化工原理试题库及答案

1、化工原理试题库及答案 化工原理试题库一.填空题:(一)流体流动与输送:1.某设备的真空表读数为,则它的绝对压强为(560 ),另一设备的表压强为,则它的绝对压强为_151_。(当地大气压为)2.在静止的同一种连续流体内部,各截面上_与_之和为常数。3.实际流体在直管内流过时,各截面上的总机械能_守恒,因实际流体流动时有_。4.在一流动体系中,若A,B两截面间无输送机械,且有代表机械能,则可判断A,B之间的水的流向为_。5.理想流体在管道中流过时各截面上_相等,它们是_之和。6.理想流体指的是 ( 没有粘性的流体 ) 7.定态流动指的是_。8.不可压缩流体在由两种不同管径组装成的管路中流过时,流

2、速与直径的关系为_。9.流体流动过程中的连续性方程,只适用于 ( 不可压缩流体 )10.流体在圆形管道内做层流流动时某一截面上的速度分布为_形。 11.流体在管内作湍流流动时,邻近管壁处存在_层,Re值越大,则该层厚度越_。12.流体在圆形管道内作层流流动时的摩擦系数与_无关,只随_增大。13.流体在圆形管道内作湍流流动时的摩擦系数是_的函数,若流动在阻力平方区,则摩擦系数与_无关。14.当流体在圆形管道内做湍流流动时,通过量纲分析法可以得出:其摩擦系数的大小取决于_的大小。15.流体做层流流动时管中心的最大流速是截面上平均流速的_。 16.流体在圆形管道内的流动类型可以由_的大小来判断.17

3、.判断流体流动类型的方法是_。18.流体在圆形管道内做层流流动时某一截面上的速度分布为_形。19.流体在一段水平管中流过,测得平均速度为,压强降为,Re为1000,则管中心线上速度为_,若平均速度增大到,则压强降为_。20.只有在_的管道内,才有。21.对一并联管路,若各支管内的流动阻力分别为,则必有_。22.流体流动过程中的局部阻力可以用_两种方法计算。23.管路出口的阻力系数为_。24.当所测量的压强或压差太小时,U管压差计的读数太小,此时可选用_压差计进行测量。25.孔板流量计测得的是_速度,可从_上直接读出被测流体的体积流量。26.离心泵必须有_,才能防止气蚀现象的发生。27.离心泵的

4、抗气蚀性能通常用_等两种方法来表示。28.为了防止离心泵气蚀现象的产生,离心泵必须有合适的_。29.为防止离心泵气缚现象的产生,启动离心泵前必须_。30.离心泵的安装高度超过允许吸上真空度时,将可能发生_现象。31.离心泵的额定流量指的是_。32.离心泵安装在一定管路上,其工作点是指_。33.若离心泵入口处真空表读数为,当地大气压强为,当输送的水(饱和蒸气压为)时,泵内_发生气蚀现象。34.往复压缩机的工作原理是_。35.往复压缩机的理想压缩循环由_等三个阶段组成。36.往复压缩机的有余隙存在的压缩循环过程由_等步骤组成。(二)传热1.传热的基本方式有_、_和_三种。2.在静止流体内,热量主要

5、以_方式进行传递。3.单层平壁的导热热阻为_。4.单层平壁的导热热阻与_成正比,与_成反比。5.在多层圆筒壁的定态导热中,通过每一层上的传热速率_,面积热流量_填“相等”、“不等”。6.通过三层平壁的热传导中,设各层壁面间接触良好,如果测得各层壁面的温度,分别为500、4OO、200、100,则各层热阻之比为_。7.在应用计算表面传热系数的各经验式时,应该注意公式的_、定性尺寸和定性温度。8.在表面传热系数关联式中,Pr()数是表示_的准数。9.在表面传热系数关联式中,格拉晓夫数是表示_的影响。10.在表面传热系数关联式中,Pr()数是表示_的准数。11.蒸气冷凝有_和_两种方式。12.液体在

