化工原理復習題及答案

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題一

一：填充題（20分）

1、某連續(xù)精餾塔中，若精餾段操作線方程的截距為零，則精餾段操作線斜率等于_______，提餾段操作線的斜率等于________,回流比等于____________,餾出液等于___________,回流液量等于_____________。

2、理想溶液的特點是同分子間作用力_____異分子間作用力，形成的混合溶液中沒有__________________.___________________。3、精餾塔結構不變，操作時若保持進料的組成、流率、熱狀況及塔頂流率一定，只減少塔釜的熱負荷，則塔頂組成______,塔底組成________

4、精餾塔的塔底溫度總是_______塔頂溫度，其原因________________、-________________________________________________________。

5、已測得精餾塔自塔頂下數(shù)第四和第五層塔板的兩相組成為0.62、0.75、0.70、0.82,其中x4?0.70，試判斷：y4?______、

y5?______、x5?____。6、塔板負荷性能圖中有______線，分別是___________、____________、_________________、_____________________、_____________________。

7、在選擇吸收劑時，應主要考慮的4個方面是_____________、___________、_____________、______________。

8、對于低濃度氣體吸收操作，在求傳質單元數(shù)時，解析法的適用條件是__________________，對數(shù)平均推動力法的適用條件是

__________________，梯級圖解法的適用條件是____________,圖解積分法的適用條件是_______。

9、生產上常見的脫吸方法有___________、____________、__________。10、萃取過程是

_________________________________________________。

11、溶解度曲線將三角形相圖分為兩個區(qū)域，曲線以內為_____________，曲線以外為_________，萃取操作只能在_______________內進行。

12、恒定枯燥條件是指_______________以及_______________都不變。二：選擇題（30分）

1、精餾的操作線為直線主要是由于（）a、理論板假設；b、理想物糸；

c、塔頂泡點回流；d、恒縻爾流假設；

2、某二元混合物，其中a為易揮發(fā)組分，液相組成xa?0.5時泡點為t1，與之相平衡的氣相組成ya?0.75時，相應的露點溫度為t2，則（）。

a、t1=t2；b、t1〈t2；

c、t1〉t2；d、不能判斷；

3、精餾操作中，若其它條件都不變，只將塔頂?shù)倪^冷液體回流改為泡點回流，則塔頂產品組成xd變化為（）。a、變??；b、變大；c、不變；d、不確定；

4、二元溶液連續(xù)精餾計算中，進料熱狀況的變化將引起以下線的變化（）。

a、提餾段操作線與q線；b、平衡線；

c、平衡線與精餾段操作線；d、平衡線與q線；

5、某真空操作精餾塔，在真空度降低后，若保持f、d、r、xf、q及加料位置不變，則塔頂產品組成xd變化為（）。a、變?。籦、變大；c、不變；d、不確定；

6、不能引發(fā)降液管液泛這種不正常操作現(xiàn)象的原因是（）。a、塔板間距過小；b、嚴重漏液；

c、過量霧沫夾帶；d、氣、液負荷過大；

7、對常壓操作的低濃度吸收糸統(tǒng)，當糸統(tǒng)總壓在較小范圍內增時，亨利糸數(shù)e將（），相平衡常數(shù)將（），溶液解糸數(shù)h將（）。a、增加；b、降低；c、不變；d、不確定；

8、操作中的吸收塔，當其它操作條件不變，僅降低吸收劑入塔濃度，則吸收率將（）；又當用清水作吸收劑時，當其它操作條件不變，僅降低入塔氣體濃度，則吸收率將（）。

a、增大；b、降低；c、不變；d、不確定；

9、低濃度逆流吸收操作中，若其它操作條件不變，僅增參與塔氣量，則氣相總傳質單元高度將（）；氣相總傳質單元數(shù)將（）。a、增加；b、減少；c、不變；d、不確定；

10、萃取劑參與量應使原料和萃取劑的和點m位于（）。a、溶解度曲線上方區(qū)；b、溶解度曲線下方區(qū)；c、溶解度曲線上；d、縱坐標線上；

11、用純溶劑s對a、b混合物進行單級理論萃取，當s用量增加時，保持進料量f和組成xf不變，所獲得的萃取液組成應（）。a、增加；b、減少；c、不變；d、不一定；

12、含水濕物料與一定狀態(tài)下的空氣（非飽和狀態(tài)下的）相接觸，能被除去的水分為（）。

a、結合水分和非結合水分；b、平衡水分和自由水分；

c、非結合水分和部分結合水分；d、部分平衡水分和自由水分；三：計算題（50分）

1、某二元混合物在連續(xù)精餾塔中分開，飽和液體進料，組成為xf?0.5，塔頂餾出液組成為0.9，釜液組成為0.05，（以上均為易揮發(fā)組分的縻爾分

率），相對揮發(fā)度為3，回流比為最小回流比的2倍。塔頂設全凝器，泡點回流，塔釜為間接蒸汽加熱。試求：進入第一塊理論板的氣相濃度？離開最終一塊理論板的液相濃度？2

