化工原理试题库计算题
二：计算题（50分）
1、有某平均相对挥发度为3的理想溶液，其中易挥发组份的组成为60%（縻尔分率，以下相同）的料液于泡点下送入精馏塔。要求馏出液中易挥发组份的组成不小于90%，残液中易挥发组份的组成不大于2%。 求：每获1kmol 馏出液时原料液用量？
若回流比为1.5 ，它相当于min R 的多少倍？
假设料液加到板上后，加料板上的浓度仍为60%，求提馏段第二块理论板上的液相组成？已知：
3=α，6.0=F x ，9.0=D x ，02.0=w x ，1=q 。相平衡关系：()x
x
x x y 21311+=-+=αα，
F=W+D F=W+1， 9.0102.006?+?=?w F 。联立求解得：Kmol F 52.1=。
最小回流比：1=q ，q F x x ==6.0，818.06
.0.2106
.3213=+=+=
x x y q 。 376.06
.0818.0818
.09.0mi n =--=--=
q q q D x y y x R 。 其倍数为：4376.05.1==n 。 提馏段操作线方程：W
L x W x W
L L y w --
-=
'
'
'. ， 52.0=W ，
02.352.15.1.'=+=+=+=F D R F L L
00416.0208.1-=x y 由6.0'1=x ， 得：72.000416.0208.1'2=-=x y 。
即：提馏段第二块板上的气相组成为0.72.
2、某吸收过程中，平衡关满足亨利定律Y=mX 。已知吸收剂和惰性气体的用量分别为L h
Kmol 和
V h
Kmol ，吸收过程中进出塔的气、液相浓度分别为
1Y 、2Y 、1X 、2X 。证明当解吸因素1=L
mV
时，传质=-=-=??*1
21
2Y Y Y Y G mX
Y dY Y Y dY
N ()
?-+-1
222Y Y Y L V X Y L V m Y dY
22211
222mX Y Y Y mX Y dY
N Y Y G --=-=
?()=----=---=2
222212
2211mX Y mX Y mX Y mX Y mX Y N G 222
1mX Y Y Y --。
3、某干燥器将肥料从含水5%干至0.5% （湿基），干燥器的生产能力c G 为s Kg 绝干料5.1。物料进
出干燥器的温度分别为C 021及C 066。湿空气经预热后的温度为C 0127，湿度为干空气
水Kg Kg 007.0，出干燥器的温度为C 062。若干燥器内无补充热量，热损失忽略不计。试确
定干空气的消耗量及空气离开干燥器时的湿度？（K
Kg Kj C s .88.1=）。干燥水分量：
()
()()
21211.1.w w w w G W c ---=
，s Kg w 238.0=。
干燥器热量衡算： ()()()()1222210..19.4249088.1..88.101.1.θθθ-+-+=-+s c C G t W t t H L s Kg L 95.10= 。
湿度：0
2H H W
L -= ，0287.02=H 干空气水Kg Kg
三：计算题(46分) 1、 如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力系数为03.0=λ，现发现压力表
上的读数为052mH ，若管径为100mm,求流体的流量及阀的局部阻力系数？图示，在1-1，2-2面间列板努利方程
g
p g u z ρ1
2112+
+='22222h g p g u z +++ρ g
u g u d l u 2.2..81.925000102
22进?λ++?++=++
??
? ???+?+?=81.921.5.081.921.1.050.03.081.921
.52u
s m u 44.2= h m s m u d V 3329.68019.0..4
1
===π。
在2-2，3-3面间列板努利方程
+++g
p g u z ρ22222='
32332h g p g u z +++
ρ，g u g u g u d l 22.2..050222??λ+++=+出 ??? ???+?+?=81.92181.921.1.025.03.081
.9244.252
? ， 8=? 即流体的流量为h
m
s
m
3
3
9.68,019.0局部阻力系数为8。
2、 在一 列管式换热器中，用冷却将C 0100的热水冷却到C 050，热水流量为h
m
3
60，冷却水
在管内 流动，温度从C 020升到C 045。已 知传热系数K 为C
m w .20002， 换热管为
mm 5.225?φ的钢管，长 为3m.。求冷却水量和换热管数 （逆流）。
已知：3960m K =热水ρK Kg Kj C C .187.4==冷水热水
（1）、τ..22A K V = 6030.30.4.22
2?=K s
m K 2
6
1056.3-?=
τ.102.33
2-?=V （2）、
222'21
21..V A K V ==τ 3'7.1m V = （3）、τ..22
2
''A K V
= ， 36002.301056.32..22622
''????==-τA K V
3''8.6m V =
3、 ()2111T T C G -= ，s
Kg
G 322= C t 05.42=?
=A ()1222t t C G -/t K ?.=24.39m 。
.167=n 即冷却水的流量为s
Kg 32和管子根数为167根。
三：计算题（50分） 1，流量为5000h
m
3
的水通过一根20Km 长的水平管，总压降为0.5Mpa 。现在中央接一完全相同的平
行管到中点。问总流量变为多少h
m
3？ 设接平行管道后，总流量为h
m
V 3
3
。
二平行管流量为h
m V
31
和h
m V
3
2
。
板努利方程：
=+ρ3232p u ∑++11212f h p u ρ =
+ρ
3232p u ∑++22
222f h p u ρ 总压降相同得：+2..2333u d l λ 2.
.2
111u d l λ=2
..2u d l λ， λλλλ===321，l l l l 21321===。3121u u = u u 5
8
3= h m V V 3'633058
==。2、 2,，泵将C 020的水由一贮槽打到另一贮槽，其中吸入管和排出管的管径为mmm 498?φ的无缝钢管。
吸入管长为50m ，排出管长为160m 。且泵到
管出口的距离为10m ，其中流量为h
m 335
。（已知：atm p 10=，
02.0=λ,0.3=s H m,Kw N 2=电,94.0=电η）.(C 020时水，3
1
000m
Kg =ρ，
2
3
.1024.1m
s
N -?=μ，2
30104.2m
N p ?=)
求：忽略动压头，求泵的安装高度？
泵的轴功率和效率？s m d V u 53.13600
.09.0..4
135
.4
1221==
=ππ。
s
m u 53.12=。
m
g u d l g u H h g u H Z s f s 555.181
.9.253.1.09.050.02.081.9.253.10.32..222222'
2=--=--=--=λ
考虑0.5m 的安装安全系数。则泵的安装高度为1m. Kw N N 88.194.0.2===电电轴η. ()
g
u g u d l Z h Z H 22..2
2'
出进??λ+++=+= . 81.9.253
.1.
5.0109.05016002.0112??
? ??++++=H . m H 75.16=. Kw g HQ N 6.13600/81.9.1000.35.75.16===ρ . %85==电
N N η
3，一列式换热器规格如下：管长3m,管数30根，管径为mm 5.225?φ，管程为 1，现拟选用此换热器冷凝、冷却2CS 饱和蒸汽，使之从饱和温度C 046降至C 010。2CS 走管外，其流量为
s Kg G 07.01=，其冷凝潜热为Kg Kj 356，比热为C Kg Kw 0.05.1。水走管内，且与2CS 成逆流流动。冷却水的进出口温度分别为C 05和C 030。已知冷凝和冷却段基于外表面的总传热系数分
别为C m W K 021.2000=和C m W K 022.100=。问此换热器是否造适用？换热器已有的传热
面积：207.73.025.0.14.3.30..m dl n A ===π。
求所需的传热面积：
冷凝段的热量：1Q =Kw r w 9.24356.07.0.==
冷却段的热量：()Kw T T C w Q 65.236.05.1.07.0..2112==-=。 总热量为：Q=1Q +2Q =27.55Kw
冷却水的用量：()()
s Kg t t C Q G 0263530.187.455
.27.12=-=-=水
冷却水离开冷却段的温度：C C G Q t t 014.7187
.4.263.065
.25=+=+=比水
冷凝段的温度差：()()C t 07.2530
464.746ln
30464.746=-----=
?
