化工原理练习题
[一]单选择题
(1)
根据双膜理论，当被吸收组分在液体中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系
数_________。
（1）大于气相分传质系数；（2）近似等于液相分传质系数；
(3）小于气相分传质系数；（4）近似等于气相分传质系数。
(2)
扩散通量式J A=-D(dC A/dZ)：可以用于多组分系统；只能用于双组分系统；只能用于稀溶液；只能用于理想气体；只能用于液相；可以同时用于液相或气相系统。
(3)
在双膜模型中，气液界面没有传质阻力的假定等同于下述论点____________。
(1)y*=y (2)x*=x (3)x i*=x i(4)y i=x i
(4)
双组分气体（A，B）进行稳定分子扩散。设J A、J B及N A、N B分别表示在传质方向上某截面处溶质A、B的扩散通量与传质速率。当整个系统为单向扩散时，有
(1) |J A|>|J B|，|N A|>|N B| (2) |J A|=|J B|，|N A|=|N B|
(3) |J A|=|J B|,，N A|>|N B| (4) |J A|=|J B|，|N A|>|N B|>0
(5)
逆流操作的填料吸收塔，当吸收因数A ＜1 且填料为无穷高时，气液两相将在————达到平衡。
（A 塔顶、B 塔底、C 塔中部）
(6)通常所讨论的吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时,_______。
(A)回收率趋向最高(B)吸收推动力趋向最大
(C)操作最为经济(D)填料层高度趋向无穷大。
(7) 吸收塔设计中，最大吸收率
与_____无关。
max
(A) 液气比；(B) 液体入塔浓度x2；
(C) 相平衡常数m；(D) 吸收塔型式
(8) 吸收塔操作时，若解吸因数mG/L增加，而气液进口组成不变，则溶质回收率将—————
（⑴增加；⑵减少；⑶不变；⑷不定），而出塔液体浓度将——————（⑴增加；⑵减少；⑶—
不变；⑷不定）。
(9) 连续精馏塔设计时，当采用塔顶全凝器、泡点回流方案时，为完成分离任务所需理
论板数为Ｎ。若采用塔顶分凝器，而回流比和前方案相同时，则完成同样分离任务
所需理论板数为Ｎˊ，其相对大小是______。
（Ａ）Ｎˊ＞Ｎ；（Ｂ）Ｎˊ＝Ｎ；
（Ｃ）Ｎˊ＜Ｎ；（Ｄ）判断依据不足。
(10)精馏段操作线方程为：y=0.75x+0.3，这绝不可能。此话______________。
（1）对; （2）错; (3)无法判断
(11) 精馏塔设计时采用的参数F、x f、q、D、x D、R均为定值，若降低塔顶回流液的温度，则所需理论板数。
（1）增大（2）减小（3）不变（4）不确定
(12) 某精馏塔，精馏段理论板数为N1，提馏段理论板数为N2，现因设备改造，使精馏段理论板数增加，提馏段理论板数不变，且F、x F、q、R、V等均不变，则此时。
（1）x D增加，x W不变（2）x D增加，x W减小
（3）x D增加，x W增加（4）x D增加，x W的变化视具体情况而定。
(13) 干燥热敏性物料时, 为提高干燥速率, 不宜采取的措施是_________。
(A) 提高干燥介质的温度；（B）改变物料与干燥介质的接触方式；
（C）降低干燥介质相对湿度；（D）增大干燥介质流速。
(14) 在某常压连续干燥器中采用废气循环操作, 即由干燥器出来的一部分废气(t B, H B)和新鲜空气(t0, H0)相混合, 混合气(t M, H M)经预热器加热到t N、H N状态后送入干燥器进行等
焓干燥过程。已知水分蒸发量为W, 则根据对整个干燥系统的物料衡算可得绝干空气
量L为______。
(A) L=W/(H B-H N) ；(B) L=W/(H B- H M) ；(C) L=W/(H B- H0) ；(D) L=W/( H M– H0)。
[二]填空题
(1) 当温度增高时，溶质在液相中的扩散系数将_增大_________。
(2) 费克定律的表达式为___________________，它反映了_____分子扩散速率_________的定量规律。
(3)双组分理想气体系统经绝热压缩,其总压增加一倍,则过程前后系统中的扩散系数D1与D2的关系应该是D2=_2______D1。
(4) 在设计吸收塔时，增加吸收剂用量，将使操作线的斜率__变大________和吸收过程的推动力(Δy m)_变大_______。
(5) 在填料吸收塔的计算中,表示设备效能高低的一个量是__传质单元高度_________________，而表示
传质任务难易程度的一个量是___传质单元数_________________ 。
(6) 简单蒸馏的主要特点是_____间歇不稳定分离程度不高_____________________________________。
(7)直接水蒸汽加热的精馏塔适用于_____难挥发祖坟为水，切要求釜液中易挥发组分浓度很低____________________________________
______________________的场合。
(8)精馏塔中的恒摩尔流假设，其主要依据是各组分的___摩尔汽化潜热相等____________________
___________，但精馏段与提馏段的摩尔流量由于__进料______影响而不一定相等。
(9) 已知某双组分混合液服从拉乌尔定律，在一定温度下，纯组分A的饱和蒸汽压为总压的2倍，x A=0.3，则y A=__0.6_________。
(10) 试比较设计连续精馏塔时，塔釜用直接蒸汽加热与间接蒸汽加热两种情况。(>、=、<)
(1)x f、x D、R、q,D/F相同,则N间____N直, x w间____x w直;
(2)x f、x D、R、q,x W相同,则N间____N直。
(11) 判断正误：
干燥过程中，湿物料表面并不总是保持为湿球温度。________
(12) 将原湿空气（温度t0、湿度H0）经预热器加热，温度升高至t1后再送入常压干燥器中，现若t0、H0及t1均已知，则该预热过程所需热量Q的计算式为Q=____________________
kJ/kg绝干气。
(13) 非结合水份是指______________________________________________________。
(14) 将干燥器出口废气的温度降低、湿度增加，可以提高热效率，但同时会降低干燥速率，这是因为___________________________________________________________________
___________________________________________________________________________。[三]计算题
在逆流操作的吸收塔中，用纯溶剂等温吸收某气体混合物中的溶质。在常压、27°C下操作时混合气流量为1200m3/h，气体混合物的初始浓度为0.05（摩尔分率），塔截面积为0.8m2，填料层高为4m，气相体积总传质系数K y a为100kmol/(m3h)，气液平衡关系符合亨利定律，且已知吸收因数为1.2。试求混合气离开吸收塔的浓度和回收率。
[四]计算题
一精馏塔，塔顶设全凝器，在常压下分离苯一甲苯物系，采用回流比R=3。今测得塔顶馏出液浓度x D=0.985和第一块塔板下流液体浓度x1=0.970（均为摩尔分率）；已知物系的相对α，试计算第一块塔板的板效率E mV。
挥发度58
=
.2
[五]计算题
如图，在由一块理论板和塔釜组成的精馏塔中，每小时向塔釜加入苯一甲苯混合液100kmol，苯含量为50%（摩尔%，下同），泡点进料，要求塔顶馏出液中苯含量80%，塔顶采用全凝器，回流液为饱和液体，回流比为3，塔釜间接蒸汽加热，相对挥发度为2.5，求每小时获得的顶馏出液量D、釜排出液量W及浓度x W。
V
D,x
D
L
F,x
F
W, x
[六]计算题
有一连续干燥器在常压下操作,生产能力为1000kg/h(以干燥产品计)物料水分由12%降
为3%(均为湿)物料温度则由15℃至28℃,绝干物料的比热为1.3kJ/(Kg绝干料,℃),空气的初
温为25℃,湿度为0.01kg/kg 绝干空气,经预热器后升温至70℃,干燥器出口废气为45℃,设空气在干燥器进出口处焓值相等,干燥系统热损失可忽略不计,试求:
①在H-I 图上(或t-H 图上)示意画出湿空气在整个过程中所经历的状态点;
②空气用量(m 3/h )(初始状态下);
③为保持干燥器进出口空气的焓值不变,是否需要另外向干燥器补充或移走热量?其 值为多少?
