曲阜師范大學(xué)化工原理 期末復(fù)習(xí)題

《化工原理》復(fù)習(xí)資料一一、判斷題1．沸騰傳熱時(shí),壁面與沸騰流體的溫度愈大,則愈大。()2．在相同條件下,采用逆流操作比采用并流操作所需的傳熱面積小。()3．輻射傳熱與傳導(dǎo)傳熱和對(duì)流傳熱的主要差別在于輻射傳熱可以在真空中傳播。()4．保溫材料應(yīng)該選用導(dǎo)熱系數(shù)小的絕熱材料。()5．強(qiáng)化傳熱的途徑主要是增大傳熱面積。()6．在進(jìn)行吸收操作時(shí),在塔內(nèi)任一截面上,吸收質(zhì)在氣相中的分壓總是高于其接觸的液相平衡分壓,所以在y-x圖上,吸收操作線的位置總是位于平衡線的上方。()7．對(duì)于逆流操作的填料吸收塔,當(dāng)氣速一定時(shí),增大吸收劑的比用量(即液氣比),則出塔溶液濃度降低,吸收推動(dòng)力增大。()8．溶液被加熱到鼓起第一個(gè)氣泡時(shí)的溫度稱為泡點(diǎn),氣相混合物被冷卻到有第一滴液滴析出時(shí)的溫度稱為露點(diǎn)。()9．在精餾塔內(nèi)任意1塊理論板,其氣相露點(diǎn)大于液相的泡點(diǎn)。()10．恒壓過濾過程的過濾速度是恒定的。()二、填空題1．在1個(gè)大氣壓,84℃時(shí),苯的飽和蒸氣壓=113.6kPa,甲苯的飽和蒸氣壓=44.68kPa,苯-甲苯混合溶液達(dá)于平衡時(shí),液相組成=(),氣相組成=(),相對(duì)揮發(fā)=()。2．恒速操作的過濾機(jī),過濾10min得到濾液,繼續(xù)過濾20min,可再得濾液();然后,用洗滌液洗滌,速率不變,所需洗滌時(shí)間為()min。3．在一定空氣狀態(tài)下,用對(duì)流干燥方法干燥濕物料時(shí),能除去的水分為(),不能除去的水分為()。4．某一熱流體流經(jīng)一段直管后,再流入同一內(nèi)徑的彎管段,則彎管段的傳熱系數(shù)比直管段的()。三、計(jì)算1．如下圖所示常溫水由高位槽以1.5m/s流速流向低位槽,管路中裝有孔板流量計(jì)和一個(gè)截止閥,已知管道為的鋼管,直管與局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度(不包括截止閥,包括管路進(jìn)出口局部阻力損失)總和為60m,截止閥在某一開度時(shí)的局部阻力系數(shù)為7.5。設(shè)系統(tǒng)為定態(tài)湍流,管路摩擦系數(shù)為0.026。U形管壓差計(jì)中指示液均為水銀,密度為13600kg/m3。求:(1)管路中的質(zhì)量流量及兩槽液面的位差;(2)閥門前后的壓強(qiáng)差及水銀壓差計(jì)的讀數(shù);(3)若將閥門開大,使流速增大為原來的1.1倍,設(shè)系統(tǒng)仍為定態(tài)湍流,近似不變。問:孔板流量計(jì)的讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦?(,設(shè)孔板流量計(jì)的孔流系數(shù)不變);(4)定性分析閥門前a點(diǎn)外的壓強(qiáng)如何變化?為什么?四、思考問答1．在管殼式換熱器的設(shè)計(jì)中,兩流體的流向如何選擇?2．若精餾塔加料偏離適宜位置(其他操作條件均不變),將會(huì)導(dǎo)致什么結(jié)果?《化工原理》復(fù)習(xí)資料一答案一、判斷題1．錯(cuò)2．對(duì)3．對(duì)4．對(duì)5．錯(cuò)6．對(duì)7．對(duì)8．對(duì)9．錯(cuò)10．錯(cuò)二、填空題1．空（1）:0.823空（2）:0.923空（3）:2.562．空（1）:0.02空（2）:93．空（1）:自由水分空（2）:平衡水分4．空（1）:大三、計(jì)算1．(1)解:以高位槽液面為截面,低位槽液面為液面,以截面為基準(zhǔn)面,在截面和截面間列柏努利方程

質(zhì)量流量

(2)

(3)

