(完整版)化工原理练习题
化工原理练习题
0 绪论
1. 化工原理中的“三传”是指④
①动能传递、势能传递、化学能传递，②动能传递、内能传递、物质传递
③动量传递、能量传递、热量传递，④动量传递、热量传递、质量传递
2. 下列单元操作中属于动量传递的有①
①流体输送，②蒸发，③气体吸收，④结晶
3. 下列单元操作中属于质量传递的有②
①搅拌，②液体精馏，③流体加热，④沉降
4. 下列单元操作中属于热量传递的有②
①固体流态化，②加热冷却，③搅拌，④膜分离
5、 l kgf/cm2=________mmHg=_______N/m2
6. 在 26 ℃和1大气压下 ,CO2在空气中的分子扩散系数 D 等于
0.164cm2/s, 将此数据换算成m2/h 单位 , 正确的答案为___④___
① 0.164m2/h ② 0.0164 m2/h ③ 0.005904 m2/h, ④ 0.05904 m2/h
7. 己知通用气体常数 R=82.06atm.cm3/mol.K, 将此数据换算成用kJ/kmol.K所表示的量 , 正确的答案应为__③_____
① 8.02 ② 82.06 ③ 8.314 ④ 83.14
第3 章机械分离
一、选择题
1. 下面过滤速率方程式中属于恒压过滤方程的是 ②
①dq/d θ=K/2(q+q e )；②q 2＋2q.q e =K.θ；
③q 2＋q.q e =2K.θ；④q 2＋q.q e =K.θ/2
2. 过滤速率基本方程为 ①
① dq/d θ=K/2(q+q e )；② dq/d θ=K/(q+q e )；
③dq/d θ=KA 2/2(V+V e )；④dV/d θ=K/2(V+V e )
3 恒压过滤中单位面积累积滤液量q 与时间θ的关系可表示为下图中的 ①
4 对静止流体中颗粒的自由沉降而言，在沉降过程中颗粒所不会受到的力有：①
①牛顿力；②浮力；③曳力 (阻力)；④场力(重力或离心力) 。 5叶滤机洗涤速率与终了过滤速率之比为：④
①1/2； ②1/3； ③1/4； ④1。
6恒压过滤中，当过滤时间增加1倍，
； /2； ③2； ④0.5。
7关于离心沉降速度和重力沉降速度，下述说法正确的是 ③
。
①
②
④
①离心沉降速度和重力沉降速度是恒定的；
②离心沉降速度和重力沉降速度不是恒定的；
③离心沉降速度不是恒定值，而重力沉降速度是恒定的；
④离心沉降速度是恒定值，而重力沉降速度不是恒定的
8. 下面哪个是过滤推动力④。
①液体经过过滤机的压降；②滤饼两侧的压差；③过滤介质两侧的压差；④过滤介质两侧的压差与滤饼两侧的压差之和。9. 用板框式过滤机进行恒压过滤，忽略介质阻力，过滤20min得到滤液8m3，若再过滤20min，可再得滤液③ m3.（计算见化工原理学习指导p63，）
①8；②4；③5.3；④11.3。
10. 含尘气体在降尘室内沉降，沉降区为层流（符合斯托克斯公式），理论上能完全除去30μm的粒子，现气体处理量增大一倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒子粒径为④。
①60μm；②15μm；③30μm；④μm。
11, 一密度为7800kg/m3,的小钢球在密度为1200 kg/m3的某液体中自由沉降速度是其在20℃水中沉降速度的1/4000, 水的黏度为1mPa.s，则此液体的黏度为
④。（计算见化工原理学习指导p65）
①4000 mPa.s；②40 mPa.s；③33.82 mPa.s；④3382 mPa.s。
12. 助滤剂的作用是②。
①降低滤液黏度，减小流动阻力；②形成疏松饼层，使滤液得以畅流；③帮助介质拦截固体颗粒；④使得滤饼密实并有一定刚性。
13. 板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，则在每一个滤框中，滤液穿过的厚度为③层的滤饼，横穿洗涤时洗液穿过的厚度为①层的滤饼，洗涤速率为过滤终了速率的④。
①1；②2；③1/2；④1/4。
14. 降尘室没有以下优点①。
①分离效率高；②阻力小；③结构简单；④易于操作。
15. 在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加1倍，则沉降时间
①，气流速度②，生产能力③。
①增加1倍；②减小1倍；③不变；④增加2倍。
16. 助滤剂应具有以下性质②。
①颗粒均匀，柔软，可压缩；②颗粒均匀，坚硬，不可压缩；③颗粒粒度分布广，坚硬，不可压缩；④颗粒均匀，可压缩，易变形。
17. 板框过滤机中②
①框有两种不同的构造；②板有两种不同的构造；
③框和板都有两种不同的构造；④框和板都只有一种构造。
18.板框过滤机洗涤速率是过滤终了速率的四分之一，这一规律只有在以下条件下才能成立③。
①过滤时的压差与洗涤时的压差相同；
②滤液的黏度与洗涤液的黏度相同；
③过滤压差与洗涤压差相同且滤液黏度与洗涤液的黏度相同； ④过滤压差与洗涤压差相同，滤液黏度与洗涤液的黏度相同且过滤面积与洗涤面积相同。
19. 在重力场中，微小颗粒的沉降速度与下列因素无关 ④ ①颗粒的几何形状； ②颗粒的几何尺寸；
③流体与粒子的密度； ④流体的流速。
20. 重力沉降中阻力沉降系数 的适用范围是 ②
①圆柱形微粒，层流区； ②球形微粒，层流区； ③方形微粒，湍流区； ④球形微粒，湍流区。
二、填空
1. 固体颗粒在空气中自由沉降, 颗粒受 重力、浮力、阻力等几种力的作用。其沉降速度公式为 。
