化工原理复习题
第一章流体流动与输送机械
1. 燃烧重油所得的燃烧气，经分析知其中含CO 28.5％，O 27.5％，N 276％，H 2O8％（体积％），试求此混合气体在温度500℃、压力101.3kPa 时的密度。 解：混合气体平均摩尔质量 mol
kg M y M i i m
/1086.281808.02876.032075.044085.03-?=?+?+?+?=∑=∴ 混合密度
33
3/455.0)
500273(31.81086.28103.101m kg RT pM m m =+????==-ρ
2．已知20℃下水和乙醇的密度分别为998.2 kg/m 3和789kg/m 3,试计算50％（质量％）乙醇水溶液的密度。又知其实测值为935 kg/m 3，计算相对误差。 解：乙醇水溶液的混合密度
789
5
.02.9985.01
2
2
1
1
+=
+
=
ρρρa a m
3/36.881m kg m
=∴ρ
相对误差：
%74.5%10093536.8811%100=???
? ??-=?-实实m m m ρρρ
3．在大气压力为101.3kPa 的地区，某真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为85kPa 。若在大气压力为90 kPa 的地区，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时真空表的读数应为多少？ 解：'
'真
真绝p p p p p a a -=-=
∴kPa p p p p a a 7.73)853.101(90)('
'
=--=--=真真
4．如附图所示，密闭容器中存有密度为900 kg/m 3的液体。容器上方的压力表读数为42kPa ，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上0.55m ，其读数为58 kPa 。试计算液面到下方测压口的距离。 解：液面下测压口处压力
gh p z g p p ρρ+=?+=10
m
h g p p g p gh p z 36.255.081
.990010)4258(3
0101=+??-=+-=-+=?∴ρρρ
题4 附图
5. 如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水，油层和水层的厚度分别为700mm 和600mm 。在容器底部开孔与玻璃管相连。已知油与水的密度分别为800 kg/m 3和1000 kg/m 3。 （1）计算玻璃管内水柱的高度；
（2）判断A 与B 、C 与D 点的压力是否相等。 解：（1）容器底部压力
gh p gh gh p p a a 水水油ρρρ+=++=21
m h h
h h h
16.
16.07.01000
800
2121=+?=+=+=∴水油水水油ρρρρρ
（2）
B A p p ≠ D
C p p =
B D
h 1
h 2
A
C 题5 附图
10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×3.5mm 。已知硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3/h ,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。 解: (1) 大管: mm 476?φ h kg V m s s
/1647918319=?=?=ρ
s m d V u s /69.0068
.0785.03600
/9785.02
21
=?==
s m kg u G ?=?==211
/4.1263183169.0ρ
(2) 小管: mm 5.357?φ
质量流量不变 h kg m s /164792
=
s m d V u s /27.105
.0785.03600
/9785.02
2
22
=?==
或: s m d d u u /27.1)50
68
(69.0)(
222112
=== s m kg u G ?=?=?=222
/4.2325183127.1ρ
11． 如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s 的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg （不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。
解: 以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～ 2-2’间列柏努力方程: f W u p g Z u p g
Z ∑+++=++
2
222211
12
121ρρ
简化: g W u H f /)21(2
2∑+=
m 09.281.9)2012
1
(=÷+?=
题12 附图
1
14．附图所示的是丙烯精馏塔的回流系统，丙烯由贮槽回流至塔顶。丙烯贮槽液面恒定，其液面上方的压力为 2.0MPa （表压），精馏塔内操作压力为1.3MPa （表压）。塔内丙烯管出口处高出贮槽内液面30m ，管内径为140mm ，丙烯密度为600kg/m 3。现要求输送量为40×103kg/h ，管路的全部能量损失为150J/kg （不包括出口能量损失），试核算该过程是否需要泵。
解: 在贮槽液面1-1’与回流管出口外侧2-2’间列柏努力方程:
f e W u p
g Z W u p g
Z
∑+++=+++
2
222211
12
121ρρ
简化:
f e W u p
g Z W p ∑+++=+2
22
21
2
1ρρ
f e
W g Z u p p W ∑+++-=
2221
22
1ρ s m d
m u s
/2.114
.0785.060036001040785.02
32
2
=???=
=
ρ
15081.9302.12
1
60010)0.23.1(26+?+?+?-=
∴e W 题17 附图
20．如附图所示，用泵将20℃水从水池送至高位槽，槽内水面高出池内液面30m 。输送量为30 m 3/h ，此时管路的全部能量损失为40J/kg 。设泵的效率为70％，试求泵所需的功率。 解: 在水池1面与高位槽2面间列柏努力方程:
f e W u p
g Z W u p g Z ∑+++=+++
2
222211
12
121ρρ
简化: f
e
W g Z W ∑+=2
kg J /3.3344081.930=+?=
kW W V W m P e s e s e
786.23.33410003600
30
=??=
=?=ρ kW P P
e
98.37
.0786
.2==
=η
第三章传热
1、某加热器外面包了一层厚为300mm 的绝缘材料，该材料的导热系数为0.16W/（m ?℃），已测得该绝缘层外缘温度为30℃，距加热器外壁250mm 处为75℃，试求加热器外壁面温度为多少？
解：
2
23
21
121λλb t t b t t A
Q -=
-=
C 3007516.025.016.005.03075o 21
12
2321=+?-=+λ?λ-=
∴t b b t t t 2、某燃烧炉的平壁由下列三种砖依次砌成；
耐火砖b 1=230mm ，λ1=1.05 W/(m·℃) 绝热砖b 2=230mm ，λ2=0.151W/(m·℃) 建筑砖b 3=240mm ，λ3=0.93W/(m·℃)
已知耐火砖内侧温度为1000℃，耐火砖与绝热砖界面处的温度为940℃，要求绝热砖与建筑砖界面处的温度不得超过138℃，试求：
（1） 绝热层需几块绝热砖； （2） 普通砖外侧温度为多少？ 解：（1）b 2=?
m
442.09.273151.0138
94005.123.09401000222
23
21121=∴=-=-λ-=
λ-=b b b t t b t t A
Q
230mm
C
C t t o o 1386.1059.273151
.046.094022
<=∴=-
（2）t 4=?
C
9.3493.024.06.1059.273o 44334
3=∴-=
=λ-=t t b t t A
Q
3、Φ50×5㎜的不锈钢管，导热系数λ1＝16Ｗ／（ｍ·Ｋ），外面包裹厚度为30mm 导热系数λ２＝0.2W/（ｍ·Ｋ）的石棉保温层。若钢管的内表面温度为623Ｋ，保温层外表面温度为373Ｋ，试求每米管长的热损失及钢管外表面的温度。 解：已知钢管的内半径mm 2025
2501=?-=r 钢管的外半径mm 252
50
2==
r 保温层的外半径mm 5530253=+=r 根据式（3-12a ），每米管长的热损失
W 39794.3014.0157025
55ln 2.012025ln 161)373623(12ln 1
ln 1)
(22
3212131=+=+-??π=λ+λ-π=
r r r r t t L Q
由于是定态热传导，故各层传导的热量应该相等，可得到钢管外表面的温度t 2。
K 62220
25ln 16112397623ln 1212112=??π-=λ?π-
=r r l Q t t
16、每小时8000m 3（标准状况）的空气在蒸汽加热器中从12℃被加热到42℃，压强为400kPa 的饱和水蒸气在管外冷凝。若设备的热损失估计为热负荷的5%，试求该换热器的热负荷和蒸气用量。 解：热量衡算：)(05.105.11222t t c m Q Q
p s -???==冷
查得标准状况下的空气物性参数
kJ/kg
5.2138kPa 400C)
kJ/(kg 005.1kg/m 293.1o 3
=?==r c ρp 饱和水蒸气的潜热
kW 91)1242(005.13600
293
.1800005.105.1=-????
