《化工原理》课程综合复习资料.docx

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《化工原理》课程综合复习资料

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一、填空选择题：

1．在列管式换热器中用饱和蒸汽加热空气，下面两项判断是否合理。

甲（　　）乙（　　）

甲：

传热管的壁温将接近加热蒸汽温度。

乙：

换热器总传热系数将接近空气侧的对流传热系数　

Ａ.合理　　Ｂ.不合理

2．写出三种常见的间壁式换热器的名称、和__________。

3．多层平壁导热时，各层的温度差与各相应层的热阻所呈关系是（　　）

Ａ.没关系　　Ｂ.反比Ｃ.正比　　Ｄ.不确定

4．当设计一台用饱和蒸汽加热空气的列管式换热器时，_____宜在壳程流动。

5．写出三种常见填料的名称：

____、_________、_____及三种常用塔板的名称：

______、__________、________。

6．流体在圆形直管内作强制湍流时，其对流传热系数α与普兰特数Pr的m次方成正比，其中m的值为（）。

A.0.5　B.0.8　C.1　　D.0.3或0.4

7．以下物理量不属于流体机械能的是。

A、动能B、位能C、静压能D、外加功

8．减小阀门的开度，管路中流体流量减小，这时由于。

A、流动截面减小；B、阻力系数减小；C、当量长度增加；D、当量直径增加

9.离心泵的轴功率。

①在Q=0处最小；②在扬程最大处时最大；③在Q=0处最大；④在设计点处最大。

10.离心泵的扬程是指。

11.写出离心泵的性能参数、、、。

12.蒸汽冷凝传热中，有不凝气存在时，对流传热系数α将。

①急剧下降②急剧增大③不变化

13.下列几种换热器中，目前石油化工中应用最广泛的是。

①套管式②蛇管式③夹套式④列管式

14.强化传热的途径有、、。

15.下面是几组二元溶液的相对挥发度值，通过蒸馏方式最容易分离的是。

①α=2②α=3③α=0.4④α=0.25

16.写出几种常见的鼓泡元件、、。

17.液体经过离心泵，主要使液体的增加。

A.位能B.动能C.静压能D.热能

18.流体进行热量传递时有、、和三种传热方式。

19.按流体接触方式不同换热器可分为：

式换热器、式换热器或式换热器。

20.连续性方程是；柏努利方程是。

A、物料衡算式B、能量衡算式C、相平衡式D、过程速率式

21.增大阀门的开度，管路中流体流量减小，这时由于。

A、增大了流动截面；B、减小了阻力系数；C、增加了当量长度；D、增加了当量直径

22.流体在圆直管内层流流动时，其摩擦阻力系数λ与有关。

A、雷诺准数ReB、相对粗糙度

C、管长lD、流体导热系数λ

23.单层圆筒壁稳定导热速率计算公式为

，其中Am为。

A、πrm2B、2πrm2C、2πrm2LD、2πrmL

24.下列物质中，最不适于作保温（隔热）材料的是。

A、铜B、岩棉C、玻璃棉D、软木

25.某设备真空表读数为60kPa，当地大气压强为760mmHg，则设备内的绝压为Pa，表压为kgf/cm2。

26.一密封容器内盛有一定量的水，水面下的压力与水层深度；水面上方气体中的压力与离开水面的高度。

①无关；②有关

27.连续性方程是；柏努利方程是；柏努利方程是。

A、物料衡算式B、能量衡算式C、相平衡式D、过程速率式

28.工业上的液体沸腾装置一般总维持在状态下操作。