6、大容器内沸腾时,随着温度差()的不同,出现_、_和_三种不同的沸腾状态。13.流体在圆形直管中强制湍流传热时,对流传热系数关联式为,式中是为了校正_的影响,当流体被加热时,等于_。14.当流体在管内呈湍流流动时,管内的对流传热热阻主要集中在_,为了减小热阻以提高值,可采用的措施是_。15.蒸汽在套管式换热器的环隙中冷凝以加热管内的空气,则总传热系数值接近于_的对流传热系数;管壁的温度接近于_的温度。16.黑体的辐射能力与_成正比。17.在应用对流传热系数的各经验公式时,应注意定性温度的影响,所谓定性温度指的是_。18.强化传热过程的主要方法是_。19.在卧式管壳式换热器中,用饱和水蒸气冷凝加热

7、原油,则原油宜在_程流动,总传热系数接近于_的对流传热系数。20.写出三种间壁式换热器的名称:_、_和_。21.为减少圆形管导热损失,采用包覆3种保温材料a、b、c。若,则包覆的顺序从外到里分别为 。(三)吸收1.在一定温度和压强下,用清水吸收丙酮,逆流操作,已知进塔的气体中丙酮含量为0.026(摩尔分数),要求吸收率为80%,在操作条件下,丙酮在两相间的平衡关系是Y1.18X,则其最小液气比为_。2.在一常压填料塔中,用20的清水等温洗涤某种气体中的有害组分,已知混合气体流量为1730kg/h,混合气体的平均分子量为27.65kg/kmol,空塔气速为1.59m/s,则所需塔径为_。3.所谓

8、塔设备的液泛指的是_。4.当以气相的分压差表示吸收推动力时,吸收速率方程可表示为_,其中吸收总阻力_。 5.当以表示吸收推动力时,吸收速率方程可表示为_,其中吸收总阻力_。6.由于有浓差存在,物质在静止流体中会以_扩散的形式传递。7.根据双膜理论,吸收过程的总阻力_。8.根据双膜理论,吸收过程的总阻力取决于_。 9.涡流扩散指的是_。10.吸收操作的依据是_,以达到分离气体混合物的目的。11.亨利定律的表达式为,若某气体在水中的亨利系数值很大,说明该气体为_。12.对接近常压的溶质浓度低的气液平衡系统,当总压增大时,亨利系数_,相平衡常数_。13.由于吸收过程中气相中溶质的分压总是_溶质的平衡

9、分压,因此吸收操作线总是在平衡线的_。14.吸收过程中,是以_为推动力的总吸收系数,它的单位是_。15.水吸收氨-空气混合气中的氨,它是属于_控制的吸收过程。16.若总吸收系数和分吸收系数间的关系可表示为,其中表示_,当_项可忽略时,表示该过程为液膜控制。17.在吸收过程中,若提高吸收剂用量,对气膜控制的物系,体积吸收总系数_, 对液膜控制的物系,体积吸收总系数将_。18.双膜理论是将整个相际传质过程简化为_。19.吸收操作中增大吸收剂用量,操作线的斜率_,吸收推动力_。20.当吸收剂用量为最小用量时,则所需填料层高度将为_。21.在常压逆流操作的填料塔中,用纯溶剂吸收混合气中的溶质,已知进塔

10、气相组成为0.02摩尔比操作液气比为0.9,气液平衡关系为,则溶质组分的回收率最大可达_。22.脱吸因数可表示为_,它在图上的意义是_。23.在填料塔设置中,空塔气速一般取_气速的50%-80%。若填料层较高,为了有效地润湿填料,塔内应设置_装置。四精馏1.气液两相组成相同时,则气相露点温度_液相泡点温度。2.在精馏过程中,增大操作压强,则物系的相对挥发度_,对分离过程_。3.所谓理论板是指该板的气液两相_,且塔板上_。4.某两组分物系,其相对挥发度,对第两层理论板,在全回流条件下,已知,则_。5.某精馏塔的精馏段操作线方程为,则该精馏塔的操作回流比为_, 馏出液组成为_。6.精馏塔的塔顶温度

11、总是低于塔底温度,其原因是_和_。7.在总压为,温度为下,苯与甲苯的饱和蒸汽压分别为,则平衡时苯的液相组成为_,气相组成为_,相对挥发度_。8.精馏塔有_种进料热状态,其中_进料的热状态参数最大,进料温度_泡点。9.在连续操作的精馏塔中,测得相邻两塔板的两相四个组成为0.62、0.70、0.75、0.82,则_,_,_,_。10.某连续精馏塔中,若精馏塔操作线方程的截距等于零,则回流比等于_,馏出液流量等于_。11.若已知板式塔的总板效率为64%,理论板数为16块,板间距为0.6米,则此板式塔的有效高度为_。12.在某两组分体系中,已知其气相组成为0.5,A、B两组分在此温度下的饱和蒸汽压分别

