化工原理复习题及答案

1、1. 某精馏塔的设计任务为：原料为F，xf，要求塔顶为xD，塔底为xw。 设计时若选定的回流比R不变，加料热状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料，则所需理论板数NT 减小 ， 提馏段上升蒸汽量V 增加 ，提馏段下降液体量L 增加 ， 精馏段上升蒸汽量V 不变 ，精馏段下降液体量L 不变 。（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(摩尔分率) .精馏段操作线方程为y=0.75x+0.24.该物系平均相对挥发度=2.2,此时从塔顶数起的第二块理论板上升蒸气组成为 y2=_.3. 某精馏塔操作时，F，xf，q，V保持不变，增加回流比R，则此时xD 增加 ，

2、 xw 减小 ，D 减小 ，L/V 增加 。（增加，不变，减少）6.静止、连续、_同种_的流体中，处在_同一水平面_上各点的压力均相等。7.水在内径为105mm2.5mm的直管内流动，已知水的黏度为1.005mPas，密度为1000kgm3流速为1m/s,则Re_,流动类型为_湍流_。8. 流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的_4_倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的_1/4_倍。9. 两个系统的流体力学相似时，雷诺数必相等。所以雷诺数又称作 相似准数 。10. 求取对流传热系数常常用_量纲_分析法,将众多影响因素组合成若干_无因次数群_数群，

3、再通过实验确定各_无因次数群_之间的关系，即得到各种条件下的_关联_式。11. 化工生产中加热和冷却的换热方法有_传导_、 _对流_和_辐射_。12. 在列管式换热器中,用饱和蒸气加热空气,此时传热管的壁温接近_饱和蒸汽一侧_流体的温度,总传热系数K接近_空气侧_流体的对流给热系数.13. 气液两相平衡关系将取决于以下两种情况： (1) 若 p*p 或 CC*则属于_解吸_过程 (2) 若 pp* 或 C*C 则属于_吸收_过程14. 计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：_平衡线_、_操作线_、_传质系数_。15. 在一定空气状态下干燥某物料，能用干燥方法除去的水分为_

4、自由水_；首先除去的水分为_非结合水_；不能用干燥方法除的水分为_平衡水_。19. 精馏过程是利用多次部分汽化和多次部分液化的原理进行完成的。20. 最小回流比是指 塔板无穷时的回流比极限值 。21. 由实验确定直管摩擦系数与Re的关系。层流区摩擦系数与管壁_粗糙度无关，和Re关系为_/_Re_。湍流区，摩擦系数与_粗糙度_及/Re 都有关。而完全湍流区，摩擦系数与_ Re _无关，仅与_粗糙度_有关。22. 某液体在内径为d1的管路中稳定流动，其平均流速为u1，当它以相同的体积流量通过内径为d2（d2=d1/2）的管路时，则其平均流速为原来的_4_倍。23. 流量增大时，流体流经转子流量计的

5、阻力损失_不变_。24. 层流与湍流的本质区别是：_层流无径向流动，_湍流有径向流动_。 25. 间壁式换热器的传热过程是_对流_、_导热_、_对流_。26. 对流体传热中普郎特准数式为 Pr=Cp*u/_, 它反映了_流体物性对对流传热的影响_27. 在多层平壁稳定热传导中，通过各层的传热速率_相同_。28. 压力_下降_温度_增高_将有利于解吸的进行。吸收因数A表示_操作线斜率L/G_与_平衡线斜率m_之比。当A1时，增加塔高，吸收率_增大_29. 吸收操作中，温度不变，压力增大，可使相平衡常数_减小_，传质推动力_增大_。30.作为干燥介质的湿空气，其预热的目的_降低相对湿度_、_提高温

