《化工基础》复习资料

化工基础计算大题

１、如图所示,某泵的吸水管,内径为２00 ｍｍ，管下端浸入水池２ｍ,管口底阀阻力2

102u ,在吸入管距水面3 ｍ处装有真空表，读数为300 ｍmHg,从A 到B 点阻力损失为2

1012

u 。

试求:(1）吸水管内水的流量。（2)吸水管入口处A 点压强。解：（1）由截面1—1→3-3列柏努利方程 ∑-+++

??=3132

320f h p

u g z ρ

∵3=?z ｍ，()45310410013.1760/300?=??-=p Pa ，

105.52

101210u u u h

f =+=∑-

∴24205.51000/1042

8.930u u +?-+?= 解得：u = 1。３8 m/s

m3/h 156360038.12.0785.04

22=???==

u d Q π

(2）由1－2列柏努利方程

fA A

h p u g z ++=ρ

221

2238.151000

38.15.08.92?++

?=?A

p 解得:8.9125=A p Ｐa

2、用泵将碱液槽中碱液抽往吸收塔顶,经喷头喷出作吸收剂用,碱液池中碱液深度为1。5 m ，池底至塔顶喷头口的垂直距离为16 m （如图所示）。系统中管路内径为５3 mm ，考虑管路中管件的局部阻力，管路总当量长度为19。6 m ，摩擦系数为0。０１９4.碱液在喷头口前的静压强按压力表

指示为0．3 kgf·c ｍ-２

(表压），碱液密度为1100 kg·m —3。

计划送流体的量为２5 t·h —１

。若泵的效率为5５％,试求泵所需的功率？解法见P14例题.

3、水泵从低位槽抽水至高位槽，上水管出口和低位槽水面距离３4。5 ｍ，排水量3０ m 3·h －

1，管为Φ１02×3 mm ，泵的效率为6５％,水管阻力为5 m 水柱，求泵的轴功率，ρ水 = １000 kg·m -3。解:取低位槽水面1—1截面，上水管出口为２—2截面。

152.1096

.0785.03600302

2=??=

u m·s -1 列柏努利方程:

57.3958

.92152.15.3422

22=+?+=++=f e H g u z H m

9.465

.036008

.910003057.39=????=

ηg

q H N N m e e

ｋW

4、计算水流过Φ24×１．5 ｍm 的铜管,求因摩擦而引起的压头损失（分别以Ｐa 和米水柱表示）。管

长10 m ，流速1.5 m·ｓ-１

,已知λ = 0。024，ρ水 = 1０0０ kg·m —3。解：d = 0.021 m,

103.125.11000021.010024.0?=???=?p Ｐａ

31.1=?=g

p H f ρm

5、泵将冷水打入塔顶，由水面至泵入口管长10ｍ，在吸入管路中有一个9０°弯头,一个吸滤筐和底阀；从泵出口到塔顶喷嘴的管长36ｍ,整个管路为Φ108×4的钢管，,管路中有２个９0°弯头，一个闸门阀。已知9０°弯头的当量长度为40ｄ，闸门阀的当量长度为15d ，泵的吸滤筐及底阀的局部阻力系数为ξ = 7，其中ｄ为管子的内径。摩擦阻力系数为0.０2５,塔顶喷嘴的阻力Δp = 9.81

kPa 。若流量为5０ｍ3·ｈ-１

，试求管路中的直管阻力损失压头，局部阻力损失压头和总损失压头。

（２0℃时，水的密度为1００0kg·m －3

)

解：由题意知：直管总长l = １0+36 ＝ 46 ｍ;

3个90°弯头的当量长度l e １ = 3×40d ＝ 3×４0×０。1 ＝ 12 ｍ； 1个闸门阀的当量长度l ｅ２ = 1×15d = １×15×0。1 = 1。5 m ；泵的吸滤筐及底阀的局部阻力系数取ξ = 7; 塔顶喷嘴的阻力Δp = 9．81 kPa; 摩擦阻力系数λ = 0。025;

管路中流速为：12

w 1.77m s 36000.785(0.1)

-==?? （1）、直管阻力损失压头

f1l w 461.77h 0.0251.84m d 2g 0.129.81

λ==??=?

