泵通常采用()形式的叶片。
答案: 后弯
10、 离心泵的压头通常由三部分组成,()差。
答案: 动压头
第1章 流体流动及输送机械 第1单元——第19课时随堂测试
1、 下列关于离心泵选用的选项,哪个里面有错误?
答案: 选用离心泵时首先要根据输送流体的性质确定泵的类型,然后根据安装高度要求确定泵的型号。几种型号同时满足时,要保证选用高效率的泵,但同时要考虑价格因素。所选用的泵的流量和压头要有一定的裕量。一般规定额定工况的额定流量为最大流量或正常流量的1.1~1.15倍,额定扬程为所需扬程的1.05~1.1倍,但流量的调节又会消耗有效能量,特别是在长期运行的情形下,需作合理的考虑。
2、 下列关于离心泵安装高度的选项,哪个有错?
答案: 一个是允许吸上真空高度,一个是临界汽蚀余量
3、 IS100-80-160型离心泵,大气压为101.3kPa,水温为40℃,将水由低位槽吸入泵,由管路情况基本的性能,知V=60m^3/h,查得hn=3.5m,已知吸入管阻力为2.3mH2O,水的密度为1000kg/m^3,40℃时的水蒸汽压为7376.6Pa 。下列关于最大允许安装高度的选项哪些不正确?
答案: 6.78m;
允许气蚀余量需要换算;
4.78m
4、 IS100-80-160型离心泵,大气压为101.3kPa,水温为20℃,将水由低位槽吸入泵,由管路情况基本的性能,知V=60m^3/h,查得hn=3.5m,已知吸入管阻力为2.3mH2O,水的密度为1000kg/m^3,20℃时的水蒸汽压为2334.6Pa 。下列关于最大允许安装高度的选项哪些不正确?
答案: 5.29m;
3.29m;
需要将允许气蚀余量换算为允许吸上真空高度,然后用允许吸上真空高度的公式计算安装高度。
5、 IS100-80-160型离心泵,大气压为101.3kPa,水温为20℃,将水由低位槽吸入泵,由管路情况基本的性能,知V=60m^3/h,查得铭牌上的允许吸上真空高度是7.5m,已知吸入管阻力为2.3mH2O,水的密度为1000kg/m^3,20℃时的水蒸汽压为2334.6Pa 。下列关于最大允许安装高度的选项哪些正确?
答案: 离心泵的吸收管内径是100mm;
离心泵压出管内径是80mm;
吸入管流速为2.12吗吗m/s;
4.97m
6、 IS100-80-160型离心泵,大气压为90.3kPa,水温为40℃,将水由低位槽吸入泵,由管路情况基本的性能,知V=60m^3/h,查得铭牌上的允许吸上真空高度是7.5m,已知吸入管阻力为2.3mH2O,水的密度为992kg/m^3,40℃时的水蒸汽压为7376.6Pa 。下列关于最大允许安装高度的选项哪些不正确?
答案: 实际情况的允许吸收真空高度是7.5m;
实际情况的允许吸收真空高度是8.5m
7、 离心泵的安装高度只能用下式计算:
答案: 错误
8、
答案: 错误
9、 离心泵如果安装高度过高,则叶轮入口处的压强有可能下降到使被输送的液体在叶轮入口处首先发生汽化。液体汽化产生的气泡进入泵体后又被泵内()(填写两个字)淬灭,将形成局部空间,被四周的液体涌入填充,此时如同形成了无数细小的“水锤”,若淬灭发生在叶片处,则“水锤”敲击叶片,又因液体多含有等,会有腐蚀,叶片表面在敲击应力和被“水锤”强化了的腐蚀双重作用下可能产生剥落,使得叶片遭受破坏。液体汽化和气泡淬灭还会引起泵体震动,使输送效率大为降低,严重时无法吸液。上述现象称为离心泵的汽蚀。
答案: 高压
10、 用于表示泵的()(填三个字)能力的泵性能参数有允许汽蚀余量和允许吸上真空高度,由泵制造厂通过实测后标在产品铭牌上。
答案: (以下答案任选其一都对)抗气蚀;
抗汽蚀
第1章 流体流动及输送机械 第1单元——第20课时随堂测试
1、 下列泵中,哪个不是正位移泵?
答案: 离心泵
2、 无需用旁路阀调节流量的泵选哪个?
答案: 离心泵
3、 从理论上来说,可以通过改变工作点的方式来调整离心泵的工作状态。前面题目讲过,离心泵如果不在效率高的区域工作,会额外消耗能量,因此配置泵应该准确。但有些临时性的输送任务只以完成为目标,能耗次之,所以可以调节工作点。关于离心泵工作点的调节下列选项哪些正确?
答案: 增加或降低静压头差;
增加或降低位头差;
增加或降低管路阻力,如采用阀门调节的开大或关小;
增大或降低离心泵的转速或直径
4、 某食品厂需用泵将水池中的20℃清水输送到远处设备上去洗涤原料,管长100m,包含入口和出口阻力损失的当量长度,绝对粗糙度取0.2mm。水出口管与池水面净高差为10m,要求水的流量为40m3/h,预计管件有90°标准弯头(ζ=0.75)4只,带滤水网的底阀(ζ=8.5)1只,标准截止阀全开(ζ=6.4)1只。水的密度为1000kg/m3,水的粘度为0.001Pas。下列关于选择离心泵的计算的选项,哪些正确?(误差在5%之内算对得上)
答案: 如果取流速等于2.0m/s,计算得到的管内径是84.1mm,可选用内径为80.5mm的水管,此时的流速校正为2.18m/s;
计算雷诺数等,查图得或采用公式计算得到摩擦阻力系数为0.026;
所需的泵的扬程为21.6m,然后选取相应的泵,核算功率,配置电机。
5、 下列关于离心泵比例定律的选项哪些是错误的?
答案: 如果管路的特性曲线已经确定,且具有一定的静压头差和位差,原来转速为n1的离心泵现在调速为n2,则管路特性曲线与此两转速下离心泵的特性曲线的交点即工作点的流量之比与相应的转速之比成一次方关系。;
如果管路的特性曲线已经确定,且具有一定的静压头差和位差,原来直径为D1的离心泵现在削减为D2,则管路特性曲线与此两直径下离心泵的特性曲线的交点即工作点的流量之比与相应的直径之比成一次方关系。
6、 在一管路系统中,用一台离心泵将密度为1000kg/m3的清水从地面水池中输送到高位槽,输水量为0.01m3/s,两端液面位差为10m,压力差为9.81×10 4 Pa。离心泵的特性曲线方程为H=40-7.2×104Q2(H:m,Q:m3/s)。若用此管路系统输送密度为1200kg/m3的某种液体,阀门开度与液面两端条件均保持不变。设λ与Re无关。下列关于此时管路的特性曲线方程求取计算的选项哪些正确?
答案: 由于摩擦阻力系数不变,管路的K值或B值不变;
用新的密度求管路特性曲线的截距值,为18.3m,再与K值或B值合成得到新的管路特性曲线方程。
7、 在泵所在的管路和输送任务确定后,管路所需的机械能和应该输送的流量均已经确定,此时要确定泵,就必须使得泵的流量和能提供的机械能和管路一致,因此需要求解管路特性方程和泵的特性曲线方程的交点值,或者两曲线的交点值,这是选用泵时的计算原则。
答案: 正确
8、 使用离心泵时要注意如下事项:(1)灌泵;(2)关闭出口阀门启动;(3)关闭出口阀门停泵防倒流;(4)安装于合适的高度防汽蚀;(5)启动前首先转动泵轴,常见因离心泵轴不能转动而强制启动烧坏电机的情况发生;(6)离心泵的流量应在高效区工作,应配置合适的泵,不要采用阀门半开等形式控制流量,以减少能耗。
答案: 正确
9、 作为一名食品工程师,为食品厂的水或其它液体输送任务确定管道和输送机械,是一项基本的能力。输送任务确定后,液体()按经验推荐值加以确定,设计计算管道内径,圆整后确定下管道。
答案: 流速
10、 作为一名食品工程师,为食品厂的水或其它液体输送任务确定管道和输送机械,是一项基本的能力。按上题方法确定好管道后,一般需要通过输送泵的型号,选择适用形式的泵后,其中最主要的是泵的()必须满足管路输送管路的要求,其次才是考虑泵的功率,以节省能耗。
答案: 扬程或压头或提供的机械能
第1章 流体流动及输送机械 第1单元——第21课时随堂测试
1、 下列关于往复式压缩机的选项,哪个错误?
答案: 余隙系数应该为零
2、 关于往复式压缩机生产能力的确定的选项,哪个错误?
答案:
3、 下列关于采用多级压缩原因的选项,哪些正确?
答案: 压缩比高时,气体出口温度高,可使润滑油变质失效;
压缩比高,排气系数小,严重时甚至不排气
4、 一单动单缸空气压缩机排气绝对压力为7kgf/cm2,活塞行程90mm,缸径240mm,曲轴转速1500r/min,余隙系数为0.08,多变指数为1.2,绝热指数k=1.4,空气初始温度=5℃,下列关于出口温度的选项哪些正确?
答案: 需要采用热力学温度计算出口温度;
需要用多变过程的气体状态方程求取出口温度;
5、 一单动单缸空气压缩机排气绝对压力为7kgf/cm2,活塞行程90mm,缸径240mm,曲轴转速1500r/min,余隙系数为0.08,多变指数为1.2,绝热指数k=1.4,空气初始温度=5℃,下列关于压缩机生产能力的选项哪些正确?
答案: 计算容积系数,;
排气系数与理论排气量相乘,得到压缩机的生产能力,为0.048m^3/s,且按吸入口的状态算
6、 关于气体输送和液体输送的比较,下列哪些选项正确?
答案: 输送机械工作原理两者大体相同,但各有特点;
气体的可压缩性和低密度使气体输送机械又有自身的特点,;
气体的质量流量如与液体相同,气体的体积流量较液体体积流量要大很多,为在指定时间内完成输送任务,通常选用较高的流速,如15~25m/s,比输送液体常用的流速0.5~3m/s大很多,单位质量气体的阻力损失也较液体的阻力损失大,故风机所需提供的机械能或压头要比泵高;
同时还由于气体的可压缩性,气体体积和温度会随着压强变化,表现出与液体不同的特点,以上所述特点给气体输送机械的设计和选用带来许多新的问题。
7、
答案: 错误
8、
答案: 错误
9、 气体输送机械包括通风机(fans)、鼓风机(blowers)、压缩机(compressor)和( )(vacuum pumps)等,工作原理和液体输送机械大体相同,但气体的可压缩性和低密度使气体输送机械又有自身的特点。
答案: 真空泵
10、 罗茨鼓风机是()式容积型风机,流量范围为2~500m3/min,出口表压80kPa以内,但40kPa左右效率高。罗茨鼓风机出口应安装气体稳压罐,并配安全阀,出口采用回流支路调节流量,操作温度不能越过80℃,防转子热膨胀卡死。
答案: 正位移
第1章 流体流动及输送机械 第1单元——第22课时随堂测试
1、 关于稀薄气体的流动,下列描述哪个错误?
答案: 过渡中间流是指要么是层流,要么是湍流
2、 关于稀薄气体的流动计量方程推导的描述,下列选项哪个错误?
答案: 与玻尔兹曼常数没有关
3、 下列关于真空管路流动的基本方程的描述,哪些正确?
答案: ;
流导的计算时真空管路计算的重要内容,相当于连续流体流动管路的阻力系数的计算;
针对真空管路,容器内的压强为p,容器抽速为S m3/s,真空泵的入口压强为pp,真空泵的抽速为Sp m3/s,应有: ;
答案3的方程就是真空技术方程。设计真空管路和选用真空泵,应该满足上式的要求。虽然式子简单,但流导C的计算并不简单,需要参照专著完成。
4、 有一高真空系统,要求容器的抽速达到0.15m3/s,已经求得管路的流导等于0.75m3/s,下列选项哪些错误?
答案: 应该配置一个比容器抽速要大很多的真空泵,这样才能保证达到所要求的真空;
应该配置一个比容器抽速要小的真空泵,这样才能保证达到所要求的真空;
应该用真空技术方程计算真空泵的抽速
5、 真空按绝压划分为粗真空105Pa~1×103Pa,低真空1×103~1×10-1Pa,高真空1×10-1~1×10-6Pa,超高真空1×10-6~1×10-10Pa,极高真空小于1×10-10Pa食品工业生产已可达高真空范围,即绝压达0.1Pa左右。
答案: 正确
6、 真空可采用如下方法获得:①利用真空泵排气,此为主要的获取方法;②利用吸气剂(如磷、钛等物质)吸除气体;③采用冷凝吸附方法,如活性炭、分子筛等的冷凝吸附。
答案: 正确
7、 真空泵通常分为:①机械真空泵(105Pa~0.8Pa),如活塞式、水环式、油环式、油封旋转式等;②分子泵,利用冷凝吸附的原理工作;③蒸汽流泵,利用蒸汽流喷射形成负压带走气体;④液体喷射泵,利用液体喷射形成负压带走气体;⑤其它泵,如电离泵、离子泵等。 各类真空泵有各自的使用范围,而抽吸大量水蒸汽又要求高真空时,可用真空机组。
答案: 错误
8、 真空泵的性能也用性能参数表达,主要有:①抽气速率 在泵的排出口的压力和一定温度下,单位时间内通过入口截面的气体体积。②极限压力 也称极限真空度,指泵在进口处所能达到的最低压力。③起始压力 真空泵能够开始正常工作时,其排出口处所允许的最大压力。④前置真空 也称预备真空,指泵能够正常工作的起始口的压力。
答案: 错误
9、 真空技术及真空泵的选用在食品工业中非常重要,源于食品原料的热敏性、易氧化变质性和易腐败性使得食品加工常见使用()(填写两个字)环境进行加工。由于真空状态下流体的连续性假定已经不再适用,连续性流体的规律不再适用真空气体,所以需要研究得到新的公式供解决真空问题使用。
答案: 真空
10、 获取真空常用的设备是()(填三个字)或其组成的泵组。
答案: 真空泵
第1章 流体流动及输送机械 第1单元综合测试
1、 关于温度对流体粘度的影响,下列哪个选项正确?
答案: 温度升高液体的粘度会降低
2、 下列关于边界层的问题的讨论,哪个错误?
答案: 边界层分离后,流体中不应该出现速度为零的点
3、 下列关于范宁公式的讨论,哪个错误?
答案: 推导范宁公式,首先要知道是什么流型
4、 水在管中流动,密度为1000kg/m^3,粘度为0.01P,管子为60×3水管,管长为50m。要求流量为0.2m^3/h。关于流动阻力的计算选项,哪个正确?
答案: 阻力损失为0.0133J/kg
5、 关于湍流速度的计算问题,下列选项哪个错误?
答案: 用毕托管测出管中心最大速度后,直接代入n=7时的平均速度公式计算平均速度
6、 关于摩擦阻力系数图的描述,哪个选项错误?
答案: 进入阻力平方区,说明流速对阻力已经没有影响
7、 下列关于量纲分析的选项,哪个错误?
答案: 粘度的量纲是kg/m/s
8、 关于数学模型法在本章的应用的选项,哪个错误?
答案: 离心泵的数学模型是半理论半经验的数学模型
9、 关于复杂管路的计算问题的选项,哪个错误?
答案: 并联管路各支路的机械能损失相等
10、 下列关于流量计的选项,哪个错误?
答案: 转子流量计是恒定截面积变压差的流量计
11、
答案: 管内雷诺数约等于106000;
所需泵的有效功率值约等于2039.5W
12、 已知高位槽中液体的密度ρ为1000kg/m3,粘度μ为0.01P,料液从高位槽输入塔中,高位槽液面维持恒定,并高于塔的进料口6.5m,塔内表压强为3.72kPa。输送管为φ45×2.5mm,长为55 m(包括所有局部阻力的当量长度),管壁的绝对粗糙度0.2mm,摩擦阻力系数可由Haaland公式计算或查图得到。关于每小时输送的体积流量的计算,下列哪些选项正确?