6、度33. 饱和液体进料时，q= 1 ;L= L+F;V= V 。34. 在连续精馏塔中，进行全回流操作，已测得相邻两板上液相组成分别为x n-10.7,xn0.5 （均为易挥发组份摩尔分率）。已知操作条件下相对挥发度3，则yn ，x*n ， 以液相组成表示的第板的单板效率Em 。 35. 某二元物系的相对挥发度3，在具有理论板的精馏塔内于全回流条件下作精馏塔操作，已知xn0.3，则yn-1 （由塔顶往下数） 36图示吸液装置中，吸入管尺寸为，管的下端位于水面下，并装有底阀及拦污网，该处的局部压头损失为 。若截面处的真空度为，由截面至截面的压头损失为 。求：（1）吸入管中水的流量，;（2）吸入口

7、处的表压。 37. 在一套管式换热器中，内管为的钢管，内管中热水被冷却，热水流量为，进口温度为，出口为。环隙中冷却水进口温度为，出口温度为，总传热系数。试求：（1）冷却水用量； （2）并流流动时的平均温度差及所需的管子长度；（3）逆流流动时的平均温度差及所需的管子长度。38. 用煤油从苯蒸气与空气的混合物中回收苯，要求回收。入塔的混合气中，含苯（摩尔分数）。入塔的煤油中，含苯。溶剂用量为最小用量的1.6倍，操作温度为 ，压力为。平衡关系为，总传质系数 。入塔气体的摩尔流量为。求填料层高度。39. 用泵将水以568m3/h的流量由水池送入水塔。已知水塔液面比水池液面高出13，水塔和水池均通大气，

8、输水管路均为1144mm无缝钢管，管长200m（包括所有局部阻力损失的当量长度）。摩擦阻力系数可取为0.02，此时泵的效率为72%。试求：（1）管内流速；（2）管路系统的总阻力损失；（3）泵的扬程；（4）泵的有效功率。40. 有一套管式换热器，内管为，外管为的钢管。内管中苯被加热，苯进口温度为，出口为。流量为。套管中为的饱和水蒸气冷凝，冷凝的对流传热系数为。已知管内壁的垢阻为，管壁及管外侧热阻均可不计。苯的密度为。试求：（1）加热水蒸气用量；（2）管壁对苯的对流传热系数；（3）完成上述处理所需套管的有效长度。（，下：饱和水蒸气的饱和温度，汽化热) 41. 以纯溶剂吸收某混合气体中的溶质A，入塔

9、气体量为0.031kmol/s，溶质的浓度为0.0417（摩尔比，下同），要求吸收率为96%。已知塔径为1.2m，相平衡关系为Y=1.5X，KYa=0.077kmol/（m3s），且实际液气比为最小液气比的1.5倍。试求填料层高度。 42. 20的水密度为1000kg/m3，粘度为10-3Pa.s，以20m3/h的流量在513mm 的水平管道内流过,在管路上某处流体静压强为1.5 kgf/cm2(表压)，若管路的局部阻力可略去不计，问距该处120m 同一水平线下游处流体静压强为多少Pa? (Re=3103-1105时, =0.3164/Re0.25)43. 某车间准备用一台离心泵将储槽内的热水

10、送到敞口的高位槽内，已知管子规格为603.5mm钢管，管内流速为2.5m/s，吸入管路的能量损失为23.6J/kg压出管路的压头损失为4mH2O (均包括全部的局部阻力损失在内），其余参数见附图示。试求该泵提供的有效功率。44. 接触法硫酸生产中用氧化后的高温SO3混合气予热原料气（SO2及空气混合物）,已知：列管换热器的传热面积为100 m2,原料气入口温度t1300, 出口温度 t2=430 .SO3混合气入口温度T1=560 , 两种流体的流量均为13000kg/h,热损失为原料气所得热量的6,设两种气体的比热均可取为1.05kJ.K-1.kg-1,且两流体 可近似作为逆流处理,求：1S

11、O3混合气的出口温度T2； 2传热系数K w/（m2.k）。45. 在某一直径为0.6m的填料塔中，在20、760mmHg下，用清水对空气氨混合气进行逆流吸收操作，每小时向塔送入含NH3 1.5mol%的混合气480m3(操作态) ,要求NH3的回收率为90%。已知20的平衡关系为y=0.75x（x、y均为摩尔分率），出塔溶液中NH3的浓度为平衡浓度的85%。试求： (1)出塔溶液中氨的浓度（用摩尔分率表示）； (2)水用量（kg/h); (3)已知气相体积总传质系数KYa为0.09kmol/（m3s），计算所需填料层高度（m）。46. 某厂准备选用规格为252.5mm，长3m的管子组成的列管