==冷Q Q
蒸汽用量：kg/s 0426.05
.2138911===r Q m s
17、在一套管式换热器中，用冷却水将1.25kg/s 的苯由350K 冷却至300K ，冷却水进出口温度分别为290K 和320K 。试求冷却水消耗量。
习题3-3 附图
解：由苯的定性温度K 3252
300
350=+=
t ，查苯的物性参数）（C kg kJ/84.1o ?=p c 由苯计算热负荷kW 115)300350(84.125.1)(2111=-??=-??=T T c m Q p s 由冷却水的定性温度K 3052
320
290=+=
t ，查水的物性参数）（C kg kJ/18.4o ?=p c kg/s
916.0)
290320(18.4115
)()(12221222=-?=-?=
-??=t t c Q m t t c m Q p s p s
18、在一列管式换热器中，将某溶液自15℃加热至40℃，载热体从120℃降至60℃。试计算换热器逆流和并流时的冷、热流体平均温度差。 解：（1）逆流时平均温度差为
C 83.60)4580
ln(45
80)
ln(o 2
121=-=???-?=
?t t t t t m 逆 并流：C 3.51)20105
ln(20105)
ln(o 2
121=-=???-?=
?t t t t t m 并
19、在一单壳程、四管程的列管式换热器中，用水冷却油。冷却水在壳程流动，进出口温度分别为15℃和32℃。油的进、出口温度分别为100℃和40℃。试求两流体间的温度差。 解：先按逆流时计算，逆流时平均温度差为
C 0.43)2568
ln(25
68)
ln(o 2
121=-=???-?=
?t t t t t m 逆 折流时的对数平均温度差为逆'
m m t t ?φ=?其中),(P R f φ=
53.3153240
1001221=--=--=
t t T T R
2.015
10015
321122=--=--=
t T t t P
由图3-27（a ）查得9.0=φ，故C 7.380.439.0o
=?=?m t
20、在一内管为φ180?10mm 的套管式换热器中，管程中热水流量为3000kg/h ，进、出口温度分别为为
120
60 40 15 80 45
120 60 15 40 105 20
100
40 32 15 68 25
90℃和60℃。壳程中冷却水的进、出口温度分别为20℃和50℃，总传热系数为2000W/(m 2?℃)。试求：（1）冷却水用量；（2）逆流流动时的平均温度差及管子的长度；（3）并流流动时的平均温度差及管子的长度；
解：（1）水的比热C)kJ/(kg 186.4o
?=p c
kg/h
3000)
2050(186.4)
6090(186.43000)
()()()(1222111212222111=-?-??=
-?-??=
-??=-??t t c T T c m m t t c m T T c m p p s s p s p s （2）逆流时平均温度差为
402
40
40=+=
?m t ℃ m 32.218
.014.331.1m 31.140
20003600)6090(10186.43000)
()(2321112111=?=π=
=??-???=?-??=?=-??=d A l t K T T c m A t KA T T c m Q m
p s m p s
（3）并流时平均温度差为
C 8.30)1070
ln(10
70)
ln(o 2
121=-=???-?=
?t t t t t m 逆 m 03.318
.014.371.1m 71.16
.3020003600)
6090(10186.43000)
()(2321112111=?=π=
=??-???=?-??=?=-??=d A l t K T T c m A t KA T T c m Q m
p s m p s
21、在一内管为φ25?2.5mm 的套管式换热器中，CO 2气体在管程流动，对流传热系数为40 W/(m 2?℃)。壳程中冷却水的对流传热系数为3000W/(m 2?℃)。试求：（1）总传热系数；（2）若管内CO 2气体的对流传热系数增大一倍，总传热系数增加多少；（3）若管外水的对流传热系数增大一倍，总传热系数增加多少；（以外表面积计） 解：m 0025.0,m 0225.0,m 025.0,
m 02.012====b d d d m
K)W/(m 3000,K)W/(m 402122?=?=αα
查得碳钢的导热系数K)W/(m 45?=λ 取管内CO 2侧污垢热阻R s2=0.53?10-3 (m 2?K/W) 管外水侧热阻R s1=0.21?10-3 (m 2?K/W)
90 60 50 20 40 40
90 60 20 50 70 10
(1)总传热系数（以外表面积计）
K)
W/(m 7.30K/W m 1025.302.0025
.040102.0025.01053.00225.0025.0450025.01021.0300011112122332
1
22121111?=??=?+??+?+?+=
α++λ++α=---K d d d d R d d b R K s m s （2）管内CO 2气体的对流传热系数增大一倍，即α'2=80W/(m 2?K)
K)
W/(m 2.59K)/W (m 1069.102.0025
.080102.0025.01053.00225.0025.0450025.01021.0300011112122332
1
22121111?=??=?+??+?+?+=
α'++λ++α=---K d d d d R d d b R K s m s %8.92%1007
.307
.302.59111=?-='-'K K K
总传热系数增加92.8%
（3）若管外水的对流传热系数增大一倍，α'1=6000W/(m 2?K)
K)
W/(m 9.30K)/W (m 1023.302.0025.040102.0025.01053.00225.0025.0450025.01021.0600011112122332
122121111?=??=?+??+?+?+=
α+
+λ++α'=---K d d d d R d d b R K s m s 总传热系数增加0.7%
第五章气体吸收
气液平衡
1．在常压、室温条件下，含溶质的混合气的中，溶质的体积分率为10％，求混合气体中溶质的摩尔分率和摩尔比各为多少？ 解：
当压力不太高，温度不太低时，体积分率等于分摩尔分率，即 y=0.10
根据 y
-1y
Y ＝
，所以0.110.1-1 0.1Y =＝
2．向盛有一定量水的鼓泡吸收器中通入纯的CO 2气体，经充分接触后，测得水中的CO 2平衡浓度为2.875×10－2
kmol/m 3
，鼓泡器内总压为101.3kPa ，水温30℃，溶液密度为1000 kg/m 3
。试求亨利系数E 、溶解度系数H 及相平衡常数m 。 解：
查得30℃，水的kPa 2.4=s p
kPa
1.97
2.4
3.101*=-=-=s A p p p
稀溶液：3kmol/m 56.5518
1000
==
≈
S
M c
ρ
4
2
1017.556
.5510875.2--?=?==c c x A
kPa 10876.11017.51.975
4*?=?==-x p E A
)m kmol/(kPa 1096.21
.9710875.2342
*??=?==
--A
A p c H
18543
.10110876.15=?==p E m
3．在压力为101.3kPa ，温度30℃下，含CO 220％（体积分率）空气－CO 2混合气与水充分接触，试求液相中CO 2的摩尔浓度、摩尔分率及摩尔比。 解：
查得30℃下CO 2在水中的亨利系数E 为1.88×105
kPa CO 2为难溶于水的气体，故溶液为稀溶液
kPa)kmol/(m 1096.218
1088.11000
345
??=??=
=
-S
S
EM H ρ kPa
3.2033.10120.0*A =?==yp p
334*km ol/m 1001.63.2010
96.2--?=??==A A Hp c 18523
.1011088.15=?==p E m
4-101.081852
0.20m y x ?===
4-4--4
101.0810
1.081101.08x -1x X ?=??=－＝
5．用清水逆流吸收混合气中的氨，进入常压吸收塔的气体含氨6％（体积），氨的吸收率为93.3％，溶液出口浓度为0.012（摩尔比），操作条件下相平衡关系为X Y 52.2*
=。试用气相摩尔比表示塔顶和
塔底处吸收的推动力。 解：
064.006
.0106
.01111=-=-=
y y Y 03024.0012.052.252.21*1=?==X Y
29004.00.933)-0.064(11
Y 12==）＝－（?Y 0052.252.22*2=?==X Y 塔顶： 29004.029004.0*222==-=?Y Y Y
塔底： 034.003024.0064.0*111
=-=-=?Y Y Y
吸收过程设计型计算
10．用20℃的清水逆流吸收氨－空气混合气中的氨，已知混合气体总压为101.3 kPa ，其中氨的分压为1.0133 kPa ，要求混合气体处理量为773m 3
/h ，水吸收混合气中氨的吸收率为99％。在操作条件下物系的平衡关系为X Y
757.0*
=，若吸收剂用量为最小用的2
倍，试求（1）塔内每小时所需清水的量为多少
kg ？（1）塔底液相浓度（用摩尔分率表示）。 解：
（1） 01.00133
.13.1010133.11
=-==
B A p p Y 412101)99.01(01.0)1(-?=-=-=ηY Y
kmol/h 8.31)01.01(4
.22293273
773=-??=
V
kmol/h 8.230757
.001.0)
0001.001.0(8.312
*121min =--=--=X X Y Y V
L
实际吸收剂用量L =2L min =2×23.8=47.6kmol/h ＝856.8 kg/h
（2） X 1 = X 2+V （Y 1-Y 2）/L =0+
0066.06
.47)
0001.001.0(8.31=-
11．在一填料吸收塔内，用清水逆流吸收混合气体中的有害组分A ，已知进塔混合气体中组分A 的浓度为0.04（摩尔分率，下同），出塔尾气中A 的浓度为0.005，出塔水溶液中组分A 的浓度为0.012，操作条件下气液平衡关系为X Y 5.2*
=。试求操作液气比是最小液气比的倍数？
解：
0417.004
.0104
.01111=-=-=
y y Y
005.0005
.01005
.01222=-=-=
y y Y
0121.0012
.01012
.01111=-=-=
x x X
2.2
)0417.0005.01(5.2)1(121212*121min =-=-=-=--=???
