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PAGEPAGE10化工原理题库答案 第一章 流体流动 一、名词解释（每小题 2分）1、由国家以命令形式规定允许使用的计量单位。2、流动系统中各截面上的流速、压强、密度等各有关物理量仅随位置变化不随时间变化。3、流动系统中各截面上的流速、密度、压强等随位置及时间而变。4、流体流过壁面时，如果流体润湿壁面，则必然形成速度梯度很大的流体层叫流动边界层。5、流体在一定条件下脱离壁面的现象叫边界层的分离。6、 du速度梯度，即在与流动方向垂直的 y方向上流体速度的变化率。dy7

dudy8、把流体流过某一管件或阀门的局部阻力折算成相当于流过一段与它直径相同、长度为算的直管长度称为该管件或阀门的当量长度。

l的直管阻力。所折e9的。10、ε相度。11、

FuS，—y12、流截面上某一点的速度，直接测量 。13、以绝零压起点计算的压强，称为绝压强。14、表示被测流体的绝压强大气压强高出的数15、真空度等于大气压强减去绝压强。二、单选择题（每小题 2分）1、B 、B D C A 3、AD5.A6、C7、B8、C9、D、B 、B G 12、C13、C14、(1)B(2)B15（1）E（2）A16、B1718、C19、A20（1）C （2）C 、B22、C 、A、A 25、A、C 27、B 28、A29、D30、A31、B32、A33、B三、e/d、τ=μdu/dy 牛顿3、动静压头之和静压头4时间5、6 62；1/47、流边界层厚度 湍流边界层厚度 流内层 主流区流速 8、MT-2L-1 MT-3L2 9、流体具有10、增大 降低 、u1A1ρ1=u2A2ρ2=常数

d2=ud2=常数 12、1m/s 20Pa 13、大 2.84m3/h 2Rg

11 2214、

2 1 15

＝0

＝

O

＝

O PbO 9u21

1 2 2 1 2 3 26、P或 2、 2s‘17、m m 8、19gz

1u

P222P222

2u2

gP

Z

gP

u2

hfP211 P2120

2 2

1 1

2 2 2i 2R(i 2R()g125 8降 2510267292 3021≤0R02≤0R03此即：“”。5于倍横积除润湿周边长。6三种情况中游2-2’速722上仅阀门消耗能且子末端垂上升段又使得静低8 duu

2000、dy y

0.11039、dudy

0.80.210

4000P1022

水向低位槽11× 2√ √ × × √ √ √ × 0√10－2

dv20令 v0得m y

，当2V=20y－200y2=200.025－200(0.025)2=0.375m/s 3分(2)

=20(m/s)/m

=

=0.052分

y0u

w 12P u2 P12

y02Zg1

1 Zg 2 4分2 2 2 zp因z=zu=ui i 1 2 1p p

2u

2u2u212得 2 112

1 1 15 1pp

2 2 2215u221g∴h=1g

g

21 =0.20 4分 m3 m3v d2u4 1

0.220.5114

57.8 2分s s3m21 11 212p1=p2∵=1.d，ud=u1 11 2 1d 1

12 uu2=d12

u1.2

u 1 3分1 1.4412由 u2u12

即u2 1 u

9.81

u=13.76m/s 2分112 2 2 1.442 2 1114

≈0≈u

p=p

+Σh

g(Z-Z

)=Σh

u24分1 2 1

1 2

1 2 f 22gzz

29.8160.5 1 2

=2.39m/s 2分

Z=Z

+20.6

u2 63925

=15.14m 2分1 2 2g

2Z1Z1m 2分5u

38.41039604

1.415m 2分sduR e

0.11.4153.43

64=1.62 2分Re列两柏方we

u

p08

lu2

2

Jd 2 2 kgw6957.2209.81J 4分e N WW

715338.4103Ne s

0.5

153KW 2分e6 Re

du

0.05800

、 201036 m

流 2分1698u4

0.052

2分s列两柏方2W ZgP2

hf

25 u22分e 2

0.05249.807103 64 25 0.8492 JW 169.81 654.3 4分e 800 1698 0.05 2 kgN W

654.3680038.4103Ne s

0.6

1.454KW 2分272

=14.0m/s 2分0)2=u)2 ∴us 2分由水槽液面至收缩处排伯努利方程：09.81797103 P0

17.282992 992 2∴p0=17.0103Pa 4分pp。 2分0 vA 8阀关时：(Z+1.8)×1000=0.5×13600 Z=5m 2A hf⑴阀全开：对A-A和C-C截面外侧列伯努利方程：hfgZu2 p p u gZA A C CAACC

Zc=0(基准面A 2 C 2ACu 20,u AC

0,pAp 0 4分C C2 250

u 2 29.8150.0180.110.515 C 2

解：u=3.02m/sV 3.0285.4 3分4 h⑵对A-A到B-B截面列伯努利方程：gZ u2p B

hfA 2 3.022 p 50 3.0229.815

B2

0.1

0.5 4分 2解pB=1.76×104N/m2（表） 2分0.31.0131059解：阀门全闭时，由P22分

=ρgH，

10009.81

即水槽液面距阀门中心线的高度为3.1m。路中心线为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式4分1=H=12=P1=P2=××5u10Σg=5H24分233.10.21.013105 u2

0.5.

