《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: