《化工基础》复习资料

PAGEPAGE11《化工基础》复习资料一、填空1、化学工程中所讨论的具有共性的主要过程及单元操作概括起来称为“三传一反”，即动量传递、热量传递、质量传递和化学反应工程。2、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，会发生气蚀现象。3、流体在水平等径的直管中流动时，存在着摩擦阻力造成的能量损失Hf，所损失的能量由机械能中的静压能转换而来，由此而产生流体的压力下降。4、同样流量的流体流过转子流量计的阻力损失比通过文氏流量计的阻力损失小。5、化工生产过程中，用于输送液体的主要机械设备是离心泵。6、一容器内真空度为304mmHg柱，那么该容器内的压力相当于0.4atm。7、弹簧管测压器测得的压强为表压。8、流体流动的形态是用雷诺数的大小来判断的。9、流体在管中湍流时阻力的计算公式是10、用体积流量（qv）表达质量流量（qm）的公式为qm=ρqv。11、压头的单位是m（或米）。12、当雷诺准数Re≥4000时，可判断流体的流动类型为湍流，当Re≤2000时，流体的流动类型为层流（或滞流）。13、衡量流体粘性大小的物理量称为粘度。14、雷诺准数Re≥10000时，可判断流体的流动类型为稳态湍流。15、某一反应器内的绝对压强为150kPa，若用表压强表示，其值为50kPa（当地的大气压为100kPa）。16、当流体流动为湍流时，流动阻力系数的影响因素为雷诺数和管壁粗糙度。17、压力单位换算：1atm=101.3kPa=10.33mH2O=1.033kgf·cm-2。18、雷诺数Re=5000时，可判断流体的流动类型为湍流。19、某设备内的绝对压力为400mmHg（当地大气压为750mmHg），则其真空度为350mmHg；若另一设备的绝对压强为950mmHg，则其表压强为200mmHg＝26658Pa。20、稳定流动是指任一点上的流速、压强等物理参数不随时间而改变的流动。21、当离心泵的流量增加时，泵的扬程减小，泵的轴功率增大。（填“增大”、“减小”）22、在圆形等径直管中的理想流体，由高位流向低位时，流体的动能不变，静压能增大。（填“增大”、“减小”、“不变”）23、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2倍。24、如果流体为理想流体且无外加功的情况下，则：单位质量流体的机械能衡算式为。25、离心泵启动前灌泵的目的是防止气缚现象。26、处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是静止的，连通着的，同一种连续的液体。27、适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为。28、并联管路中各管段压强降相等；（填“相等”、“不等”）29、传热的基本方式有传导传热、对流传热、辐射传热。30、用饱和蒸汽加热水，经过一段时间后，发现传热的阻力迅速加大，这可能是由于冷凝水未排出和不凝气未排出引起的。31、有一由耐火砖（λ=1.5W·m-1·K-1）和保温砖（λ=0.15W·m-1·K-1）砌成的双层平面壁，在稳态条件下，耐火砖层的导热速率等于保温砖层的导热速率。（填“等于”、“小于”、“大于”）32、随着温度的升高，水的导热系数增大。33、某换热器的传热面积为无穷大，在操作中增加冷流体的流量，其它操作条件不变，则传热推动力△tm不变。34、单程式列管换热器安装浮头的目的是防止产生的热应力损坏换热器。35、螺旋板换热器的优点是结构紧凑，传热系数高，体积小。36、化工生产中使用非常广泛的一种换热器列管式换热器。37、工业生产中应用最广泛的一种主要换热方法是间壁式换热。38、在传热面积相等情况下，采用逆（逆，并）流操作可以节省载热体用量。39、连续定态传热时，物料的流动方向主要有并流和逆流。40、强化传热过程的途径有增大传热面积、提高传热温差、提高传热系数。41、表示传导的传热定律是：傅里叶定律；表示对流的传热定律是牛顿传热定律。42、导热系数单位为W·m-1·K-1，对流传热系数单位为W·m-2·K-1，总传热系数单位为W·m-2·K-1。43、厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知厚度b1>b2>b3，导热系数1<2<3，在稳定传热过程中，各层的热阻R1>R2>

R3，各层导热速率Φ之间的关系为Φ1=

Φ2=

Φ3。44、化工生产中最常用的载热体（加热剂）为饱和蒸汽，常用的冷却剂为水。45、均相物系的分离是依据物系中不同组分间物系的差异进行的，吸收是利用各组分在溶剂中溶解度的差异的特性分离气体混合物的。46、对于水吸收CO2的低浓系统，如在水中加碱，则此系统的kg不变，KG增大。（填“减小”或“增大”或“不变”）47、某吸收过程，相平衡关系满足亨利定律。操作中若吸收剂温度升高，则系统的亨利系数E增大。48、某吸收塔逆流操作时，若吸收剂进口条件X2提高，其他入塔条件保持不变，则出塔液体的浓度X1增大。49、填料吸收塔传质单元高度分别用气相和液相计算结果应相等。50、扩散系数的物理意义传质面积为1m2、扩散距离为1m、浓度差为1mol·m-3时，单位时间内扩散的量51、吸收的原理是利用各组分在液体中溶解度的不同。52、强化吸收的途径有：提高吸收传质系数、增大吸收推动力和增大气液接触面积。53、用水吸收空气中的SO2气体，其中吸收质是SO2。54、在亨利定律中，亨利系数E的单位是Pa。55、气体的溶解度随温度的升高而减小，随气体分压的升高而增大。56、在亨利定律中，溶解度系数H的单位是mol·m-3·Pa-1(kmol·m-3·kPa-1)。57、用吸收质在溶液中的摩尔分数x表示的亨利定律表达式为p*=Ex，式中p*为平衡时溶液上空吸收质的平衡分压。58、物理吸收过程利用混合气中各组分在吸收剂中有不同溶解度的特点，选择合宜的吸收剂对混合气中的组分进行选择性的吸收，以达到从混合气中分离出纯的组分，或得到指定浓度的溶液或使气体净制的目的。59、填料吸收中常用的填料有：拉西环、鲍尔环、阶梯环、弧鞍、矩鞍等。60、物理吸收的吸收速率主要取决于吸收质从气相主体传递进入液相主体的扩散速率。61、在吸收单元操作中，计算总传质单元数的方法有多种，其中采用对数平均浓差计算总传质单元数的条件是气液平衡关系服从亨利定律（或填：在处理的浓度变化范围内平衡线为直线或接近直线）。62、吸收操作的依据是混合气体中不同组分在吸收剂中溶解度的不同，而蒸馏操作分离混合物的依据是混合液中不同组分的挥发度不同。63、在传质理论中有代表性的三个模型分别为双膜理论、

