化工原理复习题及答案

1 .某精馏塔的设计任务为：原料为f、xf，塔顶为xd，塔底为xw。 如果设计时选定的回流比r不变化，供给热状态从原来的饱和蒸汽供给变为饱和液体供给，则必要的理论板数NT减少，提取段上升蒸汽量v增加，提取段下降液量l增加，精馏段上升蒸汽量v不变化，精馏段下降液量l不变化。 (增加、不变、减少)2 .某二元理想溶液的连续精馏塔，馏出液组成为xA=0.96 (摩尔分数)。 精馏级操作线方程式为y=0.75x 0.24。 该物质系的平均相对挥发度=2.2，此时从塔顶数起第2张理论板的上升蒸汽组成是y2=_ _ _ _ _ _ _ _ _ u3 .在某精馏塔操作时，f、xf、q、v不变，如果增加回流比r，则xD增加，xw减少，d减少，L/V增加。 (增加、不变、减少)6 .在静止、连续、_同种_的流体中，_同一水平面_上的各点的压力相等。7 .水在内径为105mm2.5mm的直管内流动，已知水的粘度为1.005mPas，密度为1000kgm3流速为1m/s时8 .流体在圆形管道中层流流动，流速增加2倍，阻力损失就变成原来的_4_倍，管径增加2倍，不改变流速，阻力损失就变成原来的_1/4_倍。9 .当两个系统的流体力学相似时，雷诺数一定相等。 雷诺数也被称为类似基准数。10 .要求对流热传递系数，请选择以下选项：对流热传递系数11 .化学工业生产中加热和冷却的热交换方法是12 .在列管式热交换器中，用饱和蒸汽加热空气时，传热管壁温度接近_饱和蒸汽侧_流体的温度，总传热系数k接近_空气侧_流体的对流供热系数.13 .气液两相平衡关系取决于以下两种情况(1)p*p或cc*属于装卸过程(2)pp*或PS属于_的吸收过程14 .计算吸收塔填充层的高度，必须使用以下三个方面的知识相关计算。 平衡线，操作线，传递系数。15 .将某种材料在一定的空气状态下干燥，用干燥方法可以除去的水分是_自由水_ _ _ _ _ _ _ _ _ _最先除去的水分是_非结合水_； 不能用干燥法分割的水分是平衡水。19 .精馏过程利用多次部分气化和多次部分液化的原理完成。20 .最小回流比是搁板无限时的回流比的极限值。21 .通过实验确定直管摩擦系数和Re的关系。 层流区摩擦系数与管壁_粗糙度无关，和Re的关系是_/_Re_。 乱流域、摩擦系数与_粗糙度_和/Re有关。 在完全湍流区域中，摩擦系数与_ Re _无关，仅与_粗糙度_相关。22 .某液体稳定地流过内径d1的管路，其平均流速为u1，如果以相同的体积流量通过内径d2(d2=d1/2 )的管路，其平均流速就成为原来的_4_倍。23 .流量增大时，流体在转子流量计中流动的阻力损失24 .层流和湍流的本质区别在于： _层流没有径向流动，_湍流有径向流动。25、间壁式换热器的传热过程为_对流_、_传热_、_对流_。26 .流体传热中普朗克常数公式为Pr=Cp*u/_，它是_流体物性对对流传热的影响_127 .在多层平板壁的稳定热传导中，通过各层的传热速度_ _ _ _ _ _ _。28 .压力变高的话，有利于装卸的进行。 吸收系数a表示操作线的倾斜度L/G_与平衡线的倾斜度m_的比。 如果a1，则增加塔的高度，并增加吸收率29 .吸收操作中，温度不变，压力增大，相平衡常数_减小，传质推进力_增大。30 .作为干燥介质的潮湿空气，预热的目的_降低相对湿度_，_提高温度33 .饱和液体供给时，q=1； l=lf； v=v。34 .在连续精馏塔中进行全回流操作时，相邻的两个板的液相组成分别测定到x n-1=0.7、xn=0.5 (均容易挥发成分的摩尔分数)。 用操作条件下的相对挥发度=3、yn=、x*n=、液相组成表示的第n板的单板效率Em=。35 .