第二章流体输送机械
一、名词解释（每题2分）
1、泵流量
泵单位时间输送液体体积量
2、压头
流体输送设备为单位重量流体所提供的能量
3、效率
有效功率与轴功率的比值
4、轴功率
电机为泵轴所提供的功率
5、理论压头
具有无限多叶片的离心泵为单位重量理想流体所提供的能量
6、气缚现象
因为泵中存在气体而导致吸不上液体的现象
7、离心泵特性曲线
在一定转速下，离心泵主要性能参数与流量关系的曲线
8、最佳工作点
效率最高时所对应的工作点
9、气蚀现象
泵入口的压力低于所输送液体同温度的饱和蒸汽压力，液体汽化，产生对泵损害或吸不上液体
10、安装高度
泵正常工作时，泵入口到液面的垂直距离
11、允许吸上真空度
泵吸入口允许的最低真空度
12、气蚀余量
泵入口的动压头和静压头高于液体饱和蒸汽压头的数值
13、泵的工作点
管路特性曲线与泵的特性曲线的交点
14、风压
风机为单位体积的流体所提供的能量
15、风量
风机单位时间所输送的气体量，并以进口状态计
二、单选择题（每题2分）
1、用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门将导致（）
Ａ送水量增加，整个管路阻力损失减少
Ｂ送水量增加，整个管路阻力损失增大
Ｃ送水量增加，泵的轴功率不变
Ｄ送水量增加，泵的轴功率下降A
2、以下不是离心式通风机的性能参数( )
Ａ风量Ｂ扬程Ｃ效率Ｄ静风压B
3、往复泵适用于( )
Ａ大流量且流量要求特别均匀的场合
Ｂ介质腐蚀性特别强的场合
Ｃ流量较小，扬程较高的场合
Ｄ投资较小的场合C
4、离心通风机的全风压等于( )
Ａ静风压加通风机出口的动压
Ｂ离心通风机出口与进口间的压差
Ｃ离心通风机出口的压力
Ｄ动风压加静风压D
5、以下型号的泵不是水泵( )
ＡＢ型ＢＤ型
ＣＦ型Ｄｓｈ型C 6、离心泵的调节阀( )
Ａ只能安在进口管路上
Ｂ只能安在出口管路上
Ｃ安装在进口管路和出口管路上均可
Ｄ只能安在旁路上B 7、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值( )
Ａ包括内能在内的总能量Ｂ机械能
Ｃ压能Ｄ位能（即实际的升扬高度）B
8、流体经过泵后，压力增大p N/m2，则单位重量流体压能的增加为( )
A p
B p/
C p/g
D p/2g C
9、离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能( )
A 泵壳和叶轮
B 叶轮
C 泵壳
D 叶轮和导轮C
10、离心泵停车时要( )
Ａ先关出口阀后断电
Ｂ先断电后关出口阀
Ｃ先关出口阀先断电均可
Ｄ单级式的先断电，多级式的先关出口阀A
11、离心通风机的铭牌上标明的全风压为100mmH2O意思是( )
A 输任何条件的气体介质全风压都达100mmH2O
B 输送空气时不论流量多少，全风压都可达100mmH2O
C 输送任何气体介质当效率最高时，全风压为100mmH2O
D 输送20℃，101325Pa空气，在效率最高时，全风压为100mmH2O D
12、离心泵的允许吸上真空高度与以下因素无关( )
Ａ当地大气压力Ｂ输送液体的温度
Ｃ流量Ｄ泵的吸入管路的长度D
13、如以h,允表示汽蚀余量时，p1,允表示泵入口处允许的最低压力，p v为操作温度下液体的饱和蒸汽压，u1为泵进口处的液速，则( )
A p1,允= p v + h,允
B p1,允/g= p v/g+ h,允－u12/2g
C p1,允/g= p v/g+ h,允
D p1,允/g= p v/g+ h,允＋u12/2g B
14、以下种类的泵具有自吸能力( )
Ａ往复泵Ｂ齿轮泵与漩涡泵
Ｃ离心泵Ｄ旋转泵与漩涡泵A
15、如图示，列1--1与2--2截面的伯努利方程，为：
H e＝z＋p/g＋(u2/2g)＋H f,1-2，则h f,1-2为( )
A 泵的容积损失，水力损失及机械损失之和
B 泵的容积损失与水力损失之和
C 泵的水力损失
D 测压点1至泵进口，以及泵出口至测压点2间的阻力损失
D
16、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生( )
Ａ气缚现象Ｂ汽蚀现象
Ｃ汽化现象Ｄ气浮现象A
17、某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因( )
Ａ水温太高Ｂ真空计坏了
Ｃ吸入管路堵塞Ｄ排出管路堵塞C
18、由阀门全开的条件算出在要求流量为V时所需扬程为H e/。在离心泵的性能曲线上查得与V对应的扬程为H e，H e H e/，在流量为V时泵的效率为，则泵的轴功率N为( )
A VH e/g/1000kw
B VH e g/1000kw B
19、用离心通风机将空气输入加热器中，由20℃加热至140℃。该通风机安于加热器前，或加热器后,则( )。
Ａ输送的流量不变Ｂ需要的全风压不变
Ｃ需要的全风压不变，但流量要变
Ｄ输送的流量和需要的全风压都要变D
20、离心泵最常用的调节方法是( )
Ａ改变吸入管路中阀门开度
Ｂ改变压出管路中阀门的开度
Ｃ安置回流支路，改变循环量的大小
Ｄ车削离心泵的叶轮B
21、当管路性能曲线写为H=A+BV 2时( )
A A只包括单位重量流体需增加的位能
B A包括单位重量流体需增加的位能与静压能之和
C BV2代表管路系统的局部阻力损失
D BV2代表单位重量流体增加的动能B
22、往复泵没有以下缺点( )
Ａ流量不均匀Ｂ流量不大
Ｃ没有自吸能力Ｄ不宜输送悬浮液 C
23、有两种说法(1)往复泵启动不需要灌水；(2)往复泵的流量随扬程增大而减小，则（）
A 两种说法都对
B 两种说法都不对
C说法(1)对，说法(2)不对D说法(2)对，说法(1)不对C
24、离心泵效率最高的点称为( )
Ａ工作点Ｂ操作点
Ｃ设计点Ｄ计算点C
25、泵的效率不包括( )
Ａ水力效率Ｂ机械效率
Ｃ原动机效率Ｄ容积效率
26、一台离心泵在管路系统中工作，当阀门全开时，相应的管路性能曲线可写为H = A + BV2，且B≈0(即动能增加值，阻力损失两项之和与位能增加值、压能增加值两项之和相较甚小),当泵的转速增大10%，如阀门仍全开，则实际操作中( )
Ａ扬程增大21%，流量增大10%
Ｂ扬程大致不变，流量增大10%以上
Ｃ扬程减小，流量增大21%
Ｄ流量不变，扬程增大21% B
27、理论上推导表明,扬程一般( )
A 与流量无关
B 与流量成直线关系
C可写为H e/= A + BV 2,且B 0
D d H e/d V 0 B
28、离心泵在n = n1时的特性曲线(H1～V1关系)与n = n2时的特性曲线(H2～V2关系)对应点的关系是( )。
A V1=V2H2=H1(n2/n1)2
B V2=V1(n2/n1)H2=H1(n2/n1)2
C H2=H1V2=V1(n1/n2)
D V2=V1(n2/n1)H2=H1(n2/n1) B
29、当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为( )
Ａ气体的黏度太小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B
30、离心泵漏入大量空气后将发生( )
Ａ汽化现象Ｂ气缚现象
Ｃ汽蚀现象Ｄ气浮现象B
31、离心泵的调节阀开大时,则( )
