上海交大839化工基础专硕陈敏恒《化工原理》考研真题
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第14章固体干燥14.1 复习笔记一、概述1.固体去湿方法和干燥过程(1)物料的去湿方法①机械去湿当物料带水较多,可先用离心过滤等机械分离方法以除去大量的水。
②吸附去湿用某种平衡水汽分压很低的干燥剂(如CaC12、硅胶等)与湿物料并存,使物料中水分相继经气相而转入干燥剂内。
③供热干燥向物料供热以汽化其中的水分。
供热方式又有多种。
工业干燥操作多是用热空气或其他高温气体为介质,使之掠过物料表面,介质向物料供热并带走汽化的湿分。
此种干燥常称为对流干燥,是本章讨论的主要内容。
(2)对流干燥过程的特点当温度较高的气流与湿物料直接接触时,气固两相间所发生的是热、质同时传递的过程。
2.对流干燥流程对流干燥可以是连续过程也可以是间歇过程,图14-1是典型的对流干燥流程示意图。
空气经预热器加热至适当温度后,进入干燥器。
在干燥器内,气流与湿物料直接接触。
沿其行程气体温度降低,湿含量增加,废气自干燥器另一端排出。
若为间歇过程,湿物料成批放入干燥器内,待干燥至指定的含湿要求后一次取出。
图14-1 对流干燥流程示意图二、干燥静力学1.空气的状态参数(1)空气中水分含量的表示方法①水汽分压p水汽与露点t d测定水汽分压的实验方法是测量露点,即在总压不变的条件下将空气与不断降温的冷壁相接触,直至空气在光滑的冷壁面上析出水雾,此时的冷壁温度称为露点t d。
测出露点温度t d,便可从手册中查得此温度下的饱和水蒸气压。
②空气的湿度空气的湿度H定义为每千克干空气所带有的水汽量,单位是kg/kg干气,即式中P为总压。
③相对湿度从相对湿度的定义可知,相对湿度φ表示了空气中水分含量的相对大小。
φ=1,表示空气已达饱和状态,不能再接纳任何水分;φ值愈小,表明空气尚可接纳的水分愈多。
④湿球温度测量水汽含量的简易方法是测量空气的湿球温度t w。
对空气-水系统,当被测气流的温度不太高,流速>5m/s时,α/k H为一常数,其值约为1.09kJ/(kg·℃),故由湿球温度的原理可知,空气的湿球温度t w总是低于干球温度t。
10.2 课后习题详解(一)习题板式塔10-1 某筛板塔在常压下以苯-甲苯为试验物系,在全回流下操作以测定板效率。
今测得由第9、第10两块板(自上向下数)下降的液相组成分别为0.652与0.489(均为苯的摩尔分数)。
试求第10块板的默弗里湿板效率。
解:已知:常压苯-甲苯系统,,求:第十块板的默弗里板效率E MV全回流下,y n+1=x n∴y11=x10=0.489 y10=x9=0.653苯-甲苯系统α=2.4810-2 甲醇-水精馏塔在设计时规定原料组成X F=0.40,塔顶产品组成为0.90,塔釜残液组成为0.05(均为甲醇的摩尔分数),常压操作。
试用0’connell关联图估计精馏塔的总塔效率。
解:已知:常压,甲醇-水系统,x f=0.4,x D=0.9,x w=0.05,求:用O´connell关联图估计E T由教材附录相平衡数据查得再查t=80℃时,汽液共存查O,connell关联图得10-3 一板式吸收塔用NaOH水溶液吸收氯气。
氯气的摩尔分数为2%,要求出塔摩尔分数低于0.002%。
各块塔板的默弗里板效率均为50%,不计液沫夹带,求此塔应有多少块实际板。
NaOH溶液与氯气发生不可逆化学反应,可设相平衡常数m=0。
解:已知:求:∵m=0每板逐推得实际板数为10。
10-4 某厂常压操作下的甲苯-邻二甲苯精馏塔拟采用筛板塔。
经工艺计算知某塔板的气相流量为2900m3/h,液相流量为9.2m3/h。
试用弗尔的泛点关联图以估计塔径。
有关物性数据:气相密度为3.85kg/m3,液相密度为770kg/m3.液体的表面张力为17.5mN/m。
根据经验选取板间距为450mm、泛点百分率为80%,单流型塔板,溢流堰长度为75%塔径。
解:已知:P=101.3kPa,甲苯-邻二甲苯系统,,求:用弗尔泛点关联图估计塔径查弗尔泛点关联图,得由教材图10-40查得圆整取D=1.2m此时泛点半分率填料塔10-5 某填料精馏塔用以分离氯仿-1,1-二氯乙烷,在全回流下测得回流液组成x D=8.05×10-3,残液组成x w=8.65×10-4(均为1,1-二氯乙烷的摩尔分数)。
