化工原理习题含答案
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化工原理模拟习题+参考答案一、单选题(共60题,每题1分,共60分)1、吸收和蒸锵的过程分别是()oA、单向传质,单向传质B、单向传质,双向传质C^双向传质,单向传质D、双向传质,双向传质正确答案:B2、N-甲基二乙醇胺是()。
A、DEAB、MEAC、DIPAD、M DEA正确答案:D3、开孔率实际等于空塔气速与O之比。
A、阀孔气速B、阀孔个数C、上升气体流量D、阀孔总面积正确答案:A4、硫黄催化剂积炭主要是因为()。
A、硫蒸汽冷凝B、二氧化碳与氧化铝反应C、酸性气中烧类燃烧不完全D、酸性气中硫化氢燃烧不完全正确答案:C5、在停工过程中,各系统设备泄压时,要关闭O阀门以免物料倒串;同时打开塔、容器的液控副线阀门及冷却器进出口阀。
A、所有物料进出装置B、物料进装置C、物料出装置D、泵进出口正确答案:A6、关于空塔气速,下列说法正确的是()。
A、空塔气速对设计塔径没有意义B、其上限由漏液决定C、设计塔时空塔气速为液泛时速度的0.6~0.8倍D、一定处理量下,塔径大,空塔气速大正确答案:C7、吸收塔贫液温度上升后的影响表现在()。
A、富液中硫化氢含量减少B、富液中硫化氢含量增加C、吸收塔顶温度下降D、吸收塔液位上升正确答案:A8、引酸性气前制硫炉炉膛要求升温到O0CoA、95(T1O50B、1250^1300C、1300^1350D、1050"1250正确答案:D9、吸收利用混合物中各组分在溶剂中O达到分离的目的。
A、溶解度B、挥发度C、吸收度D、真空度正确答案:A10、焚烧炉回火工艺现象是()。
A、原料温度升高B、炉膛温度升高C、炉膛火焰高度升高D、炉膛内瞬时产生正压,防爆门破裂,火焰喷至炉外正确答案:DIK高毒作业场所应当设置()区域警示线、警示标识和中文警示说明,并设置通讯报警设备。
A、红色B、橙色C、黄色D、白色正确答案:A12、SCOT尾气采样分析中氢气未检测出,可能是克劳斯尾气中()含量偏高。
《化工原理》考试试题一、选择与填空1. 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。
2. 流体在圆形直管内作湍流流动时,摩擦系数与和有关;若其作完全湍流(阻力平方区),则仅与有关。
3. 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。
A. 1.2m;B. 0.6m;C. 2.4m;D. 4.8m。
4. 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。
B. 不变;C. 减小;D. 不确定。
5. 离心泵的效率η和流量Q的关系为。
B. Q增大,η先增大后减小;6. 若沉降室高度降低,则沉降时间下降;;生产能力. 不变。
7. 用板框过滤机过滤某种悬浮液。
测得恒压过滤方程为(θ的单位为s),则K为m2/s,qe为m3/ m2,为s。
8. 在重力沉降操作中,影响沉降速度的因素主要有、和。
二、解释下列概念或术语1. 质量流速2. 汽蚀余量3. 过滤速率化工原理(上)练习题一、填空1. 离心泵与往复泵在启动与流量调节的不同之处是离心泵启动前_ 、启动后通过__ 调节流量;住复泵启动前_ _、启动后通过_____ 调节流量。
2.用管子从高位槽放水,当管径增大一倍时,则水的流量为原来流量的_______倍,假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变。
3.流体在管路中典型流动形态有________和________两种,一般以________来区分,前者值为___ ____,后者值为___ ____;而两者的本质区别在于流体流动时。
4.研究流体在管中流动的沿程阻力系数λ与Re的关系,可用图表示,根据两者关系及流动状态,可将图分为四个区,其中,滞流区λ与Re ,完全湍流区λ与Re 。
5.有相变时的对流传数系数比无相变时________,粘度值大,对流传热系数________;热壁面在冷空气之下比热壁面在冷空气之上时对流传热系数________。
精馏练习一.选择题1.蒸馏是利用各组分()不同的特性实现分离的目的。
CA 溶解度;B 等规度;C 挥发度;D 调和度。
2.在二元混合液中,沸点低的组分称为()组分。
CA 可挥发;B 不挥发;C 易挥发;D 难挥发。
3.()是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。
AA 液相回流;B 进料;C 侧线抽出;D 产品提纯。
4.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。
CA 冷凝器;B 蒸发器;C 再沸器;D 换热器。
5.再沸器的作用是提供一定量的()流。
DA 上升物料;B 上升组分;C 上升产品;D 上升蒸气。
6.冷凝器的作用是提供()产品及保证有适宜的液相回流。
BA 塔顶气相;B 塔顶液相;C 塔底气相;D 塔底液相。
7.冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的()回流。
BA 气相;B 液相;C 固相;D 混合相。
8.在精馏塔中,原料液进入的那层板称为()。
CA 浮阀板;B 喷射板;C 加料板;D 分离板。
9.在精馏塔中,加料板以下的塔段(包括加料板)称为( )。
BA 精馏段;B 提馏段;C 进料段;D 混合段。
10.某二元混合物,进料量为100 kmol/h ,x F = 0.6,要求塔顶x D 不小于0.9,则塔顶最大产量为( )。
BA 60 kmol/h ;B 66.7 kmol/h ;C 90 kmol/h ;D 100 kmol/h 。
11.精馏分离某二元混合物,规定分离要求为D x 、w x 。
如进料分别为1F x 、2F x 时,其相应的最小回流比分别为1min R 、2min R 。