某二元系的相对挥发度=3，在具有理论板的精馏塔内在全回流条件下操作精馏塔时，已知xn=0.3时，yn-1=(从塔顶起的下数)。36 .在图示的吸液装置中，吸入管的尺寸为，管的下端位于水面下，设置有底阀和防污网，那里的局部的压子损失为。 如果截面中的真空度为，则从截面到截面的压子损失为。 (1)求出吸入管的水的流量(2)吸入口的表压。37 .管式换热器的组合，内管是钢管，内管对热水进行冷却，热水的流量为，入口温度为，出口为。 环形间隙中冷却水入口温度，出口温度，总传热系数。 尝试：(1)冷却水的使用量(2)并流流动时的平均温差和必要的管长度(3)逆流流动时的平均温差和必要的管长度。38 .用煤油从苯蒸汽和空气的混合物中回收苯，要求回收。 进入塔的混合气中含有苯(摩尔分数)。 进入塔的灯油中含有苯。 溶剂使用量是最小使用量的1.6倍，操作温度是压力。 平衡关系是总遗传系数。 进入塔的气体的摩尔流量是。 求出填料层的高度。39 .用泵以568m3/h的流量将水从池塘输送到水塔。 已知水塔的液面比池的液面高13m，水塔和池通过大气，送水管路均为1144mm无缝钢管，管长为200m (包括所有局部阻力损失的当量长度)。 摩擦阻力系数优选为0.02，此时泵的效率为72%。 (1)求管内流速(2)管路系统的总阻力损失(3)泵的扬程(4)泵的有效电力。40 .有管式热交换器，内管为钢管，外管为钢管。 内管中苯被加热，苯的进口温度，出口是。 流量是。 在夹克中饱和水蒸气凝结，凝结的对流传热系数。 众所周知，管内壁的水垢阻力可以忽略管壁和管外侧的热阻。 苯的密度是多少？ (1)求出加热水蒸气的使用量(2)管壁对苯的对流传热系数(3)完成上述处理所需的套筒的有效长度。 (，下：饱和水蒸气的饱和温度，气化热)41 .用纯溶剂吸收某些混合气体中的溶质a，使入塔气体量为0.031kmol/s，溶质浓度为0.0417 (摩尔比，以下相同)，吸收率为96%。 已知塔径为1.2m，相平衡关系为Y=1.5X，KYa=0.077kmol/(m3s )，实际液体气体比是最小液体气体比的1.5倍。 求出填料层的高度。42. 20的水密度为1000kg/m3，粘度为10-3Pa.s，以20m3/h的流量在513mm的水平配管内流动，配管上的某处的流体静压为1.5 kgf/cm243 .某车间计划将贮槽内的热水输送到用离心泵开放的高位槽内，管道尺寸为603.5mm钢管，管道内流速为2.5m/s，吸入管道的能量损失为23.6J/kg挤出管道的压头损失为4mH2O (包括所有局部电阻损失) 求这个泵供给的有效功率。44 .接触法用硫酸生产中氧化后的高温SO3混合气加热原料气体(SO2和空气混合物)，是因为列管热交换器的传热面积为100 m2，原料气体入口温度t1=300，出口温度t2=430 .SO3混合气入口温度T1=560 ，两流体的流量都为13000kg/h， 已知热损失为原料气体得到的热量的6%，两气体的比热均为1.05kJ.K-1.kg-1，可以将两流体近似为逆流处理1.SO3混合气体的出口温度T2 2 .传热系数K w/(m2.k )。45 .在某直径0.6m的填充塔上，用清水对空气-氨混合气以20、760mmHg进行逆流吸收操作，以NH3为1小时向塔输送含有NH31.5 mol %的混合气480m3(操作状态)，要求NH3的回收率为90%。 20的平衡关系为y=0.75x(x、y均为摩尔分数)，塔溶液中的NH3的浓度为平衡浓度的85%。 尝试：(1)出塔溶液中氨的浓度(以摩尔分率表示)已知(2)水使用量(kg/h) (3)气相体积的总传递系数KYa为0.09kmol/(m3s )，计算必要的填充层的高度(m )。46 .某工厂选择了由252.5mm、长3m管构成的列管式热交换器，准备将25的液体加热到40。 