華東理工大學化工原理簡答題真題匯總

1、第一章 流體流動1. 何謂軌線？何謂流線？為什么流線互不相交？99答：軌線是同一流體質點在不同時刻所占空間位置的連線；流線是采用歐拉法考察的結果，流線上各點的切線表示該點的速度方向；因為同一點只有一個速度，由此可知，流線互不相交。2. 動能校正系數(shù)為什么總是大于、等于1的？試說明理由？003. 簡述數(shù)學模型法規(guī)劃實驗的主要步驟。00、03、06、10答：數(shù)學模型實驗研究方法立足于對所研究過程的深刻理解，按以下主要步驟進行工作： 將復雜的真實過程本身化簡成易于用數(shù)學方程式描述的物理模型； 將所得到的物理模型進行數(shù)學描述即建立數(shù)學模型； 通過實驗對數(shù)學模型的合理性進行檢驗并測定模型參數(shù)。4. 流體

2、流動過程中，穩(wěn)定性是指什么？定態(tài)性是指什么？015. 簡述因次論指導下的實驗研究方法的主要步驟。01、04答：因次分析法的具體步驟： 找出影響過程的獨立變量； 確定獨立變量所涉與的基本因次； 構造因變量和自變量的函數(shù)式，通常以指數(shù)方程的形式表示； 用基本因次表示所有獨立變量的因次，并出各獨立變量的因次式； 依據(jù)物理方程的因次一致性原則和定理得到準數(shù)方程； 通過實驗歸納總結準數(shù)方程的具體函數(shù)式。6. 層流與湍流的本質區(qū)別是什么？02答：湍流的最基本特征是出現(xiàn)了徑向的速度脈動。當流體在管層流時，只有軸向速度而無徑向速度，牛頓型流體服從牛頓粘性定律；然而在湍流時，流體質點沿管道流動的同時還出現(xiàn)了徑向

3、的隨機脈動，這種脈動加速了徑向的動量、熱量和質量的傳質，動量的傳遞不僅起因于分子運動，而來源于流體質點的橫向脈動速度。7. 非牛頓流體中，塑性流體的特點是什么？02、05、06、10答：含固體量較多的懸浮體常表現(xiàn)出塑性的力學特征，即只有當施加的剪應力大于某一臨界值（屈服應力）之后才開始流動，流動發(fā)生后，通常具有剪切稀化性質，也可能在某一剪切率圍有剪切增稠現(xiàn)象。8. 什么是流體流動的邊界層？邊界層分離的條件是什么？03答：由于流體粘性的作用，靠近壁面的流體將相繼受阻而降速，隨著流體沿壁面前流動，流體受影響的區(qū)域逐漸擴大，而流速降為未受邊壁影響流速的99%以的區(qū)域即為邊界層。流道擴大時就會造成逆壓

4、梯度，逆壓梯度與壁面附近的粘性摩擦是引起邊界層分離現(xiàn)象，而是取決于逆壓梯度與剪切力梯度之比值是否足夠大，若其比值為10 12，將會產生形體阻力，發(fā)生邊界層分離。9. 非牛頓流體中，抗凝性流體的特點是什么？03答：不少非牛頓流體受力產生的剪切率與剪應力的作用時間有關，當一定的剪應力作用的時間足夠長后，粘度隨著作用時間延長而增大的行為稱為震凝性。10. 動量守恒和機械能守恒應用與流體流動時，二者關系如何？04答：動量守恒和機械能守恒定律都從牛頓第二定律出發(fā)導出，都反映了流動流體各運動參數(shù)變化規(guī)律。流動流體必應同時遵循這兩個規(guī)律，但在實際應用場合卻有所不同。當機械能守恒定律應用于實際流體時，由于流體