冷却段的温度差：()()C t 04.165104.746ln
5104.746=-----=
?
冷凝段所需传热面积：2184.47.25.2001000
.9.24.m t K Q A ==?=
冷却段所需传热面积：2261.14.16.1001000
.65.2.m t K Q A ==?=
所需的总的传热面积：A=6.452m .
4， 用一传热面积为210m 的蒸发器将某溶液由15%浓缩到40%，沸点进料，要求每小时蒸得375Kg
浓缩液，已知加热蒸汽压强为200Kpa ，蒸发室的操作压强为20Kpa,此操作条件下的温度差损失可取
C 08，热损失可忽略不计。试求：（１）开始设入使用时，此蒸发器的传热系数为多少？
（２）操作一段时间后，因物料在传热面上结垢，为完成同样蒸发任务，需将加热蒸汽的压力提高到350Kpa ，问此时蒸发器的传热系数为多少？
查得20Kpa 水蒸汽的饱和温度为C 01.60，汽化潜热为Kg Kj
9.2354 查得200Kpa 水蒸汽的饱和温度为C 02.120
查得350Kpa 水蒸汽的饱和温度为C 0
8.138水分蒸发量：F x x F W 625.01.10=???
? ?
?
-
=，375=-W F .
F=1000Kg , W=625Kg
溶液的沸点为 C t 01.6881.60=+=。
传热系数K 为：()C
m w t A Q K 02.7851.682.120.3600.101000
.9.2354.625=-=?=
改变压力后的传热系数： ()C
m w t A Q K 02'.5781.688.138.3600.101000
.9.2354.625=-=?=。
可见结垢以后的传热系数降低。 三：计算题（64分） 1 图示，“U ”管压差计甲的上部管内充满了水，下部为汞，汞的液面落差为cm 3，求12P ?？若再接一“U ”管压差计乙，其上部仍为水，下部放置不知名的液体，且测得cm R 5.63=乙，求乙ρ？
()Rg p 测示ρρ-=? ()
Kpa p 708.310.81.9.03.0.16.133=-=?。 ()
Kpa p 708.310.81.9.635.0.13=-=?示ρ
， 31600m
Kg =示ρ。 2一降层室长为5m,宽为3m ，高为4m 。内部用隔板分成20层，用来回收含尘 气体中的球形固体颗粒，操作条件下含尘气体的流量为h
m
3
36000，气体密度
3
9.0m
Kg
=ρ，粘度为s mPa
.03.0=μ。 尘粒密度34300m
Kg =ρ。试求理论上能
100%除去的最小颗粒直径？降沉室的总面积：23003.5.20m A ==。
沉降速度：s m A V u 033.03600
.30036000
===。 设沉降区为层流，则有：()μ
ρρ18..2g
d u s -=
()3
210.03.0.1881
.9.9.04300.033.0--=
d ， m d 51006.2-?=。
验算：166.010
.03.09
.0.033.0.1006.235 =?==--μρdu R e 。
3外径为200mm 的蒸汽管道，管外壁温度 为C 0160。管外包以导热系数为 t 4101.108.0-?+=λ的保温材料。要求保温层外壁面温度不超过C 060，
3、 每米 管长的热损失不超过m
w 150。问保温层的厚度应为多少？保温材料的导热系数 ：
K m w .0921.0=λ。 ()()150100
100ln 601600921.140.3.2ln .2=+-=-=
δλπr R t T l Q ， mm 47=δ。
4、 欲将浓度为25%，沸点为C 05.131，流量为h
Kg 3600的NaOH 水溶液经蒸发浓缩到50%。
料液的进口温度为C 020，加热蒸汽的压强为392.4Kpa （绝压），冷凝器的压强为53.32Kpa.据经验蒸发器的传热系数可取K
m W .11002，溶液的密度为31500m Kg 。若忽略蒸发器的热损
失。求加热蒸汽的消耗量及蒸发器所需的传热面积？C
Kg Kj
C 0
.93.4=水分蒸发量：
h Kg x x F W 180050251.36001.10=??? ??-=???
? ??-
=。 加热蒸汽消耗量：(
)()s
Kg
R t t C F D f
736.02143
205.131.93.4.3600..0=-=-=
。
所需的传热面积为：()
29.1255.1315.142.11002143
.736.0..m t K R D A =-=?=。
即所需的加热蒸汽消耗量为s
Kg 736.0。所需的传热面积为29.125m
三：计算题
1、 图示为一输油管路，未装流量计，但在A 、B 分别测得压强为 Kpa P A 150=，Kpa P A 140=，试估算管道中油的流量？ 已知：管为mm 489?φ，A 、B 间距为10m, 在A-B 两点间列板努利方程：
B
A A Z g u g P Z =++2.2ρg u d l l g u g P e
B 2.
2.22
++++λρ。
1
81
.9.8201015003
=?+
81
.9.2.
081.03.1981.9.820101402
3u λ+?+. 02.0.2=u λ. 设流体在管路中作层流流动，则：e
R 64
=λ ， u 117.0=λ。
02.0.117.002.0.2
2==
=u u
u λ。 s m u 7.1=。 核算雷诺准数：2000933.. ==μ
ρ
u d R e 。 则：油品的流量为h m u d V 3252.31 (4)
1
==π。
2、试证明球形颗粒在重力场中作自由 沉降时，层流区域内的沉降速度公式 为：
()μ
ρρ.18..20g d u s -=
。 颗粒作自由沉降，受力：g d F s ρπ...6131= ，g d F ρπ (61)
32= 2
(412)
2
3u d F ρπ?= ，ma 。0321=--F F F
()ρ?
