化工原理复习题整理

1、化工原理复习题一、填空题试卷:1 .流体在管内流动时，通过任一截面上径向各点的流速并不相等，在壁面处为0,在管中心达到最大值,工程计算中采用平均流速。2 .常温下某输水的管路系统，需水泵提供的压头为30m水柱，输水量为28m3/h,则泵的有效功率为_2289W_o3 .壁厚为b的平壁，其导热量为Q,若导热系数人越大，则与之相应的At越_小_。4 .涡流扩散指的是_依靠流体质点的湍动和旋涡而引起的物质扩散_。5 .含SO为10%（体积）的气体混合物与浓度C为0.020kmol/m3的SO水溶液在一个大气压下相接触。操作条件下两相的平衡关系为p=1.62C（大气压），则SO将从_气_相向_液_相转

2、移，以气相组成表示的传质总推动力为_0.0676_大气压。6 .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_14.4米_。7 .恒压过滤时，若滤浆温度升高，则滤液黏度_降彳氐_,过滤速率_增大_。8 .降尘室内，颗粒可被沉降分离的必要条件是其停留时间沉降时间_。9 .干燥操作中既有传热过程，又有传质过程，其中传热推动力是物料表面与湿空气的温度差_,传质推动力是_物料表面的水汽分压与湿空气的水汽分压差_。10 .当总压为p1时，一定温度t、湿度H下的空气露点温度为t“，现在总压增大至口，温度、湿度不变，则空气露点温度td2td1o（填“”、“,其两

3、侧的温差愈小。4 .蒸气冷凝有膜状冷凝_和_滴状冷凝两种方式。5 .吸收操作一般用于分离气体混合物，其原理是利用气体中各组分在吸收剂中溶解度的差异来达到分离的目的。6 .难溶气体吸收属_液膜控制，主要传质阻力集中于液相侧。7 .当分离要求和回流比一定时，一过热蒸汽一进料的q值最小，此时分离所需的理论板数最多8 .在滤饼过滤操作中，实际起过滤作用的是一滤饼9 .恒定的干燥条件是指空气的_温度_、_湿度_、_速度不变的干燥过程。10 .一定湿度H的气体，总压p加大时，露点温度td_升高而当气体温度t升高而p,H保持不变时，则露点温度td不变试卷三：1.流体在一段水平管中流过，测得平均速度为0.5m

4、/s,压强降为10Pa,Re为1000,则管中心线上的速度为_1_m/s；若平均速度增大到1m/s,则压强降为_20_Pa。2,离心泵必须有合适的安装高度，才能防止气蚀现象的发生。3 .旋风分离器的作用是分离气固体系混合物。4 .进出口温度分别为85c和40c的热流体对进口温度为20c的冷流体进行加热，规定冷流体出口温度不超过40C,则必须采用并流操作。5 .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T1,T2,T3,T4分别为500C、400C、200C、100C,则各层热阻之比为_1：2:1_o6 .某吸收过程属气膜控制，其主要阻力集中在_气相一侧_,kg-_ko

5、_。7 .吸收操作中增加吸收剂用量，操作线的斜率_增大_,吸收推动力_增大_。8 .在某两组分体系中，已知气相组成为yA=0.5（摩尔分数），两组分的相对挥发度=2,则液相组成为xa=_0.33（1/3）_。9 .在空气的始-湿图上，空气的露点可由饱和空气线和_等湿（度）线_线的交点确定。10 .恒压过滤时，若滤浆温度降低，则滤液粘度增大过滤速率减少试卷四：1 .离心泵必须有合适的安装高度，否则将发生_气蚀_现象。2 .理想流体在管道中流过时各截面上_总机械能_相等，它们是_位能、动能、静压能_之和。3 .由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该平壁的热阻愈_越小_,其两侧