所以

(4)由高位槽液面至a點(diǎn)所在截面列柏努利方程,因?yàn)榱髁孔兇?流經(jīng)孔板的阻力損失變大,高位槽至a點(diǎn)間的直管阻力損失變大,且a點(diǎn)的動(dòng)能也變大了,所以a點(diǎn)處的壓強(qiáng)變小。四、思考問答1．在兩流體進(jìn)、出口溫度各自相同條件下,逆流時(shí)的平均溫差最大,并流時(shí)平均溫度差最少。其它流向平均溫差介于逆流和并流二者之間。因此就傳熱推動(dòng)力而言,逆流最優(yōu),因?yàn)閾Q熱器Q、K一定時(shí),所需換熱面積S最小,此外,逆流可節(jié)省加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)的用量,綜上所述,換熱器應(yīng)盡可能采用逆流操作,但在某些生產(chǎn)工藝下,若對(duì)流體溫度有所限制,則宜采用并流操作。采用折流或其它形式的可滿足換熱器的結(jié)構(gòu)要求,提高總傳熱系數(shù),此外要綜合考慮值不宜過低。2．在圖解理論板過程中,當(dāng)某梯級(jí)跨過線和精餾段操作線交點(diǎn)時(shí),繪梯級(jí)應(yīng)更換為提餾段操作線,跨過精、提餾段操作線交點(diǎn)的梯級(jí)代表垂直的加料板,如果偏高此適宜位置,使進(jìn)料組成與塔內(nèi)加料板上組成兩者相差較大,導(dǎo)致所需理論板增加,分離效果下降?！痘ぴ怼窂?fù)習(xí)資料二一、判斷題1．牛頓冷卻定律適用于傳導(dǎo)傳熱。()2．黑體的輻射能力與絕對(duì)溫度的四次方成正比。()3．提高蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度的主要途徑是提高傳熱系數(shù)。()4．在定態(tài)傳熱中,凡熱阻大的層,其溫差也大。()5．液體在管內(nèi)做強(qiáng)制湍流流動(dòng)時(shí),如果流動(dòng)阻力允許,為提高對(duì)流傳熱系數(shù),增大流速的效果比減小管徑更為顯著。()6．惰性氣體和吸收劑在吸收過程前后的物質(zhì)的量是不變的。()7．填料吸收塔逆流操作,當(dāng)吸收劑的比用量(即液氣比)增大時(shí),則出塔吸收液濃度下降,吸收推動(dòng)力減小。()8．若精餾段操作線方程y=0.75x+0.3,這絕不可能。()9．在精餾塔內(nèi)任意1塊理論板,其氣相露點(diǎn)大于液相的泡點(diǎn)。()10．濾渣的比阻越大,說明越容易過濾。()二、填空題1．某風(fēng)機(jī)輸送氣體,流量為時(shí),全風(fēng)壓為,若用來輸送的氣體,流量仍為,其全風(fēng)壓為()kPa。2．當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?45mmHg測(cè)得一容器內(nèi)的絕對(duì)壓強(qiáng)為350mmHg,則真空度為()。測(cè)得另一容器內(nèi)的表壓強(qiáng)為1360mmHg,則其絕對(duì)壓強(qiáng)為2105mmHg。3．精餾操作的依據(jù)是(),實(shí)現(xiàn)精餾操作的必要條件包括()和()。三、計(jì)算1．下圖所示是用來標(biāo)定流量計(jì)的管路,高位水槽高6m,管徑為,管路全長(zhǎng)10m,孔板的孔徑為25mm。(1)若調(diào)節(jié)球心閥,讀得孔板的水銀壓差計(jì)R為110mm,而測(cè)得水流出的流量為5.7

,試求此時(shí)孔板的孔流系數(shù);(2)若除球心閥和孔板外,其余的管路阻力均可忽略不計(jì)。而球心閥在全開時(shí)的阻力系數(shù),孔板的阻力為孔板前后壓差的90%,試計(jì)算當(dāng)球心閥全開時(shí)水的流出量應(yīng)為多少(取(1)的計(jì)算值)。四、思考問答1．工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)溶液的濃縮,為何采用真空蒸發(fā)?2．如何區(qū)別結(jié)合水分和非結(jié)合水分?《化工原理》復(fù)習(xí)資料二答案一、判斷題1．錯(cuò)2．對(duì)3．對(duì)4．對(duì)5．對(duì)6．對(duì)7．錯(cuò)8．對(duì)9．錯(cuò)10．錯(cuò)二、填空題1．空（1）:352．空（1）:395mmHg3．空（1）:混合液中各組分的揮發(fā)度差異空（2）:塔頂液相回流空（3）:塔底上升蒸氣三、計(jì)算1．(1)由孔板流量計(jì)計(jì)算流量的公式得