当21F F x x >时,则 ( )。
AA .2min 1min R R <;B .2min 1min R R =;C .2min 1min R R >;D .min R 的大小无法确定12. 精馏的操作线为直线,主要是因为( )。
DA .理论板假定; C. 理想物系; B . 塔顶泡点回流; D. 恒摩尔流假定13. 某二元理想物系,其中A 为易挥发组分。
化工原理课后习题答案1. 请计算下列物质的摩尔质量,(1) H2O (2) CO2 (3) NaCl。
(1) H2O的摩尔质量 = 21 + 16 = 18 g/mol。
(2) CO2的摩尔质量 = 12 + 216 = 44 g/mol。
(3) NaCl的摩尔质量 = 23 + 35.5 = 58.5 g/mol。
2. 一种化合物的分子式为C6H12O6,其摩尔质量为180 g/mol,请问这种化合物的分子量是多少?这种化合物的分子量就是其摩尔质量,即180 g/mol。
3. 在一次化学反应中,反应物A和B按化学方程式2A + 3B → C + D 反应,如果A的摩尔质量为20 g/mol,B的摩尔质量为30 g/mol,C的摩尔质量为40 g/mol,D的摩尔质量为50 g/mol。
请问,如果A和B分别以40 g和90 g的质量参与反应,求反应后C和D的质量各是多少?根据化学方程式2A + 3B → C + D,A和B的物质的摩尔比为2:3,因此A和B的摩尔数分别为40 g / 20 g/mol = 2 mol和90 g / 30 g/mol = 3 mol。
根据摩尔数的比例,C和D的摩尔数分别为21 = 2 mol和31 = 3 mol,所以C和D的质量分别为240 g/mol = 80 g和350 g/mol = 150 g。
4. 请问在下列反应中,哪些是氧化还原反应?(1) 2Mg + O2 → 2MgO。
(2) 2Na + Cl2 → 2NaCl。
(3) Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2。
(4) Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag。
(3) 和(4)是氧化还原反应。
在(3)中,Zn被HCl氧化生成ZnCl2,同时HCl被还原生成H2。
在(4)中,Cu被AgNO3氧化生成Cu(NO3)2,同时AgNO3被还原生成Ag。
5. 请问下列哪些是双原子分子?H2、Cl2、O2、N2、HCl、CO2。
化工原理选择题习题库含答案一、单选题(共IOO题,每题1分,共100分)1、PVC是指()A、聚乙烯B、聚丙烯C、聚氯乙烯D、聚苯乙烯正确答案:C2、离心泵的工作原理是利用叶轮高速运转产生的()A、向心力B、重力C、拉力D、离心力正确答案:D3、液体通过离心泵后其获得的能量最终形式是A、位能B、压力C、内能D、速度正确答案:B4、拟采用一个降尘室和一个旋风分离器来除去某含尘气体中的灰尘,则较适合的安排是oA、降尘室放在旋风分离器之前B、降尘室放在旋风分离器之后C、降尘室和旋风分离器并联D、方案A、B均可正确答案:A5、阀门填料函泄漏的原因不是下列哪项()A、填料老化B、压盖未压紧C、堵塞D、填料装的不严密正确答案:C6、从氨的结构可知,氨不具有的性质是()A、可发生加成反应B、可发生取代反应C、可发生氧化反应D、可发生中和反应正确答案:A7、电解食盐水,在阴、阳电极上产生的是()A、金属钠、氯气B、氢气、氯气C、氢氧化钠、氧气D、氢氧化钠、氯气正确答案:B8、下列物系中,可以用过滤的方法加以分离的是()oA、悬浮液B、乳浊液C、空气D、酒精水溶液正确答案:A9、在外力作用下,使密度不同的两相发生相对运动而实现分离的操作是()oA、蒸储B、萃取C、过滤D、沉降正确答案:D10、下列哪个不是制造高分子合成材料的基本原料()A、天然气B、矿石C、石油D、煤炭正确答案:BIK下列物系中,不可以用旋风分离器加以分离的是()A、乳浊液B、含尘气体C、悬浮液D、酒精水溶液正确答案:D12、离心泵的调节阀()A、只能安装在出口管路上B、只能安装在进口管路上C、安装在进口管路或出口管路上均可D、只能安装在旁路上正确答案:A13、换热器中被冷物料出口温度升高,可能引起的有原因多个,除了()A、冷物料流量下降B、热物料流量下降C、热物料进口温度升高D、冷物料进口温度升高正确答案:B14、离心泵发生气蚀可能是由于()oA、离心泵未排净泵内气体B、离心泵发生泄漏C、所输送的液体中可能含有砂粒。
化工原理题库第一章 流体流动一、名词解释(每小题2分)1、法定计量单位由国家以命令形式规定允许使用的计量单位。
2、稳定流动流动系统中各截面上的流速、压强、密度等各有关物理量仅随位置变化不随时间变化。
3、不稳定流动流动系统中各截面上的流速、密度、压强等随位置及时间而变。
4、流动边界层流体流过壁面时,如果流体润湿壁面,则必然形成速度梯度很大的流体层叫流动边界层。
5、边界层分离流体在一定条件下脱离壁面的现象叫边界层的分离。
6、速度梯度du dy速度梯度,即在与流动方向垂直的y 方向上流体速度的变化率。
7、牛顿黏性定律dydu μτ= 8、当量长度e l把流体流过某一管件或阀门的局部阻力折算成相当于流过一段与它直径相同、长度为e l 的直管阻力。
所折算的直管长度称为该管件或阀门的当量长度。
9、因次分析法用维数不多的无因次数群代替较多的变量,对一个复杂的物理现象可简化实验工作,该方法称为因次分析法。
10、相对粗糙度 ε /d —相对粗糙度。
11、黏性与黏度运动流体内部产生的阻碍流体向前运动的特性。
S yu F ∆∆=μ,μ—比例系数,流体的黏性愈大,其值愈大,所以称为粘滞系数或动力黏度,简称黏度。
12、点速度流通截面上某一点的速度,可直接测量m/S。
13、绝压以绝对零压作起点计算的压强,称为绝对压强。
14、表压表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值,称为表压强。
15、真空度真空度等于大气压强减去绝对压强。
