化工原理期末試題及答案

模擬試題一1當地大氣壓為745mmHg測得一容器內的絕對壓強為 350mmHg，則真空度為395mmHg。測得另一容器內的表壓強為1360mmHg，則其絕對壓強為 2105mmHg 。2、流體在管內作湍流流動時，在管壁處速度為 0 ，臨近管壁處存在層流底層，若 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 氣縛 現象發(fā)生：而且離心泵的安裝高度也不能夠太高，目的是避免 汽蝕現象發(fā)生。 4、離心泵的氣蝕余量越小，則其抗氣蝕性能 越強。5、在傳熱實驗中用飽和水蒸汽加熱空氣，總傳熱系數 K接近于空氣 側的對流傳熱系數，而壁溫接近于飽和水蒸汽 側流體的溫度值。6、熱傳導的基本定律是傅立葉定律。間壁換熱器中總傳熱系數K的數值接近于熱阻_大（大、小）一側的：?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愈小，則該壁面的熱阻愈 大 （大、?。鋬蓚鹊臏夭钣?（大、小）。7、Z=（V/KYa.Q.（yi—Y2）/△Ym,式中：△Ym稱氣相傳質平均推動力 ,單位是kmol吸收質/kmol惰氣;（Yi—丫2）/△Ym稱氣相總傳質單元數。8、吸收總推動力用氣相濃度差表示時，應等于 氣相主體摩爾濃度 和同液相主體濃度相平衡的氣相濃度之差。9、 按照溶液在加熱室中運動的情況，可將蒸發(fā)器分為循環(huán)型和非循環(huán)型兩大類。10、 蒸發(fā)過程中引起溫度差損失的原因有：溶液蒸汽壓下降、加熱管內液柱靜壓強、管路阻力。 11、工業(yè)上精餾裝置，由精餾塔 塔、冷凝器、再沸器等構成。12、分配系數kA是指』a/xa—，其值愈大，萃取效果 越好。13、萃取過程是利用溶液中各組分在某種溶劑中 溶解度的差異 而達到混合液中組分分離的操作。14、在實際的干燥操作中，常用 干濕球溫度計來測量空氣的濕度。15、對流干燥操作的必要條件是 濕物料表面的水汽分壓大于干燥介質中的水分分壓 ：干燥過程是熱量傳遞和質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)流動，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為 -50kPa，出口壓力表的讀數為 100kPa，此設備進出口之間的絕對壓強差為（A50 B.150 C.75D.無法確定B.泵出口的壓力減小B?旁路調節(jié)裝置D）耐火磚的黑度。，使空氣溫度由20C升至80B.泵出口的壓力減小B?旁路調節(jié)裝置D）耐火磚的黑度。，使空氣溫度由20C升至80C,C.泵入口處真空度減小 D.泵工作點的揚程升高4、下列（A）不能實現對往復泵流量的調節(jié)。 A.調節(jié)泵出口閥的開度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（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（空氣在管內作湍流流動）

現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。A1.149 B1.74 C2 D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 Ky近似等于（ D）°A.氣膜；B.kx；C.氣液膜同時； D.kY；E.液膜；F.Kx；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 D.會降低二次蒸氣流動的阻力損失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）現象。A.液泛 B.霧沫夾帶 C.漏液D.淹塔三、計算題：（50分）1、由水庫將水打入一敞開水池，水池水面比水庫水面高 50m，要求的流量為90m3/h，輸送管內徑為156mm,在閥門全開時，管長和各種局部阻力的當量長度的總和為 1000m，泵的特性曲線可近似地用直線 H=124.5-0.392Q表示，此處H為泵的揚程m,Q為泵的流量m3/h,管路摩擦系數可取為 X=0.025,水的密度p=1000Kg/m3,試問此泵能否滿足要求？（ 10分）解：在1-1,2-2截面間列機械能衡算式，得:Z1+p1/pg+u12/2g+HeZ2+p2/pg+u22/2g+-2刀他1分）以表壓計，p1=p2=0,u1~Qu2~Q2=1.31m/s管路內流速:Ttd管路內流速:Ttd4將以上數據代入方程，并整理得:He=（Z2—Z1）+Ehf12=50+0.025K000/0.1561怡12/（29出1）=64.0m（2分）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：H=124.5-0.392Q=124.5—0.39290=89.2m（2分）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（服從亨利定律） ，操作壓力為850[mmHg]，相平衡常數m=0.25,已知其氣膜吸收分系數kG=1.25[kmol.m-2.h-1.atm],液膜吸收分系數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）解：m=E/P ???E=mP=0.25<850/760=0.28（大氣壓）（1分）?.?