5、的粘性導致機械能的耗損，因此機械能衡算式中將出現(xiàn)hf。但是動量守恒定律卻不同，它只將力和動量變化率聯(lián)系起來，并未涉與能量和能耗問題。因此在實際流體的流動中，當機械能損耗無法確定，機械能衡算式不能有效地應用時，可以試用動量守恒確定各運動參數(shù)之間的關系。但必須有一前提：控制體流體所受的作用力能夠正確確定，或者主要的外力可以確定而次要的外力可以忽略。反之，當重要的外力不能確定，而阻力能從其他途徑求得，或阻力可以忽略，則機械能衡算式可有效地解決問題。但最終均須借助實驗對所得關系式進行校正。11. 何謂泊謖葉方程？其應用條件有哪些？0612. 簡述流體靜壓強的特性。07第二章 流體輸送機械1. 簡述往復

6、泵的水錘現(xiàn)象。往復泵的流量調節(jié)方法有哪幾種？99答：當泵處于吸入行程，壓出閥門關閉，無液體排出，但管液體由于慣性在短時間繼續(xù) 流動。于是，在壓出閥門附近造成真空，管形成反向壓差，在反向壓差的作用下，管流體必作反向運動產生沖擊，消耗動能，這種現(xiàn)象稱為“水錘現(xiàn)象”。往復泵的流量調節(jié)方法： 旁路調節(jié)； 改變曲柄轉速和活塞行程。第三章 液體的攪拌1. 簡述攪拌釜中加擋板或導流筒的主要作用分別是什么？982. 攪拌器應具有哪兩種不同的功能？99、06答：攪拌器的兩種不同功能： 產生強大的總體流動，攪拌槳葉之所以取于泵葉片相似形狀，就是為了造成大的總體流動，以達到宏觀的均勻； 產生強烈的湍動，使液體為團尺

7、寸減小。3. 大小不一的攪拌器能否使用同一條功率曲線？為什么？00答：不能。因為功率曲線只適用于尺寸比例符合規(guī)定比例關系的（幾何相似）的攪拌裝置，若比例關系不同，即對比變量數(shù)值就會不同，其功率曲線亦不同。4. 攪拌器的兩個功能是什么？改善攪拌效果的工程措施有哪些？02、10答：為了達到均勻混合，攪拌器應具備兩種功能：即在釜形成一個循環(huán)流動，稱為總體流動；同時希望產生強剪切或湍動。流體在容器作循環(huán)流動，攪拌器對單位重量流體所提供的能量必定全部消耗在循環(huán)回路的阻力損失上，增加循環(huán)回路的阻力損失即提高液流的湍動程度，可采取措施有： 提高攪拌器的轉速，攪拌器可提供較大的壓頭； 阻止容器液體的圓周運動。

8、方法如下：（1）在攪拌釜裝擋板；（2）破壞循環(huán)回路的對稱性； 安裝導流筒來抑制圓周運動的擴展，嚴格控制流動方向，既消除短路現(xiàn)象又有助于消除死區(qū)。5. 攪拌器按工作原理可分為哪幾類？各類攪拌器的特點是什么？03答：攪拌器按工作原理可分為兩大類：一類是以旋漿式為代表，其工作原理與軸流泵葉輪一樣，具有流量大，壓頭低的特點，液體在攪拌釜主要作軸向和切向運動；另一類以渦輪式為代表，其工作原理與離心泵葉輪相似，液體在攪拌釜主要作徑向和切向運動，與旋漿式相比具有流量小、壓頭較高的特點。6. 簡述攪拌過程中強化湍動的主要措施。04答：液流中湍動的強弱雖難以直接測量，但可以從攪拌器所產生的壓頭大小反映出來。液流

9、在容器作循環(huán)流動，攪拌器對單位重量流體所提供的能量必定全部消耗在循環(huán)回路的阻力損失上，增加循環(huán)回路的阻力損失即提高液流的湍動程度，可采取的措施有： 提高攪拌器的轉速，攪拌器可提供較大的壓頭： 阻止容器液體的圓周運動，方法如下：在攪拌釜裝擋板， 破壞循環(huán)回路的對稱性； 安裝導流筒來抑制圓周運動的擴展，嚴格控制流動方向，既消除短路現(xiàn)象又有助于消除死區(qū)。7. 試列舉出三種攪拌器放大的準則。05、07答：攪拌器的所有放大準則應能保證在放大時混合效果保持不變，對不同的攪拌過程和攪拌目的，有以下放大準則可供選擇： 保持攪拌雷諾數(shù)nd2/不變。 保持單位體積能耗P/V0不變。 保持葉片端部切向速度nd不變。

