化工原理复习题及答案

; 设计

时若选定的回流比R不变,加料热状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料,则所需理论板数NT 减小 , 提馏段上升蒸汽量V' 增加 ,提馏段下降液体量L' 增加 , 精馏段上升蒸汽量V 不变 ,精馏段下降液体量L 不

变

;增加,不变,减少

2. 某二元理想溶液的连续精馏塔,馏出液组成为

xA=0.96

摩尔分率 .精馏段操作

线方程为y=0.75x+0.24.该物系平均相对挥发度α=2.2,此时从塔顶数起的第二块理论板上升蒸气组成为 y2=_______. 3. 某精馏塔操作时,F,xf

,q,V保持不变,增加回流比R,则此时xD 增加 , xw 减

小 ,D 减小 ,L/V 增加 ;增加,不变,减少

6.静止、连续、_同种_的流体中,处在_同一水平面_上各点的压力均相等; 7.水在内径为φ105mm×2.5mm的直管内流动,已知水的黏度为1.005mPa·s,密度为1000kg·m3流速为1m/s,则Re＝_______________,流动类型为_______湍流_______;

8. 流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来的

__4__倍；如果只将管径增加一倍,流速不变,则阻力损失为原来的__1/4___倍; 9. 两个系统的流体力学相似时,雷诺数必相等;所以雷诺数又称作 相似准数 ;

10. 求取对流传热系数常常用_____量纲________分析法,将众多影响因素组合成

若干____无因次数群______数群,再通过实验确定各___无因次数群________之间的关系,即得到各种条件下的_____关联______式;

11. 化工生产中加热和冷却的换热方法有_____传导_____、 ___对流______和

____辐射___;

12. 在列管式换热器中,用饱和蒸气加热空气,此时传热管的壁温接近___饱和蒸汽

一侧_____流体的温度,总传热系数K接近___空气侧___流体的对流给热系数.

13. 气液两相平衡关系将取决于以下两种情况： 1 若 p>p 或 C>C

则属于_______解吸_______过程

2 若 p>p 或 C>C 则属于_______吸收_______过程

14. 计算吸收塔的填料层高度,必须运用如下三个方面的知识关联计算：______

平衡线___、__操作线___、_传质系数__;

15. 在一定空气状态下干燥某物料,能用干燥方法除去的水分为____自由水__；

首先除去的水分为_非结合水_；不能用干燥方法除的水分为_______平衡水_______;

19. 精馏过程是利用多次部分汽化和多次部分液化的原理进行完成的; 20. 最小回流比是指 塔板无穷时的回流比极限值 ;

21. 由实验确定直管摩擦系数λ与Re的关系;层流区摩擦系数λ与管壁_____粗糙

度无关,λ和Re关系为__λ/_Re_;湍流区,摩擦系数λ与___粗糙度_及λ/Re 都有关;而完全湍流区,摩擦系数λ与_ Re _无关,仅与_粗糙度_有关;

22. 某液体在内径为d1的管路中稳定流动,其平均流速为u1,当它以相同的体积流

量通过内径为d2d2=d1/2的管路时,则其平均流速为原来的____4____倍; 23. 流量增大时,流体流经转子流量计的阻力损失____不变________; 24. 层流与湍流的本质区别是：_层流无径向流动,_湍流有径向流动_; 25. 间壁式换热器的传热过程是_对流_、_导热_、_对流_;

26. 对流体传热中普郎特准数式为 Pr=Cpu/λ_, 它反映了_流体物性对对流传热的影响__

27. 在多层平壁稳定热传导中,通过各层的传热速率_____相同__;

28. 压力____下降_____温度___增高_______将有利于解吸的进行;吸收因数A表示_____操作线斜率L/G_____与____平衡线斜率m______之比;当A≥1时,增加塔高,吸收率_____增大______

29. 吸收操作中,温度不变,压力增大,可使相平衡常数_减小_,传质推动力_增大_; 30.作为干燥介质的湿空气,其预热的目的_降低相对湿度_、_提高温度

33. 饱和液体进料时,q= 1 ;L′= L+F;V′= V ;

34. 在连续精馏塔中,进行全回流操作,已测得相邻两板上液相组成分别为

n-1

x

＝0.7,xn

＝0.5 均为易挥发组份摩尔分率;已知操作条件下相对挥发度＝

3,则

yn＝ ,xn＝ , 以液相组成表示的第ｎ板的单板效率Em

35. 某二元物系的相对挥发度α＝3,在具有理论板的精馏塔内于全回流条

＝ ;

