大学化工原理课程习题（一） 1．某塔内压力为1.4kgf/cm 2，试用SI 单位表示此压力。
解：25224221037.11081.94.14.1m N cm m kgf N
cm kgf cm kgf ---?=??=
2．空气在100℃时的比热为0.24kcal/kg ·℃，试分别以J/(kg ·K)和Btu/(lb ·℉)表示之。
解：)(9.1004418724.024.0K kg J K kg kg kcal J kg kcal kg kcal ?=????=?℃
℃℃ )(24.0F 8.1205.2968.324.0F lb Btu kg lb kcal Btu kg kcal ??=?????=℃
℃
3．将40℃换算成K ，℉，R 。
解：()()F F K K ?=?+?==+=104328.14015.31315.2734040℃ ()R R ?=??=67.5638.115.313
4．气体常数R ＝8.314J/(mol ·K)，试通过换算分别以kcal/(kmol ·K)，kgf ·m/(kmol ·K)和atm ·m 3/(kmol ·K)等单位表示之。
解：
()(K kmol kcal K
K mol kmol J kcal K mol J K mol J R ?=?????=?=--987.1101039.2314.8314.834
()K kmol m kgf K
K mol kmol m m N kgf K mol m N ??=??????=-0.848101020.0314.83 ()K kmol m atm mol
kmol K mol m m N atm m N ??=?????=--33326208206.01010869.9314.8
5．苯的饱和蒸气压与温度的关系符合下述经验公式： 36
.5251.27889008.15ln --=T p 式中：p －饱和蒸气压，mmHg ；
T －热力学温度，K 。
今需将式中p 的单位改为Pa ，试对该式加以变换。
解：1mmHg ＝133.3Pa ，则1Pa=0.00750mmHg 现要将p 的单位换为Pa ，则：
36.5251.27889008.1500750.0ln --=??
? ????T Pa mmHg Pa p 即：36
.5251.27889008.158928.4ln --=-T p 36
.5251.27887936.20ln --=T p
江南大学食品学院食品科学与工程专业 802化工原理（含实验） 重点、难点及模拟测试题 目录 第一部分专业课考试科目剖析 (2) 第二部分知识点串讲 (3) 一、流体流动 (3) 二、流体输送机械 (3) 三、非均相物系的分离 (4) 四、传热 (4) 五、蒸馏 (4) 六、吸收 (5) 七、液液萃取及干燥 (5) 第三部分应试技巧 (6) 第四部分模拟测试题及答案 (7) 2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（一） (7) 2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（二） (10) 2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（三） (13) 2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（一）答案解析 (16) 2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（二）答案解析 (19) 2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（三）答案解析 (23)
第一部分专业课考试科目剖析 一、考试题型 填空：30分 计算：30分*4=120分 二、考试重点 主要是三传：动量传递、传热、传质，其中动量传递对应着课本上的流体流动和其输送机械泵，传热对应着课本上的传热章节，而传质则对应于课本上的蒸馏、吸收及干燥等内容。 三、科目剖析 化工原理是化工及相近专业的综合性技术专业基础主干课程，理论与实际紧密相连，在化学工程与工艺专业课程设置中占有重要的地位和作用。根据以往化工原理的考试大纲，主要内容是流体流动与输送机械、非均相物系的分离、传热、蒸馏、吸收、萃取及干燥等单元操作，利用这些单元操作概念和公式去解决工程问题，所以复习中，重点要放在对概念的理解和对公式的应用上。在考试过程中，也会遇到把多个单元操作结合起来的现象，这就增加了些难度，常被视为难点，但只要从各个单元操作着手，问题还是会很快迎刃而解的。
模拟试题一 1当地大气压为 745mmHg 测得一容器内的绝对压强为 350mmHg 则真空度为395 mmH?测得另一容器内的表压 强为1360 mmHg 则其绝对压强为 2105mmHg _____ 。 2、 流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为 _0 _______，临近管壁处存在层流底层，若 Re 值越大，则该层厚度 越薄 3、 离心泵开始工作之前要先灌满输送液体，目的是为了防止 气缚 现象发生；而且离心泵的安装高度也不能 够太高，目的是避免 汽蚀 现象发生。 4 、离心泵的气蚀余量越小，则其抗气蚀性能 越强 。 5、 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数 K 接近于 空气 侧的对流传热系数，而壁温接近于 饱和水蒸汽 侧流体的温度值。 6、 热传导的基本定律是 傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K 的数值接近于热阻 大 （大、小）一侧的：?值。 间壁换热器管壁温度t w 接近于：.