化工原理复习题

一、选择题1.流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用⎽⎽A⎽流量计测量。

(A)皮托管(B)孔板流量计(C)文丘里流量计(D)转子流量计2.在滞流区颗粒的沉降速度正比于 D 。

(A)（ρs-ρ）的1/2次方(B)μ的零次方(C)粒子直径的0.5次方(D)粒子直径的平方3.气体吸收的推动力有许多种表示方法，下列那一种表示方法是不对的 C 。

(A)P-P* (B)Y-Y* (C)X-X* (D)x*-x4.在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数λ数值C(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5.在讨论旋风分离器分离性能时，临界直径这一术语是指 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6.板框压滤机横穿洗涤速率与最终过滤速率的比值为 B 。

(A) 1/2 (B)1/4 (C) 1/3 (D) l7.钢管的内径为50mm，壁厚为3.5mm，如果钢管内壁温度为120℃，钢管的导热系数为45 W·m-1·K-1，管外为空气，钢管没有保温，则钢管的外壁温度最有可能为多少度 D 。

(A)99 (B)95 (C)20 (D)1188.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t1，与之相平衡的汽相组成y A=0.7，相应的露点为t2，则⎽⎽A⎽⎽(A) t1=t2(B) t1<t2(C) t1>t2(D) 不确定9.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10.精馏操作过程中，如果回流比增加，则B。

(A)推动力减少(B)理论塔板数减少(C)分离效率下降(D)塔顶轻组分浓度下降11 离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生⎽⎽A⎽⎽⎽⎽。

化⼯原理复习题库及答案化⼯原理试题库试题⼀⼀：填充题（20分）1、某连续精馏塔中，若精馏段操作线⽅程的截距为零，则精馏段操作线斜率等于_______，提馏段操作线的斜率等于________ ,回流⽐等于____________, 馏出液等于___________,回流液量等于_____________。

2、理想溶液的特点是同分⼦间作⽤⼒_____异分⼦间作⽤⼒，形成的混合溶液中没有__________________.___________________。

3、精馏塔结构不变，操作时若保持进料的组成、流率、热状况及塔顶流率⼀定，只减少塔釜的热负荷，则塔顶组成______,塔底组成________4、精馏塔的塔底温度总是_______塔顶温度，其原因________________、-________________________________________________________。

5、已测得精馏塔⾃塔顶下数第四和第五层塔板的两相组成为0.62、0.75、0.70、0. 82,其中70x，试判断：=4y______、=5y______ 、.04==5x____。

6 、塔板负荷性能图中有______线，分别是___________、____________、_________________、_____________________、_____________________。

7、在选择吸收剂时，应主要考虑的4个⽅⾯是_____________、___________、_____________、______________。

8、对于低浓度⽓体吸收操作，在求传质单元数时，解析法的适⽤条件是__________________，对数平均推动⼒法的适⽤条件是__________________，梯级图解法的适⽤条件是____________, 图解积分法的适⽤条件是_______。

9、⽣产上常见的脱吸⽅法有___________、____________、__________。

化工原理总复习题和答案1. 化工原理中，流体流动的连续性方程是什么？答：流体流动的连续性方程为 \(\frac{A_1 V_1}{\rho_1} =\frac{A_2 V_2}{\rho_2}\)，其中 \(A_1\) 和 \(A_2\) 分别是流体在两个不同截面的横截面积，\(V_1\) 和 \(V_2\) 是流体在这两个截面的速度，\(\rho_1\) 和 \(\rho_2\) 是流体在这两个截面的密度。

2. 什么是伯努利方程，它在化工原理中有哪些应用？答：伯努利方程是描述流体流动中能量守恒的方程，表达式为 \(P +\frac{1}{2}\rho V^2 + \rho g h = \text{常数}\)，其中 \(P\) 是流体的压力，\(\rho\) 是流体的密度，\(V\) 是流体的速度，\(g\)是重力加速度，\(h\) 是流体相对于参考点的高度。

伯努利方程在化工原理中用于分析流体流动的能量转换，如泵和压缩机的设计、流体输送系统的能量损失计算等。

3. 请解释化工过程中的传热过程，并给出热传导、对流和辐射三种传热方式的基本原理。

答：化工过程中的传热是指热量从一个物体或流体传递到另一个物体或流体的过程。

热传导是热量通过物质内部分子振动和碰撞传递的过程，其基本原理是傅里叶定律，即 \(q = -k \frac{dT}{dx}\)，其中\(q\) 是热流密度，\(k\) 是材料的热导率，\(\frac{dT}{dx}\) 是温度梯度。