答案: 经过试差计算,雷诺数为6.64×10^4(对的上的误差为10%以内);
流量为7.51m^3/h(对的上的误差为10%以内)
13、 “三传”即动量传递、热量传递(传热)和物质量传递(传质)是单元操作学的主要内容,其中,只有动量传递才是与流体的流动密切相关,所以流体流动的问题放在动量传递中讨论。
答案: 错误
14、 静止的流体,其和压强总是处处相等的。
答案: 错误
15、 采用弹簧管压强表测量真空的压力时,压强表显示的是负压,即表压是负值,真空度应该等于该显示值。
答案: 错误
16、 低压混合气体的密度采用理想气体状态方程计算,为ρm=pMm/(RT),其中Mm为平均分子量,可按摩尔分率计算,式中其余各量均采用基本SI单位,R为8.314J/(mol·K),p的单位为Pa,T的单位为K,密度单位为kg/m3。
答案: 错误
17、 采用微元分析方法进行均匀、连续、静止流体的受力分析时,某一方向比如z方向的某一参数的变化规律可以按微分思想进行考虑,例如压强在z处为p,则在z+dz处为p+△p,而△p用微分dp求取,即z方向上p按斜率为dp/dz的线性规律变化,为△p=dp=(dp/dz)dz。当空间位置自变量有两个或有三个时,则用偏导数代替该方向上的导数即可。
答案: 正确
18、
答案: 正确
19、 流体流动的连续性方程流速乘以横截面积相等,即u1A1=u2A2是由物料衡算得到的,衡算时要画定控制体,确定好时间基准但对稳态和非稳态没有要求。
答案: 错误
20、
答案: 错误
21、 在较常见的有泵有换热器的稳态连续流体流动管路中进行全范围的能量衡算时,稳态过程有:输入能量=输出能量,以1 kg流体为衡算基准,有(势能、动能、压强能、热力学能U kJ/kg、功we kJ/kg、热qe kJ/kg):
答案: 错误
22、 边界层的分离会形成额外的机械能损失,所以在三传中总是有害的。
答案: 错误
第2章 流体经颗粒流动 第2单元——第1课时随堂测试
1、 下列关于非球形颗粒特性的计算,哪个错误?有一高度和外径相等的空心圆柱的拉西环,外径为d,内径为0.8d,高为d,下列关于非球形颗粒特性的计算,哪个错误?
答案: 该拉西环相对于体积当量直径的球形度是0.273
2、 下列关于非球形颗粒的当量球的选项哪个错误?
答案: 只能用上面三种球模拟,不能用其它球模拟
3、 下列关于筛分筛子的选项,哪些正确?
答案: 筛分的筛子是用来测定颗粒群的粒度尺寸的;
筛分的筛子是用来测定颗粒群的粒度分布的;
筛分所用标准筛应该优先选用国际标准筛
4、 下列关于泰勒筛制的选项,哪些正确?
答案: 泰勒(Tyler)筛与现在的国际筛孔尺寸不重合;
相邻两筛号的筛孔尺寸之比一般采用20.5;
每英寸(25.4mm)边长上孔的数目为筛号或称目数,并规定每一筛号的金属丝粗细和筛孔的净宽;
60号筛,就是1in长度上有60个筛孔
5、 下列关于筛分的选项哪些正确?
答案: 按要求振动筛群;
称取各筛面上的截留物;
计算粒度分布和平均粒径
6、 下列关于非球形颗粒的筛分结果的选项哪些正确?
答案: 将各筛面得到的物质称重,计算质量分率;
将各质量分率除以各自的球形度和当量球的直径的乘积
7、
答案: 正确
8、
答案: 错误
9、 单颗粒球形颗粒,其体积、表面积及比表面积几何特性值由()唯一参数即可表达出来。
答案: 直径
10、 非球颗粒的()为名义球比表面积除以实际颗粒比表面积。
答案: 球形度
第2章 流体经颗粒流动 第2单元——第2课时随堂测试
1、 下列关于沉降速度公式的选项哪个错误?
答案: 上式中ζ为曳力系数(drag coefficient),A为颗粒在垂直于其运动方向的平面上的投影面积,A=πd2/4,m2;u为颗粒相对于流体的运动速度,m/s,曳力系数只能通过实验方法测定。
2、 下列关于各具体沉降速度的公式选项哪个错误?
答案: 球形颗粒的曳力系数,在雷诺数很大时,会有一个突然下降,应该是测错了。
3、 下列关于颗粒沉降速度的描述,哪些正确?
答案: 斯托克斯定律表明,在一定的范围内,沉降速度正比于颗粒直径的平方;
斯托克斯定律表明,在一定的范围内,沉降速度反比于流体的粘度;
斯托克斯定律表明,在一定的范围内,沉降速度正比于颗粒和流体的密度差;
如果要研制悬浮样的食品,我们可以根据斯托克斯公式的提示,采取各种措施增加产品的悬浮性,如用细小的颗粒,加入胶体,等等
4、 下列关于食用油的粘度测定的试验选项哪些正确?
答案: 可以用斯托克斯公式的原理来测定;
取食用油、已知直径的不锈钢球、手机秒表、玻璃量筒、标尺;
将不锈钢小球丢入食用油中,记录沉降的时间和距离,再行计算粘度
5、 气体中含有大小不等的尘粒,最小的粒子直径为15μm,已知气体流量为3 000 m3/h(标准态),温度为500℃,密度为0.43 kg/m3,黏度为3.6×10 -5Pa·s,尘粒的密度为2 000 kg/m3,今有一降尘室,共有5层,关于每层沉降面积的计算的选项哪些正确?
答案: 斯托克斯区的沉降速度计算结果为6.81mm/s;
雷诺数为0.00122,符合斯托克斯区的假设;
换算到500℃的体积流量是2.36m^3/s
6、 已知气体流量为3 000 m3/h(标准态),温度为500℃,密度为0.43 kg/m3,黏度为3.6×10 -5Pa·s,尘粒的密度为2 000 kg/m3,若采用标准型旋风分离器分离,试计算用4台并联操作时的设备尺寸,并求对粒径为10μm颗粒的分离效率,已知允许的压降为l 780 Pa。关于此题计算过程的选项哪些正确?
答案: 首先要理解旋风分离器的压差是在标准状态下用实验得到的,故其它状态下的压差需要用1kg气体的阻力损失按范宁公式进行换算,故与密度成正比关系。由此可以换算到实际工况的压差为637.8Pa;
实际气体的体积流量与热力学温度成正比,可以得到为2.36m^3/s;
再设计旋风分离器的直径为0.495m,分离效率为68%
7、 要解决沉降问题需要计算颗粒的沉降速度,而沉降速度公式推导的理论基础是颗粒的受力平衡。按理应该是牛顿第二定律决定颗粒的加速运动,可是,由于阻力随沉降速度越大而越大,这样,颗粒最终会受力平衡,如此可以推导出沉降速度计算公式。一开始的加速阶段则因为时间短,可以忽略不计。
答案: 正确
8、 沉降速度推导的力平衡方程中有颗粒的曳力系数,该系数有的可理论求解,如斯托克斯公式就是理论推导得到的,有的可以用实验的方法测得,而实验采用量纲分析规划,然后再测定。
答案: 正确
9、 课程里所讨论的沉降分离有两种形式,一种是重力沉降,另一种是()沉降。
答案: 离心
10、 生产设备中的沉降条件是要被分离的颗粒在设备中的()时间应该大于该颗粒沉降下来的沉降时间。
答案: 停留
第2章 流体经颗粒流动 第2单元——第3课时随堂测试
1、 下列关于过滤介质问题的描述的选项哪个错误?
答案: 粒状介质只能用于深层过滤
2、 下列关于滤饼过滤的数学模型的考虑选项哪个错误?
答案: 细小而密集的固体颗粒床层具有很大的比表面积,给流体通过此种床层的流动阻力施加主要的影响,并使整个床层截面速度基本上不能均匀分布。
3、 下列关于固定床层数学模型建立的选项哪些正确?
答案: 设颗粒床层的高度为L,空隙率为ε,床层截面积为A,颗粒层中流体实际流速为u1,流体的空床流速为u,且有u1=u/ε。;
设想用一当量直径为de,长度为的圆管模拟颗粒床层,希望当量圆直管的总体积等于所讨论颗粒床层中空隙的体积,而其内表面积等于所有颗粒的表面积之和(忽略颗粒重叠部分)。;
这样可以使得当量管中单位体积流体具有的固体表面积等于颗粒床层中单位体积流体拥有的表面积,即两者流体接触的比表面积相等。
4、 下列关于固定床层数学模型建立的选项哪些正确?
答案: 以1m3床层体积为基准,颗粒床层中流体体积为εAL,颗粒表面积为ap(1-ε)AL,为颗粒群的平均比表面积,L为颗粒床层的高度;
,此当量直径实际上是单位体积流体所拥有的接触表面积,即流体的接触比表面积,可以用aF表示,且aF=4/de,或者de=4/aF,并且该与当量管的长度没有关系。;
对直径为de长度为Le的圆管和与其对应的颗粒床层而言,单位体积流体所占固体表面相同,则单位体积流体受阻力也可能近似相同,流体因是匀速运动,推动力也近似相同,保证速度近似同为u1,可推断出圆管的Δp+ /ρ=λ(Le/d)u12/2应该能表达出颗粒床层的阻力情况,因此可用直径为de、长度为Le、流速为u1的直管流动模型模拟流体通过颗粒床层的流动,但两种流动毕竟不完全相同,模拟只能是近似的,并需要通过实验加以验证、修正和求取模型参数λ。
5、 已知球形颗粒的平均直径为1mm,该球形颗粒群所组成的床层空隙率假如为0.38,下列关于颗粒床层当量直径的计算选项哪些是正确的?
答案: 对1m^3床层体积而言,流体的体积是0.38m^3;
对1立方米床层体积而言,颗粒的体积是0.62m^3;
对1立方米床层体积而言,其中的颗粒所具有的表面积是3720 m^2
6、 下列关于半理论半经验数学模型法的描述的选项哪些是正确的?
答案: 半理论半经验的数学模型法是食品工程原理中常用的研究方法之一,属于方法论的内容;
它与量纲分析规划的实验研究法有本质的区别;
它的实验目的是求取模型参数和验证模型的正确程度;
而量纲分析的实验则是寻求量与量之间的实验关系,因为实验目的不同,所需的实验次数和实验的难易程度是不一样的
7、 对于可压缩性滤饼,压差增加时,饼层颗粒间的通道变窄,有时会因颗粒过于细密而将通道堵塞,使过滤操作难以进行,为了避免此种情况,可将某种质地坚硬且能形成疏松床层的另一种固体颗粒预先涂于过滤介质上,或者混入悬浮液中,以形成较为疏松的滤饼,使滤液得以畅流,这种物质称为助滤剂,如活性炭、硅藻土、珍珠岩粉等。
答案: 正确
8、 在饼层过滤过程中,滤饼会不断增厚,过滤的阻力随之增加,在推动力不变下,过滤速度会愈来愈小。滤液在滤饼中的流动一般为层流,流动通道细小且四通八达。真正起过滤作用的不是过滤介质,而是滤饼形成的固定床层。
答案: 正确
9、 过滤是利用重力或人为造成的压差使悬浮液通过某种多孔性( ),使悬浮液中的固体颗粒被截留,滤液则穿过颗粒层和介质流出,从而实现液固分离的操作。
答案: 过滤介质
10、 过滤有滤饼过滤和深层过滤或称深床过滤等方式。其中,深层过滤时固体颗粒截留在过滤介质床层内部且过滤介质表面不生成滤饼,由于悬浮液的粒子直径小于介质孔道直径,所以粒子随着液体一起流入床层内的曲折通道,在穿过此曲折通道时,因分子间力、静电作用力和( )的作用,使悬浮粒子粘附在孔道壁面上而被截留,过滤介质表面不生成滤饼,整个过滤过程中过滤阻力变化不大。
答案: 层流粘性力
第2章 流体经颗粒流动 第2单元——第4课时随堂测试
1、 下列关于当量管雷诺数的描述选项哪个错误?
答案: 该雷诺数的流速为流体按颗粒床层截面计算的流速
2、 下列关于欧根方程描述的选项哪个错误?
答案: 欧根方程总是认定当量直管中的流速是很小的,是爬流
3、 下列关于欧根方程的问题哪些正确?
答案: 欧根方程的表达式是;
欧根方程的表达式也可以是
4、 下列关于欧根方程的讨论哪些正确?
答案: 流体所受阻力分为两部分:一部分是粘性阻力,与床层表观流速u成正比;另一部分为惯性阻力,与u2成正比。;
当粘性阻力和惯性阻力各占绝对比例时,另一方可以省略不计;
影响压差最大的因素是空隙率,装填颗粒床层是很难保证空隙率相同的;
欧根方程还可以和康采尼方程、布莱克-普朗母方程相互转换
5、 下列关于过滤基本方程的推导的描述哪些正确?
答案: 单位时间内滤过的滤液体积,称为过滤速率;
单位时间单位过滤面积的滤液体积,为过滤通量或滤液的流通密度,因为单位为m/s,故也称为过滤速度;
过滤基本方程可以由康采尼方程推导得到,而康采尼方程是由实验测定得到模型参数并证明模型是正确的
6、 下列关于过滤基本方程的推导,哪些选项是正确的?
答案: 饼层和过滤介质层是串联的,故应该将各自的压差推动力相加,各自的过滤阻力相加;
;
;
7、 建立了颗粒床层的物理模型后,可以用下式写出颗粒床层的压力降,其中L为当量管的长度而不是颗粒床层的高度。
答案: 正确
8、 欧根(Ergun)总结了多人的试验数据,在0.67<Ree<1667,范围内验证了模型正确,并回归各种数据后得到
答案: 正确
9、 颗粒床层用圆直管模拟流动阻力时,当量直径等于4除以流体的按颗粒床层空隙中流体接触面积计算的( )比表面积。
答案: 比表面积
10、 建立了颗粒床层的物理模型后,可以用 ( )公式计算床层的阻力或压力降。
答案: 范宁
第2章 流体经颗粒流动 第2单元——第5课时随堂测试
1、 关于恒速过滤,下列选项哪个错误?
答案: K值是常数,不会变
2、 关于先恒速后恒压过滤方程的推导的选项哪个错误?
答案: 可以由恒速过滤方程的推导演变得到
3、 用板框压滤机过滤某固体悬浮液,悬浮液含固量3.0%(质量百分数),滤饼含水量30%(质量百分数),且压缩性指数为0.6,固体密度为2100kg/m3,过滤介质当量滤液量Ve=0.16m3。下列关于每立方米滤液所得到的滤饼的体积的计算选项哪些正确?
答案: 需要用物料衡算来求解这个问题;
物料衡算的着眼点可以不同,但得到的结果是一样的;
可以以1kg悬浮液为基准,分析固体颗粒和水的去向,各自的质量和体积,最后计算得到v=0.0284 kg饼/kg水
4、 用板框压滤机过滤某固体悬浮液,悬浮液含固量3.0%(质量百分数),滤饼含水量30%(质量百分数),且压缩性指数为0.6,固体密度为2100kg/m3,过滤介质当量滤液量Ve=0.16m3,试计算:以2.0×10-3m3/s速率恒速操作10min,压差增至50kPa,并在此压差下继续作等压操作,求过滤得到0.10m3滤饼的时间。下列关于本计算题的选项哪些正确?
答案: 本题的复杂程度在于滤液如何计算和KA^2如何得到;
本题的v值已经由问题7得到解决,为0.0284m^3饼/m^3滤液,这样可以得到总滤液为3.521m^3,恒速阶段的滤液为1.2m^3;
本题的KA^2由恒速过滤方程给出,转换成恒压后,K就不变,与恒速阶段终了时的滤液量V相对应,但恒速阶段的K值是一直变化的,此阶段K不是常数。A也不会变化。搞清这些关系,解题就不会有太大困难。
5、 用板框压滤机过滤某固体悬浮液,悬浮液含固量3.0%(质量百分数),滤饼含水量30%(质量百分数),且压缩性指数为0.6,固体密度为2100kg/m3,过滤介质当量滤液量Ve=0.16m3。首先以2.0×10-3m3/s速率恒速操作10min,压差增至50kPa,并在此压差下继续作等压操作,可以求得过滤得到0.10m3滤饼的时间;若延长恒速操作时间使压差增至200 kPa工作条件然后作等压操作,求过滤得到0.10m3滤饼的时间。下列关于本题后一个问题的选项哪些正确?
答案: 本题是问题7和问题8的继续,问题7和问题8的结论可以用于本题的计算;
在正确得到问题7和问题8的结论后,本题要计算达到200kPa压差时所对应的恒速阶段的滤液量和恒速过滤时间,可以由恒速过滤方程得到,而恒速过滤方程的KA^2值由与压差成(1-s)次方的比例关系得到;
由过滤基本方程联合恒速过滤的定义,可以得到恒速达到200kPa压差终了时的过滤液为2.21m^3,其所需要的时间为18.4min,恒压所需要的时间是14.0min,总时间是32.4min
6、 用板框压滤机过滤某固体悬浮液,悬浮液含固量3.0%(质量百分数),滤饼含水量30%(质量百分数),且压缩性指数为0.6,固体密度为2100kg/m3,过滤介质当量滤液量Ve=0.16m3,试计算:(1)首先以2.0×10-3m3/s速率恒速操作10min,压差增至50kPa,并在此压差下继续作等压操作,求过滤得到0.10m3滤饼的时间;(2)延长恒速操作时间使压差增至200 kPa工作条件然后作等压操作,求过滤得到0.10m3滤饼的时间;(3)先以同样速率恒速操作10min,然后直接在200kPa压差下作等压操作,求过滤得到0.10m3滤饼的时间; (4)在200kPa差压下恒压过滤,求过滤得到0.10m3滤饼的时间。下列关于本计算题(3)和(4)两问的选项哪些正确?