值 大 （大、小）一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的 导热系数愈小，则该壁面的热阻愈 大 （大、小），其两侧的温差愈 大 （大、小）。 7、 Z= （V/K v a. Q ） .（y 1 -丫2 ）/ △ Y m 式中：△ Y m 称 气相传质平均推动力 ，单位是kmol 吸 收质/kmol 惰气;（Y i — Y 2） / △ Y m 称 气相总传质单元数。 8、 吸收总推动力用气相浓度差表示时，应等于 气相主体摩尔浓度 和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之 差。 9、 按照溶液在加热室中运动的情况，可将蒸发器分为循环型和非循环型两大类。 10、 蒸发过程中引起温度差损失的原因有：溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。 11、工业上精馏装置，由精馏^_塔、冷凝器、再沸器等构成。 12、分配系数k A 是指y A /X A ，其值愈大，萃取效果 量传递相结合的过程。 1、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，则各截面上的（ 6、某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气（空气在管内作湍流流动） 13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中 溶解度的差异 而达到混合液中组分分离的操作。 14、在实际的干燥操作中，常用 干湿球温度计来测量空气的湿度。 15、对流干燥操作的必要条件是 湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分压 ;干燥过程是热量传递和质 越好。 A. 速度不等 B.体积流量相等 C. 速度逐渐减小 D.质量流速相等 2、装在某设备进口处的真空表读数为 -50kPa ，出口压力表的读数为 100kPa , 此设备进出口之间的绝对压强差为 A. 50 B . 150 C . 75 D .无法确定 3、离心泵的阀门开大时，则（ B ）。A ?吸入管路的阻力损失减小 .泵出口的压力减小 C .泵入口处真空度减小 .泵工作点的扬程升高 4、下列（A ）不能实现对往复泵流量的调节。 A .调节泵出口阀的开度 ?旁路调节装置 C .改变活塞冲程 ?改变活塞往复频率 5、已知当温度为 T 时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度（ ）耐火砖的黑度。 A.大于 .等于 C .不能确定 D .小于 ，使空气温度由20 C 升至80 C,
化工原理练习题一（流体流动与流体输送机械） 一、填空 1．用管子从高位槽放水，当管径增大一倍，则水的流量为原流量倍，假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变，且管路出口处的流体动能项可忽略。 2．某设备上，真空表的读数为80mmHg，其绝压＝kgf/cm2＝Pa。该地区大气压强为720mmHg。 3．常温下水密度为1000kg／m3，粘度为1cP，在d内=100mm管内以3m/s的速度速度流动，其流动类型为。 4．12kgf·m＝J。 5．空气在标准状态下密度为1.29kg／m3，在0.25MPa下(绝压)80 ℃时的密度为。6．20℃的水通过10m长，d内＝l 00mm的钢管，流量V0＝10m3／h，阻力系数λ＝0.02，阻力降ΔP＝。 ７．常用测量流量的流量计有、、。 8．无论滞流湍流，在管道任意截面流体质点的速度沿管径而变，管壁处速度为，到管中心速度为。滞流时，圆管截面的平均速度为最大速度的倍． 9．在流动系统中，若截面上流体流速、压强、密度等仅随改变，不随而变，称为稳定流动，若以上各量既随而变又随而变，称为不稳定流动。 10．流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以分、、三层。11．流体在圆形直管中滞流流动时，平均流速增大一倍，其能量损失为原来损失的倍。12．等边三角形边长为a，其当量直径是，长方形长2a，宽为a，当量直径是。13．管内流体层流的主要特点是；湍流的主要特点是。14．孔板流量计的流量系数α的大小，主要与和有关。当超过某一值后，α为常数。 l 5．直管阻力的表示式hf＝。管中流出ζ出＝，流入管内ζ入＝。16．气体的粘度随温度的升高而，水的粘度随温度的升高而。 17．在下面两种情况下，假如流体的流量不变，而圆形直管的直径减少二分之一，则因直管阻力引起的压降损失为原来的多少倍?A)两种情况都为层流，B)两种情况都在阻力平方区。 18、离心泵起动时要、。 19、原来输送水的离心泵，现改用于输送某种水溶液，水溶液的重度为水的1.2倍，其它的物理性质可视为与水相同，管路状况不变，泵前后两开口容器液面垂直距离不变，问(1)流量有无改变，(2)压头有无改变，(3)泵的功率有无改变。 20、离心泵在什么情况下容易产生气蚀(1) ，(2) ，(3) (4) 。 4、离心泵的工作点是曲线与曲线的交点。 21、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，会发生现象。 22、在低阻管路系统中，适宜使用离心泵的联，主要用于增加；在高阻管路系统中，适宜使用离心泵的联，主要用于增加。 23、往复泵为泵，其流量调节应采用。 二．某离心泵将某种石油馏分自1.5Km外的原油加工厂，经一根φ160×5mm的钢管输送到第一贮缸中，送液量为每分钟2000L。问该泵所需的功率为若干(泵的效率为0.6，管的局部阻力略去不计)。ρ＝705kg／m3，μ=500×10-1Pa·s 。答案：112KW
