化工原理复习题及答案资料

1. 某精馏塔的设计任务为：原料为F，xf，要求塔顶为xD，塔底为xw。

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NT 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xA=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，xf，q，V保持不变，增加回流比R，则此时xD 增加 ， xw 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Re＝_______________,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__。

15. 在一定空气状态下干燥某物料，能用干燥方法除去的水分为____自由水__；首先除去的水分为_非结合水_；不能用干燥方法除的水分为_______平衡水_______。

19. 精馏过程是利用多次部分汽化和多次部分液化的原理进行完成的。

20. 最小回流比是指 塔板无穷时的回流比极限值 。

21. 由实验确定直管摩擦系数λ与Re的关系。层流区摩擦系数λ与管壁_____粗糙度无关，λ和Re关系为__λ/_Re_。湍流区，摩擦系数λ与___粗糙度_及λ/Re 都有关。而完全湍流区，摩擦系数λ与_ Re _无关，仅与_粗糙度_有关。

22. 某液体在内径为d1的管路中稳定流动，其平均流速为u1，当它以相同的体积流量通过内径为d2（d2=d1/2）的管路时，则其平均流速为原来的____4____倍。

23. 流量增大时，流体流经转子流量计的阻力损失____不变________。

24. 层流与湍流的本质区别是：_层流无径向流动，_湍流有径向流动_。

25. 间壁式换热器的传热过程是_对流_、_导热_、_对流_。

26. 对流体传热中普郎特准数式为 Pr=Cp*u/λ_, 它反映了_流体物性对对流传热的影响__

27. 在多层平壁稳定热传导中，通过各层的传热速率_____相同__。

28. 压力____下降_____温度___增高_______将有利于解吸的进行。吸收因数A表示_____操作线斜率L/G_____与____平衡线斜率m______之比。当A≥1时，增加塔高，吸收率_____增大______

29. 吸收操作中，温度不变，压力增大，可使相平衡常数_减小_，传质推动力_增大_。

30.作为干燥介质的湿空气，其预热的目的_降低相对湿度_、_提高温度 33. 饱和液体进料时，q= 1 ;L′=

L+F;V′= V 。

34. 在连续精馏塔中，进行全回流操作，已测得相邻两板上液相组成分别为x n-1＝0.7,xn＝0.5 （均为易挥发组份摩尔分率）。已知操作条件下相对挥发度＝3，则yn＝ ，x*n＝ ， 以液相组成表示的第ｎ板的单板效率Em＝ 。

35. 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xn＝0.3，则yn-1＝ （由塔顶往下数）

36．图示吸液装置中，吸入管尺寸为mm5.3mm89，管的下端位于水面下m2，并装有底阀及拦污网，该处的局部压头损失为gu282 。若截面2-2处的真空度为kPa2.32，由1-1截面至2-2截面的压头损失为gu2212 。求：（1）吸入管中水的流量，13hm;（2）吸入口1-1处的表压。

37. 在一套管式换热器中，内管为mm10mm180的钢管，内管中热水被冷却，热水流量为1h1800kg，进口温度为C800，出口为C500。环隙中冷却水进口温度为C200，出口温度为C450，11CkgkJ186.4pc，总传热系数12Km1800WK。试求：

（1）冷却水用量；

（2）并流流动时的平均温度差及所需的管子长度；

（3）逆流流动时的平均温度差及所需的管子长度。

38. 用煤油从苯蒸气与空气的混合物中回收苯，要求回收%91。入塔的混合气中，含苯%2（摩尔分数）。入塔的煤油中，含苯%018.0。溶剂用量为最小用量的1.6倍，操作温度为C520 ，压力为kPa101。平衡关系为XY4.0，总传质系数13smkmol018.0aKY 。入塔气体的摩尔流量为12smkmol018.0。求填料层高度。

39. 用泵将水以568m3/h的流量由水池送入水塔。已知水塔液面比水池液面高出13ｍ，水塔和水池均通大气，输水管路均为φ114×4mm无缝钢管，管长200m（包括所有局部阻力损失的当量长度）。摩擦阻力系数可取为0.02，此时泵的效率为72%。试求：（1）管内流速；（2）管路系统的总阻力损失；（3）泵的扬程；（4）泵的有效功率。