件下作精馏塔操作,已知xn＝0.3,则yn-1＝ 由塔顶往下数

36．图示吸液装置中,吸入管尺寸为89mm3.5mm,管的下端位于水面下2m,

u2并装有底阀及拦污网,该处的局部压头损失为8 ;若截面2-2处的真空度为

2g1u2 ;求：1吸入管中水的流32.2kPa,由1-1截面至2-2截面的压头损失为

22g量,m3h1;2吸入口1-1处的表压;

37. 在一套管式换热器中,内管为180mm10mm的钢管,内管中热水被冷却,

热水流量为1800kgh1,进口温度为800C,出口为500C;环隙中冷却水进口温度为200C,出口温度为450C,cp4.186kJkg1C1,总传热系数

K1800Wm2K1;试求： 1冷却水用量；

2并流流动时的平均温度差及所需的管子长度； 3逆流流动时的平均温度差及所需的管子长度;

38. 用煤油从苯蒸气与空气的混合物中回收苯,要求回收91%;入塔的混合气中,含苯2%摩尔分数;入塔的煤油中,含苯0.018%;溶剂用量为最小用量的1.6倍,

操作温度为520C ,压力为101kPa;平衡关系为Y0.4X,总传质系数KYa0.018kmolm3s1 ;入塔气体的摩尔流量为0.018kmolm2s1;求填料层高度;

39. 用泵将水以568m3/h的流量由水池送入水塔;已知水塔液面比水池液面高出13ｍ,水塔和水池均通大气,输水管路均为φ114×4mm无缝钢管,管长200m包括所有局部阻力损失的当量长度;摩擦阻力系数可取为0.02,此时泵的效率为72%;试求：1管内流速；2管路系统的总阻力损失；3泵的扬程；4泵的有效功率;

40. 有一套管式换热器,内管为54mm2mm,外管为116mm4mm的钢管;

内管中苯被加热,苯进口温度为500C,出口为800C;流量为3500kgh1;套管中为

p196.1kPa的饱和水蒸气冷凝,冷凝的对流传热系数为10000Wm2K1;已知

管内壁的垢阻为0.0004m2KW1,管壁及管外侧热阻均可不计;苯的密度为880kgm3;试求：1加热水蒸气用量；2管壁对苯的对流传热系数；3完成上述处理所需套管的有效长度;cp1.86kJkg1C1,0.145Wm1K1,0.39103Pas,

880kgm3,p196.1kPa下：饱和水蒸气的饱和温度ts119.6C,汽化热

r2205kJkg1

41. 以纯溶剂吸收某混合气体中的溶质A,入塔气体量为0.031kmol/s,溶质的

浓度为0.0417摩尔比,下同,要求吸收率为96%;已知塔径为1.2m,相平衡关系为

Y=1.5X,KYa=0.077kmol/m3s,且实际液气比为最小液气比的1.5倍;试求填料层高度;

42. 20℃的水密度为1000kg/m3,粘度为10-3Pa.s,以20m3/h的流量在φ51×3mm

的水平管道内流过,在管路上某处流体静压强为1.5 kgf/cm2表压,若管路的局部阻力可略去不计,问距该处120m 同一水平线下游处流体静压强为多少Pa Re=3×103--1×105时, λ=0.3164/Re0.25

43. 某车间准备用一台离心泵将储槽内的热水送到敞口的高位槽内,已知管子规格为Φ60×3.5mm钢管,管内流速为2.5m/s,吸入管路的能量损失为23.6J/kg压出管路的压头损失为4mH2O 均包括全部的局部阻力损失在内,其余参数见附图示;试求该泵提供的有效功率;

44. 接触法硫酸生产中用氧化后的高温SO3混合气予热原料气SO2及空气混合物,已知：列管换热器的传热面积为100 m2,原料气入口温度t1＝300℃, 出口温度 t2=430 ℃.SO3混合气入口温度T1=560 ℃, 两种流体的流量均为13000kg/h,热损失为原料气所得热量的6％,设两种气体的比热均可取为1.05kJ.K-1.kg-1

,且两

流体 可近似作为逆流处理,求：

1．SO3混合气的出口温度T2； 2．传热系数K w/m2.k;

45. 在某一直径为0.6m的填料塔中,在20℃、760mmHg下,用清水对空气—氨混合气进行逆流吸收操作,每小时向塔送入含NH3 1.5mol%的混合气480m3操作态 ,要求NH3的回收率为90%;已知20℃的平衡关系为y=0.75xx、y均为摩尔分率,出塔溶液中NH3的浓度为平衡浓度的85%;试求： 1出塔溶液中氨的浓度用摩尔分率表示；