2010年江南大学化工原理研究生入学考试试题 请将题号和答案写在答题纸上，直接写在试卷上无效 一、概念题（30分，没空或每选择1.5分） 1. 流体在圆形管道内作层流流动时的摩擦系数与_________无关，只随_________增大。 2. 某二元混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成x A ＝0.6相应的泡点为t 1， 与之相平衡的气相组成y A ＝0.7，相应的露点为t 2，则 。 （A ）t 1＝t 2 ； （B ） t 1＜t 2 ； （C ） t 1＞t 2 ； （D ） 不能判断 3. 流体在圆形直管中作滞流流动时，其直管阻力损失与流速u 的关系为（ ）。 （A ）与2u 成正比 （B ）与u 成正比 （C ）与751.u 成正比 （D ）与50.u 成正比4. 水在管路中流动时，常用流速范围为_______s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范围为_______s m 。 5. 离心泵的效率η与流量Q 的关系为（ ）。 (A)Q 增大，η增大 (B)Q 增大，η先增大后减小 (C)Q 增大，η减小 (D)Q 增大，η先减小后增大 8. 为减少圆形管导热损失，采用包覆3种保温材料a 、b 、c 。若c b a δδδ==，c b a λλλ>>，则包覆的顺序从外到里分别为_______。 9. 流化床的带出速度_______粒子的沉降速度。 (A) 小于 (B) 等于 (C) 大于 (D) 不一定
10. 对易溶气体的吸收过程，阻力主要集中于_______。在填料塔中用水吸收氨。欲提高吸收速率，增大_______相的流量比增大另一相的流量更有效。 11. 两台同样的列管式交换器，拟作气体冷却器用，气、液流量及进口温度一定时，为使气体温度降到最低，宜采用的流程为_______ (A) 气体走管外，并联逆流操作 (B) 气体走管内，并联逆流操作 (C) 气体走管内，串联逆流操作 (D) 气体走管外，串联逆流操 12. 用离心泵在两个敞口容器间输送液体。若维持两容器的液面高度不变，则当输送管道上的阀门关小后，管路总阻力将_______。 (A) 增加 (B)不变 (C) 减小 (D) 不确定 13. 用板框过滤机过滤某种悬浮液。测得恒压过滤方程为θ5210402.0-?=+q q （θ的单位为s ），则K 为_______m 2/s ，q e 为_______m 3/ m 2，e θ为_______s 。 14. 在重力沉降操作中，影响沉降速度的因素主要有_______、_______和_______。 15. 在层流流动中，若流体的总流量不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的_______倍。 (A) 2； (B) 6； (C) 4； (D) 1 二、（30分）如附图所示，用泵将敞口贮槽中的溶液送到蒸发器内，贮槽内液面维持恒定。溶液的密度为1200kg/m 3，饱和蒸气压为4.247kPa （绝压）。蒸发器产生的水蒸气送入真空操作的冷凝器中冷凝，蒸发器的操作压力与冷凝器内的操作压力相同。冷凝器下部气压管中水上升的高度为 2.72m ，水的密度为1000kg/m 3。蒸发器进料口高于贮槽液面15m ，进料量为20m 3/h 。泵吸入管路总长为86m ，压出管路总长为100m （均包括所有局部阻力的当量长度），管路摩擦系数取为0.02，管路内径为60mm 。试求：（1）蒸发器的操作压力；（2）泵的有效功率；（3）若该操作状况下泵的必需气蚀余量(NPSH)r 为2.0m ，则泵的允许安装高度为多少？（当地大气压为101.3kPa ）
化工原理例题与习题标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
第一章流体流动 【例1-1】已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m3与998kg/m3，试求含硫酸为60%（质量）的硫酸水溶液的密度为若干。 解：根据式1-4 =（+）10-4=×10-4 ρ m =1372kg/m3 【例1-2】已知干空气的组成为：O 221%、N 2 78%和Ar1%（均为体积%），试求干空气在 压力为×104Pa及温度为100℃时的密度。 解：首先将摄氏度换算成开尔文 100℃=273+100=373K 再求干空气的平均摩尔质量 M m =32×+28×+× =m3 根据式1-3a气体的平均密度为： 【例1-3 】本题附图所示的开口容器内盛有油和水。油层高度h1=、密度ρ 1 =800kg/m3，水层高度h2=、密度ρ2=1000kg/m3。 （1）判断下列两关系是否成立，即p A=p'A p B=p'B （2）计算水在玻璃管内的高度h。 解：（1）判断题给两关系式是否成立p A=p'A的关系成立。因A与A'两点在静止的连通着的同一流体内，并在同一水平面上。所以截面A-A'称为等压面。 p B =p' B 的关系不能成立。因B及B'两点虽在静止流体的同一水平面上，但不是连通 着的同一种流体，即截面B-B'不是等压面。 （2）计算玻璃管内水的高度h由上面讨论 知，p A=p'A，而p A=p'A都可以用流体静力学基本方程式计算，即 p A =p a +ρ 1 gh 1 +ρ 2 gh 2 p A '=p a +ρ 2 gh 于是p a+ρ1gh1+ρ2gh2=p a+ρ2gh 简化上式并将已知值代入，得 800×+1000×=1000h 解得h= 【例1-4】如本题附图所示，在异径水平管段两截面（1-1'、2-2’）连一倒置U管压差计，压差计读数R=200mm。试求两截面间的压强差。 解：因为倒置U管，所以其指示液应为水。设空气和水的密度分别为ρg与ρ，根据流体静力学基本原理，截面a-a'为等压面，则 p a =p a ' 又由流体静力学基本方程式可得 p a =p 1 －ρgM
