化工原理复习题库及答案.docx
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化工原理复习题库及答案
化工原理试题库
试题一
一：
填充题〔20分〕
1、某连续精馏塔中，假设精馏段操作线方程的截距为零，那么精馏段操作线斜
率等于_______，提馏段操作线的斜率等于________,回流比等于____________,馏
出液等于___________,回流液量等于_____________。
2、理想溶液的特点是同分子间作用力_____异分子间作用力，形成的混合
溶液中没有__________________.。
3、精馏塔构造不变，操作时假设保持进料的组成、流率、热状况及塔顶流率
一定，只减少塔釜的热负荷，那么塔顶组成______,塔底组成________
4、精馏塔的塔底温度总是_______塔顶温度，其原因________________、-
。
5、已测得精馏塔自塔顶下数第四和第五层塔板的两相组成为
0.70、0.82,其中x40.70，试判断：
y4______、y5______
、x5
0.62、0.75、
____。
6、塔板负荷性能图中有______线，分别是___________、____________、
_________________、_____________________、_____________________。
7、在选择吸收剂时，应主要考虑的4个方面是_____________、
___________、_____________、______________。
8、对于低浓度气体吸收操作，在求传质单元数时，解析法的适用条件是
__________________，对数平均推动力法的适用条件是__________________，
梯级图解法的适用条件是____________,图解积分法的适用条件是_______。
9、生产上常见的脱吸方法有___________、____________、__________。
10、萃取过程是。
11、溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，曲线以内为_____________，曲线
以外为_________，萃取操作只能在_______________内进展。
12、恒定枯燥条件是指_______________以及_______________都不变。
二：
选择题〔30分〕
1、精馏的操作线为直线主要是因为〔〕
A、理论板假设；B、理想物糸；
C、塔顶泡点回流；
D、恒縻尔流假设；
2、某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA
平衡的气相组成yA0.75时，相应的露点温度为t2，那么〔
A、t1=t2；B、t1〈t2；
C、t1〉t2；D、不能判断；
0.5时泡点为〕。
t1，与之相
3、精馏操作中，假设其它条件都不变，只将塔顶的过冷液体回流改为泡点回流，
那么塔顶产品组成
xD
变化为〔
〕。
A、变小；
B、变大；
C、不变；D、不确定；
4、二元溶液连续精馏计算中，进料热状况的变化将引起以下线的变化〔〕。
A、提馏段操作线与q线；B、平衡线；
C、平衡线与精馏段操作线；D、平衡线与q线；
5、某真空操作精馏塔，在真空度降低后，假设保持F、D、R、xF、q及加料位
置不变，那么塔顶产品组成xD变化为〔〕。
A、变小；B、变大；
C、不变；D、不确定；
6、不能引发降液管液泛这种不正常操作现象的原因是〔〕。
A、塔板间距过小；B、严重漏液；
C、过量雾沫夹带；D、气、液负荷过大；
7、对常压操作的低浓度吸收糸统，当糸统总压在较小X围内增时，亨利糸数E
将〔〕，相平衡常数将〔〕，溶液解糸数H将〔〕。
A、增加；B、降低；
C、不变；D、不确定；
8、操作中的吸收塔，当其它操作条件不变，仅降低吸收剂入塔浓度，那么吸收
率将〔〕；又当用清水作吸收剂时，当其它操作条件不变，仅降低入塔气体
浓度，那么吸收率将〔〕。
A、增大；B、降低；
C、不变；D、不确定；