是稀溶液?H=p/Ms.E=1000/（0.28X18）=198.4（kmoatm） （1分）根據1/KG=1/kG+1/（HkL）即1/KG=1/1.25+1/（198.4 0.85）X?KG*kG=1.25[kmol.m-2.h-1.atm]（2分）因此，是氣膜控制過程。（1分）5、常壓下擬用溫度為20C、相對濕度為57.5%的空氣干燥某種濕物料。空氣在預熱器中被加熱到 90C后送入干燥室，離開時的溫度為45C、濕度為0.022kg水/kg干氣。現要求每小時將1200kg的濕物料由含水率3%（濕基）干燥至0.2%（濕基），已知物料進、出口溫度分別為20C和60C,在此溫度范圍內，絕干物料的比熱為3.5kJ/（kgG）,水的平均比熱為4.19kJ/（kg：C）。干燥設備熱損失可按預熱器中加熱量的 5%計算。試求：新鮮空氣用量，kg/h;預熱器的加熱量QP,kW。（8分）解：（1）查圖或計算得H0=0.008kg干/kgTOC\o"1-5"\h\zW弋1_2=12000.03-0.002=33.64kgh （2分）1-?21-0.002,W 33.64c’ccci〒宀—八小八、L 2402.8kg干空氣/h （2分）H2-H。 0.022—0.008L=L1H0=2402.8 1 0.008=2422.1kg/h（2分）（2）Qp二LJ-1。二LCh°匕-t。 （2分）-2402.8 1.011.880.00890-20=172407.63kJ/h二47.89kW （2分）模擬試題二、填空題：（每空1分，共16分）1、流體在變徑管中作穩(wěn)定流動，在管徑縮小的地方其靜壓能 —減小細管中的速度。2、 當計算流體由粗管進入細管的局部阻力損失時，公式中的流速應該用

細管中的速度。3、離心泵的主要部件包括 葉輪、泵殼和導輪以及離心泵的軸封裝置 。4、離心泵的工作點是管路特性曲線與離心泵特性 曲線的交點。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愈大，則該壁面的熱阻愈 小，其兩側的溫差愈小6、在無相變的對流傳熱過程中，熱阻主要集中在 滯離層內（或熱邊界層內） ，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 減少，操作線將靠近平衡線。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 Hog將不變，N°g將增加 （增加，減少，不變）。10、 單效蒸發(fā)操作中，二次蒸發(fā)溫度低于生成蒸汽溫度，這是由于傳熱推動力和溶液沸點升高造成的。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 純物質，三條邊上的點代表二元混合物，三角形內的點代表_三元混合物。13、 影響分配系數kA數值的因素有物系、溫度、組成。14、恒定的干燥條件是指空氣 溫度濕度流速均不變的干燥過程。15、在恒速干燥階段，濕物料表面的溫度近似等于熱空氣的濕球溫度 。1、流體在管內流動時，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2、在完全湍流（阻力平方區(qū)）時，粗糙管的摩擦系數入數值（B）。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、離心泵流量的調節(jié)，可以通過D—來實現。4、5、A15、在恒速干燥階段，濕物料表面的溫度近似等于熱空氣的濕球溫度 。1、流體在管內流動時，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2、在完全湍流（阻力平方區(qū)）時，粗糙管的摩擦系數入數值（B）。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、離心泵流量的調節(jié)，可以通過D—來實現。4、5、A調節(jié)泵出口閥的開度B調節(jié)轉速和葉輪外緣尺寸 D2C離心泵并聯(lián)或串聯(lián)往復泵屬于 B。A動力式泵B容積式泵C流體作用式泵在兩灰體間進行輻射傳熱，兩灰體的溫度差為 50C,現因某種原因，兩者的溫度各升高傳熱量與原來的輻射傳熱量相比，應該— B_。A.減小B.增大C.6、在蒸氣一空氣間壁換熱過程中，為強化傳熱，下列方案中的—B 在工程上可行。A.提高蒸氣流速B.提高空氣流速C.采用過熱蒸氣以提高蒸氣溫度D.在蒸氣一側管壁加裝翅片，增加冷凝面積7、若享利系數E值很大，依據雙膜理論，則可判斷過程的吸收速率為（B）控制。8、A.氣膜B.液膜C.雙膜D.無法判斷采用多效蒸發(fā)的目的在于 （A）。A.提高完成液的濃度B.提高蒸發(fā)器的生產能力 C.提高水蒸氣的利用率D以上均正確D以上均不正確100C,則此時的輻射不變D.提高完成液的產量9、下列說法錯誤的是（B）。A. 在一個蒸發(fā)器內進行的蒸發(fā)操作不一定是單效蒸發(fā)蒸發(fā)與蒸餾相同的是整個操作過程中溶質數不變