化工原理试题库 试题一 一：填空题（18分） 1、 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=________02mH =__________Pa. 该地区的大气压为 720mmHg 。 2、 常温下水的密度为1000 3m Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s m 3 速度流动，其流动类 型为 ______________。 3、 流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范 围为_______________________s m 。 6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 K Kg Kj C C .187.4==冷水热水 试题一答案： 一、 填充题 1、8.7m 02H ,pa 41053.8?. 2、53 10310.11000.3.1.0?== = -μ ρ du R e 湍流。 1、 层流、过渡流和湍流。 2、 增加、降低。 3、 3-8s m 、8-15s m 。 4、 启动前应灌满液体，关出口阀门、用调节阀调节流量；往复泵启动前不需灌液，开旁路阀、用旁 路阀来调节流量的。 5、 分散、连续。 6、 过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。 7、 热传导、对流传热、热辐射。 10、间壁式、混合式、蓄热式、热管。 11、称为对流传热膜糸数。当流体与壁面温度差为1K 时，通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。增加流程、加拆流挡板。 12、滴状冷凝和膜状冷凝。滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下。 试题二
【1-1】如习题1-6附图所示，有一端封闭的管子，装入若干水后，倒插入常温水槽中，管中水柱较水槽液面高出2m ，当地大气压力为101.2kPa 。试求：(1)管子上端空间的绝对压力；(2)管子上端空间的表压；(3)管子上端空间的真空度；(4)若将水换成四氯 化碳，管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米？ 解 管中水柱高出槽液面2m ，h=2m 水柱。 (1)管子上端空间的绝对压力 绝p 在水平面11'-处的压力平衡，有 .绝绝大气压力 1012001000981281580 （绝对压力） ρ+==-??=p gh p Pa (2)管子上端空间的表压 表p (3)管子上端空间的真空度 真p (4)槽内为四氯化碳，管中液柱高度'h 常温下四氯化碳的密度，从附录四查得为/ccl kg m ρ=4 31594 【1-2】在20℃条件下，在试管内先装入12cm 高的水银，再在其上面装入5cm 高的水。水银的密度为/313550kg m ，当地大气压力为101kPa 。试求试管底部的绝对压力为多少Pa 。 解 水的密度/3水=998ρkg m 【1-3】如习题1-8附图所示，容器内贮有密度为/31250kg m 的液体，液面高度为 3.2m 。容器侧壁上有两根测压管线，距容器底的高度分别为2m 及1m ，容器上部空间的压力（表压）为29.4kPa 。试求： (1)压差计读数（指示液密度为/31400kg m ）；(2)A 、B 两个弹簧压力表的读数。 习题1-1附图
解 容器上部空间的压力.29 4（表压） =p kPa 液体密度 /31250ρ=kg m ，指示液密度/301400ρ=kg m (1)压差计读数R=? 在等压面''1111上-=p p (2) ().....A p p g Pa ρ=+-=?+??=?333212941022125098156410 【1-4】常温的水在如习题1-15附图所示的管路中流动。在截面1处的流速为./05m s ，管内径为200mm ，截面2处的管内径为100mm 。由于水的压力，截面1处产生1m 高的水柱。试计算在截面1与2之间所产生的水柱高度差h 为多少（忽略从1到2处的压头损失）? 解 ./105=u m s 另一计算法 计算液柱高度时，用后一方法简便。 【1-5】在习题1-16附图所示的水平管路中，水的流量为./25L s 。已知管内径15=d cm , .225=d cm ，液柱高度11=h m 。若忽略压头损失，试计算收缩截面2处的静压头。 解 水的体积流量 ././33252510 -==?V q L s m s ， 截面1处的流速 ../.3 12 2 1 25101274005 4 4 π π -?= = =?V q u m s d 习题1-4附图 习题1-5附图
化工原理试题库多套及答案 一：填空题（18分） 1、 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=___8.7m 02H , _____pa 41053.8?__. 该地区的大气压为720mmHg 。 2、 常温下水的密度为10003m Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s m 3 速度 流动，其流动类型为 ______________。 3、 流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范围为_______________________s m 。 6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 二：问答题（36分） 1、 一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损 失变为原来的多少倍？ 2、 何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1） 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？ （2） 传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3） 那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 三：计算题(46分) 1、 如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数 为03.0=λ，现发现压力表上的读数为052mH ，若管径为100mm,求流体 的流量及阀的局部阻力糸数？ 2、 在一 列管式换热器中，用冷却 将C 0100的热水冷却到C 050，热水