溶质渗透理论

、表面更新理论。64、连续精馏塔中精馏段的操作线方程为；提馏段操作线方程为；同一层塔板中的气液平衡关系为。65、对纯组分而言，其挥发度等于该组分在给定条件的蒸汽压。66、蒸馏操作是利用液体混合物中各组份挥发度不同的特性实现分离的目的。67、在板式塔中，塔板是气液两相传热和传质的场所。68、对于双组份理想溶液，相对挥发度可表示为：。69、对于精馏过程，泡点进料时，最小回流比可表示为：。70、如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生严重漏液、严重泡沫夹带以及液泛等不正常现象，使塔无法工作。71、在板式塔中，塔板是气液两相传热、传质的场所。72、全回流时，精馏段和提馏段操作线方程为y=x，理论塔板数为最少（填“最少、∞”）。73、精馏过程是利用部分冷凝，部分汽化的原理而进行的。74、相对挥发度α=1，表示不能用普通精馏

分离，但能用萃取精馏或恒沸精馏分离。75、某一全回流操作的精馏塔，已知相对挥发度为2.45，若x2=0.35（mol%），则y3=0.35。76、理想置换流动反应器中，所有物料质点在反应器中都具有相同的停留时间。77、釜式反应器的结构,主要由壳体、搅拌装置、轴封和换热装置四大部分组成。78、连续操作流动的釜式反应器，如其搅拌能保证全釜的均匀混合，则其流动特点就非常接近理想的全混流模型。79、反应器内，搅拌雷诺数Re<10时，流体的流动形态为滞流；当Re>104时，为湍流。80、某前生产硫酸的主要方法是接触法。81、二氧化硫氧化为三氧化硫的催化剂是钒催化剂。82、二氧化硫氧化为三氧化硫用的反应器为绝热多段中间换热式反应器。83、三氧化硫吸收成酸后尾气进入大气仍形成酸雾应当用纯碱水溶液和氨水除雾。84、沸腾炉的炉体分为风室、分布板、沸腾层和沸腾层上部燃烧空间四个部分。85、常用93～95﹪的硫酸作为二氧化硫炉气的干燥剂。86、目前硫酸工业中二氧化硫催化氧化反应所用催化剂是钒催化剂（或钒触媒）。它是以五氧化二钒（V2O5）为主催化剂。87、目前我国绝大部分硫酸厂都采用沸腾炉作为硫铁矿焙烧的设备。88、在硫酸的生产中，三氧化硫的吸收用浓度为98.3％的硫酸水溶液。89、在SO2的催化氧化过程中，我国广泛使用的钒催化剂是以硅藻土为载体，以V2O5为活性物质。90、SO2的催化氧化反应一般都采用固定床反应器，但为适应高浓度SO2生产硫酸的需要，采用流化床反应器。91、采用常规焙烧法焙烧硫铁矿，发生反应4FeS2+11O2=Fe2O3+8SO2↑。92、硫铁矿焙烧广泛适用的方法有常规焙烧法和磁性焙烧法。93、在硫酸生产中，最重要的技术经济指标是硫的利用率。94、铁催化剂比较容易中毒，根据原料气中化合物的不同，催化剂的中毒可以分为两种情况：即暂时性中毒和永久性中毒。95、氨的生产过程可以粗略地分成四步：原料气的生产、原料气的净化、氨的合成、氨的分离。96、氨的合成中，原料气和变换气中含有的硫化物和碳的氧化物会导致催化剂中毒，脱硫过程常采用ADA法，脱硫过程的计量方程式为2H2S+O2=2H2O+2S↓。97、原料气的净化中采用甲烷化脱碳，发生的反应为CO+3H2=CH4+H2O、和CO2+4H2=CH4+2H2O。二、单项选择1、化学工程包括的内容可归纳为【C】A．物料衡算B．平衡关系C．化学反应工程D．过程速率2、表压、绝对压与真空度之间的关系可表示为【B】A．表压=绝对压+真空度B．表压=绝对压-大气压C．表压=大气压-真空度D．表压=大气压-绝对压3、管内介质的流速u对管内传热膜系数α有何影响【A】A．u增大，α增大B．u增大，α减小C．u减小，α增大D．无影响4、由离心泵和某一管路组成的输送系统，其工作点【D】A．由泵牌上的流量和量程所决定B．由泵的特性曲线所决定C．泵的最大效率所对应的点D．是泵的特性曲线和管路的特性曲线的交点5、以下泵中具有自吸能力的是【A】A．往复泵B．齿轮泵和旋涡泵C．离心泵D．旋转泵和旋涡泵6、离心泵产生气缚现象的原因是【D】A．安装高度太高B．安装高度太低C．液体的饱和蒸汽压低D．泵内存在空气7、流体以一定质量流量通过水平圆形直管段，随管径的增加，其雷诺数Re【B】A．变大B．变小C．不变D．不确定8、石油在管中滞流流动，在体积流量不变的情况下【C】A．管长增加一倍，阻力增大2倍B．管长与阻力无关C．管径增大一倍，阻力为原来的1/16D．油温降低粘度大一倍，阻力增加2倍9、流体的粘度是【D】A．表现在速度大小B．流体粘合力的大小C．流体密度的大小D．流体内部摩擦力的表现10、常温下水泵的安装高度Hg应为【C】A．Hg>10mB．Hg=H总-∑HfC．D．泵比液面低11、若某一管子为Φ108×4，则其内径为【C】A、108B、104C、100D、11212、若某一系统内流体的绝对压强小于当地的大气压，则压强计的读数是【C】A、表压强B、绝对压强C、真空度D、相对压强13、雷诺准数Re≥10000时，可判断流体的流动类型为【D】A、滞流B、过渡流C、湍流D、稳定湍流14、衡量流体粘性大小的物理量粘度μ的单位是【B】A、N·m2B、Pa·sC、Pa·mD、Pa·m-115、判断流动形态的依据为：【B】A、；B、；C、；D、。16、水泵吸水管（内直径为80mm）内流速1.2m·s-1，则压出管（内直径为40mm）内水的流速为A、2.4m·s-1；B、3.6m·s-1；C、4.8m·s-1；D、6.0m·s-1。【C】17、下列哪种流体符合公式：【A】A、牛顿型流体；B、胀流型流体；C、宾汉塑性流体；D、假塑型流体。18、装在某设备进口处的真空表读数为-50kPa,出口压力表的读数为100kPa,此设备进出口之间的绝对压强差为kPa。【A】A、150；B、75；C、50；D、25。19、水以2m·s-1的流速在Φ35×2.5mm钢管中流动，水的粘度为1×10-3Pa·s，密度为1000kg·m-3，A、层流；B、湍流；C、过度状态；D、无法确定。20、某套管换热器由Φ108×4mm和Φ55×2.5mm钢管组成，流体在环隙间流动，其当量直径为_______mm。A、53；B、45；C、50；D、58。21、某离心泵运行一年后发现有气缚现象，应