2. 降尘室为气固或液固两相分离设备，它们的生产能力与该设备的 长度和宽度 有关，与 高度 无关。
3. 工业上常用的过滤介质有织物介质、堆积介质和多孔性固体介质
4. 常用的过滤设备有板框压滤机、叶滤机 和回转过滤机 等。
5. 间歇式过滤机一个完整的操作周期中所包括的时间有过滤时间 ，洗涤时间 ，组装、卸渣及清洗滤布等的辅助时间 。
6.根据滤液流出的方式，过滤分为明流、暗流
7.板框过滤机的洗涤方式有置换式 和横穿洗涤法
024/Re ζ=
8. BAY10-402-25中B 表示板框过滤机，A 表示暗流，Y 表示液压压紧方式，10表示过滤面积10m 2, 402表示滤框的内边长为402mm ，25表示滤框的厚度为25mm
9. 流体通过颗粒层的流动多呈 层流 状态 , 故单位体积床层所具有的表面积对流动阻力起决定作用。
10. 过滤分深层过滤和滤饼过滤 两种方式。
11对板框式过滤机，洗涤面积A w 和过滤面积A 的定量关系为A w =A/2。洗水走过的距离L w 和滤液在过滤终了时走过的距离L 的定量关系为
L w =2L ，洗涤速率（dV/d τ）w 和终了时的过滤速率（dV/d τ）E 的定量关系为（dV/d τ）w =（dV/d τ）E /4。
12. 含尘气体中尘粒直径在75μm 以上时，一般应选用 降尘室除尘，若尘粒直径在5μm 以上，可选用旋风分离器，如尘粒直径在1μm 以下，可选用袋滤器。
13. 某球形颗粒在一定密度及黏度的空气中沉降，如处于层流沉降区，当空气温度升高时，空气黏度 增大 ，颗粒的沉降速度 下降 。
14. 除去液体中的固体颗粒一般可采用 重力沉降 、 离心分离 和 过滤 。
15. 板框过滤机的生产能力可写为： 其中θc 等于一个操
作循环中的过滤时间、洗涤时间和整理辅助时间之和。
16.恒速操作的过滤机，过滤10min 得到滤液0.01m 3，继续过滤20min ，可再得滤液 0.02 m 3，然后，用0.01 m 3洗涤液洗涤，速率不变，所需洗涤时间为10min 。
/c Q V θ=
17. 板框过滤机恒压操作，滤布阻力忽略不计，经θ时间后的滤液量为V1，当框数增加到原来的1.5倍，框厚度增加到原来的2倍，也经过θ时间的滤液为V2，则V2= 1.5 V1。
18. 某颗粒的重力沉降适用于斯托克定律，如在水中的沉降速度为u1，在空气中为u2，则u1小于 u2，如在热空气中的沉降速度为u3，在冷空气中为u4，则u3，小于 u4大于。（大于，等于，小于，不确定）
三、简述题
1. 什么是过滤？
是指以某种多孔物质作为介质，在外力的作用下，流体通过介质的孔道，而使固体颗粒被截留下来，从而实现固体颗粒与流体分离的操作。
2. 什么是沉降？
利用非均相混合物在重力场或离心力场中，各成分所受重力和离心力的不同，将非均相混合物发生相对运动，并加以分离的方法称为沉降分离
3．为什么板框压滤机洗涤速率近似等于过滤终了时过滤速率的四分之一？
由于洗涤液通过两层过滤介质和整层的滤饼层的厚度，而过滤终了时滤液只通过一层过滤介质和滤饼层厚度的一半，即洗涤液流动距离比滤液长1倍，其阻力也大1倍，故洗涤速率变为原来的一半，又因洗涤液的流通面积为滤液的流通面积的0.5倍，这样洗涤速率又变为原
来的一半，基于上述原因，当洗涤压差与过滤终了相同，且洗涤液的黏度与滤液的黏度相同时，板框压滤机洗涤速率近似等于过滤终了时过滤速率的四分之一。
4．降尘室的生产能力与哪些因素有关？为什么降尘室通常制成扁平型或多层？降尘室适用于分离直径多大的颗粒？
降尘室的生产能力公式： 可以看出：降尘室的生产能力与底面积成正比，与沉降速度成正比，与降尘室的高度无关。因此降尘室通常制成扁平型或多层，降尘室属于重力沉降设备，以重力为推动力，速度小，适用于分离100微米以上的颗粒。
5. 写出重力沉降速度的斯托克斯公式，并说明公式的应用条件；
第5章 传热
一、选择题
1. 下列关于传热与温度的讨论中正确的是 ③ 。
①绝热物系温度不发生变化；②恒温物体与外界 ( 环境 ) 无热能交换；
③温度变化物体的焓值一定改变；④物体的焓值改变, 其温度一定发生了变化
20()18s d g
u ρρμ
-=00Re 0.32
du ρμ=≤<，可延伸到00
Vs A u =
2. 下列关于温度梯度的论断中错误的是④。
①温度梯度决定于温度场中的温度分布
②温度场中存在温度梯度就一定存在热量的传递
③热量传递会引起温度梯度的变化
④热量是沿温度梯度的方向传递的
3. 气体的导热系数值随温度的变化趋势为①。
① T 升高 , λ增大；② T 升高 , λ减小；
③ T 升高 , λ可能增大或减小；④ T 变化 , λ不变
4. 空气、水、金属固体的导热系数分别为λ1、λ2、λ3, 其大小顺序②。
①λ1>λ2>λ3；②λ1<λ2<λ3；
③λ2>λ3>λ1；④λ2<λ3<λ1
5. 水银、水、软木的导热系数分别为λ1、λ2、λ3其大小顺序为①。
①λl〉λ2〉λ3；②λl〈λ2<λ3；
③λ1>λ3>λ2；④λ3>λ1>λ2
6. 多层平壁定态热传导时，各层的温度降与各相应层的热阻①
①成正比；②成反比；③没关系；④不确定
7.对由三层平壁组成的多层平壁稳定热传导而言, 若三层的传热推动力Δt1>Δt2>Δt3, 则三层平壁的传热阻力R1、R2、R3之间的关系为①
① R l>R2>R3；② R l
