化工原理试题库

1、精品word文档值得下载值得拥有化工原理试题一：填空题（18分）1、某设备上，真空度的读数为 80mmHg，其绝压=8.7_ mH 20, , 8,53x 104_Pa.该地区的大气压为 720mmHg。2、常温下水的密度为1000KV3，粘度为1cp,在d内=100mm的管内以3叹 速度流动，其流动类型为duPRe =0.1.3.10001.10 =3 105。湍流精品word文档值得下载值得拥有3、流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以层流、过渡流和湍流_4、 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_。5、水在管路中流动时，常用流速范围为 3-8 ms，低压气体在

2、管路中流动时，常用流速范围为8-15ms。6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵启动前应灌满液体，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 _7、 在非均相物系中，处于 分散状态的物质，称为分散物质 ，处于_连续状态的物质，称为分散介质。&间竭过滤操作包括 _过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整 _9、 传热的基本方式为热传导、对流传热、热辐射 _10、 工业上的换热方法有间壁式、混合式、蓄热式、热管 11、 称为_，其物理意义为 ，提高管内值的有效方法 高管外值的有效方法（称为对流传热膜系数。当流体与壁面温度差为 1K时，通过单位面积单位

3、时间内所传递 热量的多少。增加流程、加拆流挡板）12、蒸汽冷凝有二种方式，即_滴状冷凝和膜状冷凝_，由干一滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落 下，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？hq = 1.11 d1U122g1U24.d22HU1, 2 = 64/警上h2 _ 2.d2U222g2. 何谓气缚现象？如何防止？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3. 何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？沉降是指依靠外力的作用，利用分散物质与分散介质的密度差异，使之发生相对运动而分离 的过程

4、。沉降可分为重力沉降和离心沉降。颗粒以加速运动的末速度这一不变的速度作匀速沉 降运动，这一速度称为重力沉降速度。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？ 传热管的壁温接近于蒸汽的温度（2）传热系数K接近于哪一种流体的对流传热膜系数？传热系数K接近于空气的对流传热膜系数（3）那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 空气走管内，饱和蒸汽走管外。（蒸汽散热快）。5. 换热器的设计中为何常常采用逆流操作？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6. 单效减压蒸发操作有何优点？可以降低溶液的沸点，可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂，可

5、以浓缩不耐高温的溶 液，可以减少蒸发器的热损失三：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一 0.03，现发现压力表上的读数为5mH20，若管径为100mm,求流体的流量及阀的局部阻力系数？2、在一列管式换热器中，用冷却将100C的热水冷却到50C，热水流量为60m3h，冷却换热管为水在管内流动，温度从200C升到450C。已知传热系数K为2000wm2.c,25 2.5mm的钢管，长为3m.。求冷却水量和换热管数（逆流）。已知:卩热水=960，3 C热水=C 冷水二 4.187.K竺2g10 0 0=0 5 兄2 汇 9.812 2u2 衣 u2

6、进2g 进 2g5 二u2.亠+0.03聖12 汇 9.810.1 2 汉 9.810.5.1I2 9.81试题一答案：1、图示，在1-1，2-2面间列板努利方程2Z1丄f1 2g 巾 -25115 = 2.440.03.旦.11，=8= 68.9Ou 二 2.441 2图1-1V 二.d2u=0.0194在2-2，3-3面间列板努利方程2 2 2 2 2 U2丄P2丄丄U3丄P3qc丄Lc亠1 l u厶丄亡u厶丄亡u厶z222=z3127.810.1 2況9.81 2 汇 9.81 丿3 h， 0 5 = 0. . 出.2gg3 2ggd 2g 出 2g 2g=42.5C= G2C2 tt1

7、 /K. ：t=39.4m2。3、GC T1 -T 2 =n =167.即冷却水的流量为32和管子根数为167根。2、(1)、v2=k.a2.(2)、(3)、V = 6.8m3。即流体的流量为0.019mV2=3.2 IO”V 2二 K.A2丄.2V 2=2K.A2.局部阻力系数为&,68.9-62.42 = K.302.30 60 K =3.56 10 m.V=1.7m32, V 2=2K.A2.i = 2 汉 3.56 域 10一6 汉 302.2 汉 3600试题二一：填充题（20分）1、牛顿粘性定律.二jdW，粘度在SI制中的单位是N.s 2dL/m22、 常用测定流量的流量计_孔板流

