环境工程原理试题库

《环境工程原理》试题库

试题一

一：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？

2、何谓气缚现象？如何防止？

3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？

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？

（2）传热系数K接近于哪一种流体的对流传热膜系数？

（3）那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？

5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？

6、单效减压蒸发操作有何优点？

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a=0.03,现发现压力表上的读数为5m〃2。，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10（Pc的热水冷却到5（）°C,热水

流量为60〃?%,冷却水在管内流动，温度从20°。升到45°。。已知传热系数K为

2000^2,换热管为025x2.5机机的钢管，长为3m.。求冷却水量和换热管数

（逆流）。

已知：夕热水=960%,3C热水冷水=4.18产）&女

试题一答案：

二：问答题

.2

1、〃产力.，.工。〃2=2山,

d\2g

V1

〃2

3422

%2=64/%"2•夕=2办。

,]IU221,

/72=z2-----=77/21。

d22g16■"•■25mV

2、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。

图1-1

3、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。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。

3、传热管的壁温接近于蒸汽的温度；传热系数K接近于空气的对流传热膜系数；空

气走管内，饱和蒸汽走管外。（蒸汽散热快）。

4、因为逆流操作：推动力大，所需的传热面积小；减少我热体的用量。

5、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

1、图示，在IT,2-2面间列板努利方程

m2J”

Q+Ah,

21+—+—

2gpg2gPg

=o.oi9”/=68.9

u=2.44”

/s4

在2-2,3-3面间列板努利方程

U22P2,?22

Z2+k+—+=z3d以------卜ht0+5=0+2.—.FG—

2gpg2gpg-------------------------d2g'2g2g

2/

—+0.03.—.—!—+—!—

5=2.44G=80

[2x9.810.12x9.812x9.81；

即流体的流量为〃

0.019C,68.9局部阻力系数为8。

—6

2、(1)、2.42=K.30?.3()x60A：=3.56x10

.3

⑵、V=\.lni

11

(3)、V2=2K.A2.T

••a

V2=2K.A2.T=2X3.56x10-6x302.2x3600V=6Wo

3、5。|(丁曰2)=，G2=32%

Ar=425°CA=G2C2(t2-t\)/KAt=39An^0

n=167.即冷却水的流量为32%和管子根数为167根。

试题二

二：问答题（30分）

1、流体的流动形态有哪几种？如何判断？

2、何谓层流内层？其厚度受哪些因素影响？

3、采用多级压缩的优点有哪些？

4、列管式换热器为何要进行热补偿？

5、单层圆筒壁的内、外半径分别为〃和厂2,壁表面温度分别为7,

和若/</,试写出圆筒任意半径r处的温度表达式？

三：计算题（50分）

1、流量为5000〃?%的水通过一根20Km长的水平管，总压降为0.5Mpa。现在中央接

一完全相同的平行管到中点。问总流量变为多少加%?（设总压降始终不变，流

动始终为高度湍流，局部阻力忽略）。

2、泵将20°C的水由一贮槽打到另一贮槽，其中吸入管和排出管的管径为

098X4〃7/〃*KJ无缝钢管。吸入管长为50m,排出管长为160%且泵到

管出口的距离为10m,其中流量为（已知：p（）-\atm.

/

4=0.02,Hv=3.0m,N电=2Kw,77电=0.94）.（20°C时水，p=1000^/3,

3A3

//=1.24X10-^/2,p°=2,4xl0^/2）

求：忽略动压头，求泵的安装高度？

泵的轴功率和效率？

3、一列式换热器规格如下：管长3叫管数30根，管径为025x2.5〃〃%,管程为

1,现拟选用此换热器冷凝、冷却CS2饱和蒸汽，使之从饱和温度46°。降至

10°CoCS2走管外，其流量为Gi=0.07”（，其冷凝潜热为356%^,比热为

LOS，%。。。水走管内，且与C§2成逆流流动。冷却水的进出口温度分别为

5°C和30°C。已知冷凝和冷却段基于外表面的总传热系数分别为

K}=2000^/20。和《2=100%2问此换热器是否造适用？

4、用一传热面积为10〃户的蒸发器将某溶液由15%浓缩到40%,沸点进料，要求每小

时蒸得375Kg浓缩液，已知加热蒸汽压强为200Kpa,蒸发室的操作压强为20Kpa,

此操作条件下的温度差损失可取80C,热损失可忽略不计。试求：（1）开始设

入使用时，此蒸发器的传热系数为多少？

（2）操作一段时间后，因物料在传热面上结垢，为完成同样蒸发任务，需将

加热蒸汽的压力提高到350Kpa,问此时蒸发器的传热系数为多少？

查得20Kpa水蒸汽的饱和温度为60.1°。，汽化潜热为23549

查得200Kpa水蒸汽的饱和温度为12Q2°C

查得350Kpa水蒸汽的饱和温度为13a80C

N=HQpg=16.75.35.10009.81/3600=\.6Kw.n==85%.