ρρ.3...4g
d u s -=，层流：
e R 24=? ，()μρρ.18..2
g d u s -=。
3、用一板框压滤机在300Kpa 压强差下过滤 图4-2
某悬浮液。已知过滤常数K 为s
m 2
5
10
5.7-?，
e q 为2
3
012.0m
m
。要求每一操作周期得38m 滤液，过滤时间为0.5h 。设滤饼不可压缩，
且滤饼与滤液体积之比为0.025。
试求：过滤时间；若操作压强差提高至600Kpa ，现有一台板框过滤机，每框的尺寸为
mm 25635635?? ，若要求每个过滤周期仍得38m 滤液，则至少需要多少个框能满足要求？过滤时间又为多少？过滤面积：()τ.2K q q e =+ ，()
3600.05.10.5.7012.0852-=+A
，
25.22m A =。
滤饼体积：32.0025.0.8m V ==，框数20025
.0.635.0.635.02
.0==
n 。
过滤总面积：2213.1620.2.635.0m A ==。
()τ.2K q q e =+，()
τ4210.5.1012.013.168-=+，h 478.0=τ。
4、一卧式列管换热器，钢质换热管长为3m,直径为mm 225?φ。水以s
m 7.0的
流速在管内流动，并从C 017被加热到C 037。流量为s
Kg 25.1、温度为C 072
烃的饱和蒸汽在管外冷凝成同温度的液体。烃蒸汽的冷凝潜热为Kg
Kj 315。
已测得：蒸汽冷凝传热系数为C
m w 02.800，管内侧热阻为个侧热阻的40%，
污垢热阻又为管内侧热阻的70%，试核算换热管的总根数及换热器的管程数。
5、 计算时可忽略管壁热阻及热损失。传热量为：Kw Q 394=。 所需水量：
s
Kg W 713.4=。C t 025.44=?。
单管水量：s
Kg W 243.0=，每程所需管子数为：20=n 。
每程传热面积：271.4m A =，传热系数：C
m W K 02.2.476=
所需传热面积：2'7.18m A = 管程数为：n=4.总管数为80根。
二：计算题
1、 容器A 、B 分别盛有水和密度为3
800m Kg
的洒精，中间接一水银压差计。当容器A 中的压强
pa P A 410943.2?=（表压）时，测得m R 3.0=，m h 5.01=m h 2.02=，求容器B 内的压强为多少？
当容器A 中的压强减小至pa P A 410962.1?=，容器B 内的压强不变， 则水银压差计内的读数为多少？11..h g p p A ρ+= ， R g h g p p Hg B ....22ρρ++=。
+--=R g h g p Hg B ....22ρρ11..h g p A ρ+ ，pa p B 31026.7?-=。
???? ??--
+=2..'11R R h g p p A ρ，''22..2..R g R R h g p p Hg B ρρ+???
? ??-++= ???? ??--+2..'11R R h g p A ρ''22..2..R g R R h g p Hg B ρρ+???
? ??-++=。m R 221.0'=。
2、 用油泵从贮罐向反应器输送液态异丁烷，贮罐内异丁烷液面恒定，其上方压强为652.365Kpa 。泵位于贮罐液面以下1.5m 处，吸入管路的全部压头损失为1.6m 。异丁烷在输送条件下的密度为3530m
Kg ，饱和
蒸汽压为637.65Kpa 。在泵的性能表上查得，输送流量下泵的允许汽蚀余量为3.5m 。试问该泵能否正常操
作？f h h g
p p Z -?--=.00ρ，m Z 27.26.15.381.9.530637650
652365-=---=
。 即泵不能正常工作。
3、在一板框过滤机上过滤某种悬浮液，在0.1Mpa （表压）下20分钟可在每平方米过滤面积上得到0.1973m 的滤液，再过滤20分钟又得到滤液0.093m ,试求共过滤1小时可得总滤液量为多少？()τ.2K q q e =+，
()60.20.197.02K q e =+，()60.20.2.206.02K q e =+。
()60.20.2.2.2K q q e =+。 23
022.0m
m
q e = 。s m K 8
1096.3-?=。 23356.0m m
q =。过滤1小时所得到的总滤液量为0.356 23
m
m . 4、某溶液在单效蒸发器中蒸浓，用饱和蒸汽加热，需加热蒸汽量h
Kg 2100，加热蒸汽的温度为
C 0120，
其汽化潜热为Kg
Kj 2205。已知蒸发器内二次蒸汽的冷凝温度为C 081，各项温度差损失共为C 09。取饱和蒸汽冷凝的传热膜系数2α为K
m W .80002，沸腾溶液的传热膜系数1α为
K
m W .35002，求该换热器的传热面积？（管壁热阻、垢层热阻及热损失忽略不计）传热量：
.129022053600
2100.Kw r D Q =?==
溶液的沸点：C t 090981=+=。 温差：C t 03090120=-=?传热系数
K m Kw K .435.280001350011
111221=+=+=αα传热面积：
266.1730
.435.21290.m t K Q A ==?=。
故所需的传热面积为
三：计算题（44分）
1、 双股进料的二元连续进料， 均为泡点液相进料，进料液为21,F F , 求第三段的汽相和液相流
量？已知 第一段的汽液相流量分别为V 和L 。解：由物料衡算得：V L L F F V +=+++''21''而料液是泡点进料，则：V V =''，''21L L F F =++。
2、 某填料吸收塔用纯轻油吸收混合气中的苯，进料量为1000标准h
m
3
。 进料气体中含苯5%（体
积百分数），其余为惰性气体。要求回收率95%。操作时轻油含量为最小用量的1.5倍，平衡关系
为Y=1.4X 。已知体积吸收总系 数为h
m K mo l K ya .1253=，轻油的平均分子量为170。求轻油用量和完成该生 产任务所需填料层高度？ 解：0526.005
.0105
.01=-=
Y ，()()00263.0%951.0526.01.12=-=-=φY Y 。02=X ，
33.14
.10526.000263.00526.02
121min =-=
--=???
??*X X Y Y V L h
Kmol L L 1.894.221000.33.1.5.133.1.5.1===。
h
Kg
W L 151471.89.170== 00263.02=?Y ，
()02825.0211=-=
L
Y Y V X ，01305.01=?Y
00651.0=?m Y ，=Z ()m Y K Y Y V m
ya 74.2.21=?-即轻油量为h Kg 15147，所需填料层高度为2.74m 。
3、 有一干燥系统如图，新鲜空气为C t 0020=干空气
水Kg Kg H 01.00=与干 燥器出口温
C t 0250=，
湿度为干空气
水Kg Kg H 08.02=的废气汇合后进入预热器（ 废气/新鲜空气= 0.08/0.2）,干燥器中的
干物料为h
Kg G 15001=， 温含量为47.01=W ，05.02=W ，
求新鲜空气加入量和预热器加入的热量？ 解：
干空气
水
Kg Kg H 0652.01=， C t 015.80=。
由质量比找到混合气的状态点 干空气
水
Kg Kg H m 0652.0=，C t m 043= 干燥水
()h Kg G G W 16.66305
.0147.01.1500150021=---
=-=。新鲜空气量
()()h Kg H H H W L 956801.01.01
.008.016
.6631.002=+-=+-=
()()()()Kw t t H Q m m p 47.42435.80.0652.0.88.101.1.88.101.11=-+=-+=。 即新鲜空气量为h
Kg
9568，预热所提供的热量为 42.74Kw 。
三：计算题（50分）
1、用一精馏塔分离二元理想混合物，已知3=α，进料浓度为3.0=F x ，进料量为h
Kmol 2000 ，泡点进料。要求塔 顶浓度为0.9，塔釜浓度为0.1（以上均为縻尔分率）。求塔
顶、塔釜的采出量，若 R=2min R ，写出精馏段和提馏段的操作线方程？ 1、W D F += W D +=2000 h
Kmol D 500=
W D F W x Dx Fx += 1.09.03.0.2000W D += h
Km o l W 1500=
x x
Y 213+=，3.0=x ，3.0=q x ，5.0=q y 。 3.1mi n =--=q
q q D x y y x R ，
6.2=R 。1
1+++=
R x x R R
y D 25.0722.0+=x y ， 083.083.1-=x y 即精馏塔的塔顶和塔釜采出量分别为h Kmol 500和 h
Km o l 1500。两段的操作线方程为
25.0722.0+=x y 和 083.083.1-=x y 。 2、 用纯水吸收空气—氨混合气体中的 氨，氨的初始浓度为 0.05(縻尔浓度)。要求氨的回收率不低于95%，塔低得到的氨水浓度不低于0.05．已知操作条件下的气、液相平衡关系为Y=0.95X 。试计算：
（1）、逆流操作，气体流量取s m Kmol .02.02。且s
m K m o l K ya .02.03=。求所需填料层高度？
（2）、采用部分吸收剂再循环流程，新鲜吸收剂与循环量之比为20，气体流量不变，体积吸收总系数也不变，求所需填料层高度？0526.01=Y ， 0025.02=Y 。0526.01=X ，02=X 00263.01=?Y ， 0025.02=?Y 。00256.0=?m Y
()()m Y S K Y Y V z m ya 6.1900256
.0.02.00025
.00526.0.02.0..21=-=
?-=
。 20=R L L ，由质量守恒得：()21..x L L x L R R +=，00238.02=x 00263.01=?Y ，00023.02=?Y ，000963.0=?m Y 。 ()()m Y S K Y Y V z m ya 3.49000963
.0.02.00025
.00526.0.02.0..21=-=
?-=。即填料层高度分别为19.6m 和49.3m 。
3、 在密闭的容器内，盛有温度为c 020，总压为101.3Kpa ，湿度为干空气
水
Kg Kg 01.0的湿空
气。水蒸汽的饱和蒸汽压为2.338Kpa 。试求（1）、该空气的相对湿度及容纳水分的最大能力为多少？
（2）、若容器内压入温度为c 020的干空气，使总压上升为303.9Kpa 。 该空气的相对湿度及容纳水分的最大能力为多少？p
P p
H -=622
.0，Kpa H P H p 603.101.0622.03
.101.01.0622.0.=+=+=
。 %6.68338.2603.10===p
p φ。
容纳水分的最大能力即饱和
干空气水Kg Kg p P p H s 0147.0338
.23.101338
.2.