12、式换热器来将25的液体加热到40。已知液体的流量为36m/h，相对密度为1.1，平均比热为2.9kJ/（kgK）,加热剂用410K的饱和水蒸汽（走管外）其冷凝潜热为2155kJ/kg，冷凝水在饱和温度下排出，此换热器的散热损失为21000w，传热系数K=660 w/（m2K）,试求： （1）加热剂的消耗量为多少kg/.h？（2）此换热器应用多少条管子组成？47. 某厂用泵将地面上储池中密度为1100kg/m3的碱液送至吸收塔顶经喷咀喷出，输液管与喷咀连接处的压强为0.22at（表压）。泵的吸入管为1084mm的钢管，管内流速为0.9m/s；压出管径为563mm的钢管。储槽中碱液深度为1.2m，

13、池底至塔顶喷咀处的垂直距离为19m，取=0.02，设吸入管路的阻力损失忽略不计，而压出管路直管总长为22m，各种局部阻力的当量长度之和Le=103m，求此泵的有效功率为多少kw？48. 在套管换热器中，用100的水蒸汽将流率为1500kg/h的盐水，由20加热至60。盐水比热为2.5kJ/（kg.K），加热内管平均直径为50mm，蒸汽对管壁的给热系数为10000W/（m2.K），管壁对盐水的给热系数为800W/（m2.K），忽略管壁热阻，试求加热管的管长。49. 在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S 吸收混合气体中的可溶组分A 。入塔气体中A 的摩尔分率为0.03，要求吸收率为90%。 已知操

14、作条件下的解吸因数为0.8 ，物系服从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03（摩尔分率）。 试计算： (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质单元数NOG 。50. 20的水密度为1000kg/m3，粘度为10-3Pa.s，以20m3/h的流量在513mm 的水平管道内流过,在管路上某处流体静压强为1.5 kgf/cm2(表压)，若管路的局部阻力可略去不计，问距该处120m 同一水平线下游处流体静压强为多少Pa? (Re=3103-1105时, =0.3164/Re0.25)51对于间壁式换热器：m1Cp1 (T1-T2) =

15、m2Cp2 (t2-t1)=KAtm等式成立的条件是_稳定传热_、_无热损失_、_无相变化_。52在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将_减小_，操作线将_靠近_平衡线。53. 某吸收塔中,物系的平衡线方程为y=2.0x,操作线方程为y=3.5x+0.001,当y1=0.06,y2=0.0020时,x1=_,x2=_,L/G=_3.5_.55.若将同一转速的同一型号离心泵分别装在一条阻力很大，一条阻力很小的管路中进行性能测量时，其测出泵的性能曲线 相同 。其实际供给管路的最大流量不同。 A.过渡流 B.层流 C. 湍流66.一般情况下，温度升高，液体的

16、粘度（ B ）；气体的粘度（ A ）。 A. 增大 B. 减小 C. 不变67.离心泵铭牌上标明的是泵在( 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. 轴功率最小。 68. 对一台正在工作的列管式换热器，已知1116W/（m2.k）、211600 W/（m2.k），要提高传热系数（K），最简单有效的途径是（ A ）。A. 设法增大1; B. 设法增大2; C. 同时增大1和2。69.湿空气经预热后，空气的焓增大，而（ B ）。 A. H，都升高； B. H不变降低； C. H，都降低70.恒速干燥阶段，物料的表面温度等于空气的（ B ）。 A. 干球温度； B.