陈敏恒化工原理第5版笔记和考研真题详解
陈敏恒《化工原理》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解
内容简介
本书是陈敏恒《化工原理》(第5版)教材的学习辅导书,主要包括以下内容:
1.整理名校笔记,浓缩内容精华。
在参考了国内外名校名师讲授该教材的课堂笔记基础上,复习笔记部分对该章的重难点进行了整理,因此,本书的内容几乎浓缩了该教材的知识精华。
2.解析课后习题,提供详尽答案。
本书参考了该教材的国内外配套资料和其他教材的相关知识对该教材的课(章)后习题进行了详细的分析和解答,并对相关重要知识点进行了延伸和归纳。
3.挑选考研真题,总结出题思路。
本书挑选了部分名校的相关考研真题,总结出题思路,有利于强化对重要知识点的理解。
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试看部分内容
绪论
0.1 复习笔记
【知识框架】
【重点归纳】
“化工原理”主要学习内容
“化工原理”学习内容包括单元操作(重点内容)、传递过程(全书主线)、研究方法(重要手段)。
1单元操作
各单元操作的内容包括:过程和设备。
常见单元操作见教材表0-1。
2传递过程
(1)动量传递过程(单相或多相流动)。
(2)热量传递过程——传热。
(3)物质传递过程——传质。
3基本研究方法
(1)数学分析法。
(2)实验研究方法,是经验方法。
(3)数学模型方法,是半理论半经验方法。
陈敏恒《化工原理》第5版上册配套考研题库陈敏恒《化工原理》(第5版)(上册)配套题库【考研真题精选+章节题库】目录第一部分考研真题精选一、选择题二、填空题三、简答题四、计算题第二部分章节题库绪论第1章流体流动第2章流体输送机械第3章液体的搅拌第4章流体通过颗粒层的流动第5章颗粒的沉降和流态化第6章传热第7章蒸发•试看部分内容考研真题精选一、选择题1流体在圆形直管中流动时,若流动已进入完全湍流区,则随着流速的增大,下列四种论述中正确的是()。
[华南理工大学2017年研]A.摩擦系数减少,阻力损失增大B.摩擦系数是雷诺数和相对粗糙度的函数,阻力损失与流速的平方成正比C.摩擦系数减少,阻力损失不变D.摩擦系数与流速无关,阻力损失与流速的平方成正比【答案】D查看答案【解析】当流体进入完全湍流区时,摩擦系数和粗糙程度有关,而随着流速的增大,摩擦系数不变,由阻力损失公式可知,阻力损失只与流速的平方成正比。
2层流与湍流的本质区别是()。
[中南大学2012年研]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【答案】D查看答案【解析】流体做层流流动时,其质点做有规则的平行运动,各质点互不碰撞,互不混合。
流体做湍流流动时,其质点做不规则的杂乱运动并相互碰撞,产生大大小小的漩涡,即湍流向前运动的同时,还有径向脉动。
3一台正在工作的往复泵,关于其流量表述正确的是()。
[浙江大学2014年研]A.实际流量与出口阀的开度有关B.实际流量与活塞的行程(移动距离)无关C.实际流量与电机转速无关D.实际流量与泵的扬程在一定范围内有关【答案】C查看答案【解析】往复泵的流量(排液能力)只与泵的几何尺寸和活塞的往复次数有关,而与泵的压头及管路情况无关,即无论在什么压头下工作,只要往复一次,泵就排出一定体积的液体,所以往复泵是一种典型的容积式泵。
4离心泵的调节阀关小时,()。
0.1 复习笔记一、化工生产过程1.化学工业的定义化学工业是对原料进行化学加工以获得有用产品的工业,核心是化学反应过程及其设备——反应器。
2.化工生产的要求为使反应器内保持适宜的压力、温度和物料的组成等条件,原料需经过前处理。
前处理是指原料经过的一系列预处理以除去杂质,达到必要的纯度、温度和压力的过程。
反应产物同样需要经过各种后处理过程加以精制。
二、单元操作1.单元操作的分类按操作的目的可分为:(1)物料的增压、减压和输送;(2)物料的混合或分散;(3)物料的加热或冷却;(4)非均相混合物的分离;(5)均相混合物的分离。
2.常用单元操作及内容(1)常见单元操作单元操作是按物理过程的目的,兼顾过程的原理、相态,将各种前、后处理归纳成的系列操作,如表0-1所示。
表0-1(2)单元操作的内容各单元操作的内容包括:过程和设备。