622.0622
.00
0=-=-=。
同理，0033.0604.19.303604
.1.622.0622
.0=-=-=p P p H 干空气水Kg Kg 。
干空气水Kg Kg p P p H s 00482.0338
.29.303338
.2.
622.0622
.00
0=-=-=。
%6.68338.2603
.10===p
p φ。 三：计算题（50分）
1、 图示的精馏塔是由一只蒸馏釜和一块实际板所组成。料液由塔顶加入，泡点进料，2.0=F x ，今测得塔
顶易挥发组分的回收率为80%，系统的相对挥发度为0.3=α。且3.0=D x 求：残液组成W x 和该块
塔板的液相默夫里效率？（蒸馏釜可视为一块理论板）。
1、8.0..=F D x F x D ， 36
.13
.02.0.8.0.8.0=
==D F x x F D 。 则，34.1=F W 。 2.0..=F
W x F x W ，0857.02.0..==F W x W F
x 。
125.03.0.213.0.21=+=+=*
D D W y y x 。%6.650857
.02.0125
.02.0=--=--=*W F W F ml x x x x E
即塔釜浓度为0857.0=W x ，液相组成表示的默夫里效率为65.6%。
2、 某生产车间使用一填料塔，清水逆流吸收混合气中的有害组分A 。已知操作条件下，气相总传质单元 高度为1.5m ，进塔混合气中组分A 的縻 尔分率为0.04，出塔尾气组成为0.0053,出塔水溶液浓度为0.0125，操作条件下的平衡关系为X Y 5.2=。试求：液汽比为最小液汽比的多少倍？，所需的填料层的高度？
02=X ，0417.004
.0104
.01=-=
Y ，00533.02=Y ，01297.01=X 804.201297
.000533.00417.02121=-=--=X X Y Y V L 。 18.25.20417.000533.00417.0121min =-=-=??
? ??m
Y Y Y V L 。()
()
286.118.2804.2m in ===V L V L
n
11.51ln 11
2221=?????
?+--??? ??--=
L mV mX Y mX Y L mV L mV N V 。m H N Z G V 67.75.1.11.5.===
液汽比为最小液汽比为1.286倍。所需的填料层高度为7.67m 。
3、在常压连续理想干燥器中，用通风机将空气送至预热器，经C 0120饱和蒸汽加热后进入干燥器以干燥某种温物料，已知空气的状态为：C t 0015=，水蒸汽分压Kpa p 175.10=，C t 0190=，
C t 0250=。物料的状态为：绝干料水Kg Kg X 15.01=，绝干料
水Kg Kg X 01.02=。干燥器的生产能力为h Kg G 2502=。预热器的总传热系数为C m w K 02.500=。试求通风机的送风量和
预热器的传热面积？h Kg X G G c 24812
2
=+=，()h Kg X X G W c 7.34.21=-=
干空气水
Kg Kg p P p
H 0073.0622.00
00=-=。 干空气水Kg Kg H 023.02=()干空气
Kg Kj H t H I 5.332490.88.101.1000=++=。 ()干空气
Kg Kj H t H I I 1102490.88.101.111121=++==。
h Kg H H W L 干空气22100
2=-=。
()h m t H L V 3273001822273
12440722=+=+。 ()Kw I I L Q 4701=-= 。c t 09.59=?。216.m t
K Q
A =?=
。 即通风机的送风量为h
m
3
1822和所需的传热面积为216m 。
三：计算题（50分）
1、 某二元混合物在连续精馏塔中分离，饱和液体进料，组成为5.0=F x ，塔顶馏出液组成为0.9，釜液组成为
0.05，（以上均为易挥发组分的縻尔分率），相对挥发度为3，回流比为最小回流比的2倍。塔顶设全凝器，泡点回流，塔釜为间接蒸汽加热。试求：进入第一块理论板的气相浓度？离开最后一块理论板的液相浓度？以h
Kmol F 1=为
准，W D F +=，W D F W x Dx Fx +=。
得：h K mo l D 529.0=，h Kmol W 471.0=。相平衡关系为：()x
x
y .11.-+=
αα x x y .21.3+=。
q 线为：5.0=x ，则，5.0=q x ，75.0=q y 。最小回流比为：6.0m in =R 。2.1=R 。
精馏段操作线方程为：41.0545.0+=x y 。
9.01==y x D ， 1
1
1.21.3x x y +=
，75.01=x ，41.0545.012+=x y ，819.02=y 。
同理提馏段操作线方程为：0202.0405.1-=x y 。
而塔釜相当于一块理论板。w
w
w x x y .21.3+=，05.0=w x ，1346.0=w y 。
0202.0405.1-=n w x y ，1115.0=n x 。
即：进入第一层理论板的气相浓度为819.0；离开最后一层理论板的液相浓度为1115.0。
2、有一填料吸收塔，填料层高5m ，塔径1m ，处理丙酮和空气的混合气体，其中空气的流量为
h Kmol V 92=，入塔气体浓度05.01=Y （比縻尔浓度，下同），操作条件为：Kpa P 3.101=，
C t 025=，
用清水逆流吸收，出塔浓度为0026.02=Y ，0194.01=X ，平衡关系为X Y 2=。试求：体积吸收总系数ya K ？每小时可回收丙酮量？()m
ya Y S K Y Y V Z ?-=...21，h Kmol V 92=。
05.01=Y ,0026.02=Y
0194.01=X ,02=X 。0112.01=?Y ，0026.02=?Y ，006.0=?m Y
()m ya Y S K Y Y V Z ?-=
...21= ()006.0.1..4
1.0026.005.0.9252πya K -=。h m Kmol K ya .1853=。
回收的丙酮量为：()h Kmol Y Y V 361.4.21=-。即体积吸收总系数为h m Kmol .1853；
回收的丙酮量为h
Kmol 361.4。
化工原理计算练习题(含答案)
1．将浓度为95%的硝酸自常压罐输送至常压设备中去，要求输送量为36m 3 /h, 液体的扬升高度为7m 。输送管路由内径为80mm 的钢化玻璃管构成，总长为160（包括所有局部阻力的当量长度）。现采用某种型号的耐酸泵，其性能列于本题附表中。问：该泵是否合用？ Q(L/s) 0 3 6 9 12 15 H(m) 19.5 19 17.9 16.5 14.4 12 η(%) 17 30 42 46 44 已知：酸液在输送温度下粘度为1.15?10-3 Pa ?s ；密度为1545kg/m 3 。摩擦系数可取为0.015。 解：（1）对于本题，管路所需要压头通过在储槽液面（1-1’）和常压设备液面（2-2’）之间列柏努利方程求得： f e H g p z g u H g p z g u ∑+++=+++ρρ222 2112122 式中0)(0,7,0212121≈=====u ，u p p m z z 表压 管内流速：s m d Q u /99.1080 .0*785.0*360036 42 2 == = π 管路压头损失：m g u d l l H e f 06.681 .9*299.108.0160015.022 2==∑+=∑λ 管路所需要的压头：()m H z z H f e 06.1306.6711=+=∑+-= 以（L/s ）计的管路所需流量：s L Q /103600 1000 *36== 由附表可以看出，该泵在流量为12 L/s 时所提供的压头即达到了14.4m ，当流量为管路所需要的10 L/s ，它所提供的压头将会更高于管路所需要的13.06m 。因此我们说该泵对于该输送任务是可用的。 3、如图用离心泵将20℃的水由敞口水池送到一表压为2.5atm 的塔内，管径为φ108×4mm 管路全长100m(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内)。已知： 水的流量为56.5m 3·h -1，水的粘度为1厘泊，密度为1000kg·m -3，管路摩擦系数可取为0.024，计算并回答： (1)水在管内流动时的流动形态；(2) 管路所需要的压头和有效功率； 图2-1 解：已知：d = 108-2×4 = 100mm = 0.1m A=(π/4)d 2 = 3.14×(1/4)×0.12 = 0.785×10-2 m