Ａ 吸入管路的阻力损失不变 Ｂ 泵出口的压力减小
Ｃ 泵入口处真空度减小 Ｄ 泵工作点的扬程升高 B
三、填空题（每题2分）
1、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生 现象。 气蚀
2、离心通风机的全风压是指 。 动风压和静风压之和
3、单级往复泵的理论流量计算式为 。 V = Asn
4、离心泵常采用＿＿＿＿调节流量，往复泵常采用＿＿＿＿调节流量。 出口阀门 旁路阀门
5、写出有外加能量时，以单位体积流体为基准的实际流体伯努利方程式 各项的单位均为____________________。
∑-+++=+++21,22
2212112
2f H g p u g z g He p u g z ρρρρρρ N/m 2(Pa)
6、离心泵的工作点是＿＿＿＿＿＿曲线与＿＿＿＿＿＿曲线的交点。 管路特性 泵特性
7、离心通风机全风压的单位是＿＿＿＿＿＿＿其物理意义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
N/m 2 风机提供给每m 3气体的能量
8、离心泵的允许吸上真空高度的数值＿＿＿＿＿于允许的安装高度的数值（大，小）。
大
9、用离心泵将一个低位敞口水池中的水送至敞口高位水槽中，如果改为输送ρ =1100kg/m 3但其他物性与水相同的溶液，则流量＿＿＿＿＿＿，扬程＿＿＿＿＿＿＿，功率＿＿＿＿＿＿。（增大，不变，减小，不能确定） 不变 不变 增大
10、① 离心泵的轴封装置主要有两种：ａ ；ｂ 。 ② 管路特性曲线的一般表达式是 。 (1) a: 填料密封 b: 机械密封 (2) H e = A +BV 2 11、若被输送的流体黏度增高，则离心泵的扬程 ，流量 ，效率 ，轴功 。
减小；减小；下降；增大
12、往复泵主要适用于＿＿＿＿、＿＿＿＿的场合。 小流量；高扬程 13、离心泵叶轮按有无盖板可分为＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿, ＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿。 敞式 半敞式 闭式(或开式，半开式，闭式)
14、离心泵按叶轮串联的多少可分为＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿。 单级，多级
15、离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：V = 0.05m 3/s 时，H e = 20m ；管路特性为V = 0.05m 3/s 时，H e = 18m ，则在该流量下，消耗在调节阀门上的扬程值= m 。
2
16、离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：V= 0.05m3/s时，H e= 20m ；管路特性为V= 0.05m3/s时，H e = 18m ，则用阀调节到该流量下，有效功率N e＝＿＿＿＿＿＿kW
9.81
四、问答题（每题3分）
1、启动离心泵前及停泵前应做哪些工作?
启动离心泵前应灌泵、关闭泵的出口阀门，停泵前也应关闭泵的出口阀门。
2、启动离心泵前为什么要灌泵？
为了防止气缚现象发生。
3、启动离心泵前为什么要关闭泵的出口阀门？
为了减小启动电流，以保护电机。
4、停泵前为什么要关闭泵的出口阀门？
防止高压液体倒流，对泵造成损害。
5、启动离心泵前如果不灌泵会发生什么现象？
会发生气缚现象。
6、若离心泵的实际安装高度大于允许安装高度会发生什么现象？
会发生气蚀现象。
7、如何防止气蚀现象的发生?
离心泵的实际安装高度小于计算的允许安装高度就可以防止气蚀现象的发生。
8、启动往复泵时是否需要灌泵？启动往复泵时能否关闭出口阀门？往复泵的流量调节能否采用出口阀门调节？
不需要，不能，不能。
9、什么是离心泵的工作点？试用图说明之。
泵的工作点是泵的特性曲线Ｈe－V与管路特性曲线H e′－V的交点，如图中的D点。
10、何谓泵的扬程？何谓泵的升扬高度？
泵的扬程：单位重量流体从泵获得的机械能。（各1.5分）
泵的升扬高度：泵的实际吸上高度与排出高度之和。
11、离心泵发生“汽蚀”的主要原因是什么？
原因是叶轮进口处的压力降至被输送液体的饱和蒸汽压，引起部分液体沸腾汽化。
12、下列两图为离心泵的两种安装方式,用以输送热水,在热水的温度下饱和蒸汽压
p V =0.4kgf/cm 2,大气压可取为10mH 2O,两种安装方式中,管路特性视为相同,请回答:两种安装
方式是否有一种能将水送到高位槽?为什么?
由安装高度的计算式:H g,max =(P a -P v )/ρg -△h，允-∑H f ，吸=10-4-△h，允-∑H f,吸<6m
而实际安装高度H g 均大于允许的最大安装高度,故两种安装方式均不可能将水送到高位槽。 13、为什么离心泵的壳体要做成蜗壳形？
使部分动能有效地转变为静压能，减少能量损失。
14、为什么调节流量的阀门一般不装在泵的吸入管路上？ 令p K 为叶轮入口处液体压力。 p K 随∑H f ，吸增大而降低
为了保证泵在实际操作中不发生气蚀现象，要尽量减小吸入管的阻力。这就要求吸上管路短而直且无调节阀门，以使∑H f ，吸尽量小。因此, 调节流量的阀门一般不装在吸入管路上，而装在出口管路上。
五、 计算题 （每题10分）
1、以离心泵把水由储罐A 输至储罐B ，B 内液位比A 内液位高1.2m ，管子内径80mm ，p A = -0.2kgf/cm 2 , p B = 0.25kgf/cm 2 (均为表压), １min 输送500kg 水。 AB 间管线总长5m(包括局部阻力), 摩擦系数0.02，轴功率0.77kw ,求泵的效率。 解 （2分，2分，3分，3分）
33',2
'3500
8.3310/
6010001.66/()
() 1.661.2(0.250.2)100.02(50.08) 5.8829.81
9.81
/ 5.888.331010000.624
0.771000
B A e B A f AB
e a V m s
V
u m s
A
p p H z z H g
m
H V g N ρηρ--=
=??==-=-++=++?+?÷?=?==????=?∑
2、生产要求以18m 3/h 流量将饱和温度的液体从低位容器Ａ输至高位容器Ｂ内。液体密度960kg/m 3，黏度与水相近。两液位高度差21m ，压力表读数：p A = 0.2at , p B = 1.2at 。排出管长50m 、吸入管长20m(均包括局部阻力)，管内径50mm ，摩擦系数0.023。现库存一台泵，铭牌标明：扬程44m ，流量20m 3/h ，此泵是否能用？若此泵能用，该泵在18m 3/h 时的允许气蚀余量为2.3m ，现拟将泵安装在容器A 内液位以下9m 处，问：能否正常操作？
解（5分）
m
gd
LV g
p
p
z
z
He
1.
42
05
.0
81
.9
14
.3
)
3600
18
(
)
20
50
(
023
.0
8
81
.9
960
10
81
.9
)2.0
2.1(
21
8
'
5
2
2
4
5
2
2
1
2
1
2
=
?
?
?
+
?
?
+
?
?
?
