化工原理复习题及答案

1、1 .某精储塔的设计任务为：原料为 F, Xf ,要求塔顶为Xd ,塔底为Xw I 设计时假设选定的回流比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,那么所需理论板数 N 减小 ,提储段上升蒸汽量V 增加 ,提 储段下降液体量L1增加 ,精储段上升蒸汽量V 不变 ,精储段下降液体量L不变 .增加,不变,减少2 .某二元理想溶液的连续精储塔 3留出液组成为Xa=0.96摩尔分率.精微段操 作线方程为y=0.75x+0.24.该物系平均相对挥发度a =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 .某精储塔操作时,F, Xf ! q, V保持不变,增加回流比R,那么

2、此时Xd增加 ,Xw减小 ,D减小,L/V 增加 .增力口,不变,减少6 .静止、连续、一同种一的流体中,处在_同一水平面各点的压力均相等.7 .水在内径为小105m佛2.5mm的直管内流动,水的黏度为 1.005mPas, 密度为1000kg m3流速为1m/s,那么 品=,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,那么阻力损失为原来 的_4倍；如果只将管径增加一倍,流速不变,那么阻力损失为原来的 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假设干 无因次数

3、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,总传热系数侬近空气侧_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) 假设p*p或CC*那么屈丁解吸过程(2) 假设pp*或C*C 那么属于吸收过程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 .在一定空气状态下枯燥某物料,能用枯燥方法除去的水分为 自由水_; 首先除去的水分为非

4、结合水；不能用枯燥方法除的水分为 平衡水19 .精储过程是利用 屡次局部汽化和屡次局部液化 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 人与Re的关系.层流区摩擦系数 人与管壁 粗糙度无关,入和Re关系为人/Re.湍流区,摩擦系数人与 粗糙度_及入/Re都有关.而完全湍流区,摩擦系数 入与_ Re _无关,仅与_粗糙 度有关.22 .某液体在内径为&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d2(d2=&/2)的管路时,那么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 .

5、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=Cp*u/入_,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_蹭高将有利于解吸的进行.吸收因数 A表示 操作线斜率L/G.平衡线斜率 m 之比.当A?1时,增加塔高,吸收率蹭大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 .作为枯燥介质的湿空气,其预热的目的 降低相又t湿度二_提升温度33.34.饱和液体进料时,q= 1 ;L = L

6、+F;V = V 0在连续精储塔中,进行全回流操作,已测得相邻两板上液相组成分别为 x n-1= 0.7, Xn=0.5 均为易挥发组份摩尔分率.操作条件下相对挥发度=3,那么yn=以液相组成表示的第n板的单板效率El35.某二元物系的相对挥发度a =3,在具有理论板的精储塔内于全回流条件下作精储塔操作,xn=0.3,那么yn-1= 36 .图示吸液装置中,吸入管尺寸为 489mmM3.5mm,由塔顶往下数,管的下端位于水面下2m,并装有底阀及拦污网,该处的局部压头损失为 82g1o假设截面2-2处的真求：1吸入空度为32.2kPa ,由1-1截面至2-2,截面的压头损失为2 2g却,热水流量

7、为1800kg h,进口温度为80C,出口为500C2 u内管中热水被冷环隙中冷却水进口温度为200C,出口温度为450C, cp =4.186kJ kg尸C,总传热系数K =1800W m K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- s.入塔气体的摩

8、尔流量为0.018kmol m s求填料层高度.39.用泵将水以568n3/h的流量由水池送入水塔.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4 114X4mm己缝钢管,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 454mmM2mm,外管为4116mm父4mm的钢 管.内管中苯被加热,苯进口温度为 50C,出口为80C.流量为3500kg,h. 套管中为p=19 6k P a勺饱和水蒸气冷凝,冷凝的对流传热系数为 1 0

9、0 0 0,的2 K,.管内壁的垢阻为0.0004m 2 K,W,管壁及管外侧热阻 均可不计.苯的密度为880kg巾工.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,f, 九=0.145W,m/K, N = 0.39父 10Pa s , P = 880kg .m、p=196.1kPa下：饱和水蒸气的饱和温度 ts=119.6P,汽化热 r =2205kJ kg41 .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%塔径为1.2m,相平衡关系为