干燥 一、填空 1．在101.33kPa的总压下，在间壁式换热器中将温度为293K，相对湿度为80%的是空气加热，则该空气下列状态参数的变化趋势是：湿度：_____________，相对湿度：__________,露点t d_________。 2．在101.33kPa的总压下，将饱和空气的温度从t1降至t2, 则该空气下列状态参数的变化趋势是：湿度：_____________，相对湿度：__________，露点t d_________。 3．在实际的干燥操作中，常用____________来测量空气的湿度。 4．测定空气中水汽分压的实验方法是测量__________。 5．对流干燥操作的必要条件是___________________；干燥过程是__________相结合的过程。 6．在101.33kPa的总压下，已知空气温为40℃，其相对湿度为60%，且40℃下水的饱和蒸汽压为7.38kPa，则该空气的湿度为_____________kg/kg绝干气，其焓为_______kJ/kg 绝干气。 7．在一定的温度和总压强下，以湿空气做干燥介质，当所用空气的湿度减少时，则湿物料的平衡水分相应__________，其自由水分相应___________。 8．恒定的干燥条件是指空气__________，____________，_____________均不变的过程。9．恒速干燥阶段又称__________控制阶段，影响该阶段干燥速度的主要因素是_________； 降速干燥阶段又称_________控制阶段，影响该阶段干燥速度的主要因素是_________。 10.在恒速干燥阶段，湿物料表面的温度近似等于__________。 11. 在常温和40℃下，测的湿物料的干基含水量X与空气的相对湿度之间的平衡关系为：当相对湿度=100%时，结合水含量为0.26kg/kg绝干料；当相对湿度=40%时，平衡含水量X*= 0.04kg/kg绝干料。已知该物料的初始含水量X1=0.43kg/kg绝干料，现让该物料在40℃下与与相对湿度为40%的空气充分接触，非结合水含量为______kg/kg绝干料，自由含水量为__________kg/kg绝干料。 12. 干燥速度的一般表达式为___________。在表面汽化控制阶段，则可将干燥速度表达式为_______________________。 13. 在恒定干燥条件下测的湿物料的干燥速度曲线如本题附图所示。其恒速阶段干燥速度为_________kg水（m2.h）,临界含水量为____________kg/kg绝干料，平衡含水量为____________kg/kg绝水量。 14. 理想干燥器或等焓干燥过程是指________________，干燥介质进入和离开干燥器的含焓值________________。 15. 写出三种对流干燥器的名称_________,_______________, _____________. 固体颗粒在气流干燥器中经历_______和_________两个运动阶段，其中_____是最有效的干燥区域。 二、选择题 1.已知湿空气的如下两个参数，便可确定其他参数( ) A. H，p B. H，t d C. H, t D. I，t as
一概念题（30分） 1、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 倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的______倍。 2、降尘室与沉降槽均为气固或液固两相分离设备，它们的生产能力与该设备的________有关，与__________无关。离心分离机随着转鼓直径的增大其离心分离因数越_______ 。 3、离心泵的工作点是___ _______曲线与_ ___________曲线的交点。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。 4、恒压过滤操作，一个周期中，过滤时间为τ，获滤液量为V，现将过滤压差增加一倍, 其他条件不变，则过滤时间变为_____。(设滤饼不可压缩且介质阻力不计) 5、液体沸腾根据温度差大小可分为；；三个阶段，实际操作应控制在_________。 6、在流体阻力实验中，以水作工质所测得的直管摩擦系数与雷诺数的关系适用于_____流体。 7、并联管路的特点是：并联各管段压强降_____；主管流量等于并联的各管段_ ____；并联各管段中是管 子长、直径小的管段通过的流量___。 8、流化床中，当气流速度等于颗粒的_______________时，这个气流速度称为带出速度。 9、流化床中常见的不正常现象有和。 10、泵的扬程的单位是__ ，其物理意义是__________________。 11、黑体是指:____________________________；镜体是指：___ _____________________；灰体是指：___________________________； 12、在蒸汽-空气间壁换热过程中, 为强化传热，下列方案中的_____在工程上可行。 A提高空气流速。B提高蒸汽流速。 C采用过热蒸汽。