-
+
=
+
-
+
-
=
π
λ
ρ
可见，管路要求V=18m3/h,H e′=42.1m,而该泵最高效率时：V=20m3/h , H e=44m,管路要求的（V，H e′）点接近最高效率的状态，故此泵适用。
（5分）
m
gd
LV
h
H
g
p
p
H
f
v
g
34
.5
8
3.2
,
5
2
2
max
,
-
=
-
-
=
?
-
-
-
=∑
π
λ
ρ允
吸
故可正常工作。
3、如图所示的输水系统,输水量为36m3/h,输水管路均为φ80×2mm的钢管,已知：吸入管路的阻力损失为2J/Kg,压出管路的压头损失为0.5mH2O柱,压出管路上压力表的读数为2.5Kgf/cm2 ,试求：
(1)水泵的升扬高度；
(2)水泵的轴功率N轴(kW),设泵的效率η=70%；
(3)若泵的允许吸上高度[H s]=6.5m,水温为20℃,校核此系统的安装高度是否合适? 当时当地大气压为1atm；ρ水=1000Kg/m3。
解
222
333434133436
(1)(0.7850.076) 2.2/3600 2.22.5100.524.75229.81
524.7529.75f U m s P U Z H m g g Z Z Z m ρ----=
÷?≈=+-=?+-=?=+=+=∑V V V V 升扬
（4分）
2331332
(2)52530.4529.8130.450.0110(1020.7) 4.265 4.3102e f e a P U H Z H m
g g H V N KW KW ρρ
η
-=+++=++≈=
=??÷?=≈∑V 吸入
（4分）
2
1,max (3)[] 6.50.2470.204 6.05 4.82g f U H Hs H m m
g
=--=--=>∴∑吸入合适
（2分）
4、某厂准备用离心泵将20℃的清水以40m 3/h 的流量由敞口的储水池送到某吸收塔的塔顶。已知塔内的表压强为1.0kgf/cm 2, 塔顶水入口距水池水面的垂直距离为6m, 吸入管和排出管的压头损失分别为1m 和3m, 管路内的动压头忽略不计。当地的大气压为10.33(m 水柱), 水的密度为1000[kg/m 3]。
现仓库内存有三台离心泵,其型号和铭牌上标有的性能参数如下,从中选一台比较合适的
解（列方程4分，求出压头4分，选泵2分）
22
1
12212,1
,24
332249.81106420109.81
2040/e f
f
f f e e P U P U Z H Z h
g g g g
h h
h m
H m
H m V m h
ρρ+++=+++=+=?=++=?=∴=∑∑∑∑Q
根据流量，压头，选3B33较合适。
5、某型号的离心泵,在一定的转速下,在输送范围内,其扬程与流量的关系可用H e =18-6×105v 2(H e 单位为m ，V 单位为m 3/s)来表示。用该泵从贮槽将水送至高位槽。两槽均为敝口,两水面高度差3m 且水面维持恒定。管路系统的总长为20m(包括所有局部阻力的当量长度),管径为φ46×3mm,摩擦系数可取为0.02,试计算:
(1)输水量m 3/h;
(2)若泵的效率为65%,水的密度为1000Kg/m 3,求离心泵轴功率kW ？
解 (1) （ 7分）
'52
2
'525252523()3,
202
0.02 3.23100.040.7850.049.8103 3.2310.............................(1):18610.....(2)(2):186103 3.23100.00403/1e f f
e e p
H z H g
z m V H
V p
g
H V H V V V V m s ρρ=++==?
?÷=??=∴=+?=-?-?=+?∴==∑∑V V V V 离心泵特征曲线由找工作点34.51/(1):8.25e m h H m
=由式知
(2) （3分） 1000
0.004038.250.50110001020.65
e a H V g N KW ρη=
=??=?
6、现有一台离心泵，允许吸上真空度m H s
6='， 用来输送20C 的清水，已知流量为20m 3/h ，吸入管内径为50 mm ，吸入管的全部阻力损失为O mH H f 25.1=∑，当地大气压为10 mH 2O 。试计算此泵的允许安装高度g H 为多少米？
解： ()s m d V u /831.205.0360020
442
21=??
==ππ （5分） f s
g H g
u H H ∑--'=22
1 （5分） m 091.45.1409.065.1807
.92831.262
=--=-?-
= 7、欲用离心泵将20℃水以30 m 3 /h 的流量由水池打到敝口高位槽，两液面均保持不变，液面高差为18m ，泵的吸入口在水池液面上方2m 处。泵的吸入管路全部阻力为1mH 2O 柱，出口管的全部阻力为3mH 2O ， 泵的效率为0.6，（1）求泵的轴功率；（2）若已知泵的允许吸上真空高度为6m ，问上述安装高度是否合适？（动压力可忽略）。水的密度可取1000kg/m 3。
解：如图在1-1，2-2截面间列柏努力方程，以1-1截面为水平基准面
12181322f H z h m -=?+=++=∑ （3分）
30
22100
360031021020.6QH N KW ρη??===?轴 （2分）
26152g u H H H m g
=--=-=f 吸允
s 允 （5分）
2H m =Q g 实 ∴H g 实＜g H 允
安装高度合适
8、用泵将苯和甲苯的混合物送到精馏塔，精馏塔操作压强为0.5at ，原料槽压强为0.1 at 。管路总长为20m(包括全部局部阻力的当量长度)，管路直径为50mm ，摩擦系数为0.02，密度为800kg/m 3。离心泵的特性曲线可表示为He=20-1.12×105V 2，式中V 以m 3 /s 表示。试求原料输送量及泵的理论或有效功率为多少？ 解
()2
2
4520.050.50.19.81100.02204813 1.06108009.810.0529.81
V H V π?? ? ?
?
?-?????=++?
=+??? 与52
20 1.1210e H V =-?联立
解出：V=5.67×10-3m 3/s （5分）
()2
5320 1.1210 5.671016.4e H m -=-??=
316.49.81 5.6710800729.8e e N H g V W ρ-=???=????= （5分）
9、用3B33型泵从敞口容器将水送到别处，流率为55m 3/h ，查得该流量下的允许吸上真空度为3m 。吸入管压头损失为1m ，忽略液体在吸入管的动压头。当地大气压736mmHg 。
（1）3B33的B 指的是什么？
（2）输送20?C 水时，泵的安装高度；[2m]
解：（1）B 指的是清水泵 （3分） （2）根据
g
u H H H f s g 22
1--= （2分）
因为 （5分）
02132
1≈==g
u m
H m H f s ， 当地大气压736mmHg 约为10 mH 2O ，因此
g
u H H H f s g 22
1--==3-1=2m
10、用安装在液面上方2米的泵输送流量为12m 3/h 的20℃水, 泵的出口处压力表读数1．9at(表)，泵入口处真空表读数140mmHg, 轴功率1．20kw, 电动机转数2900转/分，真空表与压力表距离0．7m, 出口管与入口管直径相同。若泵的允许吸上真空度为6米，吸入管的全部阻力为1m 水柱，动压头可忽略。求：
（1）泵的压头H ；
（2）泵的安装高度是否合适？ 解：
(1) 列真空表与压力表间柏努力方程，以真空表处管中心为水平基。（5分）
f H g
u g P Z H +?+?+?=22ρ
管径相同，02
=?u ，则：
44
3
1.99.8110140133.3100.721.69.810H m ??+??=+=?