??Y Y m m Y Y Y X X Y Y V L
03.30
0121.0005.00417.02121=--=--=X X Y Y V L 38.12
.203
.3/min ==??? ??V L V L
12．用SO 2含量为1.1×10-3(摩尔分率)的水溶液吸收含SO 2为0.09（摩尔分率）的混合气中的SO 2。已知进塔吸收剂流量为37800kg/h ，混合气流量为100kmol/h ，要求SO 2的吸收率为80%。在吸收操作条件下，系统的平衡关系为X Y 8.17*
=，求气相总传质单元数。 解： 吸收剂流量kmol/h 210018
37800
==
L
099.009
.0109
.01111=-=-=
y y Y
0198
.0)8.01(099.0)1(12=-=-=ηY Y
惰性气体流量km ol/h
91)09.01(100)1(1001=-=-=y V
3321211053.4)0198.0099.0(2100
91101.1)(--?=-+?=-+
=Y Y L V X X 0184
.01053.48.17099.03*111=??-=-=?-Y Y Y
43*222102.2101.18.170198.0--?=??-=-=?Y Y Y
344
2
1
21101.4102.20184
.0ln 102.20184.0ln ---?=??-=???-?=?Y Y Y Y Y m
3.19101.40198
.0099.03
21=?-=?-=
-m OG Y Y Y N
12．空气中含丙酮2%（体积百分数）的混合气以0.024kmol/m 2·s 的流速进入一填料塔，今用流速为0.065kmol/m 2·s 的清水逆流吸收混合气中的丙酮，要求丙酮的回收率为98.8%。已知操作压力为100 kPa ，操作温度下的亨利系数为177 kPa ，气相总体积吸收系数为0.0231 kmol/m 3·s ，试用解吸因数法求填料层高度。 解
已知
0204.02
1002
1=-=
y 0208.00204.010204.01111=-=-=
y y Y
000250.0)988.01(0208.0)1(12=-=-=ηY Y
02=X
77.1100
177
===
p E m
因此时为低浓度吸收，故
024.0Ω
≈V
kmol/m 2·s 654.0065
.0024.077.1=?==L mV S
2221mX Y mX Y --=
3.83988
.011
1121=-=-=ηY Y ()??
????+----=S mX Y mX Y S S N 2221OG 1ln 11
[]654.03.83)654.01(ln 654
.011
+?--=
=11.0
OG N 也可由654.0=S 和
2
221mX Y mX Y --=83.3，查图5-25得到OG N =9.78
a ΩK V H Y =
OG =m 04.10231
.0024
.0=
所以OG OG H N Z
?==9.78×1.04=10.17m
第六章蒸馏
3．试计算压力为101.3kPa 时，苯-甲苯混合液在96℃时的气液平衡组成。已知96℃时，p A o =160.52kPa ，p B o =65.66kPa 。 解：液相苯的分率：376.066
.6552.16066
.653.101=--=
--=
O
B
O A O B A
P P P P x
气相苯的分率：596.03
.101376
.052.160=?=?=
P x P y A O
A A
5．根据某理想物系的平衡数据，试计算出相对挥发度并写出相平衡方程式。
温度/℃ p A o /kPa p B o /kPa 70 123.3 31.2 80 180.4 47.6 90 252.6 70.1 100
349.8
101.3
解：
温度/℃
70
80 90 100 O
B
O A P P =
α
3.952
3.790
3.603
3.453
（1）70.34
453
.3603.3790.3952.3=+++=
m α
（2）x
x
y 7.217.3+=
6．在一连续操作的精馏塔中，某混合液流量为5000kg/h ，其中轻组分含量为0.3（摩尔分数，下同），要求馏出液轻组分回收率为0.88，釜液中轻组分含量不高于0.05，试求塔顶馏出液的摩尔流量和摩尔分数。已知M A =114kg/kmol, M B =128kg/kmol 。 解：进料混合物的平均摩尔质量：
kg/kmol 8.1237.01283.0114=?+?=+=B B A A x M x M M
进料混合液的摩尔流量：kmol/h 39.408
.1235000
==
F
物料衡算：
W
D F Wx Dx Fx W D F +=+=
则：
05
.03.088.039.403.039.4039.40?+??=?+=W W
D
联立求解得：W= 29.1 kmol/h D=11.31 kmol/h
塔顶馏出液摩尔分数：943.031
.1188
.03.039.40=??=??=
D x F x F D η
7．在一连续精馏塔中分离苯－氯仿混合液，要求馏出液中轻组分含量为0.96（摩尔分数，下同）的苯。进料量为75kmol/h ，进料中苯含量为0.45，残液中苯含量为0.1，回流比为3.0，泡点进料。试求：（1）从冷凝器回流至塔顶的回流液量和自塔釜上升的蒸气摩尔流量；（2）写出精馏段、提馏段操作线方程。 解：物料衡算：
W
D F Wx Dx Fx W D F +=+=
则：
1
.096.045.07575?+?=?+=W D W
D
联立求解得：kmol/h 52.301
.096.0)
1.045.0(75)(=--?=--=
W D W F x x x x F D
W=F-D=75-30.52=44.48 kmol/h
（1）从冷凝器回流至塔顶的回流液量：kmol/h 56.9152.303=?=?=D R L
自塔釜上生蒸汽的摩尔流量：kmol/h 1.12252.30)13()1(=?+=+=='D R V V （2）精馏段操作线方程：
24.075.01
396.0133111+=+++=+++=
+n n D n n x x R x x R R y （3）提馏段操作线方程： 提馏段下降液体组成：56.1667556.91=+=+=
'F L L
0364.036.11
.1221.048.441.12256.166'''1-=?-=-=
+m m w m m x x x V W x V L y
8．某连续精馏塔，泡点进料，已知操作线方程如下：
化工原理(下)期末考试试卷
化工原理（下）期末考试试卷 一、 选择题： (每题2分，共20分) 1.低浓度难溶气体吸收,其他操作条件不变,入塔气量增加,气相总传质单元高度 H OG 、出塔气体浓度2y 、出塔液体浓度1x 将会有__A______变化。 A OG H ↑, 2y ↑, 1x ↑ B OG H ↑, 2y ↑, 1x ↓ C OG H ↑, 2y ↓, 1x ↓ D OG H ↓, 2y ↑, 1x ↓ 2.在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系 数k y =2kmol/m2h ， 气相总传质系数Ky=1.5kmol/ m2h ，则该处气液界面上气相 浓度y i 应为__B______。平衡关系y=0.5X 。 A .0.02 B.0.01 C.0.015 D.0.005 3.下述说法中正确的是_B____。 A.气膜控制时有：*p p i ≈，L G Hk k 11<< B 气膜控制时有：*p p i ≈，L G Hk k 11>> C 液膜控制时有：i c c ≈*，G L k H k <<1 D 液膜控制时有：i c c ≈，G L k H k >>1 4.进行萃取操作时，应使溶质的分配系数___D_____1。 A 等于 B 大于 C 小于 D 都可以。 5.按饱和液体设计的精馏塔，操作时D/F 、R 等其它参数不变，仅将料液改为冷 液进料，则馏出液中易挥发组分浓度____A____，残液中易挥发组分浓度______。 A 提高，降低； B 降低，提高； C 提高，提高； D 降低，降低 6.某精馏塔的理论板数为17块（包括塔釜），全塔效率为0.5，则实际塔板数为 ____C__块。 A. 30 B.31 C. 32 D. 34 7.在馏出率相同条件下，简单蒸馏所得馏出液浓度____A____平衡蒸馏。 A 高于； B 低于； C 等于； D 或高于或低于 8.指出“相对湿度，绝热饱和温度、露点温度、湿球温度”中，哪一个参量与空 气的温度无关_____B___
