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(完整版)《化工原理》试题库答案

《化工原理》试题库答案

一、选择题

1.当流体在密闭管路中稳定流动时,通过管路任意两截面不变的物理量是(A)。

A.质量流量

B.体积流量

C.流速

D.静压能

2. 孔板流量计是( C )。

A. 变压差流量计,垂直安装。

B. 变截面流量计,垂直安装。

C. 变压差流量计,水平安装。

D. 变截面流量计,水平安装。

3. 下列几种流体输送机械中,宜采用改变出口阀门的开度调节流量的是(C)。

A.齿轮泵 B. 旋涡泵 C. 离心泵 D. 往复泵

4.下列操作中,容易使离心泵产生气蚀现象的是(B)。

A.增加离心泵的排液高度。 B. 增加离心泵的吸液高度。

C. 启动前,泵内没有充满被输送的液体。

D. 启动前,没有关闭出口阀门。

5.水在规格为Ф38×2.5mm的圆管中以0.1m/s的流速流动,已知水的粘度为1mPa·s则其流动的型态为(C)。

A.层流

B. 湍流

C. 可能是层流也可能是湍流

D. 既不是层流也不是湍流

6.下列流体所具有的能量中,不属于流体流动的机械能的是(D)。

A. 位能

B. 动能

C. 静压能

D. 热能

7.在相同进、出口温度条件下,换热器采用(A)操作,其对数平均温度差最大。

A. 逆流

B. 并流

C. 错流

D. 折流

8.当离心泵输送液体密度增加时,离心泵的(C)也增大。

A.流量 B.扬程 C.轴功率 D.效率

9.下列换热器中,需要热补偿装置的是(A)。

A.固定板式换热器 B.浮头式换热器 C.U型管换热器 D.填料函式换热器

10. 流体将热量传递给固体壁面或者由壁面将热量传递给流体的过程称为(D)。

A. 热传导

B. 对流

C. 热辐射

D.对流传热

11.流体在管内呈湍流流动时B。

A.Re≥2000

B. Re>4000

C. 2000

D. Re<2000

12.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

13.U型管压差计指示液的密度(A)被测流体的密度。

A.大于

B.等于

C.小于

D.越大越好

14.层流和湍流的本质区别是(C)

A、流速不同;

B、流通截面积不同;

C、雷诺数不同;

D、层流无径向流动,湍流有径向流动;

15.选择下述流体在管路中常用的流速

(1)、过热水蒸汽(D )(2)、水及一般流体(A);

(3)压强较高的气体(C),(4)、粘度较大的液体(B);

A、1-3m/s,

B、0.5-1m/s,

C、15-25m/s,

D、30-50m/s

16.离心泵铭牌上标明的是泵在(C)时的主要性能参数。

A、流量最大;

B、压头最大;

C、效率最高;

D、轴功率最小;

17.关于传热系数K下述说法中错误的是( B )。

A.传热过程中总传热系数K实际上是个平均值;

B.总传热系数K随着所取的传热面不同而异;

C.总传热系数K可用来表示传热过程的强弱,与冷热流体的物性无关;

D.要提高K值,应从降低最大热阻着手;

18.液体是气体的3倍进料,则q=(C)。

A. 3

B. 1/4

C. 3/4

D. 1/3

19.精馏塔在操作中,最适宜回流比为最小回流比的(C)倍。

A. 2.0~3.0

B. 1.5~3.0

C. 1.2~2.0

D. 无法判断

20.精馏过程是一个(D)过程。

A.传热过程

B. 传质过程

C. 传热和传质同时进行的化学过程

D. 传热和传质同时进行的物理过程

21.精馏是利用互溶液体混合物(A)的不同而实现分离的单元操作。

A. 饱和蒸汽压

B. 溶解度

C. 密度

D. 相对分子质量

22.全回流时,下列各项正确的是(C)。

A. L=0

B. R=0

C. D=0

D. N=0

23.吸收是以气体混合物在某一溶剂中的(A)不同而进行的一种分离操作。

A. 溶解度

B. 密度

C. 饱和蒸汽压

D. 相对分子质量

24.过热蒸汽进料,下列关系正确的是(A)。

A. q<0

B. q=0

C. q=1

D. q>1

25.下列哪种情况下不能用普通蒸馏方法分离(B)。

A. α=0.5

B. α=1

C. α=1.5

D. α=2

26.下列说法中,正确的是(C)。

A.精馏塔各层塔板上升蒸汽总量总是相同

B. 精馏塔各层塔板下降液体量总是相同的

C.饱和液体进料时,各层塔板上升蒸汽量相同

D. 饱和液体进料时,各层塔板下将液体量相同

27.用逆流操作的吸收塔处理低浓度溶质的气体混合物,其他条件不变,而入塔气体浓度增加,则出口浓度(A)。

A. 增大

B. 减少

C. 不变

D. 无法确定

28.对一定的气提和稀溶液物系,相平衡常数m取决于(C )。

A. 温度与浓度

B. 压强与浓度

C. 温度与压强

D. 流速与流量

29.随温度的升高,气体的溶解度将(B)。

A. 升高

B. 降低

C. 不变

D. 不定

30.某二元混合物,进料量为100kmol/h,x F=0.6,要求塔顶产品组成不小于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