《化工原理试题库》大全
化工原理试题库多套及答案 一：填空题（18分） 1、 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=___8.7m 02H , _____pa 41053.8?__. 该地区的大气压为720mmHg 。 2、 常温下水的密度为10003m Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s m 3 速度 流动，其流动类型为 ______________。 3、 流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范围为_______________________s m 。 6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 二：问答题（36分） 1、 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？ 2、 何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、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） 传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3） 那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 三：计算题(46分) 1、 如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数 为03.0=λ，现发现压力表上的读数为052mH ，若管径为100mm,求流体 的流量及阀的局部阻力糸数？ 2、 在一 列管式换热器中，用冷却 将C 0100的热水冷却到C 050，热水
化工原理试题库(第五——第十)讲解
第5章蒸发 一、选择题 1.以下蒸发器属于自然循环型蒸发器的是（）蒸发器。 A、强制循环型 B、升膜 C、浸没燃烧 D、外热式 2.与加压、常压蒸发器相比，采用真空蒸发可使蒸发器的传热面积（），温度差（），总传热系数（）。 A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定 3.蒸发操作能持续进行的必要条件是( )。 A、热能的不断供应，冷凝水的及时排除。 B、热能的不断供应，生成蒸气的不断排除。 C、把二次蒸气通入下一效作为热源蒸气。 D、采用多效操作，通常使用2-3效。 4.蒸发操作通常采用( )加热。 A、电加热法 B、烟道气加热 C、直接水蒸气加热 D、间接饱和水蒸气加热 5.以下哪一条不是减压蒸发的优点( )。 A、可以利用低压蒸气或废汽作为加热剂 B、可用以浓缩不耐高温的溶液 C、可减少蒸发器的热损失 D、可以自动地使溶液流到下一效，不需泵输送 6.多效蒸发流程通常有三种方式，以下哪一种是错误的( )。 A、顺流 B、逆流 C、错流 D、平流 7.中央循环管式蒸发器中液体的流动称为( )。 A、自然循环 B、强制循环 C、自然沸腾 D、强制沸腾 8.蒸发操作中，二次蒸气的冷凝通常采用( )。 A、间壁式冷凝 B、混合式冷凝 C、蓄热式冷凝 D、自然冷凝 9.单效蒸发器计算中D／W 称为单位蒸汽消耗量，如原料液的沸点为393K，下列哪种情况D/W最大? ( )。 A、原料液在293K时加入蒸发器 B、原料液在390K时加入蒸发器 C、原料液在393K时加入蒸发器 D、原料液在395K时加入蒸发器 10.蒸发过程温度差损失之一是由于溶质存在，使溶液（）所致。 A、沸点升高 B、沸点降低 C、蒸汽压升高 11.属于单程型的蒸发器是（）。 A、中央循环管式蒸发器 B、外热式蒸发器 C、降膜蒸发器 D、悬筐式蒸发器 二、填空题 1.蒸发操作所用的设备称为________。 2.蒸发操作中，加热溶液用的蒸汽称为________，蒸发出的蒸汽称为________。 3.按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为________和________；按操作压强大小，蒸发分为________、________和________； 按蒸发方式不同，蒸发分为________和________。 4.蒸发过程中，溶剂的气化速率由________速率控制。 5.蒸发溶液时的温度差损失在数值上恰等于________的值。 6.蒸发操作时，引起温度差损失的原因有________、________和________。 7.杜林规则说明溶液的沸点与同压强下标准溶液的沸点间呈________关系。 8.20％NaOH水溶液在101.33kPa时因溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失为________。 9.单效蒸发的计算利用________、________和________三种关系。 10.当稀释热可以忽略时，溶液的焓可以由________计算。 11.单位蒸汽消耗量是指________，它时衡量________的指标。
化工原理试题库(含答案)
化工原理试题库 试题一 一：填空题（18分） 1、 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=________02mH =__________Pa. 该地区的大气压为 720mmHg 。 2、 常温下水的密度为1000 3m Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s m 3 速度流动，其流动类 型为 ______________。 3、 流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范 围为_______________________s m 。 6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 K Kg Kj C C .187.4==冷水热水 试题一答案： 一、 填充题 1、8.7m 02H ,pa 41053.8?. 2、53 10310.11000.3.1.0?== = -μ ρ du R e 湍流。 1、 层流、过渡流和湍流。 2、 增加、降低。 3、 3-8s m 、8-15s m 。 4、 启动前应灌满液体，关出口阀门、用调节阀调节流量；往复泵启动前不需灌液，开旁路阀、用旁 路阀来调节流量的。 5、 分散、连续。 6、 过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。 7、 热传导、对流传热、热辐射。 10、间壁式、混合式、蓄热式、热管。 11、称为对流传热膜糸数。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。增加流程、加拆流挡板。 12、滴状冷凝和膜状冷凝。滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下。 试题二
化工原理习题
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II》计算试题
《化工原理II》计算试题 石油大学(北京)化工学院(第二部分)题库 2，计算题 1，(15分)在直径1.2m的Mellepak 250Y规整填料吸收塔中，空气混合物中的SO2用清水吸收吸收塔的总操作压力为101.3kpa，温度为20℃，混合气体进入塔内的流量为1000 m3/h，SO2的摩尔分数为0.09，SO2的回收率要求不低于98%，采用气相kya = 0.0524 kmol/(m·s)的总体积传质系统系统的相平衡方程为:ye=3.3x试着找出: (1)推导出计算传质单元数的公式； L？敏。m？成立，哪一个？是溶质的吸收率，m是相平衡常数；(2)测试证书:V(3)最小溶剂剂量，千克摩尔/小时； (4)如果实际溶剂量是最小溶剂量的1.2倍，计算塔水中SO2浓度(摩尔分数)；(5)计算完成分离任务所需的传质单元数量、传质单元高度和填料高度 2，(15分)一种吸收煤气中苯的吸油塔。已知煤气的流速为2240(NM3/hr)，进入塔的气体中苯含量为4%，离开塔的气体中苯含量为0.8%(以上均为体积分数)。进入塔内的油不含苯。取L=1.4 Lmin。已知体系的相平衡关系为Y * = 0.126 x。试着找出:(1)溶质吸收率？ (2)Lmin和L (kmol/h) (3)求柱组成Xb(kmol苯/kmol油)(4)求吸收过程的对数平均驱动力？Ym (5)解决非政府组织问题；用分析法； (6)以增加塔内的液体喷射量使用部分循环流量，在保证原始吸收率
