化工原理答案 (2)
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第七章质量传递基础掌握一些基本概念:1、什么叫分子扩散?什么叫对流扩散?答:由于分子的无规则热运动而造成的物质传递现象称为分子扩散,简称为扩散。
对流扩散即湍流主体与相界面之间的分子扩散与涡流扩散两种传质作用的总称。
2、什么是菲克扩散定律?写出表达式3、简述双膜理论的基本论点?答:其基本论点如下:1)相互接触的气,液流体间存在着定态的相界面,界面两侧分别存在气膜和液膜,吸收质以分子扩散方式通过此两膜层。
2)在相界面处,气液两相处于平衡。
(3)膜内流体呈滞流流动,膜外流体呈湍流流动,全部组成变化集中在两个有效膜层内。
4、双膜理论是将整个相际传质过程简化为__________。
经由气、液两膜层的分子扩散过程5、掌握相组成的表示方法:试题某吸收塔的操作压强为110 KPa,温度为25 ℃,处理焦炉气1800 m3/h。
焦炉气中含苯156 kg/h,其他为惰性组分。
求焦炉气中苯的摩尔分数和物质的量之比(即摩尔比)。
第八章气体吸收一、填空题1、吸收因数S可表示为Mv/L,它是_平衡线斜率m_与_操作线斜率L/V_的比值。
2、用水吸收氨-空气混合气体中的氨,它是属于_气膜_控制的吸收过程,对于该过程来说,要提高吸收速率,则应该设法减小_气膜阻力_。
3、在吸收过程中,由于吸收质不断进入液相,所以混合气体量由塔底至塔顶逐渐减少。
在计算塔径时一般应以_塔底_的气量为依据。
4、吸收操作的依据是_各组分在同一种溶剂中溶解度的差异_,以达到分离气体混合物的目的。
混合气体中,能够溶解于溶剂中的组分称为_吸收质_或_溶质_。
5、若某气体在水中的亨利系数E值很大,说明该气体为_难溶_气体。
在吸收操作中_增加_压力和_降低_温度可提高气体的溶解度,有利于吸收。
6、用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的速率方程为__ __N A =k y(y-y i)__,以传质总系数表达的速率方程为__N A =K y(y-y*)___。
化工原理(管国锋主编第三版)课后习题答案2流体输送机械题号或许会与书本有些不同第2章流体输送机械1)某盛有液体的圆筒容器,容器轴心线为铅垂向,液面水平,如附图中虚线所示。
当容器以等角速度ω绕容器轴线旋转,液面呈曲面状。
试证明:①液面为旋转抛物面。
②。
③液相内某一点(r,z)的压强。
式中ρ为液体密度。
解题给条件下回旋液相内满足的一般式为P gz22r2 C (常量)取圆柱坐标如图,当Z=0,r=0,P=P0,∵C=P0 故回旋液体种,一般式为p gz22r2 p0① 液面为P=P0的等压面22r 0,Z222gr2,为旋转抛物面②H22g2R2又Rh0 Z2 rdrr2grr3dr2R4即:h0=2R24g∴H=2h0③某一点(r,Z)的压强P:P P0 gh22r P0 g(22r22gZ)题号或许会与书本有些不同2)直径0.2m、高0.4m的空心圆桶内盛满水,圆筒定该中心处开有小孔通大气,液面与顶盖内侧面齐平,如附图所示,当圆筒以800rpm转速绕容器轴心线回旋,问:圆筒壁内侧最高点与最低点的液体压强各为多少?解P gz22取圆柱坐标如图,当Z=0,r=0, P=P0 ,∴C=P0故回旋液体种,一般式为p gz22r2 p0B点:Z=0,r=R=0.1m,PB P0 C点:Z=-0.4m,r=0.1m,PC P0 gZ22R2***-*****(2 )2 0.12 3.51 104Pa 26022r2 1000 9.81 ( 0.4)***-*****(2 )2 0.12 3.90 104Pa2603)以碱液吸收混合器中的CO2的流程如附图所示。
已知:塔顶压强为0.45at(表压),碱液槽液面与塔内碱液出口处垂直高度差为10.5m,碱液流量为10m3/h,输液管规格是φ57×3.5mm,管长共45m(包括局部阻力的当量管长),碱液密度,粘度,管壁粗糙度。
试求:①输送每千克质量碱液所需轴功,J/kg。
化工原理考试题及答案一.填空题1.(5分) 题号:6062 第6章知识点:231 难度:中等某二元物系的相对挥发度α=3,在具有理论板的精馏塔内于全回流条件下作精馏塔操作,已知x =0.3,则y =___(由塔顶往下数)*****答案*****y =αx /(1+(α-1)x )=3×0.3/(1+2×0.3)=0.563x =y =0.563y =3×0.563/(1+2×0.563)=0.7942.(3分) 题号:6061 第6章知识点:230 难度:较难连续精馏过程的进料热状态有____种。