31.液体是气体的2倍进料,则q=(C)。

A. 3

B. 1/3

C. 2/3

D. 3/2

32.已知CO2水溶液在两种温度t1、t2下的亨利系数分别为E1=144MPa、E2=188MPa,

则(B)。

A. t1>t2

B. t1< t2

C. t1=t2

D. 无法确定

33.对一定的气提和稀溶液物系,相平衡常数m取决于(C)。

A. 温度与浓度

B. 压强与浓度

C. 温度与压强

D. 流速与流量

34.精馏过程是一个(D)过程。

A. 传热过程

B. 传质过程

C. 传热和传质同时进行的化学过程

D. 传热和传质同时进行的物理过程

35.全回流时,下列各项正确的是(C)。

A. L=0

B. R=0

C. D=0

D. N=0

36.吸收是以气体混合物在某一溶剂中的(A)不同而进行的一种分离操作。

A. 溶解度

B. 密度

C. 饱和蒸汽压

D. 相对分子质量

37.精馏塔生产中,若操作回流比小于R min,则(D)。

A. 回流量太小,操作无法进行

B. 若保证回流液量合适。操作即可进行

C. 操作可进行,但所需理论板数增多

D. 操作可进行但达不到规定分离要求

39.下列说法中,正确的是(C)。

A.精馏塔各层塔板上升蒸汽总量总是相同

B.精馏塔各层塔板下降液体量总是相同的

C.饱和液体进料时,各层塔板上升蒸汽量相同

D.饱和液体进料时,各层塔板下将液体量相同

40.用逆流操作的吸收塔处理低浓度溶质的气体混合物,其他条件不变,而入塔气体浓度增加,则出口浓度(A)。

A. 增大

B. 减少

C. 不变

D. 无法确定

41.若吸收塔的操作液气比小于最小液气比,吸收塔将(C)。

A. 不能操作

B. 液泛

C. 完不成设计任务

D. 漏液

42.过热蒸汽进料,下列关系正确的是(A)。

A. q<0

B. q=0

C. q=1

D. q>1

43.若吸收塔的操作液气比小于最小液气比,吸收塔将()。

A. 不能操作

B. 液泛

C. 完不成设计任务

D. 漏液

44.过热蒸汽进料,下列关系正确的是(A )。

A. q<0

B. q=0

C. q=1

D. q>1

45.精馏的操作线为直线主要是因为(D)

A、理论板假设;

B、理想物系;

C、塔顶泡点回流;

D、恒縻尔流假设;

46.某二元混合物,其中A为易挥发组分,液相组成x A=0.5时泡点为t1,与之相平衡的气相组成y A=0.75时,

相应的露点温度为t2,则(A)。

A、t1=t2

B、t1

C、t1>t2

D、不能判断;

47.精馏操作中,若其它条件都不变,只将塔顶的过冷液体回流改为泡点回流,则塔顶产品组成x D变化为(A)。

A、变小;

B、变大;

C、不变;

D、不确定;

48.二元溶液连续精馏计算中,进料热状况的变化将引起以下线的变化(A )。

A 、提馏段操作线与q 线;

B 、平衡线;

C 、平衡线与精馏段操作线;

D 、平衡线与q 线;

50.不能引发降液管液泛这种不正常操作现象的原因是( B )。

A 、塔板间距过小;

B 、严重漏液;

C 、过量雾沫夹带;

D 、气、液负荷过大;

51.对常压操作的低浓度吸收系统,当系统总压在较小范围内增时,亨利系数E 将(C ),相平衡常数将(B ),

溶液解系数H 将(C )。

A 、增加;

B 、降低;

C 、不变;

D 、不确定;

52.操作中的吸收塔,当其它操作条件不变,仅降低吸收剂入塔浓度,则吸收率将(A );又当用清水作吸收

剂时,当其它操作条件不变,仅降低入塔气体浓度,则吸收率将(C )。

A 、增大;

B 、降低;

C 、不变;

D 、不确定;

53.低浓度逆流吸收操作中,若其它操作条件不变,仅增加入塔气量,则气相 总传质单元高度将( A );

气相 总传质单元数将( B )。

A 、增加;

B 、减少;

C 、不变;

D 、不确定;

54.含水湿物料与一定状态下的空气(非饱和状态下的)相接触,能被除去的 水分为( C )。

A 、结合水分和非结合水分;

B 、平衡水分和自由水分;

C 、非结合水分和部分结合水分;

D 、部分平衡水分和自由水分;

二、填空题

1.离心泵在启动前应灌泵,否则会发生气缚现象;离心泵的安装高度应小于(大于、小于、等于)允许安

装高度, 否则会发生汽蚀现象。

2.流体在圆形直管内作滞流(层流)流动时,中心最大速度为平均速度的0.5倍。此时摩擦系数λ与相对粗

糙度无关(有关、无关)。

3.某设备上,真空度的读数为80mmHg ,其绝压=__8.7_02mH ,8.53×104Pa. 该地区的大气压为720mmHg 。

4.常温下水的密度为1000kg/m 3,粘度为1cp ,在mm d 100 内的管内以3m/s 速度流动,其流动类型为湍

流.