的条件下，最大循环量L’是多少，并画出无部分循环和部分循环两种情况下的操作线。 3，(20分)在一个逆流操作的低浓度气体填料吸收塔中，纯矿物油被用来吸收混合气体中的溶质。已知在操作条件下，进口混合气体中的溶质含量为0.015(摩尔分数)，吸收率为85%，平衡关系Y*=0.5X努力找出:出口矿物油中溶质的最大浓度为 (1)最小液气比； (2)当吸收剂用量为最小溶剂用量的3倍时，NOG是用解析法计算的。(3)找到吸收过程的总对数平均传质驱动力？Ym。(4)当总气体传质单元的高度为1m时，计算填料层的高度； ？1？ (5)为了增加塔内液体的喷淋量，采用塔外液体部分循环流动。在保证原吸收速率的条件下，假设气相流速为，最大循环量L’是多少，并画出无部分循环和部分循环两种情况下的操作线 4。在吸收塔中，某种气体混合物与清水逆流吸收。塔中的气相组成为0.05(摩尔分数，下同)。在该操作条件下，系统的平衡关系为y*=2x，操作液气比为1.25(L/V)min，塔内气相组成为0.01，吸收过程为气膜控制，Kya∝V0.7(V为气相摩尔分数) 试算:(1)液相出口组成xb，NOG传质任务所需； (2)如果初始气液组成、流速和操作条件保持不变，当原始塔与另一个相同的塔串联和逆流操作时，离开塔的气体的最终组成是什么(3)如果初始汽液组成、流速和操作条件不变，原塔和另一个相同的塔平
(完整版)《化工原理》试题库答案(2)
《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 【1-1】如习题1-6附图所示，有一端封闭的管子，装入若干水后，倒插入常温水槽中，管中水柱较水槽液面高出2m ，当地大气压力为101.2kPa 。试求：(1)管子上端空间的绝对压力；(2)管子上端空间的表压；(3)管子上端空间的真空度；(4)若将水换成四氯 化碳，管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米？ 解 管中水柱高出槽液面2m ，h=2m 水柱。 (1)管子上端空间的绝对压力 绝p 在水平面11'-处的压力平衡，有 .绝绝大气压力 1012001000981281580 （绝对压力） ρ+==-??=p gh p Pa (2)管子上端空间的表压 表p (3)管子上端空间的真空度 真p (4)槽内为四氯化碳，管中液柱高度'h 常温下四氯化碳的密度，从附录四查得为/ccl kg m ρ=4 31594 【1-2】在20℃条件下，在试管内先装入12cm 高的水银，再在其上面装入5cm 高的水。水银的密度为/313550kg m ，当地大气压力为101kPa 。试求试管底部的绝对压力为多少Pa 。 解 水的密度/3水=998ρkg m 【1-3】如习题1-8附图所示，容器内贮有密度为/31250kg m 的液体，液面高度为 3.2m 。容器侧壁上有两根测压管线，距容器底的高度分别为2m 及1m ，容器上部空间的压力（表压）为29.4kPa 。试求： (1)压差计读数（指示液密度为/31400kg m ）；(2)A 、B 两个弹簧压力表的读数。 习题1-1附图 解 容器上部空间的压力.29 4（表压） =p kPa 液体密度 /31250ρ=kg m ，指示液密度/301400ρ=kg m (1)压差计读数R=? 在等压面''1111上-=p p (2) ().....A p p g Pa ρ=+-=?+??=?333212941022125098156410 【1-4】常温的水在如习题1-15附图所示的管路中流动。在截面1处的流速为./05m s ，管内径为200mm ，截面2处的管内径为100mm 。由于水的压力，截面1处产生1m 高的水柱。试计算在截面1与2之间所产生的水柱高度差h 为多少（忽略从1到2处的压头损失）? 解 ./105=u m s 另一计算法 计算液柱高度时，用后一方法简便。 【1-5】在习题1-16附图所示的水平管路中，水的流量为./25L s 。已知管内径15=d cm , .225=d cm ，液柱高度11=h m 。若忽略压头损失，试计算收缩截面2处的静压头。 解 水的体积流量 ././33252510 -==?V q L s m s ， 截面1处的流速 ../.3 12 2 1 25101274005 4 4 π π -?= = =?V q u m s d 习题1-4附图 习题1-5附图 干燥 一、填空 1．在101.33kPa的总压下，在间壁式换热器中将温度为293K，相对湿度为80%的是空气加热，则该空气下列状态参数的变化趋势是：湿度：_____________，相对湿度：__________,露点t d_________。 2．在101.33kPa的总压下，将饱和空气的温度从t1降至t2, 则该空气下列状态参数的变化趋势是：湿度：_____________，相对湿度：__________，露点t d_________。 3．在实际的干燥操作中，常用____________来测量空气的湿度。 4．测定空气中水汽分压的实验方法是测量__________。 5．对流干燥操作的必要条件是___________________；干燥过程是__________相结合的过程。 6．在101.33kPa的总压下，已知空气温为40℃，其相对湿度为60%，且40℃下水的饱和蒸汽压为7.38kPa，则该空气的湿度为_____________kg/kg绝干气，其焓为_______kJ/kg 绝干气。 7．在一定的温度和总压强下，以湿空气做干燥介质，当所用空气的湿度减少时，则湿物料的平衡水分相应__________，其自由水分相应___________。 8．恒定的干燥条件是指空气__________，____________，_____________均不变的过程。9．恒速干燥阶段又称__________控制阶段，影响该阶段干燥速度的主要因素是_________； 降速干燥阶段又称_________控制阶段，影响该阶段干燥速度的主要因素是_________。 10.在恒速干燥阶段，湿物料表面的温度近似等于__________。 11. 在常温和40℃下，测的湿物料的干基含水量X与空气的相对湿度之间的平衡关系为：当相对湿度=100%时，结合水含量为0.26kg/kg绝干料；当相对湿度=40%时，平衡含水量X*= 0.04kg/kg绝干料。已知该物料的初始含水量X1=0.43kg/kg绝干料，现让该物料在40℃下与与相对湿度为40%的空气充分接触，非结合水含量为______kg/kg绝干料，自由含水量为__________kg/kg绝干料。 12. 干燥速度的一般表达式为___________。在表面汽化控制阶段，则可将干燥速度表达式为_______________________。 13. 在恒定干燥条件下测的湿物料的干燥速度曲线如本题附图所示。其恒速阶段干燥速度为_________kg水（m2.h）,临界含水量为____________kg/kg绝干料，平衡含水量为____________kg/kg绝水量。 14. 理想干燥器或等焓干燥过程是指________________，干燥介质进入和离开干燥器的含焓值________________。 15. 写出三种对流干燥器的名称_________,_______________, _____________. 固体颗粒在气流干燥器中经历_______和_________两个运动阶段，其中_____是最有效的干燥区域。 二、选择题 1.已知湿空气的如下两个参数，便可确定其他参数( ) A. H，p B. H，t d C. H, t D. I，t as 有一套管式换热器，用冷却水将0.125kg/s 的苯由350K 冷却到300K ，冷却水在φ25×2.5mm 的内管中流动，其进出口温度分别为290K 和320K 。已知水和苯的对流传热系数分别为850 w/m 2?℃和1700 w/m 2?