已知q=1.1,则加料中液体量与总加料量之比是_____。
理论板图解时,在F、x ,x ,q、x ,R,操作压力P等参数中与______无关。
*****答案*****五1∶1 F3.(4分) 题号:7054 第7章知识点:120 难度:中等含SO 为10%(体积)的气体混合物与浓度C为0.020kmol.m 的SO 水溶液在一个大气压下相接触。
操作条件下两相的平衡关系为p =1.62C(大气压),则SO 将从___相向___相转移,以气相组成表示的传质总推动力为____大气压.*****答案*****p=0.1atm p =1.62×0.02=0.0324atm从气相向液相转移Δp=0.0676atm4.(3分) 题号:7042 第7章知识点:200 难度:中等扩散速率的费克定律公式是______,式中每项_________________________。
*****答案*****J =-Ddc /dz,J 组分A的扩散通量kmol/(m s )D扩散系数m /s, dc /dz组分的浓度梯度kmol/m5.(2分) 题号:7057 第7章知识点:300 难度:中等吸收过程物料衡算时的基本假定是:(1)_______________________________________。
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(大学第二版)下册部分答案第8章2. 在温度为25 ℃及总压为101.3 kPa 的条件下,使含二氧化碳为3.0%(体积分数)的混合空气与含二氧化碳为350 g/m 3的水溶液接触。
试判断二氧化碳的传递方向,并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。
已知操作条件下,亨利系数51066.1⨯=E kPa ,水溶液的密度为997.8 kg/m 3。
解:水溶液中CO 2的浓度为 对于稀水溶液,总浓度为 3t 997.8kmol/m 55.4318c ==kmol/m 3 水溶液中CO 2的摩尔分数为由 54* 1.6610 1.44310kPa 23.954p Ex -==⨯⨯⨯=kPa 气相中CO 2的分压为t 101.30.03kPa 3.039p p y ==⨯=kPa < *p故CO 2必由液相传递到气相,进行解吸。
以CO 2的分压表示的总传质推动力为*(23.954 3.039)kPa 20.915p p p ∆=-=-=kPa3. 在总压为110.5 kPa 的条件下,采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。
测得在塔的某一截面上,氨的气、液相组成分别为0.032y =、31.06koml/m c =。
气膜吸收系数k G =5.2×10-6 kmol/(m 2·s ·kPa),液膜吸收系数k L =1.55×10-4 m/s 。
假设操作条件下平衡关系服从亨利定律,溶解度系数H =0.725 kmol/(m 3·kPa)。
(1)试计算以p ∆、c ∆表示的总推动力和相应的总吸收系数;(2)试分析该过程的控制因素。
解:(1) 以气相分压差表示的总推动力为 t 1.06*(110.50.032)kPa 2.0740.725c p p p p y H ∆=-=-=⨯-=kPa 其对应的总吸收系数为6G 1097.4-⨯=K kmol/(m 2·s ·kPa)以液相组成差表示的总推动力为 其对应的总吸收系数为 (2)吸收过程的控制因素气膜阻力占总阻力的百分数为气膜阻力占总阻力的绝大部分,故该吸收过程为气膜控制。
第二章 流体输送机械离心泵特性【2-1】某离心泵用15℃的水进行性能实验,水的体积流量为540m 3/h ,泵出口压力表读数为350kPa ,泵入口真空表读数为30kPa 。
若压力表与真空表测压截面间的垂直距离为350mm ,吸入管与压出管内径分别为350mm 及310 mm ,试求泵的扬程。