【C】A、停泵，向泵内灌液；

B、降低泵的安装高度；C、检查进口管路是否有泄漏现象；

D、检查出口管路阻力是否过大。22、在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数【C】A、同光滑管；

B、只取决于Re；C、取决于相对粗糙度；D、与粗糙度无关。23、某液体在内径为d0的水平管路中稳定流动，其平均流速为v0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2（d2=d0/2）的管子时，若流体为层流，则压降为原来的

倍。

【C】A、4；

B、8；

C、16；

D、32。24、安装在管路中的压差计其读数表示：【B】A、两截面间的阻力损失；B、两截面间的压差；C、某一截面的阻力损失；D、某一截面的压力。25、长度为a,宽度为b的矩形管道，其当量直径de为。【A】A、2ab/(a+b)；B、ab/(a+b)；C、ab/2(a+b)；D、4ab/(a+b)。26、有相变时的对流传热系数比无相变时【A】A．变大B．减小C．不变D．无影响27、对在蒸汽——空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中在工程上可行的是【A】A．提高空气流速B．在蒸汽一侧管壁上加装翅片，增加冷凝面积并及时排走冷凝液C．提高蒸汽流速D．采用过热蒸汽以提高蒸汽温度28、通过对复杂的对流传热过程的分析和简化处理后，对流传热的热阻就集中到【A】A．传热边界层B．滞流层C．过渡层D．湍流层29、在套管换热器中，已知热流体进、出口的温度分别为Tl=100℃，T2=60℃，冷流体的进口温度为t1=30℃，且知，则△tm等于【B】A、0℃B、30℃C、70℃D、不能确定30、两流体在套管换热器中无相交逆流传热，今使热流体流量增大，其它操作条件不变，则热流体出口温度T2【A】A、变大：B、变小；C、不变；D、不确定31、使用列管换热器，用饱和蒸汽加热原油，原油宜走【B】A、壳程；B、管程；C、壳程和管程均可；D、无法确定32、用国际单位导出导热系数单位【A】A．W·m-1·K-1B．J·m-1·K-1C．kg·m·S-1·K-1D．N·m·S-1·K33、流体在列管换热器中换热时【B】A．混浊结垢的流体应流在外管B．流量小粘度大的走外管C．冷流体走管外D．高压流体走管外34、列管换热器壳体采用膨胀圈是因为【D】A．增加壳体的强度B．提高传热效率C．为了好固定壳体D．防止热应力的破坏35、总传热系数的物理意义【B】A．两等温面温差为lK，厚度为1m，每秒通过1mB．当冷热流体两主体温差为1K，每秒通过1m2C．当流体主体与璧面温差为1K，每秒通过1m2D．物体能否传热的性质36、工业生产中应用最广泛的一种主要换热方法是【B】A、直接换热B、间壁换热C、蓄热式换热D、传导换热37、当冷热两种流体在换热器进出口温度一定，要求达到同样传热量时，在相同的传热系数情况下，逆流平均温度差＿并流平均温度差【A】A、大于B、小于C、等于D、不确定38、下列不属于强化传热过程的途径为【D】A、增大传热面积B、提高传热系数C、提高传热温度差D、提高流体的压力39、化工生产中最常用的热交换器是【A】A、列管式热交换器；B、夹套式热交换器；C、板式热交换器；D、蛇管式热交换器。40、下列哪种方式不属于热传递的基本方式。【A】A、吸热；B、传导；C、辐射；D、对流。41、穿过两层平壁的稳态热传导过程，已知各层温差为△t1=40℃,△t2=15℃，则第一、二层的热阻R1、R2的关系为___________。【A、无法确定； B、R1<R2； C、R1=R2； D、R1>R2。42、低浓度气体吸收过程中，若增加液气比而其它条件不变，则该吸收过程的△Ym【A】A、升高B、不变C、降低D、不确定43、气体扩散系数D气与液体扩散系数D液的大小关系为【A】A、D气>D液B、D气≈D液C、D气<D液D、不确定：44、吸收塔的设计过程中，首先确定该吸牧过程的难易，是指先计算过程的【C】A．