6、的温差愈_越小_。4 .在一套管式换热器中，用水冷却空气，水走管内，空气走管外，为了强化传热，在换热管上加装翅片，则应该装在管的_外_侧，因为_”空气“水_。5 .降尘室的生产能力与其底面积、沉降速度成正比，而与设备的_高度_无关。6 .恒压过滤时，若滤浆温度降低，则滤液黏度_增大一过滤速率_降低_。7 .当气体处理量及初、终浓度已被确定，若减少吸收剂的用量，操作线的斜率将减少其结果是使出塔吸收液的浓度增大8 .当分离要求和回流比一定时，一过热蒸汽一进料的热状态参数q值最小，此时分离所需的理论板数最多9 .相对湿度。值可以判断该湿空气能否作为干燥介质。值越小干燥一能力越大。10 .将含水量为0

7、.4kg水/kg绝干料的某物料与一定状态的空气接触，测出物料的平衡水分为0.1kg水/kg绝干料，则此物料的自由水分为_0.3&g水/kg绝干料。试卷五：1 .装在某设备进口处的真空表读数为70kPa,出口压力表的读数为160kPa,此设备进出口之间的绝对压强差为_230_kPa。2 .常温下某输水的管路系统，需水泵提供的压头为30m水柱，输水量为28m3/h，则泵的有效功率为_2289Wo3 .降尘室内，颗粒可被沉降分离的必要条件是_其停留时间沉降时间4 .滤饼过滤操作有_恒压过滤和_恒速过滤两种典型方式。5 .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0.023Re0.8Prn,

8、式中nd是为了校正_温度_的影响，当流体被加热时，n等于_0.4_。6 .由于有浓度差存在，物质在静止流体中会以_分子扩散的形式传递。7 .将含3（mol，下同）CO的空气与浓度为3.1210-5CO的水溶液接触，操作条件下的平衡关系为y*=1200x,那么将发生_解吸_过程。8 .相对挥发度a值的大小可用来判断某混合液是否能用精储方法分离以及分离的难易程度。9 .将含水量为0.4kg水/kg绝干料的某物料与一定状态的空气接触，测出物料的平衡水分为0.1kg水/kg绝干料，则此物料的自由水分为_0.3&g水/kg绝干料。10 .无论是哪一种类型的干燥速率曲线，都将干燥过程明显地划分为恒速（干燥

9、）_阶段和=降速（干燥）_阶段。试卷六：1 .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抛物线形。2 .流体在水平变径管中作定态流动，在管径缩小的地方其静压能减少3 .恒压过滤时，过滤速率随过程的进行而不断减慢。4 .通常悬浮液的分离宜在高温下进行，气体的净制宜在低温下进行。5 .传热的基本方式有热传导_、热又流_和_热辐射_三种。6 .由于吸收过程中气相中溶质的分压总是高于溶质的平衡分压，因此吸收操作线总是在平衡线的上方。7 .在其它条件一定的情况下，物质的等物质的量反向扩散的传质速率总是小于单方向扩散的传质速率，原因在于单方向扩散中存在流体的_总体（整体）_流动。8 .某两组分物系

10、，其相对挥发度3,对第n,n1两层理论板，在全回流条件下，已知xn0.25,则yn-1=_0.75_o9 .绝热增湿过程可近似地认为是等烙过程o10 .恒定的干燥条件是指空气的温度_、_湿度_、_速度（流速）_均不变的干燥过程。、单选题试卷1.水在圆形直管中作完全湍流时，如果输送量、管长和管子的相对粗糙度不变，仅将其管径缩小一半，则阻力变为原来的（C）倍A.4B.162.在一水平变径管道上，细管截面量的是（D）。A.A、B两截面间的总能量损失C.A、B两截面间的局部阻力C. 32D.不变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B.A、B两截面间的动能差D. A、B两截面间的压强差3

11、 .某一粒径的颗粒在降尘室中沉降，若降尘室的高度增加一倍，则该降尘室的生产能力将（C）。A.增加一倍B.为原来的1/2C.不变D.不确定4 .在滤饼过滤操作中，实际起过滤作用的是（B）。A.过滤介质B,滤饼C.助滤剂D.操作压力5 .关于传热系数K下述说法中错误的是（C）。A.传热过程中总传热系数K实际是个平均值B.总传热系数K随着所取的传热面不同而异C.总传热系数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关D.要提高K值，应从降低最大热阻着手6 .计算液体无相变时在圆形直管内对流传热系数，若可采用公式Nu=0.023ReTprn,式中指数nA.0.4B.流体被加热时为0.3,被冷却时为

