化工原理下册练习题及答案
化工原理练习题（传热）
一.填空题
1. 厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知b >b >b ;导热系数λ <λ <λ 。在稳定传热过程中，各层的热阻R ______R ______R ;各层导热速率Q ___Q ___Q 。
2. 圆筒壁总传热系数K与间壁两侧对流传热系数α .α 以及间壁导热系数λ的关系为_________.当间壁管规格为φ108×4mm,导热系数为45(w. m .K )时,管内外两侧给热系数分别为8000 (w.m .K )和1200(w.m .K )时,总传热系数K __________.
3. 一列管换热器，列管规格为φ38×3, 管长4m,管数127根，则外表面积F =____________________，而以内表面积计的传热面积F ______________。
4. 列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于___________________，折流挡板的形状有____________________，____________________等。
二.选择题
1. 列管换热器管程常用流速范围为：一般液体( ),气体( )。
A. 0.5～3m.s
B. 3～15m.s
C. 5～30m.s
2. 在反应器的单根冷却蛇管内通冷却水，其进、出口温度分别为ｔ 、ｔ ，蛇管外有热流体稳定流过,借搅拌器作用，使热流体保持均匀温度T(T为热流体出口温度) ，如冷却蛇管长度增大一倍,其它条件不变,问出口水温ｔ 应( )。
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 不一定
三、.问答题
1. 说明流体流动类型对给热系数的影响。
2. 传导传热,对流传热和辐射传热,三者之间有何不同?
3. 有一高温炉，炉内温度高达1000℃以上，炉内有燃烧气体和被加热物体，试定性分析从炉内向外界大气传热的传热过程。
四.计算题
1. φ120×5mm的蒸汽管外拟包一层保温材料,其导热系数为0.07w.m .K 。设蒸汽管的内壁温度为110℃,管壁导热系数为45w.m .K 。要求保温层外壁温度不超过20℃,每米蒸汽管的热损失控制在60w以下,试计算保温层的最小厚度。
2. 一套管换热器,外管为φ83×
3.5mm,内管为φ57×3.5mm的钢管, 有效长度为60m。用120℃的饱和水蒸汽冷凝来加热内管中的油.蒸汽冷凝潜热为2205kJ.kg 。已知油的流量为8000kg.h ,比热为2.2kJ.kg .K ,进口温度为30℃,出口温度为80℃。试求：(1)蒸汽用量；(不计热损) (2)传热系数；
化工原理考试题答案（传热）
一.填空题
1. R >R >R Q =Q =Q
2. 1/K =1/α +bd/λd +1d /α d ；946(w.m .K )
3. F1=127×4π×0.038=60.6m F2=127×4π×0.032=51.1m
4.提高壳程流体的流速, 使壳程对流传热系数提高, 园缺形（弓形）,园盘和环形
二.选择题
1. A. C.
2. A
∵mc(t -t ）=KA△t
mc(t -t ）=KπdL{[（T-t ）-（T-t ）]/[ln(T-t ）/（T-t ）]} 上式可简化为mc/Kπd =L/[ln（T-t ）/（T-t ）
此等式左边为定值，则右边也应为定值，当L增大一倍，ln（T-t ）/（T-t ）也增大一倍，而T，t 均恒定，故t 必增大
四.问答题
1. 流体为层流时，传热是以导热方式进行的。则此时给热系数较小。当为湍流时，传热是以对流方式进行的，此时给热系数增大。所以流体的传热，多在湍流情况下进行。
2. 传导热是固体或静止流体的分子运动或分子振动传递热量。对流传热则是流体质点发生相对位移来传递热量, 辐射传热是高温物体以电磁波形式向空间发射能量来传递热量。
3. 炉内以对流和辐射并联联合传热，将热量传给炉的内壁面。在炉壁内通过传导传热，将热量以炉的内壁面传到炉的外壁面，它与炉内对流与辐射传热相串联。炉外通过对流与辐射并联联合传热，将热量从炉的外壁面传到大气中，它与炉壁内的传导传热相串联，所以该传热过程的特点是：（1）传导、对流、辐射三种传热方式同时存在；（2）并联、串联的联合传热同时存在。
五.计算题
1. 按多层圆筒导热
ｑ ＝（t －t ）/（ｌｎ（ｒ /ｒ ）/（2π
λ ）＋ｌｎ（ｒ /ｒ ）/（2πλ ））
将ｒ ＝0.06m,ｒ ＝0.055m，ｒ ＝0.06＋δ
λ ＝0.07w/(m·K),λ ＝45w/(m·K)，ｑ ＝60w/m
t ＝110℃,t ＝20℃代入上式
60=(110-20)/(ln(0.06/0.055)/(2π×45)+ln(ｒ /0.06)/(2π
×0.07))
=90/(0.00031+(lnｒ +2.813)/0.4398)
解得ｒ ＝0.116m,
δ＝0.116－0.06＝0.056m＝56mm
注：本题可简化不计管壁热阻。
2. （1）蒸汽用量Q放＝W.ｒ＝2205×W kJ.h
Q吸＝W' CP (t出－t入）
＝8000×2.2×（80－30）
=8.8×10 kJ.h
Q 放＝Q 吸
∴ ｗ＝8.80×10 /2205≈399.1kg.h
（2） 传热系数的计算 由Q ＝KA Δtm
Δtm ＝（(120-30)-(120-80)）/ｌｎ（(120-30)/(1 20-80)）
＝50/ｌｎ（90/40）＝61.66℃
∴ Ki ＝Q/Ai Δtm
＝8.80×10 /[60×π×(50/1000)×61.66]
≈1514 kJ.h .m .℃
＝420.0 (ｗ.m .K )
化工原理练习题（过滤）
一、填空题
1.用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液
量 ，生产能力 。
2. 转筒真空过滤机，转速为n(r/min)，转鼓表面积为A ，转鼓的沉浸度为,
?则过滤周期为 (min)，在一个过滤周期中过滤时间为 (min)，过滤
面积为 。
3.在恒压操作一个周期中，已知过滤时间为θ，获得的滤液量为V ，现仅将
过滤压差增加2倍，则过滤时间变为 (设滤饼不可压缩，且介质阻力不
计)。
4.对板框式过滤机，洗涤面积W A 和过滤面积A 的定量关系为 ，洗水走过
的距离w L 和滤液在过滤终了时走过的距离L 的定量关系为 ，洗涤速率（W d dV )θ和终了时的过滤速率E d dV )(θ的定量关系为 。 5.对叶滤机,洗涤面积W A 和过滤面积A 的定量关系为_______,洗水走过的距
离W L 和滤液在过滤终了时走过的距离L 的定量关系为________,洗涤速率(W d dV )θ与过滤终了时的过滤速率（E d dV )θ的定量关系为_______。 6. 转筒真空过滤机，转速越大，则生产能力就越 ，每转一周所获得
的滤液量就越 ，形成的滤饼厚度越 ，过滤阻力越 。
二、计算题
1.设过滤常数为)/(2h m K ，过滤介质的当量滤液体积为)(3m Ve ,过滤时间为
θ，拆装等辅助时间为D θ，过滤面积为A ，滤饼不需洗涤，试推导恒压板框过
滤机生产能力达到最大时的过滤时间表达式。
2. 某板框过滤机在恒压下操作，过滤阶段的时间为h 2，已知第h 1过滤得
