化工原理复习资料汇总

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一填空 (1) 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。 (2) 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）。

(3)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大，则该壁面的热阻愈

小 ，其两侧的温差愈 小 。

(4)在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在 滞离层（或热边界层） ，减少

热阻的最有效措施是 提高流体湍动程度 。

(5)消除列管式换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加 膨胀节 、 采用浮头

式 或 U 管式结构 ；翅片管换热器安装翅片的目的是 增加面积，增强流体的湍动程

度以提高传热系数 。

(6) 厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b 1>b 2>b 3，导热系数

1

<2<3，在稳定传热过程中，各层的热阻R 1 > R 2 > R 3，各层导热速率Q 1 = Q 2 =

Q 3。

(7)物体辐射能力的大小与 黑度 成正比，还与 温度的四次方 成正比。

(8) 写出三种循环型蒸发器的名称 中央循环管式 、 悬筐式 、 外加热式 。

(9) 在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括 自然对流 、 泡核沸腾 和 膜状沸腾 三个阶段。实际操作应控制在 泡核沸腾 。在这一阶段，传热系数随着温度差的增

加而 增加 。 (10) 传热的基本方式有 传导 、 对流 和 辐射 三种。热传导的基本定律是

傅立叶定律其表达式为dQ= -ds λn t

??。

(11) 水在管作湍流流动，若使流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的

1.74 倍；管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原来的 3.48 倍。（设条件改变后仍在湍流围）

(12) 导热系数的单位为 W/（m ·℃），对流传热系数的单位为 W/（m 2·℃），总传热

系数的单位为 W/（m 2·℃）。

二、选择

1 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＿D ＿耐火砖

的黑度。

A 大于

B 等于

C 不能确定

D 小于

2 某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管空气（空气在管作湍流流动），使空气温度

由20℃升至80℃，现需空气流量增加为原来的2倍，若要保持空气进出口温度不变，则此

时的传热温差应为原来的A 倍。

A 1.149

B 1.74

C 2

D 不定

3 一定流量的液体在一25×2.5mm 的直管作湍流流动，其对流传热系数

i =1000W/m 2

·℃；如流量与物性都不变，改用一19×2mm 的直管，则其将变为 D 。

A 1259

B 1496

C 1585

D 1678

4 对流传热系数关联式中普兰特准数是表示 C 的准数。

A 对流传热

B 流动状态

C 物性影响

D 自然对流影响

5 在蒸气—空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的＿B ＿在工程上可行。

A 提高蒸气流速

B 提高空气流速

C 采用过热蒸气以提高蒸气温度

D 在蒸气一侧管壁加装翅片，增加冷凝面积

6在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差为50℃，现因某种原因，两者的温度各升高100℃，则此时的辐射传热量与原来的辐射传热量相比，应该＿B ＿。

A 减小

B 增大

C 不变

7 在单效蒸发器中，将某水溶液从14%连续浓缩至30%，原料液沸点进料，加热蒸汽的温度为96.2℃，有效传热温差为11.2℃，二次蒸气的温度为75.4℃，则溶液的沸点升高为

D ℃。

A 11.2

B 20.8

C 85

D 9.6

8 为蒸发某种粘度随浓度和温度变化较大的溶液，应采用＿B ＿流程。

A 并流加料

B 逆流加料

C 平流加料

D 双效三体并流加料

13热气体在套管换热器中用冷水冷却，管为mm mm 5.225?φ钢管，导热系数K m W ?=/45λ。冷水在管湍流流动，给热系数K m W ?=21/2000α，热气在环隙中湍流流动，给热系数K m W ?=2

2/50α。不计垢层热阻，试求：

（1）管壁热阻占总热阻的百分数；

（2）管中冷水流速提高一倍，总传热系数K '有何变化？

（3）隙中热气体流速提高一倍，总传热系数K ''有何变化？

解： （1） 11

122121]1ln 21[-++=αλαd d d d d K =1]50

102.0025.0ln 452025.002.0025.020001[-+?+? =K m W ?2/3.48

总热阻 /021.012?=m K

W 管壁热阻 02

.0025.0ln 452025.0ln 2122?=d d d λ =W K m /102.625??-

∴管壁热阻分率为%3.0103021

.0102.635

=?=?-- （2）8.0u ∝α

∴K m W ??=?=='238.018.01

/1048.3200022αα

K m W K ?=+?+??='-253/0.49]501102.602.0025.01048.31[

增加%3.13.483.4849=-=-'K K K （3）K m W ?=?=='∴28.028.02/1.875022αα

K m W K ?=+?+?=''-25/1.82]1

.871102.602.0025.020001[

增加 %6.693.483.481.82=-=-''K K K 由上可知，管壁热阻往往占分率很小，可忽略；提高K 值，强化传热，应在α小处着

手。

蒸馏

一、填空

1精馏过程是利用 部分冷凝 和 部分汽化 的原理而进行的。精馏设计中，回流比越 大 ，所需理论板越少，操作能耗 增加 ，随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现 先降后升 的变化过程。

2精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数 减小 （增大、减小），同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量 增大 （增大、减小），塔顶冷凝器中冷却介质消耗量减小 （增大、减小），所需塔径 增大（增大、减小）。