二、单选择题(每小题2分)1、某物体的质量为1000kg,则其重量为______。
BA 1000 NB 9810 N C9810 kgf D 1000/9.81 kgf2、4℃水在SI制中密度为______;重度为______;在工程单位制中密度为______;重度为______。
B D C AA1000kgf/m3B1000kg/m3C102kgf·s2/m4 D9810N/m33、如图所示,若液面恒定,忽略流动阻力损失,则放水管的出口速度U与______有关AA HB H、dC dD PaE H、d、Pa4、用标准孔板流量计测量管中的流量,采用如图所示三种装置,两测压孔距离h相等,d1=d2=d3,各管流速相等。
·流体流动部分1.某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油(如附图所示),油面最高时离罐底9.5 m ,油面上方与大气相通。
在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔,其中心距罐底1000 mm ,孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ,问至少需要几个螺钉(大气压力为101.3×103 Pa )?解:由流体静力学方程,距罐底1000 mm 处的流体压力为[](绝压)Pa 10813.1Pa )0.15.9(81.9960103.10133⨯=-⨯⨯+⨯=+=gh p p ρ 作用在孔盖上的总力为N 10627.3N 76.04π103.10110813.1)(4233a ⨯⨯⨯⨯⨯-==)-=(A p p F每个螺钉所受力为N 10093.6N 014.04π105.39321⨯=÷⨯⨯=F因此)(个)695.5N 10093.610627.3341≈=⨯⨯==F F n2.如本题附图所示,流化床反应器上装有两个U 管压差计。
读数分别为R 1=500 mm ,R 2=80 mm ,指示液为水银。
为防止水银蒸气向空间扩散,于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水,其高度R 3=100 mm 。
试求A 、B 两点的表压力。
解:(1)A 点的压力()(表)Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ⨯=⨯⨯+⨯⨯=+=gR gR p ρρ(2)B 点的压力 ()(表)Pa 107.836Pa 5.081.91360010165.1441汞A B ⨯=⨯⨯+⨯=+=gR p p ρ习题2附图习题1附图3、如本题附图所示,水在管道内流动。
为测量流体压力,在管道某截面处连接U 管压差计,指示液为水银,读数R=100毫米,h=800mm 。
为防止水银扩散至空气中,在水银液面上方充入少量水,其高度可忽略不计。
第一章流体流动1.某设备上真空表的读数为 13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。
已知该地区大气压强为 98.7×103 Pa。
解:由绝对压强 = 大气压强–真空度得到:设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa=8.54×103 Pa设备内的表压强 P表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa2.在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/㎥的油品,油面高于罐底 6.9 m,油面上方为常压。
在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔,其中心距罐底 800 mm,孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ,问至少需要几个螺钉?分析:罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即P油≤σ螺解:P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762150.307×103 Nσ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×nP油≤σ螺得 n ≥ 6.23取 n min= 7至少需要7个螺钉4. 本题附图为远距离测量控制装置,用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。
已知两吹气管出口的距离H = 1m,U管压差计的指示液为水银,煤油的密度为820Kg/㎥。
试求当压差计读数R=68mm时,相界面与油层的吹气管出口距离h。
分析:解此题应选取的合适的截面如图所示:忽略空气产生的压强,本题中1-1´和4-4´为等压面,2-2´和3-3´为等压面,且1-1´和2-2´的压强相等。
根据静力学基本方程列出一个方程组求解解:设插入油层气管的管口距油面高Δh在1-1´与2-2´截面之间P1 = P2 + ρ水银gR∵P1 = P4,P2 = P3且P3 = ρ煤油gΔh , P4 = ρ水g(H-h)+ ρ煤油g(Δh + h)联立这几个方程得到ρ水银gR = ρ水g(H-h)+ ρ煤油g(Δh + h)-ρ煤油gΔh 即ρ水银gR =ρ水gH + ρ煤油gh -ρ水gh 带入数据1.0³×10³×1 - 13.6×10³×0.068 = h(1.0×10³-0.82×10³)h= 0.418m6. 根据本题附图所示的微差压差计的读数,计算管路中气体的表压强p。