8 双层平壁稳定热传导, 壁厚相同, 各层的导热系数分别为λ1和λ2, 其对应的温度差为Δt1 和Δt2,若Δt1>Δt2, 则λ1和λ 2的关系为①
①λ1<λ2；②λ1>λ2；③λ1=λ2；④无法确定。
9. 由厚度都相同的平壁组成的三层平壁而言 , 若λ1>λ2>λ3,
则热阻 R1 、 R2 、 R3 之间的关系为②
① Rl>R2>R3；② R1
10 对于三层圆筒壁的稳定热传导而言, 若Q1、Q2、Q3为从内向外各
层的导热量, 则它们之间的关系为③
① Q1>Q2>Q3；② Q3>Q2>Ql；③ Ql=Q2=Q3；④ Q1、Q2、Q3之间
无法比较
11. 某燃烧炉炉壁内外表面温度分别为 t1 、 t2, 今在炉壁外表面
加一层保温层, 炉壁内外表面的温度变化为T1,T2。下列的判断正确的是②
① T1= T2,TI- T2>t1-t2；② T1>T2,T1- T2>t1-t2
③ T1
12. 设水在一圆直管内呈漏流流动, 在稳定段处, 其对流传热系数为α1; 若将水的质量流量加倍, 而保持其他条件不变, 此时的对流传热系数α2与α1的关系为③
①α2=α1；②α2=2α1；③α2=20.8α1；④α2=20.4α1
13. 液体在圆形直管内作强制端流时, 其对流传热系数α与雷诺准数 Re的n次方成正比, 其中n 的值为②
① 0.5；② 0.8；③ 1；④ 2
14.下列关于换热设备的热负荷及传热速率说法中错误的是④
①热负荷决定于化工工艺的热量衡算
②传热速率决定于换热设备、操作条件及换热介质
③热负荷是选择换热设备应有的生产能力的依据
④换热设备应有的生产能力由传热速率确定
15. 下列准数中反映的物体物性对对流传热影响的是③
① Nu；② Re；③ Pr；④Gr
16. 间壁二侧流体的传热过程α1、α2值相差较大(α1<<α2),K值总是接近①那侧的。
①α1；②α2；③难以确定；
17. 下列准数中反映流动状态和揣流程度对对流传热影响的是②
① Nu、② Re、③ Pr、④Gr
18. 下列关于流体在换热器中走管程或走壳程的安排中不一定妥当的①
①流量较小的流体宜安排走壳程；②饱和蒸气宜安排走壳程；
③腐蚀性流体及易结垢的流体宜安排走管程；
④压强高的流体宜安排走管程；
19. 对由外管直径d1, 内管直径为d2组成的套管而言, 其传热当量直径为①
①(d12-d22)/d2；②(d12-d22)/d1；③(d12-d22)/2；④(d12-d22)/
（d1＋d2）
20. 对由外管直径为d1, 内管直径为d2组成的套管而言, 按润湿周边计算而得的当量直径为③
①(d1+d2)/2；②d1+d2；③d1-d2；④d2-d1
21. 换热器中任一截面上的对流传热速率=系数×推动力, 其中推动力是指④
①两流体温差度(T-t) ；②冷流体进、出口温度差(t2-tl)
③热流体进、出口温度差(T2-T1)；④液体温度和管壁温度差
(T-Tw)或(tw-t)
22. 工业上列管式换热器用于:I、水一水换热;II、气一水换热 ; III、饱和蒸气一水换热三种情况。有关总传热系数K正确的是
③。
① I 最大 ,II其次；②II 最大 ,III其次
③ III最大 ,I 其次；④I 最大 ,III其次
23. 对列管式换热器, 当管束和壳体温差超过②时，应采取适当的温差补偿措施。
① 60 ℃；② 50 ℃；③ 40 ℃；④ 30 ℃
24.冷热流体进行对流传热，冷流体一侧的给热系数为α1=100
W/(m2.K)，热流体一侧的给热系数为α2=1000 W/(m2.K)，总传热系数K接近哪一侧的给热系数α，要提高K，应着重提高哪一侧的给热系数α③。
①接近α1，提高α2；②接近α2，提高α1；③接近α1，提高α1；④接近α2，提高α2。
25.一定流量的液体在一25 2.5
Φ?的直管内做湍流流动，其给
mm mm
热系数αi=1000 W/(m2.K)，如流量和物性都不变，改用一
Φ?的直管，则其将变为④ W/(m2.K)。
mm mm
192
①1259；②1496；③1585；④1678。
26. 关于传热系数K，下列说法中错误的是③。
①K实际是个平均值；②K随所取的传热面不同而异；
③K可用来表示传热过程的强弱，与冷热流体的物性无关；④要提高K值，应从降低最大的热阻着手。
27. 确定换热器传热系数K的方法，下列选项错误的是①。
①查手册；②经验估算；③公式计算；④实验测定。
28. 蒸汽-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的①在工程上是可行的。
①提高空气流速；②蒸汽一侧装翅片；③采用过热蒸汽以提高蒸汽温度；④提高蒸汽流速。（分析见化工原理学习指导P93）
29. 影响给热系数的因素有：全部都是
①产生对流的原因；②流体的流动状态；③流体的物性；
④流体有无相变。⑤壁面的几何因素。
30. 热量传递的基本方式是④。
①恒温传热和定态变温传热；②导热给热和热交换；
③汽化、冷凝和冷却；④热传导、对流传热和辐射传热。
31. 圆形蒸汽管道外包覆两层厚度相同而导热系数不同的保温材料，则将导热系数大的保温材料置于内层与置于外层相比，保温层的总热阻②，蒸汽管道的热损失①。
①增大；②减小；③不变；④不确定。
32. 强制对流（无相变）流体的给热系数关联式来自④。
①理论方法；②量纲分析法；③数学模型法；④量纲分析和实验结合的方法。
33. 在间壁传热中，热量从热流体到冷流体的传热过程中，热阻主要集中在②。
①金属壁面；②冷、热流体的层流底层；