(答案)
[一]单选择题
(1)（2）
(2) 只能用于双组分系统；可以同时用于液相或气相系统
(3)（3）
(4) (3)
(5) 塔底
(6) D
(7) D
(8) 减少 ；不定
(9) c
(10) （1）
???>==????????=+=+12.133.01
75.01D D x R R x R R ∴ 不可能
(11) (2)
(12) （2）
理由：Θ精馏段板数增多
∴精馏段分离程度提高，即x D 增大。这时，从精馏段进入加料板的液相组成降低，而提馏段板数不变，故x W 必减小。或V R F 、、Θ不变 W D 、∴不变，由全塔物料衡算方程可知x W 将变小。
(13) (A)
(14) C
[二]填空题
(1) 增大
(2) dz
dC D J A AB A -=，分子扩散速率
(3) D ∝T 1.81/P ∴D 2=2D 1
(4) 变大，变大
(5)传质单元高度，传质单元数
(6) 间歇、不稳定、分离程度不高
(7)难挥发组分为水，且要求釜液中易挥发组分浓度很低。
(8) 摩尔汽化潜热相等，进料
(9)
0.6
理由：
6.0220==∴===A A A
A A A A x y Px x p Py p
(10) （１）＜，＞
（２）＞
(11)对
(12) Q=(1.01+1.88H 0) (t 1-t 0)
(13)在物料表面和大孔隙中附着的水份。
(14) 废气出口温度低，单位质量干空气携带走热量少，故热效率得以提高，但废气出口温 度低、湿度增加，热、质传递的推动力降低，干燥速率变小。
[三]计算题
属低浓气体吸收
())()
h m kmol G h m kmol G ?=?+?=?=?+???=225
88.608.01272.2732.2734.22120088.608.0272.273831410013.11200或 m a K G H y OG 6088.010088.60=== 57.66088
.04===OG OG H H N 833.02
.111==A 又 ??
????+--??? ??--=A y y A N A OG 10011ln 11211 即 ()??????+--=
833.005.0833.01ln 833.01157.62y 解之得：00386.02=y
%3.9205
.000386.01112=-=-=y y η
[四]计算题
精馏段操作线方程为：
246.075.04
985.043111+=+=+++=+n n D n n x x R x x R R y 974.0246.0970.075.0246.075.012=+?=+=∴x y
又 ()988.0970
.058.11970.058.21111*1=?+?=-+=x x y αα %1.78974.0988.0974.0985.02*1211=--=--=
∴y y y y E mV
[五]计算题 ()()()()h
kmol D F W h kmol x x x x F D y y x R x x R R y y y x x y W D W F W D D /9.821.17100/1.17438
.08.0438.05.0100438.0661
.05.15.2661.01661.04
8.0615.04311615.08.05.15.28.018
.022121111=-=-==--?=--==?-=--==+?=+++==?-=--=
==αααα
[六]计算题
①如图示
②干物料量G c= 1000×(1-0.03)=970Kg/h W2 =30kg/h
W1/(970+W1)=0.12 故W1=132.3kg/h
蒸发水量W=132.3-30=102.3 kg/h
由H-t图可得H 2=0.02Kg/kg干料
L(H2 -0.01)=102.3 L=102.3/(0.02-0.01)=10230kg/h
空气初始湿比容V=(0.773+1.244H1 )(273+t)/273=0.857m3/kg
故空气用量10230×0.857=8770m3/h
③Δ=0 q d=∑q-c w t M1
=G c c M(t M2–t M1)+W2c w(t M2–t M1)/W-c w t M1
=970×1.3×(28-15)/102.3+30×4.187×(28-15)/102.3-4.187×15
=113.4kJ/kg水份。
[一]单选择题
(1) 根据双膜理论，当被吸收组分在液体中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系
数_________。
（1）大于气相分传质系数；（2）近似等于液相分传质系数；
(3）小于气相分传质系数；（4）近似等于气相分传质系数。
(2) 扩散通量式J A=-D(dC A/dZ)：可以用于多组分系统；只能用于双组分系统；只能用于稀溶液；只能用于理想气体；只能用于液相；可以同时用于液相或气相系统。
(3) 在双膜模型中，气液界面没有传质阻力的假定等同于下述论点____________。
(1)y*=y (2)x*=x (3)x i*=x i(4)y i=x i
(4) 双组分气体（A、B）在进行定常分子扩散，J A及N A分别表示在传质方向上某截面处溶质A 的分子扩散速率与传质速率，当整个系统为单向扩散时：
┃J A┃（A 大于、B 等于、C 小于）┃J B┃
┃N A┃（A 大于、B 等于、C 小于）┃N B┃
(5) 逆流操作的填料吸收塔，当吸收因数A ＜1 且填料为无穷高时，气液两相将在————达到平衡。
（A 塔顶、B 塔底、C 塔中部）
(6) 吸收塔设计中，最大吸收率
与_____无关。
max
(A) 液气比；(B) 液体入塔浓度x2；
(C) 相平衡常数m；(D) 吸收塔型式
(7) 连续精馏塔设计时，当采用塔顶全凝器、泡点回流方案时，为完成分离任务所需理
论板数为Ｎ。若采用塔顶分凝器，而回流比和前方案相同时，则完成同样分离任务
所需理论板数为Ｎˊ，其相对大小是______。
（Ａ）Ｎˊ＞Ｎ；（Ｂ）Ｎˊ＝Ｎ；
（Ｃ）Ｎˊ＜Ｎ；（Ｄ）判断依据不足。
(8) 以下说法中不正确的是________。
精馏段操作线方程式是描述精馏段中
(1) 某板下降的液体浓度与下一板上升的蒸汽浓度间的关系式；
(2) 某板上升的蒸汽浓度与上一板下降的液体浓度之间的关系式；
(3) 进入某板的气体与液体的浓度之间的关系式；
(4) 在相邻两板间相遇的汽相与液相浓度之间的关系式。
(9) 精馏设计时，采用相同的塔釜蒸发量，则冷液进料比热加料需要较少理论板数。此
话_______
（1）对; （2）错; (3)无法判断
(10) 在已建成的板式精馏塔中分离某二元混合液，进料量和组成一定，精馏过程中要求得到一定流量和组成的精馏产品，进料位置不变，而将进料状况由冷液进料改为饱和液
体进料时，设两种进料状况下塔效率不变，则塔底再沸器中加热介质的流量_______，
塔顶冷凝冷却器中冷却介质流量应________。
（1）减小，增大（2）减小，减小（3）增大，减小（4）增大，增大
(11) 干燥热敏性物料时, 为提高干燥速率, 不宜采取的措施是_________。
(A) 提高干燥介质的温度；（B）改变物料与干燥介质的接触方式；
（C）降低干燥介质相对湿度；（D）增大干燥介质流速。
(12)同一物料, 如恒速段的干燥速率增加, 则临界含水量_________。
(A) 减小; (B)不变; (C)增大; (D)不一定
[二]填空题
(1) 双组分理想气体系统经绝热压缩,其总压增加一倍,则过程前后系统中的扩散系数D1与D2的关系应该是D2=_______D1。
(2) 由于吸收过程气相中的溶质分压总是__________液相中溶质的平衡分压，所以吸收过程的操作线总是在其平衡线的__________。
(3) 若某一低浓气体吸收塔的气相总传质单元数N OG＝1，这就意味着此塔的气相进出口浓度差将等于________________________________________ 。
(4) 在填料塔中用清水逆流吸收混合气中CO2，当水泵发生故障使水量减少时，气相总传质单元数N OG将_______________。
(5) 精馏塔塔顶某理论板上汽相的露点温度为t1、液相的泡点温度为t2，塔底某理论板上汽相的露点温度为t3、液相的泡点温度为t4，试按从大到小顺序将以上4个温度排列如下：
。
(6) 简单蒸馏的主要特点是__________________________________________。
(7) 在分离要求一定的条件下，当回流比一定时，___________状况进料所需的总理论板数最少。
