化工基础8.ppt

1 吸收操作中 当物系的状态点处于平衡线的下方时 C A 发生吸收过程B 吸收速率为零C 发生解吸过程D 其他条件相同时状态点距平衡线越远 吸收越易进行2 对气体吸收有利的操作条件应是 A A 低温 高压 B 高温 高压 C 低温 低压 D 高温 低压 3 在常压逆流吸收塔中 用纯吸收剂吸收混合气中的溶质组分 进塔气体组成为4 5 体积 吸收率为90 出塔液相组成为0 02 摩尔分数 操作条件下相平衡关系为Y 1 5X Y X为摩尔比 试求塔顶 塔底及全塔平均推动力 以摩尔比表示 解 理想气体的体积分数等于摩尔分数 故进塔气相组成为出塔气相组成为进塔液相组成为出塔液相组成为塔顶气相推动力为塔底气相推动力为全塔气相平均推动力为 4 全回流精馏操作时 在x y图中操作线的斜率为 A0 B0 5 C1 D 5 在精馏塔设计中 当F xF xD xW为一定 将进料热状况q 1改为q 0 并维持回流比和提馏段上升蒸汽量不变 此时所需理论塔板数 A增多 B减少 C不变 D说不清 C A 对于过冷液体 对于饱和液体 对于饱和的汽液混合物 对于饱和蒸汽 对于过热蒸汽 q 进料中液相摩尔分率 6 常压连续精馏操作中 原料液于泡点下进塔 已知精馏段操作线为 y 0 723x 0 263 提馏段操作线为y 1 25x 0 0187 1 试求原料液 馏出液 釜残的组成及回流比 2 若F 100kmol h 1 求塔顶 塔底产品的摩尔流率及塔顶轻组分回收率 解 R R 1 0 723R 2 61 xD R 1 0 263xD 0 95联立y 0 723x 0 263y 1 25x 0 0187得x xF 0 535联立y 1 25x 0 0187y x得x xW 0 0748F 100kmol h 由F D WFxF DxD WxW得D 52 58kmol hW 47 42kmol h塔顶轻组分回收率 DxD FxF 52 58 0 95 100 0 535 93 36 7 用一精馏塔分离二元理想液体混合物 进料量为100kmol h 易挥发组分xF 0 5 泡点进料 塔顶产品xD 0 95 塔底釜液xW 0 05 皆为摩尔分率 操作回流比R 1 61 该物系相对挥发度 2 25 求 塔顶和塔底的产品量 kmol h 提馏段上升蒸汽量 kmol h 写出精馏段 提馏段操作线数值方程 解 D W100 D W100 0 5 D 0 95 0 05W50 0 95D 100 D 0 05D 50 100 0 05 0 95 0 05 50kmol hW F D 50kmol h q 1 V V R 1 D 1 61 1 50 130 5kmol h 精馏段操作线yn 1 R R 1 xn xD R 1 1 61 1 61 1 xn 0 95 1 61 1 0 617xn 0 634提馏段操作线 ym 1 L V x m W V xW L qF L 100 RD 180 5kmol h ym 1 180 5 130 5 xm 50 130 5 0 05ym 1 1 383xm 0 0192 填空题 雷诺准数的表达式为 当密度 1000kg m3 粘度 1cP的水 在内径为d 100mm 以流速为1m s在管中流动时 其雷诺准数等于 其流动类型为 Re d 105 湍流 流体流动形态用 来判断 当 时为湍流 当 时为滞流 当 时为过渡流 雷诺准数 Re 4000 Re 2000 Re在2000 4000之间 某流体在圆管中呈湍流流动 今用皮托管测得管中心的最大流速为4m s 此时管内的平均流速为 3 2m s 某流体在圆管中呈层流流动 今测得管中心的最大流速为2m s 此时管内的平均流速为 1m s 计算管道流体局部阻力的方法有 其相应的阻力计算公式为 当量长度法 阻力系数法 在流体阻力计算中 当量长度的定义是 能产生与某局部阻力相当的直管长度 称为该局部阻力的当量长度 化工生产中 物料衡算的理论依据是 能量衡算的理论基础是 质量守恒定律 能量守恒定律 流体体积流量一定时 有效截面扩大 则流速 动压头 静压头 减少 减少 增加 理想流体在变径管路中作稳定的连续流动时 在管子直径缩小的地方 其静压力 减少 当地大气压为745mmHg 