答案: 本题是问题7、8、9的继续,需要用到它们的计算结果;
本题(3)的计算思路同问题7和问题8,将问题8中的恒压时间的计算,改用200kPa下的KA^2值即可,此时的恒压过滤时间是20.6min;
本题(4)的求解比较简单,直接用恒压过滤方程,以问题7、8、9得到的200kPa下的KA^2值和其它值直接代入恒压过滤方程进行计算,得到的总过滤时间是24.6min
7、
答案: 正确
8、
答案: 错误
9、 过滤按压差给定的方式可以分为恒压过滤、恒速过滤和( )过滤。
答案: 先恒速后恒压
10、 恒压过滤过程的特点是过滤的压差恒定,随着滤饼的增加,过滤( )越来越小
答案: 速度或速率
第2章 流体经颗粒流动 第2单元——第6课时随堂测试
1、 关于板框过滤机的描述,下列哪个选项是错误的?
答案: 板和框的四个角上有孔,且全部空和板面沟通或和框内沟通
2、 下列关于板框过滤机的选项哪个错误?
答案: 每个框的过滤面积为2倍框的面积,洗涤面积为框的一个面的面积
3、 下列关于板框过滤机的描述,哪些选项是正确的?
答案: 板框压滤机的操作表压,一般在3×105~8×105 Pa的范围内,有时可高达15×105 Pa;
我国编制的压滤机系列型号一般包含机名、流动方式、压紧方式、公称面积、框内边长和框厚等;
板框压滤机结构简单、制造方便、占地面积较小而过滤面积较大,操作压强高,适应能力强,故应用颇为广泛。它的主要缺点是间歇操作,生产效率低,劳动强度大,滤布损耗也较快,但现在有自动化操作的板框过滤机,价格又上去了。
4、 下列关于转鼓真空过滤机的描述选项哪些正确?
答案: 是常用的一种连续操作的过滤机械;
转筒的过滤面积一般为5~40m2,浸没部分占总面积的30%~40%。转速可在一定范围内调整,通常为0.1~3 r/min。滤饼厚度一般保持在40mm以内,转筒过滤机所得滤饼中液体含量很少低于10%,常达30%左右。;
转筒真空过滤机能连续自动操作,节省人力,生产能力大,特别适宜于处理量大而容易过滤的料浆,对难于过滤的胶体物系或细微颗粒的悬浮物,若采用预涂助滤剂措施也比较方便。该过滤机附属设备较多,投资费用高,过滤面积不大。此外,由于它是真空操作,因而过滤推动力有限,不适宜温度高、饱和蒸气大的滤浆,滤饼的洗涤也不充分。
5、 下列关于滤饼洗涤的选项哪些正确?
答案: 洗涤滤饼的目的在于回收滞留在颗粒缝隙间的滤液,或净化固体颗粒。;
单位时间内消耗的洗水体积称为洗涤速率,以(dV/dτ)w表示。由于洗水里不含固相,洗涤过程中滤饼厚度不变,因而在恒定的压强差推动下洗涤速率基本为常数。;
6、 关于过滤机的计算的选项哪些是正确的?
答案: 过滤机的生产能力要按生产周期计算,间歇和连续的均如此。生产周期中的过滤和洗涤及辅助时间的分配是可以不同的,因此生产能力有一个优化的问题。;
在300kPa的压强差下对某悬浮液进行过滤试验,测得过滤常数K=5.6×10-5m2/s,qe=0.01m3/m2,又测得滤饼体积与滤液体积之比ν=0.045,滤饼不可压缩。现拟用有25个框的BMY20/635-25型板框压滤机处理此料浆,过滤推动力及所用滤布也与试验用的相同,重装等全部辅助操作共需20min。过滤完毕以相当于滤液量6%的清水进行洗涤。请按下列思路求板框过滤机的生产能力:( 1)过滤至框内全部充满滤渣所需的时间 ;(2)求洗涤时间 ;(3)求过滤机的生产能力(以每小时平均可得多少m3滤饼计)。则计算结果为过滤时间为25min,洗涤时间为11.6min,过滤机的生产能力为5.94m3/h
7、 上述设计思路是错误的。
答案: 错误
8、 本试验设计的试验工作量太大,在实际中并不可行。
答案: 错误
9、 如果希望获取过滤常数,一般需要进行( ),主要是滤饼的性质不一样,难以预测,并非理论方程无效
答案: 实验测定
10、 应用恒压过滤速率方程进行工程计算时,需要知道过滤介质的( )(用文字填写,不要用字母)与K,对可压缩性滤饼还要知道相关系数s、r0等参数。
答案: 当量滤液量
第2章 流体经颗粒流动 第2单元——第7课时随堂测试
1、 上面题目中,关于过滤面积的计算选项哪个正确?
答案: 52.488m^2
2、 下面题目中,关于滤框总饼体积的计算选项哪个正确?
答案: 0.656m^3
3、 下列关于过滤机过滤满时的计算选项哪些正确?
答案: 必须首先利用物料衡算计算得到每立方米滤液得到滤饼的体积,以1立方米滤液为基准,计算悬浮液的体积和滤饼和滤液的体积,衡算得到,结果为0.189立方米;
过滤满时,滤液的体积为3.47立方米
4、 下列关于过滤满时生产能力的计算的有关选项哪些正确?
答案: 过滤时间是570s;
洗涤时间是806s;
生产能力是5.5m^3/h
5、 下列关于最佳生产能力计算的选项哪些正确?
答案: 最佳过滤时间是463.8s;
最佳滤液量时的洗涤时间是648s;
最佳生产能力是5.53m^3/h
6、 下列关于转鼓真空过滤机的计算选项哪些正确?
答案: 转鼓表面积是5.388m^2;
转鼓的生产能力是0.97m^3/h;
滤饼体积是0.0611m^3
7、 过滤机生产能力的计算与操作周期有关,板框过滤机在一个周期内总是将框过滤满,这样才能获得最大生产能力
答案: 错误
8、 连续转鼓真空过滤机的生产能力计算只有一个解决方法,就是将转鼓的整个表面积折算成过滤面积,然后按一个周期算生产时间。
答案: 错误
9、 过滤的计算问题需要掌握过滤基本方程及由此推导得到的三个实际过程的过滤方程,在未能记住后者的情况下,应该能够由过滤基本方程经过简单推导,快速写出三个实际过程方程。这三个实际过滤方程是恒压过滤方程、恒速过滤方程和( )过滤方程。
答案: 先恒速后恒压
10、 过滤的计算问题还需要了解两种典型过滤机的结构和操作,针对操作周期进行生产能力的计算,其中悬浮液和滤饼组成的物料衡算是一个难点,可以用1立方米滤液为基准进行物料关系的分析,写出物料( )方程。
答案: 平衡或衡算
第2章 流体经颗粒流动 第2单元——第8课时随堂测试
1、 下列关于流化床的流化特征的描述选项哪个不对?
答案: 固体的混合 流化床内颗粒处于悬浮状态并不停地运动,从而造成床内颗粒的混合,特别是散式流化,一部分气体以鼓泡形式高速流经床层到达床面后即破裂,使固体颗粒向上溅起,加之颗粒本身的沉降运动,从而使床内固体颗粒宏观上的均匀混合。如果说在流化床内进行一个传热过程的操作,由于固体颗粒的强烈混合,很易获得均匀的温度,这是流化床的主要优点。
2、 下列关于流化床恒压降的描述选项哪个错误?
答案: 流体在床层颗粒内的实际流速保持上升
3、 关于流化床的描述下列哪些选项正确?
答案: 恒定的压降是流化床的重要优点;
恒压特点可使流化床中可以采用细小颗粒而无需担心过大的压降
4、 关于流化床操作速度的描述哪些选项正确?
答案: 流化床的流体操作速度必须大于固定床的流体操作速度;
要使固体颗粒床层在流化状态下操作,必须使气速高于临界流速;
最大气速须低于颗粒的沉降速度。
5、 下列关于流化床速度的选项哪些正确?
答案: 对非均匀颗粒组成的床层,实验测定和计算方法都可以确定起始流化速度umf,推导时对工业常见的颗粒有1/(Φnεmf3)≈14和(1-εmf)/(Φn2εmf3)≈11,也即对典型工业常见的颗粒有Φn=0.66,εmf=0.48,但不适合孔隙率大的填料和细长物体。;
6、 下列关于流化床计算的选项哪些正确?大豆的密度1 200 kg/m3,直径5 mm,堆积成高为0.3 m的固定床层,空隙率为0.4,若20℃空气流过床层时,空床速度0.5 m/s,试求其压力降;又当空床速度达何值时,流化方才开始,此时的压力降又为何值?空气粘度为0.0181cP,密度为1.2kg/m^3
答案: 可用欧根方程计算的固定床的压降。;
对大颗粒,沉降速度用牛顿区的公式计算,结果为12.15m/s,校核的结果是牛顿区;
流化阶段的压降是2.12kPa
7、 (1) 固定床操作 流体通过床层的空塔速度u较低,床层空隙中流体的实际流速u1小于颗粒的沉降速度ut,颗粒静止不动,颗粒床层为固定床。(2)流化床阶段 流体的流速逐步增大,至流体通过床层的压力降大致等于床层的总重力(包括固体颗粒床层及床层的空隙中的流体重力)时,固体颗粒刚好悬浮在向上流动的流体中,床层被认为开始流化,这时的床层称为临界流化床或初始流化床,这时的流速称为临界流化速度,用umf表示。继续增加流速,悬浮的固体颗粒床层继续膨胀,这个阶段称为流化床阶段。颗粒床层的膨胀意味着床内空隙率ε的增大。床层内流体的实际流速u1上升。(3)带出阶段
答案: 错误
8、 流化有散式流化和聚式流化之分。固体颗粒均匀地分散在流化介质中,流速增大时,床层逐渐膨胀,颗粒彼此分开,颗粒间的平均距离或床层中各处的空隙率均匀增大,床层高度上升,并有一稳定的上界面,此种流态化称为聚式流化。通常两相密度差小的系统趋向聚式流化,故大多数液-固流化属于“聚式流化”。对于密度相差较大的气固系统,在流态化的床层中存在两相,一相是空隙小而固体浓度大的气、固均匀混合物构成的流化的连续相(乳化相),另一相形成于床内出现的各空穴中涌入不断更新的过量的气体,夹带细微颗粒直至顶部逸出破裂。空穴的移动和合并表面看来酷似气泡运动,故称为气泡相。此种流态化状态称为散式流化。气泡到达上界面处破裂,使得上界面以某种频率上下波动,床层压强降也随之波动,在发生聚式流化时,细颗粒被气体带到上方,形成“稀相区”,而较大颗粒留在下部,形成“浓相区”。
答案: 错误
9、 若流体通过固定床层向上流动时的流速增加而且超过某一限度时,颗粒会产生翻滚流动的现象,床层颗粒浮起,此种操作状态称为固体( ),相应的颗粒床称为流化床。
答案: 流态化
10、 流化床在正常工作时,其床层压降( )。
答案: 恒定不变
第2章 流体经颗粒流动 第2单元综合测试
1、 下列关于颗粒几何特性参数的描述选项哪个正确?
答案: 颗粒的比表面积可以用下式计算
2、 下列关于重力沉降速度公式的描述选项哪个正确?
答案: 曳力系数图中,但雷诺数大到一定程度后,曳力系数会增加,但有时会突然降低后再增加,这其中包含了某种机理的变化
3、 关于重力沉降速度的计算涉及到试差问题。下列选项哪个是错的?
答案: 用K判据在已知直径求沉降速度时,不需要试差,是因为如同阿基米德准数一样,有一个统一的计算公式
4、 关于流体通过颗粒床层的压降公式建模过程的描述,哪个选项是错误的?
答案: 用流体在圆的直管内的层流流动进行模拟,希望流体的体积与流体接触的表面积相等,这样能够使得实际流速与分布与管内流速完全一样
5、 有一固体颗粒,其直径为5微米,密度为2300kg/m^3,在20℃空气中进行重力沉降,空气的密度为1.2客kg/m^3,粘度为0.017cP。关于沉降速度的计算选项哪个错误?
答案: 沉降雷诺数为0.649,故选用斯托克斯区的公式计算是对的。
6、 用板框压滤机过滤某固体悬浮液,悬浮液含固量3.8%(质量百分数),滤饼含水量30%(质量百分数),且滤饼视为不可压缩,固体密度为2100kg/m3,过滤介质当量滤液量Ve=0.16m3,试计算以2.0×10-3m3/s速率恒速操作10min,压差增至50kPa,并在此压差下继续作等压操作,求过滤得到0.10m3滤饼的时间。下列关于该题计算的选项哪些正确?
答案: 悬浮液的密度是1020kg/m^3,滤饼的密度是1579.0kg/m^3;
得到1m^3滤液即可得到0.0358m^3滤饼
7、 某食品物料的水悬浮液,拟以板框压滤机在恒压条件下进行过滤。过滤机的滤框尺寸为810×810×25mm,共有57个框。已测出过滤常数K=0.00001m2/s,介质当量滤液量为0.01m3/m2。得到1m3滤液所形成的滤饼为0.189m3。所用的洗涤水量为滤液量的1/5,横穿洗涤,卸渣及重装时间为15分钟。板框过滤机横穿洗涤时,最佳滤液量可由生产能力定义式子的倒数求导等于零得到。又可以改用转鼓真空过滤机过滤,过滤常数为K=0.0000075m2/s,直径1.75,长0.98m,转速0.05r/min,浸没角为144°,滤布阻力可忽略,转鼓真空过滤机连续操作,可以按照一个周期的时间进行计算。通过计算确定下列选项哪个正确?
答案: 框过滤满时得到的滤液量为4.95m3;
过滤时间约等于569.9s,洗涤时间为806s
8、 颗粒(particle)与流体之间的相对运动所具有的特点与颗粒本身有密切关系,受颗粒体积(volume)、形状(shape)、表面积(surface area)或比表面积(specific surface)(单位体积颗粒的表面积)等颗粒几何特性影响。为定量表达颗粒与流体间的相对运动,有必要先给出表征单个(individual)颗粒或颗粒群(particulate masses)颗粒的大小等几何特性(geometric characteristic)的方法。一般地,工业上的颗粒用球形颗粒进行当量计算,非球形颗粒则用球形度加以校正。
答案: 正确
9、 颗粒群的几何特性可以用国际标准筛泰勒筛进行筛分分析。
答案: 错误
10、 重力沉降应该与沉降的距离有关,因此,重力沉降设备中的颗粒,高的设备空间应该难以沉降。
答案: 错误
11、 颗粒的沉降速度的计算公式是由受力平衡得到的,其中阻力系数只能由量纲分析规划的实验测定得到。
答案: 错误
12、 所谓先恒速后恒压过滤实际上就是恒压过滤,因此用恒压过滤方程进行计算。
答案: 错误
13、 处理非均相物系涉及的单元操作有沉降、过滤、搅拌、均质、气流粉碎等,这些单元操作的共同特点都是借助外部输入的力或能量或流体流动获得并传递( ),使物系发生相对运动,实现混合物系的分离或分散。
答案: 动量
14、 球形颗粒的直径是d,则其比表面积等于( )(直接填写公式的右边结果,除号用“/”表示)
答案: 6/d
15、 非球颗粒的( )为名义球比表面积除以实际颗粒比表面积。(填写三个字)
答案: 球形度
16、 讨论过的沉降分离方法有重力沉降和( )沉降。(填写两个字)
答案: 离心
17、 过滤设备有( )板框过滤机和连续式转鼓真空过滤机。(填写三个字)
答案: 间歇式
第3章 传热 第3单元——第1课时随堂测试
1、 下列关于传热方式的讨论哪个错误?
答案: 对流传热中仅仅只有对流传热方式,不会有其它传热方式
2、 下列关于温度场的讨论哪个正确?
答案: 稳态传热是在稳定温度场中的传热过程;非稳态传热是在不稳定温度场中的传热过程
3、 关于温度梯度的概念,哪个错误?
答案: 根据数学概念,沿等温面法线方向温度t的方向导数
4、 下列关于傅里叶导热定律的讨论哪个错误?
答案: n指等温面某点处温度增值最快的方向
5、
答案: 用内外两个面积的对数平均值
6、 多层圆管壁的稳定热传导中,通过各层的传热速率分别为Q1、Q2、Q3 (单位为W),通过各层的热通量分别为q1、q2、q3 (单位为W/m2),各层的温度降分别为Δt1、Δt2、Δt3,各层的热阻分别为R1、R2、R3,哪个选项正确?
答案: 各层的热流速率相等
7、 某燃烧炉的平壁由耐火砖、绝热砖和普通砖三种砌成,它们的导热系数分别为1.64W/(m·℃),0.16 W/(m·℃)和0.82 W/(m·℃),耐火砖和绝热转厚度都是0.35m,普通砖厚度为0.25m。已知炉内壁温为800℃,外壁温度为55℃,设各层砖间接触良好。下列选项哪些正确?(你的计算结果与提供的选项误差在10%之内为对得上)
答案: 耐火砖的导热热阻为0.213m2K/W;
耐火砖的导热热阻为0.213m2℃/W;
过程的总热阻为2.706m2K/W
8、 食品生产厂家为了对加热蒸汽管进行保温,在外径为180mm的蒸汽管外包厚度为90mm的保温层,保温材料导热系数(W/m/k)用公式λ=0.103+0.000198计算,蒸汽管外t=180℃,保温层外温度为45℃,求每米管长的热损失。下列选项哪些正确?
