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化工原理第五章习题

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第五章蒸馏

一、名词解释:

1、蒸馏:

利用混合物中各组分间挥发性不同的性质,人为的制造气液两相,并使两相接触进行质量传递,实现混合物的分离。

2、拉乌尔定律:

当气液平衡时溶液上方组分的蒸汽压与溶液中该组分摩尔分数成正比。

3、挥发度:

组分的分压与平衡的液相组成(摩尔分数)之比。

4、相对挥发度:

混合液中两组分挥发度之比。

5、精馏:

是利用组分挥发度的差异,同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。

6、理论板:

气液两相在该板上进行接触的结果,将使离开该板的两相温度相等,组成互成平衡。

7、采出率:

产品流量与原料液流量之比。

8、操作关系:

在一定的操作条件下,第n层板下降液相的组成与相邻的下一层(n+1)板上升蒸汽的组成之间的函数关系。

9、回流比:

精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之比。

10、最小回流比:

两条操作线交点落在平衡曲线上,此时需要无限多理论板数的回流比。

11、全塔效率:

在一定分离程度下,所需的理论板数和实际板数之比。

12、单板效率:

是气相或液相通过一层实际板后组成变化与其通过一层理论板后组成变化之比值。

二、填空题:

1、在精馏塔的任意一块理论板上,其离开塔板的液相泡点温度与离开塔板的气相露点温度的大小相比是_________。相等

2、当塔板上____________________________________________________时,称该塔板为理论塔板。离开的汽相与液相之间达到平衡时

3、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于

__________________________________________________的场合。

难挥发组分为水,且要求釜液中易挥发组分浓度很低

4、简单蒸馏过程中,釜内易挥发组分浓度逐渐________,其沸点则逐渐_________。

降低,升高

5、间歇精馏操作中,若欲保持馏出液组成不变,必须不断______________,若保持回流比不变,则馏出液组成________________。 增加回流比,不断下降

6、在精馏塔设计中,若F D x x R q

、、、,D/F 相同时,直接蒸汽加热与间接蒸汽加热相比,T ,间N ????????T ,直N ,W x ,间?????????W x ,直。 < , >

7、总压101.3kPa 、95℃温度下苯与甲苯的饱和蒸汽压分别为155.7kPa 与63.3kPa ,则平衡时汽相中苯的摩尔分率为_______,液相中苯的摩尔分率为_________,苯与甲苯的相对挥发度=_______。 0.632、0.411、2.46

8、精馏操作的依据是__________________________________________________。实现精馏操作的必要条件包括____________________________________________和___________________________________________。 混合液中各组分挥发度的差异由塔板或填料层所构成的若干个接触级、塔顶有液相回流、塔底有上升气流。

9、精馏塔操作时,保持F 、x F 、q 、R 不变,增加塔底排液量W ,试定性画出变化前、后塔的操作线。

y x

附图

1 y x 附图

2 y

x 附图

3

10、精馏塔塔顶某理论板上汽相的露点温度为1t 、液相的泡点温度为2t ,塔底某理论板上汽相的露点温度为3t 、液相的泡点温度为4t ,试按从大到小顺序将以上4个温度排列如下:??????????????????????????。3t =4t >21t t =

11、简单蒸馏的主要特点是 __________________________________________。

间歇、不稳定、分离程度不高

12、测得在精馏塔操作中,离开某块理论板的两股物流的组成分别为0.82和0.70,则其中________是汽相组成。 0.82

13、已知在塔顶为全凝器的连续精馏塔中,完成一定分离任务需N 块理论板。现若按下图流程设计,则在相同回流比条件下,完成相同的分离任务,所需理论板数将为???????块。 N-1

L,x

L

D,x

D

F,x

F

W,x

W

14、间歇精馏与连续精馏不同点在于:_________________________________________和____________________________________________。前者为非稳态,而后为稳态前者只有精馏段,没有提馏段。

15、某二元理想混合物(相对挥发度为3)中易挥发组分0.4

F

x=(摩尔分率),用平衡蒸馏方法使50%的物料汽化,则汽相中易挥发组分的回收率为?????????????。66% 16、精馏塔中第1

n-、n、n+1三块实际塔板的板效率小于1,与汽相组成y n相平衡的液

相组成为*

n

x,则*

n

x____

n

x,与液相组成

n+1

x相平衡的汽相组成为*

1

n

y

+

,则*

1

n

y

+

___

1

n

y

+

?和n

y___

1

n

x

-

。<,>,>

17、试比较某精馏塔中(从塔顶往下)第11

n n n

-+

,,层理论板上参数的大小,即: n-1

y___

n

y,

1

n

T

-

___

n

T,

n

y___

n

x,

n

T___

n

t,

n

T___

n+1

T?

(T—气相温度;t—液相温度)>,<,>,=,<

18、对于二元理想溶液,x-y图上的平衡曲线离对角线越近,说明该物系。

不容易分离

19、在精馏塔设计中,若

F D W

x x R q x

、、、、相同,则直接蒸汽加热与间接蒸汽加热相比,T

N

,间

???????

T

N

,直

D

F

??

?

??间

?????????

D

F

??

?

??直

。> ,>

20、某二元物系的相对挥发度α=3,在具有理论板的精馏塔内作全回流精馏操作,已知

2

0.3

x=,则y1=____(由塔顶往下数)。0.794

21、平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别

__________________________________________________。前者为稳态过程,后者为非稳态过程

22、精馏塔设计中,回流比并不总是越大越好,原因是____________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ ____________________________________________________。

回流比增大,所需理论板数减少,塔设备所引起的设备费降低;但冷凝器、再沸器热负 荷增大,换热器设备费及加热蒸汽、冷却水所消耗的动力费增大。当R 大到一定值后,总 费用(设备费和动力费之和)呈现上升趋势。

23、有三个精馏塔分离相同的理想混合液,塔顶冷凝部份如图,塔顶第一板上升气相流率均为Vkmol/s ,其摩尔组成均为1y ,相对挥发度相同且均为常数。

请对图示的三种冷凝器情况,按从大到小的顺序排列回流液浓度123L L L x x x ,,,以及产品浓度123D D D x x x ,,的相对大小:?????????????????????????????????????????????? ??????????????????。 132L L L x x x ?? 321D D D x x x ??

V V

V 31 V V 41

24、在分离要求一定的条件下,当回流比一定时,________状况进料所需的总理论板数最少。 冷液

25、用连续精馏方法分离双组分理想混合液,原料中含易挥发组分0.40,馏出液中含易 挥发组分0.90(以上均为摩尔分率),溶液的平均相对挥发度为2.5,最小回流比 为2,则料液的热状况参数q=________。 q=0.38