2

3、换热器已有的传热面积：A=n.7r.dl=30.3.14.0.0253=7.07/zzo

求所需的传热面积：

冷凝段的热量：Q=卬/=0.07.356=24.9Kw

冷却段的热量：Q2=W.C].（7厂72）=0.07.1.05.36=2.65Kw。

总热量为:Q=Q+Q2=27.55KW

冷却水的用量：G水二、二—/J=0263e/

水。.（上一。）4.187.（30-5）八

冷却水离开冷却段的温度：t=0十―—=5+———=7.4°C

G水C比0.263.4.187

(46—7.4)―(46—30)

=25.70C

冷凝段的温度差：Z=

,46-7.4

In

46-30

(46-7.4)-(10-5)

=16.4°C

冷却段的温度差：A/=

10-5

Q24.9.1000=4.84w2

冷凝段所需传热面积:4=~KAt~2(X).25.7

Q_2,65.1000

=1

冷却段所需传热面积:2~KAt~100.16.4

所需的总的传热面积:A=6.45^2.

4、水分蒸发量：W=F.=0.625F,F-W=375.

Ib)

F二lOOOKg,g625Kg

溶液的沸点为"60.1+8=68.1°。。

/上珏少将i/4，“Q625.23549.1000

KK=----------彳--------------=785y

传热系数为：A\t10.3600(1202-68.1);/m29?nC

rr4々鲂Q625.23549.1000

改变压力后的传热系数：K=-^=----------7--------------；=578y0no

AM10.3600(13&8-68.1)AT?2.°C

可见结垢以后的传热系数降低。

试题三

判断题（18分）

1、在并联管路中，它们的阻力相等，同理在串联管路中，它们的流速也是相等的。

（稳定流动）。

2、转子流量计可以读出任何流体的流量。

3、用雷诺准数来判断流体的流动形态时，在SI制中属层流范围，在cgs制中属湍

流范围。

4、粘度是流体的物理性质之一，则雷诺准数也是流体的物理性质之一。离心泵铭牌

上的性能参数是指泵扬程最高点下的性能参数0

5、往复式压缩机的工作循环是由吸气、排气、膨胀、压缩四个阶段组成。

6、沉降器的生产能力与沉降速度及沉降面积有关，与沉降高度无关。

7、气相与液相所组成的物系称为气相非均相物系。

8、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液量不断增加，生

产能力也不断增加。

9、多层导热时，其推动力为各层推动力之和，阻力也为各层阻力之和。

10、流体对流传热膜系数一般来说有相变时的要比无相变时为大。

11、多层平壁稳定导热时，如果某层壁而导热系数小，则该层的导热热阻大，推动力

12、若以饱和蒸汽加热空气，传热的壁面温度一般取空气和蒸汽的平均温度。

13、所谓黑体就是人们所讲的黑颜色的物体。

14、在同一种流体中，不可能同时发生自然对流和强制对流。

15、多效蒸发可以提高蒸汽的利用率，二次蒸汽利用一次称为单效蒸发，利用二次称

为双效蒸发，依次类推。

16、对流传热系数是物质的一种物理性质。

17、黑体、镜体、和灰体都是理想化的物体，在自然界中并不存在。

18、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。

三：计算题（64分）

1、图示，“U”管压差计甲的上部管内充满了水，下部为汞，汞的液面落差为3c7〃,

求AP时?若再接一“U”管压差计乙，其上部仍为水，下部放置不知名的液体，

且测得H乙=63.5。〃，求夕乙？

2、一降层室长为5m,宽为3m,高为4m。

内部用隔板分成20层，用来回收含尘

气体中的球形固体颗粒，操作条件下含

尘气体的流量为3600。〃%,气体密度

p=0.9,粘度为〃=0.03/〃2心。

尘粒密度0=4300。试求理论上能

100%除去的最小颗粒直径？

3、外径为200mrTi的蒸汽管道，管外壁温度为

16d）C。管外包以导热系数为

图3-1

4=0.08-4-llxlC）-4/的保温材料.要求保温层外壁面温度不超过600C.