答案: 平均导热系数为0.125;
保温层的对数平均半径为129.84mm;
每m管长热损失速率是153.4W/m
9、 冷剂:冷空气、冷水、冷冻盐水(只能用于大于零下21℃)、液氟、冷冻乙二醇(乙醇)等
答案: 错误
10、 加热剂:水蒸汽(必须大于100℃)、热水、热空气、高温烟气、联苯混合物(255~380℃),熔盐(硝酸钾53%+亚硝酸钠40%+硝酸钠7%,140~530℃)
答案: 错误
11、 换热的接触方式只有两种:直接接触式,如将水蒸气通入冷水中煮食品物料,被抽出的水蒸气与冷水在混合式冷凝器中接触冷凝等;通过间壁的换热,如列管(管壳)式,薄板换热等。
答案: 错误
12、 一般来说,金属的导热系数最小,非金属固体次之,液体较大,气体最大。
答案: 错误
13、 温度升高,固体的导热系数增加
答案: 错误
14、 传热是食品加工中重要的单元操作。主要目的有:①加工线上一般必要的加热、冷却、( )的过程;②加热和冷却的目的在于杀菌和保藏;③获浓缩成干制食品、结晶食品;④完成一定的生物化学变化,如蒸煮、焙烤等。
答案: 冷凝
15、 传热的基本方式有( )(Conduction)、热对流(Convection)和热辐射(radiation)
答案: 热传导或导热
第3章 传热 第3单元——第2课时随堂测试
1、 下列关于对流传热讨论的选项哪个错误?
答案: 流体还会有相的变化,如冷凝和沸腾,壁面形状,设备尺寸、温度、物性等因素对对流传热有些影响,但不会太大
2、 考察流体无相变发生的情形,下列关于影响对流传热系数的因素的讨论哪个错误?
答案: 液体的物理性质如粘度、密度、比热、流速、导热系数
3、 下列关于对流传热系数实验的量纲分析的讨论哪个错误?
答案: 按答案2,时间T的反代物理量的组合为
4、 下列关于对流传热系数量纲分析的讨论哪个错误?
答案: 只能解方程组进行量纲分析才可以得到量纲为1的数群
5、 在应用含有雷诺数、努塞尔数以及普朗特数等的关联方程时,关于需要注意的问题的选项哪个错误?
答案: 管径尺寸
6、 关于下列公式适用的选项,哪个正确?应用努塞尔准数方程求取对流传热系数时,其方程由一定的应用范围。如:对于管内流动的液体,粘度低于2m水且无相变化时,其值可由如下公式计算当流体被加热时,满足该公式的应用范围为
答案: Re>10000, 0.7<Pr<120, L/di>60,且n=0.4
7、 某食品工艺过程需用管式换热器加热15℃的水使其温度达到85℃,换热器管子规格为Φ60 mm× 2.5mm,水在管内流过,流速为2 m/s,管长4m。需要自行查取有关水的物性参数,求换热器水侧对流传热系数。通过计算,勾选符合的选项(5%的误差算对得上)
答案: 雷诺准数值为1.978×10^5;
对流传热系数为7751.6W/(m^2K)
8、 某食品工艺过程需用管式换热器加热25℃的水使其温度达到95℃,换热器管子规格为Φ75 mm× 2.5mm,水在管内流过,流速为2 m/s,管长6m。需要自行查取有关水的物性参数,求换热器水侧对流传热系数。通过计算,勾选符合的选项(5%的误差算对得上)
答案: 定性温度为60℃;
普朗特准数为2.97;
对流传热系数为7927.0W/(m^2K)
9、 流体因宏观质点运动所产生的热量传递过程称对流传热或对流给热。热对流中的流体必然存在分子运动,故必然伴随热传导,只是热传导所占比例一般较小。
答案: 正确
10、 一般会涉及到一相流体向界面进行对流传热的情况。由于与界面接触的流体相中有可能出现层流边界层,而边界层中的传热过程也可能是对流传热过程。对稳态过程而言,流体主体至层流层外缘的对流传热速率应与层流层的对流传热速率相等。但此关系的实际应用是受到限制的,因为求层流层的对流传热并非易事。所以要寻求对流传热计算的其它方法。
答案: 错误
11、
答案: 错误
12、 下列关于自然对流的速度和动能的解释是否正确?
答案: 正确
13、 下列方法和结果是否正确?
答案: 正确
14、 下列各准数求取方法和结果是否正确?
答案: 正确
15、 努塞尔准数的物理含义可以理解成( )传热速率除以导热速率
答案: 对流
16、 表征( )和粘性阻力之比关系的准数是伽利略准数
答案: 重力
17、 表征( )和粘性力之比平方的准数是格拉斯霍夫准数
答案: 浮力
第3章 传热 第3单元——第3课时随堂测试
1、 下列关于稳态时总传热系数的讨论哪个错误?
答案: 总传热系数说明了串联传热途径中各步的温差是相等的
2、 下列关于稳态时总传热系数和对流传热系数关系的讨论哪个错误?
答案: 两侧对流传热系数对总传热系数的贡献率以大者为大
3、 关于下列日常生活中的经验对应的传热原理的描述哪个最要的?婴儿饿了,妈妈要泡奶粉,她采用了下列方法,哪个最是孩子希望的?
答案: 将开水倒入不锈钢杯中,放在冷水里,同时旋转摇动杯子,用两侧强制对流冷却成温开水
4、 关于传热系数K的基准问题的讨论哪个错误?
答案: 仅可能以管内外表面积的对数平均值作为基准
5、 热空气在冷却管外流过,对流传热系数为50W/(m2·K),冷却水在管内流过对流传热系数为1500W/(m2·K),冷却管外径25mm,管壁厚2.5mm,管材的导热系数为40W/(m2·K)。经过长期使用,管内壁与管外壁产生污垢,热阻分别为0.0007和0.0001m2·K/W。试问,总传热系数K 为多少?关于本题计算的下列选项哪些正确?
答案: 可以选择管的外壁面积作为计算基准;
空气一侧的对流传热热阻是大头,为0.02m2·K/W;
管内对流传热热阻和管壁导热热阻的计算都需要进行外管壁基准校正,分别为管的外径除以管的内径或内外径对数平均值
6、 热空气在冷却管外流过,对流传热系数为50W/(m2·K),冷却水在管内流过对流传热系数为1500W/(m2·K),冷却管外径25mm,管壁厚2.5mm,管材的导热系数为40W/(m2·K)。经过长期使用,管内壁与管外壁产生污垢,热阻分别为0.0007和0.0001m2·K/W。试问,总传热系数K 为多少?关于本题计算的下列选项哪些正确?
答案: 可以选择管的内表面积作为计算基准;
管外的导热热阻是大头,为0.02m2·K/W
7、 热空气在冷却管外流过,对流传热系数为50W/(m2·K),冷却水在管内流过对流传热系数为1500W/(m2·K),冷却管外径25mm,管壁厚2.5mm,管材的导热系数为40W/(m2·K)。经过长期使用,管内壁与管外壁产生污垢,热阻分别为0.0007和0.0001m2·K/W。试问,总传热系数K 为多少?关于本题计算的下列选项哪些正确?
答案: 可以选管内外表面积的对数平均值作为计算基准,本题可以选用算术平均值作为基准,误差不会太大;
Km=50.8W/(m2·K)
8、 食品工业上,通过换热器的传热壁面,冷热流体进行热量交换。由于冷热流体处于流动状态,换热器行程上各局部位置的温度是不一样的,流体的温度也在变化,因此与温度有关的各物性参数都是在行程上不断变化的,不是常数。
答案: 正确
9、 下列推导是否正确?
答案: 正确
10、 总传热系数的计算,对管形只能以管的外表面积为计算基准
答案: 错误
11、 下述公式并无实用价值,因为缺少了污垢的热阻,正确否?
答案: 错误
12、 下述公式中的m代表对数平均,但又都可以采用算术平均计算
答案: 错误
13、 换热器近壁面处,流动边界层的存在也使壁面附近存在( )边界层
答案: 温度
14、 间壁式换热器的总热阻由两侧的对流传热的热阻、污垢的热阻和( )的热阻构成
答案: 壁材的导热热阻
第3章 传热 第3单元——第4课时随堂测试
1、 下列关于逆流对数平均温度差计算公式的推导讨论,哪个错误?
答案: 列出传热速率方程式有:
2、 下列关于并流对数平均温差公式的证明的讨论,哪个错误?
答案:
3、 关于复杂流型对数平均温差的计算的讨论,哪个错误?
答案: 温度差校正系数是由P和R两个参数求到的
4、 在单程套管式换热器中,热流体的进出口温度分别为95℃和53℃,冷流体的进出口温度分别为25℃和46℃。求逆流和并流时的对数平均温差。下列结果哪些正确?
答案: 对数平均温差用算术平均温差计算为38.5℃;
逆流时的对数平均温差为37.5℃
5、 在逆流操作的套管换热器中,用17℃的冷水冷却某溶液,不考虑换热器热量损失。已知溶液的流量为1300 kg/h,冷水和溶液的平均比热均为4.187 kJ/(kg·K),冷水的导热系数取平均值0.617W/(mK),冷水的粘度取平均值1.1cP,溶液进口温度为80℃,出口温度为45℃,冷却水出口温度为30℃,该换热器尺寸为Φ108mm×4mm,内管为Φ45mm×2.5mm,长6m,热溶液走套管环隙。污垢热阻可忽略不计,管壁的导热热阻可忽略不计。通过完整的计算回答下列选项哪些不正确:
答案: 过程的对数平均温差约等于27.9℃;
基于内管外表面积的传热面积和总传热系数分别约等于0.85m2和2.64kW/(m2K)
6、 换热器中的冷、热流体在传热过程中其温度随传热面积的增加通常发生变化,这样取一微元换热面dA,dA横截面内的热流体温度为T,冷流体温度为t,壁温分别为Tw、tw,在微元面的换热器面积增加的行程上,这些温度也应该变化,否则就不会有整个行程上的这些温度的变化,所以认为在此情况下温度不变化是错误的。
答案: 错误
7、 换热器单位时间传热量又称热负荷。冷、热流体通过换热器进行热交换时,根据热量守恒原理,则热流体放出的热量应等于冷流体吸收的热量。
答案: 错误
8、 上式表示换热器的热负荷
答案: 错误
9、 上式是传热基本方程,K可以看成是常数,因为微元面积增加的行程上行程增加很小,各温度可以看成不变,所以K是常数
答案: 正确
10、 上两个公式中K均为常数,这是因为微分方程中的K为常数,所以积分的时候一定可以作为常数提到积分号外,必然得到第二个方程的K为常数
答案: 错误
11、 在进行逆流换热的对数平均温差的推导过程中,作了如下假设:设热流体进出口温度分别为T1、T2,冷流体进出口温度分别为t1、t2。假定:①热、冷流体的质量流量Wh,Wc均为常数;②热、冷流体的比热容cph,cp c与总传热系数K沿传热面均不变;③忽略换热器的热损失K不变是没有道理的
答案: 错误
12、 逆流换热的传热推动力温差是指热流体进出的温差或冷流体进出的温差
答案: 错误
13、 下图是逆流时对数平均温度推导的示意图,从左向右的行程中,随着换热面积的增大,微元面积行程上的两相流体温差变化且难以明确表达,因为热流体的温度也在变化,冷流体的温度也在变化。热流体自身温度变化dT大于零,冷流体温度变化值dt也大于零
答案: 错误
14、 在逆流流程中,如果单程换热器的进口处的两流体的温差与出口处的两流体温差相等,则对数平均温差无法计算得到,传热问题不会成立
答案: 错误
15、 传热大如果是在换热器中进行的,冷热流体通过换热器的传热壁面进行热交换,这种传热过程通常是几个过程的组合,包括两侧流体对壁面的( )传热和壁面材料的传热。
答案: 对流
16、 工业上典型的间壁式换热过程由以下三步构成:①热流体将热量传给固体壁面;②热量从固体壁高温一侧( )到低温一侧;③热量从固体壁低温壁面以对流传热的方式传给冷流体。
答案: 热传导
第3章 传热 第3单元——第5课时随堂测试
1、 在冷热流体进口温度、换热器面积和冷热流体流量不变的条件不变的情况下,换热器原本是逆流操作,且此时四个温度均已知,如果换成了并流操作,下列关于换热操作型问题的讨论哪个错误?
答案: 改变后的传热推动力大于改变前的传热推动力
2、 在冷热流体进口温度、换热器面积和冷热流体流量不变的条件不变的情况下,换热器原本是逆流操作,且此时四个温度均已知,如果换成了并流操作,下列关于该换热操作型问题的讨论哪个错误?
答案: 用对数平均温差法求解此题的两流体的出口温度必须要试差求解,因为两个出口温度未知,无法直接求出对数平均温差
3、 冷、热流体在单程套管换热器中进行并流换热,冷流体初温为20℃,终温为35℃;热流体初温为95℃,终温为50℃。若维持流量和初温不变,改为逆流操作,热损失忽略不计,物性参数不随温度的变化。试用对数平均温差法求两流体的终温和两过程的对数平均温差。下列关于本题解答的选项哪些正确?(允许5%的误差选为对得上)
答案: 用对数平均温差法计算得到逆流时冷热流体的出口温度分别为36.2℃和46.3℃;
逆流时的对数平均温差为40.4℃
4、 冷、热流体在单程套管换热器中进行逆流换热,冷流体初温为20℃,终温为35℃;热流体初温为95℃,终温为50℃。若维持流量和初温不变,改为并流操作,热损失忽略不计,物性参数不随温度的变化。试用传热单元数的公式法求两流体的终温,再求两过程的对数平均温差。下列关于本题解答的选项哪些正确?(允许5%的误差选为对得上)
答案: 过程计算得到逆流时冷热流体的出口温度分别为34.1℃和52.8℃;
过程得到的并流时的热流体为基准的效率(仅考察表达式的结果)为0.56
5、 下列表达式是以热流体为基准的定义,这种定义也可以冷流体为基准。到底以谁为基准,应该没有硬性规定。
答案: 正确
6、 下列表达式子的含义是热容之比,等于两种流体自身温度变化之比
答案: 错误
7、 下式是并流传热时的情况
答案: 错误
8、 下式是逆流时对数平均温差表达式子的变化
答案: 正确
9、 下列式子代表了逆流时对数平均温差法的变化过程
答案: 正确
10、 下列推导的技巧性比较强,也可以令寻思路,即求出T2和t2,代入ln的表达式子中推导得到
答案: 正确
11、 下式是逆流时的计算式
答案: 错误
12、 -NTU法虽然不经过试差就可以解决一部分问题的计算,但公式记忆和定义记忆太多,根本不实用。
答案: 错误
13、 工业上遇到的传热问题可分为两大类:一种是已知生产任务,要求完成生产任务所需的换热器的换热面积,用以设计或选择换热器,这类问题通常称为设计型问题;另一种是已知换热器的换热面积或结构参数,而生产任务发生变化,要求任务变化后的换热器能否满足生产要求,这类问题常称为( )型问题,该类问题的求解通常伴随有试差,如果巧妙,也可能避免试差。
答案: 操作
14、 对于设计型问题,由于物性参数已知,可根据前面的传热基本方程式计算出换热面积,这种方法称为( )法(LMTD法)
答案: 对数平均温差
15、 对于两流体的出口温度未知的问题,若用对数平均温差法计算,要用到试差法,所以为避免试差,可由传热基本方程式导出( )(填写文字)法,使用该法可使得换热计算变得简便。
答案: 传热单元数
第3章 传热 第3单元——第6课时随堂测试
1、 关于本题用对数平均温差法的求解过程,下列哪些选项是正确的?(注:水走管程)
答案: 由对数平均温差法得到的热流体和冷流体的出口温度的表达式是:T22=-1.077t22+122.654;
新旧工况热流量之比和K值之比分别为1.3和1.02
2、 下列关于本题采用传热单元数法的解法选项,哪些正确?(注:水走管程)
答案: 原工况的NTU等于0.867;
新工况的K值为97.21W/m^2/K
3、 关于此题用NTU法的计算过程,下列选项哪些正确?
答案: 本题原工况的K等于1050W/m^2/K,NTU等于1.09;
本题的新工况的NTU约等于1.2
4、 下列关于本题采用NTU法计算的选项哪些正确?