2、有一填料吸收塔，填料層高5m，塔徑1m，處理丙酮和空氣的混合氣體，其中空氣的流量為v?92kmolh，入塔氣體濃度y1?0.05（比縻爾濃度，下同），操作條件為：p?101.3kpa，t?250c，用清水逆流吸收，出塔濃度為y2?0.0026，x1?0.0194，平衡關糸為y?2x。試求：體積吸收總糸數(shù)kya？每小時可回收丙酮量？

3、以三氯乙烷為萃取劑，在250c時從含丙酮33%（質量%）的水溶液中萃kg

h取丙酮。丙酮水溶液的處理量為1000，若用320kgh三氯乙烷進行連續(xù)

逆流萃取，允許最終萃余液中含丙酮8%。試用三角形相圖求所需理論級數(shù)？（溶解度曲線和輔助曲線見下圖）。試題九答案一：填充題

1、1；1；無限大；0；進料量。2、等于；體積效應和熱效應。3、降低；增加。

4、高于；塔頂輕組分的濃度高，相應的泡點低；塔底壓力高于塔頂，塔底的泡點較高。

5、y4?0.82；y5?0.75；x5?0.62。

6、5條；液泛線；漏液線；夾帶線；液相負荷上限線；液相負荷下限線。

7、溶解度；選擇性；揮發(fā)度；粘性。

8、操作范圍內平衡線為直線；操作范圍內平衡線為直線；操作范圍內平衡線彎曲程度不大；各種狀況。9、通入惰性氣體；通入水蒸汽；降壓。

10、在混合液中參與溶劑使溶質由原溶液轉移到溶劑中的過程。11、兩相區(qū)；均相區(qū)；兩相區(qū)。

12、溫度、濕度、速度與物料接觸狀況。二：選擇題

1、d．2、a。3、a。4、a。5、a。6、b。7、c；b；c。8、a；c。9、a；b。10、b。11、d。12、c。三：計算題

1、以f?1kmolh為準，f?d?w，fxf?dxd?wxw。得：d?0.529kmolh，w?0.471kmolh?。3.x相平衡關糸為：y??.x1????1?.x，y1?2.x。

q線為：x?0.5，則，xq?0.5，yq?0.75。最小回流比為：rmin?0.6。r?1.2。

精餾段操作線方程為：y?0.545x?0.41。xd?y1?0.9，y1?

3.x11?2.x1，x1?0.75，y2?0.545x1?0.41，y2?0.819。3

同理提餾段操作線方程為：y?1.405x?0.0202。而塔釜相當于一塊理論板。yw?

yw?1.405xn?0.02023.xw1?2.xw，xw?0.05，yw?0.1346。，xn?0.1115。

即：進入第一層理論板的氣相濃度為0.819；離開最終一層理論板的液相濃度為0.1115。2、z?v.?y1?y2?

kya.s.?ym，v?92kmolh。y1?0.05,y2?0.0026

x1?0.0194,x2?0。?y1?0.0112，?y2?0.0026，?ym?0.006z?v.?y1?y2?

kya.s.?ym=5?92.?0.05?0.00262?kya..?.1.0.0064。kya?185hkmolm.h3?；厥盏谋繛椋簐.?y1?y2??4.361kmol即體積吸收總糸數(shù)為185

kmolm.h3。h；回收的丙酮量為4.361kmol。4

試題二

一：填充題（20分）

1、牛頓粘性定律_____________，粘度在si制中的單位是___________。

2、常用測定流量的流

___________._____________._________________。

3、在滾動糸統(tǒng)中，若截面上流體的流速、壓強、密度等僅隨

__________而變，不隨__________而變，稱為穩(wěn)定滾動。若以上各量既隨__________而變，又隨__________而變，稱為不穩(wěn)定滾動。

4、等邊三角形的邊長為a，其當量直徑為____________________。

5、流體在圓形直管內滯流滾動時，其速度分布是_____________型曲線，其管中心的最大流速為平均流速的___________，縻擦糸數(shù)?與re的關系為______________。