3.24m/s 2分10009.81 29.81 23Vd360022.9m 2分34 h T10(1)

d 0.0521.51000S 4 4 S h1-1.2-2

Zg

1

2

m 5分g 2 P

u2

1.52 7.5 8.438 10 2 2i2p=R83=6)Ri2∴ R20.06826m=6mm 5分1-1.2-20.8u0.81.51.2m/sZg

lu2

l

2g d 2

d ∴

29.814.4381.22

5分因高位槽水位不变流量减小管路阻力减小a5分1-1.2-2Zghf 4分1 2u 12 2.1m 2分 S4 ll

ll hf e Zg ed 2 1 2 d 29.819.8

50le

2分0.045 2 2 l 29.819.810.0455045.85m 2分 e 0.0212

A

AC

u C 3分2gR2gRi2gRi1000i10001000i10004

229.8112.6R0.0252Rm 2分10 10 m13u

d

2分s4 4du 0.0451.751000R 78750 2分e 103 187500.25

1分P P P lu21 2 h 2 3分 f d 2PPlu2

100 1.752 1.5 9.807 104 0.019 8.3 10 2 1

2 0.045 241’u p u

p2

gZ 12

1

gZ 2

2 h2 f中1=0u≈u2 4分1.033×105pa400

105 /m3 2分103 p '示与 别示与p a1 a2P1=pa

—49Pa1，12 a2 a1 因等同高处故p=p =p —2 a2 a1 ， 3×0P2273 1.2kg/m3 2分是p=p—××=p1—3将得h f

p

0.543

353908130266J/kg 2分h

l u22分f d 2e中 de

4 11.2 1.09m 2分 21

u 19.7m/s 2分2662661.0920.0530

3600uAs

19.71.210.543/h 2分15、取池内水面基准面；输水管出口z1=0,z2=20m,p1=0, p2=500×103Pa u1=0, 2分15u2 4

m 2分Su2 P u2

3分Zg1

1 1W2

Zg2

2 2 h2 f代入数值，得2分质:WS=(15/3600)(1000)=4.17kg/s 2分有效功率:Ne=4.17×738=3080J/s=3.08kw 2泵轴功率:PPe

0.65.13kW 2分6在，2u1=u2=0，p1=p2=0，We=0gzh

lu2 4分1 f12 d 2由

Re0.25

，Re

du

代入上式得u=3.513m/s 2分验证Re=0.3×3.513×800/0.073=11550﹥40003h 2分（2）减半，u=1.7565m/sRe=5775符合伯拉修斯式列1-1，2-2间柏努力方程gz0.316

lu2 1 Re0.25 d 2则3分u2

u2

0.316 le

u2 2 d 2 Re0.25 d 2 dle17、

Re0.250.316

118.2m4分2Rg 2Rg sef 0 0

220.620.69.818708704

16.41031.75103m3/sVu4

f

2.05m/s3分AB两点列柏努力方程P u2 P u2Z A A hZ B B hA g 2g e B g 2g fZ Z,u u ,h0A B A B ePP

l

u

30 2.052 A B d 2

33 29.66104Pa5分Ne

N轴

80062%pB：NmW V

1.751039.66104

4分s e f N 169.05则 100%34.1% 3分N 496e18、主管道u

/A/

)/4)2]m/sM处u2

Vs/A2

/

)/4)

214.4m/s 3分在高位水槽上面与M处界面间的列柏努利方程得：p /2

(Z1

Z)(u2 2

/2g)(1/d)(u

/2g)814.42

/2g/2

/2g)2

(真空度）5分(2)h碱碱＝水h水 h水H2O(<3.6mH2O)故浓碱液能被吸入管内。 3分BMPa/(g)hu2/(2g)P/(g)h2 f吸(Pa

P)/(g)hu22

/(2g)hf吸MBM而且管管路情粗糙等）有关。 4分第二章 流体输送机械一、名词解释（每题2分）1、泵单位时输送体体积量2、流体输送设备为单位重流体所提供能量3、4、5、具有无限多叶片离心泵为单位重理想流体所提供能量6、因为泵中存气体而导致上体现象7、一定转速下，离心泵主要性能参数流关系曲线8、效率最高时所对应工作点9、泵口压力低于所输送体同温饱和蒸汽压力，体汽化，产生对泵损害或上体10、泵正常工作时，泵口到垂直距离泵口允许最低12、泵口动压头和静压头高于体饱和蒸汽压头数值13、管路特性曲线泵特性曲线交点14、风机为单位体积流体所提供能量15、风机单位时所输送气体，并以进口状态计二、单选择题（每题2分）1A 2B 3C D 5C B 7B C 9C 10A D 12D B A 15D16A C B 19D 20B B 22C23C 24C C 26B B 28B B30B B三、填题（每题2）1、蚀 2动风压和静风压之和 3V=Asn 、出口阀门 旁路阀门5 z

u21

Heg

u

N/m2(Pa)1 2

2 2

f,1226、性 泵特性 7N/m2 每m3气体能量28、、变 变 、(1)a:填料密封 b:封 (2)He=A+BV2减；减；下降；增12流；高扬13、式 半敞式 闭式(或开式，半开式，闭式)14、单级，多级 15、216、9.81四、问答题（每题3分）1、启动离心泵前应灌泵、关闭泵出口阀门，停泵前也应关闭泵出口阀门。2、为了防止气缚现象发生。3、为了减启动电流，以保护电机。4、防止高压体倒流，对泵造成损害。7、离心泵实际安装高于计算允许安装高就以防止气蚀现象发生。89VHVDe e10。 1.5允2HPaPgh∑H允

吸吸

△h∑允

f,<6m而Hg均大于允许最大,故两种方均可将水到槽。13使动有效地转变为静减少损失。4令pKpK∑H低为了保证在操发生气蚀现象尽减小入阻这就求短而直且无调节阀∑H此,五题101解2233500V 8.33103m3/s601000uVA

1.66m/sH'(z

(p z) B

pA)He B A

f,AB1.2(0.250.2)100.02(50.08)