答案: 原工况的K和NTU及对数平均温差均可以算出;
过程用到了逆流时的效率-传热单元公式,以热流体出口温度为试差检验标准,用EXCEL表格试差可以很快解出本题
5、 管式换热器的稳态传热问题的计算,必然涉及到管内和管外流体的对流换热传热系数的计算问题,对于低粘度如水和空气的流体湍流流动,一般是对流传热系数与流速的0.8次方成正比。
答案: 错误
6、 管式换热器的稳态传热问题的计算,必然涉及到总传热系数K的计算问题。K由五步热阻计算,包含管内对流传热热阻和污垢热阻,管壁导热热阻和管外对流传热热阻和污垢的热阻,且只能以管的外表面积为基准计算。
答案: 错误
7、 管式换热器的稳态传热问题的计算,必然涉及到传热温差的计算问题。单纯的逆流或并流以两流体的温差的对数平均值进行计算。复杂流型需要以P和R为参数,查取温度校正系数,P和R它们是以热流体为基准计算的效率和热容。
答案: 错误
8、 管式换热器的稳态传热问题的计算,必然涉及到传热基本方程的应用问题,Q=KAtm。很明显分析换热器的热流量Q与右边的三个因素的影响有密切关系。增加一侧流体的流量,可以增加对流传热系数,可以增加K,故一定可以增加Q
答案: 错误
9、 管式换热器的稳态传热问题的计算,对数平均温差法解题需要已知冷热流体的四个温度,如果要求两个流体的出口温度,都会碰到解对数方程的问题,因此,都必须试差求解。
答案: 错误
10、 管式换热器的稳态传热问题的计算,操作型问题求解两流体的出口温度时,可以用效率-传热单元数的公式法加以解决。其实,推导传热单元数法公式的过程,就是将对数平均温差法的对数方程线性化的过程,因此,所谓的两种方法,本质上还是对数平均温差法求取两流体的出口温度。
答案: 正确
11、 管式换热器的稳态传热问题的计算,操作型问题是一流体的流量和进出口温度要求保持不变,另一流体的进口温度增加了,如冷却水到夏天进口温度会增加,如要保证被冷却的流体的工艺条件流量和进出口温度不变,则冷流体的流量应该增加。问增加多少时,此时K值,传热单元数,和对数平均温差均未知,一般需要试差求解问题。除非有一种特殊情况,过程本身的温度变化保证了可以用算术平均温差代替对数平均温差进行计算,再加上过程的热阻不由该变化流量的流体一侧的热阻控制,比如冷却水和空气的换热情况。
答案: 正确
12、 管式换热器的稳态传热问题的计算,换热器的组合操作问题的计算,需要将过程分析清楚,流量如何分配,进出口关系可以相互表达,然后对单个换热器逐一计算,采用传热单元数法解决问题比较方便,但需要牢记逆流和并流时的有关公式。
答案: 正确
13、 下列公式是错误的
答案: 错误
14、 下列公式是错误的
答案: 错误
15、 下列公式是错误的
答案: 正确
16、 下列公式是错误的
答案: 正确
第3章 传热 第3单元——第7课时随堂测试
1、 下列结论哪个错误?
答案: 这是毕渥准数
2、 关于下列式子的说法哪个错误?
答案: 公式里的表示中心点的实际温度,单位为℃
3、 下列关于非稳态导热线图的描述哪个错误?
答案: 毕渥准数是表示导温系数和导热系数关系的
4、 某食品罐头在蒸汽中加热杀菌,蒸汽温度116℃,罐头初温30℃,罐形为圆柱形罐头,半径85px,高254.99999999999997px,如罐头是单独放置,试求加热43min后罐头中心的温度。加热升温的时间为5min,食品的导热系数为0.83 W/(m·℃),比热容为3.8 kJ/(kg·℃),密度为1090 kg/m3,表面传热系数为3820W/(m2·℃)。罐头在升温过程中也被加热,可把升温时间的42%换算为加热时间。下列关于本题解答的选项哪些是正确的?
答案: 本题要利用无限长圆柱和无限大平板的算图查取过余温度准数,然后利用乘积求解;
加热43分钟后的中心温度是109.6℃
5、 物料中某一点温度随时间变化的传热过程是不稳态传热。根据物料的性质,如果物料内部可看作温度均匀,无温度梯度存在,则可采用所谓的集总参数法,将物料温度看作瞬时均匀,列总能量衡等式和速率方程式,例如,针对球形食品的导热问题,可以用此法求解。
答案: 错误
6、 如果物料内部瞬时温度不均匀,有温度梯度存在,则可根据传热规律,列出微分方程,再根据边界条件和初始条件,总能容易解出微分方程,解决问题。
答案: 错误
7、 下列关于傅里叶第二导热定律的一维方向的推导说明是错误的,因为温度的变化按线性规律考虑没有道理。
答案: 错误
8、 下列关于傅里叶第二导热定律的一维方向的推导说明中,在x+dx处的温度梯度应该用x处的温度梯度,因为距离dx可以要多小就有多小,在这么小的距离上,温度的变化可以忽略不计。
答案: 错误
9、 下列关于傅里叶第二导热定律的一维方向的推导说明中,在x+dx处的热流量还有另外的考虑方法,正如同温度变化一样,可以从Q本身考虑,有一个增量,然后,此Q的增量按线性规律变化,代入表达式求导,变化dx距离,可以得到同样的结果。
答案: 正确
10、 下列关于傅里叶第二导热定律的一维方向的推导说明中,可以直接推导得到y方向和z方向的结论
答案: 正确
11、
答案: 错误
第3章 传热 第3单元——第8课时随堂测试
1、 下列关于恒温介质对流传热使得釜内液体升温或冷却计算公式的描述哪个是错的?
答案: 答案2对冷却时而言是不对的
2、 下列关于恒温介质对流传热使得釜内液体升温或冷却计算公式的推导的总结,哪个是错误的?
答案: 最终得到的公式如下
3、 用夹层锅加热水,水量为500kg,由25℃加热到95℃,取水的比热容为 Cp=4.18kJ/(kg·K),加热介质为130℃的饱和蒸汽,设蒸汽为饱和冷凝,温度不变,设传热系数为500W/(m2·K),换热面积为1.5m2,若不计热损失,求加热所需时间。
答案: 本题是恒温加热剂非稳态的对流传热过程计算问题,可以套用稳态对流传热问题的传热基本方程计算;
所需要的加热时间为0.85h
4、 釜内液体的加热(或冷却),其换热过程是非稳态的(如食品工业上的灌装液体的杀菌、夹层锅加热液体物料等),称为非稳态对流换热。对于非稳态对流传热,由于流体温度随时间变化,其研究方法与稳态有所不同。
答案: 正确
5、 根据加热(或冷却)介质的温度是否变化,可分为恒温介质对流传热和变温介质对流传热两种类型,在讨论范围内,有关物性参数和过程的总传热系数K变化不大,设为常数。
答案: 正确
6、 恒温介质对流传热使得釜内液体升温或冷却,过程的传热推动力总是在变化的,所以,这类问题的讨论总是涉及到微元时间内的拟定态问题,得到微分方程,求解微分方程,得到过程的计算公式。
答案: 正确
7、 仔细阅读下列推导过程,判断是对还是错
答案: 错误
8、 仔细阅读下列推导,判断对错
答案: 正确
9、 上述的釜液的传热单元数的定义是错误的
答案: 错误
10、 上述推导过程存在错误,此类问题不是稳态传热,不可能出现对数平均温差的计算问题
答案: 错误
第3章 传热 第3单元——第9课时随堂测试
1、 下列关于变温加热剂或冷却剂的非稳态液体加热或冷却问题的讨论,哪个错误?
答案: 这是任意时刻管中流体出口温度和釜内流体温度的关系表达式
2、 关于上面结论的讨论哪个错误?
答案: 用于管中是冷却剂的公式需要另外推导
3、 某容器中装有100℃的食品料液3000kg,比热为2.5 kJ/(kg·K),需要通过换热蛇管用冷水使其冷却到70℃。已知冷却水的初温为25℃,流量为1000kg/h,比热为4.187 kJ/(kg·K),换热面积为5 m2,传热系数为200W/(m2·K)。求将料液冷却到规定温度所需的时间。下列关于本题解答的讨论,哪几个正确?
答案: 本题是管中为冷却剂的情况,可以应用管中为加热剂情况下得到的公式,但是,要注意彼公式中的T在此题中却代表冷却剂,而彼公式中的t在此题中却代表釜内流体温度。总之要十分清楚彼公式中的变量哪个代表管中流体,哪个代表釜内流体。;
本题的NTUw=0.86
4、 上图中,加热或冷却剂的进口温度是确定的,但出口温度T2是变化的,在某一任意时刻,可设为T。釜内的液体因为有搅拌器,认为在任意时刻是均匀的,温度为t,故有右图的对数平均温差计算图
答案: 正确
5、 上图中,T2和t是随着时间变化的,所以是非稳态过程,对应于终了时刻
,两者的温度分别为T和t,之间的关系可以根据热量衡算得到
答案: 正确
6、 上图中的两流体的对数平均温差为
,且该温差随着时间的变化,是不变化的。当加热管中的流体走的是冷流体时对数平均温差的表达式子也成立
答案: 错误
7、 上图的过程,所列的微元时间内的热量衡算方程是
答案: 错误
8、 上图的热量衡算微分方程有两个等式,可以先用传热基本方程求出管中加热剂或冷却剂流体的温度,再用热量衡算式积分求出釜内流体温度随着时间的变化规律的表达式
答案: 正确
9、 上式由右边的传热基本方程得到
答案: 错误
10、 上图中,可以证明任意时刻出口温度T2和t的关系是不会随着时间变化的,也就是有一个没有时间变量的表达式
答案: 正确
11、 微分热量衡算式(需要代入传热基本方程得到的出口温度的表达式)积分表达式及及结果式是
答案: 错误
12、
答案: 正确
13、
答案: 错误
第3章 传热 第3单元——第10课时随堂测试
1、 辐射在生活中无处不在,以下有关热辐射的说法不正确的是哪个?
答案: 热辐射只能在一定的波长范围传播
2、 以下对热辐射的阐述错误的是哪个?
答案: 物体对投射到其上的热辐射只能进行反射,不存在对其进行吸收
3、 当热辐射投射到物体表面时,假设A为物体的吸收率,R为物体的反射率,D为物体的透过率,下列哪个选项是错误的?
答案: 理想的黑体在我们周边自然界中是存在的,如没有光泽的黑煤
4、 以下关于热辐射内容的表述错误的是哪个?
答案: A+R+D=0
5、 下面是对热辐射三定律的简单描述,请选出其中错误的描述是哪个?
答案: 热辐射三定律是指普朗克定律、克希霍夫定律和傅里叶定律
6、 下述对热辐射三定律的描述有误的是哪个?
答案: 在同一温度下,灰体的吸收率与黑度在数值上不等
7、 工程实践中最常见到的是固体间的辐射传热,下面的说法不正确的是哪个?
答案: 两固体间的辐射传热,仅与二者温度有关
8、 关于辐射传热,下述几种说法中错误的是哪个?
答案: 除真空和大多数固体外,热射线可完全透过
9、 下列讨论哪个是错误的?
答案: 热电偶利用金属的电阻随着温度变化的特性进行温度的测量,所测电阻变化,需要利用惠斯顿电桥转换成电势差,表征出温度
10、 车间内有一高、宽各为1米的铸铁炉门,温度为227°C,室内温度为27°C,试求因炉门辐射损失的热量。
答案: 计算时,温度的单位为开尔文,不能用℃的数值代入计算;
热辐射损失速率为2.41kW
11、
答案: 错误
12、
答案: 错误
第3章 传热 第3单元综合测试
1、 下列关于稳态导热的讨论,哪个错误?
答案: 一维稳态热传导传热速率的计算可以用同一个公式计算,只是其中的导热面积的计算方法分别是不同的。圆柱形内的径向导热速率的传热面积用内外表面积的对数平均值计算,球形内的用内外表面积的算术平均值计算。
2、 下列关于固体非稳态导热问题的讨论,哪个不正确?
答案: 热流速率在一个方向上两个壁面上的值分别与各自对应的温度的一阶偏导数和二阶偏导数成正比
3、 下列关于对流传热系数量纲分析的讨论,哪个错误?
答案: 对流传热系数归结到普朗特数中
4、 下列关于对流传热系数准数方程讨论哪个选项正确?
答案: 由水类的管内湍流的对流传热系数准数方程可知,要加强传热,可以增加流速。流速增加1倍,对流传热系数增加1.74倍。
5、 锅炉车间内有一高和宽各为1m的铸铁炉门,温度为180℃,室内温度为25℃。试求因辐射而损失的热量,已知铸铁黑度为0.78。下列选项哪个错误?
答案: 本题的角系数等于1
6、 在逆流操作的套管换热器中,用17℃的冷水冷却某溶液,不考虑换热器热量损失。已知溶液的流量为1000 kg/h,冷水和溶液的平均比热均为4.187 kJ/(kg·K),冷水的导热系数取平均值0.617W/(mK),冷水的粘度取平均值0.95cP,溶液进口温度为80℃,出口温度为45℃,冷却水出口温度为35℃,该换热器尺寸为Φ108mm×4mm,内管为Φ45mm×2.5mm,长6m,热溶液走套管环隙。污垢热阻可忽略不计,管壁的导热热阻可忽略不计。通过完整的计算回答下列选项哪些正确:
答案: 过程的对数平均温差约等于35.8℃;
基于内管外表面积的传热面积和总传热系数分别约等于0.85m2和1.34kW/(m2K)
7、 用夹层锅加热水,水量为600kg,由25℃加热到100℃,取水的比热容为 Cp=4.187 kJ/(kg·K),加热介质为125℃的饱和蒸汽,设蒸汽为饱和冷凝,温度不变,设传热系数为500W/(m2·K),换热面积为1.5m2,若不计热损失,求加热所需时间。关于本题的解答,下列哪些选项是正确的?
答案: 本题为非稳态过程,需要采用微分时间内的热量衡算方法建立微分方程,再积分求解;
本题可以推导出一个公式,即用平均加热速率的方法计算所需要的时间,但是传热基本方程里的温差也是对数平均温差,是蒸汽温度与水温初值和终值的差的对数平均值。
8、 导热系数在数值上等于单位温度梯度下的热通量。导热系数是物质的物理性质之一,表示物质导热能力的大小,与物质的组成、结构、密度、温度及压强有关,其值通常用实验方法测定。一般来说,金属的导热系数最小,非金属固体次之,液体较小,气体最大。工程计算中常见物质的导热系数可从有关手册查得。
答案: 错误
9、 传递的热量是三传物理量之一,其浓度等于密度乘以比热乘以温差
答案: 正确
10、 对流传热系数的关联式中,定性温度均是采用流体进出平均温度的算术平均值
答案: 错误
11、 在对流传热系数的关联式中,热流方向需要加以校正,原因在于热流方向影响流体的温度和粘度,使得液体的边界层变厚和气体的边界层变薄。
答案: 错误
12、 普朗克定律表明,灰体的吸收率与黑度相等
答案: 错误
13、 温度的梯度为温度在指定点处最快增值方向上的导数或指向增值方向的法向量,也即温度的( )导数。温度梯度方向总是由低温等温面指向高温等温面,而热量一般由高温处向低温处传递,温度随减值最快方向的变化率或导数为负值,即为最小方向导数,为保证热量为正值,温度导数需加负号,也即用温度梯度计算传热量。
答案: 最大方向
14、 求解稳态导热问题的公式是由( )导热定律推导出来的。
答案: 傅立叶或傅里叶或Fourier
15、 牛顿冷却定律中的比例系数称为( )系数。
答案: 对流传热系数或对流膜系数
16、 传热问题中的Pr准数是表征流体( )的一个准数。
答案: 物性或物理性质
17、 史蒂芬—玻尔兹曼定律(Stefan-Boltzmann law)揭示了黑体的辐射能力与其表面温度的关系。黑体的辐射能力为黑体所有单色辐射能力之和。它表明黑体的辐射能力与( )温度的四次方成正比
答案: 热力学或开氏或开尔文
第4章 侧重传热的单元操作-蒸发和冷冻 第4单元——第1课时随堂测试
1、 下列关于食品物料蒸发时的特性的选项哪个错误?
答案: 食品物料蒸发时,需要将二次蒸汽冷凝排放或溶剂回收,二次蒸汽中并无影响食品的特性的其它物质,所以比其它化工蒸发容易。
2、 下列关于单效蒸发沸点问题的选项哪个错误?
答案: 在具有一定液面高度的蒸发器中,液柱具有一定的压强,因此实际液体的沸点处处相等,但比液体表面的温度高出一个恒定的数值,计算时用半高处的压强对应的温度表示。
3、 下列关于蒸发器的选项哪些是正确的?
答案: 为标准型蒸发器的改进形式,蒸汽从中央管的位置加入,加热器和蒸发器壁面间的环隙区的截面积较大,为沸腾管总截面积的100%~150%,循环速度可以达到1~1.5m/s,加热器可取出清理。这种改良设备体积较大,耗材大。;
将加热器与分离室分开安装,采用长加热管,管长与管径之比为50~100,循环管不被加热,故溶液的循环速度可达1.5m/s,这既利于提高传热系数,也利于减轻结垢。 为了增加自然对流下的循环速度,研制了列文蒸发器,循环管大而高,而加热器分成上下两端,下端只加热,不沸腾,故不易结垢,上端沸腾,且有装置将大气泡破碎,使得液体含汽率高,密度小,液层高,因此蒸发器中的循环速度必然高。
4、 下列关于溶液沸点升高的计算的描述选项哪些正确?