(8) 已知在塔顶为全凝器的连续精馏塔中，完成一定分离任务需N块理论板。现若按下图流程设计，则在相同回流比条件下，完成相同的分离任务，所需理论板数将为_______块。
L,x
L D,x
D
F,x
F
W,x
W
(9) 平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别在于_____________________________________
__________________________________________________。
(10)精馏塔设计中，回流比并不总是越大越好，原因是____________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
____________________________________________________。
(11) 在精馏塔设计中，若x F、x D、R、q，D/F相同时，直接蒸汽加热与间接蒸汽加热相比，N T，间N T，直，x w,间x w，直。
(12)判断正误：
干燥过程中，湿物料表面并不总是保持为湿球温度。________
(13)干燥操作中，干燥介质（不饱和湿空气）经预热器后湿度__________，温度_________。
(14) 非结合水份是指______________________________________________________。
(15) 有关降速干燥阶段物料内部水分移动的机理存在着两种理论：一个是_____________
___理论, 第二个是________________理论。
(16) 湿空气在293K和总压力101.3 kN/m2下，湿度为0.0438 kg水/ kg绝干气，则100m3该空气中含有的绝干空气量L为kg绝干气。
[三]计算题
在填料层高度为5m的常压填料塔内，用纯水吸收气体混合物中少量的可溶性组分，气液逆流接触，液气比为1.5，操作条件下的平衡关系为y = 1.2x，溶质回收率为90%。今若保持气液两相流量不变，而欲将回收率提高到95%，问填料层高应增加多少m？
[四]计算题
由一层理论板与塔釜组成的连续精馏塔，每小时向塔釜加入含甲醇40%（摩尔分率）的甲醇水溶液100kmol，塔顶采用全凝器，塔釜间接蒸汽加热，回流比R=3，要求塔顶馏出液组成x D=0.84，在操作条件下的平衡关系为y=0.45x+0.55，求：
（1）塔釜组成x w；
（2）每小时能获得的馏出液量D。
V, y
1
L,x
L
x
D
F, x
F
x
W
[五]计算题
用一塔顶设全凝器的常压精馏塔分离含甲醇为0.3、流量为100kmol/h的甲醇－水混合液，泡点进料，并要求塔顶产品含甲醇为0.95，塔底产品含甲醇为0.015（以上均为摩尔分率），已知精馏段操作线为：y=0.6x+0.38，操作条件下的平衡关系如图所示，
试求：
1.塔顶及塔底的产品流量（kmol/h);
2.塔的理论板数及进料位置；
3.流入再沸器的液相流量和离开再沸器的气相流量。
[六]计算题
在一干燥器中干燥某湿物料,每小时处理湿物料1000kg,经干燥后物料的含水量由40%减至5%(均为湿基),干燥介质为373K 的热空气,其中所含水汽的分压为 1.0kN/m ,空气在313K 及相对湿度70%下离开干燥器,试求所需要的空气量。
水在313K 时的饱和蒸汽压可取为7.4kN/m ,湿空气的总压为101.3kN/m 。
[七]计算题
氢—氮混合气（N 2H 2 = 1 3 摩尔比）的压力为101.3kN /m 2(绝压), 温度为54℃，相对湿度 =50%，试计算：
①湿度（kg /kg 绝干气）；
②饱和湿度（ kg /kg 绝干气）。
已知54℃下水的饱和蒸气压为15 kN / m 2。
(答案)
[一]单选择题
(1) （2）
(2)只能用于双组分系统；可以同时用于液相或气相系统
(3)（3）
(4) B ；A
(5)塔底
(6) D
(7) c
(8) （3）
(9)（2）
(10) （1）
理由：由已知条件可知F 、x F 、D 、x D 一定，因而W 、x W 也一定。将进料由冷液进料改为饱和液体进料，而x D 、x W 、x F 和回流比保持不变时，由作图可知，所需理论板数变多，又塔效率不变，故所需实际板数变多，但实际板数是一定的，故要保证x D 、x W 不变，只能适当加大精、提两段操作线的斜率(如图虚线所示),使达到分离要求所需的板数不变。为此精馏段必须加大回流比,即加大塔顶冷却介质流量；提馏段必须适当减小再沸器加热介质流量,因为要使↑+-=-++=qF
RD W W qF RD qF RD V L 11'',要求RD ↑ (11) (A) (12) C [二]填空题 (1) D ∝T 1.81/P ∴D 2=2D 1 (2)大于，上方 (3) 气相平均总推动力 (4) 变小 (5) 4t =3t >2t =1t (6)间歇、不稳定、分离程度不高 (7)冷液 (8) N-1 理由：分凝器可视为一块理论板。 (9) 前者为稳态过程，后者为非稳态过程 (10) 回流比增大，所需理论板数减少，塔设备所引起的设备费降低；但冷凝器、再沸器热负 荷增大，换热器设备费及加热蒸汽、冷却水所消耗的动力费增大。当R 大到一定值后，总 费用（设备费和动力费之和）呈现上升趋势。 (11) < ， > 理由：当x F , x D , R , q , F D 相同时，直接蒸汽加热与间接蒸汽加热相比，精馏段斜 率1+R R 相同，提馏段斜率()()F q D R qF RD V L 11-+++=''也相同，故直接蒸汽加热与 间接蒸汽的操作线必如图所示。由图上可见，N T,间 W 直W 间F D (12) 对 (13) 不变，升高 (14)在物料表面和大孔隙中附着的水份。 (15) 扩散, 毛细管 (16) 112.7kg 绝干气 [三]计算题 原工况下： 8.05 .12.1==G L m ()??????+-??? ??--=??????+--??? ??--=L mG L mG L mG L mG mx y mx y L mG N L mG OG η111ln 11ln 1ln 112221 ()15.58.09.0118.01ln 8.011=??????+---= m N H H OG OG 97.015 .55=== 新工况下： L,G 不变,m 不变,∴H OG 不变, mG/L 不变,η’=0.95 则 ()84.78.095.0118.01ln 8.011=?? ????+---= 又L 、G 不变，m 不变OG H ∴不变 m N H H OG OG 6.784.797.0=?='?=' 填料层应增加的高度 m H 6.256.7=-=? () ??????+-??? ??--='L mG L mG L mG 'OG 111ln 11N η [四]计算题 (1)84.01==D x y 318.045.055 .0693.045.055.0693.04 84.0644.04311644.045 .055.084.045.055.021211=-=-==+?=+++==-=-= y x R x x R R y y x W D (2)()()h kmol x x x x F D W D W F /7.15318 .084.0318.04.0100=--?=--= [五]计算题 解:1.F=D+W Fx f =Dx D +Wx w D=F w d w f x x x x -- D=100(0.3-0.015)/(0.95-0.015)=30.48kmol/h=30.5kmol/h W=F-D=69.50kmol/h 2.x D =0.95, x w =0.015, q=1, x D /(R+1)=0.38 作图得:N T =9-1=8(不含釜) 进料位置: N f =6 3.x D /(R+1)=0.38 R=1.5 V’=V -(1-q)F=V=(R+1)D (∵q=1) V ′=30.5(1.5+1)=76.25kmol/h L ′=L+qF=RD+F=1.5×30.5+100=145.8kmol/h [六]计算题 1.求W W=G c (x 1-x 2) G 1=1000kg/h=0.278kg/s ∴G c =0.278(1-0.4)=0.167kg/s x 1=w 1/(1-w 1)=0.40/(1-0.40) =0.667kg/kg 绝干料 x 2=w 2/(1-w 2)=0.05/(1-0.05) =0.053kg/kg 绝干料 ∴W=G c (x 1-x 2)=0.167(0.667-0.053) =0.1025kg/s 2.