对流是流体中热量通过流体运动传递的过程，其基本原理是流体的动量和能量的传递。

辐射是热量通过电磁波传递的过程，其基本原理是斯特藩-玻尔兹曼定律，即 \(E = \sigma T^4\)，其中\(E\) 是辐射功率，\(\sigma\) 是斯特藩-玻尔兹曼常数，\(T\) 是绝对温度。

4. 描述化工原理中的质量传递过程，并解释扩散和对流传质两种方式。

答：化工原理中的质量传递是指不同组分在空间上的分布不均匀时，由于浓度梯度引起的物质从一个区域向另一个区域的移动。

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。

一、判断题√×1. 进行蒸馏分离，混合溶液中易挥发组分在气相中的含量较液相中低×。

2. 吸收过程中，当操作线与平衡线相切或相交时所用的吸收剂最少，吸收推动力最大×。

3. 理想的进料板位置是其气体和液体的组成与进料的气体和液体组成最接近。

√4. 对于大多数气体的稀溶液，气液平衡关系服从亨利定律。

亨利系数E 随温度的升高而增大√。

5. 各层塔板同时多次进行部分气化和部分冷凝是混合物完全精馏分离的必要条件√6. 孔板流量计的主要特点是变截面、恒压差。

×7. 在列管换热器管间装设了两块横向折流档板，则该换热器变成为双壳程的换热器×二、选择题1. 层流底层越薄(C )。

A. 近壁面速度梯度越小；B. 流动阻力越小；C. 流动阻力越大；D. 流体湍动程度越小。

2. 离心泵的效率η 和流量Q 的关系为（B ）P66A．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3. 某二元混合物，若液相组成x A 为0.45，相应的泡点温度为t1；气相组成y A 为0.45，相应的露点温度为t2，则（A）。

P237A. t1<t2B. t1=t2C. t1>t2D. 不能判断4. 精馏过程中，当进料为饱和蒸汽时，以下关系（A ）成立。

P250A、q =0，L =L′B、q =1，V =V′C、q =0，L =VD、q =1，L =L′5. 一定流量的液体在一φ25×2.5 mm 的直管内作湍流流动，其对流传热系数αi=1000 W/(m2·℃)；如流量与物性都不变，改用φ19×2 mm 的直管，则其α将变为（D）W/(m2·℃)。

A. 1259B. 1496C. 1585D. 16786. 在定态二元体系的传质过程中，引起某组分发生分子扩散的原因是（D ）。

A. 温度梯度B. 压力梯度C. 速度梯度D. 浓度梯度7. 某混合气与溶液接触，已知该物系的平衡方程为y e=0.94 x，当溶液中溶质含量为0.1（摩尔分率，下同），气相中溶质含量为0.15，该过程为（A ）。

第一章 流体流动与输送机械1. 燃烧重油所得的燃烧气，经分析知其中含CO 28.5％，O 27.5％，N 276％，H 2O8％（体积％），试求此混合气体在温度500℃、压力101.3kPa 时的密度。

解：混合气体平均摩尔质量molkg M y M i i m /1086.281808.02876.032075.044085.03-⨯=⨯+⨯+⨯+⨯=∑=∴ 混合密度333/455.0)500273(31.81086.28103.101m kg RT pM m m =+⨯⨯⨯⨯==-ρ 2．已知20℃下水和乙醇的密度分别为998.2 kg/m 3和789kg/m 3,试计算50％（质量％）乙醇水溶液的密度。

又知其实测值为935 kg/m 3，计算相对误差。

解：乙醇水溶液的混合密度7895.02.9985.012211+=+=ρρρa a m3/36.881m kg m =∴ρ相对误差：%74.5%10093536.8811%100=⨯⎪⎭⎫⎝⎛-=⨯-实实m m m ρρρ3．在大气压力为101.3kPa 的地区，某真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为85kPa 。

若在大气压力为90 kPa 的地区，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时真空表的读数应为多少？解：''真真绝p p p p p a a -=-=∴kPa p p p p a a 7.73)853.101(90)(''=--=--=真真7．用一复式U 形压差计测量水流过管路中A 、B 两点的压力差。