1.6629.8129.81

5.88mH'Vg/Ne

5.888.331031000 0.7710002解 5He'z2

z1

p p21g21

2gd5

80.023(5020)(18 )221

0.2)9.811049609.81

36003.1429.810.05542.1me e 求=183,H,V3/h,H,He e 最效率状态故此适用。H g,max

p0vg0v

h,f吸

故可正常

52.38LV22gd5

5.34m3解36U

(0.7850.0762)2.2m/s3600P U2

2.22Z 34

3 3g 2g

Hf

2.510 0.524.75m29.81Z Z 13

Z34

524.7529.75mP U2 33

42H e

Z 313 g 2g

Hf

525 30.45m9.81HVN ea

30.450.011030.7)4.265KW

4.3KW4H

g

[Hs]U12g1

f

6.50.2470.2046.05m4.8m4、解442

2P U211

P U2 22Zg21

H Z 2 he 2 g 2g f1gh h1gf f

f,2

4mH 69.81104420me 1039.81H 20meV40m3/h3B33较。5、解) 7H'(e

z p)Hg fz3m,H 0.02

V

2

105V2fp0g

0.04

0.042

9.81H'33.23e

105V2 离心泵特征曲线 :H 186105V2 e由(2找工作点6105V

33.23

105V2V0.00403

m3/s

14.51m3/h由式(1)知:He

8.25m) 3HVN ea

0.004038.25 1000 0.501KW1020.656、解：

u

4 3600

/s

51H H

d21u1

0.52H

5g s 2g f6

22

1.56

1.57、解：如图在1-1，2-2截面间列柏努力方程，以1-1截面为水平基准面Hz

f

1322m

（3分）N

22

3KW

（2分）轴 102H Hg允

u22g

615m吸

（5分）H 2m实H ＜H实 g允安装高度合适8、解 2 V 9.81104

0.02

0.0524 H8 131.06105V28009.81 0.05 29.81与H 201.12105V2联立e解出：V=5.67×10-3m3/s （5分） 2H 1.12105 103 16.4meN H gVe e

16.49.815.67103800

（5分）9、）B泵 3（2）根据1H H H u21g s f 2g

（2分）为 （5u2H s

H f

1 02g当地大气压736mmHg约为10mH2O，因此u2Hg10、解：

H Hs

1 =3-1=2m2g列真空表与压力表间柏努力方程，以真空表处管中心为水平基（5分）HZ

Pu2H2g fu20H0.71.99.81104140133.310421.6m9.8103H

H' u1 2g s 2g2

f

m 5,、名词解释2物系组成不布不均匀组之间有界面u

d2( ) u2s tr 18 r4.心加速与重力加速的比值心器颗粒最小直径利用多孔性介质使悬浮液中液固得到的操作单位时间所产生的滤液量间歇过滤中过滤、洗涤、拆、清理完成次过滤所用时间过滤单位时间产生滤液体积转筒过滤浸没角与圆周角比值二、单选择题（每题 2分）1D 2B D 4C 5C 6B 7D B 9C 10A A 12A D 14B B16D 17A 18C 19D 20D 21C B A24D25C B27A 28B 29B 30B、填空题21降 倍 倍变 21/2 滤饼 10、2ΔPl 、0.00053512、0.053513板框过滤叶滤142 1 15框的厚16框厚之半17、框的内面积T r 18、临界粒19u2/gRu/uT r 20、22、23、、、最宜26最大271 1-s 二之4 430转鼓浸沉的表面积 转鼓的总表面积311 大 32心过滤 降 心33、2 1/2 34、不正确的 的 最宜 最大350.36m3/s四、问答题每题31、当过滤介质阻力可忽略时Q KA2n K2p/可见影响因素有转筒的转速、浸没、转筒尺寸、操作压强及处理物料的浓及特性。2、不行因速降低心惯性力减小使除尘效率下降。13PAGEPAGE143dqΔpq4dc; d505φΔqe r101A1.0: =8.75min V1=0.15τ2=15minV2=0.20m3V2+e=A2τ(1)40.202+2×0.20Ve=K×12×15(2)K=02n=52s 42) V=A2τ∴K=5.65×10-3m2/min又Q=V/∑τ+τ+τ）w D∴ 42V2KA2τ A=V2Kτ 41KA1KKA'A

pKK'ppKK'pp'2A' 2A3nn∴4 n 23)V2+e=KA2t意1.312+=1.9052+=(a)KA20.2076又 A==13.12m2终了,VE2.7552.75520.2076tE,∴tE40.2min辅) =nE+w+t )辅

33=)033n=43) 44间VVq c

0.6233 0.1563m3/m 洗涤

1K

q22qqe

15105

0.156322

551sd

8q

510549.86105m3/s w 0dV V

/

/1.874103W W dW0.149.86/1.874

103

416s

43Qc

2m3h 2155、解：不洗涤14分4Q w

20

0.08m3/min26分V2KA2,V'2K'1 1V'2K'V2 K1 1K ppV'pV' 1.41445.65m35.65Q 0.11m3/506、解:

22qqK 3分e得2qqK 2eq e

K2q

5103300220.752

3分0.62522q eK

1.5220.625155103 4分825300525s7、） 5P2atA=0.2×0.2×10×2=0.8m2V2KA20.162K 0.02m3/h0.822dv

1 KA2d

4

/h W2P2PK2K0.162

0.8 K m38、） 3）V2KA2V2 A22 2V2 A21 1V22802

0.820.42V 160m322） 3分）V2 22802 4V55.6m33） 4）KA2

V

8024

1600m6/hdv

KA2 KA2d

2V E e V V w w 1dv

wKA2

2h4d

42V E9、1(q0)