③冷、热流体的主体；④平均分布在各层中。
34. 换热器中冷热流体一般为逆流流动，主要是为了③。
①提高传热系数；②减少冷却剂用量；③提高对流平均温差；④减少流动阻力。
35. 当换热器中冷热流体的进出口温度一定时，判断下面的说法中哪一个是错误的①。
①逆流时，△t m一定大于并流、错流或折流是的△t m；②采用逆流操作可以节约热流体（或冷流体）的用量；③采用逆流操作可以减少所需的传热面积；④温差修正系数Φ的大小反映了流体流向接近逆流的程度。
36. 用常压水蒸汽加热空气，空气平均温度为20℃，则壁温约为②。
①20℃；②100℃；③60℃；④49.7℃。
37. 工业上采用翅片状的暖气管代替圆钢管，目的是③。
①增加热阻；②节约钢材，增加美观；③增加传热面积，提高传热效果；④减小热量损失。
38. 某套管式换热器，管间用饱和水蒸汽加热管内空气（湍流），使空气温度由20℃至80℃，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①
倍。
①1.149；②1.74；③2；④1.5。
40. 比较下列不同对流给热过程的给热系数的值的大小：
空气自然对流α1，空气（u=3m/s）强制对流α2，水（u=3m/s）强制对流α3，水蒸气冷凝α4。
α1＜α2＜α3＜α4
二、填空
1. 间壁式换热器的传热过程是对流、传导、对流。
2. 金属的导热系数λ大约为几十kcal/(m·h·℃ ), 液体的λ大约为10-1 kcal/(m·h·℃ ),气体的λ大约为 10-2kcal/(m·h·℃ )
3. 平壁稳定热传导过程, 通过三层厚度相同的材料, 每层间温度
变化Δt1>Δt2>Δt3, 则λ1，λ2，λ3的大小顺序为λ1<λ2<λ3, 每层热阻的大小顺序为 R1>R2>R3 。
4. 某圆形管道外有两层厚度相等的保温材料A和B, ΔtA>ΔtB, 则A层导热系数 < B 层导热系数, 将 A 层材料放在里层时保温效果较好
5. 下面各组传热系数α的数值大小(饱和蒸气的压力相同)为:
(1) α空气 < α水
(2) α水蒸气冷凝 > α水加热或冷却
(3) α弯管 > α直管
6. 套管换热器的总传热速率方程的表达式为; 以外表面积为基准的总传系数 Ko 的计算式为 (忽略垢层热阻) 。
7. 写出两种带有热补偿的列管式换热器的名称 U型管式、浮头式，带补偿圈的固定管板式（任意2种）。
8. 多程列管式热交换器的壳程中常装有一定数目与管束相垂直的折流挡板 (简称挡板), 其目的是提高对流传热系数
9. 有相变时的对流传热系数比无相变时大，黏度μ值大，对流给热系数小，热壁面在冷空气之下比热壁面在冷空气之上时对流传热系数大
10. 当设计一台用饱和蒸气加热空气的列管式换热器时空气宜在管内流动。
11. 列管式换热器中, 用饱和水蒸气加热空气, 则传热管的壁温接近饱和水蒸气的温度，总传热系数K的值接近空气给热系数
13. 固定管板式列管换热器中, 压力高、腐蚀性以及不清洁的物料应走管程。
14．根据冷、热两流体的接触方式的不同, 换热器分为直接混合式、蓄热式、间壁式等类型。
15．热量传递的基本方式为热传导 ( 简称导热 )、对流传热、热辐射等。
16 间壁式换热器的类型有①夹套式②喷淋式蛇管换热器③套管式④列管式⑤沉浸式蛇管换热器等
17. 根据所采取的温差补偿措施的不同, 列管式换热器包括固定管板式、浮头式、U型管式、具有补偿圈的固定管板式等类型
18在通常情况下的同类换热器中，设空气的自然对流的给热系数为α1，空气的强制对流给热系数为α2，水的强制对流给热系数为α3，蒸汽冷凝的强制对流给热系数为α4，则从大到小的顺序为α4>α3>α2>α1。对于某些热敏性物料的加热而言，为避免出口温度过高而影响产品质量，冷热流体宜采用并流操作（逆流、并流、错流、湍流）。
19对于固定管板式换热器，下列换热介质通常走管程的有A、C、D，走壳程的有B、E、F。
A 高压流体；
B 蒸汽；
C 易结垢的流体；
D 腐蚀性流体；
E 黏度大的流体；
F 被冷却的流体。
20两流体通过间壁换热，冷流体从20℃升至50℃，热流体从100℃降到70℃则并流时的
t?= 43.28 ℃，逆流时的m t?=
m
50 ℃。
21在套管式换热器中，热流体进出口温度分别为100℃和60℃，冷流体进口温度为30℃，且已知冷热流体的热容流量m s c p相等，则
t?=
m
30 ℃。
①30；②40；③50；④70。
22套管式换热器的管隙通入压强一定的饱和蒸汽，使管内的空气温度升高，保持空气的压强不变，流量增大，其他条件不变，则传热速率Q变大，传热系数K变大，空气出口温度t2变小，对数平均温差
t?
m 变大。
23有一并流操作的换热器，已知冷流体进出口温度分别为20℃和50℃，热流体进出口温度分别为90℃和60℃，则其平均传热温差Δt m为 30.8 ℃。
24. 列管换热器的管程设计成多程是为了提高管程的给热系数，在壳程设置折流板是为了提高壳程的给热系数。
25. 在确定列管式换热器的冷热流体的流程时，通常蒸汽走壳程，高压流体走管程，易结垢的流体走管程，有腐蚀性的流体走管程，黏度大的流体走壳程，流量小的流体走壳程。
26. 在温度小于180℃的条件下，水蒸气是最适宜的加热剂，而当温度不很低时，水是最适宜的冷却剂。
27. 某一热流体流经一段直管后，再流入同一管径的弯管段，则弯管的传热系数比直管段的 大 。
28. 一维（x
29.