求H 1 H 1=0.622p/(P-p) =0.622×1.0/(101.3-1.0) =0.0062kg/kg 干空气 3.求H 2 H 2=0.622ψp/(P-ψp) =0.622×0.7×7.4/(101.3-0.7×7.4) =0.0335kg/kg 干空气 4.求L L=W/(H 2-H 1)=0.1025/(0.0335-0.0062) =3.76kg 干空气/s 进口的湿空气量=L(1+H 1)=3.76(1+0.0062) =3.783kg/s [七]计算题 混合气分子量5.8432128=?+?=m M 饱和湿度干气kg kg M M p P p M M n n H m w w w m w m w S 368.05 .818153.10115=-=-== s = 50% p = 0.5×15=7.5 kN m 2 故湿度为H = 7.5 (101.3－7.5)×18 8.5 = 0.169 kg kg 干气。 化工原理实验思考题 实验一：柏努利方程实验 1． 关闭出口阀，旋转测压管小孔使其处于不同方向（垂直或正对 流向），观测并记录各测压管中的液柱高度H 并回答以下问题： （1） 各测压管旋转时，液柱高度H 有无变化？这一现象说明了什 么？这一高度的物理意义是什么？ 答：在关闭出口阀情况下，各测压管无论如何旋转液柱高度H 无任何变化。这一现象可通过柏努利方程得到解释：当管内流速u =0时动压头02 2 ==u H 动 ，流体没有运动就不存在阻力，即Σh f =0，由于流体保持静止状态也就无外功加入，既W e =0，此时该式反映流体静止状态 见（P31）。这一液位高度的物理意义是总能量（总压头）。 （2） A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位是否同一高度？为什么？ 答：A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位在同一高度（排除测量基准和人为误差）。这一现象说明各测压管总能量相等。 2． 当流量计阀门半开时，将测压管小孔转到垂直或正对流向，观 察其的液位高度H / 并回答以下问题： （1） 各H / 值的物理意义是什么？ 答：当测压管小孔转到正对流向时H / 值指该测压点的冲压头H / 冲；当测压管小孔转到垂直流向时H / 值指该测压点的静压头H / 静；两者之间的差值为动压头H / 动=H / 冲-H / 静。 （2） 对同一测压点比较H 与H / 各值之差，并分析其原因。 答：对同一测压点H ＞H /值，而上游的测压点H / 值均大于下游相邻测压点H / 值，原因显然是各点总能量相等的前提下减去上、下游相邻测压点之间的流体阻力损失Σh f 所致。 （3） 为什么离水槽越远H 与H / 差值越大？ （4） 答：离水槽越远流体阻力损失Σh f 就越大，就直管阻力公式可 以看出2 2 u d l H f ? ?=λ与管长l 呈正比。 3. 当流量计阀门全开时，将测压管小孔转到垂直或正对流向，观察其的液位高度 H 2222d c u u = 22 ab u ρcd p ρab p 2 2 u d l H f ??=λ计算流量计阀门半开和 全开A 点以及C 点所处截面流速大小。 答：注：A 点处的管径d=(m) ;C 点处的管径d=(m) A 点半开时的流速： 135.00145 .036004 08.0360042 2=???=???= ππd Vs u A 半 （m/s ） A 点全开时的流速： 269.00145.036004 16.0360042 2=???=???= ππd Vs u A 全 （m/s ） C 点半开时的流速： 1965.0012 .036004 08.0360042 2=???=???=ππd Vs u c 半 （m/s ） C 点全开时的流速： 393.0012.036004 16.0360042 2=???=???= ππd Vs u c 全 （m/s ） 实验二：雷诺实验 1. 根据雷诺实验测定的读数和观察流态现象，列举层流和湍流临界雷诺准数的计算过程，并提供数据完整的原始数据表。 答：根据观察流态，层流临界状态时流量为90（ l/h ） 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; 4、冷热两流体的对流给热系数相差较大时，提高总传热系数K值的措施是。 A.提高小的值； B.提高大的值； C.两个都同等程度提高； 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。 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 C.表面粗糙，色泽较浅 10、蒸汽冷凝传热时不凝气体的存在，对冷凝给热系数α的影响是。 A.使α增加 B.使α降低 C.无影响 1、C 2、C 3、D 4、A 5、C 6、B 7、B 8、C 9、A 10、B 1、离心泵效率最高的点称为： A 工作点 B 操作点 C 设计点 D 计算点 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、离心泵停车时要： A 先关出口阀后断电 B 先断电后关出口阀 C 先关出口阀先断电均可 D 单级式的先断电，多级式的先关出口阀 4、冷热两流体的对流给热系数相差较大时，提高总传热系数K值的措施 是。 A 提高小的值； B 提高大的值； C 两个都同等程度提高； 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、在讨论旋风分离器分离性能时，临界直径这一术语是指： A 旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径 B 旋风分离器允许的最小直径 C 旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径 D 能保持滞流流型时的最大颗粒直径 8、判断下面的说法中哪一种是错误的： A 在一定的温度下，辐射能力越大的物体，其黑度越大 B 在同一温度下,物体的吸收率A与黑度ε在数值上相等,因此A和ε的物理 意义相同 C 黑度越大的物体吸收热辐射的能力越强 D 黑度反映了实际物体接近黑体的程度 9、真空蒸发时，冷凝器操作压强的最低极限取决于： A 冷凝水的温度 B 真空泵的能力 C 当地大气压力 D 蒸发器的蒸发水量 10、下述几条措施，哪一条不能提高加热蒸汽的济程度？ A 采用多效蒸发流程 B 引出额外蒸汽 C 使用热泵蒸发器 D 增大传热面积 1、C 2、C 3、A 4、A 5、C 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 第一章 3.答案：p= 30.04kPa =0.296atm=3.06mH2O 该压力为表压 常见错误：答成绝压 5.答案：图和推算过程略Δp=(ρHg - ρH2O) g (R1+R2)=228.4kPa 7.已知n=121 d=0.02m u=9 m/s T=313K p = 248.7 × 103 Pa M=29 g/mol 答案：(1) ρ = pM/RT = 2.77 kg/m3 q m =q vρ= n 0.785d2 u ρ =0.942 kg/s (2) q v = n 0.785d2 u = 0.343 m3/s (2) V0/V =(T0p)/(Tp0) = 2.14 q v0 =2.14 q v = 0.734 m3/s 常见错误： （1）n没有计入 （2）p0按照98.7 × 103 pa计算 8. 已知d1=0.05m d2=0.068m q v=3.33×10-3 m3/s （1）q m1= q m2 =q vρ =6.09 kg/s (2) u1= q v1/(0.785d12) =1.70 m/s u2 = q v2/(0.785d22) =0.92 m/s (3) G1 = q m1/(0.785d12) =3105 kg/m2?s G2 = q m2/(0.785d22) =1679 kg/m2?s 常见错误：直径d算错 9. 