指示液为汞，两U 形管之间充满水，已知h 1=1.2m ，h 2=0.4m ，h 4=1.4m ，h 3=0.25m ，试计算A 、B 两点的压力差。

解：图中1、2为等压面，即21p p =11gh p p A ρ+= 1032gR p p ρ+= 1031gR p gh p A ρρ+=+∴(1)又 20365gR gh p p p B ρρ++==)(24543h h g p p p --==ρ)(24203h h g gR gh p B --++=ρρρ (2)题7 附图3462 43 15将(2)代入(1)中:10242031)(gR h h g gR gh p gh p B A ρρρρρ+--++=+ B A AB p p p -=∆∴11024203)(gh gR h h g gR gh ρρρρρ-+--+= )()(2104312R R g h h h h g ++-+-=ρρ g R R ))((021ρρ-+=81.9)100013600()25.04.14.12.1(⨯-⨯-+-=∆∴AB pkPa Pa 0.2417.241031≈=8．根据附图所示的双液体U 管压差计的读数，计算设备中气体的压力，并注明是表压还是绝压。

化工原理复习题及答案一、选择题1. 化工生产中，物料衡算的基本原则是什么？A. 质量守恒B. 能量守恒C. 动量守恒D. 电荷守恒答案：A2. 在化工过程中，下列哪个参数不是过程设计中需要考虑的？A. 反应速率B. 压力C. 温度D. 颜色答案：D3. 化工设备中，换热器的主要功能是什么？A. 传递热量B. 传递质量C. 传递动量D. 传递电荷答案：A二、填空题1. 在连续搅拌的化学反应器中，反应物浓度随时间变化的微分方程是_ 。

答案：dc/dt = -kC2. 化工过程中，压力降通常与流体的流速、管道直径和流体的 _ 有关。

答案：粘度3. 根据Dalton分压定律，混合气体的总压力等于各组分气体的 _ 之和。

答案：分压力三、简答题1. 简述化工过程中的三种基本操作单元。

答案：化工过程中的三种基本操作单元包括：物料输送（如泵、压缩机等）、热量交换（如换热器、冷凝器等）和质量分离（如蒸馏塔、吸收塔等）。

2. 描述化工过程中的热力学第一定律和第二定律。

答案：热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表明能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转换为另一种形式，或从一个系统转移到另一个系统。

化工过程中，这个定律用于计算能量的平衡和转换。

热力学第二定律，通常表述为熵增原理，表明在一个孤立系统中，自发过程总是向着熵增加的方向进行，即系统会自然趋向于更加无序的状态。

四、计算题1. 某化工反应器中进行的是一级不可逆反应A → B，反应速率常数k=0.05 min⁻¹。

若初始时刻[A]₀=1.0 mol/L，求5分钟后[A]的浓度。

答案：根据一级反应的速率方程：dc/dt = -kC积分得：lnC = -kt + lnC₀代入数据：lnC = -0.05 * 5 + ln1解得：C = e^(-0.25) ≈ 0.7788 mol/L2. 一个换热器中，热水和冷水通过平行流的方式进行热量交换。

已知热水的入口温度为80°C，出口温度为60°C，冷水的入口温度为20°C，出口温度为40°C。

化⼯原理复习题名词解释1.单元操作：在各种化⼯⽣产过程中，除化学反应外的其余物理操作。

如流体的流动与输送，沉降，过滤，传热，蒸发，结晶等。

2.真空度：当被测流体的绝对压强⼩于外界⼤⽓压强时，真空表的数值。

它表⽰所测压⼒的实际值⽐⼤⽓压⼒低多少，即真空度＝⼤⽓压强－绝对压强 = －表压强3.⽜顿流体：符合⽜顿黏性定律的液体称之为⽜顿流体。

所有⽓体和⼤多数低相对分⼦质量液体均属于⽜顿流体，如⽔、空⽓等4.层流流动：是流体两种基本流动形态之⼀，当管内流动的Re<2000时，流体质点在管内呈平⾏直线流动，⽆不规则运动和相互碰撞及混杂。

