化工原理复习题.docx

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化工原理复习题

填空题

1．已知一密闭管路，管的内径为d，管长为L，液体在管内作稳定连续层流流动，流量为Vm.s,总的阻力损失为h。

现将管的内径换成d/2，其它均不改变，此时新管路内的流速为___4V__m.s，流体流动的总阻力损失为_16hf_____m。

2．对流传热中的普朗特特准数（Pr）式是＿＿cpμ/k＿＿＿＿,它反映了＿＿速度边界层和热边界层相对厚度的准数＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

3．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＿气＿＿相向＿液相＿＿相转移，以气相组成表示的传质总推动力为＿＿Δｐ＝0.0676atm＿＿大气压.

4.圆筒壁总传热系数K与间壁两侧对流传热系数α1.α2以及间壁导热系数λ的关系为1/K1=1/α1+bd/λdm+1d1/α2d2.当间壁管规格为φ108×4mm,导热系数为45（w.m-2.K-1）时,管内外两侧给热系数分别为8000（w.m-2.K-1）和1200（w.m-2K-1）时,总传热系数K___946（w.m-2.K-1）_______.

5．在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将____减少______，操作线将__靠近________平衡线。

6.某吸收塔中,物系的平衡线方程为y=2.0x,操作线方程为y=3.5x+0.001,当y1=0.06,y2=0.0020时,x1=__0.01685_____,x2=___0.0001429__________,L/G=____3.5__.

7.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____自由水分______；首先除去的水分为_____非结合水分_______；不能用干燥方法除的水分为_____平衡水分_____。

8.化工生产中加热和冷却的换热方法有_______直接换热___________、_______间壁换热____________和______蓄热换热___________。

9.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___蒸气_____流体的温度,总传热系数K接近__空气____流体的对流给热系数.

10.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

11.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：

______平衡关系________、_____物料衡算_________、______传质速率________。

12.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____自由水分______；首先除去的水分为____非结合水分________；不能用干燥方法除的水分为______平衡水分________。

13.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__________无关，λ和Re关系为____________。

湍流区，摩擦系数λ与___________及________都有关。

而完全湍流区，摩擦系数λ与______________无关，仅与_______________有关。

14.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。

15.流量增大时，流体流经转子流量计的阻力损失_____恒定不变_______。

16.层流与湍流的本质区别是：

______层流无径向脉动，而湍流有径向脉动_________________。

17.间壁式换热器的传热过程是______________、_______________、_______________。

18.对流体传热中普郎特准数式为____________,它反映了_________________________

____________。

19.在多层平壁稳定热传导中，通过各层的传热速率_______________。

20.压力_________温度__________将有利于解吸的进行。

吸收因数A表示__________与__________之比。

当A≥1时，增加塔高，吸收率___________

21.吸收操作中，温度不变，压力增大，可使相平衡常数_____________，传质推动力_______________。

22.作为干燥介质的湿空气，其预热的目的__________________、_________________。

23、离心泵的扬程含义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

24、现用离心泵将河水抽送到水塔中，其管路特性曲线方程为He=20+2.5×10Qm（式中Qe的单位为m.s）则泵的升扬高度为_______m;当输送量为20m.h时，则泵的扬程为______m。

28、用相平衡常数m表达的亨利定律表达式为_______.在常压下,20℃时,氨在空气中的分压为114mmHg,与之平衡的氨水浓度为15（kgNH/100kgHO）.此时m=______.

25、在常压下，测定水中溶质A的摩尔浓度为0.56kmol.m，此时气相中A的平衡摩尔分率为0.02，则此物系的相平衡常数m=＿＿＿＿＿。

当其他条件不变，而总压增加一倍时，相平衡常数m=＿＿＿＿＿，若测得总压值为2atm，则此时的亨利系数E=＿＿＿＿＿atm,而溶解度系数H≈＿＿＿＿＿kmol.m.atm。

26、若将湿空气的温度降至其露点以下，则湿空气中的部分水蒸汽

_________________________。

27、干燥操作中，干燥介质（不饱和湿空气）经预热器后,湿度＿＿＿＿，温度＿＿＿＿。

当物料在恒定干燥条件下用空气进行恒速对流干燥时，物料的表面温度等于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿温度。

28、当空气的湿含量一定时，其温度愈高，则相对温度愈_______，表明空气的吸湿能力愈__________，所以湿空气在进入干燥器之____________都要经______________。