12、为760mmHg和292mmHg,假设它们形成的是理想溶液,则其液相组成_。 13.如果在精馏塔内分离某两组分混合液时,塔顶只有回流液,塔釜没有上升蒸汽,则只能将料液分离得到纯的_组分。14.在某两组分连续精馏过程中,已知进入第n块板的汽相组成为0.6(摩尔分数,下同),从第n块板流出的汽、液组成分别为0.8、0.5,其汽液平衡关系为y1.8x,则第n块板的单板效率为_。15.在间歇精馏中,为了保证馏出液组成恒定,则回流比必须_。16.板式塔的单板效率的表达式是_。17.在某两组分体系中,已知气相组成为0.5摩尔分数,两组分的相对挥发度2,则液相组成为_18.塔板效率一般可以用_和_两种方法来

13、表示。19.理想溶液中,A,B两组分的相对挥发度_。20.在精馏塔内,恒摩尔流假设包括_两部分内容。21.在间歇精馏中,通常有_和_两种典型操作方式。1、变压吸附是利用_的变化来进行_的分离操作。2.超临界流体的物性参数在临界点附近的变化非常敏感,微小的_或_变化都会引起密度的很大变化。 3.在采用搅拌强度判别法判断反应萃取的控制步骤时,若萃取速度随搅拌强度的增大而有规律的上升,则过程为_控制。二.单项选择:(一)流体流动和输送1.在法定计量单位中,粘度的单位是()。A. B. C. D.2.在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是()。A.同一种流体内部 B.连通着的两种流体C.同一种连续

14、流体 D.同一水平面上,同一种连续流体3.牛顿粘性定律适用于牛顿型流体,且流体应呈()。A.滞流流动 B.湍流流动 C.过渡流 D.静止状态4.在一水平变径管道上,细管截面A及粗管截面B与U管压差计相连,当流体流过时压差计测量的是()。A.A、B两截面间的总能量损失B.A、B两截面间的动能差 C.A、B两截面间的局部阻力 D.A、B两截面间的压强差5.直径为的细管逐渐扩大到的粗管,若流体在细管内的流速为,则在粗管内的流速为()。 A. B. C. D.6.气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动,各截面上的()。A.速度相等 B.体积流量相等 C.速度逐渐减小 D.质量流速相等7.流体在阻力平

15、方区流动时的摩擦阻力()。A.不变B.随流速加大而加大C.与成比例D.与成比例8.孔板流量计与测速管都是属于定节流面积的流量计,利用()来反映流量的。A.变动的压强差 B.动能差 C.速度差 D.摩擦阻力9.滞流与湍流的本质区别是()。A.滞流的流速大于湍流的 B.湍流的Re值大于滞流的 C.滞流无径向脉动,湍流有径向脉动D.湍流时边界层较薄10.在阻力平方区,摩擦系数()。A.为常数,与均无关 B.随Re值加大而减小 C.与Re值无关,是的函数D.是Re值与的函数11.流体在圆形直管中作滞流流动时,其直管阻力损失与流速的关系为()。A.与成正比B.与成正比C.与成正比D.与成正比12.离心泵

16、的轴功率与流量的关系为()。 A.增大,增大 B.增大,减小 C.增大,先增大后减小D.增大,先减小后增大13.离心泵的扬程是指()。 A.液体的实际的升扬高度B.单位重量液体通过泵获得的能量 C.泵的吸上高度 D.液体出泵和进泵的压强差换算成的液柱高14.离心泵的轴功率是()。A.在流量为零时最大 B.在压头最大时最大 C.在流量为零时最小 D.在工作点处最小15.离心泵的效率与流量的关系为()。A.增大,增大 B.增大,先增大后减小 C.增大,减小 D.增大,先减小后增大16.离心泵气蚀余量与流量的关系为()。 A.增大,增大 B.增大,减小 C.增大,不变 D.增大,先增大后减小17.离