化工原理考试试题 (1)
化工07、06级C考 一．填空与选择（29分） 1．精馏过程是利用______________________________________的原理而进行的；最小回流比是指______________________ 的回流比。 2．精馏时，进料状态有_________种；若进料时气液摩尔流量比相等，则q＝_________; q 值最大的进料是_________进料。 3．某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则回流比等于______；塔顶产品量等于________。 4．精馏塔顶部某理论板上液相泡点温度为t1，汽相露点温度为t2;塔底部某理论板上液相泡点温度为t3，汽相露点温度为t4。试比较下述每组温度的关系。 t1 t2 ，t2 t3 ，t3 t4 ，t1 t4 （＞、＝、＜） 5．恒沸精馏与萃取精馏都需加入添加剂（第三组分），其目的是__________ ____________________。 6．筛板塔，泡罩塔，浮阀塔相比较，造价最便宜的是_________;操作弹性最大的是_________; 单板压力降最大的是_________。 7. 一般而言，两组分Ａ、Ｂ的等摩尔相互扩散体现在__________单元操作中,而Ａ在Ｂ中单向扩散体现在__________单元操作中。 8.气体吸收计算中表示填料设备（填料）效能高低的一个量是________，而表示传质任务难易程度的一个量是________。 9．解吸时，溶质由_________向_________传递，若要有利于该过程进行，压力应________，温度应________。 10．在气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将_________，操作线将_________平衡线。 11．对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则塔的传质单元高度H OG将 _________，传质单元数N OG将_________（增加、减少、不变） 12．流量按双膜理论，用清水吸收氨气时，传质阻力主要集中在________。（两相界面、气膜、液膜、液相主体区） 13．萃取时，分配系数Ka＞1表示：__________ __________ 。二．计算题（8分） 在总压为101.3kpa时，95℃温度下苯与甲苯的饱和蒸汽压分别为155.7kpa与63.3kpa，试求： （1）平衡时，苯的汽相组成及苯的液相组成（均以摩尔分率表示）； （2）苯与甲苯的相对挥发度。 三、计算题（22分） 有一逆流填料吸收塔，塔径为0.5m，用纯溶剂吸收混合气中的溶质，入塔混合气体量为100kmol/h，其溶质浓度为0.01（摩尔分率）,回收率要求达到90%，塔内液气比为1.4，气液平衡关系Y=X。又测得气相总体积传质系数为0.15kmol/m3·s，试求：
化工原理下册复习题
吸收 一填空 (1) 在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y=2kmol/m2·h，气相传质总K y=1.5kmol/m2·h，则该处气液界面上气相浓度y i应为?0.01????。平衡关系y=0.5x。 (2) 逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无穷高时，气液两相将在塔底达到平衡。 (3) 在填料塔中用清水吸收混合气中HCl，当水量减少时气相总传质单元数N OG增加。 (4) 板式塔的类型有；板式塔从总体上看汽液两相呈逆流接触，在板上汽液两相呈错流接触。 (5) 在填料塔中用清水吸收混合气中NH3，当水泵发生故障使上水量减少时，气相总传质单元数NOG (增加）（增加，减少）。 (6) 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，吸收操作中温度不变，压力增加，可使相平衡常数???减小?（增大、减小、不变），传质推动力??增大?（增大、减小、不变），亨利系数??不变（增大、减小、不变）。 (7) 易溶气体溶液上方的分压（小），难溶气体溶液上方的分压（大) ，只要组份在气相中的分压(大于）液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。 (8) 压力（减小),温度( 升高）,将有利于解吸的进行；吸收因素(A= L/mV ) ,当 A>1 时,对逆流操作的吸收塔,若填料层为无穷高时,气液两相将在塔（顶）达到平衡。 (9) 在逆流吸收塔操作时，物系为低浓度气膜控制系统，如其它操作条件不变，而气液流量按比例同步减少,则此时气体出口组成y2将 (减小），液体出口组成将（增大），回收率将。 (10) 当塔板中（气液两相达到平衡状态)，该塔板称为理论板。 (11) 吸收过程的传质速率方程N A=K G( )=k y( )。 (12) 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则塔的H OG将不变，N OG将增大。 (13)吸收因数A可表示为 mV/L，它在X–Y图上的几何意义是平衡线斜率与操作线斜率之比。 (14)亨利定律的表达式为；亨利系数E的单位为 kPa 。 (15) 某低浓度气体吸收过程，已知相平衡常数m=1 ，气膜和液膜体积吸收系数分别为k y a=2× 10-4kmol/m3.s, k x a=0.4kmol/m3.s, 则该吸收过程为（气膜阻力控制）及气膜阻力占总阻力的百分数分别为 99.95% ；该气体为易溶气体。 二选择 1.根据双膜理论，当被吸收组分在液相中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数 B 。 A大于液相传质分系数 B 近似等于液相传质分系数 C小于气相传质分系数 D 近似等于气相传质分系数 2.单向扩散中飘流因子 A 。
化工原理期末考试试题(2012年版)
1 化工原理期末考试试题 一．填空题 1．精馏操作的目的是 使混合物得到近乎完全的分离 ，某液体混合物可用精馏方法分离的必要条件是 混合液中各组分间挥发度的差异 。 2．进料热状态参数q 的物理意义是 代表精馏操作线和提馏段操作线交点的轨迹方程 ，对于饱和液体其值等于 0 ，饱和蒸汽q 等于 1 。 3．简单蒸馏与平衡蒸馏的主要区别是 简单蒸馏是非定态过程 。 4．吸收操作的目的是 分离气体混合物 ，依据是 组分在溶剂中溶解度之差异 。 5．连续精馏正常操作时，增大再沸器热负荷，回流液流量和进料量和进料状态不变，则塔顶馏出液中易挥发组成的摩尔组成X D 将 增大 ，塔底采出液中易挥发组成的摩尔组成X W 将 减小 。（减小，增大，不变，变化不确定） 6．平衡蒸馏（闪蒸）的操作温度是在操作压力下混合物的泡点和露点温度之间。 （泡点温度，露点温度，泡点和露点温度之间） 7．液－液萃取操作中，操作温度 ，有利于分离。（降低，升高，保持恒定）。 8．多级逆流萃取操作，减少溶剂用量，完成规定的分离任务所需的理论级数 。（增 大、减小、不变） 9．实际生产中进行间歇精馏操作，一般将 和 两种操作方式结合起来。（恒定回流比，恒定产品组成） 10．请写出两种常用的解吸操作方法： 和 。升温，气提，降压(三写二) 11．在吸收塔的设计中，气体流量，气体进出口组成和液相进口组成不变，若减少吸收剂用量，则传质推动力 减小 ，设备费用 增多 。（减小，增多） 12．当温度升高时，溶质在气相中的分子扩散系数 升高 ，在液相中的分子扩散系数 升高 。（升高，升高） 13．吸收操作的基本依据是 组分在溶剂中溶解度之差异 ，精馏操作的基本依据是 各组分间挥发度的差异 。 14．蒸馏是分离 均相液体混合物 的一种方法，蒸馏分离的依据是 挥发度差异 。 15．恒沸精馏与萃取精馏都需加入第三组分，目的分别是 使组分间相对挥发度增大 、 改变原组分间的相对挥发度 。 16．如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生 严重漏液 、 严重泡沫夹带及 液泛 等不正常现象，使塔无法工作。 17．板式塔的类型有 泡罩塔 、 浮阀塔 、 筛板塔 （说出三种）；板式塔从总体上看汽液两相呈 逆流 接触，在板上汽液两相呈 错流 接触。 18．易溶气体溶液上方的分压 小 ，难溶气体溶液上方的分压 大 ，只要组份在气相