26、溶液被加热到鼓起第一个气泡时的温度称为 温度。 泡点

27、气相混合物被冷却到有第一滴液滴析出时的温度称为 温度。 露点

28、对于二元理想溶液,若轻组分含量越高,则泡点温度 。 越低

29、对于二元理想溶液,若重组分含量越高,则泡点温度 。 越高

30、对于二元理想溶液,相对挥发度大,说明该物系 。 容易分离

31、在相同的外压及温度下,沸点越低的物质其饱和蒸气压 。 越高

32、完成一个精馏操作的两个必要条件是 和塔底上升蒸气。 塔顶液相回流

33、为完成精馏操作,需要在 设置冷凝器。 塔顶

34、为完成精馏操作,需要在 设置再沸器。 塔底

35、设计一精馏塔时,回流比选的大,则塔板数 。 少

36、精馏操作中,回流比的上限称为 。 全回流

37、精馏操作中,回流比的下限称为 。 最小回流比

38、精馏操作中,全回流时塔顶的产品量 。 为零

39、精馏操作中,再沸器相当于一块 板。 理论板

40、用逐板计算法求理论板层数时,用一次 方程就计算出一层理论板。

相平衡

41、用图解法求理论板层数时, 代表一层理论板。 一个梯级

42、精馏操作中,当q=0.6时,表示进料中的 含量为60%。 液相

43、对于正在操作中的精馏塔,若加大操作回流比,则塔顶产品浓度会 。 提高

三、单选择题

1、连续精馏塔设计时,当采用塔顶全凝器、泡点回流方案时,为完成分离任务所需理 论板数为N。若采用塔顶分凝器,而回流比和前方案相同时,则完成同样分离任务 所需理论板数为Nˊ,其相对大小是______。 C

A、Nˊ>N; B、Nˊ=N; C、Nˊ<N; D、判断依据不足。

2、对某双组分理想物系,当温度t=80℃时,0106.7A a P kp =,040B a P kp =,液相摩尔组成0.4A x =,则与此液相组成相平衡的汽相组成A y 为??????????。 B

A 、0.5 ;

B 、0.64 ;

C 、0.72 ;

D 、0.6

3、恒摩尔流假定主要前提是两组分的分子汽化潜热相近,它只适用于理想物系。此 话________。 B

A 、对 ;

B 、错;

C 、无法判断

4、精馏段操作线方程为:y=0.75x+0.3,这绝不可能。此话______________。A

A 、对;

B 、错;

C 、无法判断

5、某二元混合物,其中A为易挥发组分,液相组成x=0.6相应的泡点为t,与之相平衡的汽相组成y=0.7,相应的露点为T ,则:( )。 A

A 、t=T

B 、t<T

C 、t>T

D 、不能判断

6、对有恒沸现象的二元体系,用恒沸精馏比萃取精馏好,因为前者能耗小。B

A 、对

B 、错

C 、无法判断

7、在常压下苯的沸点为80.1℃,环己烷的沸点为80.73℃,为使这两组份的混合液能得到分离,可采用哪种分离方法? C

A、恒沸精馏 B、普通精馏 C、萃取精馏 D、水蒸汽直接加热精馏

8、某二元混合物,汽液相平衡关系如图。1t 和2t 分别表示图中1,2点对应的温度。则?????????。

D

A 、12t t =

B 、12t t ?

C 、12t t ?

D 、1t 与2t 大小关系不能判断

1

y

0 x 1.

9、精馏塔引入回流,使下降的液流与上升的汽流发生传质,并使上升汽相中的易挥发组分浓度提高,最恰当的说法是由于________。D

A 、液相中易挥发组分进入汽相;

B 、汽相中难挥发组分进入液相;

C 、液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相,但其中易挥发组分较多;

D 、液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相的现象同时发生。

10、对于某理想溶液的平衡蒸馏,若维持进料量F 、物料温度F t 、蒸发室压强P 不变,而将物料浓度F x 增加,则气相馏出物组成D x ?????????,气相馏出物量D ??????????。C 、A

A 、变大

B 、变小

C 、不变

D 不确定

11、精馏塔设计时,若F 、F x 、D x 、x 、V 均为定值,将进料热状态从q=1变为q>1,则设计所需理论板数??????。B

A 、多

B 、少

C 、不变

D 、判断依据不足

12、以下说法中不正确的是________。C

精馏段操作线方程式是描述精馏段中

A 、某板下降的液体浓度与下一板上升的蒸汽浓度间的关系式;

B 、某板上升的蒸汽浓度与上一板下降的液体浓度之间的关系式;

C 、进入某板的气体与液体的浓度之间的关系式;

D 、在相邻两板间相遇的汽相与液相浓度之间的关系式。

13、精馏设计时,若回流比R 增加并不意味产品D 减小,精馏操作时也可能有类似情况。 此话___________。A

A 、对;

B 、错;

C 、无法判断

14、操作中的精馏塔,若保持F 、q 、D x 、V '不变,而增大F x ,则R ???????、D ???????。

B 、A

A 、变大

B 、变小

C 、不变

D 、不确定

15、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。

16、某精馏塔的设计任务为:原料为F 、f x ,塔顶为D x ,塔底为W x ,若塔釜上升蒸汽量V '不变,加料热状态由原来的饱和蒸汽改为饱和液体,则所需理论板T N ??????。A

A 、增加

B 、减少

C 、不变

D 、不确定

17、精馏分离5.2=α的二元理想混合液,已知回流比R=3,塔顶D x =0.96,测得第三层塔板(精馏段)的下降液体浓度为0.4,第二层板下降液体浓度为0.45,则第三层塔板的汽相单板效率mv E 为???????。 C

A 、22.2%

B 、32.68%

C 、44.1%

D 、107.5%

18、被分离物系最小回流比min R 的数值与___________无关。 D

A 、被分离物系的汽液平衡关系;

B 、塔顶产品组成;

C 、进料组成和进料状态;

D 、塔底产品组成。

19、蒸馏是分离( )混合物的单元操作。 B

A 、气体;

B 、液体;

C 、固体;

D 、刚体。

20、蒸馏是利用各组分的( )不同的特性实现分离的目的。 C

A 、溶解度;

B 、等规度;

C 、挥发度;

D 、调和度。

21、在二元混合液中,( )的组分称为易挥发组分。 A

A 、沸点低;

B 、沸点高;

C 、沸点恒定;

D 、沸点变化。

22、在二元混合液中,( )的组分称为难挥发组分。 B

A 、沸点低;

B 、沸点高;

C 、沸点恒定;

D 、沸点变化。

23、( )是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。 A

A 、液相回流;

B 、进料;

C 、侧线抽出;

D 、产品提纯。

24、在( )中溶液部分气化而产生上升蒸气,是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。 C

A 、冷凝器;

B 、蒸发器;

C 、再沸器;

D 、换热器。

25、再沸器的作用是提供一定量的( )流。 D

A 、上升物料;

B 、上升组分;

C 、上升产品;

D 、上升蒸气。

26、( )的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的液相回流。 A

A 、冷凝器;

B 、蒸发器;

C 、再沸器;

D 、换热器。

27、在精馏塔中,原料液进入的那层板称为( )。 C

A 、浮阀板;

B 、喷射板;

C 、加料板;

D 、分离板。

28、在精馏塔中,加料板以上的塔段称为( )。 A

A 、精馏段;

B 、提馏段;

C 、进料段;

D 、混合段。

29、在精馏塔中,加料板以下的塔段(包括加料板)称为( )。 B

A 、精馏段;

B 、提馏段;

C 、进料段;

D 、混合段。

30、( )是指离开这种板的气液两相相互成平衡,而且塔板上的液相组成也可视为均匀的。 C

A 、浮阀板;

B 、喷射板

C 、理论板;

D 、分离板。

四、判断题:

1、若过热蒸汽状态进料,q 线方程的斜率>0;( ) 对

2、理论板图解时与下列参数:F,F x ,q ,R ,α,D x ,W x 无关;( ) 错

3、连续精馏塔,塔顶及塔底产品分别为D 及W ,则提馏段液汽比总是大于1,精馏段液汽比总是小于1。( ) 对

4、精馏设计时,采用相同的塔釜蒸发量,则冷加料比热加料需要较少理论板数。( ) 错

五、问答题:

1、试分析精馏过程中回流比大小对操作费与设备费的影响并说明适宜回流比如何确定。

取较小回流比时,为达到一定的分离程度需要的理论板层数要多,使设备费高,随回流比加大,所需理论板数减少,使设备费降低,同时操作费增加;但若继续加大回流比,则会因塔径,换热器的加大,而使设备费又将上升。操作回流比R应尽可能使设备费与操作费总和为最小,通常取R =(1.1~2)Rmin 。

2、在设计连续精馏塔时,欲保持馏出液组成x D 和易挥发组分的收率η不变,试定性判断分别改变如下操作参数(其它参数不变)时所需理论板层数将如何变化:

(1)加大回流比R ,____;

(2)提高操作压强P ,____;

(3)提高加料温度t ,回流比R 保持不变_____;

(4)增加生产能力30%(仍能正常操作)。____

(1)NT↓; (2)α↓,NT↑; (3)q↓,NT↑; (4)不变

3、精馏操作时,若F 、F x 、q 、R 均不变,而将塔顶产品量D 增加,其结果将导致塔顶组成D x 、塔底残液W x 如何变化?试定性分析。

D x 、W x 均下降。

理由:由F 不变、D 增加可知W 变小;由F 、q 、R 不变,可知()1V R D =+,

()F q 1-+随D 增大而增大,因而,提馏段操作线斜率

V W V W V V L '

+='+'=''1将变小,提馏段理论板分离能力提高,W x ↓。 至于D x 的变化情况需用排除法确定,过程如下:R 不变,则精馏段操作线斜率不变。假设D x 不变或变大,作图可知,理论板数均比原工况时的多(见附图1、2),这与理论板数固定相矛盾。所以,D x 只能变小。

附图 附图2

4、某板式精馏塔,提馏段n'板上液相浓度为n X ’

,试在下面y x -图中表示该板下一层板上升的汽相组成1n y +,。如n'板为理论板,标示出n'板上升蒸汽的组成。如n'板为实际板,定性标示出n'板上升蒸汽组成。

5、简述简单蒸馏与精馏的区别。

简单蒸馏是一次部分气化与部分冷凝,而精馏则是多次部分气化与部分冷凝。

6、精馏塔的塔顶和塔底为什么要分别设置冷凝器和再沸器?

冷凝器提供液相产品与液相回流,再沸器提供塔内上升的蒸气。

7、设计一精馏塔时,回流比选取的大小对塔板数有何影响?

回流比越大,达到要求的分离精度所需要的塔板数越少。

8、精馏操作中,在下限操作时,能否达到所要求的分离精度?为什么?

不能,若要达到所要求的分离精度需要有无穷多块理论板,实际上是不可能的。

9、精馏操作中,在上限操作时对实际生产有无意义?一般在什么情况下采用?

在上限操作时,产品量为零,对实际生产无意义,一般在科研、装置开工期间或紧急停工时采用。

10、为什么再沸器相当于一块理论板?

在再沸器中,物料又一次部分气化,气液两相达到平衡,与理论板的效果相同。

11、用逐板计算法求理论板层数时,为什么用一次相平衡方程就计算出一层理论板?

使用一次相平衡方程,就意味着物料达到一次气液平衡,就相当于越过一块理论板。

12、用图解法求理论板层数时,为什么一个梯级代表一层理论板?

每一个梯级与平衡线相交一次,表示汽、液两相达到一次平衡,因此代表一层理论板。

13、对于正在操作中的精馏塔,若改变其操作回流比,对塔顶产品浓度会有何影响?

回流比越大,塔顶产品浓度越高。

14、设计一精馏塔时,进料量对塔板层数有无影响?为什么?

进料量对塔板层数无影响,影响塔板层数的因素主要有进料和产品的浓度、进料热状况以及回流比。

15、用q 代表进料热状况,说明q=0,q=1,0<q <1时的意义。

q=0表示饱和气相进料,q=1表示饱和液相进料,0<q <1表示气液混合进料。

16、塔板的作用是什么?

塔板的作用是提供气液接触的场所。

六、计算题:

1、(15分)

分离苯一甲苯混合液,原料液中含苯0.5(摩尔分率,下同),泡点进料,馏出液中要求含苯0.95,塔顶用分凝器一全凝器流程(如图),测得塔顶回流液中含苯0.88,离开塔顶第一层理论板的液体含苯0.79,求:

(1)操作条件下平均相对挥发度α;

(2)操作回流比R ;

(3)最小回流比R min 。

D

解:(1) 1(1)L D L

x x x αα=+- 将0.95D x =,0.88L x =代入得: 0.880.951(1)0.88

αα?=+-? 解之得: 2.59α= (5分) (2)设离开第一块理论板的汽相组成为1y ,1 2.590.790.9071(1)1 1.590.79L L x y x αα?=

==+-+? 又 1(1)L D Vy Lx Dx V L D R D L RD =+??=+=+??=? 即

0.9070.880.95(1)V L D V R D L RD ?=?+???=+??=?

解之得: 1.59R = (5分)

(3)1q =, * 2.590.50.7211(1)1 1.590.5

F F F x y x αα?===+-+? *min *0.950.721 1.040.7210.5

D F F F x y R y x --===-- (5分) 2、(15分)

由一层理论板及塔釜组成的常压连续回收塔,每小时加入甲醇水溶液100kmol ,其中甲醇含量为0.3(摩尔分率,下同),要求塔顶得到甲醇含量为0.6的馏出液。塔顶采用全凝器,泡点进料,塔内只有一层理论板,料液就在这一板上加入,且不用回流。在操作范围内,相对挥发度8.5=α。试求:

(1)釜液组成;

(2)馏出液量(kmol/h )。

解:(1)如图所示。

10.6D y x ==

1110.60.205(1) 5.8 4.80.6

y x y αα===---? (5分) '',L F V V D ===

'11''W F D W Wx Fx Dx L F y x x V V D D

-=-=- 1001000.30.60.205D D D

?-?=?- 9.50.6D

=- (1) (5分) 又 5.81(1)1 4.8W W W W W

x x y x x αα==+-+ (2) 且 ()100(0.3)301000.60.6F W W W D W W W

F x x x x D x x x x -?--===--- (3) 将式2、3代入式1得:

5.89.5(0.6)0.61 4.830100W W W W x x x x ?-=-+- 解之得:0.0914W x = 0.396W x =(舍去)

(2)将0.0914W x =代入式3得: 41.01/D kmol h = (5分)

3、(15分)

在常压连续精馏塔内分离苯和甲苯混合液,混合液的流量为1000kmol/h ,其中含苯40%,要求塔顶馏出液中含苯90%,塔釜残液中含苯2%(均为摩尔分率)。泡点进料,塔顶冷凝器为全凝器,塔釜间接蒸汽加热,取回流比为最小回流比的1.5倍。全塔平均相对挥发度为

2.5。试求:

(1)塔顶与塔底产品量D 、W ;

(2)回流比R ;

(3)从上往下数的塔内第二块理论板上升气体组成;

(4)若在塔操作中,将进料状态改为饱和蒸汽进料,而保持F 、R 、D 、x F 不变,此时能否完成分离任务?为什么?