5.理想流体：粘度为零的流体。

实际⾃然中并不存在，引⼊理想流体的概念，对研究实际流体起重要作⽤。

6.泵的特性曲线：泵在⼀定的转速下，压头、功率、效率与流量之间的关系曲线。

7.流体边界层：当流体流经固体壁⾯时，由于流体具有黏度，在垂直于流体流动的⽅向上流速逐渐减弱，受壁⾯影响⽽存在速度梯度的流体层。

8.泵的⼯作点：泵的特性曲线和管路特性曲线的交点。

9.泵的安装⾼度：泵的吸⼊⼝轴线与贮液槽液⾯间的垂直距离（Zs, m ）。

泵的安装⾼度直接影响到泵的吸液性能。

)(22m H g u g p p z fs s s a s -=-=ρ g u s 22，Hfs 变化不⼤，P a ⼀定，P s 越⼩，安装⾼度越⼤。

10.泵的压头：也称泵的扬程，是泵给予单位重量(1N)液体的有效能量，其单位为m 。

f Hg u g p z H +?+?+?=22ρ, （m ）11.边界层分离：当流体沿曲⾯流动或流动中遇障碍物时，不论是层流或湍流，会发⽣边界层脱离壁⾯的现象。

dydu =τ12.完全湍流区：λ-Re 曲线趋于⽔平线，及摩擦系数λ只与ε/d 有关，⽽与Re 准数⽆关的⼀个区域，与h f 成正⽐，所以⼜称阻⼒平⽅区。

13.风压HT ：单位体积（1m 3 ）的⽓体流过通风机所获得的机械能，其单位为P a ( J/m 3或N/ m 2)，习惯上还⽤mmH 2O 表⽰。

化工原理复习题加答案解析# 化工原理复习题加答案解析一、选择题1. 流体静力学基本方程式是：A. 伯努利方程B. 牛顿第二定律C. 连续性方程D. 理想气体状态方程答案：D. 理想气体状态方程解析：理想气体状态方程是描述理想气体状态的基本方程式，表达为 \( P = \frac{nRT}{V} \)，其中 \( P \) 是压力，\( n \) 是摩尔数，\( R \) 是理想气体常数，\( T \) 是温度，\( V \) 是体积。

2. 在化工生产中，常用的传热方式有：A. 导热B. 对流C. 辐射D. 所有以上答案：D. 所有以上解析：化工生产中，传热方式包括导热、对流和辐射。

导热是指热量通过物质内部分子振动和自由电子运动传递；对流是指流体中温度不同的各部分之间通过宏观位移传递热量；辐射是指物体因温度原因发出的电磁波传递能量。

二、简答题1. 简述化工过程中的物料衡算和能量衡算的重要性。

答案解析：物料衡算和能量衡算是化工过程中的基础。

物料衡算确保了反应物和产物的质量守恒，有助于确定反应器的尺寸和操作条件。

能量衡算则帮助确定所需的能量输入和输出，对于设计换热器、加热器和冷却器等设备至关重要，同时也有助于优化工艺流程，提高能效。

2. 描述传质过程在化工生产中的应用。

答案解析：传质过程在化工生产中应用广泛，包括蒸馏、吸收、萃取和干燥等。

传质过程涉及物质从一种相态转移到另一种相态，例如，蒸馏过程中的组分分离、吸收过程中的气体溶解、萃取过程中的溶剂选择性以及干燥过程中的水分去除。

三、计算题1. 已知某理想气体在等温条件下从状态1（\( P_1 = 2 \) atm,\( V_1 = 3 \) L）膨胀到状态2（\( V_2 = 6 \) L）。

求状态2的压力 \( P_2 \)。

答案解析：根据波义耳定律（等温条件下压力和体积的乘积为常数），有 \( P_1V_1 = P_2V_2 \)。

代入已知数值，得到 \( 2\times 3 = P_2 \times 6 \)，解得 \( P_2 = 1 \) atm。

《化工原理》复习题一、填空题（每空分，共分）、流体在圆形直管中作层流流动时，此时摩擦系数λ与关系式为λ。

、层流与湍流的本质区别是层流时流体质点无脉动，而湍流有。

、厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知各层厚度>>，导热系数λ<λ<λ，在定态传热过程中，各层热阻的大小为。