5.流体在管内作湍流流动时,从中心到壁依次为:湍流、过渡流和层流。

6.气体的粘度随温度的升高而__增加 ,水的粘度随温度的升高 降低 。

7.A 设备的表压为0.5atm,B 设备的真空度为0.5atm,则A 、B 两设备的压强差为1atm 。

8.流体在管内的流动型态有两种,即层流与湍流。

9.大气压强为100kPa,空气在0.5MPa(表压)和298K 下的密度为6.97 kg/m 3。

10.为了方便操作者区别各种类型的管路,常常在管外涂上不同的颜色,饱和蒸汽管通常涂为红色。

11.因为泵内充满气体而造成离心泵不能吸液的现象称为气缚。

12.其他条件不变,离心泵的转速提高1倍,则需要的轴功率是原来的 _ 6.8 倍。

13.某离心泵的型号为IS 100-65-200,IS 表示单级单吸离心泵。

14.某非圆形管道,截面为a×b 的长方形,则其当量直径为2ab/(a+b)。

15.热量传递的基本方式有三种,即热传导,对流和热辐射。

16.传热的基本方式为:热传导、对流传热、热辐射。

17.工业上的换热方法有:间壁式、混合式、蓄热式。

18.α称为称为对流传热膜系数,其物理意义为当流体与壁面温度差为1K 时,通过单位面积单位时间内所

传递热量的多少。提高管内α值的有效方法增加流程、 提高管外α值的有效方法加拆流挡板。

19.蒸汽冷凝有二种方式,即滴状冷凝和膜状冷凝。其中,由于滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下。其传热

效果好。

20.水在管路中流动时,常用流速范围为1-3m/s ,常压下一般气体在管路中流动时,常用流速范围为10-20m/s 。

21. d 、u 、ρ、μ能够组成的无因次数群的形式是Re=duρ/μ,它是流体流动形态的判剧。当Re 小于2000时,

流体处于层流状态;当其大于4000时,流体的流型是湍流。

22.在层流内层中,径向的热量传递只能依赖于热传导,因此层流内层是传递过程中主要的阻力所在。

23.局部阻力损失产生的原因是流体流速和流向发生了改变而导致的。

24.测流体流量时,随流量增加孔板流量计两侧压差值将增大,若改用转子流量计,随流量增加转子两侧压

差值将不变。

25.离心泵的理论压头与流体的密度无关,即同一台泵不论输送任何流体,所能提供的理论压头是一定的。

26.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,其两侧的温差愈

大(大、小)

27.空气在标准状态下密度为1.29 kg/m 3,在0.25Mpa 下(绝压)C 080

时的密度为2.5kg/m 3。 2、产生流

体阻力的原因有内縻擦力和流体的流动状态。

28.转子流量计在安装时应保持垂直。

29.连续性方程u 1A 1=u 2A 2是质量守恒定律推导出来的,它适用不可压缩流体。

30.直管阻力的表示式为g

u d l h 22

λ=直。 31.离心泵的安装高度超过允许安装高度时,离心泵会发生气蚀现象。

32.一热流体将热量通过壁面传给冷流体的过程是: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 33.()()n e R d Pr ..023.08.0内λ

α=式中两个准数μρ

u d R e .=,λμp

r C P .=. 若液体被冷却时n=0.3。

34.20℃的密度1200kg/m 3,粘度1.2mPaS 的流体,流经内径为100mm 管中,平 均

流速为1m/s,则雷诺准数_100000_,流动形态为_湍流_,管壁处的流速为__0___。

35.粘度在SI 制中的单位是N·s/m 2(或P a ·s )。

36.常用测定流量的流孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计。

37.在流动系统中,若截面上流体的流速、压强、密度等仅随位置而变,不随时间而变,称为稳定流动。若

以上各量既随时间而变,又随位置而变,称为不稳定流动。

38.等边三角形的边长为a ,其当量直径为a 33。

39.流体在圆形直管内滞流流动时,其速度分布是抛物线型曲线,其管中心的最大流速为平均流速的0.5倍,

縻擦系数λ与e R 的关系为64/Re 。

40.泵是指为液体提供能量的输送机械,按其工作原理来分可分为离心式、往复式、旋转式和流体作用式。

41.传热一般采用逆流操作,但为控制温度、降低粘度、减少阻力。时采用并流操作。

42.对流传热中,若两侧的对流传热系数a 1>>a 2,则传热系数K 总是接近(a 2)

43.用二种厚度相同的材料保温时,往往把导热系数小的材料包在内 层,以达到好的保温效果。

44.金属的导热系数大都随其纯度的增加而增加,随其温度的升高而增加。 45.对流传热的热阻主要集

中在层流内层,因此减薄层流内层的厚度 是强化对流传热的重要途径。

46.工程上流体流经换热器的压降通常限定在10.13-101.3._ Kpa 。

47.根据传热的机理不同,热量传递有三种不同的基本方式,即热传导 、热对流 、 热辐射 不管以何种方式

传热,热量传递的方向总是由高温处向低温处传递。

48.一般情况下,温度升高气体的粘度增大,液体的粘度减小。

49.化工管路的标准化是指制定化工管路主要构件的标准并实施的过程。有直径和压力标准。

50.流体在圆管中作层流流动时,将管路直径扩大一倍时,速度为原来的_1/4_倍,阻力为原来的__1/16___倍。

51.内磨擦力(粘性)____是流体阻力产生的根本原因。

52.化工生产中,凡是表面温度在50 ℃以上的设备或管路以及制冷系统的设备或管路,都必须进行保温或保

冷(隔热)。

53.安装折流板的目是为了增加_壳体流体的速度、使其湍动程度加剧,以提高壳程液体的对流给热系数。

54.在酒精和水的混合溶液中,酒精的质量分数为0.375,则其摩尔分数为_0.19 ;