40. 有一套管式换热器，内管为mm2mm54，外管为mm4mm116的钢管。内管中苯被加热，苯进口温度为C500，出口为C800。流量为1h3500kg。套管中为kPa1.196p的饱和水蒸气冷凝，冷凝的对流传热系数为12Km10000W。已知管内壁的垢阻为12WK0.0004m，管壁及管外侧热阻均可不计。苯的密度为3m880kg。试求：（1）加热水蒸气用量；（2）管壁对苯的对流传热系数；（3）完成上述处理所需套管的有效长度。（11CkgkJ86.1pc，11KmW145.0，sPa1039.03，3mkg880，kPa1.196p下：饱和水蒸气的饱和温度C6.119st，汽化热1kgkJ2205r)

41. 以纯溶剂吸收某混合气体中的溶质A，入塔气体量为0.031kmol/s，溶质的浓度为0.0417（摩尔比，下同），要求吸收率为96%。已知塔径为1.2m，相平衡关系为Y=1.5X，KYa=0.077kmol/（m3s），且实际液气比为最小液气比的1.5倍。试求填料层高度。

42. 20℃的水密度为1000kg/m3，粘度为10-3Pa.s，以20m3/h的流量在φ51×3mm 的水平管道内流过,在管路上某处流体静压强为1.5 kgf/cm2(表压)，若管路的局部阻力可略去不计，问距该处120m 同一水平线下游处流体静压强为多少Pa? (Re=3×103--1×105时, λ=0.3164/Re0.25)

43. 某车间准备用一台离心泵将储槽内的热水送到敞口的高位槽内，已知管子规格为Φ60×3.5mm钢管，管内流速为2.5m/s，吸入管路的能量损失为23.6J/kg压出管路的压头损失为4mH2O (均包括全部的局部阻力损失在内），其余参数见附图示。试求该泵提供的有效功率。

44. 接触法硫酸生产中用氧化后的高温SO3混合气予热原料气（SO2及空气混合物）,已知：列管换热器的传热面积为100 m2,原料气入口温度t1＝300℃, 出口温度 t2=430 ℃.SO3混合气入口温度T1=560 ℃, 两种流体的流量均为13000kg/h,热损失为原料气所得热量的6％,设两种气体的比热均可取为1.05kJ.K-1.kg-1,且两流体 可近似作为逆流处理,求：

1．SO3混合气的出口温度T2； 2．传热系数K w/（m2.k）。

45. 在某一直径为0.6m的填料塔中，在20℃、760mmHg下，用清水对空气—氨混合气进行逆流吸收操作，每小时向塔送入含NH3 1.5mol%的混合气480m3(操作态) ,要求NH3的回收率为90%。已知20℃的平衡关系为y=0.75x（x、y均为摩尔分率），出塔溶液中NH3的浓度为平衡浓度的85%。试求：

(1)出塔溶液中氨的浓度（用摩尔分率表示）；

(2)水用量（kg/h); (3)已知气相体积总传质系数KYa为0.09kmol/（m3·s），计算所需填料层高度（m）。

46. 某厂准备选用规格为φ25×2.5mm，长3m的管子组成的列管式换热器来将25℃的液体加热到40℃。已知液体的流量为36m/h，相对密度为1.1，平均比热为2.9kJ/（kg·K）,加热剂用410K的饱和水蒸汽（走管外）其冷凝潜热为2155kJ/kg，冷凝水在饱和温度下排出，此换热器的散热损失为21000w，传热系数K=660 w/（m2·K）,试求：

（1）加热剂的消耗量为多少kg/.h？（2）此换热器应用多少条管子组成？

47. 某厂用泵将地面上储池中密度为1100kg/m3的碱液送至吸收塔顶经喷咀喷出，输液管与喷咀连接处的压强为0.22at（表压）。泵的吸入管为Φ108×4mm的钢管，管内流速为0.9m/s；压出管径为Φ56×3mm的钢管。储槽中碱液深度为1.2m，池底至塔顶喷咀处的垂直距离为19m，取λ=0.02，设吸入管路的阻力损失忽略不计，而压出管路直管总长为22m，各种局部阻力的当量长度之和∑Le=103m，求此泵的有效功率为多少kw？

48. 在套管换热器中，用100℃的水蒸汽将流率为1500kg/h的盐水，由20℃加热至60℃。盐水比热为2.5kJ/（kg.K），加热内管平均直径为50mm，蒸汽对管壁的给热系数为10000W/（m2.K），管壁对盐水的给热系数为800W/（m2.K），忽略管壁热阻，试求加热管的管长。