0.4)当249.6分时q=240L/M22P2P,

K2K

V=240×0。(5分)(q10)22.60.4)22q/m2V343.50.134.3L

(5分)传热一、名词解释热传导导热。之中,而且必然伴随有导热现象。3、任何物体,只要其绝对温度不为零度(0K),都会不停地以电磁波的形式向外界辐射能量,同时又不断地吸收来自外界物体的辐射能,当物体向外界辐射的能量与其从外界吸收的辐射能不相等时,该物体就与外界产生热量的传递。这种传热方式称为热辐射。4、单位时间通过单位传热面积所传递的热量（W/m2）5、温度场中将温度相同的点连起来，形成等温面。等温面不相交。二、单选择题1、B、C 3C 4A 5D6、A7、A8、AC A C,D, B,E11、AB B12、D13C A 、①A C②C15、B16、C17C B19、B20、D21、A22、A23C A B D 24C 25C 26A 27A 28D 29A 30A 31A 32A 33C 34B35D D 37A38A 39A 40A 41A 42A 43B 44B 45C 46D 47B48A 、B 50B三、填空题 、滞流内层 温差 、热辐射传热引起的 对流给热引起的3界层管向流；流体在流间穿时，流向流速都在不断，增，传热。4、导热、度，体都现热导热度都体大 的5、K o

1do R bdoR 1

KAt0 0 md s1 dii

s2 oC6、① 1453 525

p

7、增大8、>，>；=，=9、的导热大温的导热,,的空间，使温层导热增大,保温。8冷不成的传热，而冷的积热面积。、①

Q(t1t) x

ttQx1

2、8 3程 14①；式管 ② 33.3% 15、式 U管16、在体面间，度的热。 、① , ②大,为冷从面各流面各增,,。18、T1-T2 t2-t1 19、20热等任选种。单位温度度单位导热面积所传导的热量W/(m·℃) 卡/时·米·℃22、①确准中各物性参的温度②自然对流区核状沸腾区状沸腾区核状沸腾23、相等不相等曲线24①1 ②kCaL/(kg·℃),J/(kg·℃)四25气 饱蒸气 大冷潜热 、(1) 100℃ (2)88℃ ②增冷从面各流面各,,α。 27、滞流底层 滞流底层的传热机理是导热,流体的导热般。28大 29、越大 30、 31、 5 4 3 2辐射 33、管程

32、134、管间 35、灰体 36、0 、0 、0 39、度 、饱蒸41、空气42、管内 43、管间 44＞ 四、判断题 题11、（× ） 、（× 、（√ ）4（× ）5（× （× （× ）8（× ）9（× ）10、√ ）1t t1t tAo owW1为 W

，1 1 T

1 o iAi it t i

,W w

)234

t0 s

)WC (tc p

t)1∴

WC (tc p

t)1t )As w 0即需测参W；进出口ｔｔ；汽压力,然后查出汽T ；c 1 2 sｔ）w5措施一让液膜汽同向磨擦力使液膜加速使增；放置若束需垂直列上或把子排列转一定角； 措施三及时排除凝6①子分成若干组构成多换器,增速,。7①tt,要1 2测水,使转子计测② QW C 水 p水 2

t)1换

A L0 0平均推

t 11t21t2

t Tt2

t Tt1 2基外表面总

K

水

tp水

t)10 At0 m

nd0

Ltm计算1

qQ损失平qtq 1t3t

700130

/m2

4121 b b12 1 2

0.10.9

0.10.7tq 1t4t

74090

707w

/m2

4123b2 b b 123b 1 2

0.10.9

0.10.7

0.040.06

q1

2q 122=2=33=3+6=9m 5

Q(t2t3L r

0.639

489w/

53r2

ln0.2133

1 1 1K 1

1 1K39.7

2℃) 4)于>>,故应设法增大之值1 2 2在程允许压力降范围内增大空气流量2.4倍,则 2.40.82

2.40.8

40

W/(m2·℃)K 1 1

1 1 1

W/(m2·℃) (5) 1

KK

78.739.7

若将增大一倍1 1

℃) 3)K

℃)

KK

39.839.7

1.98

(3)4:

du

1104

104

Ld

20.0210050

(3)

0.0230.8Prn流体被n=0.4 ∴

(2)d

0.63380.02

158.5

W/(m2·℃) (2)(2) 子根流速变大u(n

(6050)11.2m/s

(4)

)0.8

(2)uuuu

)0.8

50241.20.8

/(m2

℃） (2)5、解: 原内管外径d 1

径 d2

-2.5220mm新内管外径

d1

d2

-2.5227mm设 用φ32×2.5钢管后,内管对流给热系数14Vρα (dμ)0.8

1dd1.8d

)'

20( 27

0.583

(5)WC

t

KSt

(1)6、解：

CWC

PC t

1

K

(2)

(3)tC PC 2 1 mt 33000.8K K0.66K5500Tt1KTt1K

lnTT

t21t1

(5)TtnT2Tt

2

0.567Tt12

(3)T1.76t2t11.767333

0.76 0.76W/Wh h

KtmKtmm

0.6

(4)7”Q

Kt0

WC h ph

T)WC2 c

(t2

t)1QK t0 m

Wh

(Tph

T2

WC (tc pc

t)1

(3)两式相除，得：

QQ

t

TT

tt

（a）0t0tm 1T2 2 1T t t0 m122 1)tt))tt)

) TT)