图略 q v= 0.0167 m3/s d1= 0.2m d2= 0.1m u1= 0.532m/s u2= 2.127m/s (1) 在A、B面之间立柏努利方程，得到p A-p B= 7.02×103 Pa p A-p B=0.5gρH2O +(ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m (2) 在A、B面之间立柏努利方程，得到p A-p B= 2.13×103 Pa p A-p B= (ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m 所以R没有变化 12. 图略 取高位储槽液面为1-1液面，管路出口为2-2截面，以出口为基准水平面 已知q v= 0.00139 m3/s u1= 0 m/s u2 = 1.626 m/s p1= 0(表压) p2= 9.807×103 Pa(表压) 在1-1面和2-2面之间立柏努利方程Δz = 4.37m 注意：答题时出口侧的选择： 为了便于统一，建议选择出口侧为2-2面，u2为管路中流体的流速，不为0，压力为出口容器的压力，不是管路内流体压力 化工原理练习题一（流体流动与流体输送机械） 一、填空 1．用管子从高位槽放水，当管径增大一倍，则水的流量为原流量倍，假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变，且管路出口处的流体动能项可忽略。 2．某设备上，真空表的读数为80mmHg，其绝压＝kgf/cm2＝Pa。该地区大气压强为720mmHg。 3．常温下水密度为1000kg／m3，粘度为1cP，在d内=100mm管内以3m/s的速度速度流动，其流动类型为。 4．12kgf·m＝J。 5．空气在标准状态下密度为1.29kg／m3，在0.25MPa下(绝压)80 ℃时的密度为。6．20℃的水通过10m长，d内＝l 00mm的钢管，流量V0＝10m3／h，阻力系数λ＝0.02，阻力降ΔP＝。 ７．常用测量流量的流量计有、、。 8．无论滞流湍流，在管道任意截面流体质点的速度沿管径而变，管壁处速度为，到管中心速度为。滞流时，圆管截面的平均速度为最大速度的倍． 9．在流动系统中，若截面上流体流速、压强、密度等仅随改变，不随而变，称为稳定流动，若以上各量既随而变又随而变，称为不稳定流动。 10．流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以分、、三层。11．流体在圆形直管中滞流流动时，平均流速增大一倍，其能量损失为原来损失的倍。12．等边三角形边长为a，其当量直径是，长方形长2a，宽为a，当量直径是。13．管内流体层流的主要特点是；湍流的主要特点是。14．孔板流量计的流量系数α的大小，主要与和有关。当超过某一值后，α为常数。 l 5．直管阻力的表示式hf＝。管中流出ζ出＝，流入管内ζ入＝。16．气体的粘度随温度的升高而，水的粘度随温度的升高而。 17．在下面两种情况下，假如流体的流量不变，而圆形直管的直径减少二分之一，则因直管阻力引起的压降损失为原来的多少倍?A)两种情况都为层流，B)两种情况都在阻力平方区。 18、离心泵起动时要、。 19、原来输送水的离心泵，现改用于输送某种水溶液，水溶液的重度为水的1.2倍，其它的物理性质可视为与水相同，管路状况不变，泵前后两开口容器液面垂直距离不变，问(1)流量有无改变，(2)压头有无改变，(3)泵的功率有无改变。 20、离心泵在什么情况下容易产生气蚀(1) ，(2) ，(3) (4) 。 4、离心泵的工作点是曲线与曲线的交点。 21、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，会发生现象。 22、在低阻管路系统中，适宜使用离心泵的联，主要用于增加；在高阻管路系统中，适宜使用离心泵的联，主要用于增加。 23、往复泵为泵，其流量调节应采用。 二．某离心泵将某种石油馏分自1.5Km外的原油加工厂，经一根φ160×5mm的钢管输送到第一贮缸中，送液量为每分钟2000L。问该泵所需的功率为若干(泵的效率为0.6，管的局部阻力略去不计)。ρ＝705kg／m3，μ=500×10-1Pa·s 。答案：112KW 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 第二章 流体输送机械 2-1 流体输送机械有何作用？ 答：提高流体的位能、静压能、流速，克服管路阻力。 2-2 离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是怎样提高压力的？泵入口的压力处于什么状体？ 答：离心泵在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。由于空气的密度很小，所产生的离心力也很小。此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送液体（气缚）； 启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。 泵入口处于一定的真空状态（或负压） 2-3 离心泵的主要特性参数有哪些？其定义与单位是什么？ 1、流量q v : 单位时间内泵所输送到液体体积，m 3/s, m 3/min, m 3/h.。 2、扬程H ：单位重量液体流经泵所获得的能量，J/N ，m 3、功率与效率： 轴功率P ：泵轴所需的功率。或电动机传给泵轴的功率。 有效功率P e ：gH q v ρ=e P 效率η：p P e =η 2-4 离心泵的特性曲线有几条？其曲线的形状是什么样子？离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门？ 答：1、离心泵的H 、P 、η与q v 之间的关系曲线称为特性曲线。共三条； 2、离心泵的压头H 一般随流量加大而下降 离心泵的轴功率P 在流量为零时为最小，随流量的增大而上升。 η与q v 先增大，后减小。额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵的设计点，对应的值称为最佳工况参数。 3、关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。 2-5 什么是液体输送机械的扬程？离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的？液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响？ 答：1、单位重量液体流经泵所获得的能量 2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表，在这两处管路截面1、2间列伯努利方程得： f V M H g u u g P P h H ∑+-+-+=221220ρ 3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关，效率也不随液体密度而改变，因而当被输送液体密度发生变化时，H-Q 与η-Q 曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正比。当被输送液体的粘度大于常温水的粘度时，泵内液体的能量损失增大，导致泵的流量、扬程减小，效率下降，但轴功率增加，泵的特性曲线均发生变化。 2-6 在测定离心泵的扬程与流量的关系时，当离心泵出口管路上的阀门开度增大后，泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化？ 《化工原理》复习材料 0绪论 0.1单元操作所说的“三传”是指__动量传递___、___热量传递__和___质量传递__。 0.2任何一种单位制都是由__基本单位__和__导出单位__构成的。 0.3重力单位制的基本单位是__长度__、__时间__和__力__。 0.4绝对单位制的基本单位是__长度__、__时间__和__质量__。 第一章 流体流动 一、填空题 1.1.流体静力学方程式仅适用于__连通着__的，__同一种连续__的，不可__压缩__静止流体。 1.2圆形直管内，流体体积流量一定，设计时若将d 增加一倍，则层流时h f 是原值的___16___倍；高度湍流时h f 是原值的___32___倍（忽略d ε变化的影响）。 1.3流量V q 增加一倍，孔板流量计的孔口速度为原来的____2__倍，转子流量计的阻力损失为原来的____1__倍，孔板流量计的阻力损失为原来的__4__倍，转子流量计的环隙通道面积为原来的____2__倍。 