三、“化工原理”课程的两条主线1.传递过程(1)动量传递过程(单相或多相流动);(2)热量传递过程——传热;(3)物质传递过程——传质。
表0-1中各单元操作皆属传递过程。
传递过程成为统一的研究对象,也是联系各单元操作的一条主线。
2.研究工程问题的方法论(1)两种基本的研究方法①实验研究方法,即经验的方法;②数学模型方法,即半理论、半经验的方法。
(2)方法论的必要性实验研究方法避免了方程的建立,直接用实验测取各变量之间的联系。
当实验工作遍历各种规格的设备和各种不同的物料时,实验研究的方法论可使实验结果在几何尺寸上能“由小见大”,在物料品种上能“由此及彼”。
2.1 复习笔记一、概述离心泵:用以输送液体的机械。
用以输送气体的机械按不同的情况分别称为通风机、鼓风机、压缩机和真空泵等。
1.管路特性方程式中系数K为K由管路特性决定。
当管内流动已进入阻力平方区,系数K是一个与管内流量无关的常数。
表明管路中流体的流量与所需补加能量的关系。
管路特性方程如图2-1所示。
图2-1中曲线称为管路特性曲线。
图2-1 管路特性曲线低阻管路系统的特性曲线较为平坦(曲线1),高阻管路的特性曲线较为陡峭(曲线2)。
2.扬程定义压头或扬程是指输送机械向单位重量流体提供的能量。
3.输送机械的分类(1)动力式(叶轮式):包括离心式、轴流式等;(2)容积式(正位移式):包括往复式、旋转式等;(3)其他类型:指不属于上述两类的其他型式,如喷射式等。
二、离心泵1.离心泵的工作原理(1)离心泵的主要构件——叶轮和蜗壳离心泵的主要工作部件是旋转叶轮和固定的泵壳(如图2-2所示)。
叶轮是离心泵直接对液体做功的部件。
(2)工作原理离心泵在工作时,叶轮由电机驱动作高速旋转运动(1000~3000r/min),迫使叶片间的液体作近于等角速度的旋转运动,同时因离心力的作用,在叶轮中心处吸入低势能、低动能的液体,液体在流经叶轮的运动过程中获得能量,在叶轮外缘可获得高势能、高动能的液体。
液体进入蜗壳后,又将部分动能转化为势能,最后沿切向流入压出管道。
在液体受迫由叶轮中心流向外缘的同时,在叶轮中心形成低压。
液体在吸液口和叶轮中心处的势能差的作用下源源不断地吸入叶轮。
图2-2 离心泵装置简图1-叶轮;2-泵壳;3-泵轴;4-吸入管;5-底阔;6-压出管(3)离心力场中的机械能守恒叶轮进、出口截面列出机械能守恒式如下。
(4)离心泵的理论压头泵的理论压头HT和泵的流量之间的关系为上式表示不同形状的叶片在叶轮尺寸和转速一定时,泵的理论压头和流量的关系。
(5)叶片形状对理论压头的影响①叶片形状分类根据叶片出口端倾角β2的大小,叶片形状可分为三种:径向叶片(β2=90°);后弯叶片(β2<90°)和前弯叶片(β2>90°)。
12.1 复习笔记一、结晶1.结晶操作的类型和经济性由蒸汽、溶液或熔融物中析出固态晶体的操作称为结晶。
结晶在工业生产中主要用于实现混合物的分离。
根据析出固体的原因不同,可将结晶操作分成若干类型。
工业上使用最广泛的是溶液结晶,即采用降温或浓缩的方法使溶液达到过饱和状态,析出溶质,以大规模地制取固体产品。
此外,还有熔融结晶、升华结晶、加压结晶、反应沉淀、盐析等多种类型。
与其他单元操作相比,结晶操作的特点:(1)能从杂质含量较多的混合液中分离出高纯度的晶体;(2)高熔点混合物、相对挥发度小的物系、共沸物、热敏性物质等难分离物系,可考虑采用结晶操作加以分离;(3)由于结晶热一般约为汽化热的1/3~1/7,过程的能耗较低。
2.晶系和晶习构成晶体的微观粒子(分子、原子或离子)按一定的几何规则排列,由此形成的最小单元称为晶格。
晶体可按晶格空间结构的区别分为不同的晶系。
同一种物质在不同的条件下可形成不同的晶系,或为两种晶系的混合物。
二、吸附分离1.吸附与解吸利用多孔固体颗粒选择性地吸附流体中的一个或几个组分,从而使流体混合物得以分离的方法称为吸附操作。
通常称被吸附的物质为吸附质,用作吸附的多孔固体颗粒称为吸附剂。
解吸的方法有多种,原则上是升温和降低吸附质的分压以改变平衡条件使吸附质解吸。
工业上根据不同的解吸方法,赋予吸附—解吸循环操作以不同的名称。
(1)变温吸附;(2)变压吸附;(3)变浓度吸附;(4)置换吸附。
除此之外,改变其他影响吸附质在流固两相之间分配的热力学参数,如pH值、电磁场强度等都可实现吸附解吸循环操作。
2.常用吸附剂化工生产中常用天然和人工制作的两类吸附剂。