《化工原理下》期中试卷答案(11化工)
word可编辑，欢迎下载使用！ 1. 吸收塔的填料高度计算中，N OG反映吸收的难易程度。 2.在气体流量、气相进出口组成和液相进出口组成不变条件下，若减少吸收剂用量，则 操作线将靠近平衡线，传质推动力将减小，若吸收剂用量减至最小吸收剂用量时，意味着完成吸收任务需要的填料高度为无穷高。 3.精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数减小增大、减小），同时蒸馏釜中所需加热 蒸汽消耗量增大（增大、减小），塔顶冷凝器中冷却介质消耗量增大（增大、减小）。 4.在精馏塔设计中，进料温度越高，进料状态参数q越小，完成相同的生产任务需 要的理论板数越多，塔底再沸器的热负荷越小。 5要分离乙醇-水共沸物，用恒沸精馏，所加入的第三组分为苯塔底的产物为无水乙醇。 6.在常压操作中，x A=0.2(摩尔分数，下同)的溶液与y A=0.15的气体接触，已知m=2.0，此时 将发生解析过程。 7.操作中的精馏塔，如果进料状态为泡点进料，进料组成为含轻组分0.4（摩尔分数）则 q线方程为：x=0.4 。 8.某二元混合物，进料量为100kmol/h，x F=0.6，要求塔顶产量为60 kmol/h，则塔顶组成 x D最大为100% 。 9.设计时，用纯水逆流吸收有害气体，平衡关系为Y=2X，入塔Y1=0.09，液气比（q n,l/q n,v） =3，则出塔气体浓度最低可降至0 ，若采用（q n,l/q n,v）=1.5，则出塔气体浓度最低可降至0.225 。 10.提馏塔的进料是在塔顶，与精馏塔相比只有提馏段。 11.吸收速率方程中，K Y是以Y- Y* 为推动力的气相总吸收系数，其单位是 kmol/m2 s 推动力。 1.在精馏操作中，进料温度不同，会影响_____B______。 A.塔顶冷凝器热负荷 B. 塔底再沸器热负荷 C. 两者都影响 2.某含乙醇12.5%（质量分数）的乙醇水溶液，其所含乙醇的摩尔比为（B ）。 B .0.0559 C 0.0502 3. 填料塔的正常操作区域为 A 。 A.载液区 B .液泛区 C 恒持液量区 D 任何区域 4.某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x A=0.4，相应的泡点为t1，气相组成为y A=0.4，相应的露点组成为t2，则 D 。 A t1=t2 B t1 化工原理试题及答案(绝密请勿到处宣扬) 12月25日 一、填空题（共15空，每空2分，共30分） 1. 一容器真空表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强和表压强（以kpa 计）分别为：（90kpa）和（ -10kpa）。 2. 热传导只发生在固体和（静止）的或（滞）流动的流体中。 3. 物体的吸收率越（大），其辐射能力越（大）。（填大或小） 4. 蒸发中以（二次蒸汽）是否再利用而分为单效或多效蒸发。 5. 蒸发中的温度差损失主要由溶液中的（不挥发溶质）、液柱的（静压头）和管路（阻力）所引起的沸点升高三部分组成。 6. 一容器压力表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强（以kpa计）为：（90kpa）。 7. 对于同种流体，自然对流时的对流传热系数比时的（小）。（填大或小） 8. 物体的吸收率越大，其辐射能力越（大），所以黑体的辐射能力比灰体的（大）。（填大或小） 9. 蒸发操作所用的设备称为（蒸发器）。 10. 按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为（单效蒸发）和（多效蒸发）。 二、选择题（共5题，每题2分，共10分） 1. 对吸收操作有利的条件是：（D） A. 操作温度高、压强高； B. 操作温度高、压强低； C. 操作温度低、压强低； D. 操作温度低、压强高 2. 精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板（A ），液相温度较下层塔板（） A. 高，低； B. 低，高； C. 高，高； D. 低，低 3. （D ）是塔内气液两相总体上呈逆流流动，而在每块塔板上呈均匀的错流流动。 A. 板式塔的传质意图； B. 板式塔的设计过程； C. 板式塔的恒摩尔流要求； D. 板式塔的设计意图 4. 恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的（C）及与物料的接触方式都不变。 A. 温度、焓值、湿度； B. 流速、压强、湿度； C. 流速、温度、湿度； D. 温度、湿度、压强 5. 对于湿物料的湿含量，下面哪种说法是正确的？（B） 填空题 I. (3分)球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是 _粒子所受合力的 代数和为零_。滞流沉降时，其阻力系数=_24/ Rep_. 2― 勺、连续的同种流体内，位于同一水平面上各点的压力均相等。 3. 水在内径为? 105mmX25mm 只管内流动，已知水的粘度为1.005mPa*s ,密度 为1000kg*m3,流速为1m/s ，贝U Re=99502流动类型为湍流。 4. 流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来 的2—倍;如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的1/4倍. 5. 求取对流传热系数常采用 因次分析法，将众多影响因素组合成若干无因次 数群，再通过实验确定各特征数 数之间的关系，即得到各种条件下的 关联 式。 6. 化工生产中加热和冷却的换热方法有_直接换热_,间壁换热和蓄热换热. 7. 在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温接近饱和蒸汽 侧流体的温度，总传热系数K 接近空气侧流体的对流给热系数。 8. 气液两相平衡关系将取决于以下两种情况： ⑴(2)若p > pe 或Ce > C 则属于吸收过程 9. 计算吸收塔的填料层高度，必须运丽口下三个方面的知识关联计算：_平衡关系 ,物料衡算，传质速率.. 10. 在一定空气状态下干燥某物料能用干燥方法除去的水分为 _自由水分首先除 去的水分为非结合水分不能用干燥方法除的水分为 平衡水分。 II. ,当20E 的水(p =998.2kg/m3,卩=1.005厘泊)在内径为100mm 勺光滑管内流 动时,若流速为1.0m/s 时，其雷诺准数Re 为9.93 x 105；直管摩擦阻力系数入为 0.0178._ 12. 流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有粘性 13. 计算管道流体局部阻力的方法有：当量长度法；阻力系数法；,其相应的阻力计 14. 过滤是一种分离悬浮在 液体或气体中固体微粒 的操作。 15. 进行换热的两流体，若a 1》a 2时，要提高K 值，应设法提高a 2； 当a 1 "a 2时，要提高K 值，应使 a 1a 2同时提高 。 16. 某间壁换热器中，流体被加热时，圆形管内湍流的传热系数表达式为 0.023 Re 0.8 Pr 0.4.当管内水的流速为0.5m/s 时,计算得到管壁对水的传热系 d 数a =2.61(kw/ (nt K ).若水的其它物性不变，仅改变水在管内的流速,当流速 为1.2m/s 时，此时传热系数a =3.81(kw/ ( nV K ). 17. 强化传热的方法之一是提高 K 值.而要提高K 值则应提高对流传热系数提高 给热系数较小一侧的给热系数. 18. 吸收剂用量增加，操作线斜率增大，吸收推动力增大。 (增大，减小，不变) 19. 双膜理论认为，吸收阻力主要集中在界面两侧的气膜和液膜 之中。 20. 对不饱和湿空气，干球温度大于湿球温度，露点温度小于湿球温度。 