6、泵是指_______________________________，按其工作原理來分可分為

__________._____________._____________.__________________。

7、氣體按壓縮比來分，可分為

________._______._________._________。8、降沉室內顆粒得以沉降的條件

________________________________。

9、過濾操作實際上是濾液通過_________和__________的滾動過程，過濾速率是指

___________________________________________。10、傳熱一般采用逆流操作，但為

__________________.________________時采用并流操作。

11、用二種厚度一致的材料保溫時，往往把_____________的材料包在內層，以達到好的保溫效果。

12、蒸發(fā)是利用溶液中溶質的________，用加熱的方法使部分溶劑汽化并除去___________溶液的濃度或析出溶質。

13、金屬的導熱糸數(shù)大都隨其純度的增加而_____，隨其溫度的升高___。

14、對流傳熱的熱阻主要集中在______________,因____________________加強對流傳熱的重要途徑。

15、工程上流體流經換熱器的壓降尋常限定在__________kpa。二：問答題（30分）

1、流體的滾動形態(tài)有哪幾種？如何判斷？2、何謂層流內層？其厚度受哪些因素影響？3、采用多級壓縮的優(yōu)點有哪些？

4、列管式換熱器為何要進行熱補償？

5、單層圓筒壁的內、外半徑分別為r1和r2，壁表面溫度分別為t和t，若t〈t，試寫出圓筒任意半徑r處的溫度表達式？三：計算題（50分）1、流量為5000m3

h的水通過一根20km長的水平管，總壓降為0.5mpa。3現(xiàn)在中央接一完全一致的平行管到中點。問總流量變?yōu)槎嗌賛降始終不變，滾動始終為高度湍流，局部阻力忽略）。5h？（設總壓

大氣壓為745mmhg測得一容器內的絕對壓強為350mmhg，則真空度為。測得另一容器內的表壓強為1360mmhg，則其絕對壓強為2105mmhg。

2、流體在管內作湍流滾動時，在管壁處速度為re值越大，則該層厚度越薄

3、離心泵開始工作之前要先灌滿輸送液體，目的是為了防止夠太高，目的是避免汽蝕現(xiàn)象發(fā)生。4、離心泵的氣蝕余量越小，則其抗氣蝕性能越強。

5、在傳熱試驗中用飽和水蒸汽加熱空氣，總傳熱系數(shù)k接近于側的對流傳熱系數(shù)，而壁溫接近于側流體的溫度值。

6、熱傳導的基本定律是。間壁換熱器中總傳熱系數(shù)k的數(shù)值接近于熱阻（大、?。┮粋鹊?值。間壁換熱器管壁溫度tw接近于?值大（大、?。┮粋鹊牧黧w溫度。由多層等厚平壁構成的導熱壁面中，所用材料的導熱系數(shù)愈小，則該壁面的熱阻愈大（大、?。鋬蓚鹊臏夭钣螅ù?、?。?。

8、吸收總推動力用氣相濃度差表示時，應等于差。910

11、工業(yè)上精餾裝置，由精餾塔塔、冷凝器、再沸器等構成。12、分派系數(shù)ka

13、萃取過程是利用溶液中各組分在某種溶劑中

14、在實際的枯燥操作中，常用干濕球溫度計來測量空氣的濕度。15、對流枯燥操作的必要條件是枯燥過程是量傳遞相結合的過程。1、氣體在直徑不變的圓形管道內作等溫定態(tài)滾動，則各截面上的（d）

a.速度不等b.體積流量相等c.速度逐漸減小d.質量流速相等

2、裝在某設備進口處的真空表讀數(shù)為-50kpa，出口壓力表的讀數(shù)為100kpa，此設備進出口之間的絕對壓強差為(aa．50b．150c．75d．無法確定

