四川大学化工考研884复试面试化工原理面试题库答案.pdfVIP

四川大学化工考研884复试面试化工原理面试题库答案--第1页

1.用化工原理解释“开水不响,响水不开”的现象.

水中能溶有少量空气，容器壁的表面小空穴中也吸附着空气，这些小气泡起气化核的作用。水对空气的溶

解度及器壁对空气的吸附量随温度的升高而减少，当水被加热时,气泡首先在受热面的器壁上生成。气泡

生成之后，由于水继续被加热，在受热面附近形成过热水层，它将不断地向小气泡内蒸发水蒸汽,使泡内

的压强（空气压与蒸汽压之和）不断增大，结果使气泡的体积不断膨胀，气泡所受的浮力也随之增大，当

气泡所受的浮力大于气泡与壁间的附着力时,气泡便离开器壁开始上浮。

在沸腾前，窗口里各水层的温度不同,受热面附近水层的温度较高,水面附近的温度较低.气泡在上升过程

中不仅泡内空气压强P。随水温的降低而降低，泡内有一部分水蒸汽凝结成饱和蒸汽,压强亦在减小，而外

界压强基本不变，此时,泡外压强大于内压强，于是上浮的气泡在上升过程中体积将缩小，当水温接近沸

点时，有大量的气泡涌现,接连不断地上升，并迅速地由大变小，使水剧烈振荡，产生”嗡,嗡的响声，

这就是”响水不开”的道理.

对水继续加热，由于对流和气泡不断地将热能带至中、上层,使整个溶器的水温趋于一致，此时,气泡脱

离器壁上浮，其内部的饱和水蒸汽将不会凝结,饱和蒸汽压趋于一个稳定值。气泡在上浮过程中，液体对

气泡的静压强随着水的深度变小而减小,因此气泡壁所受的外压强与其内压强相比也在逐渐减小,气泡液

—-气分界面上的力学平衡遭破坏，气泡迅速膨胀加速上浮，直至水面释出蒸汽和空气，水开始沸腾了,也

就是人们常说的”水开了由于此时气泡上升至水面破裂，对水的振荡减弱，几乎听不到嗡嗡声，这就

是开水不响的原因。

2.试举例说明分子动量扩散、热量扩散和质量扩散现象，并阐述三个过程的物理

本质和共性特征。

动量传递—-在垂直于实际流体流动方向上，动量由高速度区向低速度区的转移。如:流体输送，过滤，沉

降。

热量传递—-热量由高温度区向低温度区的转移。如：干燥,换热，蒸发。

质量传递——物系中一个或几个组分由高浓度区向低浓度区的转移。如：吸收，精馏,萃取,吸附、膜分离。

传质和传热:结晶、干燥.

由此可见，动量、热量与质量传递之所以发生,是由于物系内部存在着速度、温度和浓度梯度的缘故.可以

用类似的数学模型来描述，都可用传递方程遵维象方程：物理量的传递速率=推动力/阻力。牛顿粘性定律、

傅里叶定律、费克扩散定律都是描述分子运动引起传递的现象定律，通量与梯度成正比。

3.简要阐述通过圆管内流体流动实验测定摩擦系数的方法。

4.试分析流量增大时，泵入口真空表与出口压力表的读数会如何变化?

根据离心泵的特征曲线和管路特性曲线，泵出口阀开大或泵转速减小,管路的流量都会增加，扬程降低。

在液面和泵入口截面列伯努利方程，Pa/ρ+u^2/2+gZ1=P1/ρ+u2^2/2+gZ2+hf，流速u2增加，阻

力hf增加，则进口压力P1降低，P1=Pa-P真空,所以真空表增加。P1/ρ+u2^2/2+gZ2+he=P2/ρ+u2^2/2

+gZ3+hf,P1降低，he降低，P2降低，即出口的压力表读数降低。

5.试从性能参数、操作方式、适用范围等方面对离心泵和往复泵作比较。

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6.流体在管径不变的直管中作稳定流动，由于流动流体有摩擦阻力损失，所以流

体的流速沿管长变小,此说法对否?解释原因。

不对,不可压缩流体在连续定态流动中，连续性方程式，qv=uA=常数，管径d不变，则流速u不变，由伯

努利方程，Pa/ρ+u^2/2+gZ1=P1/ρ+u2^2/2+gZ2+hf，位能、动能不变，管道有阻力损失，则静压

能减少。

7.在对流传热实验中，热空气的放热量和冷却水的吸收量，哪个用于估算总的传

热量更合理?

用热空气侧的放热量，此实验是固定冷却水的流量，调节变频器改变风机的转速来改变蒸汽热空气的质量

流量，空气侧的传热系数远小于冷却水侧，所以传热阻力主要在于空气侧，总传热系数K约等于h1空气

侧的传热系数.水侧的流速较大，进出口温度变化很小，误差较大；空气侧进出