8、量计、文丘里流量计、转子流量计3、 在流动系统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随一位置而变，不随一时间._而 变，称为稳定流动。若以上各量既随 位置而变，又随 时间 而变，称为不稳定流动。4、 等边三角形的边长为a,其当量直径为 33 a5、 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_，縻擦系数与Re的关系为64只6、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 7、气体按压缩比来分，可分为_诵风机、鼓风机、压缩机_&降沉室内颗粒得以沉降的条件 颗粒的停留时间大于沉降时间9、过滤操作

9、实际上是滤液通过_介质和滤渣层的流动过程，过滤速率是指_单位时间内所 获到的滤液量10、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。11、 用二种厚度相同的材料保温时，往往把 导热系数小的 的材料包在内 层，以达到好的 保温效果。12、蒸发是利用溶液中溶质的 不挥发性，用加热的方法使部分溶剂汽化并除去提高 溶液的浓度或析出溶质。13、金属的导热系数大都随其纯度的增加而 增加，随其温度的升高增加14、对流传热的热阻主要集中在_层流内层因_减薄层流内层的厚度强化对流传热的重要 途径。15、工程上流体流经换热器的压降通常限定在二：问答题（30分）流体的流动形态有哪几种？

10、如何判断？ 流体的流动形态有两种：层流和湍流；用雷诺准数来判断，当Re 2000，为层流，当Re - 4000为湍流何谓层流内层？其厚度受哪些因素影响？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、粘度和密度影响采用多级压缩的优点有哪些？避免压缩后气体温度过高，提高气缸容积系数，减小功率，使压缩机结构更为合理列管式换热器为何要进行热补偿？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（50C以上）时，由于热应力会引起 设备的变形，甚至弯曲和破裂。因此要热补偿单层圆筒壁的内、外半径

11、分别为r1和r2，壁表面温度分别为T和t，若t （1）、静压头哪个大？为什么？Pg（2）、体积流量V哪个大？为什么？图5-1（3）、质量流速哪个大？为什么？（不计阻力）2、图示，测出A、B两端点的压力差？3、管子的类型有哪几种？表示方法有哪几种？家 里的自来水管是什么管？4、何谓离心泵的汽蚀现象？如何防 止？5、何谓过滤介质？对过滤介质有何要求？6、说明热负荷与传热速率的概念及两者之间的关 系？7、何谓加热剂和冷却剂？举例说明之？8、叙述导热系数、对流传热膜系数、图5-2传热系数的单位及物理意义?精品word文档值得下载值得拥有9、强化传热的途径有哪些？10、蒸发操作有何特点？二：计算题1、容

12、器A、B分别盛有水和密度为的洒精，中间接一水银压差计。800（1）当容器A中的压强PA = 2.943 104pa（表压）时，测得 R = 0.3m， h 0.5m h2=0.2m，求容器B内的压强为多少？（2）当容器A中的压强减小至PA =1.962 104pa，容器B内的压强不变，则水银压差计内的读数为多少？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530图5-3,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

13、为3.5m。试问该泵能否正常操作？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0.197m3的滤液，再过滤20分钟又得到滤液0.09m3,试求共过滤1小时可得总滤 液量为多少？Kg h，加热蒸汽的温。已知蒸发器内二次蒸汽的冷凝温度为 810C，各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2100度为120C，其汽化潜热为2205项温度差损失共为90C。取饱和蒸汽冷凝的传热膜系数2传热膜系数:-12、为8000W 2 k，沸腾溶液的为3500W，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）试题五答案一：问答题2