3分离任务要求一定，当回流比一定时，在5种进料状况中, 冷液体 进料的q 值最

大，提馏段操作线与平衡线之间的距离 最远 , 分离所需的总理论板数最少。

4相对挥发度α=1，表示不能用 普通精馏分离 分离，但能用 萃取精馏或恒沸精馏

分离 分离。

5某二元混合物，进料量为100kmol/h ，x F =0.6，要求得到塔顶x D 不小于0.9，则塔顶最大产量为66.7 kmol/h 。

6精馏操作的依据是 混合液中各组分的挥发度差异 ，实现精馏操作的必要条件包括 塔顶液相回流 和 塔底上升蒸气 。

7负荷性能图有 五 条线，分别是 液相上限线 、 液相上限线 、 雾沫夹带线 、 漏液线 和 液泛线 。

8写出相对挥发度的几种表达式=B A v v /=B B A A x p x p //=B

A B A x x y y //=o B o A p p /。 二、选择

1 已知q=1.1，则加料中液体量与总加料量之比为 C 。

A 1.1:1

B 1:1.1

C 1:1

D 0.1:1

2 精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是 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必定同时发生。

3 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

的汽相组成y A=0.7，相应的露点为t2，则A

A t1=t2

B t1

C t1>t2

D 不确定

4某二元混合物，进料量为100kmol/h，x F=0.6，要求得到塔顶x D不小于0.9，则塔顶最大产量为B。

A 60kmol/h

B 66.7kmol/h

C 90kmol/h

D 不能定

5精馏操作时，若F、D、x F、q、R、加料板位置都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成x D变化为B

A 变小

B 变大

C 不变

D 不确定

6在一二元连续精馏塔的操作中，进料量及组成不变，再沸器热负荷恒定，若回流比减少，则塔顶温度 A ，塔顶低沸点组分浓度 B ，塔底温度 C ，塔底低沸点组分浓度

A 。

A 升高

B 下降

C 不变

D 不确定

7某二元混合物，=3，全回流条件下x n=0.3，则y n-1=B。

A 0.9

B 0.3

C 0.854

D 0.794

8 某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x A=0.4，相应的泡点为t1，气相组成为y A=0.4，相应的露点组成为t2，则 B 。

A t1=t2

B t1

C t1>t2

D 不能判断

9某二元混合物，=3，全回流条件下x n=0.3，则y n-1= D

A 0.9

B 0.3

C 0.854

D 0.794

10精馏的操作线是直线，主要基于以下原因D 。

A 理论板假定

B 理想物系

C塔顶泡点回流 D 恒摩尔流假设

11某筛板精馏塔在操作一段时间后，分离效率降低，且全塔压降增加，其原因及应采取的措施是 B 。

A 塔板受腐蚀，孔径增大，产生漏液，应增加塔釜热负荷

B 筛孔被堵塞，孔径减小，孔速增加，雾沫夹带严重，应降低负荷操作

C塔板脱落，理论板数减少，应停工检修

D 降液管折断，气体短路，需更换降液管

12板式塔中操作弹性最大的是B。

A筛板塔 B 浮阀塔 C 泡罩塔

13下列命题中不正确的为 A 。

A上升气速过大会引起漏液 B 上升气速过大会引起液泛 C上升气速过大会使塔板效率下降 D 上升气速过大会造成过量的液沫夹带

14二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

15下列情况 D 不是诱发降液管液泛的原因。

A液、气负荷过大 B 过量雾沫夹带 C塔板间距过小 D 过量漏液

吸收

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

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 =0.4kmol/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

A t 1

B t 3>t 2

C t 1>t 2

D t 3

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

B 达

A 塔顶

B 塔底

C 塔中部

D 不确定 6 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则塔的H OG 将C ，N OG 将A 。

A 增大

B 减小

C 不变

D 不能判断 7 吸收塔的设计中，若填料性质及处理量（气体）一定，液气比增加，则传质推动力

A ，

传质单元数 B ，传质单元高度 C ，所需填料层高度 B 。

A 增大

B 减小

C 不变

D 不能判断

8 料塔中用清水吸收混合气中NH 3，当水泵发生故障上水量减少时，气相总传质单元数 N OG A .

A 增加

B 减少

C 不变

D 不确定

流体流动

一填空

(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 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。

(2）离心泵的特性曲线通常包括H-Q 曲线、η-Q 和 N-Q 曲线，这些曲线表示在一定 转速 下，输送某种特定的液体时泵的性能。

(3) 处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是 静止的 、连通着的 、 同一种连续的液体 。流体在管流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用 皮托 流量计测量。

(4) 如果流体为理想流体且无外加功的情况下，写出：

单位质量流体的机械能衡算式为

常数=++=g

p g u z E ρ22； 单位重量流体的机械能衡

算式为常数=++=p u gz E 22ρρ；

单位体积流体的机械能

衡算式为常数=++=g p g u z E ρ22；

(5)有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为 z 1ρg+（u 12ρ/2）+p 1+W s

ρ= z 2ρg+（u 22ρ/2）+p 2 +ρ∑h f ，各项单位为 Pa （N/m 2） 。

(6）气体的粘度随温度升高而 增加 ，水的粘度随温度升高而 降低 。

(7) 流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能 减小 。

(8) 流体流动的连续性方程是u 1A ρ1=u 2A ρ2=······= u A ρ；适用于圆形直管的不可压缩流

体流动的连续性方程为 u 1d 12= u 2d 22 =······= u d 2。

(9) 当地大气压为745mmHg 测得一容器的绝对压强为350mmHg ，则真空度为395mmHg 。测得另一容器的表压强为1360 mmHg ，则其绝对压强为2105mmHg 。

(10) 并联管路中各管段压强降 相等 ；管子长、直径小的管段通过的流量