（2)、局部阻力损失压头

2e1e2f22l l w p h ()d 2g g

12+1.51.779810(0.0257)0.129.8110009.81

2.68m

λζρ+?=++

=?+?+

??=∑

（3）、总损失压头

∑=h ｆ1＋h ｆ２＝1．８４+2。68＝4．５２m

6、用泵将冷水打入塔顶,已知水池水面比地面低２ m;整个管路为Φ108×4的钢管,喷嘴距地面高２4 ｍ，管路中总损失压头为４。５ m 。塔顶

表压强为6.87 kP ａ；试求流量要求为50 m 3·h -１

所需泵的压头及泵的

功率。(已知水温为20℃时，ρ ＝１０00 k ｇ·m －

解:选取地面为基准面，水池水面为１—1截面，塔顶喷嘴为２-2截面，列

伯努利方程式:

∑+++=+++f e h g

w g p z H g w g p z 222

222111ρρ

已知式中z 1 = -２ m ，z 2 = 24 ｍ；两截面均取表压强,则p １ = ０，ｐ２＝６。87 kPa;以水池

水面远大于Φ1０8×4管截面，故w 1 ≈ ０,管路中的流速即为塔顶喷嘴流速

.11.0785.03600502

2=??=

w m·s -1

∴ ∑+-+-+-=f e h g

w w g p p z z H 2)(2

21212ρ

()4.315.481

.9277.181.9100068702242

=+?+?++=m

泵的功率 N = 3e v 50

H q g 31.40109.814278w 3600

ρ=???=

7、２0℃的水以8 m 3·h -1的流量流过套管间的环形通道,外套管为Φ7５×3.5管，内管为Φ48×3。5管，

试判断水在环形管内的流动类型。（20℃水：μ = 1．0０5×１0-3 Pa·s ，ρ = 100０ｋg·ｍ-３

) 解:外套管内径为ｄ1 = 75－2×3。５ = 68 mm ；内管外径为d 2 ＝ 48 m ｍ

水在套管环隙的流速为

? w =122V 8

1.22A 3600(0.0680.048)

4m s π-=??-

其当量直径为：

d e =

1212124()

0.0680.0480.020()

d d d d m d d π

π?

-=-=-=+

计算雷诺准数值判断流动类型 43

1043.210

005.1100022.102.0Re ?=???==-μρw d e 此时Re 〉1000０，故水在套管环隙流动的类型为稳态湍流。

8、用泵将贮槽里的碱液打入吸收塔顶作为吸收剂，贮槽中碱液深度为1.5 m ，贮槽底至塔顶液体出口垂直距离为1６ｍ;系统中管路内径为53 ｍm,碱液在塔顶出口处的表压强为２９。4 kPa ，碱液

的密度为１1０0 ｋg·ｍ－

3，如果碱液输送系统内损失压头为3 m,试计算输液量为2５ t·h —1时所需泵的压头为多少?若泵的效率为55%,求用多大的电机？

解：选取贮槽底地面为基准面,选取碱贮槽碱液面为1—1截面，塔

顶碱液出口为２－２截面,列两截面能量衡算方程式并移项,整理为：

()∑+-+-+-=f e h g

w w g p p Z Z H 22

21212ρ

已知：Z 1 = １.5m ，Z 2 ＝ 16m ，ρ = 1100 kg·m －３

若都以表压强表示，则p １＝0，p 2 – p 1 ＝２9。4 kPa

碱液贮槽液面下降的速度w 1比泵出口管内碱液的流速w 2小得多，取w 2 ≈ 0；塔顶碱液出口流速为

86.23600

1100053.0785.01000252

2=????=

w m·ｓ-1 已知碱液在管路中总损失压头为∑f h = ３ m ，将上述各物理量带入方程式，可求得所需泵的压头为

()64.20381

.9286.273.25.1162

=+?++-=e H m

140664.2081.936001000

25=???==e m e gH q N W

255655

.01406===ηe N N W

9、如图高位槽水面距管路的垂直距离保持为5 ｍ不变,水面上方的压强为４．905 Pa(表压）,管路直

径为2０ｍｍ,长度为２4 ｍ（包括管件的当量长度），阻力系数为0.02,管路中装球心阀一个，试求:当阀门全开(ξ = 6.4）时，管路的阻力损失为多少？阻力损失为出口动能的多少倍？解：在断面1—1和2－2之间列机械能衡算式

∑+++=++f h v p gH v p gH 2

22211

1ρρ

若取大气压强和管出口高度为基准,并忽略容器内流速

（即v 1=0，H ２=0，p 2=0),则

222221

1v d l v p gH ?

?? ??++=+ζλρ

解得:1.32

2=v J·

k ｇ—１

942

=???