解 水在15℃时./39957kg m ρ=,流量/V q m h =3540 压力表350M p kPa =,真空表30V p kPa =-(表压)压力表与真空表测压点垂直距离00.35h m = 管径..12035031d m d m ==,流速 / ./(.)1221540360015603544V q u m s d ππ===⨯. ../.221212035156199031d u u m s d ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭扬程 222102M V p p u u Ηh ρg g--=++ ()(.)(.)....⨯--⨯-=++⨯⨯332235010301019915603599579812981....m =++=0353890078393 水柱【2-2】原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为1400kg/m 3的水溶液,其他性质可视为与水相同。
若管路状况不变,泵前后两个开口容器的液面间的高度不变,试说明:(1)泵的压头(扬程)有无变化;(2)若在泵出口装一压力表,其读数有无变化;(3)泵的轴功率有无变化。
解 (1)液体密度增大,离心泵的压头(扬程)不变。
(见教材) (2)液体密度增大,则出口压力表读数将增大。
(3)液体密度ρ增大,则轴功率V q gHP ρη=将增大。
【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min 时,水的流量为18m 3/h ,扬程为20m(H 2O)。
试求:(1)泵的有效功率,水的密度为1000kg/m 3; (2)若将泵的转速调节到1250r/min 时,泵的流量与扬程将变为多少?解 (1)已知/,/V q m h H m kg m ρ===331820 1000水柱,有效功率 .e V P q gH W ρ==⨯⨯⨯=181000981209813600(2) 转速 /min 11450n r =时流量3118V q m h =/,扬程1220m H O H =柱转速/m i n 21250n r = 流量 ./322111250181551450V V n q q m h n ==⨯= 扬程 .2222121125020149m H O 1450n H H n ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭柱 管路特性曲线、工作点、等效率方程【2-4】用离心泵将水由敞口低位槽送往密闭高位槽,高位槽中的气相表压为98.1kPa ,两槽液位相差4m 且维持恒定。
《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≥2000B. Re>4000C. 2000<Re<4000D. Re<200012.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13.U型管压差计指示液的密度(A)被测流体的密度。
第一章 流体流动流体的重要性质1.某气柜的容积为6 000 m 3,若气柜内的表压力为5.5 kPa ,温度为40 ℃。
已知各组分气体的体积分数为:H 2 40%、 N 2 20%、CO 32%、CO 2 7%、C H 4 1%,大气压力为 101.3 kPa ,试计算气柜满载时各组分的质量。
解:气柜满载时各气体的总摩尔数()mol 4.246245mol 313314.860000.10005.53.101t =⨯⨯⨯+==RT pV n 各组分的质量:kg 197kg 24.246245%40%4022H t H =⨯⨯=⨯=M n m kg 97.1378kg 284.246245%20%2022N t N =⨯⨯=⨯=M n m kg 36.2206kg 284.246245%32%32C O t C O =⨯⨯=⨯=M n mkg 44.758kg 444.246245%7%722C O t C O =⨯⨯=⨯=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144C H t C H =⨯⨯=⨯=M n m2.若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg 混在一起,试求混合油的密度。
设混合油为理想溶液。