38m 滤液，滤饼不可压缩，滤布阻力可忽略，试求：
（1）第h 2可得多少过滤液；
（2）过滤h 2后用32m 清水（粘度与滤液相近），在同样压力下对滤饼进行
横穿洗涤，求洗涤时间；
（3）若滤液量不变，仅将过滤压差提高1倍，问过滤时间为多少？
（4）若过滤时间不变，仅将过滤压强提高1倍，问滤液量为多少？
3.在)2(7.202atm kPa 操作压力下用板框过滤机处理某物料，操作周期为h 3，其
中过滤h 5.1，滤饼不需洗涤。已知每获31m 滤液得滤饼305.0m ,操作条件下过滤
常数s m /103.325-?=K ，介质阻力可忽略，滤饼不可压缩。试计算：
（1）若要求每周期获36.0m 的滤饼，需多大过滤面积？
（2）若选用板框长?宽的规格为m m 11?，则框数及框厚分别为多少？
（3）经改进提高了工作效率，使整个辅助操作时间缩短为1h ，则为使上
述板框过滤机的生产能力达到最大时，其操作压力提高至多少？
4.含固相3%（体）的某种悬浮液，用一小型板框压滤机进行恒压过滤，滤框内
的空间尺寸为200mm ×200mm ×20mm ，总框数为10个，滤渣充满滤框所需时
间为2h 。已知滤饼中固相分率（体）为60%，滤饼不可压缩，过滤介质阻力可
忽略不计。若洗水粘度、洗水的表压分别与滤液的粘度、过滤的压强差相同，洗
水的体积为滤液体积的10%，每次卸渣、清理、装盒等辅助操作时间的总和为
0.5h 。试计算：
（1） 过滤常数K ；
（2） 该过滤机的生产能力（3m 滤液/h ）。
化工原理练习题答案（过滤）
一、填空题
1.答案：增加；不变
分析：由恒压过滤方程 θ222KA VVe V =+
可知滤液量随过滤时间的增大而增加。
而间歇过滤机的生产能力 D
W V T V Q θθθ++== 可知生产能力只与操作周期有关。
2.答案：
n 1；n
?；A 3.答案：3
θ 分析：由恒压过滤方程
θ222KA VVe V =+
s p k K -?=12 0=Ve 0=S 所以 =?=θ222pA k V 常数
所以 3
1''=??=p p θθ 4.答案：A A w 21=；L L w 2=; (W d dV )θ=E d dV )(41θ 分析：由板框过滤机的结构及操作原理，可知该装置的洗涤方式属横穿洗涤
法。故洗涤面积为过滤面积的1/2,洗涤路径为2倍滤液路径。再过滤基本方程
rL
p A d dV μθ?=(略去介质阻力) 显然洗涤速率为终了过滤速率的1/4。
5.答案：A A W =； L L W =；E W d dV d dV )()(θ
θ= 分析：由叶滤机的结构及操作原理,可知洗涤液所走途径就是过滤终了时滤
液所走的途径，属置换洗涤法。
6.答案：大；少；薄；小
二、计算题
1.解：生产能力的表达式为 h m T
V Q /3= 式中 V ——每周期所得滤液体积，3m T ——操作周期，h 。
D W T θθθ++=
因为 0=W θ ，有D
V Q θθ+ (a) 由衡压过滤方程 θ222KA VV V e =+
可表示成 222KA
VV V e +=θ代入（a ） 所以 D e KA VV V V
KA Q θ2222++=
微分 2222222)
2()22()2(D e e D e KA VV V V V V KA KA VV V KA dV dQ θθ+++-++= 令 0=dV
dQ 得 D K A V θ= 代入恒压过滤方程 得 θθθ222KA K AV K A D e D =+ 故 K
A V D e D θθθ2+= 此式即滤饼不需洗涤时间歇操作的恒压过滤过程最佳操作循环关系式，即
生产能力达到最大时过滤时间表达式。
特别当0=e V 时，有 D θθ=
2解：（1）θ22KA V =
将318m V = h 11=θ代入上式，得 642=KA
所以 3221231.382648m KA V V V =-?=-=-=?θ
(2)方法一 由过滤基本方程 )
(22Ve V KA d dV +=θ 由题知 0=Ve 3231.1131.38m V =+= 代入得
h m V KA d dV E /83.231
.112642)(322=?==θ
所以 =W d dV )(θh m d dV E /71.04
83.2)(413==θ 故 h d dV V w w w 83.271.02)(===θ
θ 方法二 由 θ22KA V =
微分得 V
KA d dV 22
=θ 后面步骤同上。 （3）由题意 0=S 212=??p p 因为 p p k p k K S ?∝?=?=-221
所以 21
212=??=p p K K 由题 121222θθA K A K =
所以 h K K 12
22112===θθ （4） θ2222A K V = θA K V 121=
所以 2)(1
2212==K K V V 31299.15231.112m V V =?==
3.解：（1）31205
.06.0m V == 0=Ve 所以 θ22KA V =
A=θK V =3600
5.1103.3125???-=28.43m 2 (2)A=112???n
所以 ==2A n 2
43.28=14.2 取15个 δ???=11n V S
所以 n V S =
δ=15
6.0=0.04m 应注意每个框的两侧都有滤布，故计算面积时要在n 该热个框面积的基础上
再乘以2。
(3)分析：所谓最佳操作周期是指当过滤时间加洗涤时间等于辅助时间时，达
到一定产量时所需总时数最少，亦即生产能力最大，对于此题，实际就是要求出
在滤液量不变的情况下，过滤时间由1.5h 减为1h ，操作压差应增至多少.。计算
如下：
由 得12V V = 21222A K A K =θθ1
由题知 0=S , 故 p K ?∝
4.解：（1）首先要解决每获13m 滤液所得滤渣体积的计算问题。
设：v ——获得13m 滤液所生成的滤渣体积，3m /3m ；
e 、c e ——分别为滤浆及滤渣中固相所占的体积分率。
这里认为在滤浆与滤渣中，液相与固相各自所占的体积分别和其单独存在
时的体积相同，且滤液完全不含固相。
以13m 滤液为基准，则 滤渣体积=1v ，3m ；
滤渣中固相体积=c ve ，3m ； 悬浮液的体积=（1+v ），3m ；
悬浮液中固相体积=（1+v ）e ，3m 。
因滤液中不含固相，故滤渣中的固相体积就是悬浮液中的固相体积，即
e v ve c )1(+=
故 053.003
.06.003.0=-=-=e e e v c 过滤面积 28.02102.02.0m A =???=
滤液体积 315.0053
.0102.02.002.0m v V V =???==渣 θ22KA V =
h m A V K /01758.02
8.015.0222
22=?==θ （2） θ22KA V =
微分上式 θd KA VdV 22=
所以 V
KA d dV 2)(2
=θ h m E d dV /0375.015
.028.001758.0)(32
=??=θ h m d dV d dV E W /1038.94
0375.0)(41)(33-?===θθ h d dV V W W W 6.11038.915.01.0)(3=??==-θ
θ 所以 h m V D W /0366.05
.06.1215.03滤液=++=++=θθθθ