每米管长的热损失不超过150%。同保温层的厚度应为多少？

4、欲将浓度为25乐沸点为131.5°。，流量为3600*%的NaOH水溶液经蒸发浓缩到

50%o料液的进口温度为20°C,加热蒸汽的压强为392.4Kpa（绝压），冷凝器的

压强为53.32Kpa.据经验蒸发器的传热系数可取1100”7,溶液的密度为

1500笠^。若忽略蒸发器的热损失。求加热蒸汽的消耗量及蒸发器所需的传热

面积？0=4.93%0。

己知：p=53.32Kpa,r=83°C,r=2000%g

p=392.4Kpa,7=1429°CR=2143%

/Kg

试题三答案

三：计算题

3

1、3=（夕示一"测）RgA/?=（13.6-l）0.03.9.81.10=3.70SKpao

=.亍—“0.635.9.81.1（P=3.708&/a,/示二1600^/30

2、降沉室的总面积：A=20.5.3=30(h?。

36000

沉降速度：^/=-==0.033^o

A300.3600/$

设沉降区为层流，则有…="泮

0.033=—(433。丝・81,公2.06x1。4,。

18.0.03.10-3

验算：心如=陋金华”=0.66YL

〃0.03.10~3

3、保温材料的导热系数：4=0.0921%/。

2怨世60160)/0,5=47,所。

1吟"+%00

4、水分蒸发量：VV=F.|1-^2.|=360(/1--1=1800^^/0

IJV50j%

加热蒸汽消耗量：D=r4^=36004.93.(131.5-20)=Qo

R2143公

所需的传热面积为：A=­=—―362143125.93

KAt1100(1425-131.5)

即所需的加热蒸汽消耗量为0.736%。所需的传热面积为1259次

试题四

三：计算题

1、图示为一输油管路，未装流量计，但在A、B分别测得压强为

PA=150Kpa,PA=140&%,试估算管道中油的流量？已知：管为。89X4L,A、B

间距为10m,

其中管道的当量长度为9.3m,

K

p=820^/3,〃=12切。

2、试证明球形颗粒在重力场中作自由沉降时，层流区域内的沉降速度公式

为:

18.〃

3、用一板框压滤机在300Kpa压强差下过滤图4-2

某悬浮液。已知过滤常数K为7.5x105冽7

qe为SOI"!/?o要求每一操作周期得8,产滤液，过滤时间为0.5h。

设滤

饼不可压缩，且滤饼与滤液体积之比为0.025。试求：过滤时间；若操作压

强

差提高至600Kpa,现有一台板框过滤机，每框的尺寸为635x635x25"zw，

若

要求每个过滤周期仍得8〃产滤液，则至少需要多少个框能满足要求？过滤时

间

又为多少？

4、一卧式列管换热宿，钢质换热管长为3m,直径为°25X2〃7)明水以()7%的

流速在管内流动，并从17°。被加热到37°C。流量为1.25%、温度为

72°C

煌的饱和蒸汽在管外冷凝成同温度的液体。烧蒸汽的冷凝潜热为315%且o

己测得：蒸汽冷凝传热系数为800%7，管内侧热阻为个侧热阻的40乐

/m2ync

污垢热阻又为管内侧热阻的70%,试核算换热管的总根数及换热器的管程

数。

计算时可忽略管壁热阻及热损失。

试题四答案

三：计算题

1、在A-B两点间列板努利方程：

+—+2^.-

P电2gd2g

150xl03140x1()3।J9.3〃2

0+--------------=1+/I.”2=0.02.