17、心泵在一定管路系统下工作,压头与被输送液体的密度无关的条件是()。A.B. C.D.18.离心泵停止操作时,宜()。 A.先关出口阀后停电B.先停电后关出口阀 C.先关出口阀或先停电均可D.单级泵先停电,多级泵先关出口阀19.离心泵的工作点是指()。 A.与泵最高效率时对应的点B.由泵的特性曲线所决定的点 C.由管路特性所决定的点 D.泵的特性曲线与管路特性曲线的交点20.在测定离心泵性能时,若将压强表装在调节阀后面,则压强表读数将()。 A.随流量增大而减小B.随流量增大而增大 C.随流量增大而基本不变 D.随流量增大而先增大后减小 (二)传热1.双层平壁定态热传导,两层壁厚相同,各层的导热

18、系数分别为和,其对应的温度差为和,若,则和的关系为()。 A.B. C. D.无法确定 2.空气、水、金属固体的导热系数分别为、和,其大小顺序为。 A. B. C. D.3.通过三层平壁的定态热传导,各层界面间接触良好,第一层两侧温度为和,第三层外表面温度为,则第一层热阻和第二、三热阻、的大小为()。A. B. C.无法确定 D.4.在管壳式换热器中,用饱和蒸汽冷凝以加热空气,下面两项判断为()。甲:传热管壁温度接近与加热蒸汽温度; 乙:总传热系数接近于空气侧对流传热系数。A.甲乙均合理 B.甲乙均不合理 C.甲合理、乙不合理 D.甲不合理、乙合理 5.对流传热速率系数推动力,其中推动力是()

19、。 A.两流体的温度差 B.流体温度和壁面温度差 C.同一流体的温度差D.两流体的速度差6.量纲分析的目的是()。 A.得到各变量间定量关系 B.用量纲为一的数群代替变量,使实验简化 C.实验结果可靠D.得到量纲为一的数群间的定量关系7.计算液体在圆管内对流传热系数,若可采用,式中指数为()。A.0.4 B.0.3 C.被加热时0.4,被冷却时0.3 D.被加热时0.3,被冷却时0.48.水在圆管中强制湍流时的对流传热系数为,若将水的流量增加一倍,而其它条件不变,则为()。A.2000B.1740 C.1000 D.5009.对间壁两侧流体一侧恒温、另一侧变温的传热过程,逆流和并流时大小为()

20、。A B C D.无法确定 10.工业生产中,沸腾传热应设法保持在()。A.自然对流区 B.核状沸腾区 C.膜状沸腾区 D.过渡区11.在列管式换热器中,用常压水蒸气冷凝以加热空气,空气平均温度为,则换热器壁面温度约为()。A. B. C. D.三吸收1.吸收操作的作用是分离()。A.气体混合物 B.液体均相混合物 C.气液混合物 D.部分互溶的液体混合物2.在一符合亨利定律的气液平衡系统中,溶质在气相中的摩尔浓度与其在液相中的摩尔浓度的差值为()。A.正值 B.负值 C.零 D.不确定3.在吸收操作中,吸收塔某一截面上的总推动力(以液相组成差表示)为()。A. B.C.D.4.某吸收过程,已

21、知气膜吸收系数,液膜吸收系数,由此可判断该过程()。A.气膜控制 B.液膜控制 C.判断依据不足 D.双膜控制5.在逆流吸收塔中,用清水吸收混合气中溶质组分。其液气比为2.7,平衡关系可表示为(为摩尔比),溶质的回收率为90%,则液气比与最小液气比之值为()。A.1.5 B.1.8 C.2 D.36.根据双膜理论,当溶质在液体中的溶解度很小时,以液相表示的总传质系数将()。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7.在填料塔中用清水吸收混合气中的氨,当用水量减小时,气相总传质单元数将( )。A.增加 B.减小 C.不变 D.不确定8

22、.在逆流吸收塔中,吸收过程为气膜控制,若进塔液体组成增大,其他条件不变,则气相总传质单元高度将( )。A.增加 B.减小 C.不变 D.不确定9.在逆流吸收塔中,用纯溶剂吸收混合气中的溶质。平衡关系符合亨利定律。当进塔气相组成增大,其他条件不变,则出塔气体组成和吸收率的变化为()。A.增大、减小 B.减小、增大C.增大、不变 D.增大、不确定四精馏1.精馏操作时,增大回流比,其他操作条件不变,则精馏段液气比(),馏出液组成(),釜残液组成()。A.增大 B.不变 C.不确定 D.减小2.精馏塔的设计中,若进料热状态由原来的饱和蒸气进料改为饱和液体进料,其他条件维持不变,则所需理论板数(),()