化工原理练习题（流体流动）
一.填空题
1. 已知一密闭管路，管的内径为d，管长为L，液体在管内作稳定连续层流流动，流量为V m .s ,总的阻力损失为h 。现将管的内径换成d/2 ，其它均不改变，此时新管路内的流速为_____m.s ，流体流动的总阻力损失为______m。
2. 当量直径的定义是d ＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，在套管环间流动的流体，外管的内径是d ，内管的外径是d ，则当量直径d ＝＿＿＿＿＿＿＿。
3.孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒______，变_____；后者是恒_________，变_________。
4. 有一段由大管和小管串联的管路，管内液体作连续稳定流动。大管内径为d，而小管内径为d/2大管内流速为u，则小管内液体的流速为_______。
5.在输送液体的管路中，要使P -P = △P 的条件是__________________________________________________。
6 如右图所示：已知：ρ水=1000kg.m ,ρ空气=1.29kg.m , R=51mm,则△p=_____ N.m ,ξ=___（两测压点A.B间位差不计）
二、.问答题
如图所示：A.B.C三点在同一水平面上，d =d ，d ＞d ，问：（1）当闸阀关闭时，A.B.C三点处的压强那个大？哪个小？或相等？（2）当阀门打开，高位槽水位稳定不变，A.B.C三截面处的压强、流量、流速哪个大？哪个小？或相等？
本题目有题图titu149
三、.计算题
1. 某输水管路如图所示，水箱液面保持恒定。当阀门A全关闭时，压力表读数为177kN.m , 阀门全开时，压力表读数为100 kN.m 。已知管路采用Φ108×4mm钢管，当阀门全开后，测得由水箱至压力表处的阻力损失为7.5mH o。问：全开阀A时水的流量为多少m .h ？（ρ水=1000kg.m ，p大=98.1kN.m
)
2.(24分)
水平通风管道某处的直径自300mm渐缩至200mm，在锥形接头两端各引出一个测压口与U形压差计相连，以水作指示剂（ρ水=1000kg.m ），测得R=40mm （见附图）。已知1-1'截面处的表压强为1200N.m ，当地大气压为101.3kN.m ，空气的温度为20℃。若空气流过锥形管的能量损失忽略不计，试估算管道
内空气的体积流量为若干m .h ？
化工原理练习题答案
一.填空题
1. 4V；16h
2. d ＝4×流通截面积/浸润周边
d ＝d －d
3. 截面；压差；压差；截面
4. 4u
5. 管径相等，处于同一水平面，无外加能量。
6. 500； 1
二.问答题
1. （1）阀门关闭，水处于静止状态，P =P =P
（2）阀门打开，水稳定流动，有阻力，且d =d =d ∴P ＞P ＞P
2.(10分) 题号:1312 第1章知识点:123 难度:较难
*****答案*****
(1) p =p =p
(2) ①V =V =V
②u =u u ＞u u ＞u
③流动流体有阻力，由柏努利方程知：P ＞P P ＞P
P 与P 的大小由u 、u 和h →c之值决定
三.计算题
1.(16分) 题号:1404 第1章知识点:320 难度:中等
*****答案*****
定水箱液面为1-1，压力表处为2-2，列柏式：
Z +P /(ρg)+u /(2g)=Z +P /(ρg)+u /(2g)+H
∵Z =P/(ρg)=177×10 /(1000×9.807)=18m
∴18+0+0=0+100×10 /(1000×9.807)+u /(2g)+7.5
∴u =2.43m.s
∴V=3600π2.43×(0.1) /4=68.67m .h
2. 定锥形管细端处为2-2，则
∵P -P =ρ指Rg
即P =P －ρ指Rg=1200-1000×9.807×0.04=807.6N.m （表压）
∵(P -P )×100%/p =(1200-807.6)×100%/(1200+101300)=0.38% < 20%
即表示可应用柏努利方程计算
∵Z =Z 且∑h =0
∴P /ρ +u /2=P /ρ +u /2
∵P =P M /(RT)
而M =0.21×32+0.79×28=29
P =101300+(1200+807.6)/2=10230N.m =102.3kN.m
∴ρ =(102.3×29)/(8.314×293)=1.22kg.m
则1200/1.22+u /2=807.6/1.22+u /2 (1)
∵ρ变化很小∴按连续性方程得：
u =u (300/200) =2.25u (2)
（1）、（2）联解得：u =12.58m.s
∴V=3600π(0.3) ×12.58/4=3200m .h
化工原理练习题（流体输送）
一.填空题
1. 离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是＿＿＿＿＿＿＿时的流量和扬程。
2. 离心泵采用并联操作的目的是________，串联操作的目的是_________。
3. 若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头＿＿＿，流量＿＿＿，效率＿＿＿，轴功率＿＿＿＿。
4.离心泵启动后不吸液，其原因可能是______________________________
__________________________________________________。
二.选择题
用离心泵从河中抽水，当河面水位下降时，泵提供的流量减少了，其原因是（）。
A. 发生了气缚现象
B. 泵特性曲线变了
C. 管路特性曲线变了
三.判断题
1. 离心泵开泵之前要先灌液，目的是防止气蚀现象发生。（）
2. 为防止气蚀现象发生，离心泵运转时，必须使泵入口处的压强大于输送温度下液体的饱和蒸汽压（）。
3. 若将同一转速的同一型号离心泵分别装在一条阻力很大，一条阻力很小的管路中进行性能测量时，其测出泵的性能曲线就不一样（）。其实际供给管路的最大流量也不一样（）。四.问答题
1. 何谓离心泵的“气缚”和“气蚀”现象，它们对泵的操作有何危害？应如何防止？
2.如图所示的2B31型离心泵装置中，你认为有哪些错误？并说明原因。
五.计算题
1.某厂准备用离心泵将20℃的清水以40m .h 的流量由敞口的储水池送到某吸收塔的塔顶。已知塔内的表压强为1kgf.cm ，塔顶水入口距水池水面的垂直距离为6（m），吸入管和排出管的压头损失分别为1m和3m，管路内的动压头忽略不计。当地的大气压为10.33（m水柱），水的密度为1000〔kg.m 〕。现仓库内存有三台离心泵，其型号和铭牌上标有的性能参数如下，从中选一台比较合适的以作上述送水之用。
型号流量（m .h ）扬程（m）允许吸上真空度m
3B57A 50 38 7.0
3B33 45 32 6.0
3B19 38 20 5.0
2.现需用一台离心泵将293K的河水44m .h 送至敞口的贮水池内。已知管路特性曲线方程He=30＋14000Qe (式中He的单位是m,Qe的单位是m .s )。（1）管路要求泵的升扬高度为多少？（说明原因）
（2）今仓库有四种规格的离心泵（见下表），问能否从中选一台?