第三章机械分离一、名词解释每题2分1.非均相混合物物系组成不同,分布不均匀,组分之间有相界面2.斯托克斯式3.球形度s非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值4.离心分离因数离心加速度与重力加速度的比值5.临界直径dc离心分离器分离颗粒最小直径6.过滤利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作7.过滤速率单位时间所产生的滤液量8.过滤周期间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间9.过滤机生产能力过滤机单位时间产生滤液体积10.浸没度转筒过滤机浸没角度与圆周角比值二、单选择题每题2分1、自由沉降的意思是_______;A颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计B颗粒开始的降落速度为零,没有附加一个初始速度C颗粒在降落的方向上只受重力作用,没有离心力等的作用D颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程D2、颗粒的沉降速度不是指_______;A等速运动段的颗粒降落的速度B加速运动段任一时刻颗粒的降落速度C加速运动段结束时颗粒的降落速度D净重力重力减去浮力与流体阻力平衡时颗粒的降落速度B3、对于恒压过滤_______;A滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的2倍B滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍C滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍D当介质阻力不计时,滤液体积增大一倍,则过滤时间增大至原来的4倍D4、恒压过滤时,如介质阻力不计,滤饼不可压缩,过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量___; A增大至原来的2倍B增大至原来的4倍倍D增大至原来的倍C5、以下过滤机是连续式过滤机_______;A箱式叶滤机B真空叶滤机C回转真空过滤机D板框压滤机C6、过滤推动力一般是指______;A过滤介质两边的压差B过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差C滤饼两面的压差D液体进出过滤机的压差B7、回转真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时,能自动地进行相应的不同操作:______; A转鼓本身B随转鼓转动的转动盘C与转动盘紧密接触的固定盘D分配头D8、非球形颗粒的当量直径的一种是等体积球径,它的表达式为______;A d p=6V/A此处V为非球形颗粒的体积,A为非球形颗粒的表面积B d p=6V/1/3C d p=4V/1/2D d p=kV/1/3k为系数与非球形颗粒的形状有关B9、在讨论旋风分离器分离性能时,分割直径这一术语是指_________;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50%分离出来的颗粒的直径D能保持滞流流型时的最大颗粒直径C10、在离心沉降中球形颗粒的沉降速度__________;A只与d p,p,,u T,r,μ有关B只与d p,p,u T,r有关C只与d p,p,u T,r,g有关D只与d p,p,u T,r,k有关题中u T气体的圆周速度,r旋转半径,k分离因数A11、降尘室没有以下优点______________;A分离效率高B阻力小C结构简单D易于操作A12、降尘室的生产能力__________;A只与沉降面积A和颗粒沉降速度u T有关B与A,u T及降尘室高度H有关C只与沉降面积A有关D只与u T和H有关A13、回转真空过滤机的过滤介质阻力可略去不计,其生产能力为5m3/h滤液;现将转速度降低一半,其他条件不变,则其生产能力应为____________;A5m3/hB2.5m3/hC10m3/hD3.54m3/h D14、要除去气体中含有的5μ~50μ的粒子;除尘效率小于75%,宜选用;A除尘气道B旋风分离器C离心机D电除尘器B15、等压过滤的滤液累积量q与过滤时间τ的关系为______________;B16、过滤基本方程是基于____________推导出来的;A滤液在过滤介质中呈湍流流动B滤液在过滤介质中呈层流流动C滤液在滤渣中呈湍流流动D滤液在滤渣中呈层流流动D17、一般而言,旋风分离器长、径比大及出入口截面小时,其效率,阻力;A高B低C大D小A18、在板框过滤机中,如滤饼不可压缩,介质阻力不计,过滤时间增加一倍时,其过滤速率为原来的_____________;A2倍B1/2倍C1/2倍D4倍C19、在长为L m,高为H m的降尘室中,颗粒的沉降速度为u T m/s,气体通过降尘室的水平流速为u m/s,则颗粒能在降尘室内分离的条件是:____;A L/u<H/u LB L/u T<H/uC L/u T≥H/uD L/u≥H/u TD20、粒子沉降受到的流体阻力________;A恒与沉降速度的平方成正比B与颗粒的表面积成正比C与颗粒的直径成正比D在滞流区与沉降速度的一次方成正比D21、板框压滤机中,最终的滤液流率是洗涤液流率的_______;Δp E=Δp w,μ=μwA一倍B一半C四倍D四分之一C22、球形度形状系数恒小于或等于1,此值越小,颗粒的形状离球形越远,球形度的定义式可写为______;A=V p/V,V为非球形粒子的体积,V p为球形粒子的体积B=A p/A,A为非球形粒子的表面积,A p为与非球形粒子体积相同的球形粒子的表面积C=a p/a,a为非球形粒子的比表面积,a p为球形粒子的比表面积D=6a p/d