解: ()kg 120kg 606021t =+=+=m m m331221121t m 157.0m 7106083060=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=+=ρρm m V V V 33t t m m kg 33.764m kg 157.0120===V m ρ 流体静力学3.已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ,乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ,在甲地区的某真空设备上装有一个真空表,其读数为20 kPa 。
若改在乙地区操作,真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同? 解:(1)设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= ()kPa 3.65Pa 1020103.8533=⨯-⨯ (2)真空表读数真空度=大气压-绝压=()kPa 03.36Pa 103.651033.10133=⨯-⨯4.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。
第二章流体输送机械一、名词解释(每题2分)1、泵流量泵单位时间输送液体体积量2、压头流体输送设备为单位重量流体所提供的能量3、效率有效功率与轴功率的比值4、轴功率电机为泵轴所提供的功率5、理论压头具有无限多叶片的离心泵为单位重量理想流体所提供的能量6、气缚现象因为泵中存在气体而导致吸不上液体的现象7、离心泵特性曲线在一定转速下,离心泵主要性能参数与流量关系的曲线8、最佳工作点效率最高时所对应的工作点9、气蚀现象泵入口的压力低于所输送液体同温度的饱和蒸汽压力,液体汽化,产生对泵损害或吸不上液体10、安装高度泵正常工作时,泵入口到液面的垂直距离11、允许吸上真空度泵吸入口允许的最低真空度12、气蚀余量泵入口的动压头和静压头高于液体饱和蒸汽压头的数值13、泵的工作点管路特性曲线与泵的特性曲线的交点14、风压风机为单位体积的流体所提供的能量15、风量风机单位时间所输送的气体量,并以进口状态计二、单选择题(每题2分)1、用离心泵将水池的水抽吸到水塔中,若离心泵在正常操作范围内工作,开大出口阀门将导致()A送水量增加,整个管路阻力损失减少B送水量增加,整个管路阻力损失增大C送水量增加,泵的轴功率不变D送水量增加,泵的轴功率下降 A2、以下不是离心式通风机的性能参数( )A风量B扬程C效率D静风压 B3、往复泵适用于( )A大流量且流量要求特别均匀的场合B介质腐蚀性特别强的场合C流量较小,扬程较高的场合D投资较小的场合 C4、离心通风机的全风压等于( )A静风压加通风机出口的动压B离心通风机出口与进口间的压差C离心通风机出口的压力D动风压加静风压 D5、以下型号的泵不是水泵( )AB型BD型CF型Dsh型 C 6、离心泵的调节阀( )A只能安在进口管路上B只能安在出口管路上C安装在进口管路和出口管路上均可D只能安在旁路上 B 7、离心泵的扬程,是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值( )A包括内能在内的总能量B机械能C压能D位能(即实际的升扬高度)B8、流体经过泵后,压力增大∆p N/m2,则单位重量流体压能的增加为( )A ∆pB ∆p/ρC ∆p/ρgD ∆p/2g C9、离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能( )A 泵壳和叶轮B 叶轮C 泵壳D 叶轮和导轮 C10、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 A11、离心通风机的铭牌上标明的全风压为100mmH2O意思是( )A 输任何条件的气体介质全风压都达100mmH2OB 输送空气时不论流量多少,全风压都可达100mmH2OC 输送任何气体介质当效率最高时,全风压为100mmH2OD 输送20℃,101325Pa空气,在效率最高时,全风压为100mmH2O D12、离心泵的允许吸上真空高度与以下因素无关( )A当地大气压力B输送液体的温度C流量D泵的吸入管路的长度 D13、如以∆h,允表示汽蚀余量时,p1,允表示泵入口处允许的最低压力,p v为操作温度下液体的饱和蒸汽压,u1为泵进口处的液速,则( )A p1,允= p v + ∆h,允B p1,允/ρg= p v/ρg+ ∆h,允-u12/2gC p1,允/ρg= p v/ρg+ ∆h,允D p1,允/ρg= p v/ρg+ ∆h,允+u12/2g B14、以下种类的泵具有自吸能力( )A往复泵B齿轮泵与漩涡泵C离心泵D旋转泵与漩涡泵 