传质单元数；B、传质单元高度C、推动力D、传质系数45、用清水逆流吸收空气混合物中某可溶组分，该组分进口浓度为6％，出口为1％（均为摩尔百分数）。混合气流量为30kmol/h，该可溶组分的回收率为【C】A、95％B、90％C、84.2％D、不确定46、亨利系数H和溶解度系数E与温度的关系【A】A．温度升高H值降低，E值增加B．温度降低H值降低，E值降低C．温度升高H值升高，E值降低D．温度与H和E值无关47、气液两相吸收时在界面上【D】A．气相吸收质分压与液相吸收质气相平衡分压无关B．气相吸收质分压大于液相吸收质平衡的气相分压C．气相吸收质分压小于液相吸收质气相平衡分压D．气相吸收质分压等于液相吸收质气相平衡分压48、液相传质单元高度当吸收剂流量一定时【A】A．当Kx越大则传质单元高度越小B．当a值越大则传质单元高度越大C．当A值越小则传质单元高度越小D．传质单元高度与a、Kx、A无关49、双膜理论认为【C】A．气液界面二侧存在着气膜和液膜，随着气液主体湍流增加气液膜会消失B．气液界面是吸收过程的阻力C．吸收质在界面上两相处于平衡状态D．气相吸收质主体的分压与界面上气相吸收质的分压的大小都不影响吸收50、用水吸收空气中的SO2气体，其中惰性组分为【B】A、水B、空气C、SO2D、空气和SO2组成的混合气体51、化工生产中应用最广泛的气液传质设备是【C】A、板式塔B、喷洒吸收塔C、填料塔D、降膜吸收塔52、在亨利定律中，亨利系数E的单位是【B】A、mol·m-3·Pa-1B、PaC、mol·m-3D、无量纲53、某吸收质在气相主体中的摩尔分率为y，在液相主体中的摩尔分率为x，比摩尔分率为X，与液相平衡时的气相主体中吸收质的摩尔分率为y*,相平衡常数为m,则当（）时，吸收达到平衡。A、y=xB、y=y*=mxC、y=XD、x=X【B】54、不符合选择吸收剂原则的是【D】A、无毒；B、难燃；C、腐蚀性小；D、粘度高。55、在吸收操作中，溶质组分在液相中的实际浓度总是与气相成平衡的浓度。【C】A、大于；B、等于；C、小于；D、不确定。56、填料塔是接触式的气液传质设备。【A】A、连续；B、分级；C、逐级。57、已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.0035atm、E2=0.011atm、E3=0.00625atm，则【A】A、t1<t2；

B、t3>t2；

C、t1>t2；

D、t3<t1。58、下列不属于填料特性的是【D】A、比表面积；B、空隙率；C、填料因子；D、填料密度。59、温度升高，下列物理量数值减小的是【C】A、亨利系数；B、相平衡常数；C、溶解度；D、平衡分压。60、下列不是造成实际塔板效率降低的原因是【B】A、塔板上浓度不均；B、回流比太小；C、塔板的漏液；D、物料的返混。61、蒸馏是分离混合物的单元操作。【B】A、气体；B、液体；C、固体；D、液固。62、某筛板精馏塔在操作一段时间后，分离效率降低，且全塔压降增加，其原因及应采取的措施是

【B】A、塔板受腐蚀，孔径增大，产生漏液，应增加塔釜热负荷；B、筛孔被堵塞，孔径减小，孔速增加，雾沫夹带严重，应降低负荷操作；C、塔板脱落，理论板数减少，应停工检修；D、降液管折断，气体短路，需更换降液管。63、下列单元操作不属于传质过程的是【A】A、蒸发；B、蒸馏；C、吸收；D、干燥。64、回流比的上限值为【C】A、内回流；B、外回流；C、全回流；D、最小回流比。65、当回流从全回流逐渐减小时，精馏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【B】A、逐渐减小；B、逐渐增多；C、不变；D、不能判断。66、某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.4，相应的泡点为t1，气相组成为yA=0.4，相应的露点组成为t2，则【B】A、t1=t2；

