化工原理练习题

化工原理练习题（传热）一.填空题1.厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知bbb;导热系数λλλ稳定传热过程中，各层的热阻R______R______R;各层导热速率Q___Q___Q2.圆筒壁总传热系数K与间壁两侧对流传热系数α.α_________.当间壁管规格为φ108×4mm,导热系数为45(w.m.K)时,管内外两侧给热系数分别为8000(w.m.K)和1200(w.m.K)时,总传热系数K__________.3.一列管换热器，列管规格为φ38×3,管长4m,管数127根，则外表面积F=____________________，而以内表面积计的传热面积F______________。4.列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于___________________，折流挡板的形状有____________________，____________________等。二.选择题1.列管换热器管程常用流速范围为：一般液体(),气体()。A.0.5～3m.sB.3～15m.sC.5～30m.s2.在反应器的单根冷却蛇管内通冷却水，其进、出口温度分别为ｔ过,借搅拌器作用，使热流体保持均匀温度T(T为热流体出口温度)，如冷却蛇管长度增大一倍,其它条件不变,问出口水温ｔ()。A.增大B.减小C.不变D.不一定三、.问答题1.说明流体流动类型对给热系数的影响。2.传导传热,对流传热和辐射传热,三者之间有何不同?3.有一高温炉，炉内温度高达1000℃以上，炉内有燃烧气体和被加热物体，试定性分析从炉内向外界大气传热的传热过程。四.计算题1.φ120×5mm的蒸汽管外拟包一层保温材料,其导热系数为0.07w.m.K110℃,管壁导热系数为45w.m.K20℃,每米蒸汽管的热损失控制在60w以下,试计算保温层的最小厚度。2.一套管换热器,外管为φ83×3.5mm,内管为φ57×3.5mm的钢管,有效长度为60m。用120℃的饱和水蒸汽冷凝来加热内管中的油.蒸汽冷凝潜热为2205kJ.kg8000kg.h,比热为2.2kJ.kg.K,进口温度为30℃,出口温度为80℃。试求：(1)蒸汽用量；(不计热损)(2)传热系数；化工原理练习题（精馏）一.填空题1.精馏操作的依据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。实现精馏操作的必要条件包括＿＿＿＿＿＿＿＿_＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。2.已分析测得这四股物料的组成为0.62，0.70，0.75，0.82，试找出YXYXY＝____，X____，Y____，X_____,3.某二元物系的相对挥发度α＝3，在具有理论板的精馏塔内于全回流条件下作精馏塔操作，已知x0.3，则y4.某泡点进料的连续精馏塔,已知其精馏段操作线方程为y=0.80x+0.172,提馏段操作线方程为y=1.45x-0.015,则回流比R=____,馏出液组成x________,原料组成x=__________.釜液组成x=_________.5.如图所示，ａ点表示＿＿＿＿＿＿＿＿；ｂ点表示＿＿＿＿＿＿＿＿；ｃ点表示＿＿＿＿＿＿＿＿；ａｂ段表示＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；ｂｃ段表示＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。二.选择题（5分）1.某精馏塔精馏段理论板数为NN数增加，精馏段的理论板数不变，且F、xq、R，V等均不变，则此时:（）A.xxB.xxC.xxD.xx三..问答题1.精馏塔在一定条件下操作时，问将加料口向上移动两层塔板，此时塔顶和塔底产品组成将有何变化？为什么？四.计算题（65分）1.分离苯和甲苯混合液，进料组成为0.4，馏出液组成为0.95，残液组成为0.05（以上组成均为苯的摩尔分率）。