测得一容器内的绝对压强为350mmHg 则真空度为 测得另一容器内的表压强为1360mmHg 则其绝对压强为 395mmHg 2105mmHg 套管由 57 2 5mm和 25 2 5mm的钢管组成 则环隙的流通截面积等于 润湿周边等于 当量直径等于 1632mm2 242mm 27mm 流体的粘度指 粘度值随温度变化而变化 对于液体 温度升高 粘度 对于气体 温度升高 粘度 流体流动时产生内摩擦力的性质减少增大 流体在等径管中作定态流动 流体由于流动而有摩擦阻力损失 流体的流速沿管长 不变 液柱压力计量是基于 原理的测压装置 用 形管压差计测压时 当一端与大气相通时 读数R表示的是 或 流体静力学 表压 真空度 油在管中作层流流动 若流量不变 管径不变 管长增加一倍 则摩擦阻力损失为原来的 倍 2 油在管中作层流流动 若流量不变 管长不变 管径增加一倍 则摩擦阻力损失为原来的 倍 1 64 孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于 前者是恒 变 后者是恒 变 截面 压差 压差 截面 流体在圆管内流动时 我们把速度梯度显著存在的区域称为 流动边界层 液体在圆管内作稳定连续滞流流动时 其摩擦阻力损失与管内径的 次方成反比 与管长 流速及粘度成 比例 2 正比 静止液体中两处压力相等的条件是 连通的 同一液体 同一水平面 某液体在套管环隙内流动 大管规格为 56 3mm 小管规格为 30 2 5mm 液体粘度为1mN s m2 密度为1000kg m3 流速为1m s 则该液体在套管环隙内流动的Re 20000 P g 的物理意义是表示流动系统某截面处单位 流体所具有的静压能 称为 重量 静压头 流体在圆管内流动时 由于流体具有粘性 使得 处速度为零 管的 处速度最大 管壁 中心 流体选择题1 液体在管内作稳定流动时 管内流速的大小变化 A 与管径和流动方向的改变及管路上是否有阀门 管件均有关系 B 只与管径有关 而与流动方向的改变和管路上是否有阀门 管件无关 C 与管径和管路上是否有阀门及管件有关 而与流动方向的改变无关 D 只与流动方向和管路上有无阀门及管件有关 而与管径无关 B 2 流体在圆形直管中滞流流动时 若雷诺准数一定 随着管壁相对粗糙度增大 则摩擦系数 A 不变B 增大C 减小 无法确定3 流体的粘度随温度而改变 温度升高 液体和气体的粘度分别为 A 前者减小 后者减小B 前者减小 后者增大C 前者增大 后者增大D 前者增大 后者减小 A B 4 在完全湍流 阻力平方区 时 粗糙管的摩擦系数值 A 与光滑管相同B 只取决于ReC 只取决于相对粗糙度D 与粗糙度无关5 离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生 A 气缚现象 B 汽蚀现象 C 汽化现象 D 气浮现象 C A 某车间用压缩空气压送98 的浓H2SO4 密度为1840kg m3 要求流量为2m3 h 输送管道采用 37 3 5mm的无缝钢管 总的能量损失为1mH2SO4 不包括出口损失 两槽中液位恒定 试求所需压缩空气的压力 Pa 22 11 压缩空气 10m 解 如图选取截面 在1 1 和2 2 截面间列柏努利方程 1 热量传递的基本方式有 三种 2 列管换热器中 用饱和水蒸汽加热空气 空气走管内 蒸汽走管间 则管壁温度接近 的温度 总传热系数接近 的对流传热系数 空气侧h 50W m2 K 饱和蒸汽h 9000W m2 K 热传导 对流和热辐射 水蒸气 空气侧 3 在多层平壁稳定热传导中 通过各层的热通量 4 用常压水蒸汽冷凝来加热空气 空气平均温度为20 则壁温约为 A 20 B 100 C 60 D 49 7 相等 B 5 穿过三层平壁的稳定导热过程 已知各层温差为 t1 40 t2 35 t3 5 则第一层的热阻R1与第二 三层热阻R2 R3的关系为 AR1 R2 R3 BR1 R2 R3 CR1 R2 R3 D无法比较 B 6 在无相变的对流传热过程中 热阻主要集中在 减少热阻的有效措施是 A层流底层 使流体处于层流状态B流体湍动区域 使层流底层减薄C层流底层 提高流体湍动程度D流体过渡区域 提高流体湍动程度 C 7 冷热流体在套