10、 保持攪拌器的流量和壓頭之比值，即q、H不變。第四章 流體通過顆粒層的流動1 試寫出回轉真空過濾機單位面積濾液量q與轉速n、浸入面積分率以與過濾常數(shù)的關系式，并說明過濾面積為什么用轉鼓面積A而不用A-cp？982 在考慮流體通過固定床流動的壓降時，顆粒群的平均直徑是按什么原則定義的？為什么？99答：顆粒群的平均直徑是以比表面積相等為準則的來確定的。因為固體的顆粒很小，流體在顆粒層流動是極其緩慢的爬流，無脫體現(xiàn)象產生，這樣流體阻力主要由顆粒層固體表面積的大小來決定，而顆粒的形狀并不重要，基于對流動過程的此種認識，應以比表面積相等為準則來確定實際顆粒群的平均直徑。3 加快過濾速率有哪幾種途徑？00

11、、02、05、07（影響過濾速率的因素有哪些？）答一：加快過濾速率的三種途徑： 改變?yōu)V餅結構； 改變懸浮液中顆粒的聚集狀態(tài)； 動態(tài)過濾。答二：加快過濾速率的三種途徑： 改變?yōu)V餅結構如空隙率、可壓縮性，常用的方法是添加助濾劑使濾餅較為疏松而且不可壓縮； 改變懸浮液中的顆粒聚集狀態(tài)，過濾之前先將懸浮液作處理，使分散的細小顆粒聚集成較大顆粒。其方法：.加入聚合電解質使固體顆粒之間發(fā)生橋接，形成多個顆粒組成的絮團；.在懸浮液中加入無計電解質使顆粒表面的雙電層壓縮，顆粒間借德華力凝聚在一起； 動態(tài)過濾：采用多種方法，如機械的、水力的或電場的人為干擾限制濾餅增長的過濾方法。4 在表面過濾方式中，何謂架橋現(xiàn)

12、象？015 在考慮流體通過固定床流動的壓降時，顆粒群的平均直徑是按什么原則定義的？為什么？05答：顆粒的平均直徑以比表面積相等為原則來定義。 由于固體顆粒尺寸較小，流體在顆粒層的流動是極其緩慢的爬流，無邊界脫體現(xiàn)象發(fā)生；流動阻力主要由顆粒層固體表面積的大小決定，而顆粒的形狀并不重要，因此應以表面積相等作為準則，確定實際顆粒群的平均直徑。6 氣體中含有12微米直徑的固體顆粒，應選用哪一種氣固分離方法？067 何謂固定床吸附器的透過曲線？什么是透過點、飽和點？07第五章 顆粒的沉降和流態(tài)化1. 當沉降處于斯托克斯定律區(qū)時，試寫出非球形顆粒的等沉降速度當量直徑de的計算式。98、05答：當顆粒直徑較

13、小，球形顆粒的沉降處于斯托克斯定律區(qū)時，沉降速度為：假設非球形顆粒的實際沉降速度為uj，則顆粒的等沉降速度當量直徑為：2. 流化床的壓降與哪些因素有關？983. 因某種原因使進入沉降室的含塵氣體溫度升高，若氣體質量與含塵情況不變，降塵室出口氣體的含塵量將有何變化？原因何在？99、07（溫度降低時的情況如何？）答：出口氣體的含塵量增加。因為溫度的提高必帶來空氣密度的增加，那么由顆粒沉降公式可以看出d min的增加，即降塵室殼全部出去的最小顆粒直徑增加，也就是出口氣體的含塵量增加。 4. 評價旋風分離器性能的主要指標有哪些？00答：旋風分離器性能的主要指標有兩個： 分離效率； 氣體經過旋風分離器的