A15、如图示,列1--1与2--2截面的伯努利方程,为:H e=∆z+∆p/ρg+∆(u2/2g)+∑H f,1-2,则∆h f,1-2为( )A 泵的容积损失,水力损失及机械损失之和B 泵的容积损失与水力损失之和C 泵的水力损失D 测压点1至泵进口,以及泵出口至测压点2间的阻力损失D16、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生( )A气缚现象B汽蚀现象C汽化现象D气浮现象A17、某同学进行离心泵特性曲线测定实验,启动泵后,出水管不出水,泵进口处真空计指示真空度很高,他对故障原因作出了正确判断,排除了故障,你认为以下可能的原因中,哪一个是真正的原因( )A水温太高B真空计坏了C吸入管路堵塞D排出管路堵塞C18、由阀门全开的条件算出在要求流量为V时所需扬程为H e/。
1,解:(1) y =0.008 x = + y= 7.17 ⨯104 kmol 3 (3) y = = 9.875⨯10-5 kmol 3 2,解: y = 0.09 x = 0.05 y = 0.97x= 1.71⨯10-5 m 故 D G = s 1⨯ 21.52+ 20.12 粘度 (293K )μ = 1.005CP , 分子体积 V A = 3.7 + 24.6 = 28.3cm molD L = 7.4 ⨯10-8 (2.6 ⨯13)2 ⨯ 293 ()= 1.99 ⨯10-5 cm 2 s 或1.99 ⨯10-9 m 2s(96.2 +100.6)= 98.4 kN m 2 代入式P BM = ( )10 = - 0.24 ⨯10-48.314 ⨯ 295x (101.3 )(0.66 - 5.07) 5,解:查 25 C 水汽在空气中扩散系数为D = 0.256 cm s ⎛ T ⎫ 80 C 下 , D 2 = D 1 2 ⎪⎪ ⎛ 353 ⎫第七章 吸收* 10 10 17 10001718= 0.1047 m = * x = 0.008 0.01047= 0.764E = mp = 0.764 ⨯1.013⨯105 = 7.74 ⨯104PaH = C E = 55.5 7.74 ⨯104 m ⋅ Pa (2) P = 301.9KPa H,E 不变,则 m = E P = 7.74 ⨯104301.9 ⨯1030.2563 *5.9 ⨯103 301.9 ⨯103= 0.0195 x = 0.01047 m = y * x = 0.0195 0.01047= 1.862E = mp = 1.862 ⨯ 301.9 ⨯103 = 5.62 ⨯105PaH = C E = 55.5 5.62 ⨯105 m ⋅ Pa * y * = 0.97 ⨯ 0.05 = 0.0485 < y = 0.09 ∴吸收同理也可用液相浓度进行判断3,解:HCl 在空气中的扩散系数需估算。
化工原理复习资料一、选择题1、两种不同的流体在进行热交换时,在各种流向中,传热温度差最大的是(②)①并流②逆流③错流④折流2、描述对流传热过程的基本规律是…………………………………………(③)①牛顿粘性定律②傅立叶定律③牛顿冷却定律④费克定律3、稳定传热是指传热系统内各点的温度……………………………………(②)①既随时间而变,又随位置而变②只随位置而变,但不随时间而变③只随时间而变,但不随位置而变④既不随时间而变,又不随位置而变4、表示流体的物理性质对传热膜系数系数的影响的准数是………………(③)①努塞尔特准数②雷诺准数③普兰朗特准数④格拉斯霍夫准数5、下列材料中导热系数最小的物质应是……………………………………(③)①金属②建筑材料③气体④水6、总传热速率公式Q=KSΔt m中,Δt m的物理意义是…………………………(②)①器壁内外壁面的温度差②器壁两侧流体对数平均温度差③流体进出口的温度差④器壁与流体的温度差7、属于液液传质过程的单元操作是…………………………………………(②)①气体的吸收②液体的萃取③结晶④固体干燥8、液体中溶质的扩散系数与下列哪个因数无关……………………………(④)①物系的种类②温度③溶质的浓度④压力9、属于气固传质过程的单元操作是…………………………………………(①)①固体干燥②液体的萃取③结晶④气体的吸收10、混合物中某组分物质的量的与惰性组分物质的量的比值称为…………(④)①质量分数②质量比③摩尔分数④摩尔比11、混合气体中溶解度小的组分被称为………………………………………(①)①吸收质②惰性组分③吸收剂④溶12、描述分子扩散过程的基本规律是…