30.
31. 牛顿冷却定律
32. 总传热系数K
33.
传热速率方程 34. 热量衡算式 35. 复杂流型：先求Δt m 逆，再计算P,R 值，然后查图5-19得到温度校
正系数
36. 传热效率-传热单元数法
()W T T T A Q -=αm Q
KA t =?()()111222211s p s p m
s Q m c T T m c t t KA t Q m r
=-=-?==有相变：121
2
ln m t t t t t ?-??=??m m t t ??=?逆
逆流
并流37.
适用范围：Re>10000，0.6
流体被加热时，n＝0.4，被冷却时，n＝0.3
特征尺寸：管内径d
38. 从传热速率方程的角度分析列管式换热器的优点：
Q=KA△t m
单位体积的传热面积A大；
为强制对流，对流传热系数大：K大
可以采用逆流，传热推动力Δt m大
其它优点:结构紧凑、坚固、高温、高压、耐腐蚀
三、简答题：
1．热水瓶在设计和使用过程中采取了哪些防止热损失的措施？（从传热的角度简析理由）
（1）热水瓶胆设计成玻璃夹层结构，夹层内空气被抽出，接近真空，可防止对流热损失；（2）瓶胆夹层内表面均镀有银、铝等低黑度涂层，减低了辐射散热量（3）使用中，瓶盖选用导热系数小的软木塞，
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 。
化工原理实验思考题答案
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 ）
化工原理期末考试试题(2013年版) 2
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
化工原理思考题汇总
实验五，填料塔 1.风机为什么要用旁通阀调节流量？ 答：因为如果不用旁通阀，在启动风机后，风机一开动将使系统内气速突然上升可能碰坏空气转子流量计。所以要在风机启动后再通过关小旁通阀的方法调节空气流量。 2. 根据实验数据分析吸收过程是气膜控制还是液膜控制？ 答：实验数据表明，相平衡常数m很小，液相阻力m/kx也很小，导致总阻力1/k y 基本上为气相阻力1/k y 所决定，或说为1/k y 所控制，称为气膜控制。 3. 在填料吸收塔塔底为什么必须有液封装置？液封装置是如何设计的？ 答：塔底的液封主要为了避免塔内气体介质的逸出，稳定塔内操作压力，保持液面高度。 填料吸收塔一波采用U形管或液封罐型液封装置。 液封装置是采用液封罐液面高度通过插入管维持设备系统内一定压力，从而防止空气进入系统内或介质外泄。 U形管型液封装置是利用U形管内充满液体，依靠U形管的液封高度阻止设备系统内物料排放时不带出气体，并维持系统内一定压力。 4. 要提高氨水浓度（不改变进气浓度）有什么方法？又会带来什么问题？ 答：要提高氨水浓度，可以提高流量L，降低温度T a 吸收液浓度提高，气-液平衡关系不服从亨利定律，只能用公式 进行计算。 5. 溶剂量和气体量的多少对传质系数有什么影响？Y2如何变化（从推动力和阻力两方面分析其原因）？ 答：气体量增大，操作线AB的斜率LS/GB随之减小，传质推动力亦随之减小，出口气体组成上升，吸收率减小。
实验六精馏塔 （a）在精馏操作过程中，回流温度发生波动，对操作会产生什么影响？ 答:馏出物的纯度可能不高，降低塔的分离效率。 （b）在板式塔中，气体、液体在塔内流动中，可能会出现几种操作现象？ 答:4种:液泛,液沫夹带,漏液 网上答案:5种 a、沸点气相Δ=0 b、沸点液相Δ=1 c、气-液相 0<Δ<1 d、冷液Δ>1 e、过热蒸汽Δ<0 （c）如何判断精馏塔内的操作是否正常合理？如何判断塔内的操作是否处于稳定状态？答：1）看显示的温度是否正常 2）塔顶温度上升至设定的80摄氏度后，在一个较小的范围内波动，即处于稳定状态(d) 是否精馏塔越高，产量越大？ 答:否 （e）精馏塔加高能否得到无水酒精？ 答:`不能, （f）结合本实验说明影响精馏操作稳定的因素有哪些？ 答:主要因素包括操作压力、进料组成和热状况、塔顶回流、全塔的物料平衡和稳定、冷凝器和再沸器的传热性能，设备散热情况等 第二种答案:1.进料组份是否稳定2、塔釜加热器热源是否稳定键； 3、塔压控制是否稳定 （g）操作中加大回流比应如何进行？有何利弊？ 答:加大回流比的措施，一是减少馏出液量，二是加大塔釜的加热速率和塔顶的冷凝速率. 加大回流比能提高塔顶馏出液组成xD，但能耗也随之增加。 （h）精馏塔在操作过程中，由于塔顶采出率太大而造成产品不合格时，要恢复正常的最快最有效的方法是什么？降低采出率，即减小采出量 答:降低采出率,即减少采出率. 降低回流比 (1)什么是全回流？特点？ 在精馏操作中，若塔顶上升蒸汽经冷凝后全部回流至塔内，则这种操作方法称为全回流。全回流时的回流比R等于无穷大。此时塔顶产品为零，通常进料和塔底产品也为零，即既不进料也不从塔内取出产品。显然全回流操作对实际生产是无意义的。但是全回流便于控制，因此在精馏塔的开工调试阶段及实验精馏塔中，常采用全回流操作。 (3)在精馏实验中如何判断塔的操作已达到稳定？ 当出现回流现象的时候，就表示塔的操作已稳定。就可以测样液的折射率了。 (4)什么叫灵敏板？受哪些因素影响？ 一个正常操作的精馏塔当受到某一外界因素的干扰（如回流比、进料组成发生波动等），全塔各板的组成发生变动，全塔的温度分布也将发生相应的变化。因此，有可能用测量温度的方法预示塔内组成尤其是塔顶馏出液的变化。 在一定总压下，塔顶温度是馏出液组成的直接反映。但在高纯度分离时，在塔顶（或塔底）相当高的一个塔段中温度变化极小，典型的温度分布曲线如图所示。这样，当塔顶温度有了可觉察的变化，馏出液组成的波动早已超出允许的范围。以乙苯-苯乙烯在8KPa下减压
化工原理下册题库300题讲解学习
化工原理下册题库 300题