、管换热器做成多管程的目的是。

、在气膜控制的吸收过程中，如果操作条件和吸收液的量不变，增大混合气体的量，则传质阻力。

、据双膜吸收理论，在气膜与液膜相交的界面上，气、液两相处于状态。

、蒸馏操作中共有五种进料热状态，其中进料的热状况参数值最大。

、在精馏操作时，若其他不变，回流比增大，所需理论板层数。

、干燥操作中既有传热，也有传质，其中传质推动力为。

、空气的湿度一定，若总压不变，温度升高，则相对湿度φ。

二、选择题（每空分，共分）、一般液体的粘度随温度的升高而（）。

. 增大. 减小. 不变. 不确定、离心泵的效率随着流量的增大而（）。

. 增大. 减小. 不变. 先增大后减小、为了减少室外设备的热损失，保温层外包的一层金属皮应采用（）的材料。

. 表面光滑，色泽较浅.表面粗糙，色泽较深. 表面粗糙，色泽较浅. 表面光滑，色泽较深、水在圆形直管内作湍流流动，若使流速提高到原来的倍，其它不变，则其对流传热系数为原来的（）倍。

. . 4. .、在吸收操作中，若*－≈－，则该过程为（）。

．气膜控制. 液膜控制. 双膜控制. 不能确定、混合气体中被液相吸收的组分称为（）。

、吸收剂、吸收质、吸收液、溶剂、两组分液体混合物，其相对挥发度α较大，表示用普通蒸馏方法进行分离（）。

、较容易、较困难、很困难、不能够、用一精馏塔完成分离任务所需理论板数为块（包括再沸器），若全塔效率为，则塔内实际板数为（）。

....、湿空气不能作为干燥介质的条件是（）。

、φ< 、φ、φ< 、φ、若湿物料的湿基含水量为，其干基含水量为（）。

一、选择、填空传热1、在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气，此过程的总传热系数K值接近于（B ）。

A. α蒸汽B. α空气C. α蒸汽与α空气的平均值2、在确定列管换热器冷热流体的流径时，一般来说，蒸汽走；易结垢的流体走；高压流体走；有腐蚀性的流体走；粘度大或流量小的流体走。

壳程，管程，管程，管程，壳程3、边长为a的正方体内部，底面对其余5面的角系数为，其余5面对底面的角系数为。

1，0.24、一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果应，主要原因是，受潮后使保温层材料导热系数。

降低，水的导热系数大于保温材料的导热系数，增大。

蒸馏1、精馏操作时，增大回流比R，其他操作条件不变，则精馏段液气比（A）A增加 B 不变 C 不确定D减小2、若进料量、进料组成、进料热状况都不变，要提高x D，可采用（C）A、减小回流比B、增加提馏段理论板数C、增加精馏段理论板数D、塔釜保温良好3、在t-x-y图中的气液共存区内，气液两相温度，但气相组成液相组成，而两相的量可根据来确定。

相等大于杠杆规则4、双组分溶液的相对挥发度α是溶液中的挥发度对的挥发度之比，若α=1表示。

物系的α值愈大，在x-y图中的平衡曲线愈对角线。

易挥发组分，难挥发组分，不能用普通蒸馏方法分离，远离5、在连续精馏塔内，加料板以上的塔段称为，其作用是；加料板以下的塔段（包括加料板）称为，其作用是。

精馏段，提浓上升蒸汽中易挥发组分，提馏段，提浓下降液体中难挥发组分6、精馏过程回流比R的定义式为；对于一定的分离任务来说，当R=时，所需理论板数为最少，此种操作称为；而R=时，所需理论板数为∞。

R=L/D，∞，全回流，R min吸收1、在下列吸收过程中，属于气膜控制的过程是。

(A) 水吸收氧；(B) 水吸收氢；(C) 水吸收氨；(D) 水吸收二氧化碳。

2、在低浓度难溶气体的逆流吸收塔中，若其他条件不变而入塔液体量增加，则此塔的液相传质单元数N OL将_______，而气相总传质单元数N OG将_______，气体出口浓度y a将_______。

生物化工原理复习填空题1. 测速管和孔板流量计均属于 型流量计，是用变动压强差来反映流量的；转子流量计是属于定压强差流量计，是通过 来反映流量的。

2. 离心泵特征曲线包括 、 和η-Q 三条曲线。

3. 选用旋风分离器的主要依据是 即生产能力、允许的压强降；要求达到的 。

4. 传热的基本方式有 三种；牛顿冷却定律表达式为其中温度差代表流体温度和壁面温度差；一般用在 传热方式。

5. 蒸发既是一个传热过程，又是一个溶剂汽化，产生大量蒸汽的传质过程，因此要保障蒸发的连续进行，必须做到两个方面：（1）不断地向溶液提供热量， ；（2）及时移走产生的蒸汽，否则 ，使 。