算公式为h f 2 l e U d 2g ；,h f 2g 新乡学院2011 —2012学年度第一学期 《化工原理》期末试卷A卷 课程归属部门：化学与化工学院试卷适用范围：09化学工程与工艺（本科） 题号-一一-二二-三总分 得分 111 1 8.吸收过程中的总阻力可表示为恳仁臥，其中-表 示，当H 时（很大、很小），1 1可忽略，则该过程 Hk L 近似为控制。 9.在常压下，X A 0.2 （摩尔分数，下同）的溶液与y A0.15的气体接触，已知 得分—.评卷人一、填空（每题1分，共30 分） 1. 吸收操作是依据_________________________________ ，以达到分离均相 气体混合物的目的。 2. 干燥速率曲线包括：恒速干燥阶段和___________ 阶段。在恒速干燥阶段，物料 的表面温度等于空气的__________ 温度，所干燥的水分为___________ 水分。 3. 二元理想物系精馏塔设计，若q n,F、X F、X D、X W、一定，将饱和液体进料改为 饱和蒸汽进料，则最小回流比___________ ，若在相同回流比下，所需的理论板 数_______ ，塔釜热负荷________ ，塔顶冷凝器热负荷_________ 。 4. 已知精馏段操作线方程 ______________ y=0.75x+0.2,则操作回流比R ，馏出液组成 X D=_____ ;提馏段操作线方程y 1.3x 0.021，则x w= . m 2，此时将发生_________ 。 10. 在分离乙醇和水恒沸物时，通常采用________ 精馏，加入的第三组分____ ， 无水乙醇从塔 ____ （顶、底）引出。 11. 塔的负荷性能图中包括5条线，这5条线包围的区域表示________________ 。 12. 全回流操作时回流比R等于_________ ，精馏段操作线方程为 __________ 。 1 13.板式塔漏液的原因是______________ ，溢流堰的作用__________________ 。 14当空气相对湿度巾=98%寸.则空气的湿球温度t w、干球温度t、露点温度t d 之间的关系为 ____________________ 。 15.某两组份混合物的平均相对挥发度 2.0，在全回流下，从塔顶往下数对第 得分评卷人 选择题（每题2分，共30分） 5. 若x*-x近似等于X i - X，则该过程为_____________ 控制。 6. 用纯溶剂逆流吸收，已知q n,i /q n,v =m,回收率为0.9，则传质单元数 N D=_______ 。 7. 蒸馏在化工生产中常用于分离均相_____________ 混合物，其分离的依据是根据_____________________ 。1. 在恒定干燥条件下将含水20%（干基，下同）的湿物料进行干燥，开始时 干燥速度恒定，当干燥至含水量为5%寸，干燥速度开始下降，再继续干燥至物料衡重，并设法测得此时物料含水量为0.05%，则物料的临界含水量为（），平衡含水量（）。 （A）5% （B）20% （C）0.05% （D）4.95% 化工原理（上）考试试题A、B卷 题型例及思路 试题题型--- 填空10% （5小题）； 气体的净制按操作原理可分为________________、______________、 _______________.旋风分离器属________ ___ _ 。 选择10% （5小题）； 为使U形压差计的灵敏度较高,选择指示液时,应使指示液和被测流体的密度差 （ρ 指 --ρ）的值（）。 A. 偏大； B. 偏小； C. 越大越好。 判断10% （5小题）； 若洗涤压差与过滤压差相等，洗水粘度与滤液粘度相同时，对转筒真空过滤机来 说，洗涤速率=过滤未速度。（） 问答10% （2~3小题）； 为什么单缸往复压缩机的压缩比太大，会使压缩机不能正常工作？ 计算60% （4小题）。 计算题题型： 一、流体流动与输送 20分 1、已知两截面的压强P 1 P 2 高度差⊿Z 有效功W e 摩擦系数λ管路总长Σl 管直径与壁厚φ密度ρ ,求体积流量 V (m3/h). 解题思路：求体积流量，需要知道管内流速。先选取截面，列出机械能衡算式，代入已知的压强，高度差，有效功，大截面上的速度约为零，摩擦损失用计算公式代入，衡算式中只有速度未知。求出速度，再乘于管道面积即得体积流量，再进行单位换算。 2、已知高度差⊿Z P 1 P 2 管路总长Σl 体积流量V 摩擦系数λ, 求(1)管径 d ;(2)在此管径d下, 摩擦系数λ改变后的体积流量V . 解题思路：（1）求管径，先选取截面，列出机械能衡算式，代入已知的压强，高度差，无有效功，大截面上的速度约为零，摩擦损失用计算公式代入，其中速度用已知的体积流量除于管道截面积表示，当中包含了直径，进行体积流量的单位换算，整个衡算只有直径未知。（2）在确定的直径下，用改变了的摩擦系数求体积流量，方法同题1。 3、已知管直径与壁厚φ密度ρ粘度μ位置高度Z 管路总长Σl (层流λ=64/Re, 需判断)，两截面的压强P 1 P 2 体积流量V 泵效率η，求轴功率N. 解题思路：求轴功率，需要求出有效功率，则先选取截面，列出机械能衡算式，代入 1、 在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数 数值 ________ 。 A. 与光滑管一样 B. 只取决于Re C.取决于相对粗糙度 D.与粗糙度无关 2、 某离心泵运行一年后发现有气缚现象，应 _____ 。 A. 停泵，向泵内灌液 B. 降低泵的安装高度 C.检查进口管路是否有泄漏现象 D. 检查出口管路阻力是否过大 3、 液体在两截面间的管道内流动时,其流动方向是 ________ 。 A. 从位能大的截面流向位能小的截面； B. 从静压能大的截面流向静压能小的截面； C. 从动能大的截面流向动能小的截面； D. 从总能量大的截面流向总能量小的截面； 相差较大时，提高总传热系数 K 值的措施 B. 提高大的值； D.提高大的值，同时降低小的值。 5、在空气-蒸汽间壁换热过程中可采用 _____ 方法来提高传热速率最合理。 A. 提高蒸汽速度； B.采用过热蒸汽以提高蒸汽温度； C. 提高空气流速； D.将蒸汽流速和空气流速 都提高。 6沉降室的生产能力与—有关。 \ A. 颗粒沉降速度和沉降室高度； B.沉降面 积； C. 沉降面积和颗粒沉降速度； D. 沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度。 7、 离心泵的扬程是指泵给予（ ）液体的有效能量。 A. 1kg B. 1N C. 1m 8、 雷诺数的物理意义表示 __________ 。 A. 粘滞力与重力之比； B.重力与惯性力之比； C.惯性力与粘滞力之比； D.压力与粘滞力之比。 4、冷热两流体的对流给热系数 是 _____ 。 A.提高小的值； C.两个都同等程度提高； 9、为了减少室外设备的热损失，保温层外的一层隔热材料的表面应该 是_________ 。 A. 表面光滑，色泽较浅 B.表面粗糙，色泽较深 第3章非均相物系分离 一、选择题 恒压过滤且介质阻力忽略不计时，如粘度降低20%，则在同一时刻滤液增加（）。A、11.8%；B、9.54%; C、20%; D、44% 板框式压滤机由板与滤框构成，板又分为过滤板和洗涤板，为了便于区别，在板与框的边上设有小钮标志，过滤板以一钮为记号，洗涤板以三钮为记号，而滤框以二钮为记号，组装板框压滤机时，正确的钮数排列是（）. A、1—2—3—2—1 B、1—3—2—2—1 C、1—2—2—3—1 D、1—3—2—1—2 与沉降相比，过滤操作使悬浮液的分离更加（）。 A、迅速、彻底 B、缓慢、彻底 C、迅速、不彻底 D、缓慢、不彻底 多层隔板降尘室的生产能力跟下列哪个因素无关（）。 A、高度 B、宽度 C、长度 D、沉降速度 降尘室的生产能力（）。 A、与沉降面积A和沉降速度ut有关 B、与沉降面积A、沉降速度ut和沉降室高度H有关 C、只与沉降面积A有关 D、只与沉降速度ut有关 现采用一降尘室处理含尘气体，颗粒沉降处于滞流区，当其它条件都相同时，比较降尘室处理200℃与20℃的含尘气体的生产能力V的大小（）。 A、V200℃>V20℃ B、V200℃＝V20℃ C、V200℃ 判断 有效的过滤操作是（）。 