该混合液的平均摩尔质量为__ 23.32_。

55.苯与甲苯混合液,外界压力p=20.3kPa,在泡点313k时,苯的饱和蒸汽压为22.7kPa,甲苯的饱和蒸汽

压为7.6kPa,则该混合溶液中苯的气相组成为0.94,苯的液相组成为__0.84___,苯与甲苯的相对挥发度为__ 2.92___。

56.在精馏过程中,回流比增加,操作费用增加。

57.精馏操作中,若为饱和蒸汽进料,料液应加在进料板下方。

58.总压为101.325kPa,温度为20℃,1000kg水中溶解15kgNH3,此时溶液上方气相中NH3的平衡分压为2.266kPa。则此时之溶解度系数H=0.382kmol/(m3.kPa),亨利系数E=145.5kPa,相平衡常数m= 1.436。

59.精馏塔塔板的作用是提供气、液相接触的场所;回流的作用是使塔稳定。

60.理论塔板是指离开该塔板的气、液相达平衡的板。

61.精馏塔在操作中常出现的不正常现象有液泛;漏液;泡沫夹带。

62.在温度-组成相图中,露点线与泡点线把空间分为三个区域,即_过冷液区、气、液共存区和过热蒸气区。

63.精馏塔内,气液两相的流动,液体靠重力自上而下地流动,气体靠压力差自下而上地与液体成逆流流动。

64.全回流时,操作线与对角线重合,操作线方程为y=x,理论塔板数为最少.当回流比减少到两操作线的交到

相平衡线时称为最小回流比,所需的理论塔板数无限多.适宜的回流比应通过经济核算确定。

65.y-x相平衡曲线上各点的温度是不等的。

66.精馏塔设计时,若工艺要求一定,减少需要的理论板数,回流比应增大,蒸馏釜中所需的加热蒸汽消耗量

应增大,所需塔径应增大,操作费和设备费的总设资将是急速下降至一最低点后又上升。

67.精馏分离的依据是各组分的挥发度的差异,要使混合物中的组分得到完全分离,必须进行多次地部

分汽化和部分冷凝。

68.相对挥发度的表示式α=υA/υB对于二组分溶液的蒸馏,当α=1 时,能否分离不能。

69.q的定义式是进料的液化分率,饱和液体进料q=1.饱和蒸汽进料q=0.蒸汽是液体的3倍的混合进料时

q=0.25。

70.二组分的连续精馏操作,精馏段操作线方程为245.075.0+=x y ,提馏段 操作线方程为

02.025.1-=x y ,当q=1时,则=W x 0.08;D x =0.98。

71.在连续精馏中,其它条件均不变时,仅加大回流,可以使塔顶产品D x 提高,若此时加热蒸汽量V 不变,

产品量D 将下降。若在改变R 的同

时,保持塔顶采出量不变,必需增加蒸汽用量,那么冷却水用量将增加。

72.某连续精馏塔中,若精馏段操作线方程的截距为零,则精馏段操作线斜 率等于1,提馏段操作线的

斜率等于1 ,回流比等于无限大, 馏出液等于0,回流液量等于进料量。

73.理想溶液的特点是同分子间作用力等于异分子间作用力,形成的混合溶液中没有体积效应和热效应。

74.精馏塔结构不变,操作时若保持进料的组成、流率、热状况及塔顶流率一定,只减少塔釜的热负荷,则

塔顶组成降低,塔底组成增加

75.精馏塔的塔底温度总是高于塔顶温度,其原因塔顶轻组分的浓度高、相应的泡点低;塔底压力高于塔顶,

塔底的泡点较高。

76.已测得精馏塔自塔顶下数第四和第五层塔板的两相组成为0.62、0.75、0.70、0. 82,其中70.04=

x ,试判断:=4y 0.82、 =5y _0.75_ 、=5x 0.62。

77.直接水蒸汽加热的精馏塔适用于待分离的混合物为水溶液, ,且水是难挥发组分的情况。与间接蒸汽相

比, 相同要求下,所需理论塔板数将理论板数要多。

78.平衡线表示塔的任一截面上气、液两相的易挥发组分在气、液两相间的浓度关系;,操作线表示了易挥

发组分在塔内的下一块塔板中上升的气相中的组成与上一块塔板上的液相组成之间的操作线关系。

79.溶液中各组分之挥发度可用它在气相中的分压和与之平衡的液相縻尔分率之比来表示,若是理想溶液,

则同温度下的饱和蒸汽压来表示。

80.精馏过程的理论板是指 操作中离开某块塔板的气液两相程平衡状态的塔板 。

81..蒸馏是利用互溶液体混合物的__沸点_不同而进行分离的单元操作。

82.精馏塔各塔板的温度自上而下逐渐_增大_(增大,减小或不变)。

83.其它条件不变,精馏塔回流比R 增大,则塔顶馏出液量D__减少_,馏出液组成x D _增大__。

84.饱和蒸气进料时,q 值为 0 。

85.精馏过程的恒摩尔流是指__恒摩尔汽化,恒摩尔溢流_。

86.对拉乌尔定律产生正偏差是由于不同种分子之间的引力小于同种分子之间的引力所造成的。

87.对拉乌尔定律产生负偏差是由于不同种分子之间的引力大于同种分子之间的引力所造成的。

88.压力增加.温度下降将有利于吸收的进行。

89.传质的基本方式有分子扩散、涡流扩散、对流扩散。

90.1m 3水中溶解0.05kmolCO 2,则溶液中CO 2的摩尔分数为__8.99×10-4___(水的密度为1000kg/m 3)。

91.吸收设备有多种形式,以塔设备最为常用,塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。