天然矿物吸附剂有硅藻土、白土、天然沸石等。
虽然其吸附能力小,选择吸附分离能力低,但价廉易得,常在简易加工精制中采用,而且一般使用一次后即舍弃,不再进行回收。
人工吸附剂则有活性炭、硅胶、活性氧化铝、合成沸石等等。
三、膜分离1.膜分离的种类和特点利用固体膜对流体混合物中的各组分的选择性渗透从而分离各个组分的方法统称为膜分离。
第10章气液传质设备一、选择题1.浮阀塔、泡罩塔及筛板塔三种板式塔的板效率比较()。
[华南理工大学2012年研]A.浮阀塔>泡罩塔>筛板塔B.浮阀塔=泡罩塔=筛板塔C.浮阀塔>泡罩塔=筛板塔D.浮阀塔>筛板塔>泡罩塔【答案】D【解析】泡罩塔应用最早,效率是最低的,浮阀塔应用最广泛,兼有泡罩塔和筛板塔的优点,效率是最高的。
2.浮阀塔与泡罩塔比较,其最主要的改进是()。
[中南大学2012年研]A.简化塔板结构B.形成可变气道,扩宽高效操作区域C.提高塔板效率D.增大气液负荷【答案】B【解析】浮阀塔具有较大的操作弹性,由于阀片可以自由升降以适应气量的变化,故维持正常操作所允许的负荷波动范围比泡罩塔宽。
二、填空题1.当填料塔操作气速达到泛点气速时,______充满全塔空隙,并在塔顶形成液体层,因而______急剧升高。
[北京化工大学2012年研]【答案】液相;压降【解析】当气速过大时,使降液管内的液体不能顺利下流,管内液体必然积累。
气体穿过板上液层时造成的两板间的压降增大。
2.通常填料塔的泛速是依据______经验关联图算出的,其中体现不同尺寸的各种填料操作特性的参量是______。
[南京理工大学2010年研]【答案】埃克特泛点;填料因子φ【解析】埃克特通用关联图适用各种散装填料,如拉西环,鲍尔环等,但需确知填料的φ值。
填料因子φ代表实际操作时填料的流体力学性能,填料的流体力学性能也集中体现在填料因子上。
3.试写出浮阀塔的三种不正常操作情况:(1)______;(2)______;(3)______。
[四川大学2009年研]【答案】严重漏液;严重气泡夹带;降液管液泛;严重雾沫夹带;液相不足(任选三)【解析】浮阀塔属于板式塔,板式塔的异常操作现象包括:漏液、雾沫夹带、液泛等。
绪论0.1复习笔记【知识框架】【概念汇总】表0-1-1本章重点概念【重点归纳】一、“化工原理”主要学习内容“化工原理”学习内容包括单元操作(重点内容)、传递过程(全书主线)、研究方法(重要手段)。
1.单元操作各单元操作的内容包括:过程和设备。
常见单元操作见表0-1-2。
表0-1-2化工常见单元操作【注意】①单元操作以物理过程为目的,兼顾过程原理和相态;②上表中各单元操作皆属传递过程。
2.传递过程(1)动量传递过程(单相或多相流动)。
(2)热量传递过程——传热。
(3)物质传递过程——传质。
3.基本研究方法(1)数学分析法。
(2)实验研究方法,是经验方法。
(3)数学模型方法,是半理论半经验方法。
总体来说,化工原理主要是建立在经验上,解决实际工业问题的一门课程。
二、化工生产过程1.化学工业的定义化学工业核心是化学反应过程和反应器,其定义为对原料进行化学加工以获得有用产品的工业。
2.化工生产的要求在化工生产中,原料需经过前处理,产物需要经过后处理。
前处理是指原料经过一系列预处理除去杂质,达到特定的纯度、温度和压力的过程。
后处理是指反应产物经过各种处理加以精制的过程,例如回收压强能、热能等。
0.2课后习题详解本章无课后习题。
0.3名校考研真题详解什么是化工原理中的三传?试论述三传的可比拟性。
[中山大学2010研]答:(1)化工原理的三传是指质量传递、热量传递、动量传递。
(2)三传的可比拟性如下:①传递本质类比a.动量传递是由于流体层之间速度不等,动量将从速度大处向速度小处传递。
b.热量传递是流体内部因温度不同,有热量从高温处向低温处传递。
c.质量传递是因物质在流体内存在浓度差,物质将从浓度高处向浓度低处传递。
②基础定律数学模型类比a.动量传递的牛顿黏性定律。
b.热量传递的傅立叶定律。
c.质量传递的费克扩散定律。
③物性系数类比a.动量传递的黏度系数。
b.热量传递的导热系数。
c.质量传递的分子扩散系数。
第1章流体流动1.1复习笔记【知识框架】【概念汇总】表1-1-1本章基本概念表1-1-2本章重点概念【注意1】流体质点不是真正几何意义上的点,而是具有质点尺寸的点。