选择题

1．离心泵的扬程是（）

A.实际的升扬高度B.泵的吸液高度

C.液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度

D.单位重量液体出泵和进泵的机械能差值

2．间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻（）

A.成正比B.成反比C.没关系

3．当吸收质在液相中的溶解度甚大时，吸收过程主要受（）控制，此时，总吸收系数K近似等于（）。

A.气膜；B.k；C.气液膜同时；D.k；E.液膜；F.K；

4．当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为（）

A.气体的粘度太小B.气体的密度太小

C.气体比液体更容易起漩涡

D.气体破坏了液体的连续性

5．若享利系数E值很大，依据双膜理论，则可判断过程的吸收速率为（）控制。

A.气膜；B.液膜；C.双膜

6.对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当温度和压力不变，而液相总浓度增加时其溶解度系数H将（），亨利系数E将（）。

A.增加B.减少C.不变

7.通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，完成一定的分率（）。

A.回收率趋向最高；B.吸收推动力趋向最大；

C.操作最为经济；D.填料层高度趋向无穷大。

8.湿空气经预热后，空气的焓增大，而（）。

A.H，φ都升高；B.H不变φ降低；C.H，φ都降低

9.恒速干燥阶段，物料的表面温度等于空气的（）。

A.干球温度；B.湿球温度；C.露点

10.对于沸腾传热，工业生产一般应设法控制在（）沸腾下操作。

A.泡核B.稳定的膜状C.不稳定的膜状

11.圆管的摩擦系数λ=64/Re公式的适用范围是（）。

A.过渡流B.层流C.湍流

12.一般情况下，温度升高，液体的粘度（）；气体的粘度（）。

A.增大B.减小C.不变

13.离心泵铭牌上标明的是泵在（）时的主要性能参数。

A流量最大；C.效率最高；B.压头最大；D.轴功率最小。

14.对一台正在工作的列管式换热器，已知α1＝116W/（m2.k）、α2＝11600W/（m2.k），要提高传热系数（K），最简单有效的途径是（）。

A.设法增大α1;B.设法增大α2;C.同时增大α1和α2。

15.湿空气经预热后，空气的焓增大，而（）。

A.H，φ都升高；B.H不变φ降低；C.H，φ都降低

16.恒速干燥阶段，物料的表面温度等于空气的（）。

A.干球温度；B.湿球温度；C.露点

17.流体在最小管径为层流的串联管路中，则在其它管径中的流型为（）

A.湍流B.层流C.可以是层流或湍流D.无法判断

18.流体在管路中作稳态流动时，具有（）特点。

A.呈平缓的层流B.呈匀速运动

C.在任何截面处流速、流量、压强等物理参数都相等；

D.任一截面处的流速、流量、压强等物理参数不随时间而变化

19.（）是指当间壁两侧冷、热流体之间的温度为1K时，在单位时间内通过单位传热面积，由热流体传给冷流体的热能。

A.导热系数；B.对流传热系数；C.总传热系数

20.强化传热的主要途径是（）。

A.增大传热面积B.提高K值C.提高△tm

21.对流传热方程中Q=αA△t中,的△t是指（）温度差。

A.内壁与外壁B.冷热流体的平均C.壁面与流体间

22.对于逆流操作的吸收塔，其它条件不变，当吸收剂用量趋于最小用量时，则（）。

A.吸收推动力最大；B.吸收率最高；

C.出塔气浓度最低；D.吸收液浓度趋于最高。

23.双膜理论认为吸收过程的阻力集中在（）。

A.两膜层中；B.界面上；C.液膜之中；D.气膜之中；

24.对于脱吸操作，其溶质在液体中的实际浓度（）与气相平衡的浓度。

A.小于；B.大于；C.等于；

25.将不饱和的空气在总压和湿度不变的情况下进行冷却而达到饱和时的温度，称为湿空气的（）。

A.湿球温度；B.绝热饱和温度；C.露点

26.在干燥流程中，湿空气经预热器预热后，其温度（），相对湿度（）。

A.升高；B.降低；C.不变

27、若享利系数E值很大，依据双膜理论，则可判断过程的吸收速率为（）控制。

A.气膜；B.液膜；C.双膜

28、水在园形直管中作完全湍流时，当输送量，管长和管子的相对粗糙度不变，仅将其管径缩小一半，则阻力变为原来的（）倍。

A.16B.32C.不变

29、离心泵并联操作的目的是（）.

