化学专业化工基础复习

1、20122013学年第一学期化工基础复习一、填空示例：气体吸收中描述气液相平衡关系的是 _ _定律，其表达式是_。硫酸的二转二吸流程“3+1” 是指一转用 段催化剂然后一吸，一吸后二转用 段催化剂然后二吸。二、选择示例：换热中冷热流体的流向有4种，下列那种不是_。 A并流 B错流 C平流 D逆流具有最大返混程度的反应器是_。ACSTR BPFR CNCSTR DBSTR三、判断示例：由于管壁或多或少总存在粗糙度，所以流体在管道内流动时的流动阻力必然受到粗糙度的影响。（ ）四、问答示例：什么是离心泵的特性曲线？它有那些要点。答：离心泵的特性曲线 是表示离心泵的压头H、功率N、效率与流量Q之间的关

2、系曲线称离心泵的特性曲线或工作性能曲线。特性曲线是在固定转速下用20的清水于常压下由实验测定。对离心泵的特性曲线，应掌握如下要点：每种型号的离心泵在特定转速下有其独有的特性曲线。在固定转速下，离心泵的流量和压头不随被输送流体的密度而变，泵的效率也不随密度而变，但泵的轴功率与液体的密度成正比。当Q=0时，轴功率最低，启动泵和停泵应关出口阀。停泵关闭出口阀还防止设备内液体倒流、防止损坏泵的叶轮的作用。若被输送液体粘度比清水的大得多时（运动粘度），泵的流量、压头都减小，效率下降，轴功率增大。即泵原来的特性曲线不再适用，需要进行换算。当离心泵的转速或叶轮直径发生变化时，其特性曲线需要进行换算。在忽略效

3、率变化的前提下，可采用如下比例定律、切割定律两个定律进行换算。离心泵铭牌上所标的流量和压头，是泵在最高效率点所对应的性能参数（Qs、Hs、Ns），称为设计点。泵应在高效区（即92%的范围内）工作。五、计算题1用泵将贮槽中密度为1200kg/m3的溶液送到蒸发器内，贮槽内液面维持恒定，其上方压强为101.33×103Pa，蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670Pa（真空度），蒸发器进料口高于贮槽内液面15m，进料量为20m3/h，溶液流经全部管路的能量损失为120J/kg，管路直径为60mm。求泵的有效功率及泵的轴功率（设泵的效率为0.65）。 解：1、取贮槽液面为11截面，管路出口

4、内侧为22截面，并以11截面为基准水平面，在两截面间列柏努利方程。 式中 Z1=0 Z2=15m p1=0（表压） p2=26670Pa（表压） u1=0 =120J/kg将上述各项数值代入，则 泵的有效功率Ne为： Ne=We·ws式中 Ne=246.9×6.67=1647W=1.65kW又 已知泵的效率为0.65，则泵的轴功率为： 2某平壁燃烧炉是由一层耐火砖与一层普通砖砌成，两层的厚度均为100mm，其导热系数分别为0.9W/（m·）及0.7W/（m·）。待操作稳定后，测得炉膛的内表面温度为700，外表面温度为130。为了减少燃烧炉的热损失，在普通

5、砖外表面增加一层厚度为40mm、导热系数为0.06W/（m·）的保温材料。操作稳定后，又测得炉内表面温度为740，外表面温度为90。设两层砖的导热系数不变，试计算加保温层后炉壁的热损失比原来的减少百分之几？2、解：加保温层前单位面积炉壁的热损失为此时为双层平壁的热传导，其导热速率方程为： W/m2加保温层后单位面积炉壁的热损失为此时为三层平壁的热传导，其导热速率方程为： 故加保温层后热损失比原来减少的百分数为： 3由矿石焙烧炉出来的气体进入填料吸收塔中用水洗涤以除去其中的SO2。炉气量为1000m3/h，炉气温度为20。炉气中含9%（体积分数）SO2，其余可视为惰性气体（其性质认为与

6、空气相同）。要求SO2的回收率为90%。吸收剂用量为最小用量的1.3倍。已知操作压力为101.33kPa，温度为20。在此条件下SO2在水中的溶解度如附图所示。试求：（1）当吸收剂入塔组成X2=0.0003时，吸收剂的用量（kg/h）及离塔溶液组成X1。（2）吸收剂若为清水，即X2=0，回收率不变。出塔溶液组成X1为多少？此时吸收剂用量比（1）项中的用量大还是小？3、解：将气体入塔组成（体积分数）9%换算为摩尔比 =0.099kmol（二氧化硫）/kmol（惰性气体）根据回收率计算出塔气体浓度Y2 回收率所以 Y2=Y1（1）=0.099（10.9） =0.0099kmol（二氧化硫）/kmol（惰性气体）惰性气体流量V kmol（惰性气体）/h =0.0105kmol（惰性气体）/s从附图查得与Y1相平衡的液体组成 X1*=0.0032kmol（SO2）/kmol（H2O）（1） X2=0.0003时，吸收剂用量L 根据式（6-44）可求得 kg/h因为 所以 =0.00253kmol（二氧化硫）/kmol（水） （2）X2=0，回收率不变时回收率不变，即出塔炉气中二氧化硫的组成Y2不变，仍为 Y2=0.0099kmol（二氧化硫）/kmol（惰性气体） 吸收剂用量L kg/h出塔溶液组成X1 =0.00246kmol（S