82Q9.8182(19.810.()8「2.9.81

0.117

设流体在管路中作层流流动，贝J：A=—

92011792

A.U=0.02=—―~.u=0.02ow=1.7^o

核算雷诺准数：七,二4丝=933<2000。

贝I」：油品的流量为丫=；。♦，.〃=31.52m%。

33

2、颗粒作自由沉降，受力:F}=y.7r.d.psg,F2=y.7r.d.pg

66

22

F3=g—^.d"",mao尸］一/2一尸3二°

心声层一%一笔也

52

3、过滤面积：（q+q¥=K1,+0.012^=7.5.10~.05.3600,A=22.5mo

0.2

滤饼体积：V=8.0.025=0.2加3框数〃==20o

0.635.0.635.0.025

过滤总面积：，4=0.6352.2.20=16.1筋2。

/2-4

(q+qe)2=K.T,(8zj613+0.012)=1.5.10r,工=0.478〃。

5、传热量为：Q=394Kw。所需水量：W=4.713%\4=44.25°。。

单管水量：^=().243%,每程所需管子数为：〃=20。

每程传热面积：A=4.71/〃2,传热系数：K=4762%20c

所需传热面积：A=18.7〃，管程数为：联4.总管数为80根。

试题五

一：简答题（60分）

1、图示管路中，流体作稳定流动。问：

（1）、静压头2哪个大？为什么？

pg---A-

（2）、体积流量V哪个大？为什么？

（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？

9、强化传热的途径有哪些？

10、蒸发操作有何特点？

~：计算题

1、容器A、B分别盛有水和密度为

800%3的洒精，中间接一水银压差计。

（1）当容器A中的压强P*2.943x1O’”。

（表压）时，测得R=0.3m,/?]=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=1.962x1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,其上方压强为

652.365Kpao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为3.5爪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.IMpa（表压）下20分钟可在每平方米过

滤面积上得到0.197阳3的滤液，再过滤20分钟又得到滤液0.09〃，，试求共过滤i

小时可得总滤液量为多少？

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%,加热蒸

汽的温度为12（P。，其汽化潜热为2205%。已知蒸发器内二次蒸汽的冷凝温度

为81°C,各项温度差损失共为9°C。取饱和蒸汽冷凝的传热膜系数。2为

8000》9%,沸腾溶液的传热膜系数臼为3500沙,，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

22

1、ZA+以+/*/%+.，丛Y%。

Pg2gPg2gp.gpg

VBnW=up,WA=W〃C

2、测.g.（R+。）,〃=/么+/测长心+外+夕示田./?

邸=〃八一测gZ+（「示一夕测）gR邸=夕测出2+（夕示一夕测）g.Ro

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1口时，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：V

传热系数：当冷热流体的温度差为1K时，通过单位面积单位时间

内所传递热量的多少。单位是：y9o

/nr.K

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：y2o

/m2.K

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。

二：计算题：

1、〃=〃八十/1出41〃=PB+PZ&/12+PHg.&R。

PB=-Pzgh2-PHg，gR+〃4+0-&加，PB=-7.26X103，。。

/-\/•\

,R—R,R—R-

〃=〃A+01£・〃1------，〃=〃3+22・g・〃2+—+PHggR

/-\/•\

,R-R,R-R/

PA^P\-g-h\------=PB"2・g,3十一^—"HggR。

R=0.22bno

7〃o—〃。..7652365—637650

2o、Z=-----△A〃-hf,Z=-------------------------3.5-1.6=-2.27m

p.gj530.9.81o

即泵不能正常工作。

3、(g+%)2=K.T,(0.197+/产=K.20.60,(0.206+qj=K.2.20.600

zx93/-8

(g+g)=K.2.2.20.60。qe=0.022^/2。7C=3.96x10

/tn

q=0.3567%2。过滤1小时所得到的总滤液量为0-356,

4、传热量：Q=Dr=21吗600、2205=129瞰”.

溶液的沸点：r=81+9=90°Co

温差：A/=l20-90=30°Co

传热系数：K=177-二一=2.435W)

/3500+/8000/m工

传热面积：A—0=—乜史—=17.66/??^o

KAt2.435.30

故所需的传热面积为17.6to2o

试题六

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y-x的相图上表示出来?

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？

-：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，进料液为片12,

求第三段的汽相和液相流量？己知

第一段的汽液相流量分别为V和Lo

2、某填料吸收塔用纯轻油吸收混

合气中的苯，进料量为1000标准〃。图6T

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L5倍，平衡关系为Y=1.4X0已知体积吸收总系数为

KM=125K〃"3/轻油的平均分子量为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20°C,

“0=0.01Kg%g干空气与干

0.8

燥器出口温度为，2=500C,

湿度为H2=0.08

的废气汇合后进入预热器

（废气/新鲜空气=0.08/0.2）,

干燥器中的干物料为G尸1500%,

图6~3

温含量为卬尸0.47,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：

二：问答题

1、恒縻尔溢流：在精倒塔的精锚段内，从每一块塔板上下降的液体的千縻尔流量

皆相等，提储段内也是如些，但两段不一

定相等。

恒縻尔汽化流：在精储塔的精储段内，

从每一块塔板上上升的汽体的千縻尔流量

皆相等，提储段内也是如些，但两段不一

定相等。

1、液流星、塔板结构和液流长度；可采取双溢流或多溢流降液管、结构简单的筛板

塔。

2、v.(yry)=£.(x-xj

简答题5

Yx+—xi+yIo匕X]