答案: ;
液层高度增大将引起静压升高,从而使溶液沸点再升高,蒸发温度差再损失;
二次蒸汽为克服流动至冷凝器的阻力其压强高于冷凝器中的饱和压强p′,使溶液沸点需要再升高相应的数值,以使满足流动所需要的压强的要求,则蒸发温度差将又发生损失。
5、 蒸发操作排出的蒸汽如不再利用,可以直接排放到大气中。排出的二次蒸汽可在一定条件下直接使用,或通过使用生蒸汽进行热再压缩以及引入机械压缩的方式加以利用,以降低蒸发的能耗。
答案: 错误
6、 蒸发操作可在常压或真空下进行,可连续操作也可间歇操作。汽化所生成的蒸汽称为二次蒸汽,要使过程得以进行只需要连续供应加热蒸汽即可,没有其它条件限制。二次蒸汽因具有一定的温度,可以再次用于加热。食品工业中,制糖工艺中的浓缩、啤酒工艺中的麦汁定型、味精工艺中的真空浓缩流程等都具有代表性。
答案: 错误
7、 中央循环管形式的蒸发器,其所有加热管的直径都是一样的。
答案: 错误
8、 中央循环管形式的蒸发器,其中中央管内的流动方向是向上的。
答案: 错误
9、 食品工业中蒸发(evaporation)主要用于( ),目的是:①除去大量溶剂(主要是水)便于包装、运输;②提高制品浓度,增加制品的保藏性;③作为干燥脱水的预处理,作为结晶的预处理。
答案: 浓缩
10、 蒸发设备类似传热设备,但为了适应食品物料在蒸发时的特点,蒸发设备较普通的传热设备又具有一些变化。工业生产中蒸发器(evaporator)有多种结构形式,按照溶液流动方式,可分为( )型和单程型(once-through)蒸发器。
答案: 循环
第4章 侧重传热的单元操作-蒸发和冷冻 第4单元——第2课时随堂测试
1、 下列关于单效蒸发计算的选项哪个错误?
答案: 必须用焓浓图求解生蒸汽用量,别无他法
2、 关于单效蒸发的计算,下列哪个选项错误?
答案: 蒸发过程的传热量需要用对数平均温差计算
3、 关于多效蒸发问题的描述哪些正确?
答案: 蒸发流程中具有多个蒸发器;
多效蒸发的效数不会太多,受经济衡算的限制,节省和新增费用是否能有盈余。;
多效蒸发的效数不会太多,受技术的限制。主要是温度差损失的存在使得效数受到限制,具体可深入分析原因
4、 采用标准型蒸发器蒸发苹果汁。稳态时原料的进料流量为8t/h,浓度从进料的11%(质量)蒸发到75%。稀果汁和浓果汁的比热容分别为3.9kJ/(kg·oC)和2.3 kJ/(kg·oC)。生蒸汽的压强为304.42kPa温度为133.3℃,汽化潜热为2168.1kJ/kg。进料温度为32oC。产品在蒸发器内的沸点为62.2 oC,二次蒸汽汽化潜热为2349.0kJ/kg。总传热系数为850W/(m2·oC)。如果忽略沸点升高,蒸发器的热损失按照加热蒸汽提供热量的3%计算,蒸汽在饱和状态下冷凝,冷凝液也在饱和温度下被排出。通过计算后回答下列哪些选项不正确?
答案: 水分蒸发速率约等于1.541kg/s;
换热器面积约等于70.5m2
5、
答案: 正确
6、
答案: 正确
7、
答案: 正确
8、 对工业生产而言,生产任务中已知的项目有原料液流量、组成和温度,完成液组成即蒸发要求,加热蒸汽的压强或温度及已知热动力,冷凝器的压强或温度,为用单效蒸发实现蒸发目的,一般仅仅需要计算单位时间内蒸出的水分量
答案: 错误
9、 蒸发计算中热量衡算方法仅能采用物质的量乘以比热乘以温差
答案: 错误
10、 溶液因溶质的沸点升高的计算可以用吉辛可公式计算。此公式中常压下溶液的沸点可以测或查取。温度的单位是( )
答案: 开尔文或K
11、 虽然水分蒸发属于物质传递,但水分的传递量由物料衡算求出,而蒸发过程的速率由( )速率决定。每加入1kg水蒸汽加热,大概单效蒸发1kg水分。
答案: 加热或传热
第4章 侧重传热的单元操作-蒸发和冷冻 第4单元——第3课时随堂测试
1、 下列关于理想情况下蒸汽压缩制冷在p-v图上的循环的描述选项哪个错误?需要自己绘出p-v图回答
答案: 3→4为高温高压冷凝液等焓膨胀成低温低压液体
2、 下列关于理想情况下蒸汽压缩制冷在T-S图上的循环的描述选项哪个错误?
答案: 3→4为高温高压冷凝液等焓膨胀成低温低压液体
3、 下列关于理想情况下蒸汽压缩制冷在T-S图上的循环的描述选项哪些正确?
答案: 单位质量制冷剂从外界吸热;
外加能量效率即理论制冷效率为,要使制冷效率升高,应使高温热源处的温度Th降低,而使低温处的温度Tc升高。
4、 下列关于实际蒸汽压缩制冷流程问题的讨论选项哪些错误?
答案: 蒸发器出口的湿蒸汽进入压缩机会形成湿法压缩,可以替代饱和蒸汽或过热蒸汽进压缩机;
上面是实际蒸汽压缩制冷的压焓图。1→2代表制冷剂沿等熵线变化,表达的是压缩机压缩制冷剂的过程;2→2′沿等压线变化,代表制冷剂在压缩机到冷凝器的管道中等压冷却;2′→3′代表制冷剂在冷凝器中等压冷凝成液体;3′→3代表液体的制冷剂等压过冷;3→4代表制冷剂经节流阀等熵降压降温;4→1代表制冷剂在蒸发器中吸热汽化过程。
5、 下列关于实际蒸汽压缩制冷流程问题的讨论选项哪些正确?
答案: 1→2代表制冷剂沿等熵线变化,表达的是压缩机压缩制冷剂的过程;
2→2′沿等压线变化,代表制冷剂在压缩机到冷凝器的管道中等压冷却;2′→3′代表制冷剂在冷凝器中等压冷凝成液体;3′→3代表液体的制冷剂等压过冷
6、 在理想蒸汽压缩制冷循环的T-S图中,冷凝器的温度是35℃,蒸发器的温度是零下10℃,制冷剂在进行相变化时的熵变的绝对值均为4.377kJ/kg/K。下列计算的选项哪些是正确的?
答案: 单位质量制冷剂从外界吸热1152kJ( 选答案时允许5%的误差 );
单位质量制冷剂向外界放热1348.8kJ( 选答案时允许5%的误差 );
外加能量效率即理论制冷效率为5.8( 选答案时允许5%的误差 )
7、 蒸汽压缩制冷从原理上来说是热量自动从低温向高温传递的过程。
答案: 错误
8、 蒸汽压机制冷流程为了使得过程的熵增大于零,是由冷凝器提供额外能量给体系的。
答案: 错误
9、 理论制冷过程是卡诺循环过程
答案: 错误
10、 该图是实际压缩制冷循环过程的p-v图
答案: 错误
11、 食品原料因其具有易氧化、腐败、热敏性等特性,故一些加工有( )(填写两个字)要求,如冷冻制品、速冻制品加工、食品冷藏、冷冻浓缩、冷冻干燥、需冷车间的空气调节、冷藏库、啤酒发酵、味精厂等电点池降温等生产环节都需要冷源。食品工业中常采用制冷或冷冻或致冷(refrigeration)单元操作供冷。
答案: 低温或冷冻
12、 蒸汽压缩制冷流程中提供额外能源的设备是( )。
答案: 压缩机
第4章 侧重传热的单元操作-蒸发和冷冻 第4单元——第4课时随堂测试
1、 下列关于实际蒸汽压缩制冷机冷冻能力的描述哪个错误?
答案: 冷冻能力是不变化的
2、 下列关于实际蒸汽压缩制冷机冷冻能力的描述哪个错误?
答案: 空调在夏天的制冷效率是低的,所以我们要把室内温度调低一些
3、 下列关于实际蒸汽压缩制冷中有关术语的描述哪些正确?
答案: 氨是工业上常用的制冷剂;
氟利昂是过去空调和冰箱常用的制冷剂;
盐水是载冷剂
4、 有一氨压缩制冷流程,其制冷量Q0=680000kJ/h,其操作范围大概为蒸发温度T0=-15℃左右,冷凝温度Tk=25℃左右,过冷温度Tu=20℃左右。请在lgp-h图上画出制冷循环过程,并进行制冷循环计算。假设在NH3的lgp-h图上查出相应状态点的参数值如下:v0=0.51 m3/kg,h1= 1664 kJ/kg,h2=1985 kJ/kg,h3=h4=512 kJ/kg,压缩机的效率为0.75。根据计算结果回答下列哪些选项不正确?
答案: 制冷剂的循环流量和冷凝冷却过程除热速率约等于490.3kg/h,241.5kW;
压缩机的理论压缩功率和实际压缩功率约等于62.6kW和80.2kW
5、 下列关于氟利昂R12名称的解释哪些正确?
答案: R指卤代烷烃类,R12指CCl2F2;
2是氟原子数
6、 关于冷冻能力换算的描述选项哪些正确?
答案: 需要理解标准是什么。标准工况的蒸发温度是零下15℃,冷凝温度是30℃,过冷温度是25℃;
需要理解实际工况的各个温度;
可以查取工作工况下的换算系数乘以标准工况下的冷冻能力,换算得到实际工况下的制冷能力。;
可以根据压缩机的容积系数和排气系数换算
7、 下列关于低温冷冻方法的描述选项哪些正确?
答案: 制冷剂氨一般获得冷冻是指零下30℃以上的温度;
深度冷冻是指零下100℃以下的冷冻方法;
可以采用串级制冷获得更低的温度;
可以用多级制冷循环获得更低的温度
8、
答案: 正确
9、 实际制冷循环中的制冷剂放热量是指冷凝相变的放热量
答案: 错误
10、 实际制冷循环中的压缩机的理论功率等于压焓图中的h2-h1
答案: 错误
11、 在实际蒸汽压缩制冷循环中,实际的制冷效率与理论制冷效率有差异,主要原因是换热设备的效率不是100%
答案: 错误
12、 在实际蒸汽压缩制冷循环中,实际的制冷效率等于制冷速率除以压缩机的实际功率
答案: 正确
13、 在实际蒸汽压缩制冷循环中,实际的制冷效率等于理论制冷效率除以压缩机的效率
答案: 错误
14、 制冷中的单位制冷剂的制冷量是指单位质量或( )的制冷剂在蒸发器中汽化时由周围环境获得的热量。
答案: 体积
15、 单位( )制冷剂的制冷量在压焓图中的焓值差是h1-h4
答案: 质量或千克或kg
第4章 侧重传热的单元操作-蒸发和冷冻 第4单元综合测试
1、 下列关于膜式蒸发器的讨论,哪个选项是错的?
答案: 升膜蒸发器适用于粘度较大的溶液,降膜蒸发器适用于粘度较小的溶液。
2、 下列关于多效蒸发效数的选择的选项哪个错误?
答案: 技术上的限制是效数多了,流程复杂。
3、 下列关于制冷的物理化学原理的讨论哪个错误?
答案: 理论制冷循环是一个卡诺循环过程
4、 下列关于理论蒸汽压缩制冷流程中具有的设备选项哪个不正确?
答案: 节流阀
5、 下列关于实际蒸汽压缩制冷流程的讨论哪个不正确?
答案: 3→4代表制冷剂经膨胀机的等焓降压降温
6、 采用标准型蒸发器蒸发苹果汁。稳态时原料的进料流量为3.9t/h,浓度从进料的11%(质量)蒸发到75%。稀果汁和浓果汁的比热容分别为3.9kJ/(kg·oC)和2.3 kJ/(kg·oC)。生蒸汽的压强为304.42kPa温度为133.3℃,汽化潜热为2168.1kJ/kg。进料温度为38oC。产品在蒸发器内的沸点为62.2 oC,二次蒸汽汽化潜热为2349.0kJ/kg。总传热系数为850W/(m2·oC)。如果忽略沸点升高,蒸发器的热损失按照加热蒸汽提供热量的3.6%计算,蒸汽在饱和状态下冷凝,冷凝液也在饱和温度下被排出。通过计算后回答下列哪些选项不正确?(请进行作业本上的完整计算,再行选择)
答案: 水分蒸发速率约等于1.924kg/s;
生蒸汽流量约等于1.748kg/s
7、 有一氨压缩制冷流程,其制冷量Q0=690000kJ/h,其操作范围大概为蒸发温度T0=-15℃左右,冷凝温度Tk=25℃左右,过冷温度Tu=20℃左右。请在lgp-h图上画出制冷循环过程,并进行制冷循环计算。假设在NH3的lgp-h图上查出相应状态点的参数值如下:v0=0.51 m3/kg,h1= 1623 kJ/kg,h2=1857kJ/kg,h3=h4=512 kJ/kg,压缩机的效率为0.64。根据计算结果回答下列哪些选项不正确?(请进行作业本上的完整计算,再行选择)
答案: 制冷剂的循环流量和冷凝冷却过程除热速率约等于621.1kg/h,183.3kW;
压缩机的理论压缩功率和实际压缩功率约等于40.4kW和73.1kW
8、 蒸发操作只需要在常压下操作,因为这样不需要抽真空,节省能量。
答案: 错误
9、 在选用蒸发器时,一般应考虑如下几个因素:①生产能力;②产品的热敏性与停留时间及蒸发温度有关;③制品的粘度首要影响蒸发器选型;④结构简单,维修方便;⑤回收挥发性物质;⑥腐蚀性、发泡性、结晶性和结垢性。其它是比较次要的因素。
答案: 错误
10、 蒸发器的生产能力指单位时间去除的水分量或传递的热量。蒸发器单位时间(每小时)单位加热面积所能蒸发的溶剂或水的质量,称为蒸发器的生产强度,它表示蒸发器传热面的传热效果。欲提高蒸发器的生产强度,只须增大传热温度差△t即可。
答案: 错误
11、 制冷剂应符合以下要求:① 常压下沸点要高;② 在蒸发器内压力比大气稍高,在冷凝器中压力又不要过高,这样空气既不渗入,制冷剂又不泄漏;③ 单位体积制冷量要大;④ 水能冷凝;⑤ 汽化潜热要大;⑥ 满足一般工业无毒、不燃爆、价廉易得等要求。
答案: 错误
12、 冷冻机的冷冻能力是由单位质量的制冷剂的制冷能力决定的,该数值在压焓图上是两个焓值之差,是确定的,不变的,因此制冷机的冷冻能力是不变的。
答案: 错误
13、 食品工业中蒸发(evaporation)主要用于浓缩,使食品液体成为浓缩液,浓缩的目的是:①除去大量( )便于包装、运输;②提高制品浓度,增加制品的保藏性;③作为干燥脱水的预处理,作为结晶的预处理。
答案: 溶剂或水
14、 蒸发操作中的蒸汽有两种,一种是外部提供的加热蒸汽,称为( ),另一种称为二次蒸汽,二次蒸汽如有利用价值,也可以作为加热蒸汽使用。
答案: 生蒸汽
15、 标准型的蒸发器加热器安装在内部,且中间具有一根大的加热管,使得该管中流体循环流体的方向是向( )。
答案: 下
16、 工业上蒸汽压缩制冷常用的氨称为( )。
答案: 制冷剂
17、 实际蒸汽压缩制冷流程中,进入压缩机的蒸汽是( )蒸汽。
答案: 干或饱和或过热或不含湿分或不含液体
第5章 传质基础 第5单元——第1课时随堂测试
1、 物质在相内或相际间的转移过程称为物质的传递过程,简称传质(mass transfer)过程,因为传质主要是依靠物质的扩散作用(分子扩散和对流扩散),故传质过程又称扩散(diffusion)过程,且一般的传质过程都有其逆过程。不属于传质过程的单元操作有:
答案: 金属物件快速升温及冷却
2、 传质过程达到平衡时,推动力(浓度差)为零,但并非两相浓度相等,因为不同相的浓度是属性不同的两个物理量,不能相减,所以传质问题较传热问题显得更为复杂。相同属性(同性)的浓度才能相减,即气相浓度只能和气相浓度相减,液相浓度也只能和液相浓度相减,为了比较两相中的浓度大小,首先需要对两相浓度进行“同(性)化”,同化的桥梁是相平衡关系,同化后的浓度称为平衡浓度,下面描述正确的是:
答案: “ 液相浓度减气相浓度差”应理解为“液相浓度减气相浓度的平衡浓度”
3、 混和物一个相的组成可用多种方法表示,以双组分两相物系为例,其中质量分数定义正确的是:
答案: 一相中某组分的质量与该相总质量之比
4、 混和物一个相的组成可用多种方法表示,以双组分两相物系为例,其中物质的量浓度定义正确的是:
答案: 单位体积中某组分的物质的量
5、 混和物一个相的组成可用多种方法表示,以双组分两相物系为例,其中质量比定义正确的是:
答案: 一组分对另一组分的质量之比
6、 酒精水溶液中含酒精28%(体积分数),酒精和水混合总体积近似按相加计算,纯酒精的密度790 kg/立方米,水的密度1000kg/立方米,试分别用质量分数、摩尔分数、质量比和摩尔比表示溶液的组成。
答案: 摩尔分数0.107;
质量比0.307
7、 系统的总压或总浓度不变,分子扩散的物质净通量为零,此种分子扩散就称为等摩尔反方向扩散,也可称为等摩尔扩散
答案: 正确
8、 施以外力而使流体湍动所引起的扩散称作为分子扩散
答案: 错误
9、 传质仅靠分子运动所引起的扩散称作为湍流扩散
答案: 错误
10、 双组分混合物如果浓度不均匀,混合物中不存在宏观流动条件下,因分子热运动和浓度梯度引起分子扩散,则传质的传递仅由分子扩散引起
答案: 正确
11、 混和物一个相的组成可用多种方法表示,以双组分两相物系为例,质量分数为单位体积中某组分的物质的量
答案: 错误
12、 传质仅靠分子运动所引起的扩散称作为:
答案: 分子扩散
13、 施以外力而使流体湍动所引起的扩散称作为:
答案: 湍流扩散
14、 分子扩散有两种,一种是等摩尔反方向扩散,另一种为:
答案: 单向扩散
第5章 传质基础 第5单元——第2课时随堂测试
1、 下列关于扩散系数的描述哪个错误?