12、0.4C.0.3D.流体被加热时为0.4,被冷却时为0.37 .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（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8 .精福塔中由塔顶向下的第n-1,n,n+1层塔板，其气相组成关系为（C）。A.yn+1ynyn-1B.yn+1yn=yn-1C.yn+1yn2000B.Re2000C,2000Re4000D.Ren40002 .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3 .在讨论旋风分离器分离性能时，临界粒径这一

13、术语是指（A.旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径B.旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径C.旋风分离器能够分离出来的最小颗粒的直径D.旋风分离器允许的最小直径4 .对滤饼进行洗涤，其目的是：1）回收滤饼中的残留滤液；2）除去滤饼中的可溶性杂质。下面哪一个回答是正确的（C）。A.第一种说法对而第二种说法不对B.第二种说法对而第一种说法不对C.两种说法都对D.两种说法都不对5 .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20C,则换热器壁面温度约为（D）。A.20CB.40CC.60CD.100C6 .通过三层平壁的稳定热传导，各层界面间接触良好，第一层两侧温度为120

14、c和80C,第三层外表面温度为30C,则第一层热阻R和第二、三热阻R、R3的大小为（A）。A.R（R2+R）C.无法确定D.R=（R2+R）7 .在吸收操作中，若c*-cci-c,则可判断该过程为（B）。A.气膜控制B.液膜控制C.判断依据不足D.双膜控制8 .在两组分精播中，当回流液量从全回流逐渐减小时，精福段操作线向平衡线靠近，为达到给定的分离要求，所需的理论板数（A）oA.逐渐增多B.逐渐减少C.不变D.不确定9 .湿空气在预热过程中不变化的参数是（C）。A.始B.相对湿度C.露点D.湿球温度10 .在恒定条件下将含水量为0.2（干基，下同）的湿物料进行干燥。当干燥至含水量为0.05时干

15、燥速率开始下降，再继续干燥至恒重，测得此时含水量为0.004,则物料的临界含水量为（C）,平衡水分为（D）。A.0.20B.0.196C,0.05D,0.004试卷四：1 .直径为57mm3.5mm的细管逐渐扩大到108mm4mm的粗管，若流体在细管内的流速为4m/s,则在粗管内的流速为（B）。a.2m/sB.1m/sC.0.5m/sd.0.25m/s2 .流体在圆形管道内流动时，在阻力平方区的摩擦阻力（D）。A.不变B.随流速加大而减少C.与u1.25成正比D,与u2成正比3 .以下表达式中正确的是（A）。A.过滤速率与过滤面积A的平方成正比C.过滤速率与所得滤液体积V成正比D4 .当固体微

16、粒在大气中沉降属于层流区域时，以（A.颗粒密度B.固体黏度C.5 .空气、水、金属固体的导热系数分别为4、A.1236 .在吸收操作中，若A.气膜控制B.过滤速率与过滤面积A成正比.过滤速率与虚拟滤液体积Ve成正比D）的大小对沉降速度的影响最为显著。空气黏度D.颗粒直径2和3,其大小顺序为（B）。234000，故属湍流。(1分)hf(代入柏努利方程0.316400.25Re0.3164(8.51104)0.25=(0.018500185(1分):Wegz2hf9.81PeWeqmW158.550/厂1.5)0.0382.0151031240.851.7782240.85J158.5J/kg12

17、60402.4(W)/kg(2分)(1分)(2分)故pPe4024671(W)0.6(2分)2.（10分）一列管式换热器，传热面积为12nL拟采用流量为4000kg/h的水热容cp=4.18kJ/(kg-K)逆流冷却流量为7500kg/h、初温为95c的油热容cp=2.1kJ/(kg-K),冷却水的进口温度为20C。现要求油的出口温度低于67C,问此换热器能否满足要求？已知总传热系数为250W/（m2K）。（1分）（1分）（1分）（1分）（2分）（3分）单位塔截面上的气、液流量股S58028.28（10.06）19.28kmolm2h1,（1分）qn,C7702142.78kmolmh18（1

18、分）即上上qn,BXiX20.063899%Xi02.22（2分）则出塔液相组成为：X10.0285（1分）解：由热量衡算可得：Qqm,hCp,h（T1T2）=qm,cCp,c（T2T1）即7500X2.1X（95-67）=4000X4.18X（T2-20）T2=46.4C逆流时：热流体T:95C-67C伶流体T:46.4C20CT:48.647TiT248.647“arTm47.8C22AQ75002.1（9567）103/36002A10.3mKiTm25047.8所需换热面积：10.3m24000,故属湍流。(1hf(0.3164C0.25Re0.3164(5.528104)0.250.