℃，两流体呈逆流流动，忽略管壁热阻和污垢热阻。试求：（1）所需要的管长；（2）冷却水的消耗量。定性温度下苯的比热为C P =1830J/kg ·K ，水的比热为C P =4200J/kg ·K (1)解法一： Q=m s Cp Δt=0.125×1830×50=11437.5 w ---------1分 m t A K Q ?=22=11437.5w --------1分 而2 1 21ln t t t t t m ???-?=? =18.2 ---------------------2分 221212111αλα++=m d d b d d K 代入数据得 K 2=485.7W/m 2·K 所以A 2=1.294m 2=3.14×0.025×L 解得L=16.48m 解法二：若计算基于内壳表面的K 1，则过程如下： 21211111d d d d b K m αλα++=令代入数据得 K 1=607.14W/m 2·K 所以A 1=1.035m 2=3.14×0.020×L 解得L=16.48m 结果完全一致。 (2)Q 1=Q 2=11437.5=4200×30×q L q L =0.09Kg/s 3. (12分) 常压下用连续精馏塔分离含苯44%的苯一甲苯混合物。进料为泡点液体，进料流率取100 kmol/h 为计算基准。要求馏出液中含苯不小于 94 %，釜液中含苯不大于8 %(以上均为摩尔百分率) 。该物系为理想溶液，相对挥发度为2.47。 塔顶设全凝器，泡点回流，选用的回流比为3。 试计算精馏塔两端产品的流率及精馏段所需的理论塔板数。 解：由全塔物料衡算：F ＝D ＋W ;FxF ＝DxD ＋WxW 将已知值代入, 可解得D ＝41.86kmol/h; W=58.14kmol/h 精馏段操作方程为: y n+1=0.75x n +0.235 泡点液体进料时q=1, y n+1=1.3472x n -0.0278 相平衡方程为 =y n /(2.47-1.47y n ) n n n x x y )1(1-+=ααn n n y y x )1(--=αα1 11+++=+R x x R R y D n n 第一章 流体流动 【例1-1】 已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m 3与998kg/m 3，试求含硫酸为60%（质量）的硫酸水溶液的密度为若干。 解：根据式1-4 998 4.01830 6.01+=m ρ =（3.28+4.01）10-4=7.29×10-4 ρm =1372kg/m 3 【例1-2】 已知干空气的组成为：O 221%、N 278%和Ar1%（均为体积%），试求干空气在压力为9.81×104Pa 及温度为100℃时的密度。 解：首先将摄氏度换算成开尔文 100℃=273+100=373K 再求干空气的平均摩尔质量 M m =32×0.21+28×0.78+39.9×0.01 =28.96kg/m 3 根据式1-3a 气体的平均密度为： 3kg/m 916.0373 314.896.281081.9=???=m ρ 【例1-3 】 本题附图所示的开口容器内盛有油和水。油层高度h 1=0.7m 、密度ρ1=800kg/m 3，水层高度h 2=0.6m 、密度ρ2=1000kg/m 3。 （1）判断下列两关系是否成立，即 p A =p'A p B =p'B （2）计算水在玻璃管内的高度h 。 解：（1）判断题给两关系式是否成立 p A =p'A 的关系成立。因A 与A '两点在静止的连通着的同一流体内，并在同一水平面上。所以截面A-A'称为等压面。 p B =p'B 的关系不能成立。因B 及B '两点虽在静止流体的同一水平面上，但不是连通着的同一种流体，即截面B-B '不是等压面。 （2）计算玻璃管内水的高度h 由上面讨论知，p A =p'A ，而p A =p'A 都可以用流体静力学基本方程式计算，即 p A =p a +ρ1gh 1+ρ2gh 2 p A '=p a +ρ2gh 于是 p a +ρ1gh 1+ρ2gh 2=p a +ρ2gh 简化上式并将已知值代入，得 800×0.7+1000×0.6=1000h 解得 h =1.16m 【例1-4】 如本题附图所示，在异径水平管段两截面（1-1'、2-2’）连一倒置 一、二章复习题 第一章 一、填空题 1．一个生产工艺是由若干个单元操作和化工单元构成的。 2．各单元操作的操作原理及设备计算都是以物理衡算；能量衡算；平衡关系；过程速率四个概念为依据的。 3．常见的单位制有程单位制；国际单绝对单位制；工位制 (SI 制)。 4．由于在计量各个物理量时采用了不同的基本物理量、基本单位，因而产生了不同的单位制。5．一个过程在一定条件下能否进行，以及进行到什么程度，只有通过平衡关系来判断。6．单位时间内过程的变化率称为过程速率。 二、问答题 7．什么是单元操作？主要包括哪些基本操作？ 8.提高过程速率的途径是什么？ 第二章流体力学及流体输送机械 流体力学 一、填空题 1．单位体积流体的质量称为密度，它与比容互为倒数。 2．流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体的压强。 3．单位时间内流经管道任一截面的流体量称为流量，其表示方法有质量流量和体积流量两种。 4．当管中流体形成稳定流动时，管中必定充满流体，即流体必定是连续流动的。 5．产生流体阻力的根本原因是内摩擦力；而流体的运动状态是产生流体阻力的第二位原因。另外，管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力的大小有影响。 6．流体在管道中的流动状态可分为层流和湍流两种类型，二者在内部质点运动方式上的区别 是湍流的质点有脉动而层流没有。 7．判断液体内处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是静止的、连通的、连接的是同 一种液体。 8．流体若由低压头处流向高压头处时，所加入外加功的作用是：分别或同时提高流体的位压 头；动压头；静压头以及弥补损失能量。 9．在测量流体的流量时，随流量的增加孔板流量计两侧的压差将增大，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值不变。 二、选择题 1.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。 2.流体在圆形直管内作强制湍流时，其对流传热系数α与雷诺准数的n 次方成正比，其中的n 值为（ B ） A . 0.5 B. 0.8 C. 1 D. 0.2 3.计算管路系统突然扩大和突然缩小的局部阻力时，速度值应取为（ C ） A. 上游截面处流速 B 下游截面处流速 C 小管中流速 D 大管中流速 4.阻力系数法将局部阻力表示成局部阻力系数与动压头的乘积，管出口入容器的阻力系数为( A ) A.1.0 B.0.5 C.0.35 D.0.75 5.有两种关于粘性的说法：( A ) ①无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。 ②粘性只有在流体运动时才表现出来。 A.这两种说法都对； B.这两种说法都不对； C.第一种说法对，第二种说法不对； D.第二种说法对，第一种说法不对。 第二章流体输送机械 1.往复泵在操作中( A ) 。 A.不开旁路阀时，流量与出口阀的开度无关 B.允许的安装高度与流量无关 C.流量与转速无关 D.开启旁路阀后，输入的液体流量与出口阀的开度无关 2.一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出 口处的压力表也逐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是( D ) A. 忘了灌水 B. 吸入管路堵塞 C. 压出管路堵塞 D. 吸入管路漏气 3.离心泵吸入管路底阀的作用是（ B ）。 A.阻拦液体中的固体颗粒 B.防止启动前充入的液体从泵内漏出 C.避免出现气蚀现象 D.维持最低的允许吸上高度 4.为了安全起见，离心泵的实际安装高度应比理论安装高度（ B ）。 A.高 B.低 C.相等 C.不确定 5.齿轮泵的流量调节采用（ C ）。 A.出口阀 B.进口阀 C.回流装置 D.以上三种均可 6.离心泵启动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致超 负荷工作，这是因为（ A ）。 