14、21、zA %虬=ZB血些-，血皿。 中 2gPg2gP.gPgV A=V B。W 二时，WA划 B。p 二Pa 测.g. R h， p 二Pb 测g Z h 示.g.R巾二PaPb =测gz 示一测.g.R：p=测.g.z 示一测.g.R。3、管子的类型有：钢管、铸铁管、有色金属管和非金属管。表示方法有：英寸表示法、公寸直径表示法、外径乘壁厚。4泵内压强最低处的压强等于同温度下输送液体的饱和蒸汽压时，此时液体将急剧汽化，并产生大量汽泡，使得叶轮表面或泵内壳表面产生裂缝，泵体振动，产生噪声，其流量和扬程明显下降。这一现象称为汽蚀现象。确定合适的安装高度以确保不发生汽蚀现象。5、过滤介质：一种多

15、孔性物质。要求：多孔性、阻力小；有一定的机械强度；有一定的化学稳定性。6、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。7、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。8、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：%匕。传热系数：当冷热流体的温度差为1K时，通过单位面积单位

16、时间内所传递热量的多少。单位是: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:9、强化传热的途径有：增加传热面积；（增加有效传热面积）增加温度差；（采用逆流流动）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）10蒸发操作的特点：溶液沸点的升高；节约能源；物料本身的工艺特性。 :计算题：1、p =pa Jghi ， p=pb 2g.h2 Hg.g-R。pB2.g.h2 - Hg gR Pa 1.g.h1 ， Pb=-7.26opa。p =PA + 3g hPaR _R2 2R-R丄RRh1=pp2.g

17、.h2+ c 2丿 2丿，p + 卩29 hHg .g.R。R -R1 2Hg.g.RR0.221mZ =652365 - 637650530.9.81一3.5 -1.6 二2.27m2、Z呼十 精品word文档值得下载值得拥有3、q qe K. ,0.197 qe 2 = K.20.60 ,0.206 qe Jk.2.20.60。过滤1小时所得到的总滤液量为q qe 2 二 K .2.2.20.60。K=3.960*mS。精品word文档值得下载值得拥有4、传热量：Q =D.r =2103600 2205 =1290Kw.溶液的沸点：t =81 90C温差：.：t =120 -90 =300

18、C传热系数:1 +1宀35%235008000.传热面积：a Q129017.66m2。K. t 2.435.30故所需的传热面积为17.66m2试题六一：填充题（20分）1、精馏分离的依据是一各组分的挥发度_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、.对于二组分溶液的蒸馏,。=1时，能否分离一不能_3、 q的定义式是_进料的液化分率？，饱和液体进料q=丄.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 =1.25x 0.02，当

19、 q=1 时，则 xw = _QJQ8_xD = _0.98_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，那么冷却水用量将一增加_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，并指出吸收系数的单位Na二k.Ci-C，k的单位是N二KG P - Kg的单位Na二Kg.P-P ,K G的单位mol 2m .s.atm&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 J降至t2，其相对湿度叮、不变，绝对湿湿度H

20、下降, 露点下降一，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.二：简答题（36分）1、叙述恒縻尔流假设的内容？2、板式塔塔板上造成液面落差的原因有哪些？如何防止?3、试推导并流吸收塔的操作线方程？并在4、叙述双膜理论的论点？5、画出单级萃取操作相图？6、叙述湿空气的性能参数？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F 1, F 2 , 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。2、某填料吸收塔用纯轻油吸收混 合气中

21、的苯，进料量为1000标准m?h。y-x的相图上表示出来?图6-1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3.h数为 Kya=125K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?3、有一干燥系统如图，新鲜空气为t0 = 20C ,H0F01Kg水Kg干空气 与干燥器出口温度为t2=50C ,湿度为H 2= 0.08“水Kg干空气的废气汇合后进入预热器废气/新鲜空气=0.08/0.2）,0.8精品word文档值得下载值得拥有干燥器中的干物料为G1 = 1500 Kg

22、 h ,图6-3温含量为WO.47 , W2 = 0.05，求新鲜空气加入量和预热器加入的热量? 试题六答案：:问答题1、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 升的汽体的千縻尔流量皆相等，提馏段内也 段不一定相等。1、液流量、塔板结构和液流长度；可采取双 流降液管、结构简单的筛板塔。2、V.Y-Y 二 L.X -X1L LY X X1 Y1。V V3、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，吸收质是发分子扩散的 方式通过此膜层；在相界面处

