化工原理復(fù)習(xí)題及答案

1、1. 某精餾塔的設(shè)計(jì)任務(wù)為：原料為F, Xf ，要求塔頂為XD ，塔底為Xw 。設(shè)計(jì)時(shí)假設(shè)選定的回流比 R不變，加料熱狀態(tài)由原來(lái)的飽和蒸汽加料改為飽和液 體加料，那么所需理論板數(shù) Nt 減小 ，提餾段上升蒸汽量V'增加 ， 提餾段下降液體量L'增加 ，精餾段上升蒸汽量V 不變 ，精餾段下 降液體量 L 不變。 增加，不變，減少2. 某二元理想溶液的連續(xù)精餾塔，餾出液組成為Xa=0.96摩爾分率精餾段操作線(xiàn)方程為y=0.75x+0.24該物系平均相對(duì)揮發(fā)度a =2.2,此時(shí)從塔頂數(shù)起的第二塊理 論板上升蒸氣組成為y2=.3. 某精餾塔操作時(shí)，F(xiàn)，Xf ，q，V保持不變，增加回流比

2、R,那么此時(shí)Xd增 加，Xw減小，D減小，L/V 增加。增加，不變，減少6.靜止、連續(xù)、_同種一的流體中，處在一同一水平面_上各點(diǎn)的壓力均相等。7水在內(nèi)徑為©105mmX 2.5mm的直管內(nèi)流動(dòng)，水的黏度為 1.005mPas,密 度為1000kg m3流速為1m/s,那么 足=流動(dòng)類(lèi)型為 流8. 流體在圓形管道中作層流流動(dòng)，如果只將流速增加一倍，那么阻力損失為原來(lái)的_4_倍；如果只將管徑增加一倍，流速不變，那么阻力損失為原來(lái)的_1/4_倍。9. 兩個(gè)系統(tǒng)的流體力學(xué)相似時(shí)，雷諾數(shù)必相等。所以雷諾數(shù)又稱(chēng)作相似準(zhǔn)數(shù)_。10. 求取對(duì)流傳熱系數(shù)常常用 綱 析法,將眾多影響因素組合成假設(shè)干無(wú)

3、因次數(shù)群數(shù)群，再通 過(guò)實(shí)驗(yàn)確 定各無(wú)因次數(shù)群 間的關(guān)系，即得到各種條件下的 關(guān)聯(lián)。11. 化工生產(chǎn)中加熱和冷卻的換熱方法有 傳導(dǎo)、寸流和輻射。12. 在列管式換熱器中，用飽和蒸氣加熱空氣，此時(shí)傳熱管的壁溫接近飽和蒸汽一側(cè) 體的溫度，總傳熱系數(shù)K接近空氣側(cè)流體的對(duì)流給熱系數(shù).13. 氣液兩相平衡關(guān)系將取決于以下兩種情況：假設(shè)p*>p 或C>C*那么屬于軍吸 程假設(shè)p>p*或C*>C貝U屬于 收 程14. 計(jì)算吸收塔的填料層高度，必須運(yùn)用如下三個(gè)方面的知識(shí)關(guān)聯(lián)計(jì)算： 平衡線(xiàn)、 操作線(xiàn) 、_傳質(zhì)系數(shù)_。15. 在一定空氣狀態(tài)下枯燥某物料，能用枯燥方法除去的水分為 自由水_;首

4、先除去的水分為_(kāi)非結(jié)合水_;不能用枯燥方法除的水分為衡水19. 精餾過(guò)程是利用 屢次局部汽化和屢次局部液化的原理進(jìn)行完成的。20. 最小回流比是指塔板無(wú)窮時(shí)的回流比極限值。21. 由實(shí)驗(yàn)確定直管摩擦系數(shù)入與Re的關(guān)系。層流區(qū)摩擦系數(shù)入與管壁 糙度無(wú)關(guān)，入和Re關(guān)系為_(kāi)Re_。湍流區(qū)，摩擦系數(shù)入與_粗糙度_SRe 都有關(guān)。而完全湍流區(qū)，摩擦系數(shù)入與_ Re 無(wú)關(guān)，僅與_粗糙度_有關(guān)。22. 某液體在內(nèi)徑為d1的管路中穩(wěn)定流動(dòng)，其平均流速為 5，當(dāng)它以相同的體積流量通過(guò)內(nèi)徑為d2d2=d/2 的管路時(shí)，那么其平均流速為原來(lái)的4倍。23. 流量增大時(shí)，流體流經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的阻力損失 變。24. 層流與