0≈0 B. >0>0 C. <0<0 7.离心泵的调节阀开大时，则（ B ）。 A.吸入管路的阻力损失不变 B.泵出口的压力减小 三 计算题 1 （15分）在如图所示的输水系统中，已知 管路总长度（包括所有当量长度，下同）为 100m ，其中压力表之后的管路长度为80m ， 管路摩擦系数为0.03，管路内径为0.05m ， 水的密度为1000Kg/m 3，泵的效率为0.85， 输水量为15m 3/h 。求： （1）整个管路的阻力损失，J/Kg ； （2）泵轴功率，Kw ； （3）压力表的读数，Pa 。 解：（1）整个管路的阻力损失，J/kg ； 由题意知， s m A V u s /12.2) 4 05.03600(15 2 =??==π 则kg J u d l h f /1.1352 12.205.010003.022 2=??=??=∑λ （2）泵轴功率，kw ； 在贮槽液面0-0′与高位槽液面1-1′间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有： ∑-+++=+++10,1 21020022f e h p u gH W p u gH ρ ρ 其中， ∑=kg J h f /1.135, u 0= u 1=0， p 1= p 0=0（表压）, H 0=0， H=20m 代入方程得： kg J h gH W f e /3.3311.1352081.9=+?=+=∑ 又 s kg V W s s /17.410003600 15 =?= =ρ 故 w W W N e s e 5.1381=?=， η=80%， kw w N N e 727.11727===η 2 （15分）如图所示，用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽液面均恒定 不变，输送管路尺寸为φ83×3.5mm ，泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮槽的水面高度H 1为4.8m ，压力表安装位置离贮槽的水面高度H 2为5m 。当输水量为36m 3/h 时，进水管道全部阻力损失为1.96J/kg ，出水管道全部阻力损失为4.9J/kg ，压力表读数为2.452× 离心泵的计算 1计算题j01b10029 如图所示, 水通过倾斜变径管段(A-B), D A=100mm，D B =240mm,水流量为2m3/min,在截面A与B处接一U形水银压差计，其读数R=20mm，A、B两点间的垂直距离为h=0.3m试求:(1) 试求A、B两点的压差等于多少Pa？(2)A、B管段阻力损失为多少mmHg？(3)若管路水平放置，而流量不变，U形水银压差计读数及A、B两点压差有何变化? 计算题j01b10029 (题分：20) (1) u A=(2/60)/[(π/4)×(0.10)2]=4.244 m/s， u B=4.244×(1/2.4)2=0.7368 m/s p A/ρ＋u A2/2= gh＋p B/ρ＋u B2/2＋∑h f ∵p A/ρ－(gh＋p B/ρ)=(ρi－ρ)gR/ρ ∴p A－p B=(ρi－ρ)gR＋ρgh =(13.6-1)×103×9.81×0.020+103×9.81×0.3 =5415 Pa (2) ∑h f=(p A/ρ－gh－p B/ρ)＋u A2/2－u B2/2 =(ρi－ρ)gR/ρ＋u A2/2－u B2/2 =(13.6－1)×9.81×0.020＋(4.244)2/2－(0.7368)2/2 =11.2 J/kg 即?p f=ρ∑h f=103×11.2=11.2×103 Pa 换成mmHg: ∑H f=?p f/(ρHg?g)= 11.2×103/(13.6×103×9.81) =0.0839 mHg=83.9 mmHg (3) p A/ρ＋u A2/2=p B/ρ＋u B2/2＋∑h f ∵u A、u B、∑h f均不变，故(ρi－ρ)gR’/ρ之值不变 即R’不变，R’=R=20 mm 水平放置时p A-p B = (13.6-1)?103?9.81?0.020 =2472Pa比倾斜放置时的压差值小。 2计算题j02b20067 (20分) 如图所示的输水系统,输水量为36m3/h，输水管均为φ80×2mm的钢管，已知水泵吸入管路的阻力损失为0.2m水柱，压出管路的阻力损失为0.5m水柱，压出管路上压力表的读数为2.5Kgf/cm2。试求： (1) 水泵的升扬高度； (2) 若水泵的效率η=70%,水泵的轴功率(KW)； (3) 水泵吸入管路上真空表的读数(mmHg 柱)。 注:当地大气压为750mmHg 柱。 0.2 4.8 1、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。 2、相对挥发度的表示式?=_?A.对于二组 B 分溶液的蒸馏，当?=1 时，能否能离不能 3、q的定义式是进料的液化分率，饱和液体进料q=_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_。 4、二组分的连续精馏操作，精馏段操作线方程为y?0.75x?0.245，提馏段操作线方程为y?25x?0.02，当q=1时，则xW?xD 5、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xD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__。 6、压力增加_.温度下降将有利于吸收的进行。 7、完成下列方程，并指出吸收糸数的单位。NA?k.?Ci?C? k的单位_m_ NA?KG.?P?P KG 的单位__. ms.atm 8、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。 9、饱和空气在恒压下冷却，温度由t1降至t2，其相对湿度?不变，绝对湿湿度H下降_,露点下降，湿球温度下降。 10、萃取操作的依据是_组分在萃取剂中的溶解度的差异.萃取操作选择溶剂的主要原则是_对被萃取组分有较好的选择性与稀释剂互溶度愈小愈好_,易回收便宜无毒性__. 1、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。 2、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 3、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。 4、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。 5、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。 6、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。 、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 2. 孔板流量计是（C ）。 A. 变压差流量计，垂直安装。 C.变压差流量计，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 ）o 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，没有关闭岀口阀门。 5?水在规格为 ①38 x 2.5mm 勺圆管中以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 ）o 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 ）o 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 &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 ）o 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 ____ o A. R e > 2000 B. Re>4000 C. 2000【第一部分】化工原理 计算题()
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