………………………………………(④)①亨利定律②拉乌尔定律③傅立叶定律④费克定律13、属于散装(乱堆)填料的是…………………………………………………(③)①格栅填料②脉冲填料③鲍尔环④波纹填料14、在吸收操作中,吸收操作线总是位于平衡线的…………………………(①)①上方②左下方③重合线上④右下方15、通常所讨论的吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时……………(④)①回收率趋向最高②吸收推动力趋向最大③操作最为经济④填料层高度趋向无穷大16、工业上最早使用的填料是…………………………………………………(①)①拉西环②阶梯环③鲍尔环④波纹填料17、在实际操作过程中,适宜的吸收剂用量为最小吸收剂用量的…………(③)①1.15~1.5倍②1.5~2倍③1.1~2.0倍④1.5~1.8倍18、下列温度与压强改变对吸收操作有利的是………………………………(①)①增大压强,降低温度②增大压强,提高温度③减小压强,降低温度④减小压强,提高温度19、在工业上所使用的下列填料中,性能最好是……………………………(④)①拉西环②阶梯环③鲍尔环④波纹填料20、蒸馏操作属于………………………………………………………………(④)①动量传递操作②热量传递操作③质量传递操作④热质传递操作21、要使液体混合物各组分得到较彻底的分离的操作方法是………………(②)①简单蒸馏②精馏③水蒸汽蒸馏④平衡蒸馏22、精馏塔进料时,若q=1,则表明进料状况为………………………………(②)①冷料②饱和液体③饱和蒸汽④气液混合料23、在二元混合液中,沸点低的组分称为……………………………………(③)①可挥发组分②不挥发组分③易挥发组分④难挥发组分24、液体部分汽化的结果是……………………………………………………(①)①汽相中轻组分的浓度变大②液相中轻组分的浓度变大③汽相中轻组分的浓度变小④液相中重组分的浓度变小25、最适宜回流比应取最小回流比的…………………………………………(②)①1.1~1.5倍②1.1~2.0倍③1.5~2.0倍④1.5~2.5倍26、精馏塔进料时,若q=0.6,则表明进料状况为……………………………(④)①冷液体②饱和液体③饱和蒸汽④气液混合料27、在精馏塔中,加料板以下的塔段(包括加料板)称为……………………(①)①提馏段②精馏段③进料段④混合段二、判断题1、气体的导热系数,随温度的升高而减小……………………………………(✘)2、在稳态传热中,凡热阻大处其温差也大…………………………………… (✔)3、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要小………(✔)4、定性温度是指流体进、出口温度的算术平均值……………………………(✔)5、稳定的圆筒壁传热过程,传热速率为常数…………………………………(✘)6、换热器内安装折流挡板是为了增大传热温度差……………………………(✘)7、板式塔属于逐级接触式设备…………………………………………………(✔)8、表面更新模型是最早提出的一种传质模型…………………………………(✘)9、在湍流中心内的传质主要为涡流扩散………………………………………(✔)10、“整体移动”使传质速率减小………………………………………………(✘)11、填料塔的正常操作应该是气体为分散相,液体为连续相…………………(✔)12、板式塔属于逐级接触式设备………………………………………………(✔)13、在层流内层内的传质主要为分子扩散……………………………………(✔)14、溶质渗透模型是最早提出的一种传质模型………………………………(✘)15、板式塔属于有外加能量式设备……………………………………………(✘)16、溶质从液相向气相传递,称为吸收过程……………………………………(✘)17、增大吸收剂的用量,操作线的斜率变小……………………………………(✘)18、鲍尔环的性能优于拉西环…………………………………………………(✔)19、增大吸收剂用量会减小设备费用…………………………………………(✔)20、亨利系数E值愈大,表示该气体的溶解度愈大……………………………(✘)21、减小吸收剂的用量,操作费用变大…………………………………………(✘)22、相平衡常数m值愈大,则表明该气体的溶解度愈小………………………(✔)23、阶梯环属于散装(乱堆)填料………………………………………………(✔)24、相对挥发度α值越大,则表示此混合液越难分离…………………………(✘)25、馏出液中的主