) (37)78) tttttt

2 1 1

2 1 m 1 2 2 1

1 2 2

2 1 2 1m

(243128)157)ln11510

43℃ (4分)t2

47

t t以 1 tt

tt

2t

1.0932 1 2 1 1t2e1.093t1

(3分)3t8T2

128或t2

128

（b）a

T t2 2tT2 2

（c）联立式b和c解得：t161.3℃2tt

T 155.4℃2(243161.3)128)21t21m

t 2t8、解：原流动情况8、解：原流动情况m2·℃/W

1.093

49.7℃ (5分)（1）管内对流传热系数增加一倍=2=×=（1）管内对流传热系数增加一倍=2=×=0/2·℃m2·℃/WK=35.9W/m2·m2·℃/WK=35.9W/m2·℃（2）管外对流传热系数增加一倍=2×0=0/2·℃m2·℃/WK=19.44m2·℃/WK=19.44W/m2·℃（m2·℃）（m2·℃）/W(4分)产生污垢后的热阻2·℃））4=% 2·℃）2·(2分)10、解：原平均温度差

t11t21t)2ln(13560)

t2

-

℃t m

t

135

92.5℃ (3分)由热量衡算

QWC h ph

T)WC (t2 C pc

t)1WCh

tt 2 1 t

40

(4分)WCc

TT1

150100当油的温度降至80℃时,由热量衡算得QWCh ph

80)WCC pc

2

15)WC

15或 h WCc

2 15080

2

℃ (3分)150-151

t=80-50=30℃2135301353013530m

69.8℃由传热速率方程可分别得原换热器

QWCh ph

)

KStm

KndL92.5新换热器

QWCh ph

80)

KSm

KndL69.8∴ L

7092.511.855m50 69.81

(5分)11、解：由总传热速率方程式

QKO

S tO m式中

WC kW／(ｍkW／(ｍ2·℃)℃(5分)

T)=××03×0-0）=8W 3分)2∴∴m2(2分)12

QWC (tc pc

t)1=××0-0=×05W

QWC h ph

T)2205××0–T）2T=440℃ (4分)流平均流平均差 ∵＜2∴℃(3分)13

K i i

Q(3分)Ati mQWC (t2 p2 2

t)1

20)kJ/

7.5wAi i

2m2

(3分)t m

8020ln(9030)837.5

54.6℃ i 0151

/(m2

K)

(2分)(2)

t w

110℃ 9.4(tto

)9.4

20)

W/(m2·K)Q0

A(t0

t)14.1

2)

20)382.7WQ

QQ382.7837.51220W蒸汽用14、

Qr

12002232.4103

2kg/h

(5分)1

2

K 1

1dd1 ≈ 2dd

(2分)dd 2dd1 2 2 1QKAtm

d2dd1

lt

2

ltm

(2分)则 l

Qdtn dt2 2 m

(2分)n。Vs2=

0.785d2(n/2)u=0.785×0.0332×(200/2)×12=1.0262Vs2nn。Q=m c (ts2p2 2

t1

=V (ts2 p2

t1

=1.026×1.07×1.005×103×(86-26)=6.62×104 W=dRe= 2u=d

1.070.0199103

=004流 3)0.0287 =0.0232 d2

0.8ReR

P0.4=0.023×r

0.033

×(2.13×104)0.8×0.6970.4=50W/(m2·k)t =

t t2

=

59℃ )m Tts 1Tts 2

以 l

Qdtn dt2 2

= 104

=1.08m

(2)15、

QWh

WC (tc p

t)1

200036310003600

2.01105wt Wh

t

20003631000

50.65

oC (2)2 WCc p

1 50004.191000Ki

w/(m2oC)t 1

oCt 2

59.352t21t2t (t1m

t)2

59.35)2

76.8oCQKAtmKAt

dLti m2.01105

(3)tLdm 17400.05t

9.6m (1)(2)

i mAdL3.140.059.61.5m2Q

tp 2

t)1

Atm

t)12

t)250004.19t6.12

10003600

t2

25)17401.5

1102)110t22

(3)

t1

t1

t2t2t2

t2

56.1

oC1000QWC

(tp

t)50004.191

3600

(56.11.81105wQQ

10

10

(3)(3)

ii

Q(WW

)0.8

20.8

1051.74i

76

/(m

K)Q

Km

(tp

25)

)tm

2110t 2

195t 2

t52.8oC2tm

195t 2

19552.82

71.1oCQ

Km

.61.571.1105w

(2)WCp

(t2

t)(t1 p

t1

(tp

25)

p

16)t42.3oC2t 1

t 2

42.367.7oCt1t 2

t

t1t22

76.4Q

K

.61.576.4

105wQQ10510

72.6%Q 105馏、名词解释：1、利用混合物中各组间挥发性不同的性质，人为的制造气液两相，并使两相接触进行质量传递，实现混合物3、组压与平衡液相组成（摩尔数）之比。4、混合液中两组挥发度之比。5、是利用组挥发度差异，同时进行多次部汽化和部冷凝过程。6、气液两相在该板上进行接触结果，将使开该板两相温度相等，组成互成平衡。7、产品流量与原料液流量之比。8、在一定层板下降液相组成与相邻下一层板上升蒸汽组成之间函数关系。9、精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之比。10、两条操作线交点落在平衡曲线上，此时需要无限多理论板数回流比。、在一定程度下，所需理论板数和实际板数之比。12、是气相或液相通过一层实际板后组成变化与其通过一层理论板后组成变化之比值。二、填空题：1、相等 2、开汽相与液相之间达到平衡时3、难挥发组为水，且要求釜液中易挥发组浓度很低 4高5、增加回流比，不断下降 6<,> 、0.632、2.46yx9、 图1

yx附图2

yx附图310、

t＞t t3 2

、间歇、不稳定、程度不高 120.82 13、 N-114、前者为非稳态，而后为稳态 前者只有精馏段，没有提馏段1566%16、＜，＞，＞17、＞，＜，＞，＝，＜ 1819>，> 20、0.79421、前者为稳态过程，后者为非稳态过程荷增大，换热器设备费及加热蒸汽、冷却水所消耗动力费增大当R大到一定值后，总费用（设备费和动力费之和）呈现上升趋势。3、x x xL1 L3 Lx xD3 D2