解:(1) F

D W F D W Fx Dx Wx =+??=+? 即 ????+?=?+=02.09.04.0100100W D W D 解之得:D=43.2kmol/h W=56.8kmol/h

??? (3分) {2}泡点进料,0.4e F x x == () 2.50.40.625111 1.50.4

e e e x y x αα?===+-+? min min 0.90.625 1.220.6250.41.5 1.5 1.22 1.83D e e e x y R y x R R --===--=?=?= (3分)

(3)精馏段操作线方程: 1 1.830.90.650.31811 2.83 2.83D n n n n x R y x x x R R +=

+=+=+++ 10.9D y x == 1110.90.783(1) 2.5 1.50.9

y x y αα===---? 210.650.3180.650.7830.3180.827y x =+=?+= (4分)

(4)F 、R 、D 不变,而进料状态由饱和液体改为饱和蒸汽时,q ↓,故()D R V 1+=' ()F q 1-+随q ↓而↓,↑'

+='+'=''V W V W V V L 1,提馏段塔板分离能力↓,W x 必↑,又由全塔物料衡算可知,D x ↓。可见不能完成分离任务。 (5分)

4、(15分)

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 ,塔顶采用全凝器,塔釜间接蒸汽加热,回流比R=3,要求塔顶馏出液组成D x =0.84,在操作条件下的平衡关系为0.450.55y x =+,求:

(1)塔釜组成x ;

(2)每小时能获得的馏出液量D 。

解:(1)10.84D y x == 110.550.840.550.6440.450.45

y x --=== (4分) 2130.840.6440.6931144

D x R y x R R =+=?+=++ (4分)

20.550.6930.550.3180.450.45W y x --=

== (3分) (2) ()100(0.40.318)15.7/0.840.318

F W D W F x x D kmol h x x -?-=

==-- (4分) 5、(15分) 组成为0.45F x =的原料以汽液混合状态进入精馏塔,其中气液摩尔比为1:2,塔顶0.95D x =(以上均为摩尔分率),塔顶易挥发组分回收率为95%,回流比min 1.5R R =,塔釜间接蒸汽加热,相对挥发度 2.5α=,试求:

(1)原料中汽相和液相组成;

(2)列出提馏段操作线方程;

解:(1)设原料中汽相组成为e y ,液相组成为e x ,则

12331(1)e e F e e e y x x x y x αα?+=????=+-??

将0.45F x =, 2.5α=代入得: 120.45332.51 1.5e e e e e y x x y x ?+=????=+??

解之得:0.375e x = 0.6e y = (5分) (2) 23

q = min 0.950.6 1.5560.60.375D

e e e x y R y x --===-- min 1.5 1.5 1.556 2.334R R ==?= 0.95D F Dx Fx =Q 0.450.950.950.450.95

F D x D F x ∴=?=?= 1W D F F Wx Dx Fx Fx += 10.05W D F F

Wx Dx Fx Fx =-= (5分) ''22.3340.453 1.472(1)(1)(1)(1) 3.3340.45(1)3

D R

q L RD qF F D V R D q F R q F ?+++====++-++-?+- '0.050.050.050.450.01932(1)(1)(1)(1) 3.3340.45(1)3W F F Wx Fx x D V R D q F R q F ?====++-++-?+- ∴提馏段操作线方程为:'

''

1.470.0193W Wx L y x x V V =-=- (5分)

6、(15分)

在一连续常压精馏塔中分离某理想混合液,0.94D x =,X W =0.04。已知此塔进料q 线方程为6 1.5y x =-y ,采用回流比为最小回流比的1.2倍,混合液在本题条件下的相对挥发度为2,求:

(1)精馏段操作线方程。

(2)若塔底产品W =150kmol/h ,求进料量F 和塔顶产品量D 。

(3)提馏段操作线方程。

解:(1)由q 线方程

6, 1.511

1.2,0.326 1.510.333,0.5F F q q x q q q q x x y y x x

x y ==--∴====-+==Q

联立方程 与 得

635.2333

.05.05.094.0min =--=--=q q q

D x y y x R 162.3635.22.12.1min =?==R R

226.076.01

1+=+++=x R x x R R y D (5分) (2)F

D W F D W Fx Dx Wx =+??=+? D=60.94kmol/h F=210.94kmol/h (5分)

(3)()()()h

kmol qF RD qF L L h kmol F q D R V /8.44594.2102.1162.394.60/8.28594.21012.1162.494.6011=?+?=+=+='=?-+?=-++=' 0203.0507.1-='

-''='x V wx x V L y W (5分) 7、(15分)

一常压连续操作的精馏塔,用来分离苯和甲苯混合物。混合物含苯0.6摩尔分率,以100Kmol/h 流量进入精馏塔,进料状态为气液各占50%摩尔数,操作回流比为最小回流比的

1.5倍;要求塔顶馏出液组成为0.95(苯的摩尔分率,下同),塔底釜液组成为0.05。在操作条件下,苯和甲苯的相对挥发度为

2.5。试求:

(1)塔顶和塔底产品量;

(2)最小回流比;

(3)精馏段操作线方程;

(4)提馏段操作线方程。

解:(1)由 F D W

F D W Fx Dx Wx =+??=+? 得()100(0.60.5)61.11/0.950.05F W D W F x x D kmol h x x -?-=

==-- 10061.1138.89/W F D kmol h =-=-= (4分)

(2)由题可知:0.5q =

q 线方程为:0.50.510.51F

x x

y =---

1.2y x =-+ ① 平衡线方程为:1(1)x

y x αα=+-

2.51 1.5x

y x =+ ②

令①=②并化简得:21.5 1.7 1.20x x +-=

求得q 线与平衡线交点:

0.492q x =,0.708q y =

min 0.950.708

1.120.7080.492D q

q q

x y R y x --∴===--

(5分) (3)min 1.5 1.5 1.12 1.68R R ==?=

11 1.680.95

(1)(1) 1.681 1.6810.6270.354

n n D n n n Rx x x y R R y x ++=+=+++++=+

(3分) (4)'0.5 1.6861.110.5100152.66L L qF RD F =+=+=?+?=

'(1)(1)(0.51)100113.77V V q F D R =+-=++-?=V

'1''152.660.0538.89

113.77113.77m

W m m Lx Wx x y V V +?=-=-

1 1.340.017m m y x +=-

(3分)

8、(15分)

一连续精馏塔,泡点进料。已知操作线方程如下:

精馏段 0.80.172y x =+

提馏段 1.30.018y x =-

求原料液、馏出液、釜液组成及回流比。 解:由精馏段操作线方1210.90.6670.3112121

D R y x x x x R R =

+=+?=+++++ 0.81R R =+,得4R =; 10.1721

D x R =+,得0.86D x = 5分 将提馏段操作线方程与对角线方程y x =联立 1.30.018y x y x

=-??=? 解得0.06x =,即0.06w x = 5分 将两操作线方程联立

0.80.1721.30.018y x y x =+??=-?

解得0.38x = 因是泡点进料,1q =,q 线垂直,两操作线交点的横坐标即是进料浓度,

∴0.38F x = 5分

9、(15分)

用一连续精馏塔分离由组分A 、B 所组成的理想混合液。原料液中含A 0.44,馏出液中含A 0.957(以上均为摩尔分率)。已知溶液的平均相对挥发度为2.5,最小回流比为1.63,说明原料液的热状况,并求出q 值。

解:采用最小回流比时,精馏段操作线方程为 min 1min 111n n D R y x x R R +=

+++ 即 1.6310.9570.620.3641.631 1.631

y x x =+?=+++ 5分 由相平衡方程 1(1)x y x

αα=+-, 得 2.5 2.51(2.51)1 1.5x x y x x

==+-+ 5分 联立两方程 0.620.3642.51 1.5y x x y x =+???=?+?