(2)102
1'2---=f s
g H g
u H H =6-0-1=5m （5分） 实际安装高度为2m ＜5m,安装高度合适。
吸收 一填空 (1) 在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y=2kmol/m2·h，气相传质总K y=1.5kmol/m2·h，则该处气液界面上气相浓度y i应为?0.01????。平衡关系y=0.5x。 (2) 逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无穷高时，气液两相将在塔底达到平衡。 (3) 在填料塔中用清水吸收混合气中HCl，当水量减少时气相总传质单元数N OG增加。 (4) 板式塔的类型有；板式塔从总体上看汽液两相呈逆流接触，在板上汽液两相呈错流接触。 (5) 在填料塔中用清水吸收混合气中NH3，当水泵发生故障使上水量减少时，气相总传质单元数NOG (增加）（增加，减少）。 (6) 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，吸收操作中温度不变，压力增加，可使相平衡常数???减小?（增大、减小、不变），传质推动力??增大?（增大、减小、不变），亨利系数??不变（增大、减小、不变）。 (7) 易溶气体溶液上方的分压（小），难溶气体溶液上方的分压（大) ，只要组份在气相中的分压(大于）液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。 (8) 压力（减小),温度( 升高）,将有利于解吸的进行；吸收因素(A= L/mV ) ,当 A>1 时,对逆流操作的吸收塔,若填料层为无穷高时,气液两相将在塔（顶）达到平衡。 (9) 在逆流吸收塔操作时，物系为低浓度气膜控制系统，如其它操作条件不变，而气液流量按比例同步减少,则此时气体出口组成y2将 (减小），液体出口组成将（增大），回收率将。 (10) 当塔板中（气液两相达到平衡状态)，该塔板称为理论板。 (11) 吸收过程的传质速率方程N A=K G( )=k y( )。 (12) 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则塔的H OG将不变，N OG将增大。 (13)吸收因数A可表示为 mV/L，它在X–Y图上的几何意义是平衡线斜率与操作线斜率之比。 (14)亨利定律的表达式为；亨利系数E的单位为 kPa 。 (15) 某低浓度气体吸收过程，已知相平衡常数m=1 ，气膜和液膜体积吸收系数分别为k y a=2× 10-4kmol/m3.s, k x a=0.4kmol/m3.s, 则该吸收过程为（气膜阻力控制）及气膜阻力占总阻力的百分数分别为 99.95% ；该气体为易溶气体。 二选择 1.根据双膜理论，当被吸收组分在液相中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数 B 。 A大于液相传质分系数 B 近似等于液相传质分系数 C小于气相传质分系数 D 近似等于气相传质分系数 2.单向扩散中飘流因子 A 。
化工原理试题库3 试题1 一：填充题（20分） 1、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于_________________,与间接蒸汽相比， 相同要求下，所需理论塔板数将____________。 2、平衡线表示塔的任一截面上气、液两相的___________________，操作线表示了_______________________________ 3、溶液中各组分之挥发度可用它在___________________和与之平衡的液相___________之比来表示，若是理想溶液，则__________________。 4、对拉乌尔定律产生正偏差是由于_______________________________。 5、对拉乌尔定律产生负偏差是由于_______________________________。 6、在板式塔的设计中，为了减少雾沫夹带，我们可以适当地_________塔径 以_______空塔气速，也可以适当地___________板间距。， 7、实验室用水吸收空气中的20C ，基本属于_________控制，其气膜中的浓度梯度________液膜中的浓度梯度，气膜阻力______液膜阻力。 8、在吸收操作时，若解吸因素L mV 增加，而气、液进料组成不变，则 溶质 的回收率将_________。 9、组分A 、B 的分配糸数之比值1 β，能否________萃取分离。 10、理论干燥过程是指 ____________________________________________. 11、 总压为0.1Mpa 的空气温度小于C 0100时，空气中水蒸汽分压的最大值应为_________________________________________. 12、 单级萃取操作中，料液为F ，若溶剂用量愈大，则混合物的点愈_______ S 点，当达到__________,溶液变为均一相。 二：问答题（30分） 1、何谓理论板？为什么说一个三角形梯级代表一块理论块？ 2、何谓塔的漏液现象？如何防止？ 3、填料可分为哪几类？对填料有何要求？ 4、写出任意一种求温度的方法？ 5、叙述多级逆流萃取操作是如何求理论级数的？ 三：计算题（50分） 1、用一精馏塔分离二元理想混合物，已知3=α，进料浓度为3.0=F x ，进 料量为h Kmol 2000 ，泡点进料。要求塔 顶浓度为0.9，塔釜浓度为
化工原理第二版 第1章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃） 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B *，P A *，由 于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)可得出液相组成，这样就可以得到一 组绘平衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃ 2.正戊烷（C 5H 12 ）和正己烷（C 6 H 14 ）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa下该溶液的平衡数据。 温度C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相同温度下C 5H 12 （A）和C 6 H 14 （B）的饱和蒸汽压
以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 P B * = 1.3kPa 查得P A *= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A *(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B *(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以260.6℃时为例 当t= 260.6℃时 x = (P-P B *)/(P A *-P B *) =（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例 当t= 260.6℃时 y = P A *x/P = 13.3×1/13.3 = 1 同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289 x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0 y 1 0.767 0.733 0.524 0 根据平衡数据绘出t-x-y曲线 3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。 解：①计算平均相对挥发度 理想溶液相对挥发度α= P A */P B *计算出各温度下的相对挥发度： t(℃) 248.0 251.0 259.1 260.6 275.1 276.9 279.0 289.0 291.7