、冷液 、、泡点 27、露点28、越低 29、越高 、容易31、越高 32、塔顶液相回流 33、塔顶34、塔底 35少 36、全回流 、最小回流比 38、为零 39、理论板、相平衡41、一个梯级 42、液相 43、提三、单选择题1C 2B 3B A 5A B 7C D 9D 10CA B 12C 13A 14A 15B 16A 17C 18D 19、B 20C 21A22B A 、C 25、D 26A 、C28A B C四、判断题：、对2、错3、对4五、问答题：将上升。2、T↓； ↓T； ↓ＮT； 3F不变、DW、、R不变，可知VR1D

随D增大而增大，因而，提馏段操作线斜率LV

VV

1WV

将变小，提馏段理论板分离能力提高，x 。W至于x设x D D图2，x D图 图24、5、简单蒸馏是一次部分气化与部分冷凝，而精馏则是多次部分气化与部分冷凝。6、冷凝器提供液相产品与液相回流，再沸器提供塔内上升的蒸气。7、回流比越大，达到要求的分离精度所需要的塔板数越少。8、不能，若要达到所要求的分离精度需要有无穷多块理论板，实际上是不可能的。9、在上限操作时，产品量为零，对实际生产无意义，一般在科研、装置开工期间或紧急停工时采用。10、在再沸器中，物料又一次部分气化，气液两相达到平衡，与理论板的效果相同。11、使用一次相平衡方程，就意味着物料达到一次气液平衡，就相当于越过一块理论板。12、每一个梯级与平衡线相交一次，表示汽、液两相达到一次平衡，因此代表一层理论板。13、回流比越大，塔顶产品浓度越高。14、进料量对塔板层数无影响，影响塔板层数的因素主要有进料和产品的浓度、进料热状况以及回流比。5、01＜116、塔板的作用是提供气液接触的场所。六、计算题：1

xx L

将x 0.95,x 0.88代入得：D 11)x D LL0.95

0.8811)

x

2.590.79

(5)yy

L 0.9071 1 1xL

1

0.79Vy

0.907L0.88D0.95 1 L D 又 LD(R1)D

(R1)DLRD

Rx

LRD

53q1

y*

F 0.721F 11)xF

1

0.5x R D F

5x F F2yy1D,xDF,xFLx1yWW,xWyx1 Dx

y1

0.6 0.205

51 y1

0.6L'F,V'VDWx

Fx Dxy xW V' 1

W x F DV' D 1 DDD D0.6D

） 5W又 y xW

5.8xW

2）W 1x 1xW WF(x

x )

(0.3

) 30100x且 D

F W x x

0.6

W 0.6x

3）D W W W、3代入1

5.8xW14.8xW

0.6

9.5(0.6x )W30100xW解之得：x W

W Wx 0.396（舍去）W（2）x 0.0914代入3W

D/h

（5分）FDW

100DW3

Fx

即 100

0.4D0.9W

0.02F D WD=43.2kmol/h解之得：W=56.8kmol/hx

2.5

（3分）｛2｝x

y

e 0.625e F

11xe

11.50.4x y 0.9R D e yx

（3分）e eR1.5Rmin

1.51.221.83R x 精馏段操作线方程： y

x D x 0.65x

0.318n1

R1 n R1 n ny 0.9yx

0.9 x

1 0.7831 D 1

1)y1

0.9y 0.65x0.3180.650.7830.3180.827

（4分）2 1（4）F、R、D不变，而进料状态由饱和液体改为饱和蒸汽时，q，故VR1D而

VW

1W

，提馏段塔板分离能力，x 必，又由全塔物料衡算可知，x 。V V V W D可见不能完成分离任务。 （54）yx1 D

x y1y

（4分）xy R x D 3x

（4分）2 R11 R1 4 4yx 2yW

（3分）F(x x ) 100(0.4(2)

D F x x

15.7kmol/0.840.318

（4分）D W5、解：(1)yx，则e e1y2xxey

3 e xe

x F

，2.5

代入得：e

11)xe1y2

0.453 e 3

x

y0.6

5y e

2.5x e ee11.5xee2 x y 0.95(2) q

R D

R1.5R

1.51.5562.3343

yx 0.6

minDDx D

e eFD0.95xF

0.950.450.45FxFDx

F xDWx

0.95D W

W1 D0.05

5Fx FxF F

Fx FxF FRDq

2.3340.452L'

F

3 V' (R1)D(q

(RD(q(20.05FxW

FxF

3 V' (R1)D(q1)F

(RD(q(2y6、由

WxV' VW

1.47x

35qq1

xFq1F

1.5q1.2,xF

0.3联立

2xy 1x

y6x1.5x y q qx yR D q

0.94

2.635min

y xq

0.50.333R1.2R 1.2min

3.162y R x

0.76x0.226

5R1 R1F2

DWFx F D Wh h 5V.8kmol/hL3L

LqF

RDqF

1.2

.8kmol/hLxV V

1.507x0.0203

57

FDWFxDxWxF D WF(xx) 100(0.6D

F W /x x 0.950.05D WWFD

/h

42q0.5x xy Fyx

1 1①xy1)x2.5xy ②1x=52720与平衡交点：x0.492，y0.708q qD R xyD

5yx

3R5Rmin

q q1.51.12nDy xnD

1.68xn

0.95n1

(R(R1 1

3yn1

xn

0.3544'

L

0.5F

0.5100V'V

(q1)F

D(R1)

100113.77Vx 152.66x 0.0538.89y m W mm1ym1

V'xm

V'R

113.77 1 2

3R

R1

R1xD1D

21 21R1

0.8，R4

xR1

x0.86 5分Dyy

yxy0.8x

x

x0.06 5分wy

xq1q∴x0.38F9、：采用最小回流比时精为

5分R min x 1 xR1

n1

R 1 min

R1 D由相平衡

1 1xy1)x，

5分 y1(2.5

2.5x11.5x 5分y0.62x

2.5x

x

yy15x为(x,y)。q qx0.44x

y说明热状况为气液混合。F q F q由q

y q q x，q1 q1 F此平衡平衡有 0.592

qq1

0.367

qq1

0.44出qFDW

5分DW0、）Fx

代入数据 F D W此组

D

/h

/h 5分（

V

/h则LV

D

/hL R 2D R R 2 1yR1x

R1xD

x x21 21

10分收、选择题（2）１、C、D 3、B A CC 、BA B AABC 8D9A 10D11、D12AB C 14A 15Ｂ16AA 18CCAB 19B C20C 21D22、CA23、B 24C 25、B 26B A27A B B28A B B 29C 30、C B C 31、A C 32A B 33B二、填空题（2）1、C>B>A，在相同气相压下，C C Cce Be Ae

34、气膜 100% 易 P/PBm 由于总体流动的存在使传质速率比单纯子扩散增加的倍数。5、N xA

6<，< 7、易，0.1，0.0369 8加 、液封用 气体倒灌达不到要求 低 力 变 1 13力 气膜阻力 H/kG 14、难溶 15、液膜 2×10-4 16、减小17、p–p* 18、增加 加 少 19、、也越大 21、越大22

p ，总体流动对传质速率的影响。大 、大于小于 Bm25、气相中惰性气体不溶于液相剂不挥发 26、不变 不变27、变大 变大 28加 加 同液相主体浓度相平衡的气相浓度30、c

ms P

kmol(m2skP

31、层流或静止。32、液膜控制 小于 33、 总压不太高时，在定温度下，稀溶液上溶质组的平衡压与它在液相中的浓度之间的关系。p

E.x

pCH

，y

，Y

mX。34、气膜 液膜 液膜。 35、物料衡算 传质速率 相平衡36、溶解度 选择性 挥发度 性。37、平衡平衡线38、惰性气体 降压39、组在同溶剂中溶解度的质 质 40、大于 上。41、增大 加 液气比 42、平衡率m 率43高 44、由气、液膜层的子扩散45、气膜 气膜阻力46解 解少 48元度 传质单元数 49平衡弯曲度不大 情况。三、判断题（1）1、× 、× 、× 4× 5、√ 6× 7× 8× × 、√ 、√ 12×13、√ 、√ 、×16√ 17× 18√ √ 20√ 21× 22√ 23√ √ 25× 26√ × √ 29√30、√ 31、√ 、√ 、√ 34× 35、√ 、√ 37× 、√三、名词解释()331、吸收：利用各组分溶解度不同而分离气体混合物的操作称为吸收。2、分子扩散：是凭借流体分子无规则热运动而传递物质的，发生在静止或层流流体里的扩散就是分子扩散。3、扩散通量：单位面积上单位时间内扩散传递的物质量称为扩散通量，其单位为kmol/m2.s。4、涡流扩散：凭借流体质点的湍动和旋涡来传递物质的现象，称为涡流扩散。5、体积吸收系数：是在单位推动力下，单位时间、单位体积填料层内吸收的溶质量。6、脱吸因数：是平衡线斜率与操作线斜率的比值，量纲为1，S=mV/L。7、吸收因数：是操作线斜率与平衡线斜率的比值，量纲为1，A=L/mV。832h即h。9、脱吸：使溶解于液相的气体释放出来的操作称为脱吸。四、问答题1xxky表示气膜的阻力)。(2分)(4分)高yy为kyU0.8。 2分(4分)34G

xx

xx3 L

y1 2 m1

(2)yxyminyxy

1e 2 1 21E1.52105kPa。c100018

55.56kmol/m3

)cx c1

55.56

5.40105

(2)p*Ex1

55

8.2kPa

(2)p*p1

1.52kPa。 (2)p1

'5

kPa，p*p1

'。 2)2

p co2

/m2CO2:

p*Ex1370

1000c18

55.56kmol/m3

)c11000

0.00841cx c1 c

0.00841 55.56

∴p*1

54

kN/m2∵p*pco2

发生吸用。 (4)差表示推动力

p

p*

p

/m

)3

1200273/0.822.4

60.94kmol/m2hH

N H

4

(5)OG KyL

100, 1

OG HOG

0.60941

(5)N OG

1.2

S A

1.2

0.833

NOG1S

ln[(1S) y2

S]6.564

11

ln[(1)y

0.833]y

1

1

21

92.3%

)y2 y yy1 1

0.0535PAGEPAGE364、解：1LG

yy1 xx

0.060.0080.02

2.6

(2分)1 21S 1A

m L/G

2.52.6

0.9615

NOG1S

S)y11y11

S]5.80H H OG NOG

8 1.38m5.80

2(6分)2、若两塔串联操作,设串联后两塔总填料高H’y' 2

, 填料相同流量不所以HOG不变,则H'H N'OG OGN' OG

11S

S

y S]1y'12

H'12.7m

(5分)于是:新增塔的填料层高H

H'H

4.7m。 分)5、解：1y2

y)0.95)1x*

y 0.051m 2.0

0.025

(3分)x 70%x*70%1

0.0175LG

yy1

217kmol/h3.91m3/h

(4分)xx1 2

0.017502、 Y

YY1

( y 1 1y

)(y2

2

(2分)m 1

/Y2

y1

mx1

)/(y2

)2G14G14D2YY12OG OG Ky

Y m

8080140.82(0.05

0.00698

(4分)L、 LLmin

G(y1G(y1

y)/(x2 1y)/(x*2

x)2x2

x*x1

0.0250.0175

1.43

(2分)6、解：低浓度气体吸收LG1原塔： ALG1

1.21.2

1,操作线与平衡线平行，即Ym

Y y2 2以 HOG

H N 5OG

(4分)另串联一个完全N OG

yy1 y2

15相同的塔后,相当于塔高加倍H

N

2H

10

(4分)OG H H5OG1y 1y27、解：

yy12 111

0.0611

0.00545

(2)y1

22.4

（属低浓气体吸收）1x y1m

0.071.15

0.061

x 67%x1

67%

(3)又y 2

y1

98%故L

yy1

1.67G xx1 2

0.0410G

/

L1.6744.6474.5kmol/h

(5)Vsu41000Vsu41000293.23600 273.20.54

0.87m

(2)G1G14244.6410.8724OG Ka 95y

1mG A L

1.1544.6474.5

0.6891 1y1N

1

1 1

0.6898.96OG 11 A

Ay2

A 1

HH N

8.96

(5)8、解：低浓气体吸收出口矿物油中溶质的最大浓度为：x 1e

y 0.0151m 0.5

(2)y2

y1.5%85%1L

1

1.5%

0.425yGy

min

x x1e 2

0.030L或( G

min

m0.50.850.425

(5)

LL 3G G

minLG1 ALG

0.5

(3)N 1OG 11A

1y 1A 1 AAy210.015.39210.015.3921 1

00.00225

2.45HH N

12.45m

)9、解：y1

1.33101.3

0.0131

0.0068y2 101.3

6.71105；

G28.8

/hL

1

1

10

yy(5)yyG

min

x*x1e 2

y x1m 1

00.755 L5L G G

50.753.75

(3) minL3.7535.4132.75kmol/h1mGA L

0.7553.75

0.20N 1OG 11A

1 A

ymx 11 2Ay mxA2 2

) 1 1

0.01310

0.20

(2)10.20 y*

0.02

6.71105

10x

1m

0.36

0.0556

y12 1

1

0.0002L

1y2

0.3577yGy

min

x*x1e 2

0.0002L1.5L

1.50.35770.5366G G

min

(5)x x

y 1yy

0.0002

0.020.0002

)0.0371

(2)212y y

2

L/G

0.53660.006641y 2

1 1y 2

0.000128Y

YY1

(3)m 1

/Y2

/0.000128)Y2N 1Y2

12OG YmH G

0.00165 /

mOG Ky

/41.12H11、解：

N HOG

12.4m

)属于低浓气体吸收。y yy2y22 1y2y2

0.0180%0.002L

1y 1y 0.010.002

0.8G

min

x x

y x1m 1

0.0101L L

1.50.81.2

(5)G G

min1mGA L

11.2

0.8331N 1OG 11A

1 A

ymx 11 2Ay mxA2 2

(5) 1 0.010 11

0.00200.8333.06HH N

13.06m

(5)12、解：

E 50.65Y 0.026,Y1

0.0026,m P

96.2

0.526L0.11000/18V 100/22.4

1.244,

m L/V

0.5261.244

0.423

(5)1 mX

1

NOG1

1

1 2Y mX2

S

13.16

(5)KaVNOG100/22.43.16

374.2kmol/(m3

(5)y HA 1.2/40.2213。NH3的摩尔质量为17kg/kmol，溶液的量为15kgNH3与1000kg水之和。故nx A nn

/

0.0156n n nA B

//y*

p* AP

(3)my*x

,EP*x

2.266

.3kPa3，H s

0.382.3s

3a） 3)NH3为n m /

/c A A

0.869A V m m /A s s

/

kmol/m3HcA

0.383A所以 p*A

·a） 4)14、解：此题属单方向扩散，扩散系数

D0.18cm

/s1.8105m2/s扩散距离

Z0.001mP101.325kPaCO2p

PyA1

0.2kPaA2气液界面上CO2压力p A2气相主体中空气惰性气体）pB1为p PB1

p A1

kPa

p kPaB2

(4)空气在气相主体和界面上压力对数平均值为p pB2pB1

90.8BmpB2Bm

p B1

kPaN D

p

p A pBm

A2

(4) 1.85

1.

0.

0

90.8104kmol/m2

(2)0.04X 0 Y1 1

0.0417

Y X152 ，

2

(3)LY1Y2

2.804V XX

0.01297

。 (3)L

Y

0.0417

2.18Y1mY1m

LLVmin

0.0417

。n

2.18

1.286

(4)111mVLN 1mVLOG

L Y

mX1 2mX2 L

。 (3)ZNOG

H 1.5mOG

(2)VZ 1 2K .

V92Kmol16

S Y。ya m。

h Y

,Y

(3)X10.0194

,X

Y

Y

Y m，m

(3)。V。

920.050.00265Z 1 2K .

K .1 ..12.0.006

K

KmolS Yya

ya 4

ya

m3。

V1

4.361Kmol2 h。m 1853 4.361m 为 为 。 (4)17p*A

py.3

21.27kPa

(3)E。 H c* Ac*S A

HpA

A S

(4)c*A

100021.273.3110618

3.57104kmol/m3m A

104

g/m3

(