9、低浓度逆流吸收操作中，假设其它操作条件不变，仅增参加塔气量，那么气相
总传质单元高度将〔〕；气相总传质单元数将〔〕。
A、增加；B、减少；
C、不变；D、不确定；
10、萃取剂参加量应使原料和萃取剂的和点M位于〔〕。
A、溶解度曲线上方区；B、溶解度曲线下方区；
C、溶解度曲线上；D、纵坐标线上；
11、用纯溶剂S对A、B混合物进展单级理论萃取，当S用量增加时，保持进
料量F和组成xF不变，所获得的萃取液组成应〔〕。
A、增加；B、减少；
C、不变；D、不一定；
12、含水湿物料与一定状态下的空气〔非饱和状态下的〕相接触，能被除去的
水分为〔〕。
A、结合水分和非结合水分；B、平XX分和自由水分；
C、非结合水分和局部结合水分；D、局部平XX分和自由水分；三：
计算题〔50分〕
1、某二元混合物在连续精馏塔中别离，饱和液体进料，组成为xF0.5，塔顶馏出液组成为0.9，釜液组成为0.05，〔以上均为易挥发组分的縻尔分
率〕，相对挥发度为3，回流比为最小回流比的2倍。
塔顶设全凝器，泡点回流，塔釜为间接蒸汽加热。
试求：
进入第一块理论板的气相浓度？
离开
最后一块理论板的液相浓度？
2
2、有一填料吸收塔，填料层高5m，塔径1m，处理丙酮和空气的混合气体，其中空气的流量为V92Kmolh，入塔气体浓度Y10.05〔比縻尔浓度，
下同〕，操作条件为：
P101.3Kpa，t250C，用清水逆流吸收，出塔浓度为Y20.0026，X10.0194，平衡关糸为Y2X。
试求：
体积吸收总糸数
Kya？
每小时可回收丙酮量？
3、以三氯乙烷为萃取剂，在250C时从含丙酮33%〔质量%〕的水溶液中萃取丙酮。
丙酮水溶液的处理量为1000Kgh，假设用320Kgh三氯乙烷进展连续逆流萃取，允许最终萃余液中含丙酮8%。
试用三角形相图求所需理论级
数？
〔溶解度曲线和辅助曲线见以下图〕。
试题九答案
一：
填充题
1、1；1；无限大；0；进料量。
2、等于；体积效应和热效应。
3、降低；增加。
4、高于；塔顶轻组分的浓度高，相应的泡点低；塔底压力高于塔顶，塔底的泡点较高。
5、
y40.82；y50.75；x50.62。
6、
5条；液泛线；漏液线；夹带线；液相负荷上限线；液相负荷下限线。
7、
溶解度；选择性；挥发度；粘性。
8、
操作X围内平衡线为直线；操作X围内平衡线为直线；操作X围内平衡
线弯曲程度不大；各种情况。
9、
通入惰性气体；通入水蒸汽；降压。
10、在混合液中参加溶剂使溶质由原溶液转移到溶剂中的过程。
11、两相区；均相区；两相区。
12、温度、湿度、速度与物料接触状况。
二：
选择题
1、D．2、A。
3、A。
4、A。
5、A。
6、B。
7、C；B；C。
8、A；C。
9、A；B。
10、B。
11、D。
12、C。
三：
计算题
1、以F
1Kmol
为准，F
DW，Fx
F
Dx
D
Wx
W
。
h
得：
D
0.529Kmolh，W
0.471Kmolh。
相平衡关糸为：
y
.x
，y
1
3.x
。
1
1.x
2.x
q线为：
x0.5
，那么，xq
0.5，yq
0.75。
最小回流比为：
Rmin
0.6。
R1.2
。
精馏段操作线方程为：
y
0.545x
0.41。
xDy1
0.9，y1
3.x1
，x10.75
，y2
0.545x10.41，y20.819。
12.x1
3
同理提馏段操作线方程为：
y
1.405x0.0202。
而塔釜相当于一块理论板。
y
w
3.xw
，xw
0.05
，yw
0.1346。
12.xw
yw1.405xn0.0202，xn0.1115。
即：
进入第一层理论板的气相浓度为0.819；离开最后一层理论板的液相浓
度为0.1115。
2、Z
V.Y1Y2，V
92Kmol
。
Y10.05,Y2
0.0026
Kya.S.Ym
h
X1
0.0194,X2
0。
Y1
0.0112，Y2
0.0026
，Ym0.006
Z
V.Y1Y2=
5
92.0.05
0.0026
。
Kya185Kmol
。
K
ya
.S.Y
m
Kya.