6. 对于饱和湿空气，则湿球温度与干球温度以及露点三者 ；在一定温度和压力下，以湿空气作干燥介质，当所用空气的相对湿度ϕ减少时，则湿物料的平衡水分相应 ，其自由水分相应 。

7. 在本课程的学习中，以 种传递现象的基本原理为主线，以物料衡算、 、平衡关系、传递速率、 等基本概念为理论依据，掌握单元操作通用的学习方法和分析问题的能力，增加解决工程实际问题的能力。

8.若C ※-C ≈Ci-C ，则该吸收过程为 控制，若P-P ※≈P-pi ，则该吸收过程为 控制。

9. 理想流体的伯努利方程式为 ，它包括单位质量所具有的位能、 、和动能，三者之和称为总机械能或总能量。

10. 降尘室操作时，气体的流动应控制在 流型；降沉室内，颗粒可被分离的必要条件是 。

11. 在吸收单元操作中，混合气体从 引入吸收塔，向上流动；吸收剂从塔顶 引入， 流动。

吸收液从塔底引出，尾气从塔顶引出。

12. 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。

13. 气液两相呈相平衡状态时，气液两相温度 ，但气相组成装订线液相组成；气液两相组成相同时，则气相露点温度液相泡点温度。

14. 滤饼过滤是指，深床过滤是指。

15. 液体在大容器内沸腾时，随着温度差（tW -tS）的不同，出现、核状沸腾和不同的沸腾状态，在工业上，一般采用。

一、填空题：1. 导热系数（λ）是物质的物理性质之一。

若要提高导热速率，应选用导热系数的材料；保温时则要选用导热系数的材料。

2. 传热的基本形式除对流外，还有和。

对流传热有强制对流传热和对流传热。

3. 水蒸气冷凝的传热膜系数α1，水沸腾传热膜系数α2，液体对流传热膜系数α3和气体对流传热膜系数α4。

四者中最小的是。

4. 某水蒸气管道拟用同样厚度的石棉泥（λ=0.15 W·m‐1·K‐1）和矿渣棉（λ=0.07 W·m‐1·K‐1）作保温材料，为了减少热损失，应包扎在外层。

5. 某水蒸气管道拟用同样厚度的石棉泥（λ=0.15 W·m‐1·K‐1）和矿渣棉（λ=0.07 W·m‐1·K‐1）作保温材料，为了减少热损失，应包扎在外层。

6. 在对流传热过程中，将众多的影响因素归纳成如下几个特征数（无量纲数）:，，，。

7. 流体与固体壁面间的对流传热（给热），其热阻主要是集中于。

8. 在列管换热器中，用饱和水蒸气加热气体反应物，通常让走管程，走壳程；提高总传热系数的措施是提高的流速。

9. 热传导是在物体内部或者物体与物体接触中，由于传递热能；而对流传热是由于传递热能。

10. 两种流体通过间壁进行换热的过程，包括和的过程。

间壁的导热；间壁两侧的对流传热二、判断题：1. 导热系数λ与传热膜系数α，都是物质的物理性质.…………………………（）2. 当在定常状态下，变温传热是指传热面上各点温度既不随时间变化,也不随传热面位置而变化的传热过程。

……………………………………………………………………（）3. 传热时，如果管壁结有垢层，即使厚度不大，也会有较大的热阻，所以应该及时清除热交换器管壁上的污垢。

………………………………………………………………（）4. 当选用多种绝热材料时，在耐热性等条件允许时，为提高保温效果，应将导热系数大的包扎在内层。

化工原理复习题和答案# 化工原理复习题和答案一、选择题1. 化工生产中常用的传热设备是：A. 反应器B. 换热器C. 蒸馏塔D. 离心泵答案：B2. 以下哪项不是影响流体流动的因素？A. 流体密度B. 流体粘度C. 管道直径D. 流体温度答案：D3. 化工原理中，单位时间内通过单位面积的物料量称为：A. 流速B. 流量C. 流率D. 流密度答案：A二、填空题1. 根据牛顿黏性定律，流体的_________与_________成正比，比例常数称为_________。