23、,(),(),()。A.减小 B.不变 C.增大D.不确定3.对于饱和蒸气进料,则(),()。A.等于 B.小于 C.大于 D.不确定4.某减压操作的精馏塔,若真空度加大,而其他条件不变,则塔的釜残液组成(),馏出液组成()。 A.减小 B.不变 C.增大D.不确定5.操作中的精馏塔,若进料流量、馏出液组成、釜残液组成、进料热状态参数及提馏段上升蒸气流量不变,减小进料组成,则有()。A.增大,减小 B.不变,增大C.减小,增大 D.减小,不变6.操作中的精馏塔,若进料流量、进料组成、进料热状态参数及回流比不变,增加釜残液流量,则精馏段液气比(),提馏段上升蒸气流量()。A.不确定 B.增加 C

24、.不变 D.减小7.精馏操作时,若进料流量、进料组成、进料热状态参数及回流比不变,而将塔顶产品量增加,则提馏段下降液体流量(),提馏段上升蒸气流量()。A.增加 B.不变 C.减小D.不确定 8.用某精馏塔分离两组分混合物,规定馏出液组成、釜残液组成。当进料组成为时,相应的回流比为,进料组成为时,相应的回流比为。若,进料热状态不变,则()。A. B. C. D.无法确定9.精馏塔设计中,增大操作压强,则相对挥发度(),塔顶温度(),塔釜温度()。 A.增加B.不变 C.减小D.不确定 10.精馏塔中由塔顶向下的第层塔板,其气相组成关系为()。A. B. C. D.不确定11.某两组分混合物,其

25、中A为易挥发组分,液相组成,相应的泡点温度为,气相组成,相应的露点温度为,则()。A. B. C. D.不能判断12.分离某两组分混合物,进料量为,进料组成,要求馏出液组成不小于0.9,则塔顶最大产量为()。A. B. C. D.不能确定13.完成某分离任务需理论塔板数为(包括再沸器),若总塔板效率,则塔内需实际塔板数为()。A.14层B.10层 C.12层 D.无法确定14.在精馏塔设计中,若进料组成、馏出液组成、釜残液组成、回流比及相对挥发度均不变,当进料热状态参数值增大时,则所需理论板数将()。A.增大 B.不变 C.减小 D.不确定15.在精馏塔中分离某理想两组分溶液,且馏出液组成、釜

26、残液组成、相对挥发度及进料热状态参数值一定,若进料组成为,相应的最小回流比为,进料组成为,相应的回流比为,现,则()。A. B. C. D.无法比较与的大小三.计算:一流体流动1.用一水泵将20的清水从水池送至另一水槽,管道装置如本题附图所示。管道内径为100,其中装有一文丘里流量计,流量计入口直径与管道相同,喉部面积为管道面积的四分之一,流量计的测压计读数为300。流量计的进口至喉部的阻力系数为0.15,管路中摩擦系数与的关系为0.002。求:该管道的输水量。图中A点的压强。20时水的密度为1000,粘度为0.001。2.用离心泵将地下贮槽中的石油以40的流率,的管子输送到高位槽。已知两槽的

27、液面差为30,管子总长(包括各种阀门、管件的当量长度)为400,试计算输送15的石油时所需泵的有效功率。设输送过程中两槽液面恒定不变,15石油的密度为960,粘度为3.43。3.如图所示的输水系统,用泵将水池中的水输送到敞口高位槽,系统管径均为,泵的进、出口管道上分别安装有真空表和压力表,真空表安装位置离蓄水池的水面高度为4.8,压力表安装位置离蓄水池的水面高度为5,当输水量为36时,进水管道的全部阻力损失为1.96,出水管的全部阻力损失为4.9,压力表的读数为2.5Pa,泵的效率为,试求:(1)两液面的高度差为多少?(2)泵所需的实际功率为多少?(3)真空表的读数为多少Pa?4.用离心泵把水

28、从贮槽送至本题附图所示表压强为9.807 的水洗塔中,贮槽液面恒定,其上方为常压。泵 入口比贮槽液面高2,贮槽液面与输送管出口端垂直距离为20米。在某输送量下,泵对每水作的功为317.7,管内的摩擦系数为0.018。泵的吸入和压出管路总长分别为10及100(包括管件及入口的当量长度,但不包括出口的当量长度),管子直径为。若在泵出口处装一压强表,测压处与泵入口处的位差和摩擦阻力均可略去不计,试求压强表读数。5.用一离心泵将水由水池送到高位槽,泵的入口管内径为80.5,管内水的流速为1,出口管内径为53,其末端高出水面15。若输送过程的总压头损失为3水柱,试求该泵应提供的压头和理论功率?若泵的效率