D在蒸汽一侧管壁上加装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液。13、在蒸汽冷凝传热中，不凝性气体的存在对α的影响是（）。 A会使α(值)大大降低。 B会使α(值)升高。 C不凝性气体存在与否，对数据无影响。 14、往复泵在操作中( ) A. 不开旁路阀时，流量与出口阀的开度无关 B. 允许的安装高度与流量无关 C. 流量与转速无关 D. 开启旁路阀后，输入设备中的液体流量与出口阀的开度无关 15、离心泵铭牌上标明的扬程是指( ) A功率最大时的扬程B最大流量时的扬程 C泵的最大扬程D效率最高时的扬程 16、因次分析法的目的在于____________。 A得到各变量间的确切定量关系。 B得到各无因次数群的确切定量关系。 C用无因次数群代替变量, 使实验与关联工作简化。 D用无因次数群代替变量, 使实验结果更可靠。 二、计算题（70分） 1(15分)如图所示的管路系统中输送密度ρ =867kg/m3的液体，管路系统有一直径为φ38 mm×2.5 mm、长为30m的水平直管段AB, 并装有孔径为16.4 mm的标准孔板流量计来测量流量，已知U形压差计指示剂读数R=600mmHg柱，孔板流量系数C o=0.63。流体流经孔板永久性压差损失为3.5×104 N/m2，AB段的摩擦
三 计算题 1 （15分）在如图所示的输水系统中，已知 管路总长度（包括所有当量长度，下同）为 100m ，其中压力表之后的管路长度为80m ， 管路摩擦系数为0.03，管路内径为0.05m ， 水的密度为1000Kg/m 3，泵的效率为0.85， 输水量为15m 3/h 。求： （1）整个管路的阻力损失，J/Kg ； （2）泵轴功率，Kw ； （3）压力表的读数，Pa 。 解：（1）整个管路的阻力损失，J/kg ； 由题意知， s m A V u s /12.2) 4 05.03600(15 2 =??==π 则kg J u d l h f /1.1352 12.205.010003.022 2=??=??=∑λ （2）泵轴功率，kw ； 在贮槽液面0-0′与高位槽液面1-1′间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有： ∑-+++=+++10,1 21020022f e h p u gH W p u gH ρ ρ 其中， ∑=kg J h f /1.135, u 0= u 1=0， p 1= p 0=0（表压）, H 0=0， H=20m 代入方程得： kg J h gH W f e /3.3311.1352081.9=+?=+=∑ 又 s kg V W s s /17.410003600 15 =?= =ρ 故 w W W N e s e 5.1381=?=， η=80%， kw w N N e 727.11727===η 2 （15分）如图所示，用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽液面均恒定 不变，输送管路尺寸为φ83×3.5mm ，泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮槽的水面高度H 1为4.8m ，压力表安装位置离贮槽的水面高度H 2为5m 。当输水量为36m 3/h 时，进水管道全部阻力损失为1.96J/kg ，出水管道全部阻力损失为4.9J/kg ，压力表读数为2.452×
填空题 1.（3分）球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_粒子所受合力的代数和为零_ 。滞流沉降时，其阻力系数=_24/ Rep_. 2.在静止的、连续的同种流体内，位于同一水平面上各点的压力均相等。 3.水在内径为φ105mmX2.5mm的只管内流动，已知水的粘度为1.005mPa*s，密度为1000kg*m3，流速为1m/s，则Re=99502，流动类型为湍流。 4.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2 倍;如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的1/4 倍. 5.求取对流传热系数常采用因次分析法，将众多影响因素组合成若干无因次数群，再通过实验确定各特征数数之间的关系，即得到各种条件下的关联式。 6.化工生产中加热和冷却的换热方法有_直接换热_, 间壁换热和蓄热换热. 7.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。 8.气液两相平衡关系将取决于以下两种情况: (1) 若pe〉p 或C 〉Ce则属于解吸过程 (2) 若p 〉pe 或Ce〉C 则属于吸收过程 9.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:_平衡关系_,_物料衡算,_传质速率._. 10.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_自由水分首先除去的水分为_非结合水分不能用干燥方法除的水分为_平衡水分。 11.,当20℃的水(ρ=998.2kg/m3,μ=1.005厘泊)在内径为100mm的光滑管内