A.增大位能B.增大扬程C.增大流量

30、离心泵的吸液高度与（）无关

A.排出管路的阻力大小B.吸入管路的阻力大小

C.当地大气压D.被输送液体的密度

31、已知流体经过泵后，压力增大ΔPN.m，则单位重量流体压能增加为（）

A.ΔPB.ΔP/ρ

C.ΔP/（ρｇ）D.ΔP/（2ｇ）

32、对于具有中等溶解度的气体吸收过程，要提高吸收系数，应想法减小（）的阻力入手。

A.气膜；B.气膜和液膜；C.液膜；D.相界面上；

计算题

1、现有一条水平通风管道，在某处用渐缩管将Φ508×4mm和Φ408×4mm的大小钢管连接起来。

现为粗略地估算其流过的空气量，在渐缩管的两端各装上一个U形测压计，得读数如图所示。

若空气流过渐缩管的压头损失可忽略不计，试求流过的质量流量为多少kg.h？

（已知空气在标准状态下的密度为1.29kg.m，当地大气压为100kN.m）

两测压点处截面分别为1一1和2一2。

因空气流过两截面间的压力变化不大，可用柏式；而P=ρRg=1600×9.807×0.076=1193N.mP=ρRg=1000×9.807×0.102=1000.6N.mPm=100×10+（1193+1000.6）/2=101.1kN.m∴ρ=1.29×273/（273+27）×101.1/101.3=1.17kg.m∴P/ρ+u/2=P/ρ+u/2而1193/1.17+u/2=1000.6/1.17+u/2...........<1>又因连续流动，忽咯ρ影响∴u=u（d/d）=u（400/500）=0.64u代入<1>式得：

u=23.65m.s∴m=3600.π（0.4）×23.65×1.17/4=12512kg.h

2、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0.8m/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23m，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32m，各种局部阻力的当量长度之和∑Le=123m，求此泵的有效功率为多少kw？

3、20℃的水密度为1000kg/m3，粘度为10-3Pa.s，以10m3/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1.8kgf/cm2（表压），若管路的局部阻力可略去不计，问距该处100m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）

4、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90m2,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8000kg/h,热损失为原料气所得热量的8％,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Kw/（m2.k）。

5、水平串联的两直管1、2，管径d=d/2，管道1长为100m，已知流体在管道1中的雷诺数（Re）=1800，今测得某流体流经管道1的压强降为0.64（m液柱），流经管道2的压强降为0.064（m液柱），试计算管道2的长度（设局部阻力可略去）。

6、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43m/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=660w/（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？

7、在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质A，进塔气体中溶质A的含量为8%（体积％），吸收率为95%，操作条件下的平衡关系为y=2.5x，取吸收剂用量为最小用量的1.2倍，试求：

（1）水溶液的出塔浓度；

（2）若气相总传质单元高度为0.6m，现有一填料层高为6m的塔问该塔是否合用?

（计算中可用摩尔分率代替摩尔比，用混合气体量代替惰性气体量，用溶液量代替溶剂量。

）

8、在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S吸收混合气体中的可溶组分A。

入塔气体中A的摩尔分率为0.03，要求吸收率为95%。

已知操作条件下的解吸因数为0.8，物系服从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03（摩尔分率）。

试计算：

（1）操作液气比为最小液气比的倍数；

（2）出塔液体的浓度；

（3）完成上述分离任务所需的气相总传质单元数NOG。

9、在某一直径为0.7m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NH31.5mol%的混合气480m3（操作态）,要求NH3的回收率为98%。

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80%。

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）。

10、某厂有一填料层高为4m的吸收塔，用水洗去尾气中的公害组分A。

测得浓度数据如图,相平衡关系为y=1.15x。

试求：

该操作条件下，气相总传质单元高度H为多少m?

11、水平串联的两直管1、2，管径d=d/2，管道1长为100m，已知流体在管道1中的雷诺数（Re）=1800，今测得某流体流经管道1的压强降为0.64（m液柱），流经管道2的压强降为0.064（m液柱），试计算管道2的长度（设局部阻力可略去）。

12、如图所示，某一输油管路未装流量计，但在A与B点压力表读数分别为

。

试估计管路中油之流量。

已知管路尺寸为

的无缝钢管，A、B两点间长度为

，其间还有9个

弯头，油的密度为

，黏度为

。

（提示：

假设为层流）