2水用量kg/h; 3已知气相体积总传质系数KYa为0.09kmol/m3·s,计算所需填料层高度m;

46. 某厂准备选用规格为φ25×2.5mm,长3m的管子组成的列管式换热器来将25℃的液体加热到40℃;已知液体的流量为36m/h,相对密度为1.1,平均比热为2.9kJ/kg·K,加热剂用410K的饱和水蒸汽走管外其冷凝潜热为2155kJ/kg,冷凝水在饱和温度下排出,此换热器的散热损失为21000w,传热系数K=660 w/m2·K,试求：

1加热剂的消耗量为多少kg/.h 2此换热器应用多少条管子组成

47. 某厂用泵将地面上储池中密度为1100kg/m3的碱液送至吸收塔顶经喷咀喷出,输液管与喷咀连接处的压强为0.22at表压;泵的吸入管为Φ108×4mm的钢管,管内流速为0.9m/s；压出管径为Φ56×3mm的钢管;储槽中碱液深度为1.2m,池底至塔顶喷咀处的垂直距离为19m,取λ=0.02,设吸入管路的阻力损失忽略不计,而压出管路直管总长为22m,各种局部阻力的当量长度之和∑Le=103m,求此泵的有效功率为多少kw

48. 在套管换热器中,用100℃的水蒸汽将流率为1500kg/h的盐水,由20℃加热

至60℃;盐水比热为2.5kJ/kg.K,加热内管平均直径为50mm,蒸汽对管壁的给热系数为10000W/m2.K,管壁对盐水的给热系数为800W/m2.K,忽略管壁热阻,试求加热

管的管长;

49. 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90%; 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NOG ;

50. 20℃的水密度为1000kg/m3,粘度为10-3Pa.s,以20m3/h的流量在φ51×3mm 的水

平管道内流过,在管路上某处流体静压强为1.5 kgf/cm2表压,若管路的局部阻力可略去不计,问距该处120m 同一水平线下游处流体静压强为多少Pa Re=3×103--1×105时, λ=0.3164/Re0.25

51．对于间壁式换热器：m1Cp1 T1-T2 =m2Cp2 t2-t1=KA△tm

是_稳定传热_、_无热损失_、_无相变化__;

52．在气体流量,气相进出口组成和液相进口组成不变时,若减少吸收剂用量,则传质推动力将___减小_______,操作线将_____靠近_____平衡线;

53. 某吸收塔中,物系的平衡线方程为y=2.0x,操作线方程为y=3.5x+0.001,当y1=0.06,y2=0.0020时,x1=_______,x2=_____________,L/G=___3.5___. 55.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 相同 ;其实际供给管路的最大流量不同;

A.过渡流 B.层流 C. 湍流

等式成立的条件

66.一般情况下,温度升高,液体的粘度 B ；气体的粘度 A ;

A. 增大 B. 减小 C. 不变 67.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；C. 效率最高；B. 压头最大；D. 轴功率最小;

68. 对一台正在工作的列管式换热器,已知α1＝116W/m2.k、α2＝11600 W/m2.k,

要提高传热系数K,最简单有效的途径是 A ; A. 设法增大α1; B. 设法增大α2; C. 同时增大α1和α2; 69.湿空气经预热后,空气的焓增大,而 B ;

A. H,φ都升高； B. H不变φ降低； C. H,φ都降低 70.恒速干燥阶段,物料的表面温度等于空气的 B ; A. 干球温度； B. 湿球温度； C. 露点 71． 离心泵的扬程是 D

A. 实际的升扬高度 B. 泵的吸液高度 C. 液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度 D. 单位重量液体出泵和进泵的机械能差值 72． 间壁传热时,各层的温度降与各相应层的热阻 A A. 成正比 B. 成反比 C. 没关系

73． 当吸收质在液相中的溶解度甚大时,吸收过程主要受 A 系数K

近似等于 ;

A. 气膜；B. k

； C. 气液膜同时； D. k

；E. 液膜；74．当离心泵内充满空气时,将发生气缚现象,这是因为 B A. 气体的粘度太小 B. 气体的密度太小 C. 气体比液体更容易起漩涡

控制,此时,总吸收 F. K

；

D. 气体破坏了液体的连续性

75． 若享利系数E值很大,依据双膜理论,则可判断过程的吸收速率为 B 控制; A. 气膜； B. 液膜； C. 双膜

76. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统, 当温度和压力不变,而液相总浓

度增加时其溶解度系数H 将 C ,亨利系数E将C ; A. 增加 B. 减少 C. 不变

77. 通常所讨论的吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时,完成一定的分率 D ;