92.享利定律总压不太高时,在一定温度下,稀溶液上方溶质组分的平衡分压与它在液相中的浓度之间的关

系。其数学表达式x E p .=*,H C p =*,mx y =,mX Y =。

93.所谓气膜控制,即吸收总阻力集中在气膜一侧,而液膜_一侧阻力可忽略;如果说吸收质气体是属于难

溶气体,则此吸收过程是液膜控制。

94.填料层高度的计算将要涉及物料衡算 、传质速率与相平衡这三种关系式的应用。

95.吸收过程中的传质速率等于分子散速率的条件是层流或静止。

96.饱和空气在恒压下冷却,温度由t 1降至t 2,其相对湿度Φ不变,绝对湿度H 下降,露点下降,湿球温度

下降。

97.提高吸收速率可以采用_提高吸收系数_,_增大吸收推动力_ 和增大气液接触面积来实现。

98.填料的空隙率是指__单位体积填料层具有的空隙体积_。

99.在吸收操作时,若解吸因素L mV 增加,而气、液进料组成不变,则溶质的回收率将减少。

100.在选择吸收剂时,应主要考虑的4个方面是溶解度;选择性;挥发度;粘性。

101.生产上常见的脱吸方法有通入惰性气体;通入水蒸汽;降压。

102.恒定干燥条件是指温度、湿度、速度与物料接触状况都不变。

103.在板式塔的设计中,为了减少雾沫夹带,我们可以适当地增大塔径 以减少空塔气速,也可以适当地增

大板间距。,

104.实验室用水吸收空气中的CO 2,基本属于液膜控制控制,其气膜中的浓度梯度小于液膜中的浓度梯度,

气膜阻力小于液膜阻力。

105.总压为0.1Mpa 的空气温度小于100℃时,空气中水蒸汽分压的最大值应为该温度下水蒸汽的饱和蒸汽

压。

106.根据双膜理论,在气液接触界面处, 气相组成与液相组成关系是呈平衡状态 。

107.其它条件不变,精馏塔回流比R 增大,则塔顶馏出液量D 减少_,馏出液组成x D _增大_。

108.吸收是利用气体混合物各组分在液体溶剂中的_溶解度不同而分离气体混合物的单元操作。

109.亨利系数E 随温度的升高而___增大_,随溶质的溶解度的增大而__降低___。

110.在吸收过程中,Y* < Y(< 、= > )。

111.要使吸收过程易于进行,采取的措施是适当降温或加压。

112.吸收的逆过程是_解吸,温度__增高___,压力___降低____有利于该过程。

113.吸收是利用气体混合物各组分在液体溶剂中的_溶解度_不同而分离气体混合物的单元操作。

114.气体吸收按溶质与溶剂是否发生化学反应,可分为_物理吸收_和化学吸收。

115.亨利系数E随温度的升高而___增大_,随溶质的溶解度的增大而____减小_。

116.在干燥过程中,提高湿空气的温度,其相对湿度降低,湿度不变,焓值增加。

117.对于不饱和空气,干球温度t,湿球温度t w,绝热饱和温度t as

以及露点温度t d之间的关系是_t > t w =t as > t d。

118.恒定干燥条件下的干燥曲线分为_恒速干燥___和_降速干燥__两个干燥阶段。

119.干燥过程实际包括两个传递过程,即_热量传递_和质量传递。

120.影响干燥的因素主要有3个方面,即__湿物料_,干燥介质和_干燥设备_。

121.理论干燥过程是指干燥过程为等焓过程。

122.干燥按照其热量供给湿物料的方式,可分为传导干燥,_对流干燥,__辐射干燥_和___节电加热干燥。123.对于不饱和空气,干球温度t,湿球温度t w,绝热饱和温度t as

以及露点温度t d之间的关系是____t > t w = t as > t d______。

124.恒定干燥条件下的干燥曲线分为_恒速干燥和_降速干燥_两个干燥阶段。

125.干燥过程实际包括两个传递过程,即___热量_和__质量_。

126.影响干燥的因素主要有3个方面,即湿物料,干燥介质和干燥设备。

127.离开干燥器的湿空气温度2t比绝热饱和温度高20-50K目的是防止干燥产品反潮。

128.非吸水性物料,如黄沙、瓷土等平衡水分接近于零。

129.物料中的水分与空气达到平衡时,物料表面所产生的水蒸汽分压与空气中水蒸汽分压相等。

三、判断题

1.理想流体在流动时不会产生流体阻力。(√)

2.公称直径通常指管子的内径。(×)

3.离心泵的扬程是指离心泵能升扬液体的最大高度。(×)

4.所有正位移泵均不能用调节出口阀门开度的方法调节流量。(√)

5.尽管管内流体主体为湍流,但靠近管壁的薄层仍为层流。(√)

6.离心泵铭牌上的流量是离心泵在最高效率下的流量。(√)

7.在静止、连续、的同一种液体中,处在同一水平面上各点的压力均相等。( √ )

8.离心泵铭牌上的性能参数是指泵扬程最高点下的性能参数。 ( × )

9.只要流动参数随位置变化就是不稳定流动。 ( √ )

10.连续性方程反映出流体流速与管子粗细的关系。 ( × )

11.热量总是由高温自动地传向低温而不能相反。 ( √ )

12.转子流量计可以读出任何流体的流量。 ( × )

13.用雷诺准数来判断流体的流动形态时,在SI 制中属层流范围,在cgs 制中属湍流范围。 ( × )

14.粘度是流体的物理性质之一,则雷诺准数也是流体的物理性质之一。离心泵铭牌上的性能参数是指泵扬

程最高点下的性能参数。 ( × )

