化工原理答案 2

1、化工原理復(fù)習(xí)資料一、選擇題1、兩種不同的流體在進(jìn)行熱交換時，在各種流向中，傳熱溫度差最大的是（ ）并流 逆流錯流 折流2、描述對流傳熱過程的基本規(guī)律是（ ）牛頓粘性定律 傅立葉定律牛頓冷卻定律 費克定律3、穩(wěn)定傳熱是指傳熱系統(tǒng)內(nèi)各點的溫度（ ） 既隨時間而變，又隨位置而變 只隨位置而變，但不隨時間而變 只隨時間而變，但不隨位置而變 既不隨時間而變，又不隨位置而變4、表示流體的物理性質(zhì)對傳熱膜系數(shù)系數(shù)的影響的準(zhǔn)數(shù)是（ ）努塞爾特準(zhǔn)數(shù) 雷諾準(zhǔn)數(shù)普蘭朗特準(zhǔn)數(shù) 格拉斯霍夫準(zhǔn)數(shù)5、下列材料中導(dǎo)熱系數(shù)最小的物質(zhì)應(yīng)是（ ）金屬 建筑材料氣體 水6、總傳熱速率公式QKStm中，tm的物理意義是（ ）器壁內(nèi)外壁

2、面的溫度差 器壁兩側(cè)流體對數(shù)平均溫度差流體進(jìn)出口的溫度差 器壁與流體的溫度差7、屬于液液傳質(zhì)過程的單元操作是（ ）氣體的吸收 液體的萃取結(jié)晶 固體干燥8、液體中溶質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)與下列哪個因數(shù)無關(guān)（ ）物系的種類 溫度溶質(zhì)的濃度 壓力9、屬于氣固傳質(zhì)過程的單元操作是（ ）固體干燥 液體的萃取結(jié)晶 氣體的吸收10、混合物中某組分物質(zhì)的量的與惰性組分物質(zhì)的量的比值稱為（ ）質(zhì)量分?jǐn)?shù) 質(zhì)量比摩爾分?jǐn)?shù) 摩爾比11、混合氣體中溶解度小的組分被稱為（ ）吸收質(zhì) 惰性組分吸收劑 溶12、描述分子擴(kuò)散過程的基本規(guī)律是（ ）亨利定律 拉烏爾定律傅立葉定律 費克定律13、屬于散裝（亂堆）填料的是（ ）格柵填料 脈沖填

3、料 鮑爾環(huán) 波紋填料14、在吸收操作中，吸收操作線總是位于平衡線的（ ）上方 左下方 重合線上 右下方15、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（ ）回收率趨向最高 吸收推動力趨向最大操作最為經(jīng)濟(jì) 填料層高度趨向無窮大16、工業(yè)上最早使用的填料是（ ）拉西環(huán) 階梯環(huán) 鮑爾環(huán) 波紋填料17、在實際操作過程中，適宜的吸收劑用量為最小吸收劑用量的（ ）1.151.5倍 1.52倍1.12.0倍 1.51.8倍18、下列溫度與壓強改變對吸收操作有利的是（ ） 增大壓強，降低溫度 增大壓強，提高溫度 減小壓強，降低溫度 減小壓強，提高溫度19、在工業(yè)上所使用的下列填料中，性能最好是（ ）拉

4、西環(huán) 階梯環(huán) 鮑爾環(huán) 波紋填料20、蒸餾操作屬于（ ） 動量傳遞操作 熱量傳遞操作 質(zhì)量傳遞操作 熱質(zhì)傳遞操作21、要使液體混合物各組分得到較徹底的分離的操作方法是（ ）簡單蒸餾 精餾水蒸汽蒸餾 平衡蒸餾22、精餾塔進(jìn)料時，若q=1，則表明進(jìn)料狀況為（ ）冷料 飽和液體飽和蒸汽 氣液混合料23、在二元混合液中，沸點低的組分稱為（ ） 可揮發(fā)組分 不揮發(fā)組分易揮發(fā)組分 難揮發(fā)組分24、液體部分汽化的結(jié)果是（ ）汽相中輕組分的濃度變大 液相中輕組分的濃度變大汽相中輕組分的濃度變小 液相中重組分的濃度變小25、最適宜回流比應(yīng)取最小回流比的（ ）1.11.5倍 1.12.0倍1.52.0倍 1.52.