1.3 名校考研真题详解一、选择题1.计算管路系统突然扩大的局部阻力时,速度值应取(),计算突然缩小的局部阻力时,速度值应取()。
[华南理工大学2011研]A.小管的流速B.大管的流速C.上游管道的流速D.大管与小管的流速平均值【答案】A;A【解析】计算系统突然扩大或缩小的局部阻力时,速度值都应取小管流速。
2.层流与湍流的本质区别是()。
[中南大学2012研]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【答案】D【解析】流体作层流流动时,其质点有无规则的平行运动,各质点互不碰撞,互不混合。
流体作湍流流动时,其质点作不规则的杂乱运动并相互碰撞,产生大大小小的漩涡。
既湍流向前运动的同时,还有径向脉动。
二、填空题1.某流体在直管中作层流流动,在流速不变的情况下,管长、管径同时增加一倍,并保持层流流动状态不变,则其阻力损失为原来的______倍。
[浙江大学2011研]【答案】1/2【解析】2λ2f l u h =d ,6464μλRe ρ==ud,可得出流速相同时,2f l h d ,因此管长管径都增加一倍时,h f 变为原来的0.5倍。
2.转子流量计应安装在______段的管路上,已知某流量计的转子为不锈钢,在测量密度为1.2kg/m 3的空气流量时的最大量程为400m 3/h 。
若测量密度为0.8kg/m 3的氨气流量,则在流量计校正系数假设不变的前提下,该流量计的最大量程近似为______m 3/h 。
[华南理工大学2011研]【答案】介质流向自下而上、无振动的垂直;500【解析】根据《压力管道设计审批人员培训教材》里面的规定,转子流量计必须安装在介质流向自下而上、无振动的垂直管道上。
安装时要保证流量计前应有不小于5倍管子内径的直管段,且不小于300mm 。
在流量计校正系数假设不变的前提下,。
3.流体在管内作层流流动,如流量不变,若仅增大管径,则摩擦系数变______,直管阻力变______。
陈敏恒《化工原理》第5版上册配套考研题库陈敏恒《化工原理》(第5版)(上册)配套题库【考研真题精选+章节题库】目录第一部分考研真题精选一、选择题二、填空题三、简答题四、计算题第二部分章节题库绪论第1章流体流动第2章流体输送机械第3章液体的搅拌第4章流体通过颗粒层的流动第5章颗粒的沉降和流态化第6章传热第7章蒸发•试看部分内容考研真题精选一、选择题1流体在圆形直管中流动时,若流动已进入完全湍流区,则随着流速的增大,下列四种论述中正确的是()。
[华南理工大学2017年研]A.摩擦系数减少,阻力损失增大B.摩擦系数是雷诺数和相对粗糙度的函数,阻力损失与流速的平方成正比C.摩擦系数减少,阻力损失不变D.摩擦系数与流速无关,阻力损失与流速的平方成正比【答案】D查看答案【解析】当流体进入完全湍流区时,摩擦系数和粗糙程度有关,而随着流速的增大,摩擦系数不变,由阻力损失公式可知,阻力损失只与流速的平方成正比。
2层流与湍流的本质区别是()。
[中南大学2012年研]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【答案】D查看答案【解析】流体做层流流动时,其质点做有规则的平行运动,各质点互不碰撞,互不混合。
流体做湍流流动时,其质点做不规则的杂乱运动并相互碰撞,产生大大小小的漩涡,即湍流向前运动的同时,还有径向脉动。
3一台正在工作的往复泵,关于其流量表述正确的是()。
[浙江大学2014年研]A.实际流量与出口阀的开度有关B.实际流量与活塞的行程(移动距离)无关C.实际流量与电机转速无关D.实际流量与泵的扬程在一定范围内有关【答案】C查看答案【解析】往复泵的流量(排液能力)只与泵的几何尺寸和活塞的往复次数有关,而与泵的压头及管路情况无关,即无论在什么压头下工作,只要往复一次,泵就排出一定体积的液体,所以往复泵是一种典型的容积式泵。
4离心泵的调节阀关小时,()。
9.3 名校考研真题详解一、选择题1.全回流时精馏段操作线的斜率等于()。
[重庆大学2010研]A.0B.1C.∞D.任意值【答案】B【解析】全回流是回流比为∞,因此精馏段操作线方程斜率R/(R+1)等于1。
2.精馏塔塔顶蒸汽采用分凝器冷凝时,塔顶蒸汽的组成()回流液体的组成,()塔顶产品的组成。
[华南理工大学2011研]A.等于B.大于C.小于D.不定【答案】B;C【解析】分凝器也相当于一层理论板,采用分凝器冷凝时,相当于理论塔板数增大了。