c.c.D. 蒸發(fā)操作時，單位蒸氣消耗量隨原料液溫度的升高而減少10、板式塔的流體力學性能包括 ABCDE。13、同一物料，如恒速階段的干燥速率加快，則該物料的臨界含水量（ C）A.不變 B.減少C.增大D.不一定14、將水噴灑于空氣中而使空氣減濕，應該使水溫（A.等于濕球溫度B.A.等于濕球溫度B.低于濕球溫度C.高于露點 D.低于露點三、計算題：（50分）三、計算題：（50分）1?用泵向壓力容器輸水，已知：管內徑的物性：p=1000kg/m3,尸10-3N?s/m2,d=0.1m，粗糙度曰0-4m，管路總長（包括局部阻力的當量長度 ）l=220m，水容器內壓力p2=124kPa（表），外加能量We=364.5J/kg。試求:(1)21總阻力損失2hf等于多少(1)21總阻力損失2hf等于多少J/kg?（2）管內流速u等于多少m/s?（7分）解:gz122￡號譏也學ur*乙=0,z2解:gz122￡號譏也學ur*乙=0,z2=10m,山=0(表)，“=u2=°,p2=124kPa(表)，We=364.5J/kghf=W4-gz23J364".8110一雹「142.4J/k即總阻力損失為1424J/kg。⑵一必=10“'「蟲“河八d0.1 d2V九設，=0.026，則:20.1142.4■.0.026220dur=2.23m/sRe=叱30.1 2.191010°5=2.2310（1）取計算截面為1—1、2-2，基準面為1-1,在1-2間列柏努利方程可得:查Moody圖知皇=0.026。 ■-假設成立，故管內流速為2.23m/s。TOC\o"1-5"\h\z4、在直徑為0.8m的填料塔中，用1200kg.h-1的清水吸收空氣和SO2混合氣中的SO2,混合氣量為1000m3(標準).h-1，混合氣含SO21.3%(體積)，要求回收率99.5%，操作條件為20C、1atm,平衡關系為ye=0.75x，總體積傳質系數Kya=0.060kmol.m-3.s-1，求液體出口濃度和填料層高度。 (10分)解：已知：D=0.8mLs=1200kg.h-1 G=1000Nm3 .h-1-3 1y1=0.013 $=0.995 X1=0ye=0.75x Kya=0.06kmol.m .s-Ls=1200/(360018)=0.0185kmol.s-1 G=1000/(22.4B600)=0.0124kmol.s-1???為低濃度吸收 ???(L/G)=0.0185/0.0124=1.49y2=y1(1-$)=0.013(10.995)=0.000065X2=(G/L)(y1-y2)+X1=(0.013-0.000065)/1.49=0.00868Z=HogXNog 而NoG=(y1-y2)/△Ym△y1=y-y1*=0.013-0.750.00868=0.006490△ym△y=y2--y2*=0.000065-0=0.000065△ym=(Ai-Aj2)/ln( 衣yy=(0.006490-0.000065)/ln(0.006490心000065)=0.001396???Nog=(0.013-0.000065)/0.001396=9.266HoG=G/(Ky???Nog=(0.013-0.000065)/0.001396=9.266模擬試題三du1、牛頓粘性定律的數學表達式為 dL，牛頓粘性定律適用牛頓型流體。2、 當流體在管內流動時，若要測取管截面上流體的速度分布，應選用皮托管流量計測量。3、離心泵的能量損失包括 容積損失、水力損失和機械損失三部分。4、流體輸送機械的目的是 最終實現非自動化過稈 。卜方,y—ye)5、物體輻射能力的大小與T卜方,y—ye)7、由于吸收過程氣相中的溶質分壓總 大干液相中溶質的平衡分壓,所以吸收操作線總是在平衡線的增加吸收劑用量，操作線的斜率 增大，則操作線向遠離平衡線的方向偏移，吸收過程推動力（