5、5倍26、精餾塔進(jìn)料時，若q=0.6，則表明進(jìn)料狀況為（ ）冷液體 飽和液體飽和蒸汽 氣液混合料27、在精餾塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）稱為（ ） 提餾段 精餾段進(jìn)料段 混合段二、判斷題1、氣體的導(dǎo)熱系數(shù)，隨溫度的升高而減?。ǎ?、在穩(wěn)態(tài)傳熱中，凡熱阻大處其溫差也大 （）3、在相同條件下，采用逆流操作比采用并流操作所需傳熱面積要?。ǎ?、定性溫度是指流體進(jìn)、出口溫度的算術(shù)平均值（）5、穩(wěn)定的圓筒壁傳熱過程，傳熱速率為常數(shù)（）6、換熱器內(nèi)安裝折流擋板是為了增大傳熱溫度差（） 7、板式塔屬于逐級接觸式設(shè)備（）8、表面更新模型是最早提出的一種傳質(zhì)模型（）9、在湍流中心內(nèi)的傳質(zhì)主要為渦流擴(kuò)散（

6、）10、“整體移動”使傳質(zhì)速率減?。ǎ?1、填料塔的正常操作應(yīng)該是氣體為分散相，液體為連續(xù)相（）12、板式塔屬于逐級接觸式設(shè)備（）13、在層流內(nèi)層內(nèi)的傳質(zhì)主要為分子擴(kuò)散（）14、溶質(zhì)滲透模型是最早提出的一種傳質(zhì)模型（）15、板式塔屬于有外加能量式設(shè)備（）16、溶質(zhì)從液相向氣相傳遞，稱為吸收過程（）17、增大吸收劑的用量，操作線的斜率變?。ǎ?8、鮑爾環(huán)的性能優(yōu)于拉西環(huán)（）19、增大吸收劑用量會減小設(shè)備費用（）20、亨利系數(shù)E值愈大，表示該氣體的溶解度愈大（）21、減小吸收劑的用量，操作費用變大（）22、相平衡常數(shù)m值愈大，則表明該氣體的溶解度愈小（）23、階梯環(huán)屬于散裝（亂堆）填料（）24、相

7、對揮發(fā)度值越大，則表示此混合液越難分離（）25、餾出液中的主要成分是輕組分（）26、當(dāng)回流比增大時，所需塔板數(shù)減少（）27、蒸餾分離的依據(jù)是混合物中各組分的溶解度不同（）28、精餾操作中，在塔頂可得到純輕組分（）29、簡單蒸餾屬于不穩(wěn)定操作過程（）三、名詞解釋題1、熱輻射物體由于具有溫度而輻射電磁波的現(xiàn)象2、傳導(dǎo)傳熱溫度不同的物體直接接觸，由于自由電子的運動或分子的運動而發(fā)生的熱交換現(xiàn)象3、分子擴(kuò)散由于物質(zhì)分子的熱運動而產(chǎn)生的擴(kuò)散4、平衡分離過程借助分離媒介使均相混合系統(tǒng)變?yōu)閮上囿w系，再以混合物中各組分在處于平衡的兩相中分配關(guān)系的差異為依據(jù)而實現(xiàn)分離5、壁流填料塔中，液體在亂堆填料層中向下流動

8、時，有偏向塔壁流動的現(xiàn)象6、渦流擴(kuò)散當(dāng)流體流動或攪拌時，由于流體的宏觀隨機(jī)運動，使組分從高濃度向低濃度處移動的現(xiàn)象7、物質(zhì)的量濃度單位體積溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量8、物理吸收溶解的氣體與溶劑或溶劑中某種成分并不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)的吸收過程9、理論塔板在其上氣、液兩相都充分混合，且傳熱和傳質(zhì)過程阻力均為0的理想化塔板10、吸收質(zhì)吸收過程中,所用于吸收氣體混合物中某組分的液體稱為吸收劑,被吸收的物質(zhì)11、飽和蒸氣壓一定的溫度下，與同種物質(zhì)的液態(tài)(或固態(tài))處于平衡狀態(tài)的蒸汽所產(chǎn)生的壓強12、吸收尾氣利用能同尾氣反應(yīng)的某種溶液進(jìn)行化學(xué)吸收13、相對揮發(fā)度即溶液中易揮發(fā)組分的揮發(fā)度與難揮發(fā)組分的揮發(fā)度之比