22.对于间壁式换热器：m1Cp1 (T1-T2 ) =m2Cp2 (t2-t1)=K.A.△tm 等式成立的条件是_稳定传热、_无热变化、_无相变化。 选择题 1.从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( A ) A. 与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关 B. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关 C. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关 2.为使U形压差计的灵敏度较高，选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度 差（ρ指-ρ）的值（B ）。 A. 偏大 B. 偏小 C. 越大越好 3. 若将20℃硫酸用φ48×3.5mm的无缝钢管输送,则硫酸达到湍流的最低流速 为（D ）。已知20℃时，硫酸的密度为1831 kg/m3粘度为25.4cP。 A. 0.135m/s B. 1.5m/s C. 0.15m/s D. 1.35m/s 4. 层流与湍流的本质区别是：( D )。 A. 湍流流速>层流流速； B. 流道截面大的为湍流，截面小的为层流； C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数； D. 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。 5.离心泵的性能曲线中的H－－Q线是在( C )情况下测定的。 A. 效率一定； B. 功率一定； C. 转速一定； D. 管路（ｌ＋∑ｌ）一定。
有一套管式换热器，用冷却水将0.125kg/s 的苯由350K 冷却到300K ，冷却水在φ25×2.5mm 的内管中流动，其进出口温度分别为290K 和320K 。已知水和苯的对流传热系数分别为850 w/m 2?℃和1700 w/m 2?℃，两流体呈逆流流动，忽略管壁热阻和污垢热阻。试求：（1）所需要的管长；（2）冷却水的消耗量。定性温度下苯的比热为C P =1830J/kg ·K ，水的比热为C P =4200J/kg ·K (1)解法一： Q=m s Cp Δt=0.125×1830×50=11437.5 w ---------1分 m t A K Q ?=22=11437.5w --------1分 而2 1 21ln t t t t t m ???-?=? =18.2 ---------------------2分 221212111αλα++=m d d b d d K 代入数据得 K 2=485.7W/m 2·K 所以A 2=1.294m 2=3.14×0.025×L 解得L=16.48m 解法二：若计算基于内壳表面的K 1，则过程如下： 21211111d d d d b K m αλα++=令代入数据得 K 1=607.14W/m 2·K 所以A 1=1.035m 2=3.14×0.020×L 解得L=16.48m 结果完全一致。 (2)Q 1=Q 2=11437.5=4200×30×q L q L =0.09Kg/s 3. (12分) 常压下用连续精馏塔分离含苯44%的苯一甲苯混合物。进料为泡点液体，进料流率取100 kmol/h 为计算基准。要求馏出液中含苯不小于 94 %，釜液中含苯不大于8 %(以上均为摩尔百分率) 。该物系为理想溶液，相对挥发度为2.47。 塔顶设全凝器，泡点回流，选用的回流比为3。 试计算精馏塔两端产品的流率及精馏段所需的理论塔板数。 解：由全塔物料衡算：F ＝D ＋W ;FxF ＝DxD ＋WxW 将已知值代入, 可解得D ＝41.86kmol/h; W=58.14kmol/h 精馏段操作方程为: y n+1=0.75x n +0.235 泡点液体进料时q=1, y n+1=1.3472x n -0.0278 相平衡方程为 =y n /(2.47-1.47y n ) n n n x x y )1(1-+=ααn n n y y x )1(--=αα1 11+++=+R x x R R y D n n
化工原理典型习题解答 王国庆陈兰英 广东工业大学化工原理教研室 2003
上 册 一、选择题 1、 某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，则 (1) 层流时，流动阻力变为原来的 C 。 A ．4倍 B ．8倍 C ．16倍 D ．32倍 (2) 完全湍流(阻力平方区)时，流动阻力变为原来的 D 。 A ．4倍 B ．8倍 C ．16倍 D ．32倍 解：(1) 由222322642d lu u d l du u d l h f ρμμ ρλ=??=??=得 1624 4 212212 2122 121212==??? ? ??=???? ??????? ??==d d d d d d d u d u h h f f (2) 由 2222u d l d f u d l h f ????? ??=??=ελ得 322 5 5 21214 212 2112212==???? ??=????? ??==d d d d d d d u d u h h f f 2． 水由高位槽流入贮水池，若水管总长（包括局部阻力的当量长度在内）缩短25%，而高位槽水面与贮水池水 面的位差保持不变，假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变，则水的流量变为原来的 A 。 A ．1.155倍 B ．1.165倍 C ．1.175倍 D ．1.185倍 解：由 f h u p gz u p gz ∑+++=++2 22 2 22211 1ρρ得 21f f h h ∑=∑ 所以 ()()2 222222 11 1u d l l u d l l e e ?+?=?+? λλ 又由完全湍流流动，得 ?? ? ??=d f ελ 所以 ()()2 2 2211u l l u l l e e ?+=?+，而 24 d u uA V π ?== 所以 ()()1547.175 .01 2 11 2 12== ++==e e l l l l u u V V 3． 两颗直径不同的玻璃球分别在水中和空气中以相同的速度自由沉降。已知玻璃球的密度为2500kg/m 3，水 的密度为998.2kg/m 3，水的粘度为 1.005?10-3Pa ?s ，空气的密度为 1.205kg/m 3，空气的粘度为1.81?10-5Pa ?s 。 （1）若在层流区重力沉降，则水中颗粒直径与空气中颗粒直径之比为 B 。 A ．8.612 B ．9.612 C ．10.612 D ．11.612 （2）若在层流区离心沉降，已知旋风分离因数与旋液分离因数之比为2，则水中颗粒直径与空气中颗粒 直径之比为 D 。 A ．10.593 B ．11.593 C ．12.593 D ．13.593 解：(1) 由 ()μ ρρ182g d u s t -=，得 ()g u d s t ρρμ-= 18