沉降与过滤一章习题及答案 一、选择题 1、 一密度为7800 kg/m 3 的小钢球在相对密度为1.2的某液体中的自由沉降速度为在20℃水中沉降速度的1/4000，则此溶液的粘度为 （设沉降区为层流）。D ?A 4000 mPa ·s ； ?B 40 mPa ·s ； ?C 33.82 Pa ·s ； ?D 3382 mPa ·s 2、含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。理论上能完全除去30μm 的粒子，现气体处理量增大1倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为 。D A ．m μ302?； B 。m μ32/1?； C 。m μ30； D 。m μ302? 3、降尘室的生产能力取决于 。 B A ．沉降面积和降尘室高度； B ．沉降面积和能100%除去的最小颗粒的沉降速度； C ．降尘室长度和能100%除去的最小颗粒的沉降速度； D ．降尘室的宽度和高度。 4、降尘室的特点是 。D A ． 结构简单，流体阻力小，分离效率高，但体积庞大； B ． 结构简单，分离效率高，但流体阻力大，体积庞大； C ． 结构简单，分离效率高，体积小，但流体阻力大； D ． 结构简单，流体阻力小，但体积庞大，分离效率低 5、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素 无关。C A ．颗粒的几何尺寸 B ．颗粒与流体的密度 C ．流体的水平流速； D ．颗粒的形状 6、在讨论旋风分离器分离性能时，临界粒径这一术语是指 。C A. 旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径; B. 旋风分离器允许的最小直径; C. 旋风 分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径; D. 能保持滞流流型时的最大颗粒直径 7、旋风分离器的总的分离效率是指 。D A. 颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率; B. 颗粒群中最小粒子的分离效率; C. 不同粒级(直径范围)粒子分离效率之和; D. 全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率 8、对标准旋风分离器系列，下述说法哪一个是正确的 。C A ．尺寸大，则处理量大，但压降也大； B ．尺寸大，则分离效率高，且压降小； C ．尺寸小，则处理量小，分离效率高； D ．尺寸小，则分离效率差，且压降大。 9、恒压过滤时， 如滤饼不可压缩，介质阻力可忽略，当操作压差增加1倍，则过滤速率为原来的 。 B A. 1 倍； B. 2 倍； C.2倍； D.1/2倍 10、助滤剂应具有以下性质 。B A. 颗粒均匀、柔软、可压缩; B. 颗粒均匀、坚硬、不可压缩; C. 粒度分布广、坚硬、不可压缩; D. 颗粒均匀、可压缩、易变形 11、助滤剂的作用是 。B A ． 降低滤液粘度，减少流动阻力； B ． 形成疏松饼层，使滤液得以畅流； C ． 帮助介质拦截固体颗粒； D ． 使得滤饼密实并具有一定的刚性 12、下面哪一个是转筒真空过滤机的特点 。B A ．面积大，处理量大； B ．面积小，处理量大； C ．压差小，处理量小； D ．压差大，面积小 13、以下说法是正确的 。B A. 过滤速率与A(过滤面积)成正比; B. 过滤速率与A 2 成正比; C. 过滤速率与滤液体积成正比; D. 过滤速率与滤布阻力成反比 14、恒压过滤，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时，同一过滤时刻所得滤液量 。C A. 增大至原来的2倍; B. 增大至原来的4倍; C. 增大至原来的 倍; D. 增大至原 来的1.5倍 15、过滤推动力一般是指 。 B
化工原理下册题库 300题
化工原理（下）题库（1） 一、选择题（将正确答案字母填入括号内） 1、混合物中某组分的质量与混合物质量之比称为该组分的（ A ）。 A. 质量分数 B. 摩尔分数 C. 质量比 2、关于精馏塔中理论的叙述错误的是（ B ）。 A.实际上不存在理论塔板 B. 理论塔板仅作为衡量实际塔板效率的一个标准。 C. 理论塔板数比实际塔板数多 3、在精馏塔中每一块塔板上（ C ）。 A. 只进行传质作用 B. 只进行传热作用 C. 同时进行传热传质作用 4、气体吸收过程中，吸收速率与推动力成（ A ）。 A. 正比 B. 反比 C. 无关 5、气体的溶解度很大时，溶质的吸收速率主要受气膜一方的阻力所控制，故称为（ A ）。 A. 气膜控制 B. 液膜控制 C. 双膜控制 6、普通温度计的感温球露在空气中，所测得的温度为空气的（ A ）温度。 A. 干球 B. 湿球 C. 绝热饱和 7、混合物中某组分的物质的量与混合物物质的量之比称为该组分的（B ）。
A. 质量分数 B. 摩尔分数 C. 质量比 8、在蒸馏过程中，混合气体中各组分的挥发性相差越大，越（B ）进行分离。 A. 难 B. 容易 C. 不影响 9、气体吸收过程中，吸收速率与吸收阻力成（ B ）。 A. 正比 B. 反比 C. 无关 10、气体的溶解度很小时，溶质的吸收速率主要受液膜一方的阻力所控制，故称为（ B ）。 A. 气膜控制 B. 液膜控制 C. 双膜控制 11、某二元混合物，进料量为100kmol/h，xF=0.6，要求得 到塔顶xD不小于0.9，则塔顶最大产量为（ B ） A 60kmol/h B 66.7kmol/h C 90kmol/h D 不能定 12、二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下 线的变化 ( B ) 。 A平衡线 B 操作线与q线 C平衡线与操作线 D 平衡线与q线 13、下列情况 ( D ) 不是诱发降液管液泛的原因。 A液、气负荷过大 B 过量雾沫夹带 C塔板间距过小 D 过量漏液 14、以下有关全回流的说法正确的是（ A、C ）。 A、精馏段操作线与提馏段操作线对角线重合 B、此时 所需理论塔板数量多
1.、在逆流连续操作的塔内，以水为萃取剂从丙酮--苯混合液内提取丙酮。苯与水可视作完全不互溶。在操作条件下，丙酮在水和苯中以质量比为基准的分配系数为0.65，即:Y= 0.65X，原料的流率为1200kg/h，其中含丙酮0.35(质量分率，下同)，要求萃余相中丙酮含量不大于0.06。若用水量为最小量的1.6倍，试求水的实际用量kg/h。 解：Z F=0.35/(1-0.35)=0.54 Z N=0.06/(1-0.06)=0.064 Ymax=0.65×0.54=0.351 (B/S)min=(Ymax-Z)/(Z F-Z N)=(0.351-0)/(0.54-0.064)=0.74 (S/B)min=1/0.74=1.35 Smin=1.35×1200=1620 实际用水量S=1.6×1620=2592 kg/h 2、在B-S部分互溶物系的单级萃取中，料液中溶质A与稀释剂B的质量比为40：60。采用纯溶剂S=200kg，溶剂比为1，脱除溶剂后萃余液浓度X A°=0.3(质量分率)，选择性系数β=8。试求萃取液量E°为多少kg? 解：萃取液浓度y A°=(βX A°)/[1＋(β-1)X A°]=8×0.3/(1＋7×0.3)=0.774 X F=40/(40＋60)=0.4 又S=F=200 kg 据物料衡算(杠杆法则)： E°=F×(X F-X A°)/(Y A°-X A°)=200×(0.4-0.3)/(0.774-0.3)=42.2 3、使用纯溶剂S对A、B混合液作萃取分离。在操作范围内，S-B不互溶，平衡关系Y A= 1.2X A(Y、X均为比质量分率)，要求最终萃余相中萃余分率φR=0.05。试求用单级萃取时，每kg稀释剂B中，溶剂S消耗量kg。 解：φR=(BX)/(BX F)=X/X F∴X=X FφR Y=KX=KφR X F 物料衡算：SY=B(X F-X) ∴ S/B=(X F-X)/Y=X F(1-φR)/(KφR X F)=(1-0.05)/(1.2×0.05)=15.83 kgS/kgB 4、用纯溶剂S进行单级萃取，X F=0.15(质量分率，下同)。 萃取相中A的浓度与萃余相中A 的浓度相同。采用溶剂比为1。 试求: ⑴选择性系数β； ⑵当溶剂用量为最少时, 求萃取液浓度y A°。(设所涉及范 围内分配系数K A均相同) 解：(1) ∵y A=x A∴k A= y A/x A= 1 又S/F = 1 5、连FS取中点即M点， 过M点作ER平行于BS，脱溶 剂S后得x A°=0.1 y A°=0.5 ∴选择性系数 β=[y A°/(1-y A°)]/[x A°/(1-x A°)]=[0.5/(1-0.5)]/[0.1/(1-0.1)]=9 (2)联点S、F,与平衡线交于M'点,过M'点作平行于BS(虚线所示)的线,与平衡线交于点E'连S、E'两点延伸到AB上得y A°=0.7