B、t1<t2；

C、t1>t2；

D、不能判断。67、精馏操作线为直线的理论假设为【C】A、理论板；B、理想溶液；C、恒摩尔流；D、双膜理论。68、在硫酸工业中，三氧化硫的成酸过程是采用化学吸收的方法，吸收剂为【D】A．纯水B．质量分数为0.10的稀硫酸C．质量分数为0.988的硫酸D．质量分数为0.983的硫酸69、二氧化硫催化氧化生产三氧化硫，目前生产上使用的是【D】A、铁催化剂B、铜催化剂C、镍催化剂D、钒催化剂70、根据SO2在催化剂上的氧化反应，哪一部分为反应的控制部分？【C】A．氧气和二氧化硫分别从气相主体流向催化剂B．氧气被催化剂活性吸附C．二氧化硫在催化剂表面上反应D．生成三氧化硫在催化剂表面解析而后向气相主体扩散71、下列哪项净化二氧化硫炉气的说法是正确的？【D】A．干法除尘可除去气体杂质B．水洗净化效果好，但产生大量废水C．酸洗法不产生废水．但不能除酸雾D．上面干洗、水洗、酸洗联合采用效果虽好但设备太多不适于生产72、以硫铁矿为原料生产硫酸，主要经历三个化学反应，下列反应中不对的是【D】A、4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2B、SO2+1/2O2=SO3C、SO3+H2O=H2SO4D、S+O2=SO273、在硫酸生产过程中，吸收三氧化硫通常用【C】A、93～95﹪的硫酸B、硫酸C、98.3﹪的硫酸D、水74、合成氨生产过程中，变换工序的主要目的是【C】A．把一氧化碳变换成易于清除的二氧化碳，并补充适量的氮B．把一氧化碳变换成无害的甲烷C．把一氧化碳变换成有用的氢D．把二氧化碳变换成有用的氢75、在合成氨工业中，下列哪一步不是氨合成过程的步骤？【C】A、造气；B、净化；C、解吸；D、分离。76、在合成氨实际生产中，为了追求高速率，同时又要保持气体组成稳定，常采用一定的方法来控制原料气中氢氮比，下列有关氢氮比的说法中不准确的是【B】A、新鲜原料气的氢氮比为3；B、整个过程原料气氢氮比均为3；C、混合后循环气氢氮比约为2.8；D、合成塔出口处氢氮比约2.5。77、在合成氨实际生产中，为了充分利用热量和操作安全，把造气阶段分成四个阶段，下列哪一项不属于造气阶段？【C】A、上吹制气；B、下吹制气；C、空气吹风；D、二次上吹。78、在合成氨工业中，应当加以优化的主要工艺条件有温度、压力、原料气组成、空间速度及催化剂粒径等，其中反应温度的最佳范围是【A】A、400~510℃；B、300~400℃；C、500~600℃79、在合成氨工艺条件优化阶段，广泛使用的变换催化剂是【A】A、铜催化剂和铁铬催化剂；B、钒催化剂；C、锰催化剂和铬催化剂；D、铜催化剂和锰催化剂。80、在一间歇搅拌釜式反应器内进行的某一级反应，反应转化率从0％到90％所需的时间与反应转化率从90％到99%所需的时间相比等于【C】A、10B、5C、1D、不确定81、理想间歇搅拌釜反应器中【B】A．由于搅拌，反应物的浓度在器内处处相等，所以物质的传递对化学反应有影响B．当反应器内有足够快的传热速率时，反应器内各处温度相等，排除了传热对化学反应的影响C．在反应器内反应物浓度不变D．在反应器内生产物浓度不变三、多项选择题1、直管中流体滞流流动时，与阻力有关的因素是【ABCD】A．管长B．流体粘度和密度C．管径D．流体的流速E．管壁的厚度2、选用填料吸收塔的填料应为【ACD】A．较大的比表面B．有较大的空隙率C．填料强度大耐腐蚀D．价廉E．填料表面不易浸润3、为了提高传热系数K值，应采取以下措施【ACE】A．减小α值小的流体热阻B．增加传热面积C．清除换热壁上的污垢D．提高传热温度差E．采用给热系数大的载体4、接触法生产硫酸技术展望【BCDE】A．生产大型化B．提高反应气中SO2浓度C．降低能耗D．余热利用E．综合利用和环保四、判断1、质量守恒定律在化学工程和工艺中表现为物料衡算。（√）2、过程速率决定设备的生产能力。显然，过程速率越高，设备生产能力越大或设备的尺寸越大。×3、测气体的转子流量计是用空气来标定的，所以凡是测量气体都无需换算。（×）4、离心泵的气蚀现象是因为泵的安装高度不合适造成的。（√）5、当关小离心泵的出口阀时，泵的扬程增大了，其升扬高度提高了。（×）6、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就不一样。（×）7、泵的扬程就是泵的升扬高度。（×）8、大多数气体的导热系数随温度升高而减小。（×）9、流体对壁面给热阻力来自传热边界层。（√）10、良导热体和绝热体的导热系数一定相差很大。（√）11、连续定态传热时，冷热流体的对数平均传热温差可用式表示。（√）12、连续定态传热时，并流操作的传热推动力优于逆流操作。（×）13、传热速率方程Q=KA△tm中的温差是指流体与管壁之间的温差。（×）14、在稳态传热中，凡热阻大处其温差也大。（√）15、热量传递过程的规律与流体流动过程相似，流速越大，则其过程的阻力越大。（×）16、当保温材料的厚度加大时，内外壁面的总温度差增大，总的热阻也增大，总推动力与总阻力之比为定值，即导热速率不变。（×）17、换热器的平均传热温度差，是指热流体进出口的平均温度与冷流体进出口的平均温度的差值。（×）18、导热系数和对流传热膜系数都是物质的属性之一。