3.在精馏塔设计中,放置2个进料口的好处是()。
[浙江大学2011研]A.精馏塔能耗减小B.可适当调节进料流量C.可适当调节进料最佳位置D.可适当调节进料温度【答案】C【解析】放置两个进料口的目的是在不同塔板位置上设置不同的进料口,进而分离不同浓度的原料液。
二、填空题1.液液精馏操作过程中进料状态参数q的定义是:______,其物理意义是:______,在五种不同进料状态下的q值为:(1)冷液进料______;(2)泡点液体进料______;(3)气液混合物进料______;(4)饱和蒸汽进料______;(5)过热蒸汽进料______。
[中山大学2010研]【答案】参数q的定义:q=(L’-L)/F。
物理意义:每1kmol进料,提馏段比精馏段液相增加的摩尔数。
(1)q>1(2)q=1(3)0<q<1(4)q=0(5)q<0【解析】从热量角度,q值表示将1mol进料变为饱和蒸汽所需的热量与原料液的千摩尔气化热的比值。
2.对于给定的连续精馏塔,当进料和产品取出率不变时,增加回流比意味着流体在塔内的循环量,产品的浓度。
[华南理工大学2011研]【答案】增加增高【解析】当回流比增大时,塔板数也随之增大,流体在塔内的循环次数增加,因而产品更纯。
3.以下两种蒸馏方式,当在原料液组成一定且得到的液相分率也相同时,则平衡蒸馏的塔顶产品组成比简单蒸馏的组成______,其原因为______。
第4章流体通过颗粒层的流动一、选择题1.推导液体流过滤饼(固定床)的过滤基本方程式的基本假设是:液体在多孔介质中流型属(),依据的公式是()公式。
[南京理工大学2010年研]A.层流,欧根B.湍流,欧根C.层流,柯士尼D.湍流,柯士尼【答案】C【解析】滤液通过滤饼层流动的特点:①滤液穿过滤饼中不规则的孔道;②滤液在孔道中的大部分流动为层流;③过滤属非定态操作。
依据的是柯士尼(康采尼,音译过来的)公式()22251c p u L a εμε∆⎛⎫=⎪-⎝⎭2.恒压过滤时,如介质阻力不计,滤饼不可压缩,滤饼压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量()。
[浙江大学2011年研]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【答案】C【解析】介质阻力忽略不计,则V 2=KA 2τ,滤饼不可压缩,则2pK r φμ∆=,ΔP 增加一倍,则V 增加为原来的2倍。
二、填空题1.气体通过颗粒床层的流动,当床层表观气速大于起始流化速度且小于带出速度时,随气速增加,床层空隙率______,床层降压______。
[北京化工大学2012年研]【答案】增大;不变【解析】固定床阶段压降增大;而当为流化床阶段,表观气速大于等于起始流化速度,床层空隙率增大,但压降不变。
2.用转筒真空过滤机过滤某种悬浮液,已知在转速为1rpm 时的生产能力为4.8m 3/h,现要将生产能力提高20%,若过滤介质阻力可忽略不计,则转速应改为______,或将转筒的浸没角增为原来的______倍。
[华南理工大学2011年研]【答案】1.44rpm;1.44倍【解析】转筒真空过滤机的生产能力Q=465n K ψ,n Q ψ∝∝。
三、计算题用一板框压滤机在恒压下过滤某一悬浮液,过滤面积为0.4m 2,过滤操作4小时后得滤液80m 3,过滤介质阻力可忽略不计。
试求:(1)若其它情况不变,但过滤面积加倍,可得多少滤液?(2)若其它情况不变,但过滤时间缩短为2小时,可得多少滤液?(3)若在原表压下过滤4小时后,再用5m 3水洗涤滤饼,洗涤时间(h)又为多少?假设滤液与水性质相近。
绪论0.1复习笔记【知识框架】【概念汇总】表0-1-1本章重点概念【重点归纳】一、“化工原理”主要学习内容“化工原理”学习内容包括单元操作(重点内容)、传递过程(全书主线)、研究方法(重要手段)。
1.单元操作各单元操作的内容包括:过程和设备。
常见单元操作见表0-1-2。
表0-1-2化工常见单元操作【注意】①单元操作以物理过程为目的,兼顾过程原理和相态;②上表中各单元操作皆属传递过程。
2.传递过程(1)动量传递过程(单相或多相流动)。
(2)热量传递过程——传热。
(3)物质传递过程——传质。
3.基本研究方法(1)数学分析法。
(2)实验研究方法,是经验方法。