要成分是轻组分……………………………………………(✔)26、当回流比增大时,所需塔板数减少…………………………………………(✔)27、蒸馏分离的依据是混合物中各组分的溶解度不同………………………(✘)28、精馏操作中,在塔顶可得到纯轻组分………………………………………(✘)29、简单蒸馏属于不稳定操作过程……………………………………………(✔)三、名词解释题1、热辐射——物体由于具有温度而辐射电磁波的现象2、传导传热——温度不同的物体直接接触,由于自由电子的运动或分子的运动而发生的热交换现象3、分子扩散——由于物质分子的热运动而产生的扩散4、平衡分离过程——借助分离媒介使均相混合系统变为两相体系,再以混合物中各组分在处于平衡的两相中分配关系的差异为依据而实现分离5、壁流——填料塔中,液体在乱堆填料层中向下流动时,有偏向塔壁流动的现象6、涡流扩散——当流体流动或搅拌时,由于流体的宏观随机运动,使组分从高浓度向低浓度处移动的现象7、物质的量浓度——单位体积溶液中所含溶质的物质的量8、物理吸收——溶解的气体与溶剂或溶剂中某种成分并不发生任何化学反应的吸收过程9、理论塔板——在其上气、液两相都充分混合,且传热和传质过程阻力均为0的理想化塔板10、吸收质——吸收过程中,所用于吸收气体混合物中某组分的液体称为吸收剂,被吸收的物质11、饱和蒸气压——一定的温度下,与同种物质的液态(或固态)处于平衡状态的蒸汽所产生的压强12、吸收尾气——利用能同尾气反应的某种溶液进行化学吸收13、相对挥发度——即溶液中易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比四、简答题1、简述折流和错流平均温度差的确定方法。
2、为何在热交换过程中要采用逆流操作?因为这是工艺要求,冷介质需要升温,而热介质需降温:同时,也是力学要求,加强对流减小阻力3、影响对流传热系数的因素有哪些?(1)对流运动成因和流动状态;(2)流体的物理性质(随种类、温度和压力而变化);(3)传热表面的形状、尺寸和相对位置;(4)流体有无相变(如气态与液态之间的转化)。
4、选择分离方法时应考虑的主要因素有哪些?最主要就是考虑能耗和经济,精馏塔的数目,流程复杂的能耗就比较高,再选择塔数相近的进行模拟比较,模拟出具体能耗进行比较,同时进行经济分析5、传质设备按所处理物系的相态可分为哪几类?气(汽)液传质设备;液液传质设备;气固传质设备;液固传质设备6、平衡分离过程分为哪几种类型?7、简述双模模型的基本要点。
(1)在相互接触的气液两相间存在一个稳定的相界面,界面两侧各有一个很薄的停滞膜,即“气膜”和“液膜”。
气液两相间的传质为通过两停滞膜的分子扩散(2)在气膜、液膜以外的气、液两相主体中,由于流体的强烈湍动,各处浓度均匀,无传质阻力。
(3)在气液相界面处,气液两相处于相平衡状态,无传质阻力。
8、与板式塔相比,填料塔有何特点?①流体阻力小,压降小②结构简单③常压和低压下,分离效率明显优于板式塔④易实现防腐措施9、简述性能优良的传质设备应满足的要求。
(1)单位体积中,两相的接触面积应尽可能大,两相分布均匀,避免或抑制短路及返混;(2)流体的通量大,单位设备体积的处理量大;(3)流动阻力小,运转时动力消耗低;(4)操作弹性大,对物料的适应性强;(5)结构简单,造价低廉,操作调节方便,运行可靠安全10、为何吸收剂用量太多或太少都对吸收操作不利?太多,溶剂消耗、输送及回收等操作费用增加。
太少,所需填料层高度太高,设备费增多。
11、吸收操作在工业上有何用途?①获得产品②气体混合物的分离③气体净化④回收有价值组分12、气液相平衡关系在吸收中有何作用?①确定传质过程的方向②确定传质过程的推动力③确定吸收塔的吸收液及尾气的极限浓度13、什么是全回流?全回流操作时有何特点?①冷凝后的液体全部回流至塔内②精馏段操作线,提镏段操作线,对角线三线重合。
此时操作线距平衡线最远,气液两相间传质推动力最大,所需理论板数最少。
14、简述图解法求解理论塔板数的具体步骤。
①在直角坐标纸上绘出待分离的双组分混合物在操作压强下的x-y平衡曲线,并作出对角线。
②依照前面介绍的方法作精馏段的操作线ac,q线ef,提馏段操作线bd。
③从a点开始,在精馏段操作线与平衡线之间作水平线及垂直线构成直角梯级,当梯级跨过d点时,则改在提馏段与平衡线之间作直角梯级,直至梯级的水平线达到或跨过b点为止。
④梯级数目减一即为所需理论板数。
五、计算题1、某平壁工业炉的耐火砖厚度为0.213m,炉墙导热系数λ=1.038W.m-1.K-1。