A. 回收率趋向最高； B. 吸收推动力趋向最大； C. 操作最为经济； D. 填料层高度趋向无穷大; 80. 对于沸腾传热,工业生产一般应设法控制在 A 沸腾下操作; A. 泡核 B. 稳定的膜状 C. 不稳定的膜状 81. 流体在最小管径为层流的串联管路中,则在其它管径中的流型为 A. 湍流 B. 层流 C.可以是层流或湍流 D. 无法判断 82. 流体在管路中作稳态流动时,具有 D 特点; A. 呈平缓的层流 B. 呈匀速运动

C. 在任何截面处流速、流量、压强等物理参数都相等； D. 任一截面处的流速、流量、压强等物理参数不随时间而变化 83. C 是指当间壁两侧冷、热流体之间的温度为1K时,在单位时间内通过单位传

热面积,由热流体传给冷流体的热能;

A. 导热系数； B. 对流传热系数； C. 总传热系数 84. 强化传热的主要途径是 A ;

A. 增大传热面积 B. 提高K值 C. 提高△tm 85. 对流传热方程中Q=αA△t中,的△t是指C 温度差; A. 内壁与外壁 B. 冷热流体的平均 C. 壁面与流体间

86. 对于逆流操作的吸收塔,其它条件不变,当吸收剂用量趋于最小用量时,则 D ;

A. 吸收推动力最大； B. 吸收率最高； C. 出塔气浓度最低； D. 吸收液浓度趋于最高; 87. 双膜理论认为吸收过程的阻力集中在 A ;

A. 两膜层中； B. 界面上； C. 液膜之中； D. 气膜之中； 88. 对于脱吸操作,其溶质在液体中的实际浓度 B 与气相平衡的浓度; A. 小于； B. 大于； C. 等于；

89. 将不饱和的空气在总压和湿度不变的情况下进行冷却而达到饱和时的温度,

称为湿空气的 ;

A. 湿球温度； B. 绝热饱和温度； C. 露点

90. 在干燥流程中,湿空气经预热器预热后,其温度 A ,相对湿度 ; A. 升高； B. 降低； C. 不变

91. 套管冷凝器的内管走空气,管间走饱和水蒸汽,如果蒸汽压力一定,空气进口温度一定,当空气流量增加时,传热系数K应 A ;

A． 增大,B. 减小, C. 基本不变;

92. 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ｔ1

、ｔ2

,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TT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ｔ2应 A ;

A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不一定

93．吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时,完成一定的分率 D ; A. 回收率趋向最高；B.吸收推动力趋向最大；C.操作最经济；D. 填料高度趋向无穷大;

94. 传质单元数N0G或N0L B ;

A.取决于物系、设备、填料几何特性和气、液流率等操作条件.

B.与设备形式无关,只与物系相平衡及进出口浓度有关. C .与设备形式有关,也与物系相平衡及进出口浓度有关. 95.圆管的摩擦系数λ=64/Re公式的适用范围是 ;

96.为使U形压差计的灵敏度较高,选择指示液时,应使指示液和被测流体的密度差ρ指-ρ的值 B ;

A. 偏大 B. 偏小 C. 越大越好 97.从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是 A A. 与指示液密度、液面高度有关,与U形管粗细无关 B. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细有关 C. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细无关

98. 若将20℃硫酸用φ48×3.5mm的无缝钢管输送,则硫酸达到湍流的最低流速为 D ;已知20℃时,硫酸的密度为1831 kg/m3粘度为25.4cP; A. 0.135m/s B. 1.5m/s C. 0.15m/s D. 1.35m/s

99. 在比较多的情况下,尤其是液－液热交换过程中,热阻通常较小可以忽略不计的是 D ;

A. 热流体的热阻; B. 冷流体的热阻;

C. 冷热两种流体的热阻; D. 金属壁的热阻;

100. 流体与固体壁面间的对流传热,当热量通过层流内层时,主要是以 A 方式进行的;

A. 热传导 B. 对流传热 C. 热辐射 101.湍流体与器壁间的对流传热即给热过程其热阻主要存在于 C ; A. 流体内; B. 器壁内; C. 湍流体层流内层中; D. 流体湍流区域内;

102.在干燥流程中,湿空气经预热器预热后,其温度 ,相对湿度 ; A. 升高； B. 降低； C. 不变

103.干燥进行的必要条件是干燥介质中水汽或其它蒸汽的分压 物料表面所产生的水汽或其它蒸汽压力;

A. 等于； B. 小于； C. 大于

104.在一定的干燥条件下,物料厚度增加,物料的临界含水量XC ,而干燥所需的时间 ;

A. 增加； B. 减少； C. 不变