B23、“在一般过滤操作中,实际上起到主要介质作用的是滤饼层而不是过滤介质本身”,“滤渣就是滤饼”则_______;A这两种说法都对B两种说法都不对C只有第一种说法正确D只有第二种说法正确A24、旋风分离器的总的分离效率是指__________;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D25、降尘室的生产能力由________决定;A降尘室的高度和长度B降尘室的高度C降尘室的底面积D降尘室的体积C26、在板框过滤机中,如滤饼不可压缩,介质阻力不计,黏度增加一倍时,对同一q值,过滤速率为原来的_____________;A2倍B1/2倍C1/2倍D4倍B27、回转真空过滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为;AlB1/2 C1/4D1/3 A28、以下说法是正确的;A过滤速率与S过滤面积成正比B过滤速率与S2成正比C滤速率与滤液体积成正比D过滤速率与滤布阻力成反比B29、板框压滤机中;A框有两种不同的构造B板有两种不同的构造C框和板都有两种不同的构造D板和框都只有一种构造B30、助滤剂应具有以下性质;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B三、填空题每题2分1、一球形石英颗粒,在空气中按斯托克斯定律沉降,若空气温度由20℃升至50℃,则其沉降速度将; 下降2、降尘室的生产能力与降尘室的和有关;长度宽度3、降尘室的生产能力与降尘室的无关;高度4、在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,则沉降时间;增加一倍5、在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,气流速度;减少一倍6、在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,生产能力;不变7、在滞流层流区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比;28、在湍流区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比;1/29、在过滤的大部分时间中,起到了主要过滤介质的作用;滤饼10、过滤介质阻力忽略不计,滤饼不可压缩,则恒速过滤过程中滤液体积由V l增多至V2=2V l时,则操作压差由ΔP l增大至ΔP2=;2ΔP l11、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S,q e为V e/S,V e为过滤介质的当量滤液体积滤液体积为V e时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力,在恒压过滤时,测得Δ/Δq=3740q+200则过滤常数K=;12、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S,q e为V e/S,V e为过滤介质的当量滤液体积滤液体积为V e时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力,在恒压过滤时,测得Δ/Δq=3740q+200则过滤常数q e=;13、最常见的间歇式过滤机有和;板框过滤机叶滤机14、在一套板框过滤机中,板有种构造,框种构造;2115、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间,设框已充满,则在每一框中,滤液穿过厚度为;框的厚度16、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间,设框已充满,在洗涤时,洗涤液穿过厚度为;框厚度之半17、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间,设框已充满,在洗涤时,洗涤液穿过的滤布面积等于;框的内面积18、旋风分离器性能的好坏,主要以来衡量;临界粒径的大小19、离心分离设备的分离因数定义式为Kc=;u T2/gR或u r/u t20、当介质阻力不计时,回转真空过滤机的生产能力与转速的次方成正比;1/221、间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/,此处V为;一个操作循环中得到的滤液体积22、间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/,此处表示一个操作循环所需的;总时间23、一个过滤操作周期中,“过滤时间越长,生产能力越大”的看法是否正确不正确的24、一个过滤操作周期中,“过滤时间越短,生产能力越大”的看法是否正确不正确的25、一个过滤操作周期中,过滤时间有一个值;最适宜26、一个过滤操作周期中,最适宜的过滤时间指的是此时过滤机生产能力;最大27、对不可压缩性滤饼dV/d 正比于ΔP 的次方,对可压缩滤饼dV/d 正比于ΔP 的次方;11-s28、对恒压过滤,介质阻力可以忽略时,过滤量增大一倍,则过滤速率为原来的;二分之一29、对恒压过滤,当过滤面积增大一倍时,如滤饼不可压缩,则过滤速率增大为原来的倍;对恒压过滤,当过滤面积增大一倍时,如滤饼可压缩,则过滤速率增大为原来的倍;4430、转鼓沉浸度是与的比值1转鼓浸沉的表面积转鼓的总表面积31、按ψ=A p/A 定义的球形度此处下标p 代表球形粒子,最大值为___;越小则颗粒形状与球形相差越___;1大32、将固体物料从液体中分离出来的离心分离方法中,最常见的有和;将固体物料从液体中分离出来的离心分离设备中,最常见的为;离心过滤离心沉降离心机33、在Stokes 区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的_____次方成正比;在牛顿区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的______次方成正比;21/234、一个过滤操作周期中,“过滤时间越长生产能力越大”的看法是,“过滤时间越短,生产能力越大”的看法是;过滤时间有一个值,此时过滤机生产能力为______;不正确的不正确的最适宜最大35、含尘气体通过长为4m,宽为3m,高为1m 