29.一套管式换热器，用水蒸汽冷凝加热管内的空气，则管内壁温度接近于（水蒸汽，空气）的温度，因为。

30.用蒸馏方法分离液体混合物的依据是，用吸收方法分离气体混合物的依据是。

31.气液传质设备的类型有、。

32.以下物理量不属于流体机械能的是。

A、动能B、位能C、静压能D、外加功

33.离心泵汽蚀余量越，表明泵的抗汽蚀性能越好。

A、大B、小C、不一定

34.重力场中，微小颗粒的沉降速度与下列因素无关的是。

A、粒子的几何尺寸；B、颗粒与流体的密度差；C、流体的粘度；D、流体的速度

35.灰体辐射能力同温度下黑体辐射能力；灰体的吸收率该灰体的黑度。

A.大于；B.小于；C.等于。

36.试指出下列传质过程中的扩散类型：

①恒摩尔流假定成立的蒸馏过程：

。

②惰性组分不溶于液相的吸收过程：

。

③稀释剂与萃取剂互不相溶的萃取过程：

。

A、单向扩散B、等分子反向扩散

37.一精馏塔，若进料量、进料状态、塔板数均不变，回流比增大，则塔顶产品浓度xD，精馏段操作线斜率，塔低产品浓度xW。

（填变大、变小或不变）

38.气相通过浮阀塔板的压力降可以看作是、与之和。

二、简答题

1．简述传热的三种基本方式及各自的特点。

2．画出塔板负荷性能图，并标出每条线的名称。

3．简述流体在圆直管中流动时的三种流动状态及各自的特点。

4．画出塔板上的三种溢流形式并标明其名称。

5.简述离心泵的工作原理。

6.影响对流传热系数的主要因素有哪些？

并说明如何影响。

7.试述恒摩尔流假定的内容及其应用条件。

三、判断题

1.流体经过如图管路进行稳定输送，流经各截面的质量流量相等，质量流速相等。

2.流体在圆形直管内流动时，流动阻力与流体物理性质、管路情况和流体流动状态相关。

3.固定管板式换热器是一种间壁式换热器。

4.导热系数和对流传热系数都是物体的物理性质。

5.套管换热器在进、出口条件相同的情况下，采用逆流操作时的传热推动力比并流操作时大。

6.凉水塔是一种间壁式换热器。

四、计算题

1．如附图所示，是一丙烯粗馏塔的回流系统，精馏塔的操作压力为15kgf/cm2（表），槽内液面上方压力为20kgf/cm2（表）。

塔内丙烯出口管距贮槽液面高差为30m，管内径为100mm，输送量为为27m3/h，丙烯的密度为600kg/m3。

管路全部摩擦损失为100J/kg（包括所有的局部阻力在内），试核算丙烯从贮槽送至塔顶是否需要泵。

2．用一连续精馏塔分离由A（轻组分）、B组成的二元理想溶液，已知原料液中A组分占0.44（摩尔分率），泡点进料，全塔平均相对挥发度为2.5，该塔两段操作线方程为：

Ⅰ，y＝1.48x—0.0096；Ⅱ，y＝0.6x＋0.38。

试确定：

①哪一个是精馏段操作线方程？

②操作回流比为多少？

③塔顶产品中A、B两组分的摩尔分率；④塔顶、塔底产品量的摩尔比，D/W。

3．如图所示用泵将贮槽内的石油产品以40m3/h的流量，经内径为100mm的管子输送到高位槽。

两槽的液面差为20m，管子总长（包括所有的局部阻力的当量长度在内）为400m。

操作条件下，石油产品的密度为900kg/m3，粘度为0.1Pa·s；设两槽液面恒定不变，试计算：

①泵的有效功率，kW；

②若泵的效率为50%，求泵的轴功率，kW。

4．某双组分连续精馏塔，饱和液体进料，进料流量为1200kmol/h，要求在塔顶得到轻组分含量为0.8（摩尔分率，下同）的产品240kmol/h，塔底产品中轻组分含量为0.05，已知塔顶为全凝器，回流比为5，轻重组分的相对挥发度为2.0，试求：

