化工原理复习知识点

化工原理复习知识点

一、填空题：

1、物料衡算的理论依据是质量守恒定律，热量衡算的理论基础是能量守恒定律。

2、雷诺数的表达式是Re=duP/Uo当密度P=1000kg-m-3,粘度口=1厘泊，

半径d=10mm,以流速为0.15m-s-1在管中流动时，其雷诺准数等于1500,流动

类型为层流。

3、流体在圆形直管中作层流流动，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2倍。

4、根据按单元操作所遵循的基本原理不同，可将单元操作分为动量传递、热量

传递、质量传递。

5、离心泵主要部件有如下三部分：泵壳、叶轮、泵轴。

6、当安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生气蚀现象。

7、平壁稳定传热过程，通过三层厚度相同的不同材料，每层间温度变化如图所

示，试判断L、入2、入3的大小顺序入3〉X,）3，以及每层热阻的大小顺序6-/

入3（5,/Xt<8,/X2。

8、1140肌（属于第二章内容）

9、热量传递的基本方式有传导传热、对流传热和辐射传热。

10、精储过程,就是利用混合液的各组分具有不同的沸点（或挥发度），利用多次部

分汽化多次部分冷凝的方法,将各组分得以分离的过程。

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11、某连续精镭塔，已知其精镭段操作线方程为y=0.78x+0.204,则该塔的回流

比R=3.54,储出液组成Xd=O.926o

12、由于吸收过程气相中的溶质分压总大于液相中溶质的平衡分压，所以吸收操

作线总是在平衡线的上方。增加吸收剂用量，操作线的斜率增大，则操作线向远

离平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y—y0）增大。

13、用相平衡常数m表达的亨利定律表达式为y=mx。在常压下,20℃时，氨在空

气中的分压为166mmHg,与之平衡的氨水浓度为20（kgNL/lOOkgHQ）。此时亨利

系数m=l.250。

14、当空气的湿含量一定时，其温度越高，则相对温度越低，表明空气的吸湿能

力越强，所以湿空气在进入干燥器之前都要经预热器预热。

15、饱和空气在恒压下冷却，温度由3降至t2,此时其相对湿度不变，湿度下

降，湿球温度下降，露点下降。

二、选择题：

1、流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（A）

A、流体具有粘度B、管道不够光滑C、流动速度大于零

2、在间壁式换热器内用饱和水蒸气加热空气，此过程的总传热系数K值接近于

（C）

A、a蒸汽B、a蒸汽与a空气的平均值C、a空气

3、蒸储操作属于（B）

A、传热B、传热加传质C、传质

4、吸收速率主要决定于通过双膜的扩散速度，要提高气液两流体的相对运动，

提高吸收效果，则要（B）

A、增加气膜厚度和减少液膜厚度B、减少气膜和液膜厚度C、增加气膜和液

膜厚度

5、干燥是（C）过程。

A、传质B、传热C、传热和传质。

三、问答题：

某恒定干燥过程，（如图所示：预热器K1,干燥器K2,冷却冷凝器K3）,已知预

热器出口空气的干球温度为tl,湿球温度为twl,此状态空气在干燥器经历一个

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绝热增湿过程，出干燥器空气温度为t2,经冷却冷凝器冷却冷凝，析出一部分

水份之后，再经预热器预热至他，且其湿球温度仍为twl,如此反复循环。试在

湿空气的H-I图(或I-H)图上用线段和箭头绘出空气在上述干燥过程状态变化

的示意图。并说明空气在其中所经历的过程。(课本p334)

答：由twl及tl确定A点(由温度为twl的等温线与6=100%线相交，再沿等温

线向上与等温线tl相交得A点)。

AB为空气在干燥器经历绝热增湿过程，也是等焰干燥过程；

BC为空气在冷却冷凝器经历等H冷却过程；

CD为空气在冷却冷凝器经历析出部分水份过程；(4>=100%)

DA为空气在预热器中经历等H升温过程。

四、计算题：

1、用泵自敞口贮油池向敞口高位槽输送矿物油，流量为38.4t/h,高位槽中液

面比油池中液面搞20m,管路总长(包括阀门及管件的当量长度)430m,进出口

阻力不计，管径为6108X4mm,若油在输送温度下的比重为0.96,粘度为

3430cp,求泵所需的实际功率，设泵的效率n=50强

解：对贮油池液面至高位槽液面列伯努利方程：

H=Ho+EHf

=Ho+X[(l+Ele)/d](u72g)