化工原理（下）题库（1） 一、选择题（将正确答案字母填入括号内） 1、混合物中某组分的质量与混合物质量之比称为该组分的（ A ）。 A. 质量分数 B. 摩尔分数 C. 质量比 2、关于精馏塔中理论的叙述错误的是（ B ）。 A.实际上不存在理论塔板 B. 理论塔板仅作为衡量实际塔板效率的一个标准。 C. 理论塔板数比实际塔板数多 3、在精馏塔中每一块塔板上（ C ）。 A. 只进行传质作用 B. 只进行传热作用 C. 同时进行传热传质作用 4、气体吸收过程中，吸收速率与推动力成（ A ）。 A. 正比 B. 反比 C. 无关 5、气体的溶解度很大时，溶质的吸收速率主要受气膜一方的阻力所控制，故称为（ A ）。 A. 气膜控制 B. 液膜控制 C. 双膜控制 6、普通温度计的感温球露在空气中，所测得的温度为空气的（ A ）温度。 A. 干球 B. 湿球 C. 绝热饱和 7、混合物中某组分的物质的量与混合物物质的量之比称为该组分的（B ）。
A. 质量分数 B. 摩尔分数 C. 质量比 8、在蒸馏过程中，混合气体中各组分的挥发性相差越大，越（B ）进行分离。 A. 难 B. 容易 C. 不影响 9、气体吸收过程中，吸收速率与吸收阻力成（ B ）。 A. 正比 B. 反比 C. 无关 10、气体的溶解度很小时，溶质的吸收速率主要受液膜一方的阻力所控制，故称为（ B ）。 A. 气膜控制 B. 液膜控制 C. 双膜控制 11、某二元混合物，进料量为100kmol/h，xF=0.6，要求得 到塔顶xD不小于0.9，则塔顶最大产量为（ B ） A 60kmol/h B 66.7kmol/h C 90kmol/h D 不能定 12、二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下 线的变化 ( B ) 。 A平衡线 B 操作线与q线 C平衡线与操作线 D 平衡线与q线 13、下列情况 ( D ) 不是诱发降液管液泛的原因。 A液、气负荷过大 B 过量雾沫夹带 C塔板间距过小 D 过量漏液 14、以下有关全回流的说法正确的是（ A、C ）。 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
化工原理课后答案
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
化工原理思考题答案
化工原理思考题答案 第一章流体流动与输送机械 1、压力与剪应力的方向及作用面有何不同 答：压力垂直作用于流体表面，方向指向流体的作用面，剪应力平行作用于流体表面，方向与法向速度梯度成正比。 2、试说明粘度的单位、物理意义及影响因素 答:单位是N·S/m2即Pa·s，也用cp，1cp=1mPa·s，物理意义为：分子间的引力和分子的运动和碰撞，与流体的种类、温度及压力有关 3、采用U型压差计测某阀门前后的压力差,压差计的读数与U型压差计放置的位置有关吗？答：无关，对于均匀管路，无论如何放置，在流量及管路其他条件一定时，流体流动阻力均相同，因此U型压差计的读数相同，但两截面的压力差却不相同。 4、流体流动有几种类型？判断依据是什么？ 答：流型有两种，层流和湍流，依据是：Re≤2000时，流动为层流；Re≥4000时，为湍流，2000≤Re≤4000时，可能为层流，也可能为湍流 5、雷诺数的物理意义是什么？ 答：雷诺数表示流体流动中惯性力与黏性力的对比关系，反映流体流动的湍动状态 6、层流与湍流的本质区别是什么？ 答：层流与湍流的本质区别是层流没有径向脉动，湍流有径向脉动 7、流体在圆管内湍流流动时，在径向上从管壁到管中心可分为哪几个区域？ 答：层流内层、过渡层和湍流气体三个区域。 8、流体在圆形直管中流动，若管径一定而流量增大一倍，则层流时能量损失时原来的多少倍？完全湍流时流体损失又是原来的多少倍？ 答：层流时W f∝u，流量增大一倍能量损失是原来的2倍，完全湍流时Wf∝u2 ，流量增大一倍能量损失是原来的4倍。 9、圆形直管中，流量一定，设计时若将管径增加一倍，则层流时能量损失时原来的多少倍？完全湍流时流体损失又是原来的多少倍？ 答：
王志魁《化工原理》课后思考题参考答案
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？
化工原理期末考试试题及答案
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）
化工原理实验—超全思考题答案
实验6 填料吸收塔流体力学特性实验 ⑴ 流体通过干填料压降与式填料压降有什么异同？ 答：当气体自下而上通过填料时产生的压降主要用来克服流经填料层的形状阻力。当填料层上有液体喷淋时， 填料层内的部分空隙为液体所充满，减少了气流通道截面，在相同的条件下，随液体喷淋量的增加，填料层所持有的液量亦增加，气流通道随液量的增加而减少，通过填料层的压降将随之增加。 ⑵ 填料塔的液泛和哪些因素有关？ 答：填料塔的液泛和填料的形状、大小以及气液两相的流量、性质等因素有关。 ⑶ 填料塔的气液两相的流动特点是什么？ 答：填料塔操作时。气体由下而上呈连续相通过填料层孔隙，液体则沿填料表面 流下，形成相际接触界面并进行传质。 ⑷ 填料的作用是什么？ 答：填料的作用是给通过的气液两相提供足够大的接触面积，保证两相充分接触。 ⑸ 从传质推动力和传质阻力两方面分析吸收剂流量和吸收剂温度对吸收过程的影响？ 答：改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最常用的方法，当气体流率G 不变时，增加吸收剂流率，吸收速率A N 增加，溶质吸收量增加，则出口气体的组成2y 减小，回收率增大。当液相阻力较小时，增加液体的流量，传质总系数变化较小或基本不变，溶质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力m y ?