15.多层导热时,其推动力为各层推动力之和,阻力也为各层阻力之和。 ( √ )

16.流体对流传热膜系数一般来说有相变时的要比无相变时为大。 ( √ )

17.多层平壁稳定导热时,如果某层壁面导热系数小,则该层的导热热阻大,推动力小。 ( × )

18.若以饱和蒸汽加热空气,传热的壁面温度一般取空气和蒸汽的平均温度。 ( × )

19.在同一种流体中,不可能同时发生自然对流和强制对流。 ( × )

20.对流传热系数是物质的一种物理性质。 ( × )

21.总传热系数K 可用来表示传热过程的强弱,与冷、热流体的物性无关。( × )

22.所谓恒縻尔流假设就是指每一块塔板上上升的蒸汽量是相等的,而下降的液体量也是相等的。 ( × )

23.精馏操作中,两操作线的位置都随进料状态的变化而变化。 ( × )

24.精馏操作的依据是物系中组分间沸点的差异。 ( √ )

25.精馏段操作线方程4.065.0+=x y ,绝不可能。 ( √ )

26.回流比相同时,塔顶回流液体的温度越高,分离效果越好。 ( × )

27.精馏塔的全塔总效率并不等于所有单板效率的平均值。 ( √ )

28.在吸收计算中,用比縻尔组成来表示是为了计算上的方便。 ( √ )

29.吸收操作线总是位于平衡线的上方是由于气相中的温度高于液相中的温度。( × )

30.一个气相传质单元高度是指这段填料层内的浓度变化与推动力相等。( × )

31.温球温度与绝热饱和温度与水的初温高低有关。(×)

32.临界含水量是区分结合水分与非结合水分的分界点。(×)

33.含结合水分为主的物质,为了加快干燥时间,可采取增加空气流速的办法。

(×)

34.任何温物料只要与一定温度的空气相接触都能被干燥为绝干物料。(×)

35.气体的溶解度随温度的升高而减小,随压力的升高而增大。(√)

36.组成一定的混合溶液的泡点温度随外压的升高而减小。(×)

37.苯和甲苯的混合液可视为理想溶液。(√ )

38.加料板上移,对精馏过程没有影响。(×)

39.间歇精馏既有精馏段又有提馏段。(×)

40.吸收中传质的极限是相互接触的两相之间达到相平衡的状态。(√)

41.同一塔板的气相单板效率与液相单板效率应该相同。(×)

42.全回流条件下对应的理论塔板数最多。(×)

43.泡点进料条件下进料方程为y=x F。(×)

44.吸收中平衡常数一般随温度升高而增大。(√)

45.一般流体有相变时的对流传热系数大于无相变时的对流传热系数。(√)

46.气体的溶解度随温度的升高而减小,随压力的升高而增大。(√)

47.吸收中平衡常数一般随温度升高而增大。(√)

48.气体的导热系数最小,因此有利于保温、绝热。(√)

49.稳态传热的系统中不积累热量,传热速率不变。

50.多层导热时,其推动力为各层推动力之和,阻力也为各层阻力之和。(√)

51.多层平壁稳定导热时,如果某层壁面导热系数小,则该层的导热热阻大,推动力小。(×)

52.以饱和蒸汽加热空气,传热的壁面温度一般取空气和蒸汽的平均温度。(×)

四、简答题(参考答案)

1.流体的流动形态有哪几种?如何判断?

答:流体的流动形态有两种:层流和湍流;用雷诺准数来判断,当2000π

e R ,为层流,当4000

φe R 为湍流。

2.何谓层流内层?其厚度受哪些因素影响? 答:在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动的流体薄层,此薄层称为层流内层。受管径、

流速、粘度和密度。

3.试分析离心泵启动后,没有液体流出的可能原因。如何解决?

答:(1)可能是泵内充满气体(发生气缚),解决的办法是离心泵启动前要灌泵; (2)可能是没有打开

出口阀门,解决办法是打开出口阀门。

4.一定量的流体在圆形直管内作层流流动,若将其管径增加一倍,问能量损失变为原来的多少倍?

g u d l h 2..2

1111λ=。122d d =,122241..41u d V

u ==π, 12222../64λμρ

λ==u d 。12222216

12..h g u d l h ==λ。 5.何谓气缚现象?如何防止?

答:离心泵只能空转而不能输送液体的现象。离心泵启动前应灌满液体。

6.何谓离心泵的汽蚀现象?如何防止?

答:离心泵的吸液作用是由于吸入液面与泵吸入口处的压头差,其它条件一定,离心泵安装位置越高,

泵吸入口的压强必须越低。但是不能低于输送温度下液体的饱和蒸汽压,否则,液体就会在吸入口处发

生部分汽化产生气泡,气泡随同液体从低压区流向高压区,在高压作用下迅速收缩、凝结,周围的液体

以极高的速度冲向原气泡所占据的空间,在冲击点处产生几万KPa 的冲击力,直接冲击叶轮和泵壳,使

泵体震动并产生噪音,叶轮的局部表面在巨大冲击力的反复作用下,使材料表面疲劳,从开始点蚀到形

成裂缝,使叶轮或泵壳受到破坏,其流量和扬程明显下降。这种现象称为“汽蚀现象”。

确定合适的安装高度以确保不发生汽蚀现象。

7.在列管式换热器中,用饱和蒸汽加热空气,问:

(1) 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度?

(2) 传热系数K 接近于哪一种流体的对流传热膜系数?