《化工原理》试题库答案 一、选择题 1．当流体在密闭管路中稳定流动时，通过管路任意两截面不变的物理量是（A）。 A.质量流量 B.体积流量 C.流速 D.静压能 2. 孔板流量计是( C )。 A. 变压差流量计，垂直安装。 B. 变截面流量计，垂直安装。 C. 变压差流量计，水平安装。 D. 变截面流量计，水平安装。 3. 下列几种流体输送机械中，宜采用改变出口阀门的开度调节流量的是（C）。 A．齿轮泵 B. 旋涡泵 C. 离心泵 D. 往复泵 4．下列操作中，容易使离心泵产生气蚀现象的是（B）。 A．增加离心泵的排液高度。 B. 增加离心泵的吸液高度。 C. 启动前，泵内没有充满被输送的液体。 D. 启动前，没有关闭出口阀门。 5．水在规格为Ф38×的圆管中以s的流速流动，已知水的粘度为1mPa·s则其流动的型态为（C）。 A.层流 B. 湍流 C. 可能是层流也可能是湍流 D. 既不是层流也不是湍流 6．下列流体所具有的能量中，不属于流体流动的机械能的是（D）。 A. 位能 B. 动能 C. 静压能 D. 热能 7．在相同进、出口温度条件下，换热器采用（A）操作，其对数平均温度差最大。 A. 逆流 B. 并流 C. 错流 D. 折流 8．当离心泵输送液体密度增加时，离心泵的（C）也增大。 A．流量 B.扬程 C.轴功率 D.效率 9．下列换热器中，需要热补偿装置的是（A）。 A．固定板式换热器 B.浮头式换热器型管换热器 D.填料函式换热器 10. 流体将热量传递给固体壁面或者由壁面将热量传递给流体的过程称为（D）。 A. 热传导 B. 对流 C. 热辐射 D.对流传热 11. 流体在管内呈湍流流动时B。 ≥2000 B. Re>4000 C. 2000 第八章课堂练习： 1、吸收操作的基本依据是什么？答：混合气体各组分溶解度不同 2、吸收溶剂的选择性指的是什么：对被分离组分溶解度高，对其它组分溶解度低 3、若某气体在水中的亨利系数 E 值很大，说明该气体为难溶气体。 4、易溶气体溶液上方的分压低，难溶气体溶液上方的分压高。 5、解吸时溶质由液相向气相传递；压力低，温度高，将有利于解吸的进行。 6、接近常压的低浓度气液平衡系统，当总压增加时，亨利常数 E 不变， H 不变，相平衡常数 m 减小 1、①实验室用水吸收空气中的O2 ，过程属于（ B ） A 、气膜控制B、液膜控制C、两相扩散控制 ② 其气膜阻力（C）液膜阻力 A 、大于B、等于C、小于 ２、溶解度很大的气体，属于气膜控制 ３、当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m 的直线时，则 1/Ky=1/ky+ m /kx 4、若某气体在水中的亨利常数 E 值很大，则说明该气体为难溶气体 5 、总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+1/HkG ，当(气膜阻力 1/HkG) 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。 1、低含量气体吸收的特点是L 、 G 、Ky 、 Kx 、T 可按常量处理 2、传质单元高度HOG 分离任表征设备效能高低特性，传质单元数NOG 表征了（分离任务的难易）特性。 3、吸收因子 A 的定义式为 L/ （ Gm ），它的几何意义表示操作线斜率与平衡线斜率之比 4、当 A<1 时，塔高 H= ∞，则气液两相将于塔底达到平衡 5、增加吸收剂用量，操作线的斜率增大，吸收推动力增大，则操作线向（远离）平衡线的方向偏移。 6、液气比低于（L/G ） min 时，吸收操作能否进行？能 此时将会出现吸收效果达不到要求现象。 7、在逆流操作的吸收塔中，若其他操作条件不变而系统温度增加，则塔的气相总传质单元 高度 HOG 将↑，总传质单元数NOG将↓，操作线斜率（L/G ）将不变。 8、若吸收剂入塔浓度 x2 降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率↑，出口气体浓度↓。 x2 增大，其它条件不变，则 9、在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组 成气相总传质单元高度将（ A ）。 A. 不变 B.不确定 C.减小 D. 增大 吸收小结： 1、亨利定律、费克定律表达式 及温度而异，单位与压强的 2、亨利系数与温度、压力的关系； E 值随物系的特性单 位一致； m 与物系特性、温度、压力有关（无因次） 3、 E 、 H 、 m 之间的换算关系 4、吸收塔在最小液气比以下能否正常工作。 5、操作线方程（并、逆流时）及在y~x 图上的画法 6、出塔气体有一最小值，出塔液体有一最大值，及各自的计算式 7、气膜控制、液膜控制的特点 8、最小液气比(L/G)min 、适宜液气比的计算 9、加压和降温溶解度高，有利于吸收 减压和升温溶解度低，有利于解吸 化工原理《液-液萃取》概念题 一、单项选择题 1、单级萃取中，若增加纯溶剂S得加入量，则萃取液得浓度y A 将。 A、不变 B、减小 C、增大 D、不确定 2、单级萃取操作时，若降低操作温度，其她条件不变，则溶剂得选择性将。 A、变差 B、变好 C、不变 D、不确定 3、选用溶剂进行萃取操作时，其必要条件为。 A、分配系数k A ＜1 B、萃取相含量y A ≤萃余相含量x A C、选择性系数β＞1 D、分配系数k B =1 4、单级萃取中，若升高操作温度，则萃取液中溶质得浓度y A 将。 A、不变 B、减小 C、增大 D、不确定 5、对于萃取过程，若溶剂得选择性好，则溶剂得溶解度也将。 A、变大 B、变小 C、不变 D、不确定 6、当萃取过程溶剂比S/F减小时，萃取液中溶质A得浓度，所需理论级数。 A、不变，减小 B、减小，减小 C、增大，减小 D、减小，增大 7、萃取过程得能耗主要集中在。 A、萃取操作时溶剂得输送 B、萃取操作时原溶液得输送 C、萃取操作时溶剂得回收 D、萃取操作时温度得升高 8、以下说法错误得就是。 A、临界混溶点位于溶解度曲线最高点 B、临界混溶点左方曲线表达式为： C、临界混溶点右方曲线表达式为： D、溶解度曲线内得平衡联结线两端得表达式为： 9、一般情况下，稀释剂B组分得分配系数k B 值。 A、大于1 B、小于1 C、等于1 D、难以判断，都有可能 10、单级(理论)萃取中，在维持进料组成与萃取相浓度不变得条件下，若用含有少量溶质得萃取剂代替纯溶剂所得萃余相浓度将。 A、增加 B、减少 C、不变 D、不一定 11、单级(理论)萃取操作中，在维持相同萃余相浓度下，用含有少量溶质得萃取剂代替纯溶剂，则萃取相量与萃余相量之比将。 A、增加 B、不变 C、降低 D、不定 12、单级(理论)萃取操作中，在维持相同萃余相浓度下，用含有少量溶质得萃取剂代替纯溶剂，萃取液得浓度(指溶质)将。 A、增加 B、不变 C、降低 D、不定 13、萃取剂加入量应使原料与萃取剂得与点M位于。 A、溶解度曲线之上方区 B、溶解度曲线上 C、溶解度曲线之下方区 D、座标线上 14、萃取就是利用各组分间得差异来分离液体混合物得。 A、挥发度 B、离散度 C、溶解度 D、密度 15、采用多级逆流萃取与单级萃取相比较，如果溶剂比、萃取相浓度一样，则多级逆流萃取可使萃余相分率。 A、增大 B、减少 C、基本不变 D、增大、减少都有可能 第三章习题 1）有两种固体颗粒，一种是边长为a的正立方体，另一种是正圆柱体，其高度 和形状系数的计 为h，圆柱直径为d。试分别写出其等体积当量直径 2）某内径为0.10m的圆筒形容器堆积着某固体颗粒，颗粒是高度h=5mm，直径 d=3mm的正圆柱，床层高度为0.80m，床层空隙率、若以1atm，25℃ 的空气以0.25空速通过床层，试估算气体压降。 [解] 圆柱体： 3）拟用分子筛固体床吸附氯气中微量水份。现以常压下20℃空气测定床层水力特性，得两组数据如下： 空塔气速0.2，床层压降14.28mmH2O 0.693.94mmH2O 试估计25℃、绝对压强1.35atm的氯气以空塔气速0.40通过此床层的压降。 （含微量水份氯气的物性按纯氯气计）氯气， [解]常压下， 欧根公式可化简为 3）令水通过固体颗粒消毒剂固定床进行灭菌消毒。固体颗粒的筛析数据是：0.5～ 0.7mm，12%；0.7～1.0mm，25.0%；1.0～1.3，45%；1.3～1.6mm，10.0%； 1.6～ 2.0mm，8.0%（以上百分数均指质量百分数）。颗粒密度为1875。 固定床高350mm，截面积为314mm2。床层中固体颗粒的总量为92.8g。以 20℃清水以0.040空速通过床层，测得压降为677mmH2O，试估算颗粒的形状系数 值。 4）以单只滤框的板框压滤机对某物料的水悬浮液进行过滤分离，滤框的尺寸为 0.20×0.20×0.025m。已知悬浮液中每m3水带有45㎏固体，固体密度为 1820。当过滤得到20升滤液，测得滤饼总厚度为24.3mm，试估算滤饼的含水率，以质量分率表示。 