（×）19、蒸汽冷凝时，不凝气体的存在会减少冷凝给热系数。（√）20、传导和对流传热的传热速率与温度的一次方之差成正比。（√）21、吸收操作线在平衡线的上方说明是解吸。（√）22、当气体与液体相互接触时，气液界面上会存在气膜和液膜，膜厚度或状态受流体滞留或湍流程度的影响，不一定总存在。（×）23、在吸收操作中，对于易溶气体属液膜控制，对于难溶气体属气膜控制。（×）24、板式塔为逐板接触式的气、液传质设备，填料塔为连续接触式的气、液传质设备。（√）25、吸收过程中，当操作线与平衡线相切或相交时所用的吸收剂最少，吸收推动力最大。（×）26、对于大多数气体的稀溶液，气液平衡关系服从亨利定律。亨利系数（E＝p/x）随温度的升高而增大，而溶解度系数（H＝C/p）随温度的升高而减小。（√）27、混合液中两组份的相对挥发度值越大，分离越容易。（√）28、对于双组份混合溶液，进行多次部分气化和多次部分冷凝，可以将混合物分离成为纯的或接近于纯的组分。（√）29、蒸馏按体系组分分为单组份蒸馏、双组份蒸馏和多组份蒸馏。（×）30、精馏塔中精馏段的作用是逐板增浓上升气相中易挥发组分的浓度。（√）31、全回流情况下，精馏段操作线和提馏段操作线都简化为y=x，精馏所需的理论塔板数最少。√32、在二元混合液的精馏中，为达一定分离要求所需理论塔板数随回流比的增加而减小。（√）33、在t-x-y图中，汽相线与液相线，离得越开，表示该系统越容易分离,若汽相线与液相线重合,则不能分离。（√）34、有搅拌的反应釜其高和直径应近似为1:1，这样有利搅拌。（√）35、在SO2的催化氧化初期，优化反应温度较高，化学动力学反应速率较快，所以应该使用粒径较小的催化剂，以免降低实际反应速率。（√）36、SO2的催化氧化是体积缩小的反应，所以减压可以提高平均转化率。（×）37、把混合气中的SO3转化为浓硫酸产品时，可以用水、稀硫酸或浓硫酸做吸收剂。（×）六、计算1、如图所示，某泵的吸水管，内径为200mm，管下端浸入水池2m，管口底阀阻力，在吸入管距水面3m处装有真空表，读数为300mmHg，从A到B点阻力损失为。试求：（1）吸水管内水的流量。（2）吸水管入口处A点压强。解：（1）由截面1-1→3-3列柏努利方程∵m，Pa，∴解得：u=1.38m/s（2）由1-2列柏努利方程解得：Pa2、用泵将碱液槽中碱液抽往吸收塔顶，经喷头喷出作吸收剂用，碱液池中碱液深度为1.5m，池底至塔顶喷头口的垂直距离为16m（如图所示）。系统中管路内径为53mm，考虑管路中管件的局部阻力，管路总当量长度为19.6m，摩擦系数为0.0194。碱液在喷头口前的静压强按压力表指示为0.3kgf·cm-2（表压），碱液密度为1100kg·m-3。计划送流体的量为25t·h-1。若泵的效率为55％，试求泵所需的功率?解法见P14例题。3、水泵从低位槽抽水至高位槽，上水管出口和低位槽水面距离34.5m，排水量30m3·h-1，管为Φ102×3mm，泵的效率为65％，水管阻力为5m水柱，求泵的轴功率，ρ水=解：取低位槽水面1-1截面，上水管出口为2-2截面。m·s-1列柏努利方程：mkW4、计算水流过Φ24×1.5mm的铜管，求因摩擦而引起的压头损失（分别以Pa和米水柱表示）。管长10m，流速1.5m·s-1，已知λ=0.024，ρ水=1000kg·m-3解：d=0.021m，Pam5、泵将冷水打入塔顶，由水面至泵入口管长10m，在吸入管路中有一个90°弯头，一个吸滤筐和底阀；从泵出口到塔顶喷嘴的管长36m，整个管路为Φ108×4的钢管，，管路中有2个90°弯头，一个闸门阀。已知90°弯头的当量长度为40d，闸门阀的当量长度为15d，泵的吸滤筐及底阀的局部阻力系数为ξ=7，其中d为管子的内径。摩擦阻力系数为0.025，塔顶喷嘴的阻力Δp=9.81kPa。若流量为50m3·h-1，试求管路中的直管阻力损失压头，局部阻力损失压头和总损失压头。(20℃时，水的密度为1000kg·m-3解：由题意知：直管总长l=10+36=46m；3个90°弯头的当量长度le1=3×40d=3×40×0.1=12m；1个闸门阀的当量长度le2=1×15d=1×15×0.1=1.5m；泵的吸滤筐及底阀的局部阻力系数取ξ=7；塔顶喷嘴的阻力Δp=9.81kPa；摩擦阻力系数λ=0.025；管路中流速为：(1)、直管阻力损失压头(2)、局部阻力损失压头（3）、总损失压头=hf1+hf2=1.84+2.68=4.52m6、用泵将冷水打入塔顶，已知水池水面比地面低2m；整个管路为Φ108×4的钢管，喷嘴距地面高24m，管路中总损失压头为4.5m。塔顶表压强为6.87kPa；试求流量要求为50m3·h-1所需泵的压头及泵的功率。（已知水温为20℃时，ρ解：选取地面为基准面，水池水面为1-1截面，塔顶喷嘴为2-2截面，列伯努利方程式：已知式中z1=-2m，z2=24m；两截面均取表压强，则p1=0，p2=6.87kPa；以水池水面远大于Φ108×4管截面，故w1m·s-1∴m泵的功率N=7、20℃的水以8m3·h-1的流量流过套管间的环形通道，外套管为Φ75×3.5管，内管为Φ48×3.5管，试判断水在环形管内的流动类型。（20℃水：μ=1.005×10-3Pa·s，ρ=解：外套管内径为d1=75－2×3.5=68mm；内管外径为d2=水在套管环隙的流速为 w=其当量直径为：de=计算雷诺准数值判断流动类型此时Re＞10000，故水在套管环隙流动的类型为稳态湍流。