A、刚开始过滤时 B、过滤介质上形成滤饼层后 C、过滤介质上形成比较厚的滤渣层 D、加了助滤剂后 当固体粒子沉降时，在层流情况下，Re ＝１，其ζ为（）。 A、64/Re B、24/Re C、0.44 D、1 含尘气体通过降尘室的时间是t，最小固体颗粒的沉降时间是t 0，为使固体颗粒都能沉降下来，必须（）： A、t 化工原理期末考试试题 及答案 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08] 1．（20分）有立式列管式换热器，其规格如下：管数30根、管长3 m 、管径由25× mm ，为单管程。今拟采用此换热器冷凝冷却CS 2饱和蒸汽，从饱和温度46℃冷却到10℃，CS 2走管外，其流量为250 kg ／h ，其冷凝潜热为356 kJ/kg ，液体CS 2的比热为 kJ ／(kg ·℃)；水走管内与CS 2成总体逆流流动，冷却水进出口温度分别为5℃和30℃。已知CS 2冷凝和冷却时传热系数(以外表面积为基准)分别为K 1= 和K 2= W/(m 2·℃)，问此换热器是否适用 1. 解：CS 2冷凝的热负荷：Q 冷凝＝250×356＝89000kJ/h ＝ KW CS 2冷却的热负荷：Q 冷凝＝250××（46－10）＝9450kJ/h ＝ KW 总热负荷Q 为：Q ＝＋＝ KW 冷却水用量q m2为：q m2＝ ＝s ＝940kg/h ×(30-5) 设冷却水进入冷却段的温度为t k ，则有：××（t k －5）＝ 解之得：t k ＝℃，则：（5分） 冷凝段对数平均温差：Δt m ＝ （46－30 ln 所需传热面积：A 冷凝＝×10－3×＝，（5分） 冷却段对数平均温差：Δtm ＝ （46－）－（ ln （5分） 所需传热面积：A 冷却＝×10－3×＝， 冷凝、冷却共需传热面积：ΣA i ＝＋＝， 换热器实际传热面积为：A 0＝30×××3＝>ΣA i ，所以适宜使用。（5分） ２．（20分）某列管换热器由多根Φ25×的钢管组成，将流量为15×103kg/h 由20℃加热到55℃,苯在管中的流速为s ，加热剂为130℃的饱和水蒸汽在管外冷凝，其汽化潜热为2178kJ/kg ，苯的比热容cp 为kg·K ,密度ρ为858kg/m 3，粘度μ为×10-3Pa·s ，导热系数λ为m·K ，热损失、管壁热阻及污垢热阻均忽略不计，蒸汽冷凝时的对流传热系数α为10×104 W/m 2·K 。试求： （1）水蒸汽用量（kg/h ）；（4分） （2）总传热系数K （以管外表面积为准）；（7分） 菏泽学院 2014-2015学年二学期化工原理期末考试试卷(A卷) 班级:___________学号:___________姓名:___________得分:___________ 题目部分，(卷面共有36题,95分,各大题标有题量和总分) 一、判断题(15小题,共15分) 1． 在进行吸收操作时，在塔内任一截面上，吸收质在气相中的分压总是高于其接触的液相平衡分压，( )所以在y-x图上，吸收操作线的位置总是位于平衡线的上方。( ) 2． 吸收过程中，当操作线与平衡线相切或相交时所用的吸收剂最少，此时推动力也最小。( ) 3． 计算填料吸收塔时，其N的含意是传质单元高度。( ) 4． 泛点气速是填料吸收塔空塔速度的上限。( ) 5． 若精馏段操作线方程y=0.75x+0.3，这绝不可能。( ) 6． 对于二元理想溶液，轻组分含量越高，则泡点越低。( ) 7． 精馏塔各板的效率均为50％时，全塔效率必定也是50％。( ) 8． 回流比相同时，塔顶回流液体的温度越高，分离效果越好。( ) 根据恒摩尔流假设，精馏塔内气、液两相的摩尔流量一定相等。( ) 10． 在精馏塔内任意1块理论板，其气相露点大于液相的泡点。( ) 11． 在相同的外压及温度下，沸点越低的物质容易挥发。( ) 12． 气液两相在筛板塔的接触方式有鼓泡、泡沫和喷射三种接触状态，由于鼓泡状态气液接触面积小，所以工业上一般使用泡沫和喷射接触状态。( ) 13． 填料的等板高度HETP以大为好，HETP越大，分离越完善。( ) 14． 以最少量溶剂进行单级萃取计算，可以获得最大溶质浓度的萃取相和萃取液。( ) 15． 萃取是利用原料液中各组分的密度差异来进行分离液体混合物的。( ) 二、填空题(7小题,共15分) 1． 填料塔的等板高度(HETP)是指________。 2． 精馏操作的依据是，实现精馏操作的必要条件包 括和。 3． 负荷性能图有条线，分别 是、、、和 。 4． 昆明理工大学试卷B（期末考）2008年12月 课程名称：化工原理（上册）化学工程学院2006级化工、轻化、制药专业 请将答案写在答题卷上，否则无效！ 一、填空题（20分） 1、连续性假定是指流体是由、、的介质； 2、在离心泵工作时，用于将动能转变为压强能的部件是，离心泵性能曲线测定 是在下得到的。 3、在降尘室中除去某粒径的颗粒,若降尘室高度增加一倍,则颗粒的沉降时间________,气流速度_______,降尘室的生产能力___________。 4、斯托克斯公式为___________。 5、在辐射传热中，黑体的反射率为，黑体的透过率为。 6、多层平壁定态导热中，若某层的热阻最大，则该层两侧的温差________。 7、随着温度的增加，空气的导热系数，金属的导热系数。 8、蒸发器的生产能力是指，提高蒸发器的生产能力的主要途径是。多效蒸发加料的方式有、、。 二、选择题（20分，每空两分） 1、有一敞口容器，底部有一出（进）水管（如图示）。容器内水面保持恒定，管内水流动的速 度头为0.5m水柱（流速u＝3.132m/s）。 （1）对图(1),水由容器流入管内，则2点的表压P2＝（）m水柱。 A.1.5m B.1.0m C.0.75m D.0.5m (2) 对图（2），水由水管进入容器，则2点的表压P2＝（）m水柱 2 2、（1）离心泵的设计点是指。 A）管路特性曲线B）离心泵特性曲线 C）管路特性曲线和离心泵特性曲线D）效率最高点 （2）开大排出阀时，离心泵入口真空表的读数按什么规律变化？。出口压力表的读数又按什么规律变化？ A）增大B）减小C）先增大再减小D）先减小后增大 3、（1）在湍流区颗粒的沉降速度正比于（）。 (A)（ρs-ρ）的1次方(B)μ的零次方 (C)粒子直径的0.5次方(D)粒子直径的平方 （2）当介质阻力不计时，对于恒压过滤（）。 (A)滤液体积增大一倍，则过滤时间增大为原来的2倍 (B)滤液体积增大一倍，则过滤时间增大至原来的2倍 (C)滤液体积增大一倍，则过滤时间增大至原来的4倍 (D)滤液体积增大一倍，则过滤时间增大至原来的2倍 4、在两灰体间进行辐射传热,两灰体的温度差为30℃,现因某种原因,两者的温度各升高50℃,则此时的辐射传热量与原来的相比,应该________。 A.增大 B.变小 C.不变 D.不确定 5、（1）某套管换热器，管间用119.6℃饱和水蒸气加热管内空气（空气在管内作湍流流动）使 空气温度由20℃升至60℃，若管壁清洁无垢，则管壁温度应接近于 A. 60℃ B. 119.6℃ C. 20℃ D. 40℃ （2）现需空气流量增加为原来的2倍，若要保持空气进出口温度不变，则此时的传热温差应为原来的。 A）1.084倍B）1.149倍C）2倍D）不变 三、简答题（5分） 简述工业上传热为什么常采用逆流流动？什么情况下采用并流？ 四、用泵输送密度为710kg/m3的油品，如附图所示，从贮槽经泵出口后分为两路：一路送到A塔顶部，最大流量为10800kg/h，塔内表压强为 98.07×104Pa。另一路送到B塔中部，最大流量为 6400kg/h，塔内表压强为118×104Pa。贮槽C内液面 维持恒定，液面上方的表压强为49×103Pa。 现已估算出当管路上的阀门全开，且流量达到规定的 最大值时油品流经各段管路的阻力损失是：由截面1―1 至2―2为20J/kg；由截面2―2至3－3为60J/kg；由截 面2－2至4―4为50J/kg。油品在管内流动时的动能很小， 可以忽略。各截面离地面的垂直距离见本题附图。 已知泵的效率为60%，求此情况下泵的轴功率。（20分） 化工原理 试题与答案 北村（奥力体育）复印店 化工原理考试题及答案 姓名____________班级____________学号_____________成绩______________ 一、填空题： 1.（2分）悬浮液属液态非均相物系，其中分散内相是指_____________；分散外相是指______________________________。 