答案：剪切应力；剪切速率；动力粘度2. 化工设备中，换热器的工作原理是基于_________的传递。

答案：热量3. 蒸馏是一种利用组分沸点差异来实现_________的方法。

答案：分离三、简答题1. 简述化工过程中的三种基本操作单元。

答案：化工过程中的三种基本操作单元包括：流体力学操作（如泵、压缩机、管道输送等）、传热操作（如换热器、冷却器等）和传质操作（如蒸馏、吸收、干燥等）。

2. 什么是雷诺数？它在化工设计中有何重要性？答案：雷诺数是无量纲数，用于描述流体流动的特性，是流体惯性力与粘性力的比值。

在化工设计中，雷诺数用于判断流体流动是层流还是湍流，对管道设计、换热器设计等有重要影响。

四、计算题1. 某化工工厂需要设计一个换热器，已知热流体的进口温度为150℃，出口温度为120℃，冷流体的进口温度为30℃，出口温度为70℃。

若热流体的流量为2000 kg/h，冷流体的流量为1500 kg/h，热流体的比热容为4.18 kJ/(kg·K)，冷流体的比热容为3.96 kJ/(kg·K)。

求换热器的最小面积。

答案：首先计算热流体和冷流体的温差，然后使用传热方程Q = m * Cp * ΔT，计算热流体和冷流体的热负荷。

接着利用对数平均温差法计算换热器的传热面积。

具体计算过程需要根据公式和给定数据进行。

五、论述题1. 论述化工原理在现代工业生产中的应用及其重要性。

第一章流体流动与输送机械1. 燃烧重油所得的燃烧气，经分析知其中含CO 28.5％，O 27.5％，N 276％，H 2O8％（体积％），试求此混合气体在温度500℃、压力101.3kPa 时的密度。

解：混合气体平均摩尔质量molkg M y M i i m /1086.281808.02876.032075.044085.03-⨯=⨯+⨯+⨯+⨯=∑=∴ 混合密度2．已知20℃下水和乙醇的密度分别为998.2 kg/m 3和789kg/m 3,试计算50％（质量％）乙醇水溶液的密度。

又知其实测值为935 kg/m 3，计算相对误差。

解：乙醇水溶液的混合密度 相对误差：3．在大气压力为101.3kPa 的地区，某真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为85kPa 。

若在大气压力为90 kPa 的地区，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时真空表的读数应为多少？ 解：''真真绝p p p p p a a -=-=∴kPa p p p p a a 7.73)853.101(90)(''=--=--=真真4．如附图所示，密闭容器中存有密度为900 kg/m 3的液体。

容器上方的压力表读数为42kPa ，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上0.55m ，其读数为58 kPa 。

试计算液面到下方测压口的距离。

解：液面下测压口处压力5. 如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水，油层和水层的厚度分别为700mm 和600mm 。

在容器底部开孔与玻璃管相连。

已知油与水的密度分别为800 kg/m 3和1000 kg/m 3。

（1）计算玻璃管内水柱的高度；（2）判断A 与B 、C 与D 点的压力是否相等。

解：（1）容器底部压力 （2）B A p p ≠ DC p p =10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×3.5mm 。

1. 一套管换热器，冷、热流体的进口温度分别为55℃和115℃。

并流操作时，冷、热流体的出口温度分别为75℃和95℃。

试问逆流操作时，冷、热流体的出口温度分别为多少？假定流体物性数据与传热系数均为常量。

2.在外径100mm 的蒸汽管道外包绝热层。

绝热层的导热系数为0.08 W/(m·℃)，已知蒸汽管外壁150℃，要求绝热层外壁温度在50℃以下，且每米管长的热损失不应超过150W/m ，试求绝热层厚度。

3.用离心泵在转速为1350rpm 时的扬程~流量关系可用He=13.67-8.30×10-3V 2表示，式中He 为扬程，m; V 为流量，m 3/h.现欲用此泵输水。

已知低位槽水面和输水管终端出水口皆通大气，二者垂直高度差为8.0m,管长50m(包括局部阻力的当量管长），管内径为40mm,摩擦系数为0.02.要求水流量15 m 3/h.试问：若采用单泵、两泵并联和两泵串联，何种方案能满足要求？略去出口动能。

Ct C T t T t T T t T t t t t t T t T t t T t C W T C W C W KS t KS Q C t C W C W C W C W tC W T C W Q Q m pC C ph h phh mm pCC ph h pC C ph h pC C ph h ch 0'20'2'2'2'2'2'2'2'221'21'22'21'2'2'2'203.767.9355115]2/)(30[55.01152/)(302/)(11555551155511555.041.3620/60ln /)2060(557595115==-=--+=--+=∆+∆=∆∴∆=∆∴-=∆-=∆-=-∴-=-=∴∆==-=∆=∴-=-∆=∆=解得）（）（逆流时：）（）（则解：并流时：Θ—4.某离心泵输水流程如附图示。