??+=∑v d l h f ζλ Ｊ·ｋg —１， ()4.30222

=+=∑ζλd l

v h f

倍

１0、以20o C 的水为介质,在泵的转速为29０0 r·min －

1时，测定某台离心

泵性能时，某次实验的数据如下:流量１2 m 3·h -1，泵出口处压强表的读数为0。37 MP ａ，泵入口处真空表读数为０。０27 ＭPa ，轴功率为2．3 kW 。若压强表和真空表两测压口间垂直距离为0.4 m ，且泵的吸入管路和排出管路直径相同。测定装置如附图.求：这次实验中泵的压头和效率. 解:(1）泵的压头

以真空表和压强表所在的截面为1-１'和2－２’，列出以单位重量为衡算基准的伯努利方程，即

122

2212

1122-+++=+++f H g p

g u z H g p g u z ρρ

式中,ｚ１ – z 2 = ０.4 m,u 1 ＝ u ２,p 1 = －2。７×104 Ｐａ（表压)， p 2 ＝３.7×105 Pa(表压) 因测压口之间距离较短,流动阻力可忽略,即H f 1—2≈０；故泵的压头为:

87.4081

.91000107.2107.34.04

5=??+?+=H m

（2)泵的效率

581.010003.2360081

.910001287.40=?????==

N g HQ ρη

１1、水以7 ｍ3·h -1的流量流过下图所示的文丘里管，在喉颈处接一支管与下部水槽相通.已知截面

１—1’处内径为５0 mm ，压强为０．02 ＭP ａ(表压)，喉颈内径为1５ mm 。试判断图中垂直支管中水的流向。设流动无阻力损失，水的密度取10０0 ｋg·m -3。解:（1)先设支管中水为静止状态，在截面1－1＇和2-2'间列柏努利方程:

ρ2221212121p v p v +=+ v 1 = (７/360０）/（π×0.０52/4）＝ 0。99 m ／s

ｖ２ = ０．99（0.05/0。0１5）2 ＝ 11 ｍ/s

p １ = p a ＋０。02×106 Pa

若大气压强p a 取1。013３×105 Pa ，则 p 1 ＝ 1.０1３3×105 + 0．02×1０6 P ａ = 1。２13３×1０5 P ａ。

可以解出：p 2 = p 1+ ρ×[2

1v v -］/2 = 6.1３×１04 P ａ（绝压)。

（２）判断流向:

取水槽液面3—３＇为位能基准面,在假设支管内流体处于静止条件下：

E ２ = ｐ２/ρ + g Ｈ２ = ９0．3 Ｊ·ｋg －

E 3 = Ｐa /ρ = 1０1．3 J·kg —１

因为E 3〉E 2，支管流体将向上流动。

12、在某一化工生产流程中，换热器采用一种高温流体来预热原料液,将原料由25℃预热到180℃；

而高温流体经过换热，３00℃降至2００℃.试计算采用逆流操作与采用并流操作时的平均温度差，并进行比较。

解：由题意已知高温流体：300℃ → ２００℃ ? 原料液体：25℃ → 180℃,

逆流操作时平均温度差计算：

△t １ = 200—25 = １75℃，△ｔ2 = ３00－18０ = １20℃

则: 146120175

ln 120175ln 2

21,=-=???-?=?t t t t t m 逆℃ 并流平均温度差的计算：

△ｔ1 ＝ 3００—25 ＝２75，△ｔ２ = ２00—180 = 20℃,

5.9720275

ln 20

275ln 2

21,=-=???-?=

?t t t t t m 并℃ 根据总传热方程q = K ?Ａ?△t ｍ,若在传热速率相同、传热系数也相同的条件下，比较采用并

流操作与逆流操作所需传热面积,可得

5.15

.97146==??=并逆逆并m m t t A A 并流操作所需传热面积为逆流操作时的１.5倍。

13、有一根Φ2１9×6的无缝钢管，内外表面温度分别为300℃和295℃,导热系数为4５W·m —1·K －１

，

试求每米长裸管的热损失.

解:d 1 = 0。2０7 m ，d 2 ＝ 0.21９ m ∴ 213.0ln 1

=-=

d d d d

ｍ

()25100

21=-=m d t t l Q πδ

λ W·

m —１ 1４、某列管冷凝器,管内通冷却水，管外为有机蒸汽冷凝。在新使用时，冷却水的进、出口温度分

别为２0℃和３0℃。使用一段时期后，在冷却水进口温度与流量相同的条件下,冷水出口温度降为２６℃.求此时的垢层热阻。已知换热器的传热面积为16.5 m 2,有机蒸汽的冷凝温度为80℃，冷却水流量为2．５ kg·s -1。解：换热器新使用时

换热器使用一段时间后:

１5、某有机物液体以0．5 m·ｓ-１

的流速,从列管换热器中流过,列管总截面积为0.01 m ２

，加热面积

为5 ｍ2，管外用120℃的饱和蒸汽加热，总传热系数为４00 W·m －2·K -１

，有机物的进口温度

为２0℃，换热过程中有机物的平均物性为：ρ ＝ 8０0 kg·ｍ-3, C p = 2 kJ·kg -1·K －

1，试求有机物的出口温度。

解：设有机物的出口温度为t ２,质量流量为q m ，则 480001.05.0=??==ρ截uA q m kg·ｓ—1

∵ K Ａ△t m = ｑm C p （t 2－t 1） ∴ ()()()202000412020120ln 1202012054002

2-??=-----??t t t

解得 t ２ = 42 ℃

16、有一传热面积为1。5 m 2的换热器，把流量为540 ｋg·h —1比热Ｃｐ = 0。875 kJ·k ｇ—1·K —1的C

Ｏ2气体从４0℃冷却到20℃,冷水的初温为１0℃,终温为15℃，已知K = 115。8 W·m —2·K －

1,通过计算说明并流还是逆流操作合适。

解：若并流：△t m = 13.97

所需面积()62.197

.138.11520401000875.03600/540=?-???=

A m ２＞ 1．5 m 2

∴不合适

若逆流：△t m = 16．4 所需面积()38.14

.168.11520401000875.03600/540=?-???=

A m 2 〈 1．５ m ２

∴合适

17、管式换热器用热水对原油逆流加热。原油流量为4０ｔ·ｈ－１

,温度由１5℃上升到50℃，原油的

ＣP = 1．672 kJ·kg －1·K —１.热水流量为10 t·h -1，进口温度为8０℃，其C P = ４。18 kJ·kg －

1·K —1。

已知K = ８36 kJ·ｍ—2·h －１·K

—1,求换热面积。解：1212p p c (t t )c (T T )m m q q -=-油油水水

40×1.６72×(5０—15）=10×4.18×（80-T 2） T 2=２４℃

305080111=-=-=?t T t ℃， 91524222=-=-=?t T t ℃

5.179

30ln 9

30ln 2121m =-=???-?=

?t t t t t q KA t =?逆

()1605

.1783635672.140672.14021=???=?-??=?=

m m t K t t t K q A m 2 18、用初温为30℃的冷却水将每秒钟15 kg 、80℃的硝基苯通过换热器冷却到４0℃,冷却水出口温

度为35℃。已知硝基苯的定压比热容为１．63 k Ｊ·ｋg －

1·Ｋ—1，水的定压比热容为4.１84 ｋ

Ｊ·kg —１

·K -1。若忽略热损失，试求该换热器的热负荷及所需冷却水用量。解：硝基苯在热交换中没有相态变化，其热负荷为 ? q １ = q m ，a ?C p,ａ?(ｔａ２—t a1） = 15×1.6３×(80—40） = 9７8kJ?ｓ-1 = ９78０0０W

设冷却水的质量流量为q m,b ,根据热量衡算可求得冷却水用量.

7.46)

3035(184.4978

)(21,1,=-?=-?=

b b b p b m t t C q q ｋg?s -1

每秒钟需要46．7公斤冷却水才能将80℃硝基苯冷却到４0℃。

１9、用每小时41。5 m 3冷却水,以逆流方式将某精馏塔上升蒸气全部冷凝下需要多大传热面积的冷

凝器？已知冷凝器是由钢管制成的，钢管的壁厚为3 ｍｍ。上升蒸气全部冷凝时所放出的热量

为1．52×１0６ｋJ?ｈ—

1,上升蒸气的温度T = 34８ K,冷却水进口温度t 进＝３03 K ，热流体

是有机物蒸气冷凝，α1 = 13００Ｗ?ｍ-２?Ｋ-1，冷流体是水，α２ = １０00 W?ｍ－2?K －

1,钢的导

热系数为λ = 49 Ｗ?m -１?K －1,钢管的壁厚δ = 3 ｍm ，水的比热容为4.18 kJ·k ｇ-1·K —１

。解:(１)冷却水出口温度:

Ф ＝ q m c p （t 2 — t 1)