14、壓降。5. 簡述旋風分離器性能指標中分割直徑dpc的概念。016. 什么是顆粒的自由沉降速度？02、10答：靜止液體中，設顆粒的初速度為0，在重力或離心力作用下沿重力方向或離心力方向作沉降運動，隨著下降速度的增加，加速度逐漸減小，當加速度等于0時，顆粒將以恒定不變的速度ut繼續(xù)下降，此ut即為顆粒的自由沉降速度。7. 實際流化現(xiàn)象有哪兩種？通常，各自發(fā)生于什么系統(tǒng)？03答：從床流體和顆粒的運動狀況來看，實際中存在兩種截然不同的流化現(xiàn)象：散式流化：一般發(fā)生于液-固系統(tǒng)，散式流化床較接近理想流化床；聚式流化：一般發(fā)生于氣-固系統(tǒng)，聚式流化的床層不如散式流化那樣平穩(wěn)，而是頻繁的起伏波動。8. 影響顆

15、粒沉降速度的因素有哪些？04答：對于固定的流-固系統(tǒng)，物性、和r都是定值，單個球形顆粒的沉降速度只與顆粒有關；實際中還需要考慮下列各因素：干擾沉降、端效應、分子運動。非球形、液滴或氣泡的運動等。9. 何謂流化床層的生不穩(wěn)定性？如何控制？04答：設有一正常操作的流化床，由于某種干擾在床某局部區(qū)域出現(xiàn)一個空穴，該處床層密度即流動阻力必然減小，附近的氣體便優(yōu)先取道此空穴而通過。空穴處氣體流量的急劇增加，可將空穴頂部更多顆粒推開，從而空穴變大，空穴變大又使該處阻力進一步減小，氣體流量進一步增加，從而產生惡性循環(huán)，這種惡性循環(huán)稱為流化床層的生不穩(wěn)定性。 為抑制流化床的這一不利因素，通常采取以下措施，設計

16、適當開空率和壓降的分布板來增加分布板的阻力；設置水平擋板或垂直構件的部構件；采取小直徑、寬分布的顆粒；采用細顆粒、高氣速流化床。第六章 傳熱1. 影響輻射傳熱的主要因素有哪些？99、04答：影響輻射傳熱的主要因素： 溫度的影響，輻射熱流量正比于溫度四次方之差； 幾何位置的影響，角系數(shù)對兩物體間的輻射傳熱有重要影響； 表面黑度的影響，通過改變表面黑度的方法可以強化或減弱輻射傳熱； 輻射表面之間介質的影響。2. 簡述輻射傳熱中黑體和灰體的概念。00、02答：黑體：吸收率等于1的物體，實際不存在?；殷w：把實際物體當成是對各種波長輻射均能同樣吸收的理想物體。（在一定溫度下，灰體的輻射能力和吸收率的比值

17、恒等于同溫度下黑體的輻射能力，柯奇西荷先定律）3. 液體沸騰的必要條件有哪兩個？01、10答：第七章 蒸發(fā)1. 蒸發(fā)器提高液體循環(huán)速度的意義有哪些？98、05答：蒸發(fā)器提高液體循環(huán)速度的重要性不僅在于提高沸騰給熱系數(shù)，其主要用意在于降低單程汽化率，在同樣蒸發(fā)能力下（單位時間的溶劑汽化量），循環(huán)速度越大，單位時間通過加熱管的液體量越多，溶液一次通過加熱管后汽化的百分數(shù)（汽化率）也越低。溶液在加熱表面附近的局部濃度增高現(xiàn)象可以減輕，加熱面上結垢現(xiàn)象可以延緩。溶液濃度越高，為較少結垢所需要的循環(huán)速度越大。2. 何謂蒸發(fā)設備的生產強度？提高蒸發(fā)器生產強度的途徑有哪些？99、07答：單位傳熱面的蒸發(fā)量定