型号3B-33A 40B-35A 3B-33 3B-57A
Q L.s 12.5 25 12.5 13.9
H m 22.5 34.6 32.6 37.5
H m 5.0 5.8 5.0 6.4
（3）若吸入管路的阻力损失和动压头之和为1m，试确定所选泵的安装高度，并用图表示出来（当地大气压为10mH20）
3.(12分)
欲用离心泵将20℃水以30m .h 的流量由水池打到敝口高位槽，两液面均保持不变，液面高差为18m，泵的吸入口在水池液面上方2m处。泵的吸入管路全部阻力为1mH O柱，压出管路全部阻力为3mH O柱，泵的效率为0.6，求泵的轴功率。若已知泵的允许吸上真空高度为6m，问上述安装高度是否合适？（动压头可忽略）。水的密度可取1000kg.m 。
化工原理练习题答案（流体输送）
一.填空题
1. 效率最高
2. 提高流量；提高扬程
3.减小减小下降增大
4. （1）吸入管漏液或灌液不够（2）安装高度过高（3）堵塞（4）电机接线错误
二.选择题
C
三.判断题
1. ×
2. √
3. ×√
4. ×√
四.问答题
1. “气缚”：由于泵内存气，启动泵后吸不上液的现象，称“气缚”现象。“气缚”现象发生后，泵无液体排出，无噪音，振动。为防止“气缚”现象发生，启动前应灌满液体。
“气蚀”：由于泵的吸上高度过高，使泵内压力等于或低于输送液体温度下的饱和蒸汽压时，液体气化，气泡形成，破裂等过程中引起的剥蚀现象，称“气蚀”现象，“气蚀”发生时液体因冲击而产生噪音、振动、使流量减少，甚者无液体排出。为防止“气蚀”现象发生；泵的实际安装高度应不高于允许吸上高度。2. 图中错误有：
1）无底阀，无法灌液且易堵塞；
2）安装高度15m过高，因常压下送水理论上最大的吸上高度为10.33m而实际
由于存在阻力，不可能达到如此高度；
3）吸入管径比排出管径小，因流速增大而引起损失能量增大易发生气蚀在现象；4）叶轮反转；无法排液；
五.计算题
1. 以储水池液面为1－1面，以塔顶为截面2－2，并以1－1面为基准面，列柏努利方程
Z ＋P /ρｇ＋U /2ｇ＋ｈ
＝Z ＋P /ρｇ＋U /2ｇ＋∑ｈf
Z ＝0，Z ＝6，P ＝0，P ＝1.0（kgf.cm ）
U ＝0
∑ｈ ＝ｈ ＋ｈ ＝4m
ｈ ＝6＋9.8×10 /（10 ×9.8）＋4
＝20 （m）
∵ｈ ＝20 （m）V＝40 m .h
选3B33较合适。
允许安装高度
Z 允=H 允-u /（2g）-∑h 吸=6.0-1=5m
实际安装高度
Z 实=Z 允-0.5=5-0.5=4.5m
2. （1）升扬高度△Z
∵K=△Z＋△P/ρg=30而△P=0（河面、贮水池面均与大气相通）故△Z=K=30m 即升扬高度为30m
（2）选泵
已知：Q =44m .h =44×1000/3600=12.2L.s
又He=30＋14000Qe =30＋14000(44/3600) =32.1m
查题表得，3B33型离心泵合适，其Q=12.5L/s,H=32.6m,Hs=5m
（3）定安装高度H安
∵Hg=Hs'-u /2g-H
因输送的为常压下20℃的水，故Hs'=Hs=5m
又∵u /2g＋H =1m
∴Hg=5-1=4m H安=Hg-1=4-1=3m 即安装高度不超过3m
3. 如图取1－1，2－2截面，并以1－1截面为基准面，列柏努
里方程得：
H＝ΔZ＋∑Hf 1 - 2＝18＋1＋3＝22m
∴N轴＝QHρ/（102η）
＝(30/3600)×22×1000/(102×0.6)＝3kw
Hg 允＝Hs 允－U /2ｇ－Hf 吸
＝6－1＝5m＞2m
∵Hg 实＜Hg 允∴安装高度合适。
化工原理练习题（蒸发）
一.填空题
1.(4分)
中央循环管式蒸发器又称_______________。由于中央循环管的截面积_______。使其内单位容积的溶液所占有的传热面积比其它加热管内溶液占有的______________，因此，溶液在中央循环管和加热管内受热不同而引起密度差异，形成溶液的_______________循环。2.(3分)
在蒸发操作中，降低单位蒸气消耗量的主要方法有：____________,__________________,________________。3.(4分)
标准式蒸发器内溶液的循环路线是从中央循环管___________，而从其它加热管_________，其循环的原因主要是由于溶液的_____________不同，而引起的_______________所致。4.(3分)
蒸发操作中，加热蒸气放出的热量主要用于：（1）__________________（2）______________________________（3）______________________。
二.选择题
1.(2分)
提高蒸发器生产强度的主要途径是增大（）。
A. 传热温度差；
B. 加热蒸汽压力；
C. 传热系数；
D. 传热面积；
2.(2分)
多效蒸发中，由于温度差损失的影响，效数越多，温度差损失越大，分配到每效的有效温度差就（）。
A. 越小；
B. 越大；
C. 不变
3.(2分)
对粘度随浓度增加而明显增大的溶液蒸发，不宜采用（）加料的多效蒸发流程。
A. 并流；
B. 逆流；
C. 平流
三.判断题
1.(2分)
在蒸发计算中，由于加热蒸汽的压力高于二次蒸汽的压力，故加热蒸汽的汽化潜热也大于二次蒸汽的汽化的潜热。（）2.(2分)
在蒸发过程中，有结晶析出的或易结垢的溶液不宜采用升膜式蒸发器。（）3.(2分)
蒸发操作流程中的混合冷凝器，到了夏天其器内的真空度会降低（），因而蒸发器内的有效温度差也随着减小。（）
四.问答题
1.(8分)
多效蒸发的效数为什么有一定的限度？2.(10分)
中央循环管式蒸发器主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么？3.(10分)
溶液的那些性质对确定多效蒸发的效数有何影响？并作筒略分析。
五.计算题
1.(18分)
某单效蒸发器将比热为3.85kJ.kg .K 的某溶液从浓度为12%浓缩至60%（质量%）。采用196.2kN.m (表压）的生蒸汽加热；蒸发室的真空度维持在610mmHg，已知该溶液在此真空度下的沸点为70℃，若每小时蒸发的水分量为5000kg.h 。问：（1）该蒸发器处理的料液量为多少kg.h ？（2）沸点进料时，单位蒸汽消耗量为多少？（忽略溶液沸点升高）（设热损失为加热蒸汽放出热量的5%）；（3）当K=1400w.m .K 时，加热面积需多少m ？当地大气压为101.3kN.m 。
附：饱和水蒸汽性质
压力kN.m 温度℃汽化潜热kJ.kg
20 60.1 2355
81.3 93.6 2274
196.2 120 2205
297.5 133 2169
2.(16分)
某厂准备采用并流加料双效真空蒸发装置流程来蒸发某水溶液。试绘出其流程图。又若已知：T =120℃，△'=3℃,△"=1℃, △ "'=1℃,T =90℃,试求第一效的有效温度差为多少℃？
3.(16分)
工艺上要求将0.85t.h 的某水溶液在一单效真空蒸发器内，将其从浓度为15%浓缩至37.5%（均为质量%）。现有一个传热面积为10m 的蒸发器可供使用。若冷凝器内维持610mmHg的真空度，估计在操作条件下的温度差损失分别为△'=4.2℃，△''=3℃，△'''=1℃；K=800w.m K 。若采用沸点进料，忽略散热损失，加热蒸汽的冷凝水在饱和温度下排出，当地大气压为101.3kN.m ，问加热蒸汽压力（表压）需多少kN.m 才行？
附：饱和水蒸汽的性质
压力kN.m 温度℃汽化潜热kJ.kg
20 60.1 2354.9
30 66.5 2333.7
101.3 100 2258.4
120.8 105 2245.5
143.3 110 2232.4
化工原理练习题答案（蒸发）
一.填空题
1. 标准式，较大，要小，自然
2. 采用多效蒸发真空蒸发加强设备保温。