1.52×１06 = 4１。5×103×4。18×(t －３０3）

t = 31２ K

（2）平均温度差

Δｔ1 = ３４8 – 3０3 = ４5 Ｋ， Δt 2 = 348 – 31２ = ３６ K

所以 Δt m = 40。5 K (3）传热系数

Ｋ = 1／（1/α1 + 1／α2 + δ/λ） = 1／（1/13０0 + 1/10００ + ０。０03／49) = 550 W?m

－２

?K -１

（４）传热面积

Ф = ＫＡΔt ｍ

4．2２×１05 ＝５5０×A×4０.5

A = １9 m 2

20、有一壁厚为10 mm 的钢制平壁容器, 内盛8０℃的恒温热水。水对内壁面的对流传热系数为２

40 W·m —2·K -1。现在容器外表面复盖一层导热系数为0．１6 W·m —1·Ｋ－

1，厚度为 5０ｍm 的

保温材料.保温层为10℃的空气所包围,外壁对空气的对流传热系数为10 W·m －２·K —

1。

试求：（1)每小时从每m 2面积所损失的热量kJ·h —1·m －

2；

（2)容器内表面的温度T w （钢材的导热系数为4５ W·m -1·K －１

）。解:(1)m t KA ?=Φ,701080=-=?m t ℃，A = １ｍ2

Ｋ＝１/(1/α0 + 1/αi + b 1/λ1 ＋ b 2／λ2）

= 1/（1／1０＋ 1/240 + 0．01／４5 ＋ 0.０5／0.1６）

= 2.３99 W·m —2·Ｋ-１

Φ ＝ 2。399 × 1 × 70 ＝ 16８ W 每小时每m 2面积散热量: 3６00 × 1６8／１０00 = 605 kJ·m —2·h —1

（2)φ＝ αｉA （８0 — T w ）， 8０－Ｔw = 168/２4０ ∴ Ｔw = 7９.３ ℃

21、在内管为φ１８０×1０ mm 的套管换热器中,将流量为35０0 kg·h -1的某液态烃从１０0℃冷

却到６０℃,其平均比热为２．38 kJ·kg -1·K —1,环隙走冷却水,其进出口温度分别为40℃和50℃,

平均比热为4。１７ｋJ·kg －1·K -1,基于传热外面积的总传热系数Ｋ0=1800 W·m —2·Ｋ－１

，设其值恒定，忽略热损失。求：（1）冷却水用量；

(2）两流体为逆流情况下的平均温差及所需管长。

解:（1）冷却水用量

W ｈ C ｐh （T 1 －T ２ )＝Ｗｃ C pc （t 2 —t １） 3500×2.3８×（１00－60)＝Ｗc× 4。１7×（5０－４０)

W c =799０ kg 。ｈ－

(2)Δｔm ＝（５0-20)/ln （5０/20）=３2.７5℃ Q =KA Δt m Q ＝７990×4。17×（50－４0)=３。33２×106k Ｊ.h -1 ∴ A =3。33２×１05/［(１800／1000)×32.７5×3600］

=1.57 (m ２

) πｄ０ l ＝1。57 3.14×0．18×l =1。5７ ∴l =2。7７(m ）

22、拟在内径为1.４ m 的填料塔中，用清水吸收焦炉煤气中的氨。每小时处理煤气量为580０ m

３

（标准），煤气中氨的体积分数为0。038,要求回收氨98％.在操作条件下,氨—水物系的相平衡

关系式为X Y 2.1=*（Ｙ，X 均为摩尔比），气相体积吸收总系数ＫY ·ａ = 41．６7 mo ｌ·m －

3·s —１

.若吸收剂用量为最小用量的1。6倍,试求：（１）吸收剂用量，ｋg·h -1;（2)填料层高度，m 。

解:(１）

G ＝

L = 1．6（L／Ｇ）mG =1。6 × 1.１8× 2４9 = 4７0 kmol·h-1= 8500ｋg·h－1 (２）

()

X-

0246

6.1

9.7

0395

2.1

２3、空气和氨的混合气体在直径为0。8m的填料吸收塔内常压下用清水吸收其中的氨,己知混合气的流量为4７.92 kmol·ｈ-1，混合气体中氨的含量为0。０134（比摩尔分率),吸收率为98%,操作平均温度为2０℃，操作系件下气液平衡关系为Y＝0。７6Ｘ，实际液气比为１．１2，且K Y·ａ= 0.１０kmｏl·m-3·s—1，试求：所需填料层的高度。

解:

()()

()

()*

Y1＝0.0134，Ｙ２= Y1（1—98%）＝０.000２7

G = 4７。92（1－Y1)=４7.28 kmol·h-1 = 0.013 kmｏl·ｓ—１

S = 0.７８5× 0.82＝０.5０24 m2

X2＝０，0

由

=，得Ｘ1 =0.0１17

则00889

将以上数据带入，得H = 2.３m

2４、在吸收塔中用焦油来吸收焦炉气中的苯，已知焦炉气进塔的流量为10０0 m 3·ｈ—1(标准),其中

含苯2％ (mol),要求苯的吸收率为９5%,焦油原来含苯是0。005% （mol)，塔内操作压强为800 ｍｍHg,温度为25℃,此条件下知Y = ０。１13X ，L = 1．１5L ｍ，求吸收塔出口焦油中苯的含量。解：020.002

.0102.01=-=Y ，Y 2 = Y １(１－9５％） = 0.001

176.0113.11==*Y X ，52105005

.0100005

.0-?=-=

()187.4202.01273

2988007604.221000=-??