①原料的组成；②操作回流比是最小回流比的多少倍？

《化工原理》课程综合复习资料参考答案

一、填空选择题：

1．参考答案：

A；A

2．参考答案：

夹套式换热器；蛇管式换热器；列管式换热器

3．参考答案：

C

4．参考答案：

饱和蒸汽

5．参考答案：

拉西环；鲍尔环；阶梯环；泡罩塔板；筛板；浮阀塔板

6．参考答案：

D

7．参考答案：

D

8．参考答案：

C

9.参考答案：

①

10.参考答案：

流体输送机械提供给单位重量流体的能量

11.参考答案：

流量；扬程；效率；轴功率

12.参考答案：

①

13.参考答案：

④

14.参考答案：

增加传热面积；提高传热温差；提高总传热系数

15.参考答案：

④

16.参考答案：

泡帽（泡罩）；筛孔；浮阀

17.参考答案：

C

18.参考答案：

导热；对流；热辐射

19.参考答案：

直接接触；蓄热；间壁

20.参考答案：

A；B

21.参考答案：

C

22.参考答案：

A

23.参考答案：

D

24.参考答案：

A

25.参考答案：

41330；0.4214

26.参考答案：

②；①

27.参考答案：

A；B；C

28.参考答案：

核状

29.参考答案：

水蒸气；热阻小

30.参考答案：

挥发性；溶解度

31.参考答案：

板式塔；填料塔

32.参考答案：

D

33.参考答案：

B

34.参考答案：

D

35.参考答案：

B；C

36.参考答案：

B；A；A

37.参考答案：

变大；变大；变小

38.参考答案：

干板压降；液层压降；表面压降

二、简答题

1．参考答案：

导热:

流体无宏观位移，传热物体相互接触。

对流:

流体存在宏观位移，仅发生在流体中。

热辐射:

不需要介质，有能量形式转换。

2．参考答案：

如图：

①液相负荷下限线；②雾沫夹带上限线；③液泛线；④降液管超负荷线；⑤过量漏液线。

3．参考答案：

层流：

流体质点沿管轴作直线运动，即流体分层流动，且各层流体以不同的速度向前运动，把这种流型称为层流或滞流。

过渡流：

流体质点不但沿管轴向前运动，而且开始有径向运动。

湍流：

流体质点在总体上沿管路向前运动外，还有各个方向上的随机运动，把这种流型称为湍流或紊流。

4．参考答案：

单溢流

双溢流

U型溢流

5.参考答案：

离心泵启动前在泵壳内充满被输送液体，当叶轮开始转动并携带其中液体一起旋转时，在离心力的作用下液体被甩出叶轮，在叶轮中心区域形成低压区。

在压差的作用下储槽中的液体被吸进泵壳。

被甩出叶轮的液体汇集在泵壳和叶轮之间的空隙并继续随叶轮旋转，随着旋转液体通道扩大使得液体所获得的部分动能转变为静压能；在静压能的推动下液体被挤压进入出口管路。

6.参考答案：

因素包括：

流体物理性质，引起的原因；湍动程度，流体与传热面的相对位置、有无相变化。

7.参考答案：

内容：

①恒摩尔汽化，塔内精馏段各塔板上升的气相摩尔流率相等，提馏段也是如此；②恒摩尔溢流，塔内溢流段各塔板下降的液相摩尔流率相等，精馏段也是如此。

应用条件：

①各组分汽化摩尔潜热相等；②气液相接触时的热损失可忽略。

三、判断题

1.参考答案：

×

2.参考答案：

√

3.参考答案：

√

4.参考答案：

×

5.参考答案：

√

6.参考答案：

×

四、计算题

1．参考答案：

取贮槽液面为1-1截面，塔内丙烯管出口为2-2截面；假设需要泵（We>0），则在两截面间列柏努利方程得：

2．参考答案：

①Ⅰ为提馏段操作线方程；Ⅱ为精馏段操作线方程。

②精馏段操作线方程一般形式为：

与Ⅱ式比较R=1.5，

③xD=0.95；

（2）所以A组分在塔顶的组成为xA,D=0.95；B组分在塔顶的组成为xB,D=0.05

④

；

3．参考答案：

取贮槽液面为1-1截面，并设为基准水平面，高位槽液面为2-2截面；则：

由范宁公式得：

有效功率：

②若η＝50%，则：

4．参考答案：

①

②q线方程为：

其中：

则：

则：