的除尘室,已知颗粒的沉降速度为0.03m/s,则该除尘室的生产能力为s m 3;0.36m 3/s四、问答题每题3分1、影响回转真空过滤机生产能力的因素有哪些过滤介质阻力可忽略当过滤介质阻力可忽略时2Q KA n ϕ=2/K p r φμ=∆可见,影响因素有:转筒的转速、浸没度、转筒尺寸、操作压强及处理物料的浓度及特性;2、有一旋风分离器,在正常的速度和阻力的范围内操作,但除尘效率不够满意,现在仓库里还有一个完全相同的旋风分离器,有人建议将这台备用的旋风分离器与正在用的那一台一起并联使用,问这种措施能否提高除尘效率为什么不行;因为速度降低,离心惯性力减小,使除尘效率下降;3、恒压过滤时,如加大操作压力或提高滤浆温度,过滤速率会发生什么变化为什么由d q /d t =Δp /rΦμq +q e 知,加大操作压力,过滤速率变大;提高滤浆温度,使滤液黏度降低,过滤速率增大;4、临界直径dc 及分割直径d 50,可以表示旋风分离器的分离性能,回答d c 与d 50的含义是什么d c 旋风分离器的分离分离颗粒最小直径;d 50分离效率50%时颗粒直径5、由过滤基本方程d q /d t =Δp /rΦμq +q e 分析影响过滤速率的因素影响过滤速率的因素有:①物性参数,包括悬浮液的性质φ、μ及滤饼特性r ;②操作参数Δp ;③设备参数q e6、试说明滤饼比阻的意义比阻r 表示滤饼对过滤速率的影响,其数值的大小反映滤液通过滤饼层的难易程度;五、计算题每题10分1、某板框过滤机框空的长、宽、厚为250mm×250mm×20mm,框数为8,以此过滤机恒压过滤某悬浮液,测得过滤时间为与15min 时的滤液量分别为0.15m 3及0.20m 3,试计算过滤常数K ;解:过滤面积A =8×2××=1.0 m 22分已知:τ1==0.15 m 3τ2=15min V 2=0.20 m 3∵V 2+2VVe =KA 2τ4分可得+2×=K×12×1+2×=K×12×1521、2式联立,解得K =0.0030 m 2/min=×10-5 m 2/s4分2、以板框压滤机恒压过滤某悬浮液,过滤面积10m 2,操作压差×105Pa;每一循环过滤15min 得滤液2.91m 3;过滤介质阻力不计;(1) 该机生产能力为4.8m 3/h 滤液,求洗涤、装拆总共需要的时间及过滤常数K ;(2) 若压差降至×104Pa,过滤时间及过滤量不变,其他条件不变,需多大过滤面积设滤饼不可压缩;3如改用回转真空过滤机,转一圈得滤液0.2m 3,转速为多少才可以维持生产能力不变解:1∵V 2=KA 2τ即=K ×102×15∴K =×10-3 m 2/min又Q =V /∑τ即60=15+τw +τD∴τw +τD =4分2V 2=KA 2τA 2=V 2/Kτ4分3Q =60=×nn-r/min ∴n =min2分3、用某叶滤机恒压过滤钛白水悬浮液;滤叶每侧过滤面积为2m 2,共10只滤叶;测得:过滤10min 得滤液1.31m 3;再过滤10min 共得滤液1.905m 3;已知滤饼与滤液体积比n =;试问:1过滤至滤饼厚为21mm 即停止,过滤时间是多少2若滤饼洗涤与辅助时间共45min,其生产能力是多少以每小时得的滤饼体积计解:1∵V 2+2VVe =KA 2t由题意得+2×=KA 2×10a+2×=KA 2×20ba 、b 联立,解得KA 2=0.2076 m 6/min,Ve=0.1374 m 33分又A =10×2×=13.12m 2过滤终了时,共得滤液量V E =×=2.755 m 3由+2××=,∴t E =3分2生产能力=nV E /t E +t w +t 辅=×+45=×10-3 m 3/min=0.194 m 3/h 滤饼4分4、在3×105Pa 的压强差下对钛白粉在水中的悬浮液进行过滤实验,测得过滤常数K=5×10-5m 2/s 、q e =0.01m 3/m 2,又测得滤饼体积与滤液体积之比v=;现拟用有38个框的BMY50/810-25型板框压滤机处理此料浆,过滤推动力及所用滤布也与实验用的相同;试求:1过滤至框内全部充满滤渣所需的时间;2过滤完毕,以相当于滤液量1/10的清水进行洗涤,求洗涤时间;3若每次卸渣、重装等全部辅助操作共需15min,求每台过滤机的生产能力以每小时平均可得多少m 3滤饼计;解:1所需过滤时间A=×2×38=49.86m 2V c =××38=0.6233m 2()()2251120.156320.15630.01551510e q qq s K θ-=+=+⨯⨯=⨯4分 2洗涤时间30.10.156349.86/1.87410416s -=⨯⨯⨯=4分3生产能力30.62333600 1.2025514181560c Q m ⨯==++⨯滤饼/h2分 5、用板框过滤机过滤某悬浮液,一个操作周期内过滤20分钟后共得滤液4m 3滤饼不可压缩,介质阻力可略;若在一个周期内共用去辅助时间30分钟,求:(1) 该机的生产能力2若操作表压加倍,其它条件不变物性,过滤面积,过滤时间与辅助时间,该机生产能力提高了多少 解:滤饼不洗涤(1) 4分(2) 6分6、对某悬浮液进行恒压过滤;已知过滤时间为300s 时,所得滤液体积为0.75m 3,且过滤面积为1m 2,恒压过滤常数K=510-3m2/s;若要再得滤液体积0.75m 3,则又需过滤时间为多少2:2e q q K θ+=解由q 3分223225103000.750.625220.75e e q q K K q q θθ-=--⨯⨯-∴===⨯得q q 3分 2232 1.520.62515825510825300525e q q K sθθ-++⨯⨯===⨯=-=q 4分 7、一小型板框压滤机有框10块,长宽各为0.2m,在2at 表压下作恒压过滤共二小时滤框充满共得滤液160l,每次洗涤与装卸时间为1hr,若介质阻力可忽略不计,求:1过虑常数K,洗涤速率;2若表压增加一倍,其他条件不变,此时生产能力为若干解:15分A=××10×2=0.8m 