——VV11

3、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，

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、焰、比容、比热、干球温度、

湿球温度、露点温度、绝热饱和温度。

三：计算题

1、解：由物料衡算得：

V\F^F2+L=L+V

而料液是泡点进料,则：v"=v,F^F^L=L.

y.=0>05=0.0526,

2、解:y尸丫卜(1一0)=0.0526(1-95%)=0.00263。

11-0.05

(Lyyry20.0526-0.00263

0-O52X.4

L=1.5.1.33L=1.5.1.33.1°崂24=891。

卬广17Q89.1=15147%\

Vr

AK2=0.00263,X1=vr2)=002825yA丫尸0.013(乃

△V,*0.00651,Z=一么=2.74〃

〃KXY

八ya,mm

即轻油量为15147%,所需填料层高度为2.74m。

3、解：由等熔过程找到预热后混合气的状态点

“尸0.0652Kg%g干空气，0=80.5°。。

由质量比找到混合气的状态点

”片0.0652心，^干空气，即产43°。

干燥水分量：W=G[G2=150015g(1-047)=663.16*%。

1—0.05/〃

新鲜空气量：

5券？（"%）=曲

Qp=(1.01+1=(1.01+1.88.0.065^(80.5-43)=42.47Kw.

即新鲜空气量为9568*%,预热所提供的热量为42.74Kwo

试题七

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？

2、何谓塔的漏液现象？如何防止？

3、填料可分为哪几类？对填料有何要求？

4、写出任意一种求温度的方法？

5、叙述多级逆流萃取操作是如何求理论级数的？

三：计算题（50分）

1、用一精储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

200即啖,泡点进料。要求塔顶浓度为0.9,塔釜浓度为0.1t以上均

为縻尔分率）。求塔顶、塔釜的采出量，若R=2/?Illin,写出精馆段和提偏段的

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Y=0.95X。试计算：

⑴、逆流操作，气体流量取0.022。且K*=0.02K，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，体积吸收总系数也不变，求所需填料层高度？

3、在密闭的容器内，盛有温度为20%,总压为101.3Kpa,湿度为

0.01心%且干空与的湿空气。水蒸汽的饱和蒸汽压为2.338Kpa。试求：

（1）、该空气的相对湿度及容纳水分的最大能力为多少？

（2）、若容器内压入温度为20%的干空气，使总压上升为303.9Kpa。

该空气的相对湿度及容纳水分的最大能力为多少？

试题七的答案：

二：问答题

1、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、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>/.=0.622-^,利用露点温度查得p,即可算出湿度。

P—P

5、第一，在三角形相图上作出溶解度曲线和转助曲线；第二，根据生产任务找出

原料液组成点F、末级萃余相组成点溶剂点S、利用杠杆规则找到勺；第

三，联结FE］和R〃S的延长线交于△这一操作点；第四，作AR］的延长线交

于石2点，找到心后，作A的的延长线交于与点；以此类推，直至最终萃余

相的组成小于R〃为此。所作的联结线数目，即为所求的理论级数。

三：计算题

1、F=D+W2000=D+W

D=50()Km(%

Y=3.

x=0.3,々=0.3,0-5。

-l+2xyq=

3__,RxF)