6）某粘土矿物加水打浆除砂石后，需过滤脱除水份。在具有两只滤框的压滤机中做恒压过滤实验，总过滤面积为0.080m2，压差为3.0atm，测得过滤时间与滤液量数据如下： 过滤时间，分：1.20 2.70 5.23 7.25 10.87 14.88 滤液量，升：0.70 1.38 2.25 2.69 3.64 4.38 1. 某双组分理想物系当温度t=80℃时，P A°=，P B°=40kPa，液相摩尔组成x A=，试求：⑴与此液相组成相平衡的汽相组成y；⑵相对挥发度α。 解：（1）x A=(P总－P B°)／(P A°－P B°) ； =(P总－40)／（－40） ∴P总=； y A=x A·P A°／P总=×／= （２）α=P A°／P B°=／40= 5. 某精馏塔在常压下分离苯－甲苯混合液，此时该塔的精馏段和提馏段操作线方程分别为y=+和y'='，每小时送入塔内75kmol的混合液，进料为泡点下的饱和液体，试求精馏段和提馏段上升的蒸汽量为多少（kmol/h）。 解:已知两操作线方程: y=+(精馏段) y′=′(提馏段) ∴R/(R+1)= R= x D / (R+1)= x D=×= ！ 两操作线交点时, y=y′x=x′ ∴+= x F = 饱和液体进料q=1, x F = x = 提馏段操作线经过点(x W，x W) ∴y′=x w =－x W= 由全塔物料衡算F=D+W F x F = D x D + W x W D =(x F—x W)/(x D－x W)F = ∵饱和液体进料 V′=V=L+D=(R+1)D=×=h - 6. 已知某精馏塔进料组成x F=，塔顶馏出液组成x D=，平衡关系ｙ＝ｘ＋，试求下列二种情况下的最小回流比R min。⑴饱和蒸汽加料；⑵饱和液体加料。解：R min = (x D－y q)/(y q －x q ) (1) ； y q= x q + (2) ； y q= qx q/ (q－1)－x f / (q－1) (3) ⑴q=0, 由(3) y q=x f=，由(2) x q = ， R min = 由(3) x q =x f =，由(2) y q =×+=， R min= 用常压精馏塔分离双组分理想混合物，泡点进料，进料量100kmol/h，加料组成为50% ,塔顶产品组成x D=95％，产量D=50kmol/h，回流比R=2R min，设全塔均为理论板，以上组成均为摩尔分率。相对挥发度α=3。求：(最小回流比) 2.精馏段和提馏段上升蒸汽量。3.列出该情况下的精馏段操作线方程。解：1. y=αx/[1+(α－1)x]=3x/(1+2x) 泡点进料q=1, x q = x F = , y q =3×(1+2×=2= R min / (R min+1)= ： R min=4/5= 2. V=V′=(R+1)D=(2×+1)×50=130kmol/h 3. y=[R/(R+1)]x + x D / (R+1)=+ 12. 某精馏塔用于分离苯－甲苯混合液，泡点进料，进料量30kmol/h，进料中苯的摩尔分率为，塔顶、底产品中苯的摩尔分率分别为和，采用回流比为最小回流比的倍，操作条件下可取系统的平均相对挥发度α=。(1)求塔顶、底的产品量；(2)若塔顶设全凝器，各塔板可视为理论板，求离开第二块板的蒸汽和液体组成。 解：（1）F=D+W ，Fx F=Dx D＋Wx W 30=D+W ，30×= D×+W× ∴D= / h W= / h （2）x q=x F= ， y q =αx q／[1+ (α—1)x q ] =×[1+ —1)×] = R min =(x D－y q)／(y q－x q)=—/ —=， ？ R = ×R min =×= 精馏段的操作线方程为： y = [R / (R+1)]x +x D／（R+1) 1.洞道干燥实验及干燥特性曲线的测定 （1）什么是恒定干燥条件？本实验装置中采用了哪些措施来保持干燥过程在恒定干燥条件下进行？ 答：恒定干燥条件指干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，都在整个干燥过程中均保持恒定。 本实验中所采取的措施：干燥室其侧面及底面均外包绝缘材料、用电加热器加热空气再通入干燥室且流速保持恒定、湿物的放置要与气流保持平行。 （2）控制恒速干燥速率阶段的因素是什么？降速的又是什么？ 答：①恒速干燥阶段的干燥速率的大小取决于物料表面水分的汽化速率，亦取决定于物料外部的干燥条件，所以恒定干燥阶段又称为表面汽化控制阶段。 ②降速阶段的干燥速率取决于物料本身结构、形状和尺寸，而与干燥介质的状态参数关系不大，故降速阶段又称物料内部迁移控制阶段。 （3）为什么要先启动风机，再启动加热器？实验过程中干湿球温度计是否变化？为什么？如何判断实验已经结束？ 答：①让加热器通过风冷慢慢加热，避免损坏加热器，反之如果先启动加热器，通过风机的吹风会出现急冷，高温极冷，损坏加热器； ②理论上干、湿球温度是不变的，但实验过程中干球温度不变，但湿球温度缓慢上升，估计是因为干燥的速率不断降低，使得气体湿度降低，从而温度变化。 ③湿毛毡恒重时，即为实验结束。 （4）若加大热空气流量，干燥速率曲线有何变化？恒速干燥速率，临界湿含量又如何变化？为什么？ 答：干燥曲线起始点上升，下降幅度增大，达到临界点时间缩短，临界点含水量降低。因为加快了热空气排湿能力。 （5）毛毡含水是什么性质的水分？ 毛毡含水有自由水和平衡水，其中干燥为了除去自由水。 （6）实验过程中干、湿球温度计是否变化？为什么？ 答：实验结果表明干、湿球温度计都有变化，但变化不大。 理论上用大量的湿空气干燥少量物料可认为符合定态空气条件。定态空气条件：空气状态不变（气流的温度t、相对湿度φ）等。干球温度不变，湿球温度不变。 绝热增湿过程，则干球温度变小，湿球温度不变。 （7）什么是恒定干燥条件？本实验装置中采用了哪些措施来保持干燥过程在恒定干燥条件下进行？ 答：①指干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，均在整个干燥过程中保持恒定；②本实验中本实验用大量空气干燥少量物料，则可以认为湿空气在干燥过程温度。湿度均不变，再加上气流速度以及气流与物料的接触方式不变。所以这个过程可视为实验在在恒定干燥条件下进行。 化工原理考试题及答案 第三章非均相分离 姓名____________班级____________学号_____________成绩______________ 一、填空题： 1.（2分）悬浮液属液态非均相物系，其中分散内相是指_____________；分散外相是指 ______________________________。 ***答案*** 固体微粒，包围在微粒周围的液体 2.（3分）悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_____________三个力的作用。当此三个力的______________时，微粒即作匀速沉降运动。此时微粒相对于流体的运动速度，称为____________ 。 ***答案*** 重力、阻力、浮力代数和为零沉降速度 3.（2分）自由沉降是 ___________________________________ 。 ***答案*** 沉降过程颗粒互不干扰的沉降 4.（2分）当微粒在介质中作自由沉降时，若粒子沉降的Rep相同时，球形度越大的微粒，介质阻力系数越________ 。球形粒子的球形度为_________ 。 ***答案*** 小 1 5.（2分）沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒，在 _________力或__________力的作用下，沿受力方向发生运动而___________ ，从而与流体分离的过程。 ***答案*** 重离心沉积 6.（3分）球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________ 。滞流沉降时，其阻力系数=____________. ***答案*** 粒子所受合力的代数和为零 24/ Rep 7.（2分）降尘宝做成多层的目的是____________________________________ 。 ***答案*** 增大沉降面积，提高生产能力。 8.（3分）气体的净制按操作原理可分为 _____________________________________ ___________________.旋风分离器属_________________ 。 ***答案*** 重力沉降、离心沉降、过滤离心沉降 9.（2分）过滤是一种分离悬浮在____________________的操作。 ***答案*** 液体或气体中固体微粒 10.（2分）过滤速率是指___________________________ 。