19、0206(1分）代入伯努利方程gz2PeWqV254.32339.15502.（10分）在由1182=(0.02062500.0321.5)1.328232.17J/kg(22i分）9.811590000,一32.17254.32J/kg(1120041200/3600339.1(W)61.6%(W)分）(2(1分）根252.5mm,长为3m的钢管组成的单程列管式换热器中，用饱和水蒸汽加热空气，空气走管程。已知加热蒸汽的温度为132.9C,空气的质量流量为7200kg/h,空气的进、出口温度分别20c和60C,操作条件下的空气比热为1.005kJ/（kgC）,空气的对流传热系数为50W/（m2

20、C）,水蒸汽冷凝的对流传热系数为8000W/（m2C）,假定管壁热阻、垢层热阻及热损失可忽略不计。试求：（1）加热空气需要的热量Q为多少？（2）以管子外表面为基准的总传热系数K为多少?（3）此换热器能否完成生产任务？解：（1）由热量衡算可得:K2qm,cCp,c（t2t1）7200/36001.005602080.4kW（2分）11d21d118000139.8W/（m2C）0.0250.0250（2分）（3）传热平均温差t1t1A2QK2tmt1lnt280400（132.920）（132.960）9145ln132.920132.960（2分）39.891.45222.1m（2分）已知换热

21、器面积A2所需换热面积：10.3nd2l1183.140.025327.8mi（1分）m212m2,故换热器能够完成任务。（1分）3.（12分）在常压填料吸收塔中，以清水吸收焦炉气中的氨气。在操作条件下，焦炉气中氨的浓度Ya,1为0.0134（摩尔比），惰性气体流量为220kmol/h,要求回收率不低于99%若吸收剂用量为最小用量的1.5倍，操作条件下平衡关系为Ya=1.2Xa,塔的横截面积为1.4m2,气相体积吸收总系数3KYa=200kmol/（mh）,求填料层图度。解：根据已知条件：X20;丫2丫1（1）0.0134（199%）0.000134（1分）丫1丫20.01340.000134

22、min丫1X20.01341.2（2分）1.51.5min1.21.21.8（1分）X1LY1丫21.782（0.01340.000134）0.0074（1分）（Y1丫1）（丫2丫2）ln丫2丫2（0.01341.2。0074）O.000134000124（2分）,0.01341.20.0074ln0.000134NogY丫2Ym0.01340.0001340.0012410.6HOGGKYa2202001.40.79m（1分）（2分）（2分）HOGNog0.7910.68.4m答：总传质单元数为10.6,填料层高度为8.4m4.（14分）已知苯与甲苯两组分体系某常压连续精储过程的图解法求理论

23、塔板数的过程如右图,若已知进料流量为120kmol/h，总板效率为60%,试求：（1）适宜回流比为最小回流比的多少倍？（2）提福段内的气、液流量为多少？（3）所需实际塔板数为多少块？解：由图可知：xD0.95,xF0.30,xw0.10,Nt=9（不含再沸器），q=1,一一一一一xDxP=0.30,yP=0.52,0.226R1（2分）095一即0950.226,R=3.20R1又Rm,%_*=09U叁=1.95yPxP0.520.30液相中策的摩尔分数（1分）（2分）RRmin=3.20/1.95=1.64（1分）由全塔物料衡算得：FDW即120DW（1分）FxfDxdWxw1200.30D