增大。8、與常壓蒸發(fā)比，真空蒸發(fā)的優(yōu)點是降低溶液沸點，提高傳熱溫差。9、 提高蒸發(fā)器生產強度的主要途徑是增大傳熱系數和有效溫差。10、在精餾、吸收等設備中，通常在設備的頂部設有 _除沫器，用于分離岀口氣中的液體，以提高產品質量，減少液沫損失。11、通常物系的溫度升高，組分 B、S的互溶度 加大，兩相區(qū)面積 減小，不利于萃取分離。13、在101.33kPa的總壓下，在間壁式換熱器中將溫度為 293K、相對濕度為80%的濕空氣加熱，則該空氣下列狀態(tài)參數變化的趨勢是：濕度 不變，相對濕度 降低 ，濕球溫度增高 ，露點溫度不變。14、測定空氣中水汽分壓的實驗方法是測量 露點。1、水以2m?的流速在45mrh（2.5mm鋼管中流動，水的粘度為1X10-Pas，密度為1000kgm-,其流動類型為（B）。A.層流 B.湍流 C.無法確定 D.過渡流2、氣體在直徑不變的圓形管道內作等溫定態(tài)流動，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3、 關于往復泵下列說法不正確的是（D）A往復泵具有自吸能力，不必灌液 B往復泵安裝高度也受限制，且有汽蝕現象C往復泵流量與壓頭幾乎無關 D往復泵具有自吸能力，安裝高度不受限制4、 離心泵的葉輪有閉式、半閉式和開式，其中（ A）效率最高。A閉式 B半閉式C開式 D以上答案均正確5、某一套管換熱器，管間用飽和水蒸氣加熱管內空氣（空氣在管內作湍流流動） ，使空氣溫度由20C升至80C，現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。A1.149 B1.74 C2 D不定7、通常所討論的吸收操作中，當吸收劑用量趨于最小用量時，完成一定的分率 （D）。A.回收率趨向最高 B.吸收推動力趨向最大C.操作最為經濟 D.填料層高度趨向無窮大10、吸收塔內，不同截面處吸收速率 A。A.各不相同 B.基本相同 C.完全相同 D.均為0三、計算題：（50分）1、如圖所示的輸水管路中， 管徑563mm，AB段管長為30m，BC段管長為20m（均包括管件等局部當量長度,但不包含進出口），兩水槽液面高度不變。設 卑=0.02，求：（1）（1）管路流量為多少?⑵若B點裝一球閥，問管路總阻力損失有何變化，為什么？（7分）2222gzA號牛二gzc號in解：（1）在A-C面間列柏努利方程，以C-C面為基準面，則Za=10m,Ua=Uc=°,Pa=Pc=°（表），ZcC有:hf=gzA=98.1J/kg

C有:2八hf=4"出熾（°。2驚u 2gZA =2J_98.1=3.02m/S4 d2u=0.7850.0523.02=5.9310「3m3/sJ」亠廣丄廠>20+1.5 4彳，-d'進十出（2）若在B點裝一球閥，B處局部阻力 ，但在A-C列柏努利方程仍可得： 送hf=gzA=常數。即管路的總阻力不變。但由于 ，u0,直管阻力0,流量0，4、某填料吸收塔用含溶質X4、某填料吸收塔用含溶質X2=0.0002的溶劑逆流吸收混合氣中的可溶組分，采用液氣比L/V=3，氣體入口質量y=2x。分數y1=0.01回收率可達 =0.90y=2x。今因解吸不良使吸收劑入口摩爾分數升至 x2=0.00035，試求:(1)可溶組分的回收率(1)可溶組分的回收率 ?下降至多少?解:液相出塔摩爾分數x；升高至多少？解:液相出塔摩爾分數x；升高至多少？（8分）(1)y^y1(^)=0.01(1—0.9)=0.0011_mA一L/V芻0.667 +3 1_1Ay2-mx2A_A1 In[(1—0.667)0.01一0.00022 0.667]=5.381-0.667 0.001-0.00022當X2上升時，由于H不變，HOg不變?Ng=H/Hog也不變，即5.381In[(1一0.667)5.381In[(1一0.667)0.01一0.000352 0.667]y2=0.0013「'=%一％1-0.667 y2-0.000352y1001?0013二0.870.01(3)物料衡算V(y1-丫2)=L(X1—X2)■X1=￥(%—y2)X2倍；如果只將管徑增加一模擬試題四倍；如果只將管徑增加一1、流體在圓形管道中作層流流動，如果只將流速增加一倍，則阻力損失為原來的倍而流速不變，則阻力損失為原來的 1/4倍。2、某處環(huán)境的大氣壓力等于標準大氣壓力 101.325kPa。容器A中的氣體表壓為 60kPa，則絕對壓力為261.325kPa;容器B中的氣體真空度為1.21CfPa，則絕對壓力為 89.325kPa。靜壓能占主導地3靜壓能占主導地位。4、輸送液體的流體輸送機械統(tǒng)稱為 泵。5、厚度不同的三種材料構成三層平壁，各層接觸良好，已知 b1>b2>b3，導熱系數'1<'2<'3，在穩(wěn)定傳熱過程中,各層的熱阻R1>R?>R3，各層導熱速率Q1=Q?=Q3°■（內管6、 ■（內管管內或內、外管間的殼間）,水走內管管內 （內管管內或內、外管間的殼間）。7、某吸收塔中，物系的平衡線方程為 y=2.0x,操作線方程為y=3.5x+0.001，當yi=0.06,y2=0.0020時,xi=0.01685，X2=0.0002857 ，L/V=3.5，氣相傳質單元數Nog=6.79。8、某蒸發(fā)器在正常操作條件下， 可將一定流量的原料液蒸至一定濃度。 現發(fā)現完成液濃度達不到要求，可能是什么原因（1）蒸汽溫度下降；（2）操作壓強升高；（3）原料增多；（4）原料起始濃度減小。10、 板式塔的類型有_篩板、泡罩 、浮閥 等。11、溶解度曲線將三角形相圖分為兩個區(qū)， 曲線內為兩相區(qū)，曲線外為單相區(qū)取操作只能在兩相區(qū)內進行。