化工原理答案.doc

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(shí)，在各種流向中，傳熱溫度差最大的是（ ）并流 逆流錯(cuò)流 折流2、描述對(duì)流傳熱過(guò)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(fèi)克定律3、穩(wěn)定傳熱是指?jìng)鳠嵯到y(tǒng)內(nèi)各點(diǎn)的溫度（ ） 既隨時(shí)間而變，又隨位置而變 只隨位置而變，但不隨時(shí)間而變 只隨時(shí)間而變，但不隨位置而變 既不隨時(shí)間而變，又不隨位置而變4、表示流體的物理性質(zhì)對(duì)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)外壁面的溫度差 器壁兩側(cè)流體對(duì)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(guò)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(gè)因數(shù)無(wú)關(guān)（ ）物系的種類(lèi) 溫度溶質(zhì)的濃度 壓力9、屬于氣固傳質(zhì)過(guò)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(chēng)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(chēng)為（ ）吸收質(zhì) 惰性組分吸收劑 溶12、描述分子擴(kuò)散過(guò)程的基本規(guī)律是（ ）亨利定律 拉烏爾定律傅立葉定律 費(fèi)克定律13、屬于散裝（亂堆）填料的是（ ）格柵填料 脈沖填料 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(shí)（ ）回收率趨向最高 吸收推動(dòng)力趨向最大操作最為經(jīng)濟(jì) 填料層高度趨向無(wú)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(shí)際操作過(guò)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(qiáng)改變對(duì)吸收操作有利的是（ ） 增大壓強(qiáng)，降低溫度 增大壓強(qiáng)，提高溫度 減小壓強(qiáng)，降低溫度 減小壓強(qiáng)，提高溫度19、在工業(yè)上所使用的下列填料中，性能最好是（ ）拉西環(huán) 階梯環(huán) 鮑爾環(huán) 波紋填料20、蒸餾操作屬于（ ） 動(dòng)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(jiǎn)單蒸餾 精餾水蒸汽蒸餾 平衡蒸餾22、精餾塔進(jìn)料時(shí)，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(diǎn)低的組分稱(chēng)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倍26、精餾塔進(jìn)料時(shí)，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(chēng)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(guò)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(jí)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（）10、“整體移動(dòng)”使傳質(zhì)速率減小（）11、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(jí)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(chēng)為吸收過(guò)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(huì)減小設(shè)備費(fèi)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(fèi)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、相對(duì)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(shí)，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(jiǎn)單蒸餾屬于不穩(wěn)定操作過(guò)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(yùn)動(dòng)或分子的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的擴(kuò)散4、平衡分離過(guò)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(shí)現(xiàn)分離5、壁流填料塔中，液體在亂堆填料層中向下流動(dòng)時(shí)，有偏向塔壁流動(dòng)的現(xiàn)象6、渦流擴(kuò)散當(dāng)流體流動(dòng)或攪拌時(shí)，由于流體的宏觀隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，使組分從高濃度向低濃度處移動(dòng)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(guò)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(guò)程阻力均為0的理想化塔板10、吸收質(zhì)吸收過(guò)程中,所用于吸收氣體混合物中某組分的液體稱(chēng)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(qiáng)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(duì)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)度之比四、簡(jiǎn)答題1、簡(jiǎn)述折流和錯(cuò)流平均溫度差的確定方法。2、為何在熱交換過(guò)程中要采用逆流操作？因?yàn)檫@是工藝要求，冷介質(zhì)需要升溫，而熱介質(zhì)需降溫：同時(shí)，也是力學(xué)要求，加強(qiáng)對(duì)流減小阻力3、影響對(duì)流傳熱系數(shù)的因素有哪些？ （1）對(duì)流運(yùn)動(dòng)成因和流動(dòng)狀態(tài)；（2）流體的物理性質(zhì)（隨種類(lèi)、溫度和壓力而變化）；（3）傳熱表面的形狀、尺寸和相對(duì)位置；（4）流體有無(wú)相變（如氣態(tài)與液態(tài)之間的轉(zhuǎn)化）。4、選擇分離方法時(shí)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(shí)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(lèi)？氣(汽)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(guò)程分為哪幾種類(lèi)型？7、簡(jiǎn)述雙模模型的基本要點(diǎn)。（1）在相互接觸的氣液兩相間存在一個(gè)穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)各有一個(gè)很薄的停滯膜，即“氣膜”和“液膜”。氣液兩相間的傳質(zhì)為通過(guò)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(qiáng)烈湍動(dòng)，各處濃度均勻，無(wú)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(wú)傳質(zhì)阻力。8、與板式塔相比，填料塔有何特點(diǎn)？流體阻力小,壓降小結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單常壓和低壓下，分離效率明顯優(yōu)于板式塔易實(shí)現(xiàn)防腐措施9、簡(jiǎn)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(dòng)阻力小，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)力消耗低； (4)操作彈性大，對(duì)物料的適應(yīng)性強(qiáng)； (5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，操作調(diào)節(jié)方便，運(yùn)行可靠安全10、為何吸收劑用量太多或太少都對(duì)吸收操作不利？太多，溶劑消耗、輸送及回收等操作費(fèi)用增加。太少，所需填料層高度太高，設(shè)備費(fèi)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(jià)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(guò)程的方向確定傳質(zhì)過(guò)程的推動(dòng)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(shí)有何特點(diǎn)？冷凝后的液體全部回流至塔內(nèi)精餾段操作線，提鎦段操作線，對(duì)角線三線重合。此時(shí)操作線距平衡線最遠(yuǎn)，氣液兩相間傳質(zhì)推動(dòng)力最大，所需理論板數(shù)最少。14、簡(jiǎn)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(qiáng)下的x-y平衡曲線，并作出對(duì)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(diǎn)開(kāi)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(jí)，當(dāng)梯級(jí)跨過(guò)d點(diǎn)時(shí)，則改在提餾段與平衡線之間作直角梯級(jí)，直至梯級(jí)的水平線達(dá)到或跨過(guò)b點(diǎn)為止。梯級(jí)數(shù)目減一即為所需理論板數(shù)。五、計(jì)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0.07W.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1104（kg/h）和1.4104（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/m2h），試分別計(jì)算并流和逆流時(shí)換熱器所需的傳熱面積。3、為了測(cè)定套管式甲苯冷卻器的傳熱系數(shù)，測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：冷卻器傳熱面積S2.8m2，甲苯的流量qm2000kg.h-1，由80冷卻到40，甲苯的平均比熱為1.84kJ.kg-1.K-1。冷卻水從20升高到30，兩流體呈逆流流動(dòng)，求所測(cè)得的總傳熱系數(shù)K為多少？若水的比熱為4.18kJ.kg-1.K-1，問(wèn)水的流量為多少？4、505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(jì)算每米管長(zhǎng)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(zhǎng)為1米，試求將此換熱器的管長(zhǎng)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(jì)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(dòng)力；（2）全塔對(duì)數(shù)平均推動(dòng)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