8、用泵将贮槽里的碱液打入吸收塔顶作为吸收剂，贮槽中碱液深度为1.5m，贮槽底至塔顶液体出口垂直距离为16m；系统中管路内径为53mm,碱液在塔顶出口处的表压强为29.4kPa，碱液的密度为1100kg·m-3，如果碱液输送系统内损失压头为3m解：选取贮槽底地面为基准面，选取碱贮槽碱液面为1-1截面，塔顶碱液出口为2-2截面，列两截面能量衡算方程式并移项，整理为：已知：Z1=1.5m，Z2=16m，ρ=1100kg若都以表压强表示，则p1=0，p2–p1=29.4kPa碱液贮槽液面下降的速度w1比泵出口管内碱液的流速w2小得多，取w2≈0；塔顶碱液出口流速为m·s-1 已知碱液在管路中总损失压头为=3mmWW9、如图高位槽水面距管路的垂直距离保持为5m不变，水面上方的压强为4.905Pa（表压），管路直径为20mm，长度为24m解：在断面1-1和2-2之间列机械能衡算式若取大气压强和管出口高度为基准，并忽略容器内流速（即v1=0，H2=0，p2=0），则解得：J·kg-1J·kg-1，倍10、以20oC的水为介质，在泵的转速为2900r·min-1时，测定某台离心泵性能时，某次实验的数据如下：流量12m3·h-1，泵出口处压强表的读数为0.37MPa，泵入口处真空表读数为0.027MPa，轴功率为2.3kW。若压强表和真空表两测压口间垂直距离为解：（1）泵的压头以真空表和压强表所在的截面为1－1'和2－2'，列出以单位重量为衡算基准的伯努利方程，即式中，z1–z2=0.4m，u1=u2，p1=-2.7×104Pa（表压），p2=3.7×105Pa（表压）因测压口之间距离较短，流动阻力可忽略，即Hf1-20；故泵的压头为：m（2）泵的效率11、水以7m3·h-1的流量流过下图所示的文丘里管，在喉颈处接一支管与下部水槽相通。已知截面1-1'处内径为50mm，压强为0.02MPa（表压），喉颈内径为15解：（1）先设支管中水为静止状态，在截面1-1'和2-2'间列柏努利方程：v1=(7/3600)/(π×0.052/4)=0.99v2=0.99(0.05/0.015)2=11p1=pa+0.02×106Pa若大气压强pa取1.0133×105Pa，则p1=1.0133×105+0.02×106Pa=1.2133×105Pa。可以解出：p2=p1+ρ×[]/2=6.13×104Pa(绝压)。（2）判断流向：取水槽液面3-3'为位能基准面，在假设支管内流体处于静止条件下：E2=p2/ρ+gH2=90.3J·kg-1E3=Pa/ρ=101.3J·kg-1因为E3>E2，支管流体将向上流动。12、在某一化工生产流程中，换热器采用一种高温流体来预热原料液，将原料由25℃预热到180℃；而高温流体经过换热，300℃解：由题意已知高温流体：300℃→ 原料液体：25℃→180逆流操作时平均温度差计算：△t1=200-25=175℃，△t2=300-180=则：℃并流平均温度差的计算：△t1=300-25=275，△t2=200-180=20℃℃根据总传热方程q=K•A•△tm，若在传热速率相同、传热系数也相同的条件下，比较采用并流操作与逆流操作所需传热面积，可得并流操作所需传热面积为逆流操作时的1.5倍。13、有一根Φ219×6的无缝钢管，内外表面温度分别为300℃和295℃，导热系数为45W·m-1·K-1，试求每米长裸管的热损失。解：d1=0.207m，d2=0.219m∴mW·m-114、某列管冷凝器，管内通冷却水，管外为有机蒸汽冷凝。在新使用时，冷却水的进、出口温度分别为20℃和30℃。使用一段时期后，在冷却水进口温度与流量相同的条件下，冷水出口温度降为26℃。求此时的垢层热阻。已知换热器的传热面积为16.5m2，有机蒸汽的冷凝温度为80℃，冷却水流量为2.5kg·s-1解：换热器新使用时换热器使用一段时间后：15、某有机物液体以0.5m·s-1的流速，从列管换热器中流过，列管总截面积为0.01m2，加热面积为5m2，管外用120℃的饱和蒸汽加热，总传热系数为400W·m-2·K-1，有机物的进口温度为20℃，换热过程中有机物的平均物性为：ρ=800kg·m-3，Cp=2kJ·kg-1解：设有机物的出口温度为t2，质量流量为qm，则kg·s-1∵KA△tm=qmCp(t2-t1)∴解得t2=42℃16、有一传热面积为1.5m2的换热器，把流量为540kg·h-1比热Cp=0.875kJ·kg-1·K-1的CO2气体从40℃冷却到20℃，冷水的初温为10℃，终温为15℃，已知K=115.8W·m-2·K解：若并流：△tm=13.97所需面积m2>1.5m2∴不合适若逆流：△tm=16.4所需面积m2<1.5m2∴合适17、管式换热器用热水对原油逆流加热。原油流量为40t·h-1，温度由15℃上升到50℃，原油的CP=1.672kJ·kg-1·K-1。热水流量为10t·h-1，进口温度为80℃，其CP=4.18kJ·kg-1·K-1。已知K=836kJ·m-2·h-1·K解：40×1.672×(50-15)=10×4.18×(80-T2)T2=24℃，℃m218、用初温为30℃的冷却水将每秒钟15kg、80℃的硝基苯通过换热器冷却到40℃，冷却水出口温度为35℃。