1、裝在某設備進口處的真空表讀數為 -50kPa，出口壓力表的讀數為 100kPa,此設備進出口之間的絕對壓強差為（A）kPa。A.150 B.50 C.75 D.無法確定2、孔板流量計的孔流系數 C0當Re增大時，其值（B）。A總在增大 B先減小，后保持為定值C總在減小D不定3、 關于離心泵氣縛和汽蝕的說法正確的是（ A）。A氣縛時離心泵不能吸上液體，無法正常工作 ，所以啟動前泵要灌滿B汽蝕時離心泵不能吸上液體，無法正常工作，所以啟動前泵要灌滿C氣縛時離心泵內產生大量氣泡，泵無法正常工作，所以啟動前泵要灌滿D汽蝕時離心泵內產生大量氣泡，泵無法正常工作，所以啟動前泵要灌滿4、 往復壓縮機的理想壓縮循環(huán)不包括（ D）oA吸氣階段 B壓縮階段 C排氣階段 D氣體膨脹5、用常壓水蒸氣冷凝加熱空氣，空氣平均溫度為 20C，則壁溫約為（B）A20C;B100°C; C60C;D49.7C6、判斷下面關于系統(tǒng)進行穩(wěn)定傳熱時的說法哪一個是錯誤的，錯誤的是 （C）A 通過一定傳熱面的傳熱速率不隨時間變化，為一定值； B 系統(tǒng)中任一點的溫度維持恒定；C 總的傳熱速率等于通過垂直于熱流方向的各層傳熱面的傳熱速率之和；D 系統(tǒng)中任一傳熱面上的熱通量在過程中不變。7、 傳質單兀敉N°g（或N0l）（B）。A.取決于物系、設備 B.與設備形式無關，只與物系相平衡及進出口濃度有關C?取決于填料幾何特性和氣、液流率等操作條件 D.無法確定8、多效蒸發(fā)流程中不宜處理黏度隨濃度的增加而迅速增大的溶液是（ A）A.順流加料 B.逆流加料 C.平流加料 D.直接加料9、將加熱室安在蒸發(fā)室外面的是（ C ）蒸發(fā)器。A.中央循環(huán)管式 B.懸筐式 C.列文式 D.強制循環(huán)式10、在吸收塔設計中，當吸收劑用量趨于最小用量時：（ D）A.回收率趨向最高 B.吸收推動力趨向最大C.操作最為經濟 D.填料層高度趨向無窮大1、（8分）用離心泵將密閉儲槽中 20C的水通過內徑為100mm的管道送往敞口高位槽。兩儲槽液面高度差為10m,

密閉槽液面上有一真空表讀數p1為600mmHg（真），泵進口處真空表讀數p2為294mmHg（真）。出口管路上裝有一孔板流量計，其孔口直徑do=7Omm，流量系數Co=0.7，U形水銀壓差計讀數R=170mm。已知管路總能量損失為44J/kg，水銀密度p為13600kg/m3,水的密度p為1000kg/m3。試求：（1）出口管路中水的流速；（2）泵出口處壓力表（與圖對應）的指示值P3為多少？（已知P3與P2垂直高度相距0.1m,P3與P2之間的管路阻力損失可以不計）。VsGAe2（心一譏只=0.70785區(qū)07..2（13600-1000）9?81⑷=0.0174m3/su上==2.221000 A0.7850.1（2）取供液槽液面為1-1截面，泵進口處真空表 P2所在的截面為2-2截面，泵出口處壓力表 P3所在的截面為3-3截面，高位槽液面為4-4截面，且以1-1截面為基準，在1-4面間列柏努利方程，則：22

gz1E號%=gz4■空卡…二h（1』）z1=0,U1=U4=0,p1=-600133.3=-79.98kPa（表壓）,Z4=10m,p4=0（表壓），.—hf（1勻=44J/kg二We=gz4-里+\hfd&=98.110+79.98+44=222J/kg22在2-3面間列柏努利方程，則： gz2-p2U2We=gz3_P7 i'hf（2；）P3=p(We+-P2+z3—z2=0.1m, U2=U3,p2=-294133.3=-39.19kPa(表壓)，P3=p(We+-P2+g(z2—Z3))=1000(222—39.19—9.810.1)=181.8kPa(表壓)34、（8分）有一填料吸收塔，在28C及101.3kPa,用清水吸收200m/h氨-空氣混合氣中的氨，使其含量由5%降低到0.04%（均為摩爾%）。填料塔直徑為0.8m,填料層體積為3m3,平衡關系為Y=1.4X，已知Kya=38.5kmol/h。問（1）出塔氨水濃度為出口最大濃度的80%時，該塔能否使用？（2）若在上述操作條件下，將吸收劑用量增大10%，該塔能否使用？（注：在此條件下不會發(fā)生液泛）解：（1） 第005 0.05263 Y2 00004 0.00041-0.05 1-0.0004200 27322.4 301惰性氣體流量 V二旦0273(1-0.05)=7.69kmol/h