29、为,则所需轴功率为多少?水的密度取1000。6.水从蓄水箱经过一水管和喷嘴在水平方向射出, 如附图所示。假设13,7.5, 12,6.5, ,整个管路的摩擦损失 2水柱(喷嘴部分的摩擦阻力损失为0.8水 柱)。试求:(1)管路出口处的速度;(2)水管和喷嘴连接处截面上的水流速度和 压强。 7.用离心泵将敞口贮槽中的液体输送到常压高位槽中,两槽液面保持恒定,两液面高度差为。输送管路直径为,管路总长为(包括管件、阀门的当量长度)。泵送液体流量为2.015,操作条件下液体的密度为,黏度为,若泵的效率为,试求泵的轴功率()。 摩擦系数可按下式计算:层流时,湍流时。 8.如本题附图所示,用泵将河水经3.

30、5无缝钢管输送至高位槽,高位槽内液面恒定。泵出口处装有压强表,设备相对位置示于附图中,包括一切局部阻力当量长度在内的管子总长度为:压强表前为,压强表后为,求流量为时:(1)泵的轴功率,效率为0.8;(2)压强表上读数。数据:,层流时,湍流时,用于钢管时为了安全加大30%的安全因素。9.黏度为、密度为的液体,自开口槽A经2.5的塑料管道流至开口槽B,两槽液面恒定,如本题附图所示,在水平管路上设置一个阀门,当阀门全关时,阀门前、后的压强表读数分别为88.3及44.15。将阀门调至1/4开度,流量为3.34,阀门前、后管长分别为及(包括一切局部阻力的当量长度)。试求阀门开度为1/4时阀门的当量长度。

31、 摩擦系数计算式为为:层流:,光滑管湍流:。10.如本题附图所示,用离心泵将贮槽A中的溶液输送至高位槽中,两槽液面恒定,其间垂直距离为。在的水平管上装有孔板流量计,用角接取压法装置的U管压差计测量孔板两侧的压强差,压差计中指示剂汞的读数R为0.54,孔板直径为。不包括管子进、出口损失的全部直管与管件的当量长度之和为。操作条件下液体的密度为,黏度为,流动时的摩擦系数为0.0185,若泵的效率为0.8,试求泵的轴功率。11.用泵将湖水经内径为的钢管输送至岸上的A槽内,如本题附图所示。湖面与A槽液面间的垂直距离为,出口管高于液面。输水量为,有人建议将输水管插入A槽的液面中,如图中虚线所示。从泵的轴功

32、率角度来看,用计算结果说明哪种方案合理。数据:摩擦系数0.02,包括一切局部阻力在内的管子总长度,湖水密度,泵的效率0.8,管子出口埋在液面下后设总长度变为51.5。12.某离心泵输送清水流量为16.8时,压头为18,试判断该泵是否可以将密度为、流量为15的溶液从常压贮槽内输送到压强为(表压)的设备中?已知输送管路直径为,长度为124(包括所有局部阻力的当量长度)。贮槽及设备的两液面恒定,其间的垂直距离为8.5。管路中液体流动时的摩擦系数可取为0.03。二传热1.某日化厂一列管换热器由252的不锈钢管136根组成,平均比热为4.187的某溶液在管程作湍流流动,其流量为15000,并由15加热到

33、100,温度为110的饱和蒸汽走壳程。已知单程时管程内溶液的对流传热系数为523,蒸汽对管壁的对流传热系数为11630,钢管的导热系数41,污垢层热阻忽略不计。试求:管程为单程时的列管长度。2.列管换热器的管束由若干根长为3,规格为252.5的钢管组成。要求将质量流量为1.25的苯由80冷却到30,20的水在管内与苯逆流流动。已知水侧和苯侧的对流传热系数分别为850和1700,污垢热阻和管壁热阻可忽略。若维持水的出口温度为50,试求所需的列管数。取苯的比热容为1900,密度为880。3.在一内管为202的套管换热器中,用清洁河水逆流冷却某有机液体。已知管内冷却水的进、出口温度分别为30和40;