的增大引起，此时吸收过程的调节主要靠传质推动力的变化。当液相阻力较大时，增加液体的流量，传质系数大幅度增加，而平均推动力可能减小，但总的结果使传质速率增大，溶质吸收量增加。对于液膜控制的吸收过程，降低操作温度，吸收过程的阻力a k m a K y y = 1将随之减小，结果使吸收效果变好，2y 降低，而平均推动力m y ?或许会减小。对于气膜控制的过程，降低操作温度，过程阻力a k m a K y y = 1不变，但平均推动力增大，吸收效果同样将变好 ⑹ 从实验数据分析水吸收氨气是气膜控制还是液膜控制、还是兼而有之？ 答：水吸收氨气是气膜控制。 ⑺ 填料吸收塔塔底为什么要有液封装置？ 答：液封的目的是保证塔内的操作压强。 ⑻ 在实验过程中，什么情况下认为是积液现象，能观察到何现象？ 答：当气相流量增大，使下降液体在塔内累积，液面高度持续上升，称之为积液。 ⑼ 取样分析塔底吸收液浓度时，应该注意的事项是什么？ 答：取样时，注意瓶口要密封，避免由于氨的挥发带来的误差。 ⑽ 为什么在进行数据处理时，要校正流量计的读数（氨和空气转子流量计）？ 答：流量计的刻度是以20℃，1atm 的空气为标准来标定。只要介质不是20℃，
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第八章课堂练习： 1、吸收操作的基本依据是什么？答：混合气体各组分溶解度不同 2、吸收溶剂的选择性指的是什么：对被分离组分溶解度高，对其它组分溶解度低 3、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。 4、易溶气体溶液上方的分压低，难溶气体溶液上方的分压高。 5、解吸时溶质由液相向气相传递；压力低，温度高，将有利于解吸的进行。 6、接近常压的低浓度气液平衡系统，当总压增加时，亨利常数 E 不变， H 不变，相平衡常数 m 减小 1、①实验室用水吸收空气中的O2 ，过程属于（ B ） A 、气膜控制B、液膜控制C、两相扩散控制 ② 其气膜阻力（C）液膜阻力 A 、大于B、等于C、小于 ２、溶解度很大的气体，属于气膜控制 ３、当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m 的直线时，则 1/Ky=1/ky+ m /kx 4、若某气体在水中的亨利常数 E 值很大，则说明该气体为难溶气体 5 、总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+1/HkG ，当(气膜阻力 1/HkG) 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。 1、低含量气体吸收的特点是L 、 G 、Ky 、 Kx 、T 可按常量处理 2、传质单元高度HOG 分离任表征设备效能高低特性，传质单元数NOG 表征了（分离任务的难易）特性。 3、吸收因子 A 的定义式为 L/ （ Gm ），它的几何意义表示操作线斜率与平衡线斜率之比 4、当 A<1 时，塔高 H= ∞，则气液两相将于塔底达到平衡 5、增加吸收剂用量，操作线的斜率增大，吸收推动力增大，则操作线向（远离）平衡线的方向偏移。 6、液气比低于（L/G ） min 时，吸收操作能否进行？能 此时将会出现吸收效果达不到要求现象。 7、在逆流操作的吸收塔中，若其他操作条件不变而系统温度增加，则塔的气相总传质单元 高度 HOG 将↑，总传质单元数NOG将↓，操作线斜率（L/G ）将不变。 8、若吸收剂入塔浓度 x2 降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率↑，出口气体浓度↓。 x2 增大，其它条件不变，则 9、在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组 成气相总传质单元高度将（ A ）。 A. 不变 B.不确定 C.减小 D. 增大 吸收小结： 1、亨利定律、费克定律表达式 及温度而异，单位与压强的 2、亨利系数与温度、压力的关系； E 值随物系的特性单 位一致； m 与物系特性、温度、压力有关（无因次） 3、 E 、 H 、 m 之间的换算关系 4、吸收塔在最小液气比以下能否正常工作。 5、操作线方程（并、逆流时）及在y~x 图上的画法 6、出塔气体有一最小值，出塔液体有一最大值，及各自的计算式 7、气膜控制、液膜控制的特点 8、最小液气比(L/G)min 、适宜液气比的计算 9、加压和降温溶解度高，有利于吸收 减压和升温溶解度低，有利于解吸
化工原理期末试题-2-答案
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
化工原理下册部分题
1. 某双组分理想物系当温度t=80℃时，P A°=，P B°=40kPa，液相摩尔组成x A=，试求：⑴与此液相组成相平衡的汽相组成y；⑵相对挥发度α。 解：（1）x A=(P总－P B°)／(P A°－P B°) ； =(P总－40)／（－40） ∴P总=； y A=x A·P A°／P总=×／= （２）α=P A°／P B°=／40= 5. 某精馏塔在常压下分离苯－甲苯混合液，此时该塔的精馏段和提馏段操作线方程分别为y=+和y'='，每小时送入塔内75kmol的混合液，进料为泡点下的饱和液体，试求精馏段和提馏段上升的蒸汽量为多少（kmol/h）。 解:已知两操作线方程: y=+(精馏段) y′=′(提馏段) ∴R/(R+1)= R= x D / (R+1)= x D=×= ！ 两操作线交点时, y=y′x=x′ ∴+= x F = 饱和液体进料q=1, x F = x = 提馏段操作线经过点(x W，x W) ∴y′=x w =－x W= 由全塔物料衡算F=D+W F x F = D x D + W x W D =(x F—x W)/(x D－x W)F = ∵饱和液体进料 V′=V=L+D=(R+1)D=×=h - 6. 已知某精馏塔进料组成x F=，塔顶馏出液组成x D=，平衡关系ｙ＝ｘ＋，试求下列二种情况下的最小回流比R min。⑴饱和蒸汽加料；⑵饱和液体加料。解：R min = (x D－y q)/(y q －x q ) (1) ； y q= x q + (2) ；