ARnn.n—-''q—-2\R=2.6oy=------x+——

为』R+lR+\

y=0.722r+0.25y=1.83%-0.083

即精饰塔的塔顶和塔釜采出量分别为500所%和1500K加味。两段的操

作线方程为)，=0.722r+0.25和y=1.83x-0.083o

2、

丫1=0.0526,Y2=0.0025o0.0526,X2=0

△Y尸0.00263,△丫2=00025。AV〃尸0.00256。

z=一(丫厂丫2)=0.02(0.0526-0.0029=196m。

Kya.S.\Ym0.02.0.00256

%R=2(),由质量守恒得：LR.XI=(L+L/JX2，A:2=0.00238

△Y1=0.0026?,AK2=0.0()023,△匕产0.00096?。

z=3士)=0.02.(0.0526-0.0029=493/77°

Kya.SAYm0.020.000963

即填料层高度分别为19.6m和49.3m。

H.P0.01.101.3

3、/7=0.622—^―p——=1.603即。o

P-P0.622+H0.622+0.01

=L60XQQQ=68.6%O

/Z.JJo

容纳水分的最大能力即饱和湿度：

H尸0.622—^—=0.622—军史一=0.0147Kg力力。

'p_p01013-2338/Kg干空7

同理，

=0.622一咳里一=0.0033

//=0.622Kg水/

/Kg干空气°

P-P303.9-1.604

o

=0.622一生^一二0.0048/g7%「”。

H=0.622—

sP-P°303.9-2.338/心干空气

L60

XQQQ-68.6%O

试题八

三：计算题（50分）

1、图示的精福塔是由一只蒸馈釜

和一块实际板所组成。料液由塔顶加

入，泡点进料，XF=0.2,今测得塔

顶易挥发组分的回收率为80%,系统

的相对挥发度为。=3.0。且犬£）=0.3

求：残液组成XW和该块塔板的液相默夫里效率？（蒸镭釜可视为一块理论板）。

2、某生产车间使用一填料塔，用

清水逆流吸收混合气中的有害组分A。已知操作条件下，气相总传质单元

高度为1.5m,进塔混合气中组分A的縻图8-1

尔分率为0.04,出塔尾气组成为0.0053,出塔水溶液浓度为0.0125,操作条件下的平衡

关系为Y=2.5X。试求：液汽比为最小液汽比的多少倍？，所需的填料层的高度？

3、在常压连续理想干燥器中，用通风机将空气送至预热器，经12OPC饱和蒸汽加

热后进入干燥器以干燥某种温物料，已知空气的状态为：S=150C,水蒸汽分压

〃0=1.1758%,0二90°。，『2=50°。。物料的状态为：X]=0.15绝干料，

X尸0.01心外且绝干料。干燥器的生产能力为G2=250%。预热器的总传热系数为

K=500%o试求通风机的送风量和预热器的传热面积？

//.?。。

试题八的答案

三：计算题

2^=0.8

1、—=0.8.

F.xpF/唠"％

则，=0.2,x0.2=0.0857©

FJCp

*)力0.3…=0.2-0.125=65.6%

XW=~——=0.125o

l+2.yD1+2.0.3xp~x^r0.2—0.0857

即塔釜浓度为工卬=0.0857,液相组成表示的默夫里效率为65.6%0

004

3、X2=0,r.==0.0417,X=0.00533,X尸0.01297。

L11-0.042

0.0417-0.00533。

L二丫子2——2.XU4。

0.01297

VXrX2

⑷_YY_0.0417-0.00533

lvjnin=r2=0.0417/

m/

mVyYy-mX2

lo

~L)Y2-mX2L

液汽比为最小液汽比为1.286倍。所需的填料层高度为7.67m。

泉品=248%,W=G0.(X]-X2)=34.7K%

”0=0.622-^-

P-Pu

/=(1.()1+1.88〃())o+249(H(尸33.5%干空气。

/尸/2=(1.01+1.88%).11+249CH尸110%干空气。

人」^=221国干空%。

“2-”0/h

3/

V-L(O722+124W)70+273-1822〃％」

o273

2

Q=〃/]—/（））=47K卬oA/=59.9°CoA=^-=16w0

即通风机的送风量为1822ml和所需的传热面积为16m2o

试题九

三：计算题（50分）

1、某二元混合物在连续精储塔中分离，饱和液体进料，组成为工厂=（）.5,塔顶馆

出液组成为0.9,釜液组成为0.05,（以上均为易挥发组分的縻尔分率），相

对挥发度为3,回流比为最小回流比的2倍。塔顶设全凝器，泡点回流，塔釜

为间接蒸汽加热,试求：进入第一块理论板的气相浓度？离开最后一块理论板

的液相浓度？

2、有一填料吸收塔，填料层高5m,塔径1m,处理丙酮和空气的混合气体，其中空

气的流量为丫=92%〃/，入塔气体浓度丫尸0.05（比縻尔浓度，下同），操

作条件为：尸=101.30a,r=25°C,用清水逆流吸收，出塔浓度为

Y^=0.0026,X]=0.0194,平衡关系为Y=2X。试求：体积