答:传热管的壁温接近于蒸汽的温度;

传热系数K 接近于空气的对流传热膜系数.

8.换热器的设计中为何常常采用逆流操作?

答:因为逆流操作:推动力大,所需的传热面积小;减少载热体的用量。

9.列管式换热器为何要进行热补偿?

答:列管式换热器中,由于两流体的温度不同,使管束和壳体的温度也不相同,因此它们的热膨胀程度也有区别。若两流体的温度差较大(50℃以上)时,由于热应力会引起设备的变形,甚至弯曲和破裂。因此我们要考虑热补偿。

10.说明热负荷与传热速率的概念及两者之间的关系?

传热速率:单位时间内通过传热面的传热量。

热负荷:当生产上需要加热(或冷却)某物料时,便要求换热器在单位时间内向该物料输入或输出一定的热量,这是生产对换热器换热能力的要求,称为该换热器的热负荷。

一个满足生产的换热器应该是:传热速率等于(略大于)热负荷。

11.何谓加热剂和冷却剂?举例说明之?

加热剂:给出热量对物料起加热作用的载热体称为加热剂。例蒸汽。

冷却剂:取走热量对物料起冷却作用的载热体称为冷却剂。例水。

12. 叙述导热系数、对流传热膜系数、传热系数的单位及物理意义

导热系数:在壁厚为1m时,在单位面积单位时间内以热传导的方式所传递热量的多少。单位是:W/m·K 。传热系数:当冷热流体的温度差为1K时,通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。单位是:W/m2·K 。对流传热膜系数:当流体与壁面温度差为1K时,通过单位面积单位时间内以对流传热的方式所传递热量的多少。单位是:W/m2·K 。

13.强化传热的途径有哪些?

答:由传热基本方程式为Q = KAΔt m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Δtm;(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)

14.画出连续精馏塔的流程示意图,并说出各部分的作用。

要点

a. 精馏段作用:浓缩轻组份

b. 提馏段作用:浓缩重组分

c. 塔板作用:提供物质与能量交换的场所

d. 塔釜作用: 提供一定的上升蒸汽量。

15.叙述恒縻尔流假设的内容?

恒縻尔溢流:在精馏塔的精馏段内,从每一块塔板上下降的液体的千縻尔流量皆相等,提馏段内也是如些,但两段不一定相等。

恒縻尔汽化流:在精馏塔的精馏段内,从每一块塔板上上升的汽体的千縻尔流量皆相等,提馏段内也是如些,但两段不一定相等。

16.何谓理论板?为什么说一个三角形梯级代表一块理论块?

答:理论板:离开理论板的气、液相组成满足汽液相平衡关系且汽液相温度均一;在绘图法求理论板时,一个三角形梯级正好使用了一次平衡关系和一次操作线关系,与逐板法相比,正好跨过了一块板,可认为一个三角形梯级代表了一块理论板。

17.精馏塔为什么必须有回流?试述回流比确定依据。

答:精馏之所以区别于蒸馏就在于精馏有“回流”,回流包括塔顶的液相回流与塔釜部分汽化造成的气相回流。在每块塔板上,下降的液体和上升的蒸汽充分接触,上升的蒸汽被下降的液体部分冷凝,使其中部分难挥发组分转入液相;同时蒸汽的冷凝潜热传给液相使液相部分汽化,液相中部分易挥发组分转入汽相。这种传质过程在每块塔板上逐级发生.

所以,塔底→塔顶:易挥发组分↑;难挥发组分↓;温度↓。反之,塔顶→塔底:易挥发组分↓;难挥发组分↑;温度↑。

由于回流使下降的液体和上升的蒸汽充分接触,同时进行热量和质量的传递;由于热和质的传递。从而保证了精馏塔连续稳定的生产过程。这样随着原料从加料板连续加入,易挥发组分从塔顶、难挥发组分从塔底连续生产出来。

回流比确定依据①根据经济核算确定最佳回流比,即总费用(设备费与操作费之和)为最小时,一般取最小回流比的1.2~2倍。

18.在精馏操作过程中为什么要有回流及再沸器?

答:回流是保证精馏塔正常而稳定操作的必要条件。是补充塔板上的液相组成和数量;使塔板上的液相组成和数量保持稳定;提高塔顶产品的浓度。再沸器主要是提供一定的上升蒸汽量。

19.何谓塔的漏液现象?如何防止?

塔板上的液体直接从塔板上漏下的现象。增加上升蒸汽量。

20.填料可分为哪几类?对填料有何要求?

填料主要可分为实体填料和网体填料;要求要有较大的比表面积,较高的空隙率,一定的化学稳定性和一定的机械强度,重量轻,造价低。

21.气体吸收在工业上的应用有哪些方面?

答:①回收混合气体中有价值的组分;

②除去有害组分以净化气体;

③制备某种气体的溶液;

④工业废气的治理。

22.简述“双膜理论”要点

①相互接触的气、液两流体间存在着稳定的相界面,界面两侧各有一个很薄的有效层流膜层,吸收质通过

分子扩散的方式通过此二膜层;

②在相界面处,气、液两相达到相平衡;

③在膜层以外的中心区域,由于流体的充分湍动,吸收质的浓度是均匀的,即两相中心区的浓度梯度为0,全部浓度变化集中在两个有效层流膜层内。

要点a. 吸收总阻力=气膜阻力+液膜阻力

b. 气、液膜界面处达平衡

c. 稳态传质

23.写出任意一种求湿度的方法?

p

P p h -=622.0,利用露点温度查得p,即可算出湿度。 24.为什么湿空气要经预热后再送入干燥器?