17、 湿球温度； C. 露点71 离心泵的扬程是 ( D ) A. 实际的升扬高度 B. 泵的吸液高度 C. 液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度 D. 单位重量液体出泵和进泵的机械能差值72 间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻( A ) A. 成正比 B. 成反比 C. 没关系73 当吸收质在液相中的溶解度甚大时，吸收过程主要受（ A ）控制，此时，总吸收系数K近似等于（ ）。 A. 气膜；B. k； C. 气液膜同时； D. k；E. 液膜； F. K；74当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为( B ) A. 气体的粘度太小 B. 气体的密度太小 C. 气体比液体更容易起漩涡 D

18、. 气体破坏了液体的连续性75 若享利系数E值很大，依据双膜理论，则可判断过程的吸收速率为（ B ）控制。 A. 气膜； B. 液膜； C. 双膜76. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统， 当温度和压力不变，而液相总浓度增加时其溶解度系数H 将（ C ），亨利系数E将（C ）。 A. 增加 B. 减少 C. 不变77. 通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，完成一定的分率( D )。 A. 回收率趋向最高； B. 吸收推动力趋向最大； C. 操作最为经济； D. 填料层高度趋向无穷大。80. 对于沸腾传热，工业生产一般应设法控制在（ A ）沸腾下操作。 A. 泡核 B. 稳定

19、的膜状 C. 不稳定的膜状81. 流体在最小管径为层流的串联管路中，则在其它管径中的流型为（ ） A. 湍流 B. 层流 C.可以是层流或湍流 D. 无法判断82. 流体在管路中作稳态流动时，具有（ D ）特点。 A. 呈平缓的层流 B. 呈匀速运动 C. 在任何截面处流速、流量、压强等物理参数都相等； D. 任一截面处的流速、流量、压强等物理参数不随时间而变化83.（ C ）是指当间壁两侧冷、热流体之间的温度为1K时，在单位时间内通过单位传热面积，由热流体传给冷流体的热能。 A. 导热系数； B. 对流传热系数； C. 总传热系数 84. 强化传热的主要途径是（ A ）。 A. 增大传热面积

20、 B. 提高K值 C. 提高tm85. 对流传热方程中Q=At中,的t是指（C ）温度差。 A. 内壁与外壁 B. 冷热流体的平均 C. 壁面与流体间86. 对于逆流操作的吸收塔，其它条件不变，当吸收剂用量趋于最小用量时，则（ D ）。 A. 吸收推动力最大； B. 吸收率最高； C. 出塔气浓度最低； D. 吸收液浓度趋于最高。87. 双膜理论认为吸收过程的阻力集中在（ A ）。 A. 两膜层中； B. 界面上； C. 液膜之中； D. 气膜之中；88. 对于脱吸操作，其溶质在液体中的实际浓度（ B ）与气相平衡的浓度。 A. 小于； B. 大于； C. 等于；89. 将不饱和的空气在总压和

21、湿度不变的情况下进行冷却而达到饱和时的温度，称为湿空气的（ ）。 A. 湿球温度； B. 绝热饱和温度； C. 露点90. 在干燥流程中，湿空气经预热器预热后，其温度（ A ），相对湿度（ ）。 A. 升高； B. 降低； C. 不变91. 套管冷凝器的内管走空气，管间走饱和水蒸汽，如果蒸汽压力一定，空气进口温度一定，当空气流量增加时，传热系数K应( A )。 A 增大，B. 减小， C. 基本不变。 92. 在反应器的单根冷却蛇管内通冷却水，其进、出口温度分别为1、2，蛇管外有热流体稳定流过,借搅拌器作用，使热流体保持均匀温度T(T为热流体出口温度) ，如冷却蛇管长度增大一倍,其它条件不变,问出口水温2应( A )。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不一定93吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，完成一定的分率( D )。A. 回收率趋向最高；B.吸收推动力趋向最大；C.操作最经济；D. 填料高度趋向无穷大。94. 传质单元数N0G（或N0L）（ B ）。 A.取决于物系、设备、填料几何特性和气、液流率等操作条件. B.与设备形式无关，只与物系相平衡及进出口浓度有关.C .与设备形式有关，也与物系相平衡及进出口浓度有关.95. 圆管的摩擦系数=64/Re公式的适用范围是（ ）。96.为使U形压差