(3)数学模型方法,是半理论半经验方法。
总体来说,化工原理主要是建立在经验上,解决实际工业问题的一门课程。
二、化工生产过程1.化学工业的定义化学工业核心是化学反应过程和反应器,其定义为对原料进行化学加工以获得有用产品的工业。
2.化工生产的要求在化工生产中,原料需经过前处理,产物需要经过后处理。
前处理是指原料经过一系列预处理除去杂质,达到特定的纯度、温度和压力的过程。
后处理是指反应产物经过各种处理加以精制的过程,例如回收压强能、热能等。
0.2课后习题详解本章无课后习题。
0.3名校考研真题详解什么是化工原理中的三传?试论述三传的可比拟性。
[中山大学2010研]答:(1)化工原理的三传是指质量传递、热量传递、动量传递。
(2)三传的可比拟性如下:①传递本质类比a.动量传递是由于流体层之间速度不等,动量将从速度大处向速度小处传递。
b.热量传递是流体内部因温度不同,有热量从高温处向低温处传递。
c.质量传递是因物质在流体内存在浓度差,物质将从浓度高处向浓度低处传递。
②基础定律数学模型类比a.动量传递的牛顿黏性定律。
b.热量传递的傅立叶定律。
c.质量传递的费克扩散定律。
③物性系数类比a.动量传递的黏度系数。
b.热量传递的导热系数。
c.质量传递的分子扩散系数。
第1章流体流动1.1复习笔记【知识框架】【概念汇总】表1-1-1本章基本概念。
上海交大839化工基础专硕陈敏恒《化工原理》考研
真题
1 考研真题精选解析
一、选择题
1在填料塔中用清水逆流吸收混合气中H2S,当用水量增加时,会导致吸收效果()。
[浙江大学2014年研]
A.基本不变
B.变好
C.变差
D.无法确定
【答案】B~~~~
【解析】由吸收系数的经验公式
知道,水量增加W增大,吸收系数增大,吸收效果变好。
2在吸收塔设计中,最大吸收率与()无关。
[四川大学2016年研] A.入塔液体溶度
B.液气比
C.相平衡常数
D.填料种类
【答案】D~~~~
【解析】如果进口气体浓度一定,最大吸收率与出口气体浓度有关。
在吸收操作图像上,影响出口气体浓度的包括液气比,相平衡常数和入塔液体浓度。
而与吸收塔的形式及填料无关。
3在逆流操作的填料塔中用纯水吸收气相中的某组分,可看作等温低浓度物理吸收过程,已知吸收因子A=1,若气体进口被吸收组分浓度增加,则气体该组分出口浓度将(),气体组分的回收率将()。
[华南理工大学2017年研]
A.增加
B.减少
C.不变
D.不确定
【答案】A;C~~~~
【解析】当吸收因子为1时,操作线与相平衡线平行,气体进料浓度增加,则操作线上移,所以气体出口浓度增加;但随着进料浓度的增加,吸收率不变,故气体组分的回收率不会改变。
4低浓度逆流吸收操作中,发现液体出口浓度下x2增大,原因可能是()。
[华南理工大学2017年研]
A.液体进口浓度x1增加
B.操作温度降低
C.入塔气体浓度y1增加
D.前述都有
【答案】D~~~~
【解析】当液体出口浓度增加时,有可能是液体进口浓度增加,也有可能是吸收更多的溶质。
温度降低时,有利于吸收。
入塔气体浓度增加时,也会使液体吸收更多溶质。
5对吸收操作有利的条件是:()[华中农业大学2017年研]
A.操作温度高、压强高
B.操作温度高、压强低
C.操作温度低、压强低
D.操作温度低、压强高
【答案】D~~~~
【解析】低温高压时吸收平衡线与操作线之间的距离最大,推动力最大,有利于吸收操作的进行。
6某二元理想溶液用精馏方法分离,在设计中,若产品浓度为x D、x W,进料的浓度为x F,其他条件不变,提高进料温度,最小回流比将()。
[华南理工大学2017年研]
A.增大
B.减小
C.不变
D.不确定
【答案】A~~~~
【解析】平衡线方程y=ax/[1+(a-1)x],q线方程y=qx/(q-1)-1/(q-1),当提高进料温度时,q减小,q线与平衡线的交点向左下方移动,
增大,则最小回流比R min增大。
7某精馏塔回流量是50kmol/h,馏出液流量是25kmol/h,则回流比为()。
[华中农业大学2017年研]
A.2
B.1
C.0.5
D.4
【答案】A~~~~
【解析】由回流比的定义得R=L/D=50/25=2。
8制备无水乙醇不能通过常压精馏操作实现的原因是()。
[华中农业大学2017年研]
A.恒沸点温度小于乙醇和水的沸点
B.恒沸点温度等于乙醇和水的沸点
C.恒沸点温度大于乙醇和水的沸点