答:水的饱和蒸气压p s 随温度升高而增大,对于具有一定水气分压p w 的湿空气,温度升高,相对湿度Φ

必然下降。而相对湿度Φ越小,吸收水汽能力越强。因此,在干燥操作中,为提高湿空气的吸湿能力和传

热的推动力,通常将湿空气先预热后再送入干燥器。

25.叙述湿空气的性能参数?

答:湿空气的性质参数有:相对湿度、

湿度、焓、比容、比热、干球温度、

湿球温度、露点温度、绝热饱和温度。

26.何谓干燥速率?干燥过程分为哪几个阶段?各受什么控制?

答:干燥速率是单位时间单位干燥面积上所汽化的水分量。干燥分恒速干燥阶段和降速干燥阶段。恒速干

燥阶段受表面汽化速率控制,降速干燥阶段受内部扩散控制。

27.什么位置为适宜的进料位置?为什么?

答:适宜的进料位置一般应在精馏塔内液相或气相组成与进料组成相接近或相同的塔板上。当采用图解法

计算理论板时,适宜的进料位置应为跨过两操作线交点所对应的梯级。对于一定的分离任务,此时所需的

理论塔板数为最少。

28.湿物料中的水分按能否用干燥操作分为?按除去的难易程度可分为?

湿物料中的水分按能否用干燥操作来分:平衡水分和自由水分。

按除去的难易程度来分:结合水分和非结合水分。

29.对同样的干燥要求,夏季与冬季哪一个季节空气消耗量大?为什么?

答:对同样的干燥要求,夏季比冬季空气消耗量大。这是由于通常情况下,同一地区夏季空气的湿度大于

冬季的湿度,,而空气的消耗量只与最初湿度和最终湿度有关,而与经历过程无关,对于同样的干燥要求,

最终湿度相同,最初湿度越大,空气消耗量越大,所以夏季比冬季空气消耗量大。

五、计算题(参考答案)

(完整版)《化工原理》试题库答案

1.空气和氨的混合物在直径为0.8m的填料塔里用清水吸收其中所含氨的99.5%。每小时送入的混合气量为1400kg。混合气体的总压为101.3kPa,其中氨的分压为1.333kPa。实际吸收剂用量为最小耗用量的1.4倍。操作温度下的平衡关系为Y*=0.75X。吸收总系数为K Yα=0.088kmol/(m3.s)。求每小时的用水量与所需的填料层高度。解:每小时用水量:L=49.80kmol/h

填料层高度:Z= 4.32m

2.某连续操作的精馏塔,泡点进料,泡点进料。操作线方程如下:

y=0.8x+0.172 ; y=1.3x-0.018 试问:

⑴哪个为精馏段方程,哪个为提馏段方程?

⑵塔顶液体回流量R、流出液组成。

⑶进料组成及塔釜残液组成。

⑷塔釜蒸汽回流比。

解:⑴精馏段方程:y=0.8x+0.172

提馏段方程:y=1.3x-0.018

⑵R=4

X D=0.86

⑶X F=0.38

X W=0.06

⑷R’=3.33

3.用清水吸收空气中的丙酮,操作条件为常压和20℃,进入塔内的混合气体流量为1500m3/h,其中丙酮

含量为6%(体积分数),其余为空气。要求丙酮的回收率为98%,在此条件下相平衡关系为Y*=1.68X,

取操作液气比为最小液气比的1.3倍。试求:塔顶的喷淋水量及出塔液体组成。

塔顶喷淋量:L=125.51kmol/h

出塔液体组成:X1=0.0291

4.精馏塔分离某二元混合物,塔顶设全凝器。已知操作线方程为:y=1.25x-0.0187和y=0.723x+0.263,判断哪一个是精馏段操作线方程,哪一个是提馏段操作线方程,为什么?回流比及塔顶馏出液组成为多少?若为泡点进料,进料量为1000kmol/h,α=2.47,试求

⑴进料组成及塔釜残液组成。

⑵精馏塔内的物料循环量。

⑶从第二块塔板下降的液体组成。

R=2.6 x D=0.95 x F=0.53 x W=0.075

5.在连续操作的精馏塔中,每小时要求蒸馏2000kg含乙醇20%(质量分数,下同)的乙醇水溶液,馏出

液中含乙醇95%,残液含水98%。若操作的回流比为3.5,问回流量为多少?精馏段上升蒸汽量为多少?

解:x F=(20/46)/(20/46+80/18)=0.089

X D=(95/46)/(95/46+5/18)=0.88

X W=(2/46)/(2/46+98/18)=0.008

M F=46×xF=(20/46)/(20/46+80/18)0.089+18×0.911=20.5kg/kmol

F=1600/20.5=78kmol/h

F=D+W

Fx F=Dx D+Wx W

代入,78=D+W

78×0.089=0.88D+0,008W

解之得,D=7.25kmol/h

L=RD=7.25×3.5=25.4 kmol/h

V=(R+1)D=7.25×4.5=32.6kmol/h

答:回流量为25.4kmol/h。精馏段上升蒸汽量为32.6kmol/h。

6.填料吸收塔中,用清水处理含SO2的混合气体。进塔气体中含SO2 10%(摩尔分数),吸收剂用量比最少

用量大60%,要求每小时从混合气中吸收64kmol的SO2,在操作条件下气液平衡关系为Y*=26X。试计算

每小时吸收剂用量为多少kmol。

解:Y=y/(1-y)=10/90=0.11