HO=20m

1+Ele=430m

d=108-2X4=lOOnnn=0.Im

q.=38400/3600=10.667kg/s

u=q,/(0.758d2•P)=10.667/(0.785X0.I2X960)=1.415m/s

Re=duP/u=0.1X1.415X960/(3430X10-3)=396<2000

故入=64/Re=64/39.6=1.616

H=20+1.616X430/0.1X1.415/(2X9.81)=729.2m

P=qvHpg/n=q』g/n=10.667X729.2X9.81/50%=152611w=152.6kw

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2、100℃的水蒸气在管壳式换热器的管外冷凝，冷凝潜热为2258.4J/kg,总传

热系数2039w/(m2•K)，传热面积为12.75m2,15℃的冷却水以2.25X105kg/h的

流量在管内流过，设总传热温差可以用算术平均值计算，求水蒸气冷凝量kg/h?

解：Q=Gc,Cpc(t2-tj-KAAtm

△tm=[(100-15)+(100-t2)]/2-(185-tJ/2

Q=2.25X105X4.18X10^3X(t2-15)/3600

=2039X12.75X(296-t2)/2

t2=23.1℃

Q=2039X12.75X(185-23)/2-2105kw

D=2105X3600/2258.4-3355kg/h

3、设计一台常压操作的填料吸收塔，用清水吸收焦炉气中的氨，操作条件下的

平衡关系为y=L2x,气体流率为4480m3/h.,入塔气体浓度为10g/m:要求回收

率为95%,吸收剂用量为最小用量的1.5倍，气相体积总传质系数K,

a=200kmol/(m*,h),试求

①水用量(n?/h)(取P水1000kg/m3)

②出塔溶液中氨的浓度(mol%)；

解：①yi=(10Xlor/*)/(1/22.4)=0.0132

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yz=y】(l-n)=0.0132(1-0.95)=6.59X10-4

(L/G)m/„=(yi-y2)/(yi/m)=nm=0.95X1.2=1.14

L/G=1.5(L/G)“n=1.5X1.14=1.71

G=4480/22.4=200kmol-m-2-h-1

L=1.71X200=342kmol-m-2-h-1=342X18/1000

=6.16m3/h

-4

②x】=(yi-y2)/(L/G)=(0.0132-6.59X10)/1.71

=0.00733=0.733%

4、用常压精储塔分离双组分理想混合物，泡点进料，进料量100kmol/h,加料

组成为50%塔顶产品组成xu=95%,产量D=50kmol/h,回流比R=2Rmin,设全塔均

为理论板，以上组成均为摩尔分率，相对挥发度a=3。求

①Rmin(最小回流比);

②精镭段和提储段上升蒸汽量；

③列出该情况下的精储段操作线方程。

解：①y=ax/[l+(a-1)x]=3x/(l+2x)

泡点进料q=1,xe=Xi=0.5

Ye=3X0.5/(1+2X0.5)=1.5/2=0.75

Rm/(Rm+1)=(0.95-0.75)/(0.95-0.5)=0.20/0.45=4/9

Rm=4/5=0.8

②V=『=(R+1)D=(2X0.8+1)X50=130kmol/h

®y=[R/(R+l)]x+x„/(R+l)=0.615x+0.365

5、在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料，已知数据如下，空气进入预热器的

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温度为15℃湿含量为0.0073kg水.kg-绝干气，熔为35kJ/kg绝干空气；空气

进干燥器温度为90℃,焰为109kJ/kg绝干气；空气出干燥器温度为50℃；湿含

量为0.023kg水.kg」,绝干气；进干燥器物料含水量为0.15kg水.kg」,绝干料；

出干燥器物料含水量为0.01水.kg-绝干料；干燥器生产能力为237kg/h(按干

燥产品计)。试求

①绝干空气的消耗量(kg绝干气/h)

②进预热器前风机的流量(m：'/s)

③预热器加入热量(kw)(预热器热损失可忽略)。

附湿空气比容计算公式:V=(0.773+1.244H(t+273)/273X(1.0133X105)

/P

解:①Gc=G2(l-w2)=G2X2/(1+X2)=237X0.01/(1+0.01)=234.7kg绝

干气/h

W=Gc(X-X2)=234.7X(0.15-0.01)=32.9kg/h

L=W/(H2-HJ=32.9/(0.023-0.0073)=2096kg绝干气/h

②