已知硝基苯的定压比热容为1.63kJ·kg-1·K-1解：硝基苯在热交换中没有相态变化，其热负荷为 q1=qm,a•Cp,a•(ta2-ta1)=15×1.63×(80-40)=978kJ•s-1=978000W设冷却水的质量流量为qm,b，根据热量衡算可求得冷却水用量。kg•s-1每秒钟需要46.7公斤冷却水才能将80℃硝基苯冷却到19、用每小时41.5m3冷却水，以逆流方式将某精馏塔上升蒸气全部冷凝下需要多大传热面积的冷凝器？已知冷凝器是由钢管制成的，钢管的壁厚为3mm。上升蒸气全部冷凝时所放出的热量为1.52×106kJ∙h-1，上升蒸气的温度T=348K，冷却水进口温度t进=303K，热流体是有机物蒸气冷凝，α1=1300W∙m-2∙K-1，冷流体是水，α2=1000W∙m-2∙K-1，钢的导热系数为λ=49W∙m-1∙K-1，钢管的壁厚δ=3mm，水的比热容为4.18kJ·kg解：（1）冷却水出口温度:Ф=qmcp(t2-t1)1.52×106=41.5×103×4.18×(t-303)t=312K（2）平均温度差Δt1=348–303=45K，Δt2=348–312=36K所以Δtm=40.5K（3）传热系数K=1/(1/α1+1/α2+δ/λ)=1/(1/1300+1/1000+0.003/49)=550W∙m-2∙K-1（4）传热面积Ф=KAΔtm4.22×105=550×A×40.5A=1920、有一壁厚为10mm的钢制平壁容器,内盛80℃的恒温热水。水对内壁面的对流传热系数为240W·m-2·K-1。现在容器外表面复盖一层导热系数为0.16W·m-1·K-1，厚度为50mm的保温材料。保温层为10℃的空气所包围，外壁对空气的对流传热系数为10W·m试求：（1）每小时从每m2面积所损失的热量kJ·h-1·m-2；（2）容器内表面的温度Tw（钢材的导热系数为45W·m-1·K-1）。解：（1），℃，A=1m2K=1/(1/α0+1/αi+b1/λ1+b2/λ2)=1/(1/10+1/240+0.01/45+0.05/0.16)=2.399W·m-2·K-1Φ=2.399×1×70=168W每小时每m2面积散热量：3600×168/1000=605kJ·m-2·h-1（2）φ=αiA（80-Tw），80-Tw=168/240∴Tw=79.321、在内管为φ180×10mm的套管换热器中，将流量为3500kg·h-1的某液态烃从100℃冷却到60℃，其平均比热为2.38kJ·kg-1·K-1，环隙走冷却水，其进出口温度分别为40℃和50℃，平均比热为4.17kJ·kg-1·K-1，基于传热外面积的总传热系数K0=1800W·m-2·K-1求：(1)冷却水用量；(2)两流体为逆流情况下的平均温差及所需管长。解：（1）冷却水用量ＷhCph(T1-T2)＝ＷcCpc(t2-t1)3500×2.38×(100-60)＝Ｗc×4.17×(50-40)Ｗc＝7990kg.h-1（2）Δtm＝(50-20)/ln(50/20)＝32.75℃Q＝KAΔtmQ＝7990×4.17×(50-40)=3.332×106kJ.h-1∴A＝3.332×105/[(1800/1000)×32.75×3600]＝1.57(m2)πｄ0l3.14×0.18×l＝1.57∴l＝2.77(m)22、拟在内径为1.4m的填料塔中，用清水吸收焦炉煤气中的氨。每小时处理煤气量为5800m3（标准），煤气中氨的体积分数为0.038，要求回收氨98％。在操作条件下，氨-水物系的相平衡关系式为（Y，X均为摩尔比)，气相体积吸收总系数KY·a=41.67mol·m-3·s-1。若吸收剂用量为最小用量的1.6倍，试求：（1）吸收剂用量，kg·h-1解：(1)G=L=1.6(L/G)mG=1.6×1.18×249=470kmol·h-1=8500kg·h-1(2)23、空气和氨的混合气体在直径为0.8m的填料吸收塔内常压下用清水吸收其中的氨，己知混合气的流量为47.92kmol·h-1，混合气体中氨的含量为0.0134（比摩尔分率），吸收率为98%，操作平均温度为20℃，操作系件下气液平衡关系为Y=0.76X，实际液气比为1.12，且KY·a=0.10kmol·m-3·s-1解：，Y1=0.0134，Y2=Y1(1-98%)=0.00027G=47.92(1-Y1)=47.28kmol·h-1=0.013kmol·s-1S=0.785×0.82=0.5024mX2=0，由，得X1=0.0117则将以上数据带入，得H=2.3m24、在吸收塔中用焦油来吸收焦炉气中的苯，已知焦炉气进塔的流量为1000m3·h-1（标准），其中含苯2%(mol)，要求苯的吸收率为95％，焦油原来含苯是0.005%(mol)，塔内操作压强为800mmHg，温度为25℃，此条件下知Y=0.113X，L=1.15Lm解：，Y2=Y1(1-95%)=0.001，kmol·h-1kmol·h-125、吸收塔中连续逆流吸收从沸腾炉得到时SO2炉气，炉气中SO2含量9％（体积），每秒吸收SO21kg，吸收为常压，已知L/G=1.2(L/G)m，吸收率为90%，操作条件下Y=26.7X，求吸收剂每秒用多少千克?解：y1=0.09，Y1=0.0989，Y