, 解得 0.367x =,0.592y = 此点坐标(0.367,0.592)即为(,)q q x y 。

因0.44F x =,即q F q x x y <<,说明进料的热状况为气液混合进料。

由q 线方程 11

F q q y x x q q =---,

此线与平衡线的交点即是操作线与平衡线的交点

有 0.5920.3670.4411

q q q q =?-?-- 解出0.676q = 5分

10、15分)

用连续精馏塔每小时处理100kmol 含苯40%和甲苯60%的混合物,要求馏出液中含苯90%,残液中含苯1%(组成均以%mol 计),求:

(1)馏出液和残液的流率(以/kmol h 计);

(2)饱和液体进料时,若塔釜的气化量为132/kmol h 132,写出精馏段操作线方程。

解:(1)F D W F D W Fx Dx Wx =+??=+? 代入数据1001000.40.90.01D W D W =+???=+?

解此方程组,得 43.8/D kmol h =,56.2/W kmol h = 5分

(2)饱和液体进料时,'

V V =,即132/V kmol h =,则 13243.888.2/L V D kmol h =-=-=

88.2243.8

L R D === 精馏段操作线方程

210.90.6670.3112121D R R y x x x x R R =+=+?=+++++

化工原理传质概论与气体吸收考试题目

单项选择题(每题2分,共10题)成绩查询 第七章传质概论 1. 双组分理想气体进行定常单向扩散,如维持气相各部分pA不变,总压增加,气相中的传质通量NA将如何变化? A:增加 B :减少C:不变 D:不定 2. 下述_______分离过程中哪一种不属于传质分离。 A :萃取分离B :吸收分离C :结晶分离D:离心分离 3. 气相压力一定,温度提高1倍,组分在气相中的扩散系数_______。 A:增大1 倍B:约原来的2.83倍 C:减少1倍 D:不变 4. 若温度不变,压力增加1倍,则扩散系数_______。 A:增大1 倍B:约原来的2.83倍 C:减少1 倍D:不变 5. 双组分气体(A、B)在进行定常分子扩散,JA及NA分别表示在传质方向上某截面处溶质A 的分子扩散速率与传质速率,当整个系统为单向扩散时:_______。 A:|JA|=|JB|, |NA|>|NB|B:|JA|>|JB|, |NA|=|NB| C:|JA|<|JB|,|NA|>|NB D:|JA|=|JB|,|NA|

8. 单向扩散中飘流因子_______。 A: >1B:<1 C:=1 D:不确定 9. 双膜理论认为吸收过程的阻力集中在_______。 A :相界面两侧的膜层中B:相界面上 C:液膜之中 D:气膜之中

化工原理期末考试选择题及答案.

1、在完全湍流时(阻力平方区),粗糙管的摩擦系数 数值。 A.与光滑管一样 B.只取决于Re C.取决于相对粗糙度 D.与粗糙度无关 2、某离心泵运行一年后发现有气缚现象,应。 A.停泵,向泵内灌液 B.降低泵的安装高度 C.检查进口管路是否有泄漏现象 D.检查出口管路阻力是否过大 3、液体在两截面间的管道内流动时, 其流动方向是。 A.从位能大的截面流向位能小的截面; B.从静压能大的截面流向静压能小的截面; C.从动能大的截面流向动能小的截面; D.从总能量大的截面流向总能量小的截面; 4、冷热两流体的对流给热系数相差较大时,提高总传热系数K值的措施是。 A.提高小的值; B.提高大的值; C.两个都同等程度提高; D.提高大的值,同时降低小的值。 5、在空气-蒸汽间壁换热过程中可采用方法来提高传热速率最合理。 A.提高蒸汽速度; B.采用过热蒸汽以提高蒸汽温度; C.提高空气流速; D.将蒸汽流速和空气流速都提高。 6、沉降室的生产能力与有关。 A.颗粒沉降速度和沉降室高度; B.沉降面积; C.沉降面积和颗粒沉降速度; D.沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度。 7、离心泵的扬程是指泵给予()液体的有效能量。 A. 1kg B. 1N C. 1m 8、雷诺数的物理意义表示。 A.粘滞力与重力之比; B.重力与惯性力之比; C.惯性力与粘滞力之比; D.压力与粘滞力之比。 9、为了减少室外设备的热损失,保温层外的一层隔热材料的表面应该是。 A.表面光滑,色泽较浅 B.表面粗糙,色泽较深

C.表面粗糙,色泽较浅 10、蒸汽冷凝传热时不凝气体的存在,对冷凝给热系数α的影响是。 A.使α增加 B.使α降低 C.无影响 1、C 2、C 3、D 4、A 5、C 6、B 7、B 8、C 9、A 10、B 1、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 2、某离心泵运行一年后发现有气缚现象,应。 A 停泵,向泵内灌液 B 降低泵的安装高度 C 检查进口管路是否有泄漏现象 D 检查出口管路阻力是否过大 3、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 4、冷热两流体的对流给热系数相差较大时,提高总传热系数K值的措施 是。 A 提高小的值; B 提高大的值; C 两个都同等程度提高; D 提高大的值,同时降低小的值。 5、在空气-蒸汽间壁换热过程中可采用方法来提高传热速率最合理。 A 提高蒸汽速度; B 采用过热蒸汽以提高蒸汽温度; C 提高空气流速; D 将蒸汽流速和空气流速都提高。 6、沉降室的生产能力与有关。 A 颗粒沉降速度和沉降室高度; B 沉降面积; C 沉降面积和颗粒沉降速度; D 沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度。 7、在讨论旋风分离器分离性能时,临界直径这一术语是指: 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 8、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 9、真空蒸发时,冷凝器操作压强的最低极限取决于: A 冷凝水的温度 B 真空泵的能力 C 当地大气压力 D 蒸发器的蒸发水量 10、下述几条措施,哪一条不能提高加热蒸汽的济程度? A 采用多效蒸发流程 B 引出额外蒸汽 C 使用热泵蒸发器 D 增大传热面积 1、C 2、C 3、A 4、A 5、C

化工原理试题库(含答案)

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

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,x f,要求塔顶为x D,塔底为x w。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N T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x A=0.96(摩尔分率) .精馏段操作线方程为y=0.75x+0.24.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,F,x f,q,V保持不变,增加回流比R,则此时x D增加,x w减小,D减小,L/V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φ105mm×2.5mm的直管内流动,已知水的黏度为1.005mPa·s,密度为1000kg·m3流速为1m/s,则R e=_______________,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.