G km ｏｌ·ｈ-1 267.515.115.12

1=?--?

==*

G X X Y Y L L m km ｏｌ·h —1 ()15.02211=+-=

X Y Y L

X 25、吸收塔中连续逆流吸收从沸腾炉得到时ＳO ２炉气，炉气中SO 2含量9%（体积)，每秒吸收SO 2 １

kg ，吸收为常压，已知Ｌ/G = 1.2(L /G ）m ，吸收率为90%,操作条件下Ｙ = 26．7Ｘ,求吸收剂每秒用多少千克？

解：y 1 = 0。09，Y 1 ＝ 0.098９，Y ２＝Ｙ1（1—0。9）＝ 0．0０９89，X 2 = ０

87.2807.26/0989.000989.00989.02.12.12.12121=--?=--?=???

??=*X X Y Y G L G L m

99.1570989

.0641000

=?=

G mol·

ｓ—１Ｌ = ２8.８7×157．9９＝ 45６1。1７ mol·s －1 = ８2.1 ｋｇ·ｓ－

26、吸收塔内一个大气压,某截面上NH ３含3％（体积)的气体与浓度为1 ｋmol·m －

3的氨水相遇，巳

知k g = 5×１0－4 k ｍo ｌ·m —2·s －1·at ｍ－

1,k L ＝１.5×１0-4 m·s -1，平衡关系符合亨利定律，H ＝

73。7 km ｏｌ·m －３

·a ｔｍ—1. 求：（1）分压差和浓度差表示的气液推动力；(2)比较气膜和液膜阻力的大小。解：（１）p = 0.03 atm

0136.07

.731

===

*H c p a ｔm ∴分压差：ｐ — p ＊＝ 0．0３—０.０136 = ０.016４ a ｔm c * ＝ H ｐ＝ 73.７×0。０3 = 2。2 ｋm ｏl·m —3

∴浓度差：c ＊－ｃ = 2.2 – 1 = 1．2 kmol·m -３

(2)气膜阻力＝ 1／k ｇ = 0。2×１04 m ２·s·atm·ｋmol —１

液膜阻力=

10009.010

5.17.7311?=???===-L L L pHk c pk E k m ｍ2·ｓ·atm·kmol -1 27、在0．1０1３MPa 和一定的温度下，用水吸收含SO 212％的混合气体以制备SO 2水溶液。吸收

塔处理的混合气体流量为360 m 3·h —１

（标准），吸收率η = ９6％。若在操作条件下ＳO 2的溶解度系数为11.45 kmol·m —3·MPa -1，水的用量为最小用量的1.５倍,求实际水的用量及所得水溶液的浓度。解：（1）求惰性气体流量及进出口气体和液体组成

928.3)12.01(4.223600103603

=-???=G mol?s －１

136.012

.0112.01111=-=-=y y Y

Y 2 = Y 1（1－η）＝ 0.1３６×(1-0.96) ＝ 0．00５４ X 2 = 0

(2)求出口溶液的理论最大浓度

Ｘ１最大为与进口气相平衡的溶液浓度

因为是稀溶液，溶液密度为ρ ≈ 10００kg?m —3

? 56.55181000===s T M C ρ k ｇ?m -3

? ｍ＝

T c pH

＝ 45.111013.056

.55?=４7.9０

? 136

.0)19.47(9.47136.0*1?-+=X =0.0０２5

（3)求水的最小用量和实际用水量

吸收剂用量最小时的物料衡算式为:

Ｇ（Ｙ１-Y 2) = L 最小（X １最大—X 2)

2.20500025.0)0054.0136.0(928.3X )(2121=--=--=最大最小X Y Y G L m ｏl?s -1

L 实际 = ２０5．2×１。５ = 3０7.8 mo ｌ?ｓ

－1

= 19950ｋｇ?h -1

(4)所得溶液的浓度

X １=实际

L Y Y G )(21-＝

8.307)

0054.0136.0(928.3-=０。00167m ｏl(SO 2)/mol(H 2O ）

换算成(质量）％为:

167.01810064

167.0?+??×100％=０。5９％

２8、在连续逆流吸收塔中,用清水吸收焙烧硫铁矿所得炉气中的ＳO 2。炉气中含SO ２为09.0)SO (2=?.每秒钟吸收SO 2的量为1 kg.吸收在1０1.3 kPa 压力下操作。吸收用的液气比为最小液气比的1.2倍.吸收率为99%。操作温度下的气液平衡关系可近似地用式X y 7.26=*表示。试求吸收用水量（kg·ｓ-1）和吸收所得溶液的浓度（用质量分数表示）。解:099.009