9、四、簡答題1、簡述折流和錯流平均溫度差的確定方法。2、為何在熱交換過程中要采用逆流操作？因為這是工藝要求，冷介質(zhì)需要升溫，而熱介質(zhì)需降溫：同時，也是力學(xué)要求，加強對流減小阻力3、影響對流傳熱系數(shù)的因素有哪些？ （1）對流運動成因和流動狀態(tài)；（2）流體的物理性質(zhì)（隨種類、溫度和壓力而變化）；（3）傳熱表面的形狀、尺寸和相對位置；（4）流體有無相變（如氣態(tài)與液態(tài)之間的轉(zhuǎn)化）。4、選擇分離方法時應(yīng)考慮的主要因素有哪些？最主要就是考慮能耗和經(jīng)濟(jì),精餾塔的數(shù)目,流程復(fù)雜的能耗就比較高,再選擇塔數(shù)相近的進(jìn)行模擬比較,模擬出具體能耗進(jìn)行比較,同時進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析5、傳質(zhì)設(shè)備按所處理物系的相態(tài)可分為哪幾類？氣(汽

10、)液傳質(zhì)設(shè)備；液液傳質(zhì)設(shè)備;氣固傳質(zhì)設(shè)備；液固傳質(zhì)設(shè)備6、平衡分離過程分為哪幾種類型？7、簡述雙模模型的基本要點。（1）在相互接觸的氣液兩相間存在一個穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)各有一個很薄的停滯膜，即“氣膜”和“液膜”。氣液兩相間的傳質(zhì)為通過兩停滯膜的分子擴(kuò)散（2）在氣膜、液膜以外的氣、液兩相主體中，由于流體的強烈湍動，各處濃度均勻，無傳質(zhì)阻力。（3）在氣液相界面處，氣液兩相處于相平衡狀態(tài)，無傳質(zhì)阻力。8、與板式塔相比，填料塔有何特點？流體阻力小,壓降小結(jié)構(gòu)簡單常壓和低壓下，分離效率明顯優(yōu)于板式塔易實現(xiàn)防腐措施9、簡述性能優(yōu)良的傳質(zhì)設(shè)備應(yīng)滿足的要求。(1)單位體積中，兩相的接觸面積應(yīng)盡可能大，兩相

11、分布均勻，避免或抑制短路及返混； (2)流體的通量大，單位設(shè)備體積的處理量大；(3)流動阻力小，運轉(zhuǎn)時動力消耗低； (4)操作彈性大，對物料的適應(yīng)性強； (5)結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，操作調(diào)節(jié)方便，運行可靠安全10、為何吸收劑用量太多或太少都對吸收操作不利？太多，溶劑消耗、輸送及回收等操作費用增加。太少，所需填料層高度太高，設(shè)備費增多。11、吸收操作在工業(yè)上有何用途？獲得產(chǎn)品氣體混合物的分離氣體凈化回收有價值組分12、氣液相平衡關(guān)系在吸收中有何作用？確定傳質(zhì)過程的方向確定傳質(zhì)過程的推動力確定吸收塔的吸收液及尾氣的極限濃度13、什么是全回流？全回流操作時有何特點？冷凝后的液體全部回流至塔內(nèi)精餾段操作