(完整版)化工原理复习题及习题答案

化工原理(上)复习题及答案 一、填空题 1.在阻力平方区内,摩擦系数λ与(相对粗糙度)有关。 2.转子流量计的主要特点是(恒流速、恒压差)。 3.正常情况下,离心泵的最大允许安装高度随泵的流量增大而(减少)。 4.气体在等径圆管内作定态流动时,管内各截面上的(质量流速相等)相等。 5.在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是(在同一种水平面上、同一种连续的流 体) 6.离心泵的效率η和流量Q的关系为(Q增大,η先增大后减小) 7.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与(指示液密度、液面高 度)有关。 8.离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生(气缚)现象。 9.离心泵在一定的管路系统工作,如被输送液体的密度发生变化(液体其余性质不变),则 扬程(不变)。 10.已知列管换热器内外侧对流传热系数分别为αi和αo且αi>>αo,则要提高总传热系数, 关键是(增大αo)。 11.现场真空表的读数为8×104 Pa,该处绝对压力为(2×104 Pa )(当时当地大气压为 1×105 Pa)。 12.为防止泵发生汽蚀,则要求装置的汽蚀余量(大于)泵的必需汽蚀余量。(大于、 小于、等于) 13.某流体于内径为50mm的圆形直管中作稳定的层流流动。其管中心处流速为3m/s,则 该流体的流量为(10.60 )m3/h,管壁处的流速为(0 )m/s。 14.在稳态流动系统中,水连续地从粗管流入细管。粗管内径为细管的两倍,则细管内水的 流速是粗管内的(4 )倍。 15.离心泵的工作点是指(泵)特性曲线和(管路)特性曲线的交点。 16.离心泵的泵壳做成蜗壳状,其作用是(汇集液体)和(转换能量)。 17.除阻力平方区外,摩擦系数随流体流速的增加而(减小);阻力损失随流体流速的 增加而(增大)。 18.两流体通过间壁换热,冷流体从20℃被加热到50℃,热流体从100℃被冷却到70℃, 则并流时的Δt m= (43.5 )℃。 19.A、B两种流体在管壳式换热器中进行换热,A为腐蚀性介质,而B无腐蚀性。(A腐 蚀性介质)流体应走管内。

(完整版)《化工原理》试题库答案(2)

《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Ф38×2.5mm的圆管中以0.1m/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 C.U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。 A.Re≥2000 B. Re>4000 C. 2000

化工原理期末考试真题及答案

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φ的只管内流动,已知水的粘度为*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: 9.(1) 若 pe〉p 或 C 〉Ce则属于解吸过程 10.(2) 若 p 〉pe 或 Ce〉C 则属于吸收过程 11.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._. 12.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。 13. ,当20℃的水(ρ=m3,μ=厘泊)在内径为100mm的光滑管内流动时,若流速为s时,其雷诺准数Re为×105;直管摩擦阻力系数λ为. 14.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有粘性 15.计算管道流体局部阻力的方法有:当量长度法;阻力系数法;,其相应的阻力计

大二化工原理吸收练习题.doc

化工原理吸收部分模拟试题及答案 1.最小液气比(L/V)min只对()(设计型,操作型)有意义,实际操作时,若(L/V)﹤(L/V)min , 产生结果是()。 答:设计型吸收率下降,达不到分离要求 2.已知分子扩散时,通过某一考察面PQ 有三股物流:N A,J A,N。 等分子相互扩散时: J A()N A()N ()0 A组分单向扩散时: N ()N A()J A()0 (﹤,﹦,﹥) 答:= > = ,< > > 。 3.气体吸收时,若可溶气体的浓度较高,则总体流动对传质的影响()。 答:增强 4.当温度升高时,溶质在气相中的分子扩散系数(),在液相中的分子扩散系数()。答;升高升高 5.A,B两组分等摩尔扩散的代表单元操作是(),A在B中单向扩散的代表单元操作是 ()。 答:满足恒摩尔流假定的精馏操作吸收 6.在相际传质过程中,由于两相浓度相等,所以两相间无净物质传递()。(错,对) 答:错 7.相平衡常数m=1,气膜吸收系数 k y=1×10-4Kmol/(m2.s),液膜吸收系数 k x 的值为k y 的100倍,这一 吸收过程为()控制,该气体为()溶气体,气相总吸收系数 K Y=() Kmol/(m2.s)。(天大97) 答:气膜易溶 9.9×10-4 8.某一吸收系统,若1/k y 》1/k x,则为气膜控制,若 1/k y《1/k x,则为液膜控制。(正,误)。 答:错误,与平衡常数也有关。 9.对于极易溶的气体,气相一侧的界面浓度y I 接近于(),而液相一侧的界面浓度x I 接近于 ()。 答:y*(平衡浓度) x(液相主体浓度) 10.含SO2为10%(体积)的气体混合物与浓度C= 0.02 Kmol/m3的SO2水溶液在一个大气压下接触,操 作条件下两相的平衡关系为 p*=1.62 C (大气压),则 SO2将从()相向()转移,以气相组成表示的传质总推动力为()大气压,以液相组成表示的传质总推动力为()Kmol/m3 。 答:气液 0.0676 0.0417 11.实验室中用水吸收 CO2基本属于()控制,其气膜中浓度梯度()(大于,小于,等于) 液膜浓度梯度,气膜阻力()液膜阻力。(清华97) 答:液膜小于小于

化工原理选择题

1下列哪些因素可能是造成筛板塔严重漏液的原因(ADE) A气量过小B气量过大 C 板上液层厚度过小 D 液量过大E严重漏液 2 造成板式塔液泛,可能是因为(CDF) A 板上也留分布不均匀 B 板上气液分布不均匀C气量过大 D 液量过大E严重漏液F板间距过小 3下列命题正确的是(AC) A板间距过小,雾沫夹带线下移B板间距过大,雾沫夹带线上移C降液管面积上升,液相上线右移D降液管面积下降,液相上线左移4以下湿空气中,_______参数是相互独立的。(B) A:H P W B:t t w C:H, t d D:l, t w 5某一定状态下的湿空气,以一定速度流过水盘液面,则平衡时水温等于_______。(A) A 湿球温度t w B干球温度t C露点温度t d D 绝热饱和温度t as 6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时,假定管内的相对粗糙度不变,则_______。(C) A 4倍 B 8倍 C 16倍 D 32倍 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 7流体在管内作完全湍流流动,其他不变,当速度提高到原来的2倍时,阻力损失是原来的___C___倍;若为层流流动,其他不变,当速度提高到原来的2倍时,阻力损失是原来的___B___倍。 A 1倍 B 2倍 C 4倍 D 8倍 8 流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的_______。(C) A动能 B 位能C静压能D总机械能 9层流与湍流的区别,下列说法不正确的是:_______。(AB) A 湍流流速大于层流流速。 B 流道截面积大的为湍流,截面积小的为层流。 C 层流的雷诺数小于湍流的雷诺数。 D 层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。 10 离心泵停车时要(A)。 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 11 离心泵最常用的调节方法是(B)。 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 12 流体通过离心泵所获得的能量主要表现为(B)。 A 动能增加 B 静压能增加C位能增加D流量增大 13离心泵工作时,通过改变出口阀的开度调节流量,其实质是(B) A 改变泵的工作特性曲线B改变管路的特性曲线 C 改变泵的扬程D调节泵的功率 14 离心沉降速度是_______。(B) A 颗粒运动的绝对速度B径向速度C切向速度D气流速度

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, X f ,要求塔顶为X D,塔底为X w 。 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N T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X A=0.96(摩尔分率).精馏段操 作线方程为y=0.75x+0.24?该物系平均相对挥发度a =2.2,此时从塔顶数起的第二块理论板上升蒸气组成为y 2= ______________ . 3.某精馏塔操作时,F,X f ,q,V保持不变,增加回流比R,贝吐匕时X D增 加_,X w减小,D减小,L/V 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? 105m M 2.5mm的直管内流动,已知水的黏度为1.005mPa?s, 密度为1000kg ? m流速为1m/s,贝U忌= _________________ ,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_________ 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 ________ 间的关系,即得到各种条件下的 _______ ■关联____ 。 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_____ 体的温度,总传热系数K接近—空气侧—流体的对流给热系 数.