22.4 301X1—0^=0.0376m1.4X1=0.80X「X1—0^=0.0376m1.4X1=0.80X「=0.0301V（Y-丫2）L二x1_x2=7.69（孔5263-0.0004）=13.34kmol/h0.0301—0V（￡—丫2） 7.69漢（0.05263—0.0004）_674mV（￡—丫2） 7.69漢（0.05263—0.0004）_674m-0.00308Z 2KYa0衛(wèi)Y； 38.5漢0.785漢0.82漢0.00308該塔現有填料層高度Z 2=6m因為ZZ 所以該塔不適合。該塔現有填料層高度0.7850.8（2）吸收劑用量增大10%時L=1.113.34=14.67kmol/hL」（丫1一丫2）」69（0.°5263-0.0004）十67kmol/hX「—X2 X0X/=0.0274：丫壬丫1-mX；J0.05263-1.40.0274=0.01424?，丫2"=丫2=0.00040.01424-0.00040.014247.69（O.052630.01424-0.00040.014247.69（O.05263-。.。004） ?Gmln0.0004二0.00387Z 2KY^AYm 38.5漢0.785漢0.8漢0.00387因為ZZ 所以該塔適合。模擬試題五1、當地大氣壓為745mmHg測得一容器內的絕對壓強為 350mmHg，則真空度為395mmHg。測得另一容器內的表壓強為1360mmHg，則其絕對壓強為 2105mmHg。2、流體流動時產生摩擦阻力的根本原因是2、流體流動時產生摩擦阻力的根本原因是流體具有粘性。3、離心泵無3、離心泵無自吸能力，所以開始工作之前要先灌滿輸送液體：而往復泵有自吸能力，所以不需要或不需要）啟動前灌泵。4、離心泵泵殼的作用分別是：匯集液體和能量轉換裝置。4、離心泵泵殼的作用分別是：匯集液體和能量轉換裝置。5、水在管內作湍流流動，若使流速提高到原來的2倍，則其對流傳熱系數約為原來的174—倍；管徑改為原來的1/2來的1/2而流量相同，則其對流傳熱系數約為原來的3.48倍。（設條件改變后仍在湍流范圍）6、在無相變的對流傳熱過程中，熱阻主要集中在滯離層內（或熱邊界層內）6、在無相變的對流傳熱過程中，熱阻主要集中在滯離層內（或熱邊界層內），減少熱阻的最有效措施是 提高流體湍動程度7、含溶質A摩爾分率為xa=0.2的溶液與壓力為 2atm,yA=0.15的氣體等溫接觸（此條件下的平衡關系為:Pa=1.2xa）,則此時將發(fā)生 吸收過程。10、填料塔操作時，影響液泛氣速的因素有板間距10、填料塔操作時，影響液泛氣速的因素有板間距氣體流速 和液體流速 。1、某液體在內徑為1、某液體在內徑為d0的水平管路中穩(wěn)定流動，其平均流速為U。，當它以相同的體積流量通過等長的內徑為dd2（d2=do/2）的管子時，若流體為層流，則壓降 ■：p為原來的（C）倍。C16D322、層流與湍流的區(qū)別，下列說法不正確的是（A.流道截面積大的為湍流，截面積小的為層流。B.湍流流速大于層流流速。C.層流的雷諾數小于湍流的雷諾數。D.層流無徑向脈動，而湍流有徑向脈動。3、離心泵的葉輪有（D)。A閉式的B半閉式的C開式的或敞式的D以上均正確4、單動往復泵的流量（A連續(xù)且均勻B不連續(xù)且不均勻5、定流量的液體在一25>2.5mm的直管內作湍流流動，CC16D322、層流與湍流的區(qū)別，下列說法不正確的是（A.流道截面積大的為湍流，截面積小的為層流。B.湍流流速大于層流流速。C.層流的雷諾數小于湍流的雷諾數。D.層流無徑向脈動，而湍流有徑向脈動。3、離心泵的葉輪有（D)。A閉式的B半閉式的C開式的或敞式的D以上均正確4、單動往復泵的流量（A連續(xù)且均勻B不連續(xù)且不均勻5、定流量的液體在一25>2.5mm的直管內作湍流流動，C連續(xù)但不均勻 D不連續(xù)但均勻其對流傳熱系數 :i=1000W/m2：C；如流量與物性都不變，改用一19^2mm的直管，則其:-將變?yōu)椋―)。A1259B1496C158516786、為蒸發(fā)某種粘度隨濃度和溫度變化較大的溶液，應采用（B ）流程。并流加料B逆流加料C平流加料D雙效三體并流加料7、正常操作下的逆流吸收塔，若因某種原因使液體量減少以致液氣比小于原定的最小液氣比時,F列哪些情況將發(fā)生?(B)A.出塔液體濃度Xb增加，回收率增加；B.出塔氣體濃度增加，但Xb不定;C.出塔氣體濃度與出塔液體濃度均增加 ；D.在塔下部將發(fā)生解吸現象。10、吸收操作中，增大吸收劑用量使： （B）A.設備費用增大，操作費用減少 B.設備費用減少，操作費用增大C.設備費用和操作費用均增大 D.設備費用和操作費用均減少31、（8分）有一輸水系統(tǒng)，如本題附圖所示，水箱內水面維持恒定，輸水管直徑為力0>3mm,輸水量為18.3m/h,水流經全部管道（不包括排出口）的能量損失可按》w=15u2公式計算，式中u為管道內水的流速（m/s）。試求:TOC\o"1-5"\h\z（1）水箱中水面必須高于排出口的高度 H;（2） 若輸水量增加5%,管路的直徑及其布置不變，管路的能量損失仍可按上述公式計算，則水箱內的水面將升高多少米？解：確定上、下游截面及基準水平面，如圖所示。2u2 .Vgz=—十乙Wf在兩截面間列柏努利方程并化簡 （We=0,p1=p2,Z2=0,由于A1冰C可得 2（1）水箱中水面高于排出口的高度H。將有關數據代入式（a）便可求得Z1（即H）。式中18.3氏二* 18.3氏二* 2.22(m/s)A23600 (0.06-0.0032)2422(1分)Zwf=15u2=152.22=73.93(J/kg)Z/HPZ/HP22/2 739?79m9.81dd2（d2=do/2）的管子時，若流體為層流，則壓降 ■：p為原來的（C）倍。