1
4.
.1
2
.0.006
m3.h
回收的丙酮量为：
V.Y
1
Y
2
4.361Kmol
。
h
即体积吸收总糸数为
185Kmol
3
；回收的丙酮量为4.361Kmolh。
m
.h
4
试题二
一：
填充题〔20分〕
1、牛顿粘性定律_____________，粘度在SI制中的单位是___________。
2、常用测定流量的流___________._____________.。
3、在流动糸统中，假设截面上流体的流速、压强、密度等仅随__________而
变，不随__________而变，称为稳定流动。
假设以上各量既随__________而变，又
随__________而变，称为不稳定流动。
4、等边三角形的边长为a，其当量直径为____________________。
5、流体在圆形直管内滞流流动时，其速度分布是_____________型曲线，
其管中心的最大流速为平均流速的
___________，縻擦糸数与Re的关系为
______________。
6、
泵是指
，按其工作原理来分可分为
__________._____________._____________.
。
7、
气体按压缩比来分，可分为________._______._________.
。
8、
降沉室内颗粒得以沉降的条件
。
9、过滤操作实际上是滤液通过_________和__________的流动过程，
过滤速率是指。
10、传热一般采用逆流操作，但为__________________.________________
时采用并流操作。
11、用二种厚度一样的材料保温时，往往把_____________的材料包在内层，
以到达好的保温效果。
12、蒸发是利用溶液中溶质的________，用加热的方法使局部溶剂汽化并除去
___________溶液的浓度或析出溶质。
13、金属的导热糸数大都随其纯度的增加而_____，随其温度的升高___。
14、对流传热的热阻主要集中在______________,因____________________
强化对流传热的重要途径。
15、工程上流体流经换热器的压降通常限定在__________Kpa。
二：
问答题〔30分〕
1、流体的流动形态有哪几种？
如何判断？
2、何谓层流内层？
其厚度受哪些因素影响？
3、采用多级压缩的优点有哪些？
4、列管式换热器为何要进展热补偿？
5、单层圆筒壁的内、外半径分别为r1和r2，壁外表温度分别为T'和t'，假设t'〈T'，试写出圆筒任意半径r处的温度表达式？
三：
计算题〔50分〕
、
流量为
5000
m3
的水通过一根20Km
长的水平管，总压降为0.5Mpa。
1
h
现在中央接一完全一样的平行管到中点。
问总流量变为多少
m3
？
〔设总压
h
降始终不变，流动始终为高度湍流，局部阻力忽略〕。
5
2、
泵将200C的水由一贮槽打到另一贮槽，其中吸入管和排出管的管径为
98
4mmm的无缝钢管。
吸入管长为
50m，排出管长为160m。
且泵到
管出口的距离为
10m，其中流量为
35m3
h
。
〔：
p01atm，
0.02
Hs3.0m,N电2Kw,
电
0.94〕.（200C时水，1000Kg
3，
3N.s
3N
m
1.24
10
2，p0
2.4
10
2）
m
m
求：
忽略动压头，求泵的安装高度？
泵的轴功率和效率？
3、
一列式换热器规格如下：
管长
3m,管数30根，管径为
252.5mm，管程
为1，现拟选用此换热器冷凝、冷却CS2饱和蒸汽，使之从饱和温度460C降至100C。
CS2走管外，其流量为G10.07Kgs，其冷凝潜热为356KjKg，比热
为1.05Kw
。
水走管内，且与CS2成逆流流动。
冷却水的进出口温度分别
Kg.0C
为50C和300C。
冷凝和冷却段基于外外表的总传热糸数分别为
K1
2000W
和K2
100W
。
问此换热器是否造适用？
m2
.0C
m2
.0C
4、
用一传热面积为
10m2的蒸发器将某溶液由15%浓缩到40%，沸点进