3. 下降，上升，受热程度，密度差异
4. （1）二次蒸汽气化所需的潜垫（2）预热原料液（3）补偿蒸发器的热损失。
二.选择题
1. C
2. A
3. A
三.判断题
1. ×
2. √
3. √√
四.问答题
1. 因为：（1）所节省的蒸汽随效数的增加而减少。
（2）增加效数就要增加设备投资费。
（3）效数愈多，总温度差损失Σ△愈大，分配到各效的有效温度差就小，甚至使操作无法进行。
（4）物料的性质，对效数的确定也有很大的影响，例：电解质溶液，△*高，效数少；非电解质溶液，△*较小，效数可取多一点。
2. （1）主要由加热室和蒸发室两部分组成。
（2）加热室由直立的加热管束组成，在管束中央有一根直径较大的管子-------------—中央循环管。
加热室的作用是向溶液供给热能，使溶剂气化。由于中央循环管与其它加热管子的截面不等，即溶液在管内受热程度不同，形成密度差异。溶液在中央管下降，在加热管上升，于是形成溶液在器内的循环流动。
（3）蒸发室的作用是将二次蒸汽所带出的液沫加以分离。
3. （1）处理腐蚀性溶液或有腐蚀性蒸汽产生时，为防止腐蚀，蒸发器需采用特殊材料制造，价格昂贵，一般只有1～3效。对μ高而要求用强制循环时，采用单效。
（2）溶液的粘性，μ高的热敏性物料用2～3效，对μ高而要求用强制循环时，采用单效。
（3）溶液的沸点升高，电解质溶液沸点上升大，效数要少，常用单效或2～3效；非电解质溶液，沸点上升小，效数可多一些，通常为4～6效。
（4）热敏性溶液，随浓缩温度和时间而变化，一般用真空单效，也有用2～3效。
（5）对于易结垢或发泡性严重的溶液蒸发，一般用单效。
五.计算题
1. （1）求F
F=W/（1-X /X )=5000/(1-12/60)=4000kg.h
（2）求D / W
∵沸点进料，t =t
而Q =0.05D . r
∴D =(W*r′)/(0.95r )
∴D / W=r′/ (0.95r )
∵P*=[(760-610)×101.3]/760=20kN.m
查表知：r′=2355 kJ.kg
∵P =196.2+101.3=297.5kN.m
查表得：r =2169 kJ.kg , T =133℃
∴（D ）/（W）=（2355）/（0.95×2169)=1.143
（3）求A, A=（Q）/（K△t )
而Q=D .r =1.143×5000×2169=12395835kJ.h
∴A=(12395835×10 )/[3600×1400(133-70)]=39.04m 2. （1）流程图
（2）∵T '=T +△ '''
=90+1=91℃
而t =T '+△ '+△ ”
=91+3+1=95℃
∴△t =T -t
=120-95=25℃
3. Q=w×（i-Cpt ）+F×Cp(t -t )+Q损
∵t =t , Q损=0
∴Q=w×r
w=F(1-X /X )=0.85×10 (1-15/37.5)=510kg.h
∵P' =(760-610)×101.3/760=20kN.m , 查表得：
T冷' =60.1℃
而T'=T' +△'''=60.1+1=61.1℃
由T′=61.1℃查表得：r′=2351.6 kJ.kg
∴Q=(510×2351.6)/3600=333.143kw
又∵Q=k×A(T -t )
而t =T' +△′+△″+△'''=60.1+4.2+3+1=68.3℃
∴T =Q/(k×A)+t =(333.143×10 )/(800×10)+68.3 =109.94℃
由T =109.94℃查饱和水蒸汽表知P =143.03kN.m
∴加热蒸汽压力为143.03-101.3=41.73kN.m （表压）
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 。
化工原理下册 习题 及章节总结 (陈敏恒版)
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↓。 9、在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组成x2增大，其它条件不变，则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 2、亨利系数与温度、压力的关系；E值随物系的特性及温度而异，单位与压强的单位一致；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
化工原理下册答案
第五章 蒸馏 一、选择与填空 1、精馏操作的依据是 混合液中各组分挥发度的差异 。实现精馏操作的必要条件是 塔顶液相回流 和 塔底上升蒸汽 。 2、汽液两相呈平衡状态时，汽液两相温度_相同_，但液相组成_小于_汽相组成。 3、用相对挥发度α表达的汽液平衡方程可写为1(1)x y x αα= +-。根据α的大小，可用 来 判定用蒸馏方法分离的难易程度 ，若α=1则表示 不能用普通的蒸馏方法分离该混合液 。 4、在精馏操作中，若降低操作压强，则溶液的相对挥发度 增加 ，塔顶温度 降低 ，塔釜温度 降低 ，从平衡角度分析对该分离过程 有利 。 5、某二元物系，相对挥发度α=3，在全回流条件下进行精馏操作，对第n 、n+1两层理论板，已知 y n =0.4，则 y n+1=_0.182_。全回流通常适用于 开工阶段 或 实验研究 。 6、精馏和蒸馏的区别在于 精馏必须引入回流；平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别在于前者为连续的稳态过程而后者是间歇的非稳态过程 。 7、精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是 塔底压强高 和 塔底难挥发组分含量高 。
8、在总压为101.33kPa 、温度为85℃下，苯和甲苯的饱和蒸汽压分别为p A 0 =116.9kPa,p B 0 =46 kPa ，则相对挥发度α= 2.54，平衡时液相组成x A = 0.78 ，气相组成y A = 0.90 。 9、某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.72x+0.275，则该精馏塔的操作回流比为_2.371_，馏出液组成为_0.982_。 10、最小回流比的定义是 在特定分离任务下理论板数为无限多时的回流比 ，适宜回流比通常取 1.1~2.0 R min 11、精馏塔进料可能有 5 种不同的热状况，当进料为气液混合物且气液摩尔比为2:3时，则进料热状况q 值为 0.6 。 注：23() 550.6V V L V F V L V L I I I I I q I I I I -+-===-- 12、在塔的精馏段测得 x D =0.96、x 2=0.45、x 3=0.40（均为摩尔分率），已知R=3 ，α=2.5，则第三层塔板的气相默弗里效率 E MV _44.1%_。 注：1 * 1 n n MV n n y y E y y ++-= - 13、在精馏塔设计中，若F 、x F 、q 、D 保持不变，若增加回流比R ，则x D 增加, x W 减小 ,V 增加,L/V 增加 。 14、在精馏塔设计中，若F 、x F 、x D 、x W 及R 一定，进料由原来的饱和蒸气改为饱和液体，则所需理论板数N T 减小 。精馏段上升蒸气量V 不变 、下降液体量L 不变 ；
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
化工原理答案下册