5、湍流的本質(zhì)區(qū)別是：層流無(wú)徑向流動(dòng)，_湍流有徑向流動(dòng) 25間壁式換熱器的傳熱過(guò)程是對(duì)流_、導(dǎo)熱_、_對(duì)流_。26. 對(duì)流體傳熱中普郎特準(zhǔn)數(shù)式為Pr=Cp*u/心它反映了 _流體物性對(duì)對(duì)流傳熱的影響_27. 在多層平壁穩(wěn)定熱傳導(dǎo)中，通過(guò)各層的傳熱速率 相同_028. 壓力下降溫度_增高將有利于解吸的進(jìn)行。吸收因數(shù) A表示操作線(xiàn)斜率L/G與平衡線(xiàn)斜率m 比。當(dāng)A > 1時(shí)，增加塔高，吸收率 增大29. 吸收操作中，溫度不變，壓力增大，可使相平衡常數(shù)_減小_，傳質(zhì)推動(dòng)力_增大_030作為枯燥介質(zhì)的濕空氣，其預(yù)熱的目的_降低相對(duì)濕度_、_提高溫度33. 飽和液體進(jìn)料時(shí)，q= 1 ;L' =

6、 L+F ;V' = V o34. 在連續(xù)精餾塔中，進(jìn)行全回流操作，已測(cè)得相鄰兩板上液相組成分別為X n-1= 0.7Xn= 0.5 均為易揮發(fā)組份摩爾分率。操作條件下相對(duì)揮發(fā)度=3，貝U yn= ，X*n =，以液相組成表示的第n板的單板效率Em=o35. 某二元物系的相對(duì)揮發(fā)度a= 3,在具有理論板的精餾塔內(nèi)于全回流條件下作精餾塔操作，Xn= 0.3,那么yn-1 = 由塔頂往下數(shù)36 .圖示吸液裝置中，吸入管尺寸為89mm 3.5mm，管的下端位于水面下22m，并裝有底閥及攔污網(wǎng)，該處的局部壓頭損失為8。假設(shè)截面2-2處的真2g1 u2空度為32.2kPa，由1-1截面至2-2截

7、面的壓頭損失為。求：1吸入2 2g管中水的流量，m3 h 1; 2吸入口 1-1處的表壓。A11J1iz"/V/ZZ/Z/Z37. 在一套管式換熱器中，內(nèi)管為180mm 10mm的鋼管，內(nèi)管中熱水被冷卻，熱水流量為1800kg h 1，進(jìn)口溫度為80°C，出口為50°C。環(huán)隙中冷卻水進(jìn) 口溫度為200C，出口溫度為450C， Cp 4.186kJ kg 1 C 1，總傳熱系數(shù) K 1800W m 2 K 1。試求：1冷卻水用量；2并流流動(dòng)時(shí)的平均溫度差及所需的管子長(zhǎng)度；3逆流流動(dòng)時(shí)的平均溫度差及所需的管子長(zhǎng)度。38. 用煤油從苯蒸氣與空氣的混合物中回收苯，要求回收

8、 91%。入塔的混合 氣中，含苯2% 摩爾分?jǐn)?shù)。入塔的煤油中，含苯0.018%。溶劑用量為最小用 量的1.6倍，操作溫度為520C，壓力為101kPa。平衡關(guān)系為Y 0.4X，總傳 質(zhì)系數(shù)Ky a 0.018kmol m 3 s 1。入塔氣體的摩爾流量為 0.018kmol m 2 s 1。 求填料層高度。39. 用泵將水以568m3/h的流量由水池送入水塔。水塔液面比水池液面高出13m,水塔和水池均通大氣，輸水管路均為©114 X 4mm無(wú)縫鋼管，管長(zhǎng)200m包括所有局部阻力損失的當(dāng)量長(zhǎng)度。摩擦阻力系數(shù)可取為 0.02,此時(shí)泵的效 率為72%。試求：1管內(nèi)流速；2管路系統(tǒng)的總阻力損

9、失；3泵的揚(yáng) 程；4泵的有效功率。40. 有一套管式換熱器，內(nèi)管為 54mm 2mm，外管為116mm 4mm的鋼 管。內(nèi)管中苯被加熱，苯進(jìn)口溫度為 500C，出口為800C。流量為3500kg h 1。 套管中為p 196.1kPa的飽和水蒸氣冷凝，冷凝的對(duì)流傳熱系數(shù)為 10000W m 2 K 1。管內(nèi)壁的垢阻為0.0004m2 K W 1，管壁及管外側(cè)熱阻 均可不計(jì)。苯的密度為880kg m 3。試求：1加熱水蒸氣用量；2管壁對(duì) 苯的對(duì)流傳熱系數(shù)；3 完成上述處理所需套管的有效長(zhǎng)度。cp 1.86kJ kg 1 C 1 ，0.145W m 1 K 1 ，0.39 10 3 Pa s ，8