液体的流量为36m/h，相对密度为1.1，平均比热为2.9kJ/(kgK )，加热剂用410K的饱和水蒸气(管外)的冷凝潜热为2155kJ/kg，冷凝水在饱和温度下排出，该热交换器的散热损失为21000w，热传递系数K=660 w/(m2K )求出(1)加热剂的消耗量是多少kg/. h？(2)该热交换器由几根管子构成？47 .某工厂用泵将地面贮槽中密度为1100kg/m3的碱液送到吸收塔塔顶通过喷嘴喷出，输液管与喷嘴连接部分的压力为0.22at (表压)。 泵的吸入管是1084mm的钢管，挤出管内流速为0.9m/s的管径563mm的钢管。 贮槽中的碱液深度为1.2m，从池底到塔顶喷嘴的垂直距离为19m，=0.02，忽略吸入管路的电阻损失，挤出管路的直管总延长为22m，各种局部电阻的当量长度之和Le=103m，求出该泵的有效功率是多少kw？48 .用套管热交换器，用100的水蒸气，将流量1500kg/h的盐水从20加热到60。 盐水比热为2.5kJ/(kg.K )，加热内管的平均直径为50mm，蒸汽向管壁的供热系数为10000W/(m2.K )，管壁向盐水的供热系数为800W/(m2.K )，无视管壁热阻，求出加热管的管长。49 .在常压逆流操作的填充塔中，用纯溶剂s吸收混合气体中的可溶成分a。 塔入气体中a的摩尔分数为0.03，要求吸收率为90%。 已知操作条件下的解吸系数为0.8，物系遵循亨利定律，与入塔气体平衡的液相浓度为0.03 (摩尔分数)。 原型：(1)操作液气比为最小液气比的倍数；(2)出塔液体的浓度(3)完成上述分离任务所需的气相总传递单元数NOG。50. 20的水密度为1000kg/m3，粘度为10-3Pa.s，以20m3/h的流量在513mm的水平配管内流动，配管上的某处的流体静压为1.5 kgf/cm251 .对于间壁式热交换器： m1CP1(t1- t2)=m2CP2(t2- t1)=kaTM方程式成立的条件是_稳定传热_、_无热损失_、_不变化_。52 .如果气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变，减少吸收剂的使用量，遗传推动力就接近平衡线。53 .在一个吸收塔中，物系的平衡线方程式为y=2.0x，操作线方程式为y=3.5x 0.001，y1=0.06，y2=0.0020时，x2=_ _，x2=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _3.5_ _。55 .将相同转速相同型号的离心泵分别安装在阻力大、阻力小的管路上进行性能测定，泵的性能曲线就会相同。 实际供给线的最大流量不同。a .过渡流b .层流c .湍流66 .一般来说，温度上升，液体的粘度(b )气体的粘度(a )。a .增大b .减少c .不变67 .离心泵的铭牌上记载了泵(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 .轴力最小。68 .对于工作中的列管式热交换器，已知1=116W/(m2.k )、2=11600 W/(m2.k )，为了提高热传递系数(k )，最简单且有效的方法是(a )。同时增大要增大a.1的b.2的c.1和2。69 .湿空气被预热后，空气的焓变大，(b )增加。随着A. H、上升的B. H不变下降； C. H、都下降70 .在定速干燥阶段，材料表面温度等于空气的(b )。a .干球温度b .湿球温度c .露点71 .离心泵的扬程是(d )a .实际的提升高度b .泵的吸液高度c .将液体排出泵和泵的差压换算成液柱高度d .单位重量的液体排出泵和泵的机械能差72 .当隔壁传热时，各层的温度与各层的热电阻(a