1.4流体在圆形管道中做层流流动，如果只将流速提高一倍，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_0.25__倍。 1.5处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是__静止的___、_连通着的__、__同一种连续的液体__。流体流动时，要测取管截面上的流速分布，应选用___皮托管______流量计测量。 1.6如果流体为理想流体且无外加功的情况下，单位质量流体的机械能衡算式为 __常数=++ρp u gz 22_；单位重量流体的机械能衡算式为_常数=++g p g u z ρ22_；单位体积流体的机械能衡算式为___常数=++p u gz 22 ρρ_。 化工原理考试题目 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986- 辽宁石油化工大学2012-2013学年二学期 课程考试试卷答案(A 卷) 课程名称：化工原理 考试时间：120分钟 年级：xxx 级 专业： xxx 题目部分，（卷面共有24题，100分，各大题标有题量和总分） 一、填空题（15小题，共30分） 1、并联管路中各管段压强降 ；管子长、直径小的管段通过的流量 。 答案：相等 小 2、流体有反抗在流动中发生速度差异的本性，这种本性叫做流体的黏性。流体具有黏性的原因有二________;________。 答案：分子间的引力;分子的运动与碰撞 3、某水平直管，输水时体积流量为V q ,今改为输送2V q 的有机物,且 2,μμ=水0.5ρ=ρ水。设两种输液下，流体均在层流下流动，则管路两端压差 为水的________倍，阻力损失为水的________倍。 答案：4；8 4、从敞口地槽向常压高位槽送液，离心泵在额定工作点下操作： (1)将出口阀门开度增大，则流量将________，泵的扬程________，泵的效率________，泵的轴功率________，泵前真空表读数________，泵后压力表读数________。 (2)现在地槽液面上升了1 m,其他操作条件不变，则流量________，扬程________。（升高，降低，不变，不确定） 答案：升高；降低；降低；增大；升高；降低；升高；降低 5、有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为 _________________，各项单位为________。 答案：22111222(/2)(/2)s z g u p W z g u p hf ρρρρρρ+++=+++∑ Pa(N/m 2) 6、板框过滤机的洗涤速率为最终过滤速率的 。 答案：1/4 7、在滞流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比，在湍流区颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比。 答案：2 8、写出三种循环型蒸发器的名称 、 、 。 答案：中央循环管式 悬筐式 外加热式 9、导热系数的单位为 ，对流传热系数的单位为 ，总传热系数的单位为 。 答案： W/（m ·℃） W/（m 2·℃） W/（m 2·℃） 10、某一热流体流经一段直管后，再流入同一内径的弯管段，则弯管段的传热系数比直管段的________。 答案：大 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25×2.5 mm，为单管程。今拟采用此换热器冷凝冷却CS2 饱和蒸汽，从饱和温度46℃冷却到10℃，CS2 走管外，其流量为250 kg／h，其冷凝潜热为356 kJ/kg，液体CS2的比热为 1.05 kJ ／（kg·℃ ）；水走管内与CS2成总体逆流流动，冷却水进出口温度分别为5℃和30℃。已知CS2 冷凝和冷却时传热系数（以外表面积为基准）分别为K1= 232.6和K2= l16.8 W/（m2·℃），问此换热器是否适用? 1.解：CS2冷凝的热负荷：Q冷凝＝250×356＝89000kJ/h＝24.72 KW CS2冷却的热负荷：Q 冷凝＝250×1.05×（46－10）＝9450kJ/h ＝2.6 KW 总热负荷Q 为：Q＝24.7＋2.63＝27.3 KW 冷却水用量q m2 为：q m2＝27.3 ＝0.261kg/s＝940kg/h 4.187×（30-5） 设冷却水进入冷却段的温度为t k，则有：0.261×4.187×（t k－ 5）＝2.6KW 解之得：t k＝7.38℃，则：（5 分） 冷凝段对数平均温差：Δ t m＝（46－30）－（46－7.38） ＝25.67℃ ln46 －30 46－7.38 所需传热面积： A 冷凝＝24.7/232.6×10－3×25.67＝ 4.14m2，（5 分） 冷却段对数平均温差：Δ tm＝（46－7.38）－（10－5）＝ 16.45℃ ln 46－7.38 （5 分）10－5 所需传热面积： A 冷却＝ 2.6/116.8×10－3×16.45＝ 1.35m2， 冷凝、冷却共需传热面积：Σ A i＝4.14＋ 1.35＝5.49m2， 换热器实际传热面积为：A0＝30×3.14×0.025×3＝7.065＞ΣA i ，所以适宜使用。（5分） ２．（20 分）某列管换热器由多根Φ 25×2.5mm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0.5m/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1.76 kJ/kg ·K,密度ρ 为858kg/m3，粘度μ为0.52 ×10-3Pa·s，导热系数λ为0.148 W/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/m2·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） （3）换热器所需管子根数n及单根管子长度L。（9 分） 1下列哪些因素可能是造成筛板塔严重漏液的原因（ADE） A气量过小B气量过大 C 板上液层厚度过小 D 液量过大E严重漏液 2 造成板式塔液泛，可能是因为（CDF） A 板上也留分布不均匀 B 板上气液分布不均匀C气量过大 D 液量过大E严重漏液F板间距过小 3下列命题正确的是（AC） A板间距过小，雾沫夹带线下移B板间距过大，雾沫夹带线上移C降液管面积上升，液相上线右移D降液管面积下降，液相上线左移 4以下湿空气中，_______参数是相互独立的。（B） A:H P W B:t t w C:H, t d D:l, t w 5某一定状态下的湿空气，以一定速度流过水盘液面，则平衡时水温等于_______。（A） A 湿球温度t w B干球温度t C露点温度t d D 绝热饱和温度t as 6某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管径减小为原来的一半时，假定管的相对粗糙度不变，则_______。(C) A 4倍 B 8倍 C 16倍 D 32倍 完全湍流（阻力平方区）时，流动阻力变为原来的_______。(D) A 4倍 B 8倍 C 16倍 D 32倍 7流体在管作完全湍流流动，其他不变，当速度提高到原来的2倍时，阻力损失是原来的___C___倍；若为层流流动，其他不变，当速度提高到原来的2倍时，阻力损失是原来的___B___倍。 A 1倍 B 2倍 C 4倍 D 8倍 8 流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的_______。（C） A动能 B 位能C静压能D总机械能 9层流与湍流的区别，下列说法不正确的是：_______。（AB） A 湍流流速大于层流流速。 B 流道截面积大的为湍流，截面积小的为层流。 C 层流的雷诺数小于湍流的雷诺数。 D 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。 10 离心泵停车时要（A）。 A 先关出口阀后断电 B 先断电后关出口阀 C 先关出口阀先断电均可 D 单级式的先断电，多级式的先关出口阀 11 离心泵最常用的调节方法是（B）。 A 改变吸入管路中阀门开度 B 改变压出管路中阀门的开度 C 安置回流支路，改变循环量的大小 D 车削离心泵的叶轮 12 流体通过离心泵所获得的能量主要表现为（B）。 