10、80kg m 3， p 196.1kPa下：飽和水蒸氣的飽和溫度ts 119.6 C，汽化熱1r 2205kJ kg 41. 以純?nèi)軇┪漳郴旌蠚怏w中的溶質(zhì) A，入塔氣體量為0.031kmol/s,溶質(zhì) 的濃度為0.0417摩爾比，下同，要求吸收率為 96%。塔徑為1.2m，相平 衡關(guān)系為Y=1.5X，KYa=0.077kmol/ m3 s，且實(shí)際液氣比為最小液氣比的 1.5 倍。試求填料層高度。42. 20C的水密度為1000kg/m3，粘度為1O3Pa.s以20m3/h的流量在©51X 3mm的水平管道內(nèi)流過(guò)，在管路上某處流體靜壓強(qiáng)為 1.5 kgf/cm2表壓，假設(shè)管路 的局部

11、阻力可略去不計(jì)，問(wèn)距該處 120m同一水平線(xiàn)下游處流體靜壓強(qiáng)為多少 Pa? Re=3< 101 x 10 時(shí)，Q0.3164/Re0.2543. 某車(chē)間準(zhǔn)備用一臺(tái)離心泵將儲(chǔ)槽內(nèi)的熱水送到敞口的高位槽內(nèi)，管子規(guī)格為60x 3.5mm鋼管，管內(nèi)流速為2.5m/s，吸入管路的能量損失為23.6J/kg壓出管路的壓頭損失為4mH2O 均包括全部的局部阻力損失在內(nèi)，其余參數(shù)見(jiàn)SO3混合氣予熱原料氣SO2及空氣混合物，：列管換熱器的傳熱面積為100 m2,原料氣入口溫度t1 = 300C,出口溫度t2=430 C.SQ混合氣入口溫度=560 C ,兩種流體的流量均為 13000kg/h,熱損失為原料

12、氣所得熱量的6% ,設(shè)兩種氣體的比熱均可取為 1.k，且兩流體 可近似作為逆流處理，求：1. SO3混合氣的出口溫度T2；2傳熱系數(shù)K w/ m2.k。45. 在某一直徑為0.6m的填料塔中，在20C、760mmHg下，用清水對(duì)空氣氨混合氣進(jìn)行逆流吸收操作，每小時(shí)向塔送入含NH3 1.5mol%的混合氣480m3操作態(tài)，要求NH3的回收率為90%。20C的平衡關(guān)系為y=0.75x X、 y均為摩爾分率，出塔溶液中 NH3的濃度為平衡濃度的85%。試求：1出塔溶液中氨的濃度用摩爾分率表示；2水用量kg/h; 3氣相體積總傳質(zhì)系數(shù) ©a為0.09kmol/m3 ， 計(jì)算所需填料層高度m。

13、46. 某廠(chǎng)準(zhǔn)備選用規(guī)格為© 25X 2.5mm,長(zhǎng)3m的管子組成的列管式換熱器來(lái)將25C的液體加熱到40C。液體的流量為36m /h，相對(duì)密度為1.1,平均 比熱為2.9kJ/ / kg - K，加熱劑用410K的飽和水蒸汽走管外其冷凝潛熱為 2155kJ/kg，冷凝水在飽和溫度下排出，此換熱器的散熱損失為21000w,傳熱系數(shù) K =660 w/ / m2 - K，試求：/1加熱劑的消耗量為多少kg/.h ? / 2此換熱器應(yīng)用多少條管子組成？47. 某廠(chǎng)用泵將地面上儲(chǔ)池中密度為1100kg/m3的堿液送至吸收塔頂經(jīng)噴咀噴出，輸液管與噴咀連接處的壓強(qiáng)為0.22at表壓。泵的吸入管

14、為108X 4mm的鋼管，管內(nèi)流速為0.9m/s;壓出管徑為56X 3mm的鋼管。儲(chǔ)槽中堿液深度為 1.2m,池底至塔頂噴咀處的垂直距離為 19m,取Q0.02，設(shè)吸入管路的阻力損失 忽略不計(jì)，而壓出管路直管總長(zhǎng)為22m，各種局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度之和刀Le=103m,求此泵的有效功率為多少 kw?48. 在套管換熱器中，用100C的水蒸汽將流率為1500kg/h的鹽水，由20C 加熱至60C。鹽水比熱為2.5kJ/ / kg.K，加熱內(nèi)管平均直徑為50mm,蒸汽對(duì)管壁的給熱系數(shù)為10000W/(m2.K),管壁對(duì)鹽水的給熱系數(shù)為800W/(m2.K), 忽略管壁熱阻，試求加熱管的管長(zhǎng)。49. 在