2.（3分）悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_____________三个力的作用。当此三个力的______________时，微粒即作匀速沉降运动。此时微粒相对于流体的运动速度，称为____________ 。 3.（2分）自由沉降是 ___________________________________ 。 4.（2分）当微粒在介质中作自由沉降时，若粒子沉降的Rep相同时，球形度越大的微粒，介质阻力系数越________ 。球形粒子的球形度为_________ 。 5.（2分）沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒，在 _________力或__________力的作用下，沿受力方向发生运动而___________ ，从而与流体分离的过程。 6.（3分）球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________ 。滞流沉降时，其阻力系数=____________. 7.（2分）降尘宝做成多层的目的是____________________________________ 。 8.（3分）气体的净制按操作原理可分为_____________________________________ ___________________.旋风分离器属_________________ 。 9.（2分）过滤是一种分离悬浮在____________________的操作。 10.（2分）过滤速率是指___________________________ 。在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐__________ 。 11.（2分）悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是___________________________ ___________________________________________________。 12.（2分）过滤阻力由两方面因素决定：一方面是滤液本身的性质，即其_________；另一方面是滤渣层本身的性质，即_______ 。 13.（2分）板框压滤机每个操作循环由______________________________________五个阶段组成。 14.（4分）板框压滤机主要由____________________________________________，三种板按 ________________的顺序排列组成。 1—2—3—2—1—2—3—2—1 15.（3分）某板框压滤机的框的尺寸为：长×宽×厚=810×810×25 mm，若该机有10块框，其过滤面积约为_________________ m。 16.（4分）板框压滤机采用横穿洗涤滤渣，此时洗穿过____层滤布及____个滤框厚度的滤渣，流经过长度约为过滤终了滤液流动路程的____倍，而供洗液流通的面积又仅为过滤面积的____。 第七章质量传递基础 掌握一些基本概念： 1、什么叫分子扩散？什么叫对流扩散？ 答：由于分子的无规则热运动而造成的物质传递现象称为分子扩散，简称为扩散。 对流扩散即湍流主体与相界面之间的分子扩散与涡流扩散两种传质作用的总称。 2、什么是菲克扩散定律？写出表达式 3、简述双膜理论的基本论点？ 答：其基本论点如下： 1)相互接触的气，液流体间存在着定态的相界面，界面两侧分别存在气膜和液膜， 吸收质以分子扩散方式通过此两膜层。 2)在相界面处，气液两相处于平衡。（ 3)膜内流体呈滞流流动，膜外流体呈湍流流动，全部组成变化集中在两个有效膜层 内。 4、双膜理论是将整个相际传质过程简化为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 经由气、液两膜层的分子扩散过程 5、掌握相组成的表示方法： 试题 某吸收塔的操作压强为110 KPa，温度为25 ℃，处理焦炉气1800 m3/h。焦炉气中含苯156 kg/h，其他为惰性组分。求焦炉气中苯的摩尔分数和物质的量之比（即摩尔比）。 第八章气体吸收 一、填空题 1、吸收因数S可表示为Mv/L，它是＿平衡线斜率m＿与＿操作线斜率L/V＿的比值。 2、用水吸收氨-空气混合气体中的氨，它是属于＿气膜＿控制的吸收过程，对于该过程来说，要提高吸收速率，则应该设法减小＿气膜阻力＿。 3、在吸收过程中，由于吸收质不断进入液相，所以混合气体量由塔底至塔顶逐渐减少。在计算塔径时一般应以＿塔底＿的气量为依据。 4、吸收操作的依据是＿各组分在同一种溶剂中溶解度的差异＿，以达到分离气体混合物的 目的。混合气体中，能够溶解于溶剂中的组分称为＿吸收质＿或＿溶质＿。 5、若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为＿难溶＿气体。在吸收操作中＿增加＿压力和＿降低＿温度可提高气体的溶解度，有利于吸收。 6、用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为__ __N A =k y(y-y i)__，以传质总系数表达的速率方程为__N A =K y(y-y*)___。 7、由于吸收过程气相中的溶质分压总__大于__ 液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的_上方_。增加吸收剂用量，操作线的斜率_增大_，则操作线向_远离_平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－y*）增大。 8、用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2，入塔气体浓度Y b = 0.06，要求出塔气体浓度Y a = 0.006，则最小液气比为1.80。 9、在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将_减少_，操作线将_靠近_平衡线。 10、某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用_相平衡_常数表示，而操作线的斜率可用_液气比_表示。 11、计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：平衡线、操作线、传质系数。（或者平衡关系、物料衡算、传质速率） 二、选择题 1、吸收速率主要决定于通过双膜的扩散速度，要提高气液两流体的相对运动，提高吸收效果，则要_____B____。 A. 增加气膜厚度和减少液膜厚度 B. 减少气膜和液膜厚度 C. 增加气膜和液膜厚度 2、当吸收质在液相中的溶解度甚大时，吸收过程主要受_________控制，此时，总吸收系数K y近似等于_________。 A. 气膜； B. k x； C. 气液膜同时； D. k y； E. 液膜； F. K x 3、双膜理论认为吸收过程的阻力集中在_________。 A. 两膜层中； B. 界面上； C. 液膜之中； D. 气膜之中； 4、升温会使气体在液体中的溶解度_________，对吸收操作_________。 A. 有利； B. 变大； C. 变小； D. 不利； E. 不变； F. 无影响； 5、_________，对吸收操作有利。 A.温度低，气体分压大时； B.温度低，气体分压小时； C.温度高，气体分压大时； C.温度高，气体分压小时； 6、对处理易溶气体的吸收，为较显著地提高吸收速率，应增大_________的流速。 A. 气相； B. 液相； C. 气液两相； 7、若享利系数E值很大，依据双膜理论，则可判断过程的吸收速率为_________控制。 A. 气膜； B. 液膜； C. 双膜 8、在吸收塔某处，气相主体浓度y = 0.025，液相主体浓度x = 0.01，气相传质分系数k y = 2 kmol.m-2.h-1，气相总传质系数K y = 1.5 kmol.m-2.h-1，则该处气液界面上气相浓度y i 应为化工原理试题(含答案)
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