12、線，提鎦段操作線，對角線三線重合。此時操作線距平衡線最遠(yuǎn)，氣液兩相間傳質(zhì)推動力最大，所需理論板數(shù)最少。14、簡述圖解法求解理論塔板數(shù)的具體步驟。在直角坐標(biāo)紙上繪出待分離的雙組分混合物在操作壓強下的x-y平衡曲線，并作出對角線。依照前面介紹的方法作精餾段的操作線ac，q線ef，提餾段操作線bd。 從a點開始，在精餾段操作線與平衡線之間作水平線及垂直線構(gòu)成直角梯級，當(dāng)梯級跨過d點時，則改在提餾段與平衡線之間作直角梯級，直至梯級的水平線達(dá)到或跨過b點為止。梯級數(shù)目減一即為所需理論板數(shù)。五、計算題1、某平壁工業(yè)爐的耐火磚厚度為0.213m，爐墻導(dǎo)熱系數(shù)1.038W.m-1.K-1。其外用導(dǎo)熱系數(shù)為0.

13、07W.m-1.K-1的絕熱材料保溫。爐內(nèi)壁溫度為980, 絕熱層外壁溫度為38，如允許最大熱損失量為950W.m-2。求：（1）絕熱層的厚度；（2）耐火磚與絕熱層的分界處溫度。 2、在一列管換熱器中，用初溫為30的原油將重油由180冷卻到120，已知重油和原油的流量分別為1×104（kg/h）和1.4×104（kg/h）。比熱容分別為2.18（kJ/kg·）和1.93（kJ/kg·），總傳熱系數(shù)K=419（kJ/m2·h·），試分別計算并流和逆流時換熱器所需的傳熱面積。3、為了測定套管式甲苯冷卻器的傳熱系數(shù)，測得實驗數(shù)據(jù)如下：冷卻器

14、傳熱面積S2.8m2，甲苯的流量qm2000kg.h-1，由80冷卻到40，-1.K-1。冷卻水從20升高到30，兩流體呈逆流流動，求所測得的總傳熱系數(shù)K為多少？-1.K-1，問水的流量為多少？4、50×5的不銹鋼管，導(dǎo)熱系數(shù)1=16W/m.，管外包有厚30mm的石棉，其導(dǎo)熱系數(shù)2=0.22W/m.。若管內(nèi)壁溫度為600，保溫層外壁溫度為100，試計算每米管長的熱損失。 5、在并流換熱器中，用水冷卻油。水的進(jìn)出口溫度分別為15和40，油的進(jìn)出口溫度分別為150和100，現(xiàn)因生產(chǎn)任務(wù)要求油的出口溫度降至80，設(shè)油和水的流量、進(jìn)口溫度及物性均不變。若原換熱器的管長為1米，試求將此換熱器的

15、管長增至若干米才能滿足要求？設(shè)換熱器的熱損失可忽略。6、在一吸收塔內(nèi)用洗油逆流吸收煤氣中含苯蒸汽。入塔氣體中苯的濃度為0.03（摩爾分?jǐn)?shù)，下同），吸收操作條件下，平衡關(guān)系為，吸收操作液氣比為0.2444，進(jìn)塔洗油中苯的濃度為0.007，出塔煤氣中苯的濃度降至0.0015，氣相總傳質(zhì)單元高度為0.6m。試計算填料層的高度？7、用清水在常壓塔內(nèi)吸收含SO2 9%(mol)的氣體。溫度為20，逆流操作，處理量為1m3/s。要求SO2的回收率為95%，吸收劑用量為最小吸收劑用量的120%。求吸收后吸收液的濃度和吸收用水量。已知操作條件下的氣液平衡關(guān)系為Y*=31.13X 。8、在常壓填料吸收塔中，用清水吸收廢氣中氨氣，廢氣流量為2500m3/h （標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下），其中氨氣濃度為0.02（摩爾分率），要求回收率不低于98%，若水用量為3.6m3/h ，操作條件下平衡關(guān)系為Y* =1.2X （式中X ,Y 為摩爾比），氣相總傳質(zhì)單元高度為0.7m ，試求：（1）塔低、塔頂推動力；（2）全塔對數(shù)平均推動力；（3）氣相總傳質(zhì)單元數(shù)；（4）填料層高度。10、某苯-甲苯溶液中，苯占50%（摩爾分?jǐn)?shù)，下同），用精餾的方法分離。要求塔頂