(2)取水槽液面為截面,管路出口為截面,并以管中心所在水平面為基準(zhǔn)面,在兩截面之間列機(jī)械能衡算方程并化簡(jiǎn)得

依題意:

由流量計(jì)計(jì)算式:

對(duì)AB段:因減小,故增加;對(duì)壓力表和真空表,流量增大,故壓力表讀數(shù)減小,真空表讀數(shù)增加。四、思考問答1．(1)加熱蒸汽壓力相同時(shí),真空蒸發(fā)時(shí)溶液的沸點(diǎn)較低,則有效溫度差較大,可使傳熱面積A減小。(2)真空蒸發(fā),可蒸發(fā)不耐高溫的溶液;可利用低壓蒸汽或廢氣作加熱劑;由于溶液沸點(diǎn)低,設(shè)備的熱損失小。2．根據(jù)濕物料中的水分除去的難易,可將濕物料中所含水分劃分為非結(jié)合水(易除去)和結(jié)合水(難除去)。結(jié)合水是指=100%時(shí)的平衡水分,而濕物料中大于結(jié)合水的那部分水分稱為非結(jié)合水。在恒定溫度下,結(jié)合水和非結(jié)合水的劃分,只取決于物料本身,而與空氣狀態(tài)無關(guān)?！痘ぴ怼窂?fù)習(xí)資料三一、判斷題1．熱射線既可以在空氣中傳播,又可在真空中傳播。()2．萃取精餾是屬于萃取操作的方法之一。()3．提高蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度的主要途徑是提高傳熱系數(shù)。()4．多層平壁導(dǎo)熱過程中,傳熱總推動(dòng)力等于各壁面溫差之和。()5．在同一溫度下,物體的吸收率和黑度在數(shù)值上是相等的。()6．溫度相等時(shí),黑體與灰體的輻射能力相同。()7．液泛點(diǎn)是填料吸收塔的最佳操作點(diǎn)。吸收操作在此條件下進(jìn)行時(shí),則吸收速率最大。()8．噴淋吸收是吸收劑成液滴分散在氣體中,因此,液體為連續(xù)相,氣體為分散相。()9．計(jì)算填料吸收塔時(shí),其N的含意是傳質(zhì)單元高度。()10．當(dāng)增加塔板間距時(shí),性能負(fù)荷圖中霧沫夾帶線向下移,當(dāng)減少浮閥數(shù)時(shí),漏液線向下移。()二、填空題1．在傳熱實(shí)驗(yàn)中用飽和水蒸汽加熱空氣,總傳熱系數(shù)K接近于(

)側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù),而壁溫接近于(

)側(cè)流體的。2．厚度不同的三種材料構(gòu)成三層平壁,各層接觸良好,已知,導(dǎo)熱系數(shù),在穩(wěn)定傳熱過程中,各層的熱阻(),各層導(dǎo)熱速率()。3．在吸收塔某處,氣相主體濃度y=0.025,液相主體濃度x=0.01,氣相傳質(zhì)分系數(shù)ky=2kmol/m2·h,氣相傳質(zhì)總Ky=1.5kmol/m2·h,則該處氣液界面上氣相濃度yi應(yīng)為()。平衡關(guān)系y=0.5x。三、計(jì)算1．一高位槽向噴頭供應(yīng)液體,液體密度為1050kg/m3。為了達(dá)到所要求的噴灑條件,噴頭入口處要維持0.4atm(表壓)的壓力。液體在管路內(nèi)的速度為2.2m/s,管路損失估計(jì)為25J/kg(從高位槽算至噴頭入口為止)。求高位槽內(nèi)的液面至少要在噴頭入口以上幾米?四、思考問答1．何謂靈敏板?2．離心泵啟動(dòng)時(shí),為什么要關(guān)閉出口閥?《化工原理》復(fù)習(xí)資料三答案一、判斷題1．對(duì)2．錯(cuò)3．對(duì)4．對(duì)5．對(duì)6．錯(cuò)7．錯(cuò)8．錯(cuò)9．錯(cuò)10．錯(cuò)二、填空題1．空（1）:空氣空（2）:飽和水蒸汽2．空（1）:空（2）:3．空（1）:0.01三、計(jì)算1．解:以高位槽液面為截面1,噴頭入口處為截面2,則

Z1=6.73m所以需要高出6.73米。四、思考問答1．由泡點(diǎn)方程、露點(diǎn)方程可知