化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津 大学出版）社,2011.8.） 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 P A *(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B *(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以260.6℃时为例 当t= 260.6℃时 x = (P-P B *)/(P A *-P B *) =（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例 当t= 260.6℃时 y = P A *x/P = 13.3×1/13.3 = 1 同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289 x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0 y 1 0.767 0.733 0.524 0 根据平衡数据绘出t-x-y曲线 3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。
化工原理第二版(下册)夏清贾绍义课后习题解答带图资料
化工原理第二版夏清，贾绍义 课后习题解答 （夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津大学出版） 社,2011.8.） 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 P A *(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B *(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以260.6℃时为例 当t= 260.6℃时 x = (P-P B *)/(P A *-P B *) =（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例 当t= 260.6℃时 y = P A *x/P = 13.3×1/13.3 = 1 同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289 x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0
化工原理下册答案
化工原理（天津大学第二版）下册部分答案 第8章 2. 在温度为25 ℃及总压为 kPa 的条件下，使含二氧化碳为%（体积分数）的混合空气与含二氧化碳为350 g/m 3的水溶液接触。试判断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。已知操作条件下，亨 利系数51066.1?=E kPa ，水溶液的密度为 kg/m 3。 解：水溶液中CO 2的浓度为 对于稀水溶液，总浓度为 3t 997.8kmol/m 55.4318 c ==kmol/m 3 水溶液中CO 2的摩尔分数为 由 54* 1.6610 1.44310kPa 23.954p Ex -==???=kPa 气相中CO 2的分压为 t 101.30.03kPa 3.039p p y ==?=kPa < *p 故CO 2必由液相传递到气相，进行解吸。 以CO 2的分压表示的总传质推动力为 *(23.954 3.039)kPa 20.915p p p ?=-=-=kPa 3. 在总压为 kPa 的条件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。测得在塔的某一截面上，氨的气、液相组成分别为0.032y =、3 1.06koml/m c =。气膜吸收系数k G =×10-6 kmol/(m 2skPa)，液膜吸收系数k L =×10-4 m/s 。假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，溶解度系数H ＝ kmol/(m 3kPa)。 （1）试计算以p ?、c ?表示的总推动力和相应的总吸收系数； （2）试分析该过程的控制因素。 解：(1) 以气相分压差表示的总推动力为 t 1.06*(110.50.032)kPa 2.0740.725 c p p p p y H ?=-=- =?-=kPa 其对应的总吸收系数为 6G 1097.4-?=K kmol/(m 2skPa) 以液相组成差表示的总推动力为 其对应的总吸收系数为 （2）吸收过程的控制因素 气膜阻力占总阻力的百分数为 气膜阻力占总阻力的绝大部分，故该吸收过程为气膜控制。 4. 在某填料塔中用清水逆流吸收混于空气中的甲醇蒸汽。操作压力为 kPa ，操作温度为25 ℃。在操作条件下平衡关系符合亨利定律，甲醇在水中的溶解度系数为 kmol/(m 3kPa)。测得塔内某截面处甲醇的气相分压为 kPa ，液相组成为 kmol/m 3，液膜吸收系数k L =×10-5 m/s ，气相总吸收系数K G ＝×10-5 kmol/(m 2skPa)。求该截面处（1）膜吸收系数k G 、k x 及k y ；（2）总吸收系数K L 、K X 及K Y ；（3）吸收速率。 解：(1) 以纯水的密度代替稀甲醇水溶液的密度，25 ℃时水的密度为 0.997=ρkg/m 3 溶液的总浓度为
化工原理课后习题答案上下册
下册第一章蒸馏 1. 苯酚(C 6H 5OH)(A )和对甲酚(C 6H 4(CH 3)OH)(B )的饱和蒸气压数据为 解： 总压 P=75mmHg=10kp 。 由拉乌尔定律得出 0 A p x A ＋0 B p x B =P 所以 x A = 000B A B p p p p --；y A =p p A 00B A B p p p p --。 因此所求得的t-x-y 数据如下： t, ℃ x y 1 1 0 0. 2. 承接第一题，利用各组数据计算 （1）在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度i α,取各i α的算术平均值为α，算出α对i α的最大相对误差。 （2）以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y-x ”关系,算出由此法得出的各组y i 值的最大相对误差。 解： （1）对理想物系，有 α＝00B A p p 。所以可得出
t, ℃ i α 算术平均值α= 9 ∑i α=。α对i α的最大相对误差＝ %6.0%100)(max =?-α ααi 。 （2）由x x x x y 318.01318.1)1(1+=-+= αα得出如下数据： t, ℃ x 1 0 y 1 0 各组y i 值的最大相对误差= =?i y y max )(%。 3.已知乙苯(A )与苯乙烯(B )的饱和蒸气压与温度的关系可按下式计算: 95.5947 .32790195.16ln 0 -- =T p A 72 .6357.33280195.16ln 0 --=T p B 式中 0 p 的单位是mmHg,T 的单位是K 。 问:总压为60mmHg(绝压)时，A 与B 的沸点各为多少在上述总压和65℃时,该物系可视为理想物系。此物系的平衡气、液相浓度各为多少摩尔分率 解： 由题意知 T A ==-- 0195.1660ln 47 .327995.59＝℃ T B ==--0195 .1660ln 57 .332872.63=℃ 65℃时，算得0 A p ＝；0 B p = mmHg 。由0 A p x A ＋0 B p （1－x A ）=60得 x A ＝， x B =; y A =0A p x A /60=; y B ==。 4 无
化工原理复习2014(下册)选择题答案版