dd2（d2=do/2）的管子時，若流體為層流，則壓降 ■：p為原來的（C）倍。（2）輸水量增加5%后，水箱中水面上升高度 H輸水量增加5%后，u2及^Wf分別變?yōu)閡2u2=1.05u2=1.052.22=2.33(m/s)22二Wf=15u2=152.33=81.43(J/kg)Z1=h=2Z1=h=2略/281億8聞 卄8.58—7.79=0.79m9.81(3分)4、（8分）一填料塔用清水逆流吸收混合氣中的有害組分 A。已知操作條件下氣相總傳質單元高度為 1.5m，進塔混合氣組成為0.04（A的摩爾分率，下同），出塔尾氣組成為0.0053,出塔水溶液濃度為0.0128，操作條件下平衡關系為Y=2.5X。試求：（1）液氣比為最小液氣比的多少倍？（ 2）所需填料層高度？（3）若氣液流量和初始組成不變，要求尾氣濃度降至 0.0033,求此時填料層高度為若干米？解：（1）液氣比為最小液氣比的多少倍 ？0.041-0.04=0.04170.00531-0.0053-0.00533X10.001281-0.00128=0.01297L/VY-丫2Xj_X20.0417-0.005330.01297-00.041-0.04=0.04170.00531-0.0053-0.00533X10.001281-0.00128=0.01297L/VY-丫2Xj_X20.0417-0.005330.01297-0=2.804(L/V)min丫1-丫2丫1-丫2X；-X2一丫/m0.0417—°.00533=2.180.0417/2.5（L/V）（L/V）m.訖叫亦傾6（2）所需填料層咼度?Z~HOGNOGS=mV/L=2.5/2.804=0.892NOG丄ln[(1—S)1-S￥-mX2%-mX2S]山恥一0.892）^^°892］故Z=HogNog=1.55.11二7.67m=5.11（3）此條件下的填料層高度。丫2 00033 0.003311-0.0033化工原理期末考試試題1?精餾操作的目的是使混合物得到近乎完全的分離 ，某液體混合物可用精餾方法分離的必要條件是 混合液中各組分間揮發(fā)度的差異 。2?進料熱狀態(tài)參數q的物理意義是代表精餾操作線和提餾段操作線交點的軌跡方程 ，對于飽和液體其值等于0_，飽和蒸汽q等于。4?吸收操作的目的是 分離氣體混合物 ，依據是組分在溶劑中溶解度之差異 。5?連續(xù)精餾正常操作時，增大再沸器熱負荷，回流液流量和進料量和進料狀態(tài)不變，則塔頂餾出液中易揮發(fā)組成的摩爾組成Xd將增大，塔底采岀液中易揮發(fā)組成的摩爾組成 Xw將減小。（減小，增大，不變，變化不確定）6?平衡蒸餾（閃蒸）的操作溫度是在操作壓力下混合物的泡點和 （泡點溫度，露點溫度，泡點和露點溫度之間）9?實際生產中進行間歇精餾操作，一般將 和 兩種操作方式結合起來。（恒定回流比,恒定產品組成）10?請寫出兩種常用的解吸操作方法： 和 。升溫，氣提，降壓（三寫二）11?在吸收塔的設計中，氣體流量，氣體進出口組成和液相進口組成不變，若減少吸收劑用量，則傳質推動力減小，設備費用增多。（減小，增多）12?當溫度升高時，溶質在氣相中的分子擴散系數 升高 ，在液相中的分子擴散系數 升高。（升高，升高）TOC\o"1-5"\h\z13.吸收操作的基本依據是 組分在溶劑中溶解度之差異 ，精餾操作的基本依據是 各組分間揮發(fā)度的差異 。14?蒸餾是分離 均相液體混合物 的一種方法，蒸餾分離的依據是 揮發(fā)度差異 。15?恒沸精餾與萃取精餾都需加入第三組分，目的分別是 使組分間相對揮發(fā)度增大 、 改變原組分間的相對揮發(fā)度 。16?如果板式塔設計不合理或操作不當，可能產生 嚴重漏液 、嚴重泡沫夾帶及 液泛 等不正?，F象,使塔無法工作。17.板式塔的類型有 泡罩塔、浮閥塔、篩板塔（說出三種）；板式塔從總體上看汽液兩相呈 逆流接觸，在板上汽液兩相呈 錯流接觸。18?易溶氣體溶液上方的分壓 小，難溶氣體溶液上方的分壓 大，只要組份在氣相中的分壓 大于液相中該組分的平衡分壓，吸收就會繼續(xù)進行。19?精餾過程是利用部分冷凝和部分汽化的原理而進行的。精餾設計中，回流比越丄，所需理論板越少，操作能耗增加，隨著回流比的逐漸增大，操作費和設備費的總和將呈現 先降后升的變化過程。20?精餾設計中，當回流比增大時所需理論板數 減小（增大、減小），同時蒸餾釜中所需加熱蒸汽消耗量 增大_（增大、減小），塔頂冷凝器中冷卻介質消耗量 減小 （增大、減?。?，所需塔徑增大（增大、減?。?。?相對揮發(fā)度a=1,表示不能用 普通精餾分離，但能用 萃取精餾或恒沸精餾 分離。?精餾操作的依據是 混合液中各組分的揮發(fā)度差異 ，實現精餾操作的必要條件包括 塔頂液相回流_和 塔底上升蒸氣 。23?壓力減小，溫度升高，將有利于解吸的進行。24?蒸發(fā)器生產能力是指 單位時間內從溶液中蒸發(fā)的水分 ，即蒸發(fā)量。