.0109.01=-=Y ， 00099.0)99.01(099.02=-=Y

02=X ，

00337.07

.2609.01==*X

由 00337

.000099.0099.02.12121-?=--X X Y Y ，求得0028.01=X

由)00028.0(18

641-=水W , 得 100=水W kg·ｓ-１

所得溶液浓度(质量分数)：

01.01

1001

29、用清水在常压下吸收有机合成残气中的甲醇(可认为其他组分均为惰性组分)。处理气量为１ m 3

（标准)·s —

1.气体含甲醇25 g·m -3，要求甲醇的吸收率为９０％。吸收剂用量为最小液气比的1。3倍。当时条件下的气液平衡关系可用式X Y 15.1=表示。试计算吸收所需气相传质单元数。

解:１ m 3（标准）气体的量为44．６ mol

0178.032

/256.4432

/251=-=

Y , 00178.0)9.01(0178.

02=-=Y ， 02=X

由 15.1/0178.000178.00178.03.12121-?=--X X Y Y

求得0119.01=X

0028.0000178.00119.015.10178.0ln )000178.0()0119.015.10178.0(ln )()(2

2112211=-?---?-=-----=?*

**Y Y Y

Y Y Y Y Y Y m 7.52

1=?-=

G Y Y Y n 30、连续精馏中苯—甲苯体系的平均相对挥发度为2.45，当进料液ｘf ＝０.50、馏出液ｘd = 0.9、

馏残液ｘｗ = 0。1，回流比为２时，试求塔顶x 2的组成。解：

∵

∴

∵

∴ x 2 = ０.656

31、精馏塔分馏苯-甲苯混合液，进料含苯x ｆ = 0．50，与x f 相平衡的气相组成为y f ＝ 0.7１，泡点

进料。要求馏出液组成为x ｄ = ０.9０,馏残液的组成为x w = 0.01（均为摩尔分数）.操作回流比为最小回流比的两倍。试求精馏段和提馏段的操作线方程。解：最小回流比90.050

.071.071

.090.0=--=

--=

f f d M x y y x R

80.12==M R R

由W D F +=

W D F 01.090.050.0+= 联立

可求得 82.1==D

F f

可得:精馏段操作线方程为:32.061.0+=x y

提馏段操作线方程为：0029.029.1-=x y

32、某精馏塔用于分离苯-甲苯混合液，泡点进料，进料量3０ｋmol·h -1，进料中苯的摩尔分率为

0。5,塔顶、底产品中苯的摩尔分率分别为0.９5和0。10，采用回流比为最小回流比的１.5倍，操作条件下可取系统的平均相对挥发度α=2.40。 (1）求塔顶、底的产品量；

（２) 若塔顶设全凝器，各塔板可视为理论板，求离开第二块板的蒸汽和液体组成。解：（1）F = D + W

2011秋中国石油大学化工原理三阶段作业

第1题不能引发降液管液泛这种不正常操作现象的原因是：您的答案：B 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：严重漏液是操作气速的下限，而液泛是操作气速的上限。第2题下列几种板式塔中，操作弹性最大的是：您的答案：B 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：第3题下列几种板式塔中，单板压降最小的是：您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：筛板塔气体通道简单，干板压降低。第4题板式塔中塔板上溢流堰的作用主要是：您的答案：B 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：塔板应保证气液两相有充分的接触，溢流堰可使塔板上有足够的液体层和气相进行传质过程。第5题板式塔中板上液面落差过大将导致：您的答案：B 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：第6题对于一定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度________。您的答案：B 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：当空气被水汽完全饱和时，湿球温度等于干球温度；相对湿度越低，湿球温度与干球温度的差值越大。第7题对湿度一定的空气，以下各参数中与空气的温度无关。您的答案：C

题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：露点温度仅与湿度有关。第8题如需将空气减湿，应使气温。您的答案：D 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：根据湿球温度和露点温度的定义可知，只有当气温低于露点时才有水析出，达到减湿的目的。第9题同一物料，如恒速阶段的干燥速率增加，则临界含水量________。您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：恒速阶段的干燥速率增加，临界含水量会增大。所以干燥时要适当控制恒速阶段的干燥速率。第10题在恒速干燥条件下，将含水20%的湿物料进行干燥，开始时干燥速率恒定，当干燥至含水5%时，干燥速率开始下降，再继续干燥至物料恒重，并测得此时物料含水量为0.05%，则物料的临界含水量为。您的答案：A 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：由恒速干燥转降速干燥的折点含水量为临界含水量。第11题理想干燥器的特点为。您的答案：A 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：参见理想干燥器的定义。第12题物料的平衡水分一定是。您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：干燥过程中能够被除去的自由水分包括了非结合水分和部分结合水分；不能被除去的平衡水分一定是难除去的结合水分。第13题不仅与湿物料的性质和干燥介质的状态有关，而且与湿物料同干燥介质的接触方式及相对速度有关的是湿物料的。