化工原理复习题（下册） 吸收与精馏 一.选择题 1.吸收操作的依据是（B）。 A.挥发度差异 B.溶解度差异 C.温度差异 D.密度差异 2.在逆流吸收塔中，增加吸收剂用量，而混合气体的处理量不变，则该吸收塔中操作线方程的斜率会____A_____。 A.增大 B.减小 C.不变 D.不能确定 3.在吸收系数的准数关联式中，反映物性影响的准数是（ B ） A.Sh B.Re C.Ca D.Sc 4.已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.35kPa、E2=1.1kPa、E3=0.65kPa 则（A） A.t1
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)
化工原理下册计算答案
j06a10013 用不含溶质的吸收剂吸收某气体混合物中的可溶组分A，在操作条件下，相平衡关系为Y=mX。试证明：(L/V)min ＝mη，式中η为溶质A的吸收率。 j06a10103 一逆流操作的常压填料吸收塔，用清水吸收混合气中的溶质A，入塔气体中含A 1%(摩尔比)，经吸收后溶质A 被回收了80%，此时水的用量为最小用量的1.5倍，平衡线的斜率为1，气相总传质单元高度为1m，试求填料层所需高度。 j06a10104 在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质A，进塔气体中溶质A的含量为8%（体积%），吸收率为98%，操作条件下的平衡关系为y=2.5x，取吸收剂用量为最小用量的1.2倍，试求： ①水溶液的出塔浓度； ②若气相总传质单元高度为0.6 m，现有一填料层高为6m的塔，问该塔是否合用？ 注：计算中可用摩尔分率代替摩尔比，用混合气体量代替惰性气体量，用溶液量代替溶剂量。 j06a10105 在20℃和760 mmHg，用清水逆流吸收空气混合气中的氨。混合气中氨的分压为10mmHg，经吸收后氨的分压下降到0.051 mmHg。混合气体的处理量为1020kg/h，其平均分子量为28.8，操作条件下的平衡关系为y=0.755x。 若吸收剂用量是最小用量的5 倍，求吸收剂的用量和气相总传质单元数。 j06a10106 在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S 吸收混合气体中的可溶组分A。入塔气体中A的摩尔分率为0.03，要求吸收率为95%。已知操作条件下的解吸因数为0.8，物系服从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03(摩尔分率)。试计算： ①操作液气比为最小液气比的倍数； ②出塔液体的浓度； ③完成上述分离任务所需的气相总传质单元数N OG。 j06a10107 某厂有一填料层高为3m 的吸收塔，用水洗去尾气中的公害组分A。测 得浓度数据如图，相平衡关系为y=1.15x。 试求：该操作条件下，气相总传质单元高度H OG为多少m ？ 参见附图：j06a107.t j06a10108 总压100kN/m2，30℃时用水吸收氨，已知k G=3.84?10-6kmol/[m2·s(kN/m2)]， k L=1.83?10-4kmol/[m2·s(kmol/m3)]，且知x=0.05时与之平衡的p*=6.7kN/m2。 求：k y、K x、K y。（液相总浓度C 按纯水计为55.6 kmol/m3） j06a10109 有一逆流填料吸收塔，塔径为0.5m，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。入塔(惰性/混合？？)气体量为100kmol/h，，溶质浓度为0.01（摩尔分率），回收率要求达到90% ，液气比为1.5，平衡关系y=x。试求： ①液体出塔浓度； ②测得气相总体积传质系数K y a=0.10kmol/（m3·s），问该塔填料层高度为多少？ (提示：N OG=1/(1-S)ln[(1-S)(y1-m x1)/(y2-m x2)+S]) j06b10011 当系统服从亨利定律时，对同一温度和液相浓度，如果总压增大一倍则与之平衡的气相浓度（或分压）(A) y 增大一倍；(B) p增大一倍；(C) y减小一倍；(D) p减小一倍。 j06b10019 按图示流程画出平衡线与操作线示意图： 1. ⑴低浓度气体吸收 2. ⑴低浓度气体吸收 ⑵部分吸收剂循环⑵气相串联
化工原理(下)练习题
化工原理（下）练习题 一、填空 1. 精馏和普通蒸馏的根本区别在于；平衡蒸馏（闪蒸）与简单蒸馏（微分蒸馏）的区别是。 2. 双组分精馏，相对挥发度的定义为α＝___ ____，其值越表明两组分越。α＝1时，则两组分。 3.精馏的原理是，实现精馏操作的必要条件是和。 4.精馏计算中，q值的含义是___ ______，其它条件不变的情况下q值越_______表明精馏段理论塔板数越，q线方程的斜率(一般)越。当泡点进料时，q＝，q线方程的斜率＝。 5.最小回流比是指，适宜回流比通常取为倍最小回流比。 6. ____ 操作条件下，精馏段、提馏段的操作线与对角线重叠。此时传质推动力，所需理论塔板数。 7.精馏塔进料可能有种不同的热状况，对于泡点和露点进料，其进料热状况参数q值分别为和。 8. 气液两相呈平衡状态时，气液两相温度，液相组成气相组成。 9. 精馏塔进料可能有种不同的热状况，当进料为气液混合物且气液摩尔比为2 : 3时，则进料热状况参数q值为。 10. 对一定组成的二元体系，精馏压力越大，则相对挥发度，塔操作温度，从平衡角度分析对该分离过程。 11．板式精馏塔的操作中，上升汽流的孔速对塔的稳定运行非常重要，适宜的孔速会使汽液两相充分混合，稳定地传质、传热；孔速偏离适宜范围则会导致塔的异常现象发生，其中当孔速
过低时可导致_________，而孔速过高时又可能导致________。 12. 对于不饱和空气，表示该空气的三个温度，即：干球温度t, 湿球温度t w和露点t d间的关系为___________; 对饱和空气则有____ _____。 13. 用相对挥发度α表达的气液平衡方程可写为，根据α的大小，可以用来，若α=1，则表示。14.吸收操作是依据，以达到分离混合物的目的。 15.若溶质在气相中的组成以分压p、液相中的组成以摩尔分数x表示，则亨利定律的表达式为，E称为，若E值很大，说明该气体为气体。 16.对低浓度溶质的气液平衡系统，当总压降低时，亨利系数E将，相平衡常数m 将，溶解度系数H将。在吸收过程中，K Y和k Y是以和为推动力的吸收系数，它们的单位是。 17含低浓度难溶气体的混合气，在逆流填料吸收塔内进行吸收操作，传质阻力主要存在于中；若增大液相湍动程度，则气相总体积吸收系数K Y a值将；若增加吸收剂的用量，其他操作条件不变，则气体出塔浓度Y2将，溶质A的吸收率将；若系统的总压强升高，则亨利系数E将，相平衡常数m 将。 18.亨利定律表达式p*＝E x，若某气体在水中的亨利系数E值很小，说明该气体为气体。 19．吸收过程中，若减小吸收剂用量，操作线的斜率，吸收推动力。20．双膜理论是将整个相际传质过程简化为。21. 脱吸因数S可表示为，它在Y—X图上的几何意义是。若分别以S1、S2，S3表示难溶、中等溶解度、易溶气体在吸收过程中的脱吸因数，吸收过程中操作条件相同，则应有S1 S2 S3。 22.不饱和湿空气预热可提高载湿的能力，此时H ，t ，φ，传热传质推动力。
化工原理试题库下册