在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐__________ 。 ***答案*** 单位时间内通过单位面积的滤液体积变慢 11.（2分）悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是 ___________________________ ___________________________________________________。 ***答案*** 在滤饼中形成骨架，使滤渣疏松，孔隙率加大，滤液得以畅流12.（2分）过滤阻力由两方面因素决定：一方面是滤液本身的性质，即其 _________；另一方面是滤渣层本身的性质，即_______ 。 ***答案*** μ γL 13.（2分）板框压滤机每个操作循环由 ______________________________________五个阶段组成。 ***答案*** 装合板框、过滤、洗涤、卸渣、整理 第3章非均相物系分离 一、选择题 恒压过滤且介质阻力忽略不计时，如粘度降低20%，则在同一时刻滤液增加（）。A、11.8%；B、9.54%; C、20%; D、44% 板框式压滤机由板与滤框构成，板又分为过滤板和洗涤板，为了便于区别，在板与框的边上设有小钮标志，过滤板以一钮为记号，洗涤板以三钮为记号，而滤框以二钮为记号，组装板框压滤机时，正确的钮数排列是（）. A、1—2—3—2—1 B、1—3—2—2—1 C、1—2—2—3—1 D、1—3—2—1—2 与沉降相比，过滤操作使悬浮液的分离更加（）。 A、迅速、彻底 B、缓慢、彻底 C、迅速、不彻底 D、缓慢、不彻底 多层隔板降尘室的生产能力跟下列哪个因素无关（）。 A、高度 B、宽度 C、长度 D、沉降速度 降尘室的生产能力（）。 A、与沉降面积A和沉降速度ut有关 B、与沉降面积A、沉降速度ut和沉降室高度H有关 C、只与沉降面积A有关 D、只与沉降速度ut有关 现采用一降尘室处理含尘气体，颗粒沉降处于滞流区，当其它条件都相同时，比较降尘室处理200℃与20℃的含尘气体的生产能力V的大小（）。 A、V200℃>V20℃ B、V200℃＝V20℃ C、V200℃ 判断 有效的过滤操作是（）。 A、刚开始过滤时 B、过滤介质上形成滤饼层后 C、过滤介质上形成比较厚的滤渣层 D、加了助滤剂后 当固体粒子沉降时，在层流情况下，Re ＝１，其ζ为（）。 A、64/Re B、24/Re C、0.44 D、1 含尘气体通过降尘室的时间是t，最小固体颗粒的沉降时间是t 0，为使固体颗粒都能沉降下来，必须（）： A、t 化工原理第二版夏清，贾绍义 课后习题解答 （夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津大学出版） 社,2011.8.） 第1章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯 和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃） 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B *，P A *，由于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x 图数据。 以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃ 2.正戊烷（C 5H 12 ）和正己烷（C 6 H 14 ）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa下该 溶液的平衡数据。 温度 C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相同温度下C 5H 12 （A）和C 6 H 14 （B）的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 P B * = 1.3kPa 查得P A *= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A *(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B *(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以260.6℃时为例 当t= 260.6℃时 x = (P-P B *)/(P A *-P B *) =（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例 当t= 260.6℃时 y = P A *x/P = 13.3×1/13.3 = 1 同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289 x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0 第三章沉降与过滤 一、填空题或选择 1.悬浮液属液态非均相物系，其中分散内相是指_____________；分散外相是指 ______________________________。 ***答案*** 固体微粒，包围在微粒周围的液体 2.含尘气体中的尘粒称为（）。 A. 连续相； B. 分散相； C. 非均相。 ***答案*** B 3.悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_____________三个力的作用。当此三个力的______________时，微粒即作匀速沉降运动。此时微粒相对于流体的运动速度，称为____________ 。 ***答案*** 重力、阻力、浮力代数和为零沉降速度 4.自由沉降是 ___________________________________ 。 ***答案*** 沉降过程颗粒互不干扰的沉降 5.当微粒在介质中作自由沉降时，若粒子沉降的Rep相同时，球形度越大的微粒，介质阻力系数越________ 。球形粒子的球形度为_________ 。 ***答案*** 小 1 6.沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒，在 _________力或__________力的作用下，沿受力方向发生运动而___________ ，从而与流体分离的过程。 ***答案*** 重离心沉积 7.球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________ 。 滞流沉降时，其阻力系数=____________. ***答案*** 粒子所受合力的代数和为零 24/ Rep 8.降尘宝做成多层的目____________________________________ 。 ***答案*** 增大沉降面积，提高生产能力。 9.气体的净制按操作原理可分为_____________________________________ ___________________.旋风分离器属_________________ 。 ***答案*** 重力沉降、离心沉降、离心沉降离心沉降 10.离心分离因数是_______________________________________ _________。为了提高离心机的分离效率，通常使离心机的___________增高，而将它的________减少。 ***答案*** 物料在离心力场中所受的离心力与重力之比; 转速直径适当 11.离心机的分离因数越大，则分离效果越__________；要提高离心机的分离效果，一般采用________________的离心机。 ***答案*** 好 ; 高转速 ; 小直径 12.某悬浮液在离心机内进行离心分离时，若微粒的离心加速度达到9807m.s ，则离心机的分离因数等于__________。 ***答案*** 1000 13．固体粒子的沉降过程分____阶段和____阶段。沉降速度是指____阶段颗粒相对于____的速度。 14．在重力场中，固粒的自由沉降速度与下列因素无关（） A）粒子几何形状B）粒子几何尺寸 C）粒子及流体密度D）流体的流速 15．在降尘室中除去某粒径的颗粒时，若降尘室高度增加一倍，则颗粒的沉降时间____，气流速度____，生产能力____。(完整版)化工原理下册习题及章节总结(陈敏恒版).doc
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