化工原理上册选择填空判断题库包含答案

化工原理试题库(上册) 第一章流体流动 一、选择题 1. 连续操作时,物料衡算通式中的过程积累量GA为( A )。 A.零 B.正数 C.负数 D.任意值 2. 热量衡算中,物料的焓为相对值,通常规定( A )的焓为零。 A.0℃液体 B.0℃气体 C.100℃液体 D.100℃气体 3. 流体阻力的表现,下列阐述错误的是( D )。 A.阻力越大,静压强下降就越大 B.流体的粘度越大,阻力越大 C.流体的流动状况是产生流体阻力的根本原因 D.流体的内摩擦力在流体激烈流动时不存在 4. 压强的具有专门名称的国际单位是Pa,用基本单位表示是( C )。 A.atm B.mmHg C.Kg/m.s2 D.N/m2 5. 水在直管中流动,现保持流量不变,增大管径,则流速( B )。 A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断 6. 对可压缩流体,满足( C )条件时,才能应用柏努力方程求解。 A. )%(20ppp121式中压强采用表压表示 B. )%(01ppp12 1式中压强采用表压表示 C. )%(20ppp121式中压强采用绝压表示 D. )%(01ppp1 2 1式中压强采用绝压表示 7. 判断流体的流动类型用( C )准数。 A.欧拉 B.施伍德 C.雷诺 D.努塞尔特 8. 流体在圆形直管中滞流流动时的速度分布曲线为( B )。 A.直线 B.抛物线 C.双曲线 D.椭圆线 9. 增大流体的流量,则在孔板流量计的孔板前后形成的压强差( A )。 A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断 10. 流体在管内流动时的摩擦系数与( B )有关。 A.雷诺准数和绝对粗糙度 B. 雷诺准数和相对粗糙度 C.欧拉准数和绝对粗糙度 D. 欧拉准数和相对粗糙度 11. 测速管测量得到的速度是流体( C )速度。 A.在管壁处 B.在管中心 C.瞬时 D.平均 12. 在层流流动中,若流体的总流率不变,则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的( C )倍。 A. 2; B. 6; C. 4; D. 1。 13. 流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动,则该矩形管道的当量直径为( C )。 A. 1.2m; B. 0.6m; C. 2.4m; D. 4.8m 2 14. 流体在长为2m、高为1m的矩形管道内流动,则该矩形管道的当量直径为( A )。 A. 1.33m; B. 2.66m; C. 0.33m; D. 0.66m。 15. 流体在内管外径为25mm,外管内径为70mm的环隙流道内流动,则该环隙流道的当量直径为( D )。 A. 25mm; B. 70mm; C. 95mm; D. 45mm。 16. 当流体在园管内流动时,管中心流速最大,滞流时的平均速度与管中心的最大流速的关系为( C ) A. u =3/2.umax B. u =0.8 umax C. u =1/2. umax D u =0.75 umax 17. 判断流体流动类型的准数为( A ) A . Re数 B. Nu 数 C . Pr数 D . Fr数 18. 流体在圆形直管内作强制湍流时,其对流传热系数α与雷诺准数Re 的n 次方成正比,其中的n 值为( B ) A . 0.5 B. 0.8 C. 1 D. 0.2 19. 牛顿粘性定律适用于牛顿型流体,且流体应呈( A ) A.层流流动 B 湍流流动 C 过渡型流动 D 静止状态 20. 计算管路系统突然扩大和突然缩小的局部阻力时,速度值应取为( C ) A. 上游截面处流速 B 下游截面处流速 C 小管中流速 D 大管中流速 21. 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 )。 A. 增大; B. 不变; C. 减小; D. 不确定。 22. 流体的压强有多种表示方式,1标准大气压为 ( C ) A.780mm汞柱 B.1Kgf/cm2 D.10130Pa 23. 流体在圆管中层流流动,若只将管内流体流速提高一倍,管内流体流动型态仍为层流,则阻力损失为原来的( B )倍。 A.4 B.2 C.2 D.不能确定 24. 阻力系数法将局部阻力hf表示成局部阻力系数与动压头的乘积,管出口入容器的阻力系数为 ( A ) A.1.0 B.0.5 25. 在柏努利方程式中,P/ρg被称为 ( A ) A.静压头 B.动压头 C.位压头 D.无法确定 26. 流体的流动形式可用雷诺准数来判定,若为湍流则Re ( D ) A.<4000 B.<2000 C.>2000 D.>4000 27. 不可压缩性流在管道内稳定流动的连续性方程式为( A )可压缩性流体在管道内稳定流动的连续性方程式为( D ) 3 A.u1A1=u2A2 B.u1A2=u2A1

化工原理复习题 (2)

化工原理复习题 一 判断题 流体流动与输送 1. 当流体在管内流动达完全湍流时,摩擦系数λ与雷诺数Re 的大小无关。( ) 2. 文丘里流量计和转子流量计均属变压差流量计。( ) 3. 离心泵启动时,为减小启动功率,应将出口阀门关闭,这是因为随流量的增加,功率增大。( ) 4. 流体做层流流动时,摩擦系数λ只是Re 的函数,而与管壁的粗糙度无关。( ) 5. 流体在圆管内流动时,管的中心处速度最大,而管壁处速度为零。( ) 6. 离心泵启动时,为减小启动功率,应将出口阀门关闭,这是因为随流量的增加,功率增大。( ) 7. 理想流体流动时,无流动阻力产生。( ) 8. 设备内的真空度愈高,表明绝对压强愈大。( ) 9. 离心泵扬程随着流体流量的增大而下降。( ) 转子流量计可以读出任何流体的流量。 离心泵铬牌上的性能参数是指泵效率最高点下的性能参数。 离心泵流量为零时轴功率最小。 () 孔板流量计测流量时,流量大小不仅与压差计读数R 有关,而且与孔板孔径有关。 () 转子流量计在测流量时,转子稳定后,其上下两截面的压差随流量增大而增大。 () 离心泵使液体的实际升扬高度总是小于泵所提供的扬程。 ( ) 传热 1. 冬天,室外温度为2℃,刮着风,潮湿的衣服晒在外面不可能会结冰。( ) 2. 在相同条件下,采用逆流操作比采用并流操作所需的传热面积小。( ) 3. 导热系数和给热系数都是物性常数之一。( ) 4. 换热器的平均传热温度差,是指热流体进出口的平均温度与冷流体进出口的平均温度的差值。( ) 5. 在相同条件下,采用逆流操作比采用并流操作所需传热面积小。( ) 给热系数也是物质的一种物理性质 冬天坐在铁板上比坐在木板上要冷些,是因为木板的温度比铁板高。 () 使用列管式换热器时,压力高的物料走管内,这样外壳可以不承受高压。 () 对流传热过程热阻主要集中在流体的滞流内层上。 () 在套管式换热器中,以水蒸汽加热空气,壁温一定很接近水蒸汽的温度。() 逆流传热时的平均温度差一定大于并流时的平均温度差() 蒸馏 1. 当精馏塔各板的板效率相等时,其全塔效率与板效率相等。( ) 2. 若精馏段操作线方程 3.080.0+=x y ,则这个方程是错误的。( ) 3. 根据恒摩尔流假设,精馏塔内气、液两相的摩尔流量一定相等。( )