18、義為蒸發(fā)器的生產強度U。即： U = W/AW為各效水份蒸發(fā)量總和；A為各效傳熱面積之和。3. 循環(huán)型蒸發(fā)器中，降低單程汽化率的目的是什么？014. 蒸發(fā)操作節(jié)能的措施有多種，試寫出三種。06第八章 氣體吸收1. 化學吸收和物理吸收相比有何優(yōu)點？04答：化學吸收與物理吸收相比，具有如下優(yōu)點： 化學反應提高了吸收的選擇性； 加快了吸收速率，從而減小了設備容積； 反應增加了溶質在液相的溶解度，減少吸收劑用量； 反應降低了溶質在氣相中的平衡分壓，可較徹底地除去氣相中很少量的有害氣體。第九章 液體精餾1. 簡述恒沸精餾和萃取精餾的主要異同點。04答：恒沸精餾和萃取精餾都是在被分離溶液中加入某種添加劑改

19、變原溶液中各組分間的相對揮發(fā)度而實現(xiàn)分離的。但其差別在于： 恒沸精餾添加劑必須與被分離組分形成恒沸物，而萃取精餾則無此限制，故萃取精餾添加劑的選擇圍較廣； 恒沸精餾的添加劑被汽化由塔頂蒸出，此項潛熱消耗較大（尤其當餾出液比例較多時），其經濟性不與萃取精餾； 由于萃取必須不斷由塔頂加入，故萃取精餾不能簡單地用于簡寫操作，而恒沸精餾從大規(guī)模連續(xù)產生至實驗室小型間歇精餾均能方便地操作。第十章 汽液傳質設備1. 簡述什么是汽液傳質板式塔操作中的轉相點？982. 綜合評價塔板性能的標準是什么？99、02答一：綜合評價塔板性能的標準為： 通過能力大，即單位塔截面能夠處理的汽液負荷高： 塔板效率高； 踏板壓

20、降低； 操作彈性大； 結構簡單，制作成本低。答二：衡量塔板性能優(yōu)劣的標準，一般包括兩個方面：一是塔板的效率（點效率、默弗里板效率等）；二是生產能力。即可通過氣、液兩相負荷的大小。塔板效率高，傳質效果好，塔頂和塔底的產品質量或者所用的塔板數(shù)小，塔的總高就低，投資較少。允許通過氣、液兩相的流量都很大，塔的生產能力就大，滿足生產量的塔徑相對較小。3. 篩板塔的汽液接觸狀態(tài)有哪三種？各有什么特點？01、05答：氣液兩相在塔板上的接觸情況可大致分為下列三種狀態(tài)： 鼓泡接觸狀態(tài)：當孔速很低時，通過篩孔的氣流斷裂成氣泡在板上液層表面十分清晰。該狀態(tài)是兩相接觸面積為氣泡表面；由于氣泡數(shù)量較少，氣泡表面的湍動程

21、度亦低，傳質阻力較大。 泡沫接觸狀態(tài)：隨著孔速的增加，氣泡數(shù)量急劇增加，氣泡表面連成一片并且不斷發(fā)生合并與破裂，板上液體大部分以液膜形式存在于氣泡之間，僅在靠近塔板表面處才能看到少許清液。該狀態(tài)下液體仍為連續(xù)相，氣體仍為分散相；兩相傳質表面是面積很大的液膜，此液膜不同與因表面活性劑的存在而形成的穩(wěn)定泡沫，塔高度湍動而且不斷合并和破裂。 噴射接觸狀態(tài)：當孔速繼續(xù)增加，動能很大的氣體從篩孔以射流形式穿過液層，將板上液體破碎成許多大小不等的液滴而拋于塔板上方空間；被噴射出去的液滴落下以后，在塔板上匯聚成很薄的液層并再次被破碎成液滴拋出。該狀態(tài)時液體為分散相而氣體為連續(xù)相；兩相傳質面積是液滴的外表面，

