环工原理简答题.docxVIP

1．悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是什么？ 答案要点：在滤饼中形成骨架，使滤渣疏松，孔隙率加大，滤液得以畅流。 2．简述热流体将热量通过壁面传给冷流体的过程。 答案要点：热流体以对流传热的方式将热量传给壁面、 壁面间的热传导、 冷流体以对流传热的方式获得热量。 3．什么是离心分离因数，如何提高离心机的分离效率？ 答案要点：离心分离因数是指物料在离心力场中所受的离心力与重力之比。 为了提高离心机的分离效率， 通常使离心机的转速增高， 而将它的直径适当减少。 4．强化传热的途径有哪些？ 答案要点：由传热基本方程式为 Q = KAΔtm可知，强化传热的途径有： 1）增加传热面积 A （即增加单位体积的传热面积而不是增大换热器体积） ； 2）增加温度差 tm；（采用逆流流动）； 3）增加传热系数 K （增加流体的湍流流动，防止垢层热阻的形成及及时地消除垢层热阻） 5．试比较深层过滤和表面过滤的特点和差异。 表面过滤发生在过滤介质的表面， 待过滤流体中的固体颗粒被过滤介质截留， 并在其表面逐渐累积成滤饼， 滤饼亦起过滤作用。 表面过滤通常发生在过滤流体中颗粒物浓度较高或过滤速度较慢、滤饼容易形成的情况下。 深层过滤通常发生在以固体颗粒为过滤介质的过滤操作中， 过滤时，颗粒物进入过滤介质层， 在拦截、惯性碰撞、扩散沉淀等作用下颗粒物附着在介质表面而与流体分开。深沉过滤一般适用于过滤流体中颗粒物浓度较低的场合。 一．流体中组分 A 的含量为 cA ,0 ，与平壁面接触，壁面上组分 A 的含量为 cA,i ， 且 cA,0 cA ,i 。试绘制当流体分别为静止、沿壁面层流流动和湍流流动时，组分 A 在壁面法向上的浓度分布示意图。 （ 6 分） a.静止时 b.层流流动 c.湍流流动 CA0 CA0 CA0 cA ,i L cA,i L cA,i L a.静止时 b.层流流动 c.湍流流动 二．设冬天室内的温度为 T1 ，室外温度为 T2 ， T1 T2 。在两温度保持不变的情况 下，试绘制下列三种情况下从室内空气到室外大气温度分布示意图。 （6 分） 1）室外平静无风，不考虑辐射传热； 2）室外冷空气以一定流速流过砖墙表面； 3）除了室外刮风外，还考虑砖墙与四周环境的辐射传热。 室内 T1 室外 T2 室内 T1 室外 T2 室内 T1 室外 T2 （1） （2） （3） 三．流体沿平壁面流动时， 同时发生传质过程。 当流速增加致使流动状态由层流变为湍流时，试分析流动边界层厚度的变化， 以及对流动阻力和传质阻力产生的影响。（8 分） 边界层厚度与流速有关，流速增加，边界层厚度减少。流动由层流变成湍流， 速度梯度变大，摩擦力增加，流动阻力增加；边界层厚度减少，而传质阻力主要 集中在边界层，湍流加大了液体的对流，浓度梯度增大，传质阻力减少。 四．有一个套管换热器，内管外侧装有翅片，用水冷却空气，空气和水各应走哪里（管内和壳间）？试解释原因。 （ 10 分） 装有翅片的目的一方面是为了加大接触面积； 另一方面是为了破坏边界层形成以提高对流传热系数。 要提高传热器的传热效果， 应当提高限制步骤的传热效果。 因此，在用水冷却空气的换热过程中， 空气对流传热慢， 是制约因素。所以，翅片应放在空气一侧，即空气走壳间，水走管内。 五．试比较深层过滤和表面过滤的特点和差异。 （ 10 分） 表面过滤发生在过滤介质的表面，待过滤流体中的固体颗粒被过滤介质截留，并在其表面逐渐累积成滤饼， 滤饼亦起过滤作用。 表面过滤通常发生在过滤流体中颗粒物浓度较高或过滤速度较慢、滤饼容易形成的情况下。 深层过滤通常发生在以固体颗粒为过滤介质的过滤操作中， 过滤时，颗粒物进入过滤介质层， 在拦截、惯性碰撞、 扩散沉淀等作用下颗粒物附着在介质表面而与流体分开。深沉过滤一般适用于过滤流体中颗粒物浓度较低的场合。 1.在空气－水间壁换热器中， 为强化换热可采取哪些措施？传热壁面的温度接近于哪一侧的温度？ 1）提高总传热系数：气侧传热控制，所以强化气侧，走管外，加翅片；水侧提高流速；提高温差采用逆流操作。 2）接近水侧温度，因为水侧热阻小，温差小。 2.为减少室外设备的热损失，在保温层外包一层金属皮，一般会采用表面光滑、颜色较浅的材料，试说明原因。 1）表面光滑，减小对流传热系数，减少对流热损失。 2）颜色较浅，辐射能力弱，减小辐射热损失。 3.已知分子扩散时， 通过某一截面的组分 A 的传质通量、 分子扩散通量和总物质通量分别为 NA，N A,D ，NM 。在以下两种情况下，分别在括号内填写 “﹤”或“﹦”或 “﹥”，表示出三者的关系。 1）等分子反向扩散时： NA,D（ ＝ ）NA （ ）NM