34、有机液体的质量流量为300,进出、口温度分别为105和50,平均比热为1.88;水和有机液体与管壁的对流传热系数分别为2810及1640,管壁和污垢热阻可忽略,试求传热系数及套管长度。4.在一传热外表面积为300的单程列管式换热器中,300的某气体流过壳方时被加热到430,另一种560的气体作为加热介质。两气体逆流流动,流量均为1,平均比热均为1.05,试求总传热系数。假设换热器的热损失为壳方气体传热量的。5.某列管换热器由多根252.5的不锈钢管组成,将平均比热为1.76 密度为858的某液体由20加热到55,其流量为15000,管内流速为0.5。加热剂为130的饱和水蒸气,在管外冷凝。已知

35、加热器以外表面为基准的总传热系数为774。试求加热器所需管数及单管长度。6.在一管壳式换热器中,要求用初始温度为30的原油来冷却重油,使重油从180冷却到120,重油的流量为10000,原油流量为14000,重油比热为2177,原油比热为1926,假设换热时的总传热系数为116.3,试问当原油和重油为并流和逆流两种情况下,试求:(1)原油的出口温度各为多少? (2)所需换热器的换热面积各为多少?7.有一列管式换热器由252.5、长为3的60根钢管组成。热水走管内,其进、出口温度分别为70和30;逆流冷却水走管间,其进、出口温度分别为20和40,冷水流量为1.2。试求换热器的总传热系数。假设热水

36、和冷水的平均比热容可取为4.2,换热器的热损失可忽略。8.在一传热面积为15的列管式换热器中,壳程通入饱和水蒸气以加热管内的空气。150的饱和水蒸气冷凝为同温度下的水排出。空气流量为2.8,其进口温度为30,比热容可取为,空气对流传热系数为87,换热器热损失可忽略,试计算空气的出口温度。9.在传热面积为20的换热器中,用温度为20、流量为13200的冷却水冷却进口温度为110的醋酸,两流体呈逆流流动。换热器刚开始运行时,水出口温度为45,醋酸出口温度为40,试求总传热系数。而在换热器运行一段时间后,若两流体的流量不变,进口温度也不变,而冷水的出口温度降到38,试求总传热系数下降的百分数。水的比

37、热容可取为4.2,换热器的损失可忽略。10.在一列管式换热器中,用饱和蒸气将流量为53的某油品从60加热到80,已知油品的密度为800,比热容为2.0。换热器的管束由368根192的管子所组成,每根管子长度为6。若基于管子外表面的总传热系数为110,冷凝水在饱和温度下排出,换热器的损失可忽略,试求饱和蒸气的温度。设传热平均温度差可按算术平均值计算。11.有一单管程列管式换热器,传热面积为4,列管直径为252.5。用温度为25的水将油由200冷却至100,水走管内,油走管间,并呈逆流流动。已知水和油的流量分别为1200和1400,其比热容分别为4.18和2.0;水侧和油侧的对流传热系数为1800

38、和200。污垢热阻和管壁热阻均可忽略,换热器的热损失也可忽略。试校核该换热器是否合用?12.有一列管式换热器,110的饱和蒸气在壳方冷凝为同温度下的水排出,管内为一定流量的气体呈湍流流动,其温度从30加热到50。现因气体流量增加,而加热蒸气温度和气体进口温度均不变,气体出口温度降到48,试求气体流量为原流量的倍数。假设管壁热阻、污垢热阻及换热器的热损失均可忽略;两种情况下气体物性可视为不变;,。(三)吸收1.在逆流操作的填料吸收塔内,用纯溶剂吸收某气体混合物中的溶质,气体混合物中溶质的浓度很低。若在操作条件下,平衡线和操作线均为直线,两直线斜率之比为0.8,塔高为18米,气相总传质单元高度为1

39、.5米,试求此吸收塔的回收率。2.在直径为0.8的填料吸收塔内,用水吸收分压为1330的氨?空气混合气体中的氨,经过吸收操作后,混合气中99.5的氨被水吸收。已知入塔的空气流率为1390,水的用量为其最小用量的1.44倍,在操作条件下,气液平衡关系为0.755,气相体积吸收总系数为314,试求所需填料层高度。操作压强为1.0133.用清水吸收有机合成残余气体中的甲醇(其它气体视为不参与反应的)。处理气体量为1,混合气中含甲醇20,吸收率为95,适宜的液气比是最小液气比的125,该条件下气液平衡关系为1.15,试求吸收所需的气相总传质单元数。4.某连续逆流填料吸收塔用清水在常压及0下吸收有机合成