15、常壓逆流操作的填料塔內(nèi)，用純?nèi)軇㏒吸收混合氣體中的可溶組分A。入塔氣體中A的摩爾分率為0.03,要求吸收率為90%。操作條件下的 解吸因數(shù)為0.8，物系服從亨利定律，與入塔氣體成平衡的液相濃度為 0.03(摩 爾分率)。試計(jì)算：(1操作液氣比為最小液氣比的倍數(shù)；(2)出塔液體的濃度；(3) 完成上述別離任務(wù)所需的氣相總傳質(zhì)單元數(shù)N *。50. 20C的水密度為1000kg/m3,粘度為1O3Pa.s以20m3/h的流量在©51 x 3mm的水平管道內(nèi)流過(guò)，在管路上某處流體靜壓強(qiáng)為1.5 kgf/cm2(表壓)，假設(shè)管路的局部阻 力可略去不計(jì)，問(wèn)距該處120m同一水平線(xiàn)下游處流體靜壓強(qiáng)

16、為多少Pa? (Re=3x 105-1 x 10 時(shí)，Q0.3164/Re0.25)51. 對(duì)于間壁式換熱器：mQp1 (T1-T2) =m2Cp2 g-tKA tm 等式成立的條 件是_穩(wěn)定傳熱_、_無(wú)熱損失_、_無(wú)相變化_。52. 在氣體流量，氣相進(jìn)出口組成和液相進(jìn)口組成不變時(shí)，假設(shè)減少吸收劑用量，那么傳質(zhì)推動(dòng)力將減小，操作線(xiàn)將 近 衡線(xiàn)。53. 某吸收塔中，物系的平衡線(xiàn)方程為y=2.0x,操作線(xiàn)方程為y=3.5x+0.001,當(dāng)y1=0.06,y=0.0020 時(shí),捲=,冷=,L/G=3. .55假設(shè)將同一轉(zhuǎn)速的同一型號(hào)離心泵分別裝在一條阻力很大，一條阻力很小 的管路中進(jìn)行性能測(cè)量時(shí)，其

17、測(cè)出泵的性能曲線(xiàn) 相同。其實(shí)際供應(yīng)管路的最大 流量不同。A.過(guò)渡流B.層流C.湍流66.般情況下，溫度升高，液體的粘度B ;氣體的粘度 A 。A. 增大B.減小C.不變67離心泵銘牌上標(biāo)明的是泵在C 時(shí)的主要性能參數(shù)。A流量最大；C.效率最高；B.壓頭最大；D.軸功率最小。68.對(duì)一臺(tái)正在工作的列管式換熱器，a= 116W/ m2.k、11600 W/m2.k，要提高傳熱系數(shù)K,最簡(jiǎn)單有效的途徑是 A 。A.設(shè)法增大a；B.設(shè)法增大a2； C.同時(shí)增大a1和a。69濕空氣經(jīng)預(yù)熱后，空氣的焓增大，而 B 。A. H，©都升高；B. H不變©降低；C. H，©都降低7

18、0恒速枯燥階段，物料的外表溫度等于空氣的B 。A.干球溫度；B.濕球溫度；C.露點(diǎn)71.離心泵的揚(yáng)程是D A.實(shí)際的升揚(yáng)高度B.泵的吸液高度C. 液體出泵和進(jìn)泵的壓差換算成液柱高度D. 單位重量液體出泵和進(jìn)泵的機(jī)械能差值72 間壁傳熱時(shí)，各層的溫度降與各相應(yīng)層的熱阻A A.成正比B.成反比C.沒(méi)關(guān)系73.當(dāng)吸收質(zhì)在液相中的溶解度甚大時(shí)，吸收過(guò)程主要受 A 控制，此 時(shí)，總吸收系數(shù)K 近似等于。A.氣膜；B. k ； C.氣液膜同時(shí)；D. k ； E.液膜； F. K ；74當(dāng)離心泵內(nèi)充滿(mǎn)空氣時(shí)，將發(fā)生氣縛現(xiàn)象，這是因?yàn)锽 C. 氣體比液體更容易起漩渦D. 氣體破壞了液體的連續(xù)性75 假設(shè)享利系