苯对甲苯的平均相对挥发度为2.44。泡点进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热。试求：(1)最小回流比；(2)若回流比取最小回流比的1.2倍，列出精馏段操作线方程(3)列出提馏段操作线方程。2.苯和甲苯混合液含苯0.4(摩尔分率，下同)，流量为100kmol.hx=0.9，塔底x=0.0677,D=40kmol.hR为1.4Rmin，已知操作条件下相对挥发度α＝2.47是常数。求：(1)精馏段操作线方程；(2)提馏段操作线方程。3.如图，在由一块理论板和塔釜组成的精馏塔中，每小时向塔釜加入苯－甲苯混合液100kmol，苯含量为50％（摩尔％，下同），泡点进料，要求塔顶馏出液中苯含量80％，塔顶采用全凝器，回流液为饱和液体，回流比为3，相对挥发度为2.5，求每小时获得的顶馏出液量D，釜排出液量W及浓度x4.某一精馏塔，塔顶为全凝器，塔釜用间接蒸汽加热。用以处理含易挥发组成x=0.5(mol组成)的饱和蒸汽。塔顶产量D和塔底排量W相等。精馏段操作线方程为y=5x/6+0.15试求：(1)回流比R，塔顶组成xx(2)提馏段操作线方程。5.由一层理论板与塔釜组成的连续精馏塔，每小时向塔釜加入含甲醇40％(摩尔分率)的甲醇水溶液100kmol，要求塔顶馏出液组成x=0.84，塔顶采用全凝器，回流比R＝3，在操作条件下的平衡关系为y＝0.45x＋0.55，求：(1)塔釜组成x(2)每小时能获得的馏出液量D。化工原理练习题（干燥）一.填空题1.干燥这一单元操作，既属于传热过程，又属______________。2.相对湿度φ值可以反映湿空气吸收水汽能力的大小，当φ值大时，表示该湿空气的吸收水汽的能力_________;当φ=0时。表示该空气为___________。3.干燥速率曲线是在恒定干燥条件下测定的，其恒定干燥条件是指：_________________均恒定。4.在一定空气状态下干燥某物料，能用干燥方法除去的水分为__________；首先除去的水分为____________；不能用干燥方法除的水分为__________。5.已知某物料含水量X=0.4kg水.kg含水量X=0.25kg水.kgX*=0.05kg水.kg__________，结合水分为__________，自由水分为___________，可除去的结合水分为________。6.对于不饱和空气，表示该空气的三个温度，即：干球温度t，湿球温度tt______________。7.等速干燥阶段物料表面的温度等于__________________。8.湿空气通过预热器预热后，其湿度___________，热焓______________，相对湿度__________。(增加、减少、不变)9.对不饱和空气通过间壁换热器进行加热，使温度由ｔ相对湿度＿＿＿＿＿，露点＿＿＿＿＿，湿度＿＿＿＿。10.对于为水蒸汽所饱和的空气,则其干球温度ｔ,湿球温度ｔ绝热饱和温度ｔ,露点温度ｔ二、问答题1.如何强化干燥过程？2.欲在298K时用相对湿度为60％的空气干燥木材，使其中水分降到11.5％（湿基），你认为是否可能?为什么?已知在此条件下木材的平衡水分为12％（干基）。3.某恒定干燥过程，（如图所示：预热器K1，干燥器K2，冷却冷凝器K3），已知预热器出口空气的干球温度为t,湿球温度为t出干燥器空气温度为ｔ反复循环。试在湿空气的H－Ｉ图（或ｔ－H）图上用线段和箭头绘出空气在上述干燥过程状态变化的示意图。并说明空气在各设备中所经历的过程。三.计算题1.某干燥器的生产能力为1000kg.h(产品），物料从含水量2%干燥至含水量0.2%（均为湿基）。已知生产车间的气温为22℃，相对湿度为60%；空气离开干燥器时的温度为45℃，湿球温度为32℃。干燥为等焓过程。试求：(1)水分蒸发量；(2)离开干燥器时空气的体积流量为多少m.h(3)空气进入干燥器的温度；(4)热效率为多少？2.某气流干燥器的生产能力为180kg产品.h,现要求将物料从含水量2%干燥至含水量0.2%，（均为湿基）。已知生产车间的气温为25℃，空气的湿含量为0.01kg水汽.kg94℃进入干燥器，若空气离开干燥器时的湿球温度为32℃，露点为25℃。