一、二章复习题 第一章 一、填空题 1．一个生产工艺是由若干个单元操作和化工单元构成的。 2．各单元操作的操作原理及设备计算都是以物理衡算；能量衡算；平衡关系；过程速率四个概念为依据的。 3．常见的单位制有程单位制；国际单绝对单位制；工位制 (SI 制)。 4．由于在计量各个物理量时采用了不同的基本物理量、基本单位，因而产生了不同的单位制。5．一个过程在一定条件下能否进行，以及进行到什么程度，只有通过平衡关系来判断。6．单位时间内过程的变化率称为过程速率。 二、问答题 7．什么是单元操作？主要包括哪些基本操作？ 8.提高过程速率的途径是什么？ 第二章流体力学及流体输送机械 流体力学 一、填空题 1．单位体积流体的质量称为密度，它与比容互为倒数。 2．流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体的压强。 3．单位时间内流经管道任一截面的流体量称为流量，其表示方法有质量流量和体积流量两种。 4．当管中流体形成稳定流动时，管中必定充满流体，即流体必定是连续流动的。 5．产生流体阻力的根本原因是内摩擦力；而流体的运动状态是产生流体阻力的第二位原因。另外，管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力的大小有影响。 6．流体在管道中的流动状态可分为层流和湍流两种类型，二者在内部质点运动方式上的区别 是湍流的质点有脉动而层流没有。 7．判断液体内处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是静止的、连通的、连接的是同 一种液体。 8．流体若由低压头处流向高压头处时，所加入外加功的作用是：分别或同时提高流体的位压 头；动压头；静压头以及弥补损失能量。 9．在测量流体的流量时，随流量的增加孔板流量计两侧的压差将增大，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值不变。 二、选择题
一、概念题（每空1分或每题1分）〖共计30分〗； 1流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是抛物线型曲线，其管中心最大流速为平均流速的_____倍。 2流体在管内作湍流流动时(不在完全湍流区)，其摩擦系数λ随____和____而变。 3用U形管压差计测压是基于____________原理，当U形管压差计一端与大气相通时，读数R表示的是__________或__________。 4以下种类的泵哪种具有自吸能力( ) 。 (A)往复泵(B)齿轮泵与漩涡泵(C)离心泵(D)旋转泵与漩涡泵 5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 6在测定离心泵特性曲线时下面哪一种安装是错误的( ) 。 (A)泵进口处安真空表(B)泵出口处安压力表 (C)进口管路上安节流式流量计(D)出口管路上安调节阀 7往复泵的转速(往复次数)增加时，流量______，扬程______。(增大,变小,不变) 8回转真空过滤机，整个转鼓回转操作时大致可分为________，____________，吹松区和卸渣区四个区域。回转真空过滤机每通过以上四个区域一次，就完成一个工作周期。是_________部件使过滤室在不同部位时，能自动地进行以上不同操作。 9已知旋风分离器的平均旋转半径为0.5 m，气体的切向进口速度为20 m/s，那么该分离器的分离因数为________。 10对于恒压过滤，当介质阻力不计时；滤液体积增大一倍，则_______。 (A)过滤时间增大为原来的2倍(B)过滤时间增大至原来的2倍 (C)过滤时间增大至原来的2/2倍(D)过滤时间增大至原来的4倍 11板框压滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为_______。 (A) 1 (B)1/2 (C) 1/4 (D)1/3 12流体经过固体颗粒床层流动时的三种状态是________状态、_______状态和_______状态。13流化床操作中常见的不正常现象有_________和_________。 14表示混合均匀度的两个常用指标是___________、___________。 15两流体进行传热, 冷流体从10℃升到30℃，热流体从80℃降到60℃，当它们逆流流动时，平均传热温差?t m=____________；当并流时，?t m=____________。 16水与苯液进行换热，水由20℃升至35℃，苯由80℃降至40℃。若苯为最小值流体, 此换热器的传热效率ε=____________，热容流量之比R=____________。 17强制对流(无相变)流体的表面传热系数关联式来自____________。 (A) 理论方法(B)因次分析法 (C)数学模型法(D)因次分析和实验相结合的方法 18判断下面的说法中哪一种是错误的？（） (A)在一定的温度下，辐射能力越大的物体，其黑度越大; (B)在同一温度下,物体的吸收率A与黑度ε在数值上相等, 因此A和ε的物理意义相同; (C)黑度越大的物体吸收热辐射的能力越强; (D)黑度反映了实际物体接近黑体的程度。 二、计算题〖20分〗