化工原理试题库(上册)答案

1.在层流流动中,若流体的总流率不变,则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的( C )倍。 A. 2; B. 6; C. 4; D. 1。 2.流体在圆形直管内作强制湍流时,其对流传热系数α与雷诺准数的n 次方成正比,其中的n 值为( B ) A . 0.5 B. 0.8 C. 1 D. 0.2 3.计算管路系统突然扩大和突然缩小的局部阻力时,速度值应取为( C ) A. 上游截面处流速 B 下游截面处流速 C 小管中流速 D 大管中流速 4.阻力系数法将局部阻力表示成局部阻力系数与动压头的乘积,管出口入容器的阻力系数为( A ) A.1.0 B.0.5 C.0.35 D.0.75 5.有两种关于粘性的说法:( A ) ①无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。 ②粘性只有在流体运动时才表现出来。 A.这两种说法都对; B.这两种说法都不对; C.第一种说法对,第二种说法不对; D.第二种说法对,第一种说法不对。

第二章流体输送机械 1.往复泵在操作中( A ) 。 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,输入的液体流量与出口阀的开度无关 2.一台试验用离心泵,开动不久,泵入口处的真空度逐渐降低为零,泵出 口处的压力表也逐渐降低为零,此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是( D ) A. 忘了灌水 B. 吸入管路堵塞 C. 压出管路堵塞 D. 吸入管路漏气 3.离心泵吸入管路底阀的作用是( B )。 A.阻拦液体中的固体颗粒 B.防止启动前充入的液体从泵内漏出 C.避免出现气蚀现象 D.维持最低的允许吸上高度 4.为了安全起见,离心泵的实际安装高度应比理论安装高度( B )。 A.高 B.低 C.相等 C.不确定 5.齿轮泵的流量调节采用( C )。 A.出口阀 B.进口阀 C.回流装置 D.以上三种均可 6.离心泵启动时,应把出口阀关闭,以降低起动功率,保护电机,不致超 负荷工作,这是因为( A )。 0≈0 B. >0>0 C. <0<0 7.离心泵的调节阀开大时,则( B )。 A.吸入管路的阻力损失不变 B.泵出口的压力减小

化工原理选择题题库—流体流动解析

流体流动 【当前章节】流体流动内部结构【当前难度】1 1、如下各物理量中,与压强有关的有几个(B )①压强不太高时气体的黏度; ②压强不太高时气体的运动黏度③压强不太高时气体的流速;④压强不太 高时气体的质量流速 A.1 B.2 C.3 D.4 2、流体在管内流动时,如下有几项会使层流内层增厚?(B )* ①流体黏度变小;②流体流速减小;③如为液体,升高其温度;④如为气体,升高其温度 A.1 B.2 C.3 D.4 3、如下关于定态流动和非定态流动的说法,正确的是(B ) A.定态流动时,流体内各处的流动参数()均相同 B.定态流动时,流体内各处的流动参数()均不随时间而变化 C.非定态流动时,流体内各处的流动参数都不相同 D.非定态流动时,流体流量随时间的推移而减小 4、管内流体流动时,如下哪一项不利于形成湍流(B ) A.增大管径 B.减小流体密度 C.增加流体流量 D.减小流体粘度 5、 针对圆管内的流体流动,关于层流与湍流的区别,如下表述中正确的是 (C )* A.剪应力沿径向分布的数学规律不同 B.湍流时不存在由于分子热运动而造成的动量传递,而层流时存在 C.同种流体在同样的速度梯度下,湍流剪应力大于层流 D.湍流时流体所有的质点都在脉动,而层流时流体所有质点都不脉动 6、某黏度为50mPa.s的流体在内径为60mm的圆管内做定态流动,管截面上的速度分布服从u=20y-200y*y。式中y为管截面上某一点至管壁的距离,m;u为

该点处流速,m/s。则管内最大剪应力为(A)* A.1.0Pa B.0.4Pa C.0.021 D.条件不足,无法计算 7、某流体在内径为60mm的圆管内做定态流动,管截面上的速度分布服从u=20y-200y*y。式中y为管截面上某一点至管壁的距离,m;u为该点处流速,m/s。则管内最大速度为(C) A.0.5m/s B.0.48m/s C.0.42m/s D.1.0m/s 8、当圆管内流动充分发展时,其边界层的厚度(B ) A.等于管子的内直径 B.等于管子的内半径 C.大于管子的内半径 D.大于管子的内直径 9、 在研究流体流动问题时,最小的考察对象通常是( A) A.流体的质点 B.流体的分子 C.液滴或气泡 D.流体层 10、流体的连续介质假定是指(D ) A.流体分子之间没有间隙 B.液流之中没有气泡,气流之中没有液滴 C.流体层之间没有间隙 D.流体质点之间没有间隙 11、理想气体状态方程中的压强是指气体的(B ) A.表压强 B.绝对压强 C.真空度 D.以上压强都可用于气体状态方程 12、以下哪项为基准的压强称为真空度(A ) A.当地大气压 B.标准大气压 C.绝对0压强 D.其他三个都不是

完整版化工原理试题库答案2

、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 2. 孔板流量计是(C )。 A. 变压差流量计,垂直安装。 C.变压差流量计,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 )o 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,没有关闭岀口阀门。 5?水在规格为 ①38 x 2.5mm 勺圆管中以0.1m/s 的流速流动,已知水的粘度为 1mPa-s 则其流动的型态为 (C )o 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 )o 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 &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 )o A ?固定板式换热器 B.浮头式换热器 C.U 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 ____ o A. R e > 2000 B. Re>4000 C. 2000

化工原理吸收部分模拟试题及答案

化工原理吸收部分模拟试题及答案 一、填空 1气体吸收计算中,表示设备(填料)效能高低的一个量是 传质单元高度 ,而表示传质任务难易程度的一个量是 传质单元数 。 2 在传质理论中有代表性的三个模型分别为 双膜理论 、 溶质渗透理论 、表面更新理论。 3如果板式塔设计不合理或操作不当,可能产生 严重漏液 、 严重泡沫夹带及 液泛 等不正常现象,使塔无法工作。 4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/m 2·h , 气相传质总K y =1.5kmol/m 2 ·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 。 5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 塔低 达到平衡。 6单向扩散中飘流因子 A>1 。漂流因数可表示为 BM P P ,它反映 由于总体流 动使传质速率比单纯分子扩散增加的比率。 7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 。 8一般来说,两组份的等分子反相扩散体现在 精流 单元操作中,而A 组份通过B 组份的单相扩散体现在 吸收 操作中。 9 板式塔的类型有 泡罩塔 、 浮阀塔 、 筛板塔 (说出三种);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。 10分子扩散中菲克定律的表达式为?????dz dC D J A AB A -= ,气相中的分子扩散系数D 随温度升高而???增大???(增大、减小),随压力增加而???减小???(增大、减小)。 12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。 13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。 14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 ya =2×10-4kmol/m 3.s, k xa =0.4 kmol/m 3.s, 则该吸收过程及气膜阻力占总阻力的百分数分别为 气膜控制,约100% ;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 。 A >1 B <1 C =1 D 不一定 3 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/m 2·h ,气相传质总K y =1.5kmol/m 2·h ,则该处气液界面上气相浓度y i 应为???B ???。平衡关系y=0.5x 。 A 0.02 B 0.01 C 0.015 D 0.005 4 已知SO 2水溶液在三种温度t 1、t 2、t 3下的亨利系数分别为E 1=0.0035atm 、E 2=0.011atm 、E 3=0.00625atm ,则??A ??

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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

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