料，要求每小时蒸得375Kg浓缩液，加热蒸汽压强为200Kpa，蒸发室的操作压强为20Kpa,此操作条件下的温度差损失可取80C，热损失可忽略不
计。
试求：
〔１〕开场设入使用时，此蒸发器的传热糸数为多少？
〔２〕操作一段时间后，因物料在传热面上结垢，为完成同样蒸发任务，需将加热蒸汽的压力提高到350Kpa，问此时蒸发器的传热糸数为多少？
查得20Kpa水蒸汽的饱和温度为60.10C，汽化潜热为2354.9KjKg
查得200Kpa水蒸汽的饱和温度为查得350Kpa水蒸汽的饱和温度为
试题二的答案
一：
填充题
120.20C
138.80C
1、
.dw、N.s
m2
。
dy
2、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计。
3、位置、时间、时间、位置。
4、33a。
5、抛物线、0.5、64Re。
6、为液体提供能量的输送机械，离心式、往复式、旋转式和流体作用式。
7、通风机、鼓风机、压缩机。
8、颗粒的停留时间大于沉降时间。
9、介质和滤渣层的流动，单位时间内所获到的滤液量。
6
10、控制温度、降低粘度、减少阻力。
11、导热糸数小的。
12、不挥发性、提高。
13、增加、增加。
14、层流内层、减薄层流内层的厚度。
15、10.13-101.3.
二：
问答题
1、流体的流动形态有两种：
层流和湍流；用雷诺准数来判断，当
Re2000，为
层流，当Re4000为湍流。
1、在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动的流体薄层，此薄层称
为层流内层。
受管径、流速、粘度和密度。
2、防止压缩后气体温度过高，提高气缸容积糸数，减小功率，使压缩机构造更
为合理。
3、列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不一样，
因此它们的热膨胀程度也有区别。
假设两流体的温度差较大〔500C以上〕时，由于热应力会引起设备的变形，甚至弯曲和破裂。
因此我们要考虑热补偿。
.T'
t'
r
2.L..T'
t'
=2.L..T't
.ln
4、Q
tT'
r1
ln
r2
lnr
lnr2
r1
r1
r1
三：
计算题
1、设接平行管道后，总流量为V
3
m3
。
h
二平行管流量为Vm3
h
和V
2
m3
。
1
h
板努利方程：
1
u32
p3
u12
p1
hf1
2
2
3
2
u
2
p
u
2
p
3
2
2
3
hf2
2
2
图2-1
总压降一样得：
.u2，
22
.l3.u32
.l1.u12=.l
10m
3
d
2
1
d2
d
2
1u
12
3
，l1l2l3
1l
。
u
1
3
2
2
u
8
u
V'
8
V
6330m
3
。
2、
1
1
3
5
5
h
u1
V
35
1.53m
。
图2-2
1
.d2
1
..0.092.3600
s
4
4
u
2
1.53m
s
。
7
ZHs
u2
'Hs
u2
l
u2
1.532
0.02.
50
1.532
hf
2g
..
2g
3.0
.
1.555m
2g
d
2.9.81
0.09
2.9.81
考虑0.5m的安装平安糸数。
那么泵的安装高度为
1m.
N轴
N电
电2.0.94
1.88Kw.
H
Z
h'
l
u2
u2
.
Z..
2g
进出2g
d
H
11
0.0216050
1
0.5.1.532
.
H
16.75m.
0.09
2.9.81
N
HQ
g
16.75.35.1000.9.81/3600
1.6Kw.
N
85%.
N电
3、换热器已有的传热面积：
An..dl30.3.14.0.025.3
7.07m2。
求所需的传热面积：
冷凝段的热量：
Q1=w.r
0.07.35624.9Kw
冷却段的热量：
Q2
w.C1.T1T2
0.07.1.05.36
2.65Kw。
总热量为：
Q=Q1+Q2=27.55Kw
冷却水的用量：
G
水
Q
27.55
0263Kg
C.t2
t1
4.187.30
5
s
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