答案: 温度与扩算系数成一次方关系
2、 下列传质系数关联式哪个是管中湍流时的关联式?
答案:
3、 本题解答的下列选项哪些是正确的?
答案: 乙醇的传质速率为1.2×10^-5kmol/m^2/s;
漂流因子为1.026
4、 以气体吸收为例,选择吸收剂要使溶质的溶解度大,而吸收剂不易挥发。在吸收进行时,可以简化为气液相界面只允许溶质分子通过,不允许惰性气体分子通过,也不允许液体分子逆向通过。移至界面的A分子穿过相界面被吸收,留下空位,因相界面不允许液体分子逆向通过,留出的空位只能由混合气体来填补,因而产生混合气体向界面的流动,此流动称为主体流动或总体流动。总体流动的气体包含A也包含B,其方向与A的扩散方向一致,故总体流动中A组分的传质速率还应该包含了A的菲克扩散速率。
答案: 错误
5、
答案: 错误
6、 在稳态单向扩散时有:①溶质A的传质速率等于在任一截面的组分A的分子扩散通量与总体流动中A组分的分通量之和;②任一截面上组分B的分子扩散通量与总体流动中B的分通量大小相等,方向相反,故通过任一截面的B组分的净传质为0;③总体流动通量NM等于传质速率NA加扩散通量JA。
答案: 错误
7、
答案: 错误
8、 对单向扩散而言,,这说明由于总体流动的影响,单向扩散速率是等摩尔反向扩散速率的1/xB倍。
答案: 正确
9、
答案: 错误
10、 一组分通过( )的其它组分而产生的扩散称为单向扩散,属于分子扩散的范畴。
答案: 相对停滞
11、 气体分子的运动速度达每秒数百米,但其自由程平均只有10^-7m,运动方向不断改变,故实际扩散速率仍相当慢,扩散系数并不大,在常温常压下,气体扩散系数的范围10-( )~10-4m2/s。
答案: 5
12、 传质谢伍德数(Sh)关联了( )和特征尺寸及扩散系数三个物理量
答案: 传质系数
13、 施密特数(Sc)关联了( )三个物理量。
答案: 密度,动力粘度,扩散系数
第5章 传质基础 第5单元——第3课时随堂测试
1、 下列关于传质平衡问题理解的讨论哪个正确?
答案: 平衡问题需要由相平衡线来决定,在相平衡线上的点的两相的组成受到平衡关系约束,体系的自由度需要减1
2、 下列关于传质类比有关准数或因子的描述哪个是对的?
答案:
3、 某光滑管路用以冷却水,湍流,管子的内径是32mm,流速是2m/s,已经计算得到摩擦阻力系数是0.0175,定性温度下水的密度取988kg/m^3,比热为4.174kJ/kg/K,粘度为0.000656Pas,导热系数为0.6478W/m/K。问采用契尔顿(Chilton)和柯尔本(Colbum)类比求对流传热系数。下列解答哪些正确?
答案: St=0.000836;
用三传类比求得的对流传热系数为6909W/m^2/K,用湍流时的对流传热系数关联公式求得的对流传热系数为6969W/m^2/K
4、 在介绍菲克定律时,特别指出了动量传递、热量传递和质量传递三者之间有很大的相似性。通过研究三种传递过程内在的相似性,用类比的方法已经能够根据一种传递过程而类比求出三种传递过程中的另一种传递过程的有关参数。例如,根据摩擦阻力系数、对流传热系数可以求出对流传质系数。
答案: 正确
5、
答案: 错误
6、 由边界层理论知,雷诺的单层模型局限性并不大,因为边界层中的层流层总是很薄的可把湍流区一直延伸到壁面。
答案: 错误
7、 普兰德和泰勒提出了双层(湍流和层流内层)模型,冯卡门提出了三层(湍流、缓冲层和层流内层)模型,对雷诺模型进行修正,在一定Pr和Sc数范围内进一步提高了类比的精度
答案: 正确
8、
答案: 错误
9、 两相达状态时,浓度间的关系是相平衡关系。一般用实验方法测定。常用平衡曲线或经验出式表示。有气体吸收的气一液平衡,液体蒸馏的汽液平衡,液液萃取平衡,气固吸附平衡,气固干燥平衡,等等。讨论相应的单元操作,都需要明确的相平衡关系。
答案: 正确
10、
答案: 正确
11、 比较传质方向时,因为y和x都是摩尔分率,单位相同,可以直接运算,所以可以通过两者相减为正负判定传质方向,大于零由y相传到x相。
答案: 错误
12、
答案: 正确
13、 两相浓度达平衡关系即达过程极限。由平衡曲线或方程决定。如果y-x=0,表示y相和x相达到平衡
答案: 错误
第5章 传质基础 第5单元——第4课时随堂测试
1、 相平衡关系表达平衡时两相的浓度关系,对于双组分物系,由A组分在某一相的浓度可以计算出另一相的平衡浓度,如吸收操作中的两相平衡关系称为亨利定律,下面哪个不是亨利定律的表示方法?(表示平衡浓度,无代表实际浓度)
答案: y=mx
2、 相际传质过程,以吸收操作为例,涉及两相的传质过程可分为三个步骤,下面哪个步骤不属于两相传质过程:
答案: 溶质在界面进行反应
3、 传质系数表示的阻力强度之间的关系,讨论占主导地位的分阻力强度问题,下面哪个选项不属于讨论范畴:
答案: 总传质控制
4、 某气液吸收过程气液两相的浓度分别为y=0.06,x=0.01(均为摩尔分数,下同),在一定温两相传质总推动力度下气液平衡关系的相平衡常数m=2.0,已知气、液两侧的传质系数ky=0.026kmol/(m2.s),kx=0.026kmol/(m^2.s)。经过计算回答下列选项哪些正确?
答案: 以气相组成表示的两相传质总推动力约等于0.04,以液相组成表示的两相传质总推动力约等于0.02;
相应于气相总推动力的传质总阻力约等于115.4 m^2.s/kmol, 相应于液相总推动力的传质总阻力约等于57.7 m^2.s/kmol
5、 当溶质溶解度很大时,比例系数H就很小
答案: 正确
6、 当溶质溶解度很小时,亨利系数H就很大
答案: 正确
7、 当溶质溶解度很小时,亨利系数H就很大,此时属于气膜控制
答案: 错误
8、 当溶质溶解度很小时,亨利系数H就很大,此时属于液膜控制
答案: 正确
9、 达到平衡就是传质的最大限度,该极限由相平衡关系决定。
答案: 正确
10、 传质理论模型主要有溶质渗透模型,表面更新模型以及—
答案: 双膜模型
11、 传质阻力几乎全部集中于液相,过程的总阻力(强度)近似等于液相分传质阻力(强度),称为( )控制。
答案: 液膜
第5章 传质基础 第5单元综合测试
1、 下列关于物系组成的计算哪个错误?
答案: 该酒精溶液全部汽化后的乙醇水汽的摩尔比为0.481
2、 下列关于分子扩散的讨论哪个错误?
答案: 单向扩散(one-way diffusion) 一组分通过相对停滞的其它组分而产生的扩散称为单向扩散。以气体吸收为例,选择吸收剂要使溶质的溶解度大,而吸收剂不易挥发。在吸收进行时,可以简化为气液相界面只允许溶质分子通过,不允许惰性气体分子通过,也不允许液体分子逆向通过。移至界面的A分子穿过相界面被吸收,留下空位,因相界面不允许液体分子逆向通过,留出的空位只能由混合气体来填补,因而产生混合气体向界面的流动,此流动称为主体流动或总体流动。总体流动的气体包含三部分,一是填充的A,二是填充的B三是等摩尔分子扩散的A。对于组分B,其分子被界面阻滞,随总体流动而来的B分子便在界面附近富集,故组分B在界面处的浓度高于气相主体中的浓度,B组分将按分子扩散原理反向扩散。
3、 关于膜模型的讨论,哪个错误?
答案: 图所示的模型称为膜模型(停滞膜模型),据此对流传质速率便可按通过距离的分子扩散来计算。引入了“当量膜厚”的概念,意义在于把复杂的对流传质类比成简单的分子扩散来处理。这种处理的后果就是我们可以很容易测出当量膜的厚度而计算该传质过程。并且将测出的当量厚度用传质准数方程表示出来,如Sh准数、Re、Sc准数之间的关系方程。
4、 下列关于传质理论的讨论哪个错误?
答案: 上述三种理论均考虑了传质过程的非稳态性,因此是比较合理的。
5、 某气液吸收过程气液两相的浓度分别为y=0.06,x=0.01(均为摩尔分数,下同),在一定温两相传质总推动力度下气液平衡关系的相平衡常数m=3.0,已知气、液两侧的传质系数ky=0.036kmol/(m2s),kx=0.026kmol/(m2s)。经过计算回答下列选项哪些正确?
答案: 以气相组成表示的两相传质总推动力约等于0.03,以液相组成表示的两相传质总推动力约等于0.01;
气相阻力占总阻力约等于19.4%,液相阻力占总阻力约等于80.6%
6、 质量比和摩尔比又分别称为比质量分数和比摩尔分数,分别为一组分对另一组分的质量之比或摩尔之比。质量比用W表示(也有用其他符号如X或Y的,视是全部采用质量基准还是全部采用摩尔基准计量而定),摩尔比用X(气相用Y)表示。所以在学习传质的问题时,看物理量符号一定要和其单位对应,不能认为在吸收单元操作中Y代表摩尔比,到萃取操作中Y就一定还是代表摩尔比。
答案: 正确
7、 食品工程中典型的传质设备有两类,一类是板式塔,一类是填料塔。板式塔以塔板形式来分有泡罩塔、筛板(sieve plate) 塔、浮阀 (valve tray) 塔等众多型式。所使用的填料有各种形式,如拉西环(等径等高的陶瓷或钢质环)(Raschig ring)、鲍尔环(Pall ring)、阶梯环(Cascade mini-ring)、弧鞍(Berl saddle)及按塔内径制造的规整填料等。填料塔在设计中有一个很重要的负荷性能图需要绘出,它包含五条边线,分别是液体流量下限线,液体流量上限线、漏液线、过量液沫夹带线和溢流液泛线。
答案: 错误
8、
答案: 正确
9、 气体的扩算系数的数量级约为10^-5,液体的扩算系数的数量级约为10^-10,但由于液体的密度比气体大约1000倍,故气体的扩算速率约为液体的100倍左右。而且扩算系数与开氏温度的1.5次方成正比。
答案: 错误
10、 相际传质问题均涉及相平衡问题,如吸收、精馏、萃取、干燥等单元操作均有一相中物质A的组成与另一相中物质A的组成关系的比较问题,比较的标准就是相平衡。相平衡方程通常是通过原点的直线方程。
答案: 错误
第6章 气体吸收 第六单元吸收第1次随堂测试
1、 气相吸收总速率方程式中,下列叙述正确的是哪个?
答案: 推动力与界面浓度无关
2、 在吸收塔设计中,当吸收剂用量趋于最小用量时:
答案: 填料层高度趋向无穷大
3、 对处理易溶气体的吸收,为较显著地提高吸收速率,应如何改变哪个的流速?
答案: 只增大气相流速
4、 选择吸收剂时不是优先考虑的因素是哪个?
答案: 价格便宜
5、 在总压为101.33kPa,温度为25℃时,若100克水中含氨1克,则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987kPa。已知在此组成范围内溶液服从亨利定律,稀水溶液密度为1000kg/m^3,水的密度为1000kg/m^3。下列选项哪些正确?
答案: 氨的摩尔分率x为0.01;
亨利系数E=98.7kPa
6、 吸收是分离液体混合物的单元操作
答案: 错误
7、 吸收的目的有:分离混合气体以获得一个或几个组分;除去有害组分以净化气体;制取成品;废气处理和尾气回收等。
答案: 正确
8、 影响平衡关系的主要因素有溶剂和溶质的性质、温度和总压等。
答案: 正确
9、 根据吉布斯相律,f=C-P+2,对双组分气体吸收而言,组分数C为3,相数P为2,自由度为3
答案: 正确
10、 吸收的基本依据是利用气体中不同组分的( )性质.
答案: 溶解度
11、 在Y-X图上,吸收操作线总是位于平衡线的( )。
答案: 上方
第6章 气体吸收 第六单元吸收第2次随堂测试
1、 吸收的依据是选哪个?
答案: 气体混合物中各组分在某种溶剂中溶解度的差异
2、 一个完整的工业吸收流程应包括的内容选哪个?
答案: 吸收和脱吸部分
3、 吸收操作的作用是分离哪个?
答案: 气体混合物
4、 由二氧化碳、空气、水构成的气液平衡体系,若总压及温度选定,那么当空气被视为不溶于水的惰性组分时,该体系的自由度数选哪个?
答案: 1
5、
答案: 5℃时,气相推动力0.0187;
30℃时,气相推动力0.0128
6、 分子扩散与分子热运动都是一种无定向的运动
答案: 正确
7、 吸收过程的总推动力为实际浓度与平衡浓度差
答案: 正确
8、 吸收操作中,温度不变,压力增大,可使相平衡常数减小,传质推动力增大 。
答案: 正确
9、 在吸收操作中,压力和温度降低都可提高气体在液体中的溶解度,而有利于吸收操作。
答案: 错误
10、 在吸收操作中,气液两相的流向,有逆流和顺流(并流)之分(在板式塔的每一块塔板上为错流)。液体均从塔顶加入,借重力向下流动。气体可以从塔底加入形成逆流,或从塔顶加入形成顺流。逆流时传质的推动力较大,可或得较高的分离效果,但气体的流动对液体的下流产生拖曳作用,因而限制了吸收塔所允许的液体流率和气体流率。逆流传质推动力小于顺流,因此,在吸收操作中一般采用并流。只有当过程的相平衡常数m很小,并流操作并无多大优点时,可以考虑采用逆流。
答案: 错误
11、 工业吸收操作只可以在填料塔中进行。在填料吸收塔内,塔内充以填料,构成填料层,它是实现气液接触的有效部位。填料提供了气液接触表面,液体在填料表面流过,润湿填料,并在填料表面形成液膜,气体则在填料间隙所形成的曲折通道中流动。
答案: 错误
12、 吸收塔内的气相和液相流动是遵循恒摩尔流动的,因此物料衡算无需采用微分方程。
答案: 错误
13、 有些教材中有p=c/H的表达式,此H称为溶解度系数,该溶解度系数与p=Hc的表达式中的H正好是倒数关系,因此解题或解释问题时应该看清它的单位,分清本质。
答案: 正确
14、 压力降低,温度( )将有利于解吸的进行。
答案: 升高
第6章 气体吸收 第六单元吸收第3次随堂测试
1、 一个填料吸收塔逆流操作时,若入塔的吸收剂中吸收质初始含量降低,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( )。
答案: 减小;增大
2、 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的是( )
答案: 压降
3、 关于吸收剂用量确定的方法,下列说法哪个错误?
答案: 逆流时的塔底气相和液相应该落在相平衡线上
4、 关于吸收塔全塔物料衡算的方法,下列说法哪个错误?