3、離心泵的閥門開大時，則（b）。a．吸入管路的阻力損失減小b．泵出口的壓力減小

c．泵入口處真空度減小d．泵工作點的揚程升高

4、以下（a）不能實現(xiàn)對往復泵流量的調理。a．調理泵出口閥的開度b．旁路調理裝置

c．改變活塞沖程d．改變活塞往復頻率

5、已知當溫度為t時，耐火磚的輻射能力大于鋁板的輻射能力，則鋁的黑度（d）耐火磚的黑度。

a．大于b．等于c．不能確定d．小于

6、某一套管換熱器，管間用飽和水蒸氣加熱管內空氣（空氣在管內作湍流滾動），使空氣溫度由20℃升至80℃，現(xiàn)需空氣流量增加為

原來的2倍，若要保持空氣進出口溫度不變，則此時的傳熱溫差應為原來的（a）倍。

a1.149b1.74c2d不定

7、當吸收質在液相中的溶解度甚大時，吸收過程主要受（a）控制，此時，總吸收系數(shù)ky）。

a.氣膜；b.kx；c.氣液膜同時；d.ky；e.液膜；f.kx；近似等于（d

9、提高蒸發(fā)裝置的真空度，一定能取得的效果為（Ａ）。a.將增大加熱器的傳熱溫差b.將增大冷凝器的傳熱溫差

c.將提高加熱器的總傳熱系數(shù)d.會降低二次蒸氣滾動的阻力損失10、在板式吸收塔操作中，當上升氣體流速過小時，操作會發(fā)生（c）現(xiàn)象。

a.液泛b.霧沫夾帶c.漏液d.淹塔三、計算題：（50分）

解：在1-1，2-2截面間列機械能衡算式，得：

管路內流速：4＝d290＝1.31m/s23600?0.785?0.156u＝

將以上數(shù)據(jù)代入方程，并整理得：

即當q＝90m3/h時，管路所需壓頭為64m。又當q＝90m3/h時，泵所能提供得壓頭：

當流量q＝90m3/h時，泵所能提供的壓頭大于管路所需要的壓頭，所以該泵能夠滿足要求。（1分）

3、用水作為吸收劑來吸收某低濃度氣體生成稀溶液（聽從亨利定律），操作壓力為850[mmhg]，相平衡常數(shù)m=0.25，已知其氣膜吸收分系數(shù)kg=1.25[kmol.m-2.h-1.atm]，液膜吸收分系數(shù)kl＝0.85[m.h-1]，試分析該氣體被水吸收時,是屬于氣膜控制過程還是液膜控制過程?（5分）∵是稀溶液

根據(jù)1/kg=1/ｋg+1/(hｋl)

∴Ｋg≈ｋg=1.25[kmol.m-2.h-1.atm]（2分）因此，是氣膜控制過程。（1分）

解：（1）查圖或計算得h＝0.008kg干/kg0（2）

w?g1?1??20.03?0.002?1200??33.64kgh1??21?0.002(2分)l?33.64w??2402.8kg干空氣/h0.022?0.008h2?h0（2分）l??l?1?h0??2402.8??1?0.008??2422.1kg/h（2分）

qp?l?i1?i0??lch0?t1?t0??172407.63kj/h?47.89kw（2分）（2分）?2402.8??1.01?1.88?0.008??90?20?模擬試題二

一、填空題：（每空1分，共16分）

1、流體在變徑管中作穩(wěn)定滾動，在管徑縮小的地方其靜壓能。

2、當計算流體由粗管進入細管的局部阻力損失時，公式中的流速應當用

3、離心泵的主要部件包括、泵殼和導輪以及離心泵的軸封裝置。4、離心泵的工作點是曲線與

5、由多層等厚平壁構成的導熱壁面中，所用材料的導熱系數(shù)愈大，則該壁面的熱阻愈6、在無相變的對流傳熱過程中，熱阻主要集中在，減少熱阻的最有效措施是提高流體湍動程度。

7.在氣體流量，氣相進出口組成和液相進口組成不變時，若減少吸收劑用量，則傳質推動力將，操作線將平衡線。

8.對一定操作條件下的填料吸收塔，如將塔料層增高一些，則塔的h0g將不變，n0g將增加(增加，減少，不變)。10

11、為了防止發(fā)生_液泛_，降液管內清液層高度及停留時間應符合一定的要求。

12、在三角形坐標圖上，三角形的頂點代表，三角形內的點代表元混合物。

13、影響分派系數(shù)ka數(shù)值的因素有物系、溫度、組成。14、恒定的枯燥條件是指空氣

15、在恒速枯燥階段，濕物料表面的溫度近似等于。

1、流體在管內滾動時，如要測取管截面上的流速分布，應選用（a）流量計測量。

a.皮托管b.孔板流量計c.文丘里流量計d.轉子流量計

a.只取決于re；b.只取決于e/d；c.與e無關；d.只與e有關。3、離心泵流量的調理，可以通過來實現(xiàn)。

a調理泵出口閥的開度b調理轉速和葉輪外緣尺寸d2c離心泵并聯(lián)或串聯(lián)d以上均正確

4、往復泵屬于。