化工原理复习题及答案

1.某精馏塔的设计任务为：原料为F，塔底为设计时若选定的回流比R不变，加料热状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料，则所需理论板数减小，提馏段上升蒸汽量V'增加，提馏段下降液体量L'增加，精馏段上升蒸汽量V不变，精馏段下降液体量L不变。（增加，不变，减少）2.某二元理想溶液的连续精馏塔,馏出液组成为0.96(摩尔分率).精馏段操作线方程为0.750.24.该物系平均相对挥发度α=2.2,此时从塔顶数起的第二块理论板上升蒸气组成为y2.3.某精馏塔操作时，Fq，V保持不变，增加回流比R，则此时增加，减小，D减小，增加。（增加，不变，减少）6.静止、连续、_同种_的流体中，处在_同一水平面_上各点的压力均相等。7.水在内径为φ105×2.5的直管内流动，已知水的黏度为1.005·s，密度为1000·m3流速为1,则＝,流动类型为湍流。8.流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的4倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的1/4倍。9.两个系统的流体力学相似时，雷诺数必相等。所以雷诺数又称作相似准数。10.求取对流传热系数常常用量纲分析法,将众多影响因素组合成若干无因次数群数群，再通过实验确定各无因次数群之间的关系，即得到各种条件下的关联式。11.化工生产中加热和冷却的换热方法有传导、对流和辐射。12.在列管式换热器中,用饱和蒸气加热空气,此时传热管的壁温接近饱和蒸汽一侧流体的温度,总传热系数K接近空气侧流体的对流给热系数.13.气液两相平衡关系将取决于以下两种情况：(1)若p*p或CC*解吸过程(2)若pp*或C*C则属于吸收过程14.计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：平衡线、操作线、_传质系数。15.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自由水；首先除去的水分为_非结合水_；不能用干燥方法除的水分为平衡水。19.精馏过程是利用多次部分汽化和多次部分液化的原理进行完成的。20.最小回流比是指塔板无穷时的回流比极限值。21.由实验确定直管摩擦系数λ与的关系。层流区摩擦系数λ与管壁粗糙度无关，λ和关系为λ。湍流区，摩擦系数λ与粗糙度_及λ都有关。而完全湍流区，摩擦系数λ与__无关，仅与_粗糙度_有关。22.某液体在内径为d1的管路中稳定流动，其平均流速为u1，当它以相同的体积流量通过内径为d2（d21/2）的管路时，则其平均流速为原来的4倍。23.流量增大时，流体流经转子流量计的阻力损失不变。24.层流与湍流的本质区别是：_层流无径向流动，_湍流有径向流动_。25.间壁式换热器的传热过程是_对流_、_导热_、_对流_。26.对流体传热中普郎特准数式为*λ_,它反映了_流体物性对对流传热的影响27.在多层平壁稳定热传导中，通过各层的传热速率相同。28.压力下降温度增高将有利于解吸的进行。吸收因数A表示操作线斜率与平衡线斜率之比。当A≥1时，增加塔高，吸收率增大29.吸收操作中，温度不变，压力增大，可使相平衡常数_减小_，传质推动力_增大_。30.作为干燥介质的湿空气，其预热的目的_降低相对湿度_、_提高温度33.饱和液体进料时，1′=′=V。34.在连续精馏塔中，进行全回流操作，已测得相邻两板上液相组成分别为x1＝0.7＝0.5（均为易挥发组份摩尔分率）。已知操作条件下相对挥发度＝3，则＝，x*n＝，以液相组成表示的第ｎ板的单板效率＝。35.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＝0.3，则1＝（由塔顶往下数）36．图示吸液装置中，吸入管尺寸为mm5.3mm89，管的下端位于水面下m2，并装有底阀及拦污网，该处的局部压头损失为gu282。若截面2-2处的真空度为kPa2.32，由1-1截面至2-2截面的压头损失为gu2212。