问：(1)水分蒸发量为多少kg.h?(2)干空气消耗量为多少kg.h(3)干燥器的热效率为多少？(4)空气离开干燥器的温度？(5)干燥过程是否等焓（说明原因）3.在常压连续干燥器中，将处理量为0.417kg.s47％干燥倒5％（均为湿基），采用废气循环操作，新鲜空气与废气混合后经预热器k1加热，再送入干燥器K2，循环比（废气中绝干空气质量与混合气中绝干空气质量之比）为0.8，新鲜空气的湿度H0.0116kg.kg22℃，废气的湿度H0.0789kg.kg，温度为52℃，假设干燥过程为绝热过程，预热器损失可忽略不计。试计算干燥过程的耗热量。并在H－Ｉ图上定性绘制出湿空气的状态变化过程。已知：绝干空气比热为1.01kJ.kg.K,水蒸汽比热为1.88kJ.kg.K,0℃时水蒸汽潜热为2490kJ.kg化工原理练习题（吸收）一.填空题1.用相平衡常数m表达的亨利定律表达式为_______.在常压下,20℃时,氨在空气中的分压为114mmHg,与之平衡的氨水浓度为15(kgNH/100kgHO).此时m=______.2.当平衡线为直线时，总传质系数与分传质系数之间的关系可以表示为1/K=1/k+H/k1/k3.含SO10％（体积）的气体混合物与浓度C为0.020kmol.mSO溶液在一个大气压下相接触。操作条件下两相的平衡关系为p1.62C（大气压），则SO以气相组成表示的传质总推动力为＿＿＿＿大气压.4.在常压下，测定水中溶质A的摩尔浓度为0.56kmol.mA的平衡摩尔分率为0.02，则此物系的相平衡常数m=＿＿＿＿＿。当其他条件不变，而总压增加一倍时，相平衡常数m=＿＿＿＿＿，若测得总压值为2atm，则此时的亨利系数E=＿＿＿＿＿atm,而溶解度系数H≈＿＿＿＿＿kmol.m.atm5.（1）.实验室用水逆流吸收空气中的COCO度________，出塔气体浓度______,出塔液体浓度________.（2）吸收总推动力用气相浓度差表示时，应等于__________________和______________________________之差。6.含溶质A摩尔分率为x=0.2的溶液与压力为2atm,y=0.15的气体等温接触（此条件下的平衡关系为：p=1.2x则此时将发生＿＿＿＿＿过程。用气相组成和液相组成表示的总传质推动力分别为△y=＿＿＿＿＿，△x=＿＿＿＿＿（摩尔分率）。如系统温度略有增高，则△y将＿＿＿＿＿。如系统总压略有增高，则△x将＿＿＿＿＿。7.含溶质A摩尔分率为x=0.2的溶液与压力为2atm,y=0.15的气体等温接触（此条件下的平衡关系为：p=1.2x则此时将发生＿＿＿＿＿过程。用气相组成和液相组成表示的总传质推动力分别为△y=＿＿＿＿＿，△x=＿＿＿＿＿（摩尔分率）。如系统温度略有增高，则△y将＿＿＿＿＿。如系统总压略有增高，则△x将＿＿＿＿＿。二.问答题1.双膜论的主要论点有哪些？并指出它的优点和不足之处。2.提高吸收速率应采取哪些措施?三.计算题1.在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质A，进塔气体中溶质A的含量为8%（体积％），吸收率为98%，操作条件下的平衡关系为y=2.5x，取吸收剂用量为最小用量的1.2倍，试求：(1)水溶液的出塔浓度；(2)若气相总传质单元高度为0.6m，现有一填料层高为6m的塔问该塔是否合用?注：计算中可用摩尔分率代替摩尔比，用混合气体量代替惰性气体量，用溶液量代替溶剂量。2.用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体生成稀溶液（服从亨利定律），操作压力为850[mmHg]，相平衡常数m=0.25，已知其气膜吸收分系数k=1.25[kmol.m.h.atm]，液膜吸收分系数k0.85[m.h]，试分析该气体被水吸收时,是属于气膜控制过程还是液膜控制过程?3.在直径为0.8m的填料塔中，用1200kg.hSOSO1000m.hSO1.3％（体积）,要求回收率99.5％操作条件为20℃、1atm,平衡关系为y=0.75x,总体积传质系数K=0.05kmol.m.s.