10、Y=1.5X, Ka=0.077kmol/ mis,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 c的水密度为1000kg/m,粘度为10-3Pa.s,以20nVh的流量在小51 x 3mm的水平管道内流过,在管路上某处流体静压强为1.5 kgf/cm 2表压,假设管 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 x 103-1 x 105 时,入=0.3164/Re0.2543 .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,管子规格为60X 3.5mm钢管,管内流速为 2.5m/s ,吸入管路的能量损失为 23

11、.6J/kg压出管路的压头损失为4mHO 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.P裱=98Qkg, in-344 .接触法硫酸生产中用氧化后的高温 SO混合气予热原料气SO及空气混 合物,：列管换热器的传热面积为 100 m2,原料气入口温度t1=300C,出 口温度12=430 C .SO3混合气入口温度二560 C ,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. SO混合气的出口温度T2；2 .传热系数K w/ (nik).45.在某一

12、直径为0.6m的填料塔中,在20C、760mmHgS用清水对空气 一氨混合气进行逆流吸收操作,每小时向塔送入含NH1.5mol%的混合气480m(操 作态),要求NH的回收率为90%20c的平衡关系为y=0.75x (x、y均为 摩尔分率),出塔溶液中NH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)气相体积总传质系数3 为0.09kmol/(nm - s),计算所需填料层高度(项.46.某厂准备选用规格为4 25X 2.5mm长3m的管子组成的列管式换热器来 将25c的液体加热到40 Co液体的流量为36m /h ,相对密度为1.

13、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21000必传热 2系数 K =660 w/ (m 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108X4mm 的钢管,管内流速为0.9m/s ;压出管径为56X 3mm勺钢管.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,取入

14、=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工Le=103m求此泵的有效功率为多少 kw?48 .在套管换热器中,用100c的水蒸汽将流率为1500kg/h的盐水,由20c 加热至60C.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/ (M.K),管壁对盐水的给热系数为 800W/ (M.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% 操作条件下的 解吸因数为0.8

15、,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) 完成上述别离任务所需的气相总传质单元数Nog.50. 20c的水密度为1000kg/m3,粘度为10-3Pa.s,以20mVh的流量在(|)51X3mm 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),假设管路的局 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=3X 103-1 x 105 时,入=0.3164/Re.25)51 .对于间壁式换热器：mCp (T 1-T2) =mzCp

16、 (t 2-t 1)=KAAt m 等式成豆的 条件是稳定传热、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,假设减少吸收剂 用量,那么传质推动力将 _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 yi=0.06,y 2=0.0020 时,x 1=,X2=,L/G= 3.5 .55.假设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,具测出泵的性能曲线 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66.一般情况下,温度升

17、高,液体的粘度 B ;气体的粘度 A .1 . 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, ai = 116W/m.k、a 2=11600W/m.k,要提升传热系数K,最简单有效的途径是 A .A.设法增大a 1; B.设法增大a 2; C.同时增大a 1和a 2.69 .湿空气经预热后,空气的始增大,而 B .A. H ,小都升高；B. H 不变小降低；C. H ,小都降低70 .恒速枯燥阶段,物料的外表温度等于空气的 B .A.干球温度；B.湿球温度；C.

18、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 限制,此时, 总吸收系数K近似等.A. 气膜；B. k ； C.气液膜同时；D. k ； E.液膜；F. K ；74 .当离心泵内充满空气时,将发生气缚现象,这是由于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D. 气体破坏了液体的连续性75 .假设享利系数E值很大,依据双膜

19、理论,那么可判断过程的吸收速率为B 限制.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EW 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限制在 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,那么在其它管径中的流型为A.湍流 B.层流 C.可

20、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. 提升K值 C. 提升85 .对流传热方程中Q=a AAt中,的At是指C 温度差.A.内壁与外壁 B.冷热流体的平均C. 壁面与流体问86 .对于逆流

21、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,那么 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7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到达饱和时的温度, 称为湿空气的.A. 湿球温度；B.绝热饱和温度；C. 露点90 .在枯燥流程中,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

22、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.根本不变.92 .在反响器的单根冷却蛇管内通冷却水,其进、出口温度分别为t i 1t 2 ,蛇管外布一热流体稳定流过,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t 2应 A oA.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Ng 或Ml 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