求：（1）吸入管中水的流量，13hm;（2）吸入口1-1处的表压。37.在一套管式换热器中，内管为mm10mm180的钢管，内管中热水被冷却，热水流量为1h1800kg，进口温度为C800，出口为C500。环隙中冷却水进口温度为C200，出口温度为C450，11CkgkJ186.4pc，总传热系数12Km1800WK。试求：（1）冷却水用量；（2）并流流动时的平均温度差及所需的管子长度；（3）逆流流动时的平均温度差及所需的管子长度。38.用煤油从苯蒸气与空气的混合物中回收苯，要求回收%91。入塔的混合气中，含苯%2（摩尔分数）。入塔的煤油中，含苯%018.0。溶剂用量为最小用量的1.6倍，操作温度为C520，压力为kPa101。平衡关系为XY4.0，总传质系数13smkmol018.0aKY。入塔气体的摩尔流量为12smkmol018.0。求填料层高度。39.用泵将水以568m3的流量由水池送入水塔。已知水塔液面比水池液面高出13ｍ，水塔和水池均通大气，输水管路均为φ114×4无缝钢管，管长200m（包括所有局部阻力损失的当量长度）。摩擦阻力系数可取为0.02，此时泵的效率为72%。试求：（1）管内流速；（2）管路系统的总阻力损失；（3）泵的扬程；（4）泵的有效功率。40.有一套管式换热器，内管为mm2mm54，外管为mm4mm116的钢管。内管中苯被加热，苯进口温度为C500，出口为C800。流量为1h3500kg。套管中为kPa1.196p的饱和水蒸气冷凝，冷凝的对流传热系数为12Km10000W。已知管内壁的垢阻为12WK0.0004m，管壁及管外侧热阻均可不计。苯的密度为3m880kg。试求：（1）加热水蒸气用量；（2）管壁对苯的对流传热系数；（3）完成上述处理所需套管的有效长度。（11CkgkJ86.1pc，11KmW145.0，sPa1039.03，3mkg880，kPa1.196p下：饱和水蒸气的饱和温度C6.119st，汽化热1kgkJ2205r)41.以纯溶剂吸收某混合气体中的溶质A，入塔气体量为0.031，溶质的浓度为0.0417（摩尔比，下同），要求吸收率为96%。已知塔径为1.2m，相平衡关系为1.5X，0.077（m3s），且实际液气比为最小液气比的1.5倍。试求填料层高度。42.20℃的水密度为10003，粘度为10-3，以20m3的流量在φ51×3的水平管道内流过,在管路上某处流体静压强为1.52(表压)，若管路的局部阻力可略去不计，问距该处120m同一水平线下游处流体静压强为多少?(3×1031×105时,λ=0.31640.25)43.某车间准备用一台离心泵将储槽内的热水送到敞口的高位槽内，已知管子规格为Φ60×3.5钢管，管内流速为2.5，吸入管路的能量损失为23.6压出管路的压头损失为42O(均包括全部的局部阻力损失在内），其余参数见附图示。试求该泵提供的有效功率。44.接触法硫酸生产中用氧化后的高温3混合气予热原料气（2及空气混合物）,已知：列管换热器的传热面积为100m2,原料气入口温度t1＝300℃,出口温度t2=430℃3混合气入口温度T1=560℃,两种流体的流量均为13000,热损失为原料气所得热量的6％,设两种气体的比热均可取为1.0511,且两流体可近似作为逆流处理,求：1．3混合气的出口温度T2；2．传热系数K（m2）。45.在某一直径为0.6m的填料塔中，在20℃、760下，用清水对空气—氨混合气进行逆流吸收操作，每小时向塔送入含31.5的混合气480m3(操作态),要求3的回收率为90%。已知20℃的平衡关系为0.75x（x、y均为摩尔分率），出塔溶液中3的浓度为平衡浓度的85%。试求：(1)出塔溶液中氨的浓度（用摩尔分率表示）；(2)水用量（);(3)已知气相体积总传质系数为0.09（m3·s），计算所需填料层高度（m）。46.某厂准备选用规格为φ25×2.5，长3m的管子组成的列管式换热器来将25℃的液体加热到40℃。已知液体的流量为36m1.1，平均比热为2.9（·K）,加热剂用410K的饱和水蒸汽（走管外）其冷凝潜热为2155，冷凝水在饱和温度下排出，此换热器的散热损失为21000w，传热系数K=660（m2·K）,试求：（1）加热剂的消耗量为多少？