40、残余气体中的甲醇(其它组分可视为惰性组分),残气进塔流量为1以标准状态计,含甲醇25标准状态,要求甲醇的吸收率为90,吸收剂用量为最小用量的1.3倍,操作条件下的气液平衡关系为1.1,求塔底吸收液出口组成及此吸收过程的气相总传质单元数。5.110下定态操作的氨吸收塔的某截面上,含氨0.03(摩尔分数)的气体与氨浓度为1的氨水相遇,已知气膜传质系数5,液膜传质系数1.5,其平衡关系可以用亨利定律表示,溶解度系数H为7.3,试求:以分压差表示的总推动力,总传质系数和传质速率。气膜、液膜阻力占总阻力的百分比。6.某厂有一填料吸收塔,直径为880,填料层高6,所用填料为56的拉西环。在25及1时,每小

41、时处理2000含5(体积,下同)丙酮的空气-丙酮混合气。处理时使用水作溶剂。塔顶送出的尾气中含丙酮0.263,塔底送出的溶液中每千克含丙酮61.2克。已知在此操作条件下的平衡关系为2,试计算气相总体积传质系数。7.在逆流填料吸收塔中,用清水吸收混合气中溶质组分。操作温度为20、压强为101.33,对应的混合气流量为480。进塔气相组成为0.015(摩尔分数),吸收率为98,出塔液相组成可达到与出塔气相浓度平衡浓度的80,平衡关系为0.75为摩尔比。试求:出塔液相组成,以摩尔比表示;用水量,。8.在逆流填料吸收塔中,用清水吸收混合气中溶质组分。测得进塔气相组成为0.06(摩尔比,下同),出塔气相

42、组成为0.008,出塔液相组成为0.02。操作条件下气液平衡关系为2.5为摩尔比,若填料层高度为8,试求该塔的气相总传质单元高度。9.在逆流填料吸收塔中,用清水吸收混合气中溶质。进塔气相组成为0.026(摩尔比,下同),出塔气相组成为0.0026,混合气中惰气流量为100,清水流量为0.1。操作条件下气液平衡关系为0.526为摩尔比,若填料层高度为1.5,塔内径为0.2,试求该塔的气相体积总传质系数,。10.在逆流常压填料吸收塔中,用清水吸收混合气中溶质组分。进塔气相组成为5(体积),吸收率为98。吸收剂用量为最小用量的1.4倍,操作条件下的气液平衡关系为1.2为摩尔比,气相体积总传质系数为1

43、80。若混合气流量为2826,按标准状态下计的气体空塔速度为1,试求: (1)出塔液相组成,摩尔比;(2)气相总传质单元高度,。11.在常压逆流操作的填料吸收塔中,用清水吸收氨?空气混合气体中的氨,混合气的质量流速为580,组成为6(体积),吸收率为99;水的质量流速为770。操作条件下的气液平衡关系为0.9为摩尔比,若填料层高度为4,试求气相总传质单元高度。12.在逆流操作的填料吸收塔中,用清水吸收焦炉气中的氨,氨的浓度为,混合气处理量为4500。氨的回收率为95,吸收剂用量为最小用量的1.5倍。操作压强为1.013,温度为30,气液平衡关系为1.2为摩尔比,气相体积总传质系数为0.06,空

44、塔气速为1.2,试求:1用水量,;2塔径和塔高,。(四)精馏1.某两组分混合液用精馏塔分离,其进料浓度为50(摩尔分率),泡点进料,体系相对挥发度为2,塔顶出料量为进料量的60,当回流比为0.8时,需要的理论塔板数为无穷多块,试求: 此时塔顶、塔底的组成各为若干?若回流比改为1.5,保持各组成不变,理论塔板数减少,试绘出精馏段和提馏段的操作线(简图)。2.已知苯与甲苯两组分体系的相图如图所示,在常压连续精馏塔中进行分离,已知原料液的组成为0.50(摩尔分率,下同),料液流量为1000kmol/h,加料热状态参数1.2,操作回流比为最小回流比的1.8倍,要求馏出液含轻组分0.90,釜残液含轻组分0.05,试求:(1)