y q= qx q/ (q－1)－x f / (q－1) (3) ⑴q=0, 由(3) y q=x f=，由(2) x q = ， R min = 由(3) x q =x f =，由(2) y q =×+=， R min= 用常压精馏塔分离双组分理想混合物，泡点进料，进料量100kmol/h，加料组成为50% ,塔顶产品组成x D=95％，产量D=50kmol/h，回流比R=2R min，设全塔均为理论板，以上组成均为摩尔分率。相对挥发度α=3。求：(最小回流比) 2.精馏段和提馏段上升蒸汽量。3.列出该情况下的精馏段操作线方程。解：1. y=αx/[1+(α－1)x]=3x/(1+2x) 泡点进料q=1, x q = x F = , y q =3×(1+2×=2= R min / (R min+1)= ： R min=4/5= 2. V=V′=(R+1)D=(2×+1)×50=130kmol/h 3. y=[R/(R+1)]x + x D / (R+1)=+ 12. 某精馏塔用于分离苯－甲苯混合液，泡点进料，进料量30kmol/h，进料中苯的摩尔分率为，塔顶、底产品中苯的摩尔分率分别为和，采用回流比为最小回流比的倍，操作条件下可取系统的平均相对挥发度α=。(1)求塔顶、底的产品量；(2)若塔顶设全凝器，各塔板可视为理论板，求离开第二块板的蒸汽和液体组成。 解：（1）F=D+W ，Fx F=Dx D＋Wx W 30=D+W ，30×= D×+W× ∴D= / h W= / h （2）x q=x F= ， y q =αx q／[1+ (α—1)x q ] =×[1+ —1)×] = R min =(x D－y q)／(y q－x q)=—/ —=， ？ R = ×R min =×= 精馏段的操作线方程为： y = [R / (R+1)]x +x D／（R+1)
化工原理课后题答案部分
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
化工原理期末试题及答案
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汇总
流体流动阻力的测定 1.在测量前为什么要将设备中的空气排尽？怎样才能迅速地排尽？为什么？如何检验管路中的空气已经被排除干净？ 答：启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。关闭出口阀后，打开U 形管顶部的阀门，利用空气压强使U 形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。 2.以水为介质所测得的？~Re关系能否适用于其他流体？ 答：能用，因为雷诺准数是一个无因次数群，它允许d、u、、变化 3?在不同的设备上（包括不同管径），不同水温下测定的?~Re数据能否关联在同一条曲线上？ 答:不能，因为Re二du p仏与管的直径有关 离心泵特性曲线的测定 1.试从所测实验数据分析，离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门？本实验中，为了得到较好的实验效果，实验流量范围下限应小到零，上限应到最大，为什么？ 答：关闭阀门的原因从试验数据上分析：开阀门意味着扬程极小，这意味着电机功率极大，会烧坏电机 （2）启动离心泵之前为什么要引水灌泵？如果灌泵后依然启动不起来，你认为可能的原因是什么？ 答：离心泵不灌水很难排掉泵内的空气，导致泵空转而不能排水；泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏，即使电机的三相电接反了，泵也会启动的。 （3）泵启动后，出口阀如果不开，压力表读数是否会逐渐上升？随着流量的增大，泵进、出口压力表分别有什么变化？为什么？ 答：当泵不被损坏时，真空表和压力表读数会恒定不变，水泵不排水空转不受
外网特性曲线影响造成的 恒压过滤常数的测定 1.为什么过滤开始时，滤液常常有混浊，而过段时间后才变清？ 答：开始过滤时，滤饼还未形成，空隙较大的滤布使较小的颗粒得以漏过，使滤液浑浊，但当形成较密的滤饼后，颗粒无法通过，滤液变清。? 2.实验数据中第一点有无偏低或偏高现象？怎样解释？如何对待第一点数据？ 答：一般来说，第一组实验的第一点△ A A q会偏高。因为我们是从看到计量桶出现第一滴滤液时开始计时，在计量桶上升1cm 时停止计时，但是在有液体流出前管道里还会产生少量滤液，而试验中管道里的液体体积产生所需要的时间并没有进入计算，从而造成所得曲线第一点往往有较大偏差。 3?当操作压力增加一倍，其K值是否也增加一倍？要得到同样重量的过滤液，其过滤时间是否缩短了一半？ 答：影响过滤速率的主要因素有过滤压差、过滤介质的性质、构成滤饼的 颗粒特性，滤饼的厚度。由公式K=2I A P1-s, T=qe/K可知，当过滤压强提高一倍时，K增大，T减小，qe是由介质决定，与压强无关。 传热膜系数的测定 1.将实验得到的半经验特征数关联式和公认式进行比较，分析造成偏差的原因。 答：答：壁温接近于蒸气的温度。 可推出此次实验中总的传热系数方程为 其中K是总的传热系数，a是空气的传热系数，02是水蒸气的传热系数，3是铜管的厚度，入是铜的导热系数，R1、R2为污垢热阻。因R1、R2和金属壁的热阻较小，可忽略不计，则Tw- tw,于是可推导出，显然，壁温Tw接近于给热系数较大一侧的流体温度，对于此实验，可知壁温接近于水蒸气的温度。