第一章流体流动1.当流体在圆管内流动时，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( )A. u ＝3/2.u maxB. u ＝0.8 u maxC. u ＝1/2. u max D u =0.75 u max2.判断流体流动类型的准数为（）3. A. Re数 B. Nu 数 C. Pr数 D. Fr数4.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（）A. 0.5B. 0.8C. 1D. 0.25.牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈（）A．层流流动 B. 湍流流动 C. 过渡型流动 D. 静止状态6.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（）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7.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。

8.米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管径、管长不变，油温升高，粘度为原来的1/2 ，则摩擦阻力损失为原来的_____倍。

9.牛顿黏性定律的数学表达式是，服从此定律的流体称为。

10.流体在圆形直管中作层流流动，如果流量等不变，只是将管径增大一倍，则阻力损失为原来的_________。

11.当20℃的甘油(ρ=1261kg.m-3,,μ=1499厘泊)在内径为100mm 的管内流动时,若流速为2.5m.s-1时,其雷诺准数Re为__________ ,其摩擦阻力系数λ为________.12.当量直径的定义是de＝，对边长为ａ正方形风管当量直径de＝。

13.当量直径的定义是de＝，在套管环间流动的流体，外管的内径是d2，内管的外径是d1，则当量直径d e＝。

14.当Re 为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ=__________，在管内呈湍流时，摩擦系数λ与____________、_____________有关。

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.13. 气液两相平衡关系将取决于以下两种情况：(1) 若 p *>p 或 C>C * 则属于_______解吸_______过程(2) 若 p>p * 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__。

（1）保温瓶在设计和使用过程中采取了哪些防止热损失的措施？答：首先，保温瓶瓶胆设计成玻璃夹层结构。

夹层因空气被抽出接近真空，可防止对流散热损失。

其次，瓶胆夹层内两表面均镀有银、铝等低黑度涂层，增加了辐射传热热阻大幅度降低了辐射散热量。

举例说，如夹层内壁温度为98C ，外壁温度为28C ，黑度为0.95的玻璃表面镀上黑度为0.02的银层后,其辐射散热量可由原来的5502mW降至6.152mW。

第三，在使用保温瓶时，瓶盖选用导热系数很小的软木制作，而且在灌水时还要在瓶颈处留出一段空气的导热系数比水在小得多，从而有效地降低了瓶口的导热热损失。

（2）计算蒸气在水平管外冷凝的凯恩（Kern ）公式为：=a 0.725(td rg ∆∙∙∙∙∙023μρλ)。

试定性说明各种因素对冷凝给热系数a 的影响。

答：应当指出，冷凝给热的热阻是凝液造成的，因此式中各物性常数都是凝液的物性，而非蒸气的物性。

当λ大时，液膜导热性能良好，a 自然就大；ρ大，液膜容易从壁面上往下滑，同样使a 增大，潜热r 大，a 也大。

相反，若蒸气温度和壁温之间的温差t ∆大，则意味着单位时间内凝液量增多，凝液膜增厚，这反而不利于传热，因此a 会变小；当粘度μ增大时，因流动阻力增大，液膜增厚，a 必然减小；至于水平管的直径d 0大了，会使管子下部液膜加厚，同样不利于传热， a 也要变小。

将上面定性分析结果与凯恩公式对照后可以发现：二者是完全一致的． （3）换热器的热负荷与传热速率有何不同？答：冷、热流体在单位时间内在换器中所交换的热量，称为换热器的热负荷．它是针对换热任务的需要提出的，是生产上要求换热器应具有的换热能力，热负荷可根据生产中物流量、进出口温度及状态变化求化求出。

而传热速率则是指换热器本身在一定操作条件下所具有的传递热量的能力，是换热器本身的特性，二者是不相同的。

容易混淆的是，实际生产中设计或标定换热器时，常把传热速率与热负荷视为相等，一般都是通过热负荷的计算，求得换热器应具有的传热速率，再依据传热基本方程求出所需换热器的传热面积，尽管二者在数值上常视为相等，但就其本质讲，含义是完全不同的。