A 动能增加 B 静压能增加C位能增加D流量增大 13离心泵工作时，通过改变出口阀的开度调节流量，其实质是（B） A 改变泵的工作特性曲线B改变管路的特性曲线 C 改变泵的扬程D调节泵的功率 14 离心沉降速度是_______。（B） A 颗粒运动的绝对速度B径向速度C切向速度D气流速度 化工原理（上）考试复习题及答案 （王学安老师提供） 一、选择题（将正确答案字母填入括号内、四选一） 1．遵循流体动力学规律的单元操作是（ A ）。 A、沉降 B、蒸发 C、冷冻 D、干燥 2．U型管液柱压力计两管的液柱差稳定时，在管中任意一个截面上左右两端所受压力（ A ）。 A、相等 B、不相等 C、有变化 D、无法确定 3．以下有关全回流的说法正确的是（ A ）。 A、精馏段操作线与提馏段操作线对角线重合 B、此时所需理论塔板数量多 C、塔顶产品产出量多 D、此时所用回流比最小4．吸收操作是利用气体混合物中各种组分（ B ）的不同而进行分离的。 A、相对挥发度 B、溶解度 C、气化速度 D、电离度 5．压力表在刻度盘上有红线是表示（ C ）。 A、设计压力、 B、公称压力 C、最高工作压力 D、最低工作压力6．某车间测得一精馏塔得真空度为540mmHg，绝对压强为100mm/Hg，则当地大气压为（ C ）mmHg。 A、440 B、540 C、640 D、760 7. 用水吸收混合气体中的二氧化碳时，（ A ）下吸收效果最好。A．低温高压 B．高温高压 C．高温低压 D．低温低压 8. 表压值是从压强表上读得的，它表示的是（ A ）。 A．比大气压强高出的部分 B．设备的真实压力 C．比大气压强低的部分 D．大气压强 9. 离心泵在停泵时，应先关闭出口阀，再停电机，这是为了防止（ C ）。A．汽蚀现象 B．电流过大 C．高压流体倒流 D．气缚现象 10. 吸收操作的作用是分离（ A ）。 A．气体混合物 B．液体均相混合物 C．互不溶液体混合物D．气液混合物 11．当液体内部任一点的压强有变化时，将使液体内部其它各点的压强（ B ）。 A．发生变化 B．发生同样大小的变化 C．不变化 D．发生不同情况的变化 12. 气体压送机械的出口压强与进口压强之比在4以上的是（ B ）。A．鼓风机 B．压缩机 C．通风机 D．真空泵 13．某气相混合物由甲.乙两组分组成，甲组分占体积70%，乙组分占体积30%，那么( B )。 A．甲组分摩尔分率是0.3 B．乙组分压力分率是0.3 C．乙组分质量分率是0.7 D．甲组分质量分率是0.7 ）C（．下列四个定律中哪个是导热的基本定律。14． A．牛顿冷却定律 B．斯蒂芬-波尔茨曼定律 C．傅里叶定律D．克希霍夫定律 徐州工程学院试卷 — 学年第 学期 课程名称 化工原理 试卷类型 考试形式 闭卷 考试时间 100 分钟 命 题 人 年 月 日 教研室主任(签字) 年 月 日 使用班级 教学院长(签字) 年 月 日 班 级 学 号 姓 名 一、单选题（共15题，每题2分，共计30分） 1. 滞流内层越薄，则下列结论正确的是 D A 近壁面处速度梯度越小 B 流体湍动程度越低 C 流动阻力越小 D 流动阻力越大 2. 判断流体流动类型的准数为___ A ____。 A . Re 数 B. Nu 数 C . Pr 数 D . Gr 数 3. 在一水平变径管路中，在小管截面A 和大管截面B 连接一U 形压差计，当流体流过该管 段时，压差计读数R 值反映的是 A A A 、 B 两截面间的压强差 B A 、B 两截面间的流动阻力 C A 、B 两截面间动压头变化 D 突然扩大或缩小的局部阻力 4. 离心泵铭牌上标出的流量和压头数值是 A 。 A. 最大流量下对应值 B. 操作点对应值 C. 计算值 D. 最高效率点对应值 5. 离心泵在一定管路系统下工作时，压头与被输送液体的密度无关的条件是 D A Z 2-Z 1=0 B Σh f = 0 C 22 21022 u u -= D p 2-p 1 = 0 6. 含尘气体，初始温度为30℃，须在进入反应器前除去尘粒并升温到120℃，在流程布置 上宜 A A. 先除尘后升温 B. 先升温后除尘 C. 谁先谁后无所谓 7. 穿过2层平壁的稳态热传导过程，已知各层温差为△t 1=100℃, △t 2=25℃，则第一、二层 的热阻R 1、R 2的关系为_____D______。 A. 无法确定 B. R 1 = 0.25R 2 C. R 1 = R 2 D. R 1 = 4R 2 8. 在蒸汽-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中那种在工程上最有效 B A 提高蒸汽流速 B 提高空气流速 C 采用过热蒸汽以提高蒸汽流速 D 在蒸汽一侧管壁上装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝热。 9. 在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力（以气相组成表示）为 A A. Y -Y* B. Y*- Y C. Y -Yi D. Yi - Y 10. 含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作，若进塔气体流量增大，其他操作条 件不变，则对于气膜控制系统，其出塔气相组成将 A A. 增大 B. 变小 C. 不变 D. 不确定 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 总分 30 15 15 40 100 得分 化工原理第二版 第1章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃） 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B *，P A *，由于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平 衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃ 2.正戊烷（C 5H 12 ）和正己烷（C 6 H 14 ）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa 下该溶液的平衡数据。 温度C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相同温度下C 5H 12 （A）和C 6 H 14 （B）的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 P B * = 1.3kPa 查得P A *= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 1 下列哪些因素可能是造成筛板塔严重漏液的原因（ ADE ） A 气量过小 B 气量过大 C 板上液层厚度过小 D 液量过大 E 严重漏液 2 造成板式塔液泛，可能是因为（ CDF ） A 板上也留分布不均匀 B 板上气液分布不均匀 C 气量过大 D 液量过大 E 严重漏液 F 板间距过小 3 下列命题正确的是（ AC ） A 板 间 距 过 小 ， 雾 沫 夹 带 线 下 移 B 板 间距 过 大 ， 雾 沫夹 带 线 上 移 C 降液管面积上升，液相上线右移 D 降液管面积下降，液相上线左移 4 以下湿空气中， _______参数是相互独立的。 （B ） A:H P B:t t w C:H, t d D:l, t w W 5 某一定状态下的湿空气，以一定速度流过水盘液面，则平衡时水温等于 _______。（ A ） A 湿球温度 t w B 干球温度 t C 露点温度 t d D 绝热饱和温度 t as 6 某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半时，假定管 内的相对粗糙度不变，则 _______。 ( C) A 4 倍 B 8 倍 C 16 倍 D 32 倍 完全湍流（阻力平方区）时，流动阻力变为原来的 _______。 ( D) A 4 倍 B 8 倍 C 16 倍 D 32 倍 7 流体在管内作完全湍流流动，其他不变，当速度提高到原来的 2 倍时，阻力损失是原来的 ___C___倍；若为层流流动，其他不变，当速度提高到原来的 2 倍时，阻力损失是原来的 ___B ___倍。 