22、且液滴多次形成與合并使傳質表面不斷更新。4. 簡述填料塔等板高度HETP的概念。02、07、10答：在填料塔中，分離效果相當于一塊理論板的填料層高度即為填料塔的等板高度（HETP）。5. 簡述填料塔載點、泛點的概念。03、04、05、07、10答：載點（L點）：空塔氣速u增大到ut以后，氣速使上升氣流與下降液體間摩擦力開始阻礙液體順利下流，使填料表面持液量增多，占去更多空隙，氣體實際速度與空塔氣速的值顯著提高，故壓力降比以前增加的快，這種現(xiàn)象稱為載液，L點稱載點。泛點F：空塔氣速u增大到ut以后，p與u成垂直關系，表明上升氣體足以阻止液體下流，于是液體填料層充滿填料層空隙，氣體只能鼓泡上升，隨

23、之液體被氣流帶出塔頂，塔的操作極不穩(wěn)定，甚至被完全破壞，這種現(xiàn)象稱液泛，F(xiàn)點稱為泛點。6. 板式塔的不正常操作現(xiàn)象有哪些？04、06答：如果板式塔設計不良或操作不當，塔將會產生一些使塔根本無法工作的不正?，F(xiàn)象： 夾帶液泛：對一定的液體流量，當氣速增至某一定數(shù)值時，塔板上必將出現(xiàn)惡性循環(huán)，板上液層不斷增厚而不能達到平衡；最終液體將充滿全塔，并隨氣體從塔頂溢出； 溢流液泛：因降液管通過能力的限制而引起的液泛； 漏液：液體在板上與垂直向上的氣體進行錯流接觸由降液管流下，當氣速較小時，部分液體從篩孔直接落下的現(xiàn)象。7. 簡述板式塔、填料塔各適合什么應用場合？068. 為何有時實際塔板的默弗里板效率會大

24、于1？濕板效率和默弗里板效率的實際意義有何不同？07第十一章 液液萃取1. 何謂萃取操作的選擇性系數(shù)？什么情況下= ? 98、06（它在什么情況下不能進行萃取分離？）2. 什么是轉盤萃取塔的特性速度？983. 當兩相流量比相差很大時，而且所選用的萃取塔設備又可能產生嚴重的軸向返混，此時應將流量大的還是流量小的一相作為分散相？為什么？99答：應選用流量小的一相作為分散相。因為當兩相流量比相差很大，而且所選設備有可能產生嚴重的軸向混合，因為較小的返混量就會影響推動力，所以我們首先應當考慮的盡量減少軸向混合的影響，而不是考慮獲得較大的相際傳質表面積，因此，應將流量小者作為分散相。4. 液液萃取塔設備

25、的主要技術性能有哪些？00答：液液萃取設備的主要性能指標為： 設備允許通過能力，即兩相的極限通過能力，決定設備的直徑； 設備的傳質速率，決定設備的高度。5. 簡述萃?。ㄈ锵担┻^程中的臨界混熔點、選擇性系數(shù)？016. 簡述萃取過程中選擇溶劑的基本要求有哪些？02、03、05、10答：液液萃取過程中，所使用的溶劑必須滿足兩個基本要求： 溶劑不能與被分離混合物完全互溶，只能部分互溶； 溶劑具有選擇性，即對溶質和稀釋劑有不同的溶解能力。7. 何謂超臨界萃??？超臨界萃取的基本流程有哪些？07第十二章 其他傳質分離方法1. 吸附分離常用的吸附劑有哪些？03、10答：化工生產中常用天然和人工制作的兩類吸附劑：天然礦物吸附劑有硅藻土、白土、天然沸石等；人工吸附劑有活性炭、硅膠、活性氧化鋁、合成沸石和天然沸石分子篩等。2. 簡述膜分離的基本原理。03答：利用固體膜對流體混合物中的各組分的選擇性滲透從而分離各個組分的方法統(tǒng)稱為膜分離，其過程推動力是膜兩側的壓差或電位差。第十三章 熱、質同時傳遞的過程1濕球溫度與絕熱飽和溫度的物理意義有何區(qū)別？05答：濕球溫度與絕熱飽和溫度都有重要的實用意義，都表達了氣體入口狀態(tài)已確定時與之接觸的液