答案: 浓度只能选摩尔分率
5、 以清水在填料塔内逆流吸收含CO2的空气混合气中的A,进塔气中含CO2 6.0%(体积),要求回收率η为0.96,气相通量G为0.26kg/(m2s),该通量可以采用混合气体的平均摩尔分子质量换算为摩尔通量。采用的液气比为最小液气比的1.5倍,平衡关系为y*=2100x,总传质系数Kya为0.0197kmol/(m3s)。请经过完整计算回答下列选项哪些正确?
答案: 最小液气比约等于2016;
出塔液体的浓度x1约等于0.000019
6、 对吸收操作影响较大的填料特性是比表面积和自由体积
答案: 正确
7、 在填料塔中,乱堆的填料具有使液体均匀分布的优点,但也有向塔壁偏流的现象
答案: 正确
8、 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( 减小),吸收的推动力( 增大)。
答案: 正确
9、 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减小,吸收的推动力减小。
答案: 错误
10、 由上图得到的衡算公式是正确的
答案: 错误
11、 上图是并流吸收塔的操作线示意图
答案: 错误
12、 上图是求并流时最小吸收剂用量的示意图,需要找到和平衡线相交的一点,此点可能是切点
答案: 错误
13、 上式是吸收剂最小用量的计算式,对所有的吸收过程都成立
答案: 错误
14、 对吸收操作影响较大的填料特性是( )。
答案: 比表面积和自由体积
第6章 气体吸收 第六单元吸收第4次随堂测试
1、 气液平衡曲线示意图中,A点位于气液平衡曲线的上方,B点位于气液平衡曲线上,C点位于气液平衡曲线的下方,A、B、C三点分别代表三种物系的实际浓度,则由此可判断三种情况下传质的方向分别为:A( ),B( ),C( )。
答案: 吸收过程;达到平衡;解吸过程
2、 在填料吸收塔正常操作状态下,气体充满整个填料层的自由空间连续流动,气体为( )相;液体经喷洒器沿填料壁面呈膜状流动,液体为( )相
答案: 连续;分散
3、 若使含氨摩尔分数为0.10氨的空气-氨混合气与含氨摩尔分数为0.05的稀氨水接触,(此时的相平衡方程为:y=1.1 x),则将发生的物质传递过程称为( )过程
答案: 吸收
4、 下列关于传质单元数的讨论哪个错误?
答案: 如果相平衡线为曲线,操作线为直线,间接采用对数平均推动力法计算传质单元数也是无法实现的。
5、
答案: 0.0139;
6
6、 以清水在填料塔内逆流吸收含CO2的空气混合气中的A,进塔气中含CO2 7.5%(体积),要求回收率η为0.96,气相通量G为0.26kg/(m2s),该通量可以采用混合气体的平均摩尔分子质量换算为摩尔通量。采用的液气比为最小液气比的1.1倍,平衡关系为y*=1775x,总传质系数Kya为0.0197kmol/(m3s)。请经过完整计算回答下列选项哪些正确?
答案: 最小液气比约等于1704,实际液气比约等于1874;
所需填料层高度约等于6.78m
7、 用水吸收空气中少量氨,总气量V、气温t及气体进出口浓度均一定,而进塔水温提高后,总传质单元数减少。
答案: 错误
8、 填料吸收塔操作中,当液气比越大,液泛速度就越(小 );液体的粘度越大,液泛速度就越( 小)。
答案: 正确
9、 填料吸收塔操作中,当液气比越大,液泛速度就越( 大);液体的粘度越大,液泛速度就越(小 )。
答案: 错误
10、 填料吸收塔的操作状态超过泛点之后,将发生相的转变。
答案: 正确
11、 上图的微分衡算为:
答案: 错误
12、
答案: 错误
13、
答案: 错误
14、
答案: 错误
15、
答案: 正确
16、
答案: 正确
17、
答案: 正确
18、 上图是用于传质单元数的数值计算法的示意图
答案: 错误
19、
答案: 错误
20、
答案: 错误
21、
答案: 错误
22、 上图采用的方法过于繁琐,可以将相平衡线分为几段,近似为折线,用对数平均推动力法求传质单元数
答案: 正确
23、 用某吸收剂在吸收塔中逆流吸收某混合气中的一个组分。若混合气的进口浓度Y1增加,而惰性组分的摩尔流率FB吸收剂的摩尔流率FC、吸收剂入口浓度X2,以及操作温度和压强都不变,则混合气出口浓度Y2将( ),溶液的出口浓度X1将( )。
答案: 增加,增加
24、 吸收操作中,温度不变,压强增大,可使相平衡常数( ) ;传 质推动力( )。
答案: 减小,增大
第6章 气体吸收 第6单元综合测试
1、 下列关于逆流吸收计算基准的讨论,哪个错误?
答案: 气体吸收的物料衡算,可以选混合气体的摩尔流量和混合液体的摩尔流量作为气液计算的基准
2、 下列关于吸收剂用量确定的讨论哪个错误?
答案: 塔设备的实际吸收剂流量或液体流量取最小吸收剂用量或液体流量的1.1-2.0倍,不会有其它条件的限制。
3、 下列关于填料层高度计算公式推导的讨论哪个错误?
答案:
4、 下列关于传质单元高度和传质单元数的讨论哪个错误?
答案:
5、 以清水在填料塔内逆流吸收含CO2的空气混合气中的A,进塔气中含CO2 8.5%(体积),要求回收率η为0.96,气相通量G为0.29kg/(m2s),该通量可以采用混合气体的平均摩尔分子质量换算为摩尔通量。采用的液气比为最小液气比的1.3倍,平衡关系为y*=1790x,总传质系数Kya为0.0197kmol/(m3s)。请经过完整计算回答下列选项哪些不正确?
答案: 实际液体通量约等于21.4kmol/(m2s),出塔液体的浓度x1约等于0.000067;
传质单元高度约等于0.49m,传质单元数约等于6.82
6、 吸收有单组分、多组分吸收,物理吸收、化学吸收,等温吸收、非等温吸收,低浓度气体吸收和高浓度气体吸收等分类方法,各有自己的理论方法。一般地,以单组分、低浓度、等温物理吸收为讨论对象,说明吸收计算的基本方法,其它吸收过程较为复杂,在掌握较为简单的吸收计算原理后可以借鉴进行研究和计算。
答案: 正确
7、
答案: 错误
8、
答案: 错误
9、
答案: 错误
10、 填料吸收塔填料的体积吸收系数的测定可以使用填料高度计算公式进行设计。在一定条件下,测定有关浓度和流量,计算出传质单元数,代入填料高度的计算公式,即可以算出体积传质系数。
答案: 正确
第7章 蒸馏 第7单元——第1课时 随堂测试
1、 下列关于溶液理想性判定的说法正确的是哪个?
答案: 全部浓度范围内服从拉乌尔定律的溶液为理想溶液
2、 在总压为101.33KPa,温度为85℃的情况下,理想溶液的A和B的饱和蒸汽压分别为116.9KPa、46KPa,则平衡时的液相组成xA选哪个?
答案: 0.78
3、 在总压为101.33KPa,温度为85℃的情况下,理想溶液的A和B的饱和蒸汽压分别为116.9KPa、46KPa,则平衡时的汽相组成yA选哪个?
答案: 0.90
4、 下面关于精馏和蒸馏的说法正确的选哪个?
答案: 精馏必须引入回流
5、 蒸馏(distillation)是分离( )混合物的单元操作
答案: 液体均相
6、 已知A和B的饱和蒸汽压与温度的关系可按下列安托因方程算得:式中p的单位是mmHg,T的单位是K。问:总压为70mmHg(绝压)时,A和B的沸点分别为多少℃?
答案: A的沸点65℃左右;B的沸点73℃左右
7、 在双组分液液均相混合物蒸馏的平衡物系中,确定状态参数,除了应用拉乌尔定律,还用到了哪个定律,选哪个?
答案: 道尔顿分压定律
8、 通过计算回答,下列选项哪些正确?
答案: xA=0.40;
yA=0.62
9、 可以根据亨利定律判断溶液的理想性。
答案: 错误
10、 可以根据拉乌尔定律判断溶液的理想性?
答案: 正确
11、 蒸馏操作利用液体混合物各组分在一定压强下挥发度或沸点的不同使各组分得到分离
答案: 正确
12、 分子蒸馏属于短程蒸馏类型,采用的原理实际上与普通蒸馏是不同的,是真空蒸发的原理
答案: 正确
13、 双组分物系中,确定平衡物系的状态的有关的变量为t、p、x、y,但其自由度只能是2,即其中只能是有两个可以自由变化,其余不能变化,被确定。
答案: 正确
14、 双组分物系自由变化的状态参数只有两个,因此在t、p、x和y四个变量中,任意规定其中两个变量,此平衡物系的状态也就唯一确定
答案: 正确
15、 对双组分理想溶液的汽液平衡,如果已知总压和y,要通过安托因方程、拉乌尔定律和分压定律求平衡温度,则需要试差求解。试差的步骤是,先在A、B的两沸点间取一平均温度,计算出各饱和蒸气压,用两个x的表达式校验x是否相等,不等再重新假设温度。假设时,取上一个平均温度和两端点之一的温度(最好判断出往哪个端点靠)两者再平均,依此类推。也可以用EXCEL表格拉出t-x-y的若干点的数据,观察,以减少试差的次数。
答案: 正确
16、 请你根据自己是否做了的实际情况,诚实地作出回答(本题培养你的诚实品德)。你的回答是我做了。
答案: 正确
17、 安托因(Antoine)方程的表达式为
答案: t或T
第7章 蒸馏 第7单元——第2课时 随堂测试
1、 下面关于理想物系的相对挥发度的定义说法正确的是哪个?
答案: A、B两组分纯物质的饱和蒸气压之比
2、 相对挥发度的符号用哪个表示?
答案: α
3、 在双组分汽液相平衡t-x-y图中,最上方的区域选哪个?
答案: 过热蒸汽区
4、 在双组分汽液相平衡图中,最下方的区域选哪个?
答案: 过冷液相区
5、 在双组分汽液相平衡图中,中间的区域为
答案: 汽液相混合区
6、 下列关于双组分中汽相和液相的说法正确的选哪个?
答案: 汽相和液相的量由杠杆规则计算得到
7、 下面关于相对挥发度的定义说法正确的选哪个?
答案: A、B两组分挥发度之比
8、 关于双组分汽液相平衡图所包含内容的讨论,哪个错误?
答案: 汽液两相区和沸点与两相组成的关系线
9、 某理想混合溶液的A、B两个组分的饱和蒸气压公式如下:p的单位为mmHg,t的单位为℃常压下的体系的平均相对挥发度用两个物质沸点的平均温度下的挥发度计算。问相对挥发度是多少,y=0.8时的x等于多少。计算后判定下列选项哪些正确?
答案: A的沸点约为80℃,B的沸点约为110℃;
常压下的相对挥发度为2.47
10、 乙醇-水物系属于恒沸组成物系
答案: 正确
11、 某些溶液和理想溶液相比具有较大的正偏差,致使溶液在某一组成时,其两组分的蒸气压之和出现最大值,相应组成的溶液便会出现最低恒沸点,此时溶溶液的组成称为恒沸组成.
答案: 正确
12、 理想溶液时由于异种分子间的作用力不同于同种分子间的作用力,使得溶液中各组分的平衡蒸气压偏离拉乌尔定律
答案: 错误
13、 A、B两组分挥发度之比,称为相对挥发度
答案: 正确
14、 在乙醇水物系的t-x-y相图中,存在一个相对挥发度等于1的组成点,x(乙醇)是0.894。此时泡点和露点一致,均等于溶液的沸点。
答案: 正确
15、 上图由图是具有最低恒沸温度的非理想物系。
答案: 错误
16、 上图左图是具有最高蒸汽压的恒沸物的非理想物系。
答案: 正确
17、 在相对挥发度表征的相平衡方程的推导中,用到了亨利定律和道尔顿分压定律
答案: 错误
18、 普通蒸馏分离具有恒沸物的非理想物系是不可以跨越该恒沸物的,也就是说只能得到一个纯物质和恒沸物,不能得到两种纯的物质。所以,通过蒸馏或精馏的方法,是无法分离恒沸物的。
答案: 错误
第7章 蒸馏 第7单元——第3课时 随堂测试
1、 工业上最常用的间歇蒸馏是
答案: 简单蒸馏
2、 若要求双组分混合液分离成两个比较纯的组分,则应该采用
答案: 精馏
3、 平衡蒸馏与简单蒸馏的主要区别在于
答案: 前者是连续操作定态过程,后者是间歇操作非稳态过程
4、 使得混合液在蒸馏釜中逐渐受热汽化,并将不断生成的蒸汽引入冷凝器内冷凝,以达到混合液中各组分都可被分离的方法是
答案: 简单蒸馏
5、 将含易挥发组分的原料液一次加入蒸馏釜中,釜底采用间接饱和水蒸气加热后,会发生的变化哪个不对?
答案: 塔顶冷凝液的浓度不断升高
6、 下面关于平衡蒸馏与简单蒸馏的描述错误的是哪个?
答案: 前者是连续操作非稳态过程,后者是间歇性操作稳态过程
7、 通过计算,回答下列选项哪些正确?
答案: 采用EXCEL表解方程组(x浓度范围在0-0.4之间,每0.01一个等分,直接拉出两行y的数据,再相减,看谁接近零。注意设置单元格的小数位为三位)或直接解方程组的方法,得到平衡蒸馏时x=0.25,y=0.45;
采用EXCEL表解法试差或直接二分法试差(x浓度范围在0-0.4间,很方便采用二分法),得到简单蒸馏时x=0.157,y=0.50
8、 简单蒸馏实质是级数为1的级式蒸馏,且只有塔釜
答案: 正确
9、 将含易挥发组分的二元组分原料液一次加入蒸馏釜中,釜底采用间接饱和水蒸气加热后,釜温不断降低
答案: 错误
10、 简单蒸馏可用作初步分离,对相对挥发度小的混合物进行分离很有效
答案: 错误
11、 将含易挥发组分的二元组分原料液一次加入蒸馏釜中,釜底采用间接饱和水蒸气加热后,釜中溶液所含不易挥发组分的浓度不断升高
答案: 正确
12、 使得混合液在蒸馏釜中逐渐受热汽化,并将不断生成的蒸汽引入冷凝器内冷凝,以达到混合液中各组分都可被分离的方为简单蒸馏。
答案: 正确
13、 蒸馏操作的依据为:利用混合液中各组分挥发度能力存在差异
答案: 正确
14、 蒸馏操作的依据为:利用气体中各组分在该液体中的溶解度的差异,实现气相各组分的分离
答案: 错误
第7章 蒸馏 第7单元——第4课时 随堂测试
1、 下面关于理论级以及汽液平衡的说法不正确的是哪个?
答案: 能够精确得到实际情况下传递的物质的量
2、 下列关于精馏段和提馏段的说法正确的是
答案: 进料板以上的为精馏段
3、 在精馏操作中,下面说法不正确的是
答案: 汽体从下至上的过程中,温度不断升高
4、 在精馏操作的冷凝过程中,下面的说法正确的是哪个?
答案: 液体接受蒸汽的热量进行部分汽化
5、 按上图左图,y1=0.4的饱和蒸汽,共有1kmol,若经过与t3的饱和液体接触,变成温度为t2的汽液混合物,x2=0.2,y2=0.7,问该汽液混合物中汽体和液体的量各是多少?下列哪个选项正确?
答案: 汽体为0.4kmol,液体为0.6mol
6、 下列关于精馏实际流程的讨论,哪个错误?
答案: 塔底的再沸器总是必需的
7、 下列关于精馏原理的讨论哪些正确?
答案: 所给的图为具有四个平衡级的精馏原理解释和流程模拟;
左图中,温度为图t2的平衡物是由组成为y1温度为t1的汽相和组成为x3温度为t3的液相一个降温部分冷凝一个升温部分汽化达到的。
8、 在“理论级”中结合汽液平衡关系可知某个平衡级的分离程度,最后可以得到理想情况下传递的物质的量
答案: 正确
9、 在“理论级”中结合汽液平衡关系可知某个平衡级的分离程度,最后可以得到实际情况下传递的物质的量的精确值
答案: 错误
10、 达平衡的汽液两股物料经1个理论级上的混合平衡后离开时,汽液两相已经达到平衡
答案: 正确
11、 每次同时部分汽化和冷凝为一个“级”,称为“理论级”或“平衡级”,未达到平衡的汽液两相,在该级同时部分汽化和冷凝后达到平衡
答案: 错误
12、 理论级及汽液两相回流(reflux)是精馏得以连续稳态进行的必要条件
答案: 正确
13、 连续精馏的流程是一次汽化和一次冷凝过程
答案: 错误
14、 连续精馏的流程是多次汽化和一次冷凝过程
答案: 错误
15、 连续精馏的流程是一次汽化和多次冷凝过程
答案: 错误
16、 在连续精馏中,塔顶冷凝的回流液也可用回流泵进行输送,塔底再沸器也可用蛇管装在塔内底部代替
答案: 正确
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