24、0.95W0.10D28.24（kmol/h）,W91.76（kmol/h）（1分）LRD3.2028.2490.37（kmol/h）（1分）LLqF90.371120210.37（kmol/h）（1分）V（R1）D4.2028.24118.61（kmol/h）（1分）VV（q1）F118.610118.61（kmol/h）（1分）Nt9一八;Nt=9（不含再沸器）,=60%NPL=15（块）（2分）60%试卷三：38.4吨，高位槽中液面1.（12分）用泵自敞口贮油池向敞口高位槽输送矿物油，流量为每小时比油池中液面高20m,管路总长（包括阀门及管件的当量长度）430m,进出口阻力忽略不计。管径

25、为4108X4mm若油在输送温度下的密度为960kg/m3,黏度为3430cp,求泵所需的实际功率，设泵的效率刀=50%o解：在贮油池液面11和敞口高位槽液面2间列伯努利方程:（1分）gz1Pi2U1-Wgz2P22U22hf（3式中，令z1z220m；P1P2（表压），U1U2（1分）管内流速uqv_338.4103/（3600960）Reudhf4d29601.423.1420.141.42（ms1）（1分）0.133430106464Re39.7439.74Y1（1）（1分）（3（）minqn,B丫1丫2Y1Y1（190%）0.99（2分）1.1qn,c1.3X0.99=1.29（1分）

26、qn,B（1分）mqn,B=1.1/1.29=0.85qn,C1Nog-In1S丫mX2sY2mX2ln0.850.85Y1（190%）00.85=5.7（3分）25/32Y111000/22.40.0175y11y10.0178（1分）又皿qn,BX1X2即1.290.017890%X10（2分）塔底吸收液中：X1=0.0124（1分）4.(12分)已知苯与甲苯两组分体系某常压连续精储过程的图解法求理论塔板数的过程如右图,若已知进料流量为120kmol/h，总板效率为60%,试求：(1)适宜回流比为最小回流比的多少倍？(2)提福段内的气、液流量为多少？(3)所需实际塔板数为多少块？解：由图可

27、知：xD0.95,xF0.30,xW0.10,NT=9(不含再?U器)，q=1,xq=0.30,yq=0.52,-x0.226(2分)qR1095即0.226,R=3.20R1液相中盖的摩尔分数（1分）又RminXdyq0.950.52=1.95yqXq0.520.30（2分）RRmin=3.20/1.95=1.64（1分）由全塔物料衡算得：qn,Fqn,Dqn,W即120qn,Dqn,Wqn,FXFqn,DXDqn,WxW1200.30qn,D0.95qn,W0.10（1分）qn,D28.24（kmol/h）,qn,W91.76（kmol/h）（1分）qn,LRqn,D3.2028.2490

28、.37（kmol/h）（1分）qn,Lqn,Lqqn,F90.371120210.37（kmol/h）（1分）qnV（R1）qn,D4.2028.24118.61（kmol/h）（1分）qn,Vqn,V（q1）qn,F118.610118.61（kmol/h）（1分）-N19;NT=9（不含再沸器）,=60%.Npl=15（块）（2分）60%试卷四:1.（14分）某离心泵输送清水流量为度为1600kg/m3、流量为15m的设备中？已知输送管路直径为16.8m3/h时，压头为18m,试判断该泵是否可以将密3/h的溶液从常压贮槽内输送到压强为3104Pa（表压）量长度）。贮槽及设备的两液面恒定,系

29、数可取为0.03。其间的垂直距离为8.5mo管路中液体流动时的摩擦解：在常压贮槽液面为11和设备披面22间列柏努利方程:（1分）ZiP1g2.H2gZ2也g2U22gHf（3分）式中，令Z1Z28.5m；P10（表压）p2=34.一10Pa（表压）,UiU20,=1060kg/m3,uqv1536003.14X0.06521.26（m/s）（2分）Hf2=0.032g代入柏努利方程：HZ2P2因为离心泵提供的流量（16.81240.0651.26229.814.6（m）（3分）Hf8.5104.、4.616（m）10609.81（3分）m3/h）、压头（18m）皆大于管路需要的流量73mm4mm,长度为124m（包括所有局部阻力的当（2分）（15m3/h）、压头（16m）,故该泵能完成输送任务。2.（10分）在一列管式换热器中，用饱和蒸气将流量为53m3/h的某油品从60C加热到80C,已知油品的密度为800kg/m3,比热容为2.0kJ