1?在一二元連續(xù)精餾塔的操作中，進料量及組成不變，再沸器熱負荷恒定，若回流比減少，則塔頂溫度 _A ，塔頂低沸點組分濃度_B ，塔底溫度_C ，塔底低沸點組分濃度 A。升高B.下降C.不變D.不確定某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成Xa=0.4，相應的泡點為t1，氣相組成為yA=0.4，相應的露點組成為 t2，則 __B 。A. t1=t2B.t1<t2 C.t1>t2 D .不能判斷3?某篩板精餾塔在操作一段時間后，分離效率降低，且全塔壓降增加，其原因及應采取的措施是 __B—。A塔板受腐蝕，孔徑增大，產生漏液，應增加塔釜熱負荷篩孔被堵塞，孔徑減小，孔速增加，霧沫夾帶嚴重，應降低負荷操作塔板脫落，理論板數減少，應停工檢修降液管折斷，氣體短路，需更換降液管板式塔中操作彈性最大的是 __B 。A.篩板塔B.浮閥塔C.泡罩塔下列命題中不正確的為 A。A上升氣速過大會引起漏液 B.上升氣速過大會引起液泛 C.上升氣速過大會使塔板效率下降D.上升氣速過大會造成過量的液沫夾帶二元溶液連續(xù)精餾計算中，進料熱狀態(tài)的變化將引起以下線的變化 __B_。A平衡線 B .操作線與q線

C.平衡線與操作線 D.平衡線與q線7?下列情況_D 不是誘發(fā)降液管液泛的原因。A.液、氣負荷過大 B.過量霧沫夾帶C.塔板間距過小 D?過量漏液8.吸收塔的設計中，若填料性質及處理量(氣體)一定，液氣比增加，則傳質推動力 A_。傳質單元數B，傳質單兀咼度C ，所需填料層咼度B。A.增大 B.減小C.不變 D .不能判斷四.計算題1.一填料塔用清水逆流吸收混合氣中的有害組分 A。已知操作條件下氣相總傳質單元高度為 1.5m,進塔混合氣組成為0.04(A的摩爾分率，下同)，出塔尾氣組成為0.0053，出塔水溶液濃度為0.0128，操作條件下平衡關系為Y=2.5X。試求液氣比為最小液氣比的多少倍？解：液氣比為最小液氣比的多少倍0.041-0.04=0.04170.00530.041-0.04=0.04170.0053 0.00533X11一0.00530.001281-0.00128=0.01297L/V丫1L/V丫1-丫2X1-X20.0417-0.005330.01297-0Y1-丫2(L/V)m^X1-X2丫1_丫2 0.041^0.005332180.0417/2.5 "'丫/m(L/V)(L/V)Y1-丫2(L/V)m^X1-X2丫1_丫2 0.041^0.005332180.0417/2.5 "'丫/m(L/V)(L/V)min淪叫廿1.2862.在一常壓精餾塔內分離苯和甲苯混合物， 塔頂為全凝器，塔釜間接蒸汽加熱。進料量為1000kmol/h，含苯0.4,要求塔頂餾出液中含苯 0.9(以上均為摩爾分率)，苯的回收率不低于 90%泡點進料，泡點回流。已知■.<=2.5,取回流比為最小回流比的1.5倍。試求：(1)塔頂產品量D塔底殘液量W及組成Xw；(2)最小回流比;(3)精餾段操作線方程；(4)提餾段操作線方程；(5)從與塔釜相鄰的塔板上下降的液相組成為多少?解：(1)塔頂產品量D、塔底殘液量W及組成xw;,出 Dxd由'aD，得:FxfDJOOO0.409=400kmo|/hW=F-D=1000-400=600kmol/h0.9又由物料衡算 Fxf二DxdWxw得xW=(10000.4-4000.9)/600二0.0667(2)最小回流比；泡點進料,q=1, Xq=xf=0.4Xqyq 1(:-1)Xq 11.50.42.50.4 =0.625RminXD-yq 0.9-0.625,cc1.22yq~'Xq 0.625—0.4R⑶精餾段操作線方程； R⑶精餾段操作線方程； R=1.5Rmin-1.83yn1 XnR+1R+1XD—二0.646xn0.318V=V=(R1)D=2.834 =1 0L=L(0F=RDF=1.834 1 0=10 0=001,=001,Vym1-VXmWxym1-VXmWxw17321132Xm6000.06671132=1.53xm-0.0353(5)從與塔釜相鄰的塔板上下降的液相組成 yw 勺 蘭°^667 0.1521+(a—1)xw 1+1.5x0.0667由操作線方程ym由操作線方程ym=1.53xm-0.0353得yw=1.53x<|-0.0353x1=0.0763=001,=001,V=001,=001,V1000標準O平衡關系為Y=1.1000標準O平衡關系為Y=1.4X。已知體積吸收總系數為Kya"253，輕油的平均分子量為 170。求輕油用量和完3.h某填料吸收塔用純輕油吸收混合氣中的苯，進料量為進料氣體中含苯5%(體積百分數)，其余為惰性氣體。要求回收率 95%。操作時輕油含量為最小用量的 1.5倍,=001,=001,V成該生產任務所需填料層高度？解：仆腮“0526,Y2S一 "O526,95%“00263。X2=0,L口卄^丫^』0526一0.00263=1.33。出丿min