225分故生产能力为1+1=0.08m 3/h8、某板框压滤机的过滤面积为0.4 m 2,在恒压下过滤某悬浮液,4hr 后得滤液80 m 3,过滤介质阻力可略去不计;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,但操作时间缩短为2hr,可得多少滤液③若在原表压下过滤4hr 后,再用5m 3水洗涤滤饼,需多长洗涤时间设滤液与水性质相近; 解:13分23分34分9、一小型板框过滤机,过滤面积为0.1m 2,恒压过滤某一种悬浮液;得出下列过滤议程式:q+102=250θ+0.4式中q 以l/m 2,θ以分钟计;试求:1经过249.6分钟获得滤液量为多少2当操作压力加大1倍,设滤饼不可压缩同样用249.6分钟将得到多少滤液量;解:1)4.0(250)10(2+=+θq当6.249=θ分时q=240L/M 2V=240×0;1=24L 5分2,P='K2P='K2343=⨯=5分5.LV3.341.0。
·流体流动部分1.某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油(如附图所示),油面最高时离罐底9.5 m ,油面上方与大气相通。
在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔,其中心距罐底1000 mm ,孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ,问至少需要几个螺钉(大气压力为101.3×103 Pa )? 解:由流体静力学方程,距罐底1000 mm 处的流体压力为 作用在孔盖上的总力为 每个螺钉所受力为 因此2.如本题附图所示,流化床反应器上装有两个U 管压差计。
读数分别为R 1=500 mm ,R 2=80 mm ,指示液为水银。
为防止水银蒸气向空间扩散,于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水,其高度R 3=100 mm 。
试求A 、B 两点的表压力。
解:(1)A 点的压力 (2)B 点的压力习题2附图习题1附图3、如本题附图所示,水在管道内流动。
为测量流体压力,在管道某截面处连接U 管压差计,指示液为水银,读数R=100毫米,h=800mm 。
为防止水银扩散至空气中,在水银液面上方充入少量水,其高度可忽略不计。
已知当地大气压为101.3KPa 试求管路中心处流体的压力。
解:设管路中心处流体的压力为p P A =P AP + ρ水gh + ρ汞gR = P 0 P=p 0- ρ水gh - ρ汞gR=(101.3×10³-1000×9.8x0.8- 13600×9.8×0.1) P=80.132kpa4、如本题附图所示,高位槽内的水位高于地面7 m ,水从φ108 mm ×4 mm 的管道中流出,管路出口高于地面1.5 m 。
已知水流经系统的能量损失可按∑h f =5.5u 2计算,其中u 为水在管内的平均流速(m/s )。
设流动为稳态,试计算(1)A -A '截面处水的平均流速;(2)水的流量(m 3/h )。
解:(1)A - A '截面处水的平均流速在高位槽水面与管路出口截面之间列机械能衡算方程,得 22121b12b2f 1122p p gz u gz u h ρρ++=+++∑(1)式中 z 1=7 m ,u b1~0,p 1=0(表压) z 2=1.5 m ,p 2=0(表压),u b2 =5.5 u 2 代入式(1)得(2)水的流量(以m 3/h 计)5、如本题附图所示,用泵2将储罐1中的有机混合液送至精馏塔3的中部进行分离。
已知储罐内液面维持恒定,其上方压力为1.0133⨯105Pa 。
流体密度为800 kg/m 3。
精馏塔进口处的塔内压力为1.21⨯105 Pa ,进料口高于储罐内的液面8 m ,输送管道直径为φ68 mm ⨯4 mm ,进料量为20 m 3/h 。
料液流经全部管道的能量损失为70 J/kg ,求泵的有效功率。
解:在截面-A A '和截面-B B '之间列柏努利方程式,得6、 某液体以一定的质量流量在水平直圆管内作湍流流动。
若管长及液体物性不变,将管径减至原来的1/2,问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍?解:流体在水平光滑直圆管中作湍流流动时 fp ∆=fh ρ∑或 f h ∑=f p ∆/ρ=λ2b 2u L d ρ∑∑f1f2hh =(2b1b22112))()(u u d d λλ 式中 21d d =2 ,b2b1u u =(21d d )2 =4因此 ∑∑f1f2hh =221()(2)(4)λλ=3212λλ又由于 25.0Re316.0=λ12λλ=(25021.)Re Re =(0.251b12b2)d u d u =(2×25041.)=(0.5)0.25=0.841 故 ∑∑f1f2h h =32×0.84=26.97、用泵将2×104kg/h 的溶液自反应器送至高位槽(见本题附图)。
反应器液面上方保持25.9×103Pa 的真空度,高位槽液面上方为大气压。
管道为φ76 mm ×4 mm 的钢管,总长为35 m ,管线上有两个全开的闸阀、一个孔板流量计(局部阻力系数为4)、五个标准弯头。
反应器内液面与管路出口的距离为17 m 。
若泵的效率为0.7,求泵的轴功率。
(已知溶液的密度为1073 kg/m 3,黏度为6.3⨯10-4 Pa ⋅s 。
管壁绝对粗糙度可取为0.3 mm 。