第3章非均相物系分离 一、选择题 恒压过滤且介质阻力忽略不计时，如粘度降低20%，则在同一时刻滤液增加（）。A、11.8%；B、9.54%; C、20%; D、44% 板框式压滤机由板与滤框构成，板又分为过滤板和洗涤板，为了便于区别，在板与框的边上设有小钮标志，过滤板以一钮为记号，洗涤板以三钮为记号，而滤框以二钮为记号，组装板框压滤机时，正确的钮数排列是（）. A、1—2—3—2—1 B、1—3—2—2—1 C、1—2—2—3—1 D、1—3—2—1—2 与沉降相比，过滤操作使悬浮液的分离更加（）。 A、迅速、彻底 B、缓慢、彻底 C、迅速、不彻底 D、缓慢、不彻底 多层隔板降尘室的生产能力跟下列哪个因素无关（）。 A、高度 B、宽度 C、长度 D、沉降速度 降尘室的生产能力（）。 A、与沉降面积A和沉降速度ut有关 B、与沉降面积A、沉降速度ut和沉降室高度H有关 C、只与沉降面积A有关 D、只与沉降速度ut有关 现采用一降尘室处理含尘气体，颗粒沉降处于滞流区，当其它条件都相同时，比较降尘室处理200℃与20℃的含尘气体的生产能力V的大小（）。 A、V200℃>V20℃ B、V200℃＝V20℃ C、V200℃ 判断 有效的过滤操作是（）。 A、刚开始过滤时 B、过滤介质上形成滤饼层后 C、过滤介质上形成比较厚的滤渣层 D、加了助滤剂后 当固体粒子沉降时，在层流情况下，Re ＝１，其ζ为（）。 A、64/Re B、24/Re C、0.44 D、1 含尘气体通过降尘室的时间是t，最小固体颗粒的沉降时间是t 0，为使固体颗粒都能沉降下来，必须（）： A、t 第五章蒸馏 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（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 1 3.3kPa下该溶液的平衡数据。 温度C5H12223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C6H14 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C5H12（A）和C6H14（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 P A*(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以260.6℃时为例 当t= 260.6℃时x = (P-P B*)/(P A*-P B*) 第二章流体输送机械 一.填空题 1. 离心泵的基本结构包括如下三部分：______，_____，_______。 泵壳；叶轮；轴封装置。 2. 离心泵的主要参数有：______，______，______，________。 ***答案*** 流量；扬程；功率；效率。 3. 离心泵的特性曲线有：_______________，__________，_____________。 ***答案*** 压头H---流量q曲线；功率P---流量q曲线；效率η--流量q曲线。4. 离心泵的工作点是如下两条曲线的交点：_____________，________________。 ***答案*** 泵特性曲线H--Q；管路特性曲线H--Q. 5. 调节离心泵流量的方法有：____________，____________，_______________。 ***答案*** 改变管路特性曲线；改变泵的特性；离心泵的串并联 6. 液体输送设备有：_________，________，__________，__________，________。 ***答案*** 离心泵；往复泵；齿轮泵；螺杆泵；旋涡泵等。 7. 气体输送设备有：________，_________，___________。 ***答案*** 通风机；鼓风机；压缩机 8. 离心泵标牌上写上P e－q e表示＿＿＿＿，η－q e＿＿＿＿，He－Qe表示＿＿＿＿。 ***答案*** 功率曲线，效率曲线，扬程曲线。 9. 泵起动时，先关闭泵的出口开关的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 ***答案*** 降低起动功率，保护电机，防止超负荷而受到损伤。 10. 离心泵的流量调节阀安装在离心泵＿＿＿管路上，关小出口阀门后，真空表的读数＿＿＿＿，压力表的读数＿＿＿。 ***答案*** 出口减小增大 11. 离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生＿＿＿＿现象。 ***答案*** 气蚀 12. 离心泵的扬程含义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 ***答案*** 离心泵给单位重量的液体所提供的能量。 13. 离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是＿＿＿＿＿＿＿＿时的流量和扬程。 ***答案*** 效率最高 14. 泵铭牌上的轴功率和允许吸上真空高度是指＿＿＿＿＿＿＿时的数值。 ***答案*** 效率最大 15. 离心泵的流量常用＿＿＿＿＿＿＿＿调节。 ***答案*** 出口阀 16. 往复压缩机的实际工作循环由_ _ _、_ _ _、_ _ _和_ _ _四个阶段组成。 ***答案*** 膨胀、吸气、压缩、排气 17. 离心泵起动时，如果泵内没有充满液体而存在气体时，离心泵就不能输送液体。这种现象称为_ _ _ _现象。 ***答案*** 气缚 18. 为防止气蚀现象发生，离心泵在运转时，必须使泵入口处的压强___________饱和蒸汽压。 ***答案*** 大于输送温度下该液体的。 二.解答题 1. 在化工生产和设计中，对流体输送机械的基本要求是什么？ 6-1 已知在101.3 kPa(绝对压力下)，100 g 水中含氨1 g 的溶液上方的平衡氨气分压为987 Pa 。试求： (1) 溶解度系数H (kmol ·m -3·Pa -1)； (2) 亨利系数E(Pa)； (3) 相平衡常数m ； (4) 总压提高到200 kPa(表压)时的H ，E ，m 值。 （假设：在上述范围内气液平衡关系服从亨利定律，氨水密度均为1000 3/m kg ） 解：（1）根据已知条件 Pa p NH 987*3= 3/5824.01000 /10117 /13m kmol c NH == 定义 333*NH NH NH H c p = () Pa m kmol p c H NH NH NH ??==-34/109.5333 （2）根据已知条件可知 0105.018 /10017/117 /13=+= NH x 根据定义式 333*NH NH NH x E p = 可得 Pa E NH 41042.93?= （3）根据已知条件可知 00974.0101325 /987/* *33===p p y NH NH 于是得到 928.0333*==NH NH NH x y m （4）由于H 和E 仅是温度的函数，故3NH H 和3NH E 不变；而 p E px Ex px p x y m ====** ，与T 和p 相关，故309.0928.031' 3 =?=NH m 。 分析（1）注意一些近似处理并分析其误差。 （2）注意E ，H 和m 的影响因素，这是本题练习的主要内容之一。 6-2 在25℃下，CO 2分压为50 kPa 的混合气分别与下述溶液接触： (1) 含CO 2为0.01 mol/L 的水溶液； (2) 含CO 2为0.05 mol/L 的水溶液。 试求这两种情况下CO 2的传质方向与推动力。 解： 由亨利定律得到 * 2 250CO CO Ex kPa p == 根据《 化工原理》 教材中表 8-1 查出 ()kPa E CO 51066.1252?=℃ 所以可以得到 4 *1001.32 -?=CO x 又因为 ()() 345 25/10347.318 1066.11000 22 2m kPa kmol EM H O H O H CO ??=??= ≈ -ρ℃ 所以得化工原理下(天津大学版)_习题答案
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