D.乙醇的挥发度相对于水不足够大
【答案】A~~~~
【解析】常压下乙醇和水形成共沸物的温度为78℃,恒沸点温度小于乙醇和水的沸点,因此不能通过常压精馏制备无水乙醇。
9精馏塔的进料状况为冷液进料时,则提馏段的液体下降量L′()。
[中山大学2017年研]
A.>L+F
B.<L+F
C.=L+F
D.难以确定
【答案】A~~~~
【解析】精馏塔进料状态为过冷进料时q>1,提馏段液体下降量L′=L +qF>L+F。
10设计筛板塔时,从负荷性能图上发现,气、液负荷上限受液泛线控制,则以下哪个措施不能提高操作上限?()[浙江大学2014年研]
A.增大板间距
B.增大降液管面积
C.增大塔径
D.提高溢流堰高度
【答案】D~~~~
【解析】加大板间距可以使液泛线上移;增加降液管截面积可使液相负荷上线右移;增大塔径可以使液泛线上移,但提高溢流堰高度对提高操作上限没有影响。
11在吸收塔某一位置测得气液相摩尔分数分别为y=0.025,x=0.01,气相传质系数为k y=2mol/(m2·h),总传质系数为K y=1.5mol/(m2·h),若平衡关系为y=0.5x,则气相界面浓度y i为()。
[华南理工大学2017年研] A.0.02
B.0.01
C.0.015
D.0.005
【答案】B~~~~
【解析】传质方程:N A=K y(y-y e)=k y(y-y i),代入数据可求得y i=0.01。
12现对溶液进行萃取分离操作,拟用单级萃取和5级错流萃取种方法,在总萃取剂用量相同的情况下,比较两种方法的萃取效果(指萃余液中残留的溶质量),结果是()。
[浙江大学2014年研]
A.单级萃取效果好
B.5级错流萃取效果好
C.两者萃取效一样
D.两者萃取效果孰好无法确定
【答案】B~~~~
【解析】多级逆流接触萃取操作一般是连续的,其传质推动力大、分离效率高、溶剂用量较少。
13回流萃取流程如图1所示。
已知:进料量F=100kg/h,x F=0.3(质量分率,下同)。
塔顶脱除溶剂S1后,萃取液量E0=25kg/h,浓度y A0=0.9。
S、S1、S2均为纯态。
则塔底脱除溶剂S2后萃余液组成x N0为()。
[浙江大学2014年研]
图1
A.0.1
B.0.3
C.0.4
D.无法计算
【答案】A~~~~
【解析】由物料守恒,进料流率100kg/h,溶质30kg/h。
经过萃取后,塔顶流率25kg/h,溶质22.5kg/h,所以塔底流率75kg/h,溶质7.5kg/h,所以萃余液组成为0.1。
14选用溶剂进行萃取操作时,其必要条件是()。
[中山大学2017年研] 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 A<1
【答案】C~~~~
【解析】萃取操作必须满足选择性系数β>1,否则说明萃取剂对于两物质没有分离作用。
15在常压下用干燥器干燥某湿物料。
现有两种方案:第一种,将室外大气经预热器一次预热至指定温度t1,然后进入干燥室干燥物料,出口废气温度为t2、相对湿度为ψ2。
第二种,室外大气经预热器预热至指定温度t1后,进入干燥室干燥物料,待空气温度降为t2,相对湿度达到ψ2时,将此空气再加热,然后继续与物料接触干燥,当空气达到一定相对湿度后排出。
则在相同的干燥任务下,这两种方案的新鲜空气用量孰大?()[浙江大学2014年研]
A.第一种方案大
B.第二种方案大
C.两种方案相同
D.不确定
【答案】A~~~~
【解析】在第二种方案中,空气再次被加热,焓值增加。
由公式I=(1.01+1.88H)t+2500H,可知干燥相同的任务下,第二种方案出口气体焓值大,湿度高,所以第二种方案新鲜空气用量少,第一种方案用量较大。
16下面有关物料干燥的论述中,()是正确的。
[华南理工大学2017年研] A.平衡水分必是结合水分
B.结合水分必是平衡水分
C.物料的平衡水分随空气的相对湿度增大而减少
D.物料的临界含水量与物料的性质有关,与物料的大小以及厚度无关【答案】A~~~~
【解析】物料在干燥时,理论上空气的相对湿度小于1,所以非结合水分均可被带走,结合水分可部分被带走,剩下的都是平衡水分。
所以平衡水分必定是结合水分,而结合水分不一定都是平衡水分。
物料的平衡水分随着空气相对湿度的增大而增大。
临界含水量与物料的大小和厚度都有关。
2 华南理工大学629物理化学(一)考研真题。