23、，气、 液两相达到相平衡；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。6、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。一块塔板上上 是如些，但两溢流或多溢精品word文档值得下载值得拥有三：计算题1、解：由物料衡算得：V：F仁F2丄二7而料液是泡点进料，贝U: V”=V，F1 F2 L2、解：0050.0526，丫：二丫/- A0.0526.1 -95% ；=0.00263。X 2= 0，丫1-丫2X1 -x21-0.05-1.33。0.05

24、26 -0.002630.0526 丿1.4 精品word文档值得下载值得拥有L =1.5.1.33L =1.5.1.33.100224 = 89.1如0%。OW|_ = 170.89.1 =15147 精品word文档值得下载值得拥有V12)=0.02825, AY尸0.01305即轻油量为15147,所需填料层咼度为2.74m。：Y2=0.00263，X 尸1 L.：Y 计 0.00651，Z 二 V 丫1-丫2 二 2.74m K ya凸丫 m3、解：由等焓过程找到预热后混合气的状态点H1 = 0.0652Kg水 Kg干空气，*80.5叱。由质量比找到混合气的状态点H 忻 0.0652g

25、干空气，5 = 43叱干燥水分量：W 2 = 1500 - 1500. 1047 =663.16Kg h。11-0.05小O新鲜空气量：L W . 1 H o 663.16.10.01 = 9568H2Ho0.08 0.01Qp 二 1.01 1.88H m .ttm 二 1.01 1.88.0.0652.80.5-43 = 42.47Kw。即新鲜空气量为9568 Kg h，预热所提供的热量为42.74KW。试题七一：填充题（20分）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

26、塔的任一截面上气、液两相的 _易挥发纟组分在气、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，则一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6、 在板式塔的设计中，为了减少雾沫夹带，我们可以适当地一增大一塔径以_减小_ _空 塔气速，也可以适当地 增大_ 板间距。7、 实验室用

27、水吸收空气中的C02，基本属于 液膜控制 控制，其气膜中的浓度梯度 v 液膜中的浓度梯度，气膜阻力 二_液膜阻力。8、在吸收操作时，若解吸因素 mVL增加，而气、液进料组成不变，贝U溶质的回收率将 减少9、 组分A、B的分配系数之比值B 1，能否 能 萃取分离。10、 理论干燥过程是指干燥过程为等焓过程.11、总压为O.IMpa的空气温度小于1000C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12、 单级萃取操作中，料液为F,若溶剂用量愈大，则混合物的点愈接近 S点，当达 到 溶解度曲线上溶液变为均一相。二：问答题（30分）1、何谓理论板？为什么说一个三角形梯级代表一块理论块？

28、理论板：离开这一块板上的气、液相组成满足平衡关系的板；在绘三角形梯级时，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2、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3、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。4、写出任意一种求温度的方法？h =0.622 P ，利用露点温度查得p,即可算出湿度P P5、叙述多级逆流萃取操作是如何求理论级数的？一，在三角形相图上作出溶解度曲线和辅助曲

29、线；二，根据生产任务找出原料液组成点F、末级萃余相组成点Rn、溶剂点S、利用杠杆规则找到E1 ;三，联结F E1和Rn S的延长线交于二 这一操作点；四，作厶R1的延长线交于E2点，找到R2后，作厶R2的延长线交于E3点；以 此类推，直至最终萃余相的组成小于 Rn为此。所作的联结线数目，即为所求的理论级数。三：计算题（50分）1、 用一精馏塔分离二元理想混合物，已知:=3，进料浓度为xf = 0.3，进料量为2000 Kmolh ，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=2Rmin ,写出精馏段和提馏段的操作线方程？2、 用纯水吸收空气一氨混合气体中的 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 丫=0.95X。试计算： 精品word文档值得下载值得拥有(1)、逆流操作，气体流量取0.02Kmol 2。且 Kya=0.02Kmol 3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