（2）此换热器应用多少条管子组成？47.某厂用泵将地面上储池中密度为11003的碱液送至吸收塔顶经喷咀喷出，输液管与喷咀连接处的压强为0.22（表压）。泵的吸入管为Φ108×4的钢管，管内流速为0.9；压出管径为Φ56×3的钢管。储槽中碱液深度为1.2m，池底至塔顶喷咀处的垂直距离为19m，取λ=0.02，设吸入管路的阻力损失忽略不计，而压出管路直管总长为22m，各种局部阻力的当量长度之和∑103m，求此泵的有效功率为多少？48.在套管换热器中，用100℃的水蒸汽将流率为1500的盐水，由20℃加热至60℃。盐水比热为2.5（），加热内管平均直径为50，蒸汽对管壁的给热系数为10000（m2），管壁对盐水的给热系数为800（m2），忽略管壁热阻，试求加热管的管长。49.在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S吸收混合气体中的可溶组分A。入塔气体中A的摩尔分率为0.03，要求吸收率为90%。已知操作条件下的解吸因数为0.8，物系服从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03（摩尔分率）。试计算：(1)操作液气比为最小液气比的倍数；(2)出塔液体的浓度；(3)完成上述分离任务所需的气相总传质单元数。50.20℃的水密度为10003，粘度为10-3，以20m3的流量在φ51×3的水平管道内流过,在管路上某处流体静压强为1.52(表压)，若管路的局部阻力可略去不计，问距该处120m同一水平线下游处流体静压强为多少?(3×1031×105时,λ=0.31640.25)51．对于间壁式换热器：m11(T12)22(t21)件是_稳定传热_、_无热损失_、_无相变化。52．在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将减小，操作线将靠近平衡线。53.某吸收塔中,物系的平衡线方程为2.0x,操作线方程为3.50.001,当y1=0.062=0.0020时123.5.55.若将同一转速的同一型号离心泵分别装在一条阻力很大，一条阻力很小的管路中进行性能测量时，其测出泵的性能曲线相同。其实际供给管路的最大流量不同。A.过渡流B.层流C.湍流66.一般情况下，温度升高，液体的粘度（B）；气体的粘度（A）。A.增大B.减小C.不变67.离心泵铭牌上标明的是泵在(C)时的主要性能参数。A流量最大；C.效率最高；B.压头最大；D.轴功率最小。68.对一台正在工作的列管式换热器，已知α1＝116（m2）、α2＝11600（m2），要提高传热系数（K），最简单有效的途径是（A）。A.设法增大α1;B.设法增大α2;C.同时增大α1和α2。69.湿空气经预热后，空气的焓增大，而（B）。A.H，φ都升高；B.H不变φ降低；C.H，φ都降低70.恒速干燥阶段，物料的表面温度等于空气的（B）。A.干球温度；B.湿球温度；C.露点71．离心泵的扬程是(D)A.实际的升扬高度B.泵的吸液高度C.液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度D.单位重量液体出泵和进泵的机械能差值72．间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻(A)A.成正比B.成反比C.没关系73．当吸收质在液相中的溶解度甚大时，吸收过程主要受（A）控制，此时，总吸收系数K）。A.气膜；B.kC.气液膜同时；D.kE.液膜；F.K74．当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为(B)A.气体的粘度太小B.气体的密度太小C.气体比液体更容易起漩涡D.气体破坏了液体的连续性75．若享利系数E值很大，依据双膜理论，则可判断过程的吸收速率为（B）控制。A.气膜；B.液膜；C.双膜76.对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当温度和压力不变，而液相总浓度增加时其溶