19、數(shù) E 值很大，依據(jù)雙膜理論，那么可判斷過(guò)程的吸收速率為 B 控制。A. 氣膜； B. 液膜； C. 雙膜76. 對(duì)接近常壓的低濃度溶質(zhì)的氣液平衡系統(tǒng)， 當(dāng)溫度和壓力不變，而液相總濃度增加時(shí)其溶解度系數(shù)H將C ，亨利系數(shù)丘將C 。A. 增加 B. 減少C. 不變77. 通常所討論的吸收操作中，當(dāng)吸收劑用量趨于最小用量時(shí)，完成一定的分率 D 。A. 回收率趨向最高；B. 吸收推動(dòng)力趨向最大；C. 操作最為經(jīng)濟(jì)；D. 填料層高度趨向無(wú)窮大。80. 對(duì)于沸騰傳熱，工業(yè)生產(chǎn)一般應(yīng)設(shè)法控制在 A 沸騰下操作。A. 泡核 B. 穩(wěn)定的膜狀C. 不穩(wěn)定的膜狀81. 流體在最小管徑為層流的串聯(lián)管路中，那么在其

20、它管徑中的流型為A.湍流B.層流C.可以是層流或湍流D.無(wú)法判斷82. 流體在管路中作穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)，具有 D 特點(diǎn)。A. 呈平緩的層流 B. 呈勻速運(yùn)動(dòng)C. 在任何截面處流速、流量、壓強(qiáng)等物理參數(shù)都相等；D. 任一截面處的流速、流量、壓強(qiáng)等物理參數(shù)不隨時(shí)間而變化83. C 是指當(dāng)間壁兩側(cè)冷、熱流體之間的溫度為 1K 時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位傳熱面積，由熱流體傳給冷流體的熱能。A.導(dǎo)熱系數(shù)；B.對(duì)流傳熱系數(shù)；C.總傳熱系數(shù)84.強(qiáng)化傳熱的主要途徑是A 。A.增大傳熱面積B.提高K值C.提咼 tm85.對(duì)流傳熱方程中Q= 4、t中，的 t是指C溫度差。A.內(nèi)壁與外壁B.冷熱流體的平均C.壁面與流體間

21、86. 對(duì)于逆流操作的吸收塔，其它條件不變，當(dāng)吸收劑用量趨于最小用量時(shí)，那么D 。A.吸收推動(dòng)力最大；B.吸收率最高；C.出塔氣濃度最低；D.吸收液濃度趨于最高。87. 雙膜理論認(rèn)為吸收過(guò)程的阻力集中在A 。A.兩膜層中；B.界面上； C.液膜之中；D.氣膜之中；88. 對(duì)于脫吸操作，其溶質(zhì)在液體中的實(shí)際濃度B 與氣相平衡的濃度。A.小于； B.大于； C.等于；89. 將不飽和的空氣在總壓和濕度不變的情況下進(jìn)行冷卻而到達(dá)飽和時(shí)的溫度，稱(chēng)為濕空氣的。A.濕球溫度；B.絕熱飽和溫度；C.露點(diǎn)90. 在枯燥流程中，濕空氣經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱后，其溫度A ，相對(duì)濕度A.升高；B.降低；C.不變91. 套管冷

22、凝器的內(nèi)管走空氣，管間走飽和水蒸汽，如果蒸汽壓力一定，空氣進(jìn)口溫度一定，當(dāng)空氣流量增加時(shí)，傳熱系數(shù)K應(yīng)A 。A.增大，B.減小，C.根本不變。92. 在反響器的單根冷卻蛇管內(nèi)通冷卻水，其進(jìn)、出口溫度分別為t i 、t，蛇管外有熱流體穩(wěn)定流過(guò)，借攪拌器作用，使熱流體保持均勻溫度TT為熱流體出口溫度，如冷卻蛇管長(zhǎng)度增大一倍，其它條件不變，問(wèn)出口水溫t 2應(yīng)A 。A.增大 B.減小 C.不變 D.不一定93. 吸收操作中，當(dāng)吸收劑用量趨于最小用量時(shí)，完成一定的分率 D 。 A.回收率趨向最高；B.吸收推動(dòng)力趨向最大；C.操作最經(jīng)濟(jì)；D.填料高度趨向 無(wú)窮大。94. 傳質(zhì)單元數(shù)Nog 或Nol B 。A.取決于物系、設(shè)備、填料幾何特性和氣、液流率等操作條件.B. 與設(shè)備形式無(wú)關(guān)，只與物系相平衡及進(jìn)出口濃度有關(guān)C .與設(shè)備形式有關(guān)，也與物系相平