A 1 倍 B 2 倍 C 4 倍 D 8 倍 8 流体流动时的摩擦阻力损失 hf 所损失的是机械能中的 _______。（ C ） A 动能 B 位能 C 静压能 D 总机械能 9 层流与湍流的区别，下列说法不正确的是： _______。（AB ） A 湍流流速大于层流流速。 B 流道截面积大的为湍流，截面积小的为层流。 C 层流的雷诺数小于湍流的雷诺数。 D 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。 10 离心泵停车时要（ A ）。 A 先关出口阀后断电 B 先断电后关出口阀 C 先关出口阀先断电均可 D 单级式的先断电，多级式的先关出口阀 11 离心泵最常用的调节方法是（ B ）。 A 改变吸入管路中阀门开度 B 改变压出管路中阀门的开度 C 安置回流支路，改变循环量的大小 D 车削离心泵的叶轮 12 流体通过离心泵所获得的能量主要表现为（ B ）。 A 动能增加 B 静压能增加 C 位能增加 D 流量增大 13 离心泵工作时，通过改变出口阀的开度调节流量，其实质是（ B ） A 改变泵的工作特性曲线 B 改变管路的特性曲线 C 改变泵的扬程 D 调节泵的功率 14 离心沉降速度是 _______。（ B ） A 颗粒运动的绝对速度 B 径向速度 C 切向速度 D 气流速度 化工原理试题库（上册） 第一章流体流动 一、选择题 1?连续操作时，物料衡算通式中的过程积累量GA为（A ）。A.零 B.正数C负数 D.任意值 2.热量衡算中，物料的焓为相对值，通常规定（A ）的焓为零。 AO C液体BO C气体 C.1O0C液体 D.100C气体3.流体阻力的表现，下列阐述错误的是（D ）。 A.阻力越大，静压强下降就越大B流体的粘度越大，阻力越大 C.流体的流动状况是产生流体阻力的根本原因 D.流体的内摩擦力在流体激烈 流动时不存在4.压强的具有专门名称的国际单位是Pa,用基本单位表示是 （C ）。 A.atm B.mmHg C.Kg/m.s2 D.N/m2 5?水在直管中流动，现保持流量不变，增大管径，则流速（B ）。A.增大 B.减小C不变 D.无法判断 6.对可压缩流体，满足（C ）条件时，才能应用柏努力方程求解。 A. ）%（20ppp121式中压强采用表压表示 B. ）%（01ppp12 ）%（20ppp121式中压强采用绝压表示 D. )%(01ppp1 1式中压强采用表压表示 C. ）%（20ppp121式中压强采用绝压表示 D. )%(01ppp1 B 施伍德 C 雷诺 D.努塞尔特8.流体在圆形直管中滞流流 9.增大流体的流量，则在孔板流量计的孔板前后形成的压强差（ A ）。A.增 大 B.减小 C.不变 D.无法判断10.流体在管内流动时的摩擦系数与 （B ）有关。A.雷诺准数和绝对粗糙度 B.雷诺准数和相对粗糙度 C.欧拉 准数和绝对粗糙度 D.欧拉准数和相对粗糙度11.测速管测量得到的速度是 流体（C ）速度。A.在管壁处 B 在管中心 C 瞬时 D.平均 12. 在层流流动中，若流体的总流率不变，则规格相同的两根管子串联时的压降 为并联时的（C ）倍。A. 2； B. 6; C. 4; D. 1。 13. 流体在长为3m 、高为2m 的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为 （C ）。 A. 1.2m ； B. 0.6m C. 2.4m D. 4.8m 2 14. 流体在长为2m 、高为1m 的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为 （A ） o A. 1.33m ； B. 2.66m C. 0.33m D. 0.66nr 。15.流体 在内管外径为25mm ，外管内径为70mm 的环隙流道内流动，则该环隙流道的当 量直径为（D ） o A. 25mm ； B. 70mm ； C. 95mm ； D. 45mm 。 16.当流体在园管内流动时，管中心流速最大，滞流时的平均速度与管中心的最 大流速的关系为（C ） A. u = 3/2.umax B. u = 0.8 umax C. u = 1式中压强采用绝压表示 7.判断流体的流动类型用（ C ）准数。 A.欧拉 动时的速度分布曲线为（B ）。A.直线 B.抛物线 C 双曲线 D.椭圆线 模拟试题一 1当地大气压为 745mmHg 测得一容器内的绝对压强为 350mmHg 则真空度为395 mmH?测得另一容器内的表压 强为1360 mmHg 则其绝对压强为 2105mmHg _____ 。 2、 流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为 _0 _______，临近管壁处存在层流底层，若 Re 值越大，则该层厚度 越薄 3、 离心泵开始工作之前要先灌满输送液体，目的是为了防止 气缚 现象发生；而且离心泵的安装高度也不能 够太高，目的是避免 汽蚀 现象发生。 4 、离心泵的气蚀余量越小，则其抗气蚀性能 越强 。 5、 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数 K 接近于 空气 侧的对流传热系数，而壁温接近于 饱和水蒸汽 侧流体的温度值。 6、 热传导的基本定律是 傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K 的数值接近于热阻 大 （大、小）一侧的：?值。 间壁换热器管壁温度t w 接近于：.值 大 （大、小）一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的 导热系数愈小，则该壁面的热阻愈 大 （大、小），其两侧的温差愈 大 （大、小）。 7、 Z= （V/K v a. Q ） .（y 1 -丫2 ）/ △ Y m 式中：△ Y m 称 气相传质平均推动力 ，单位是kmol 吸 收质/kmol 惰气;（Y i — Y 2） / △ Y m 称 气相总传质单元数。 8、 吸收总推动力用气相浓度差表示时，应等于 气相主体摩尔浓度 和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之 差。 9、 按照溶液在加热室中运动的情况，可将蒸发器分为循环型和非循环型两大类。 10、 蒸发过程中引起温度差损失的原因有：溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。 11、工业上精馏装置，由精馏^_塔、冷凝器、再沸器等构成。 12、分配系数k A 是指y A /X A ，其值愈大，萃取效果 量传递相结合的过程。 1、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，则各截面上的（ 6、某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气（空气在管内作湍流流动） 13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中 溶解度的差异 而达到混合液中组分分离的操作。 14、在实际的干燥操作中，常用 干湿球温度计来测量空气的湿度。 15、对流干燥操作的必要条件是 湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分压 ;干燥过程是热量传递和质 越好。 A. 速度不等 B.体积流量相等 C. 速度逐渐减小 D.质量流速相等 2、装在某设备进口处的真空表读数为 -50kPa ，出口压力表的读数为 100kPa , 此设备进出口之间的绝对压强差为 A. 50 B . 150 C . 75 D .无法确定 3、离心泵的阀门开大时，则（ B ）。A ?吸入管路的阻力损失减小 .泵出口的压力减小 C .泵入口处真空度减小 .泵工作点的扬程升高 4、下列（A ）不能实现对往复泵流量的调节。 A .调节泵出口阀的开度 ?旁路调节装置 C .改变活塞冲程 ?改变活塞往复频率 5、已知当温度为 T 时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度（ ）耐火砖的黑度。 A.大于 .等于 C .不能确定 D .小于 ，使空气温度由20 C 升至80 C,化工原理实验思考题答案
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