)解:在反应器液面1-1,与管路出口内侧截面2-2,间列机械能衡算方程,以截面1-1,为基准水平面,得 22b1b2121e 2f 22u u p p gzW gz h ρρ+++=+++∑ (1) 式中 z 1=0,z 2=17 m ,u b1≈0p 1=-25.9×103 Pa (表),p 2=0 (表) 将以上数据代入式(1),并整理得=9.81×17+24312.+1073109.253⨯+f h ∑=192.0+f h ∑其中 f h ∑=(λ+eL L d+∑+∑ζ)2b22u=Re b du ρμ=30.068 1.4310730.6310-⨯⨯⨯=1.656×105根据Re 与e /d 值,查得λ=0.03,并由教材可查得各管件、阀门的当量长度分别为闸阀(全开): 0.43×2 m =0.86 m习题7附图标准弯头: 2.2×5 m =11 m故 f h ∑=(0.03×350.86110.068+++0.5+4)kg J 243.12=25.74J/kg于是 ()kg J 217.7kg J 74.250.192e =+=W 泵的轴功率为s N =e W η/w =W 7.036001027.2174⨯⨯⨯=1.73kW8、如本题附图所示,贮槽内水位维持不变。
槽的底部与内径为100 mm 的钢质放水管相连,管路上装有一个闸阀,距管路入口端15 m 处安有以水银为指示液的U 管压差计,其一臂与管道相连,另一臂通大气。
压差计连接管内充满了水,测压点与管路出口端之间的直管长度为20 m 。
(1)当闸阀关闭时,测得R =600 mm 、h =1500 mm ;当闸阀部分开启时,测得R =400 mm 、h =1400 mm 。
摩擦系数λ可取为0.025,管路入口处的局部阻力系数取为0.5。
问每小时从管中流出多少水(m 3)?(2)当闸阀全开时,U 管压差计测压处的压力为多少Pa (表压)。
(闸阀全开时L e /d ≈15,摩擦系数仍可取0.025。
) 解:(1)闸阀部分开启时水的流量在贮槽水面1-1,与测压点处截面2-2,间列机械能衡算方程,并通过截面2-2,的中心作基准水平面,得 22b1b21212f 1222u u p p gzgz h ρρ++=+++∑,- (a ) 式中 p 1=0(表) u b2=0,z 2=0习题8附图z 1可通过闸阀全关时的数据求取。
当闸阀全关时,水静止不动,根据流体静力学基本方程知 2H O1Hg ()g z h gR ρρ+=(b )式中 h =1.5 m, R =0.6 m 将已知数据代入式(b )得 将以上各值代入式(a ),即 9.81×6.66=2b 2u +100039630+2.13 u b 2 解得 s m 13.3b=u水的流量为 ()s m 43.1m 13.31.0785.036004π3600332b 2s =⨯⨯⨯==u d V (2)闸阀全开时测压点处的压力在截面1-1,与管路出口内侧截面3-3,间列机械能衡算方程,并通过管中心线作基准平面,得 22b1b33113f 1322u u p p gzgz h ρρ++=+++∑,- (c ) 式中 z 1=6.66 m ,z 3=0,u b1=0,p 1=p 3 2e bf,13c ()2L L u hd λζ-+∑∑=+=22b b 350.025(15)0.5 4.810.12u u ⎡⎤++=⎢⎥⎣⎦将以上数据代入式(c ),即 9.81×6.66=2b2u +4.81 u b 2解得 s m 13.3b=u再在截面1-1,与2-2,间列机械能衡算方程,基平面同前,得 22b1b21212f 1222u u p p gz gz h ρρ++=+++∑,- (d )式中 z 1=6.66 m ,z 2=0,u b1≈0,u b2=3.51 m/s ,p 1=0(表压力) 将以上数值代入上式,则 解得 p 2=3.30×104Pa (表压)·蒸馏部分1、在一连续精馏塔中分离苯的含量为0。
5(苯的摩尔分数,下同)的苯-甲苯混合液,其流量为100kmol/h 。
已知馏出液组成为0。
95,釜液组成为0.05,试求(1)馏出液流量及苯的回收率(2)保持馏出液组成0.95不变,馏出液最大可能流量。
2、在连续精馏塔中分离A 、B 两组分溶液。
原料液的处理量为100 kmol/h ,其组成为0.45(易挥发组分A 的摩尔分数,下同),饱和液体进料,要求馏出液中易挥发组分的回收率为96%,釜液的组成为0.033。
试求(1)馏出液的流量和组成;(2)若操作回流比为2.65,写出精馏段的操作线方程;(3)提馏段的液相负荷。
解:(1)馏出液的流量和组成 由全塔物料衡算,可得n,W 1.80.033q =kmol/h=54.55 kmol/h ()n,D n,F n,W 10054.55q q q =-=-kmol/h=45.45 kmol/h(2)精馏段操作线方程 (3)提馏段的液相负荷3、在连续操作的精馏塔中分离两组分理想溶液。
原料液流量为50 kmol/h ,要求馏出液中易挥发组分的收率为94%。
已知精馏段操作线方程为y = 0.75x +0.238;q 线方程为y = 2-3x 。
试求(1)操作回流比及馏出液组成;(2)进料热状况参数及原料的总组成;(3)两操作线交点的坐标值x q 及y q ;(4)提馏段操作线方程。
解:(1)操作回流比及馏出液组成 由题给条件,得75.01=+R R及238.01D =+R x 解得 R = 3,x D = 0.952(2)进料热状况参数及原料液组成 由于31qq =--及21F =-q x解得 q = 0.75(气液混合进料),x F = 0.5(3)两操作线交点的坐标值x q 及y q 联立操作线及q 线两方程,即 解得 x q = 0.4699及y q = 0.5903(4)提馏段操作线方程 其一般表达式为 式中有关参数计算如下:kmol/h68.24kmol/h 952.05.05094.0DFF n,A D n,=⨯⨯==x x q q η()n,W n,F n,D 5024.68q q q =-=-kmol/h = 25.32 kmol/h ()n,L n,D n,F 324.680.7550q Rq qq '=+=⨯+⨯kmol/h =111.54 kmol/h ()n,V n,L n,W 111.5425.32q q q ''=-=-kmol/h = 86.22 kmol/h则 111.5425.320.0592 1.2940.0173986.2286.22y x x ''=-⨯=-4、5、6、。