化工原理实验模拟试题4教学内容

化工原理实验模拟试题4

流体流动阻力实验一、在本实验中必须保证高位水槽中始终有溢流，其原因是： A、只有这样才能保证有充足的供水量。 B、只有这样才能保证位压头的恒定。 C、只要如此，就可以保证流体流动的连续性。二、本实验中首先排除管路系统中的空气，是因为： A、空气的存在，使管路中的水成为不连续的水。 B、测压管中存有空气，使空气数据不准确。 C、管路中存有空气，则其中水的流动不在是单相的流动。三、在不同条件下测定的直管摩擦阻力系数…雷诺数的数据能否关联在同一条曲线上？ A、一定能。 B、一定不能。 C、只要温度相同就能。 D、只有管壁的相对粗糙度相等就能。 E、必须温度与管壁的相对粗糙度都相等才能。四、以水作工作流体所测得的直管阻力系数与雷诺数的关系能否适用于其它流体？ A、无论什么流体都能直接应用。 B、除水外什么流体都不能适用。 C、适用于牛顿型流体。五、当管子放置角度或水流方向改变而流速不变时，其能量的损失是否相同。 A、相同。 B、只有放置角度相同，才相同。

C、放置角度虽然相同，流动方向不同，能量损失也不同。 D、放置角度不同，能量损失就不同。六、本实验中测直管摩擦阻力系数时，倒U型压差计所测出的是： A、两测压点之间静压头的差。 B、两测压点之间位压头的差。 C、两测压点之间静压头与位压头之和的差。 D、两测压点之间总压头的差。 E、两测压点之间速度头的差。七、什么是光滑管？ A、光滑管是绝对粗糙度为零的管子。 B、光滑管是摩擦阻力系数为零的管子。 C、光滑管是水力学光滑的管子（即如果进一步减小粗糙度，则摩擦阻力不再减小的管子）。八、本实验中当水流过测突然扩大管时，其各项能量的变化情况是： A、水流过突然扩大处后静压头增大了。 B、水流过突然扩大处后静压头与位压头的和增大了。 C、水流过突然扩大处后总压头增大了。 D、水流过突然扩大处后速度头增大了。 E、水流过突然扩大处后位压头增大了 BCECAAAA

化工原理期末试题及答案

模拟试题一 1当地大气压为 745mmHg 测得一容器内的绝对压强为 350mmHg 则真空度为395 mmH?测得另一容器内的表压强为1360 mmHg 则其绝对压强为 2105mmHg _____ 。 2、流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为 _0 _______，临近管壁处存在层流底层，若 Re 值越大，则该层厚度越薄 3、离心泵开始工作之前要先灌满输送液体，目的是为了防止气缚现象发生；而且离心泵的安装高度也不能够太高，目的是避免汽蚀现象发生。 4 、离心泵的气蚀余量越小，则其抗气蚀性能越强。 5、在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数 K 接近于空气侧的对流传热系数，而壁温接近于饱和水蒸汽侧流体的温度值。 6、热传导的基本定律是傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K 的数值接近于热阻大（大、小）一侧的：?值。间壁换热器管壁温度t w 接近于：.值大（大、小）一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈大（大、小），其两侧的温差愈大（大、小）。 7、 Z= （V/K v a. Q ） .（y 1 -丫2 ）/ △ Y m 式中：△ Y m 称气相传质平均推动力，单位是kmol 吸收质/kmol 惰气;（Y i — Y 2） / △ Y m 称气相总传质单元数。 8、吸收总推动力用气相浓度差表示时，应等于气相主体摩尔浓度和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之差。 9、按照溶液在加热室中运动的情况，可将蒸发器分为循环型和非循环型两大类。 10、蒸发过程中引起温度差损失的原因有：溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。 11、工业上精馏装置，由精馏^_塔、冷凝器、再沸器等构成。 12、分配系数k A 是指y A /X A ，其值愈大，萃取效果量传递相结合的过程。 1、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，则各截面上的（ 6、某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气（空气在管内作湍流流动） 13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中溶解度的差异而达到混合液中组分分离的操作。 14、在实际的干燥操作中，常用干湿球温度计来测量空气的湿度。 15、对流干燥操作的必要条件是湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分压 ;干燥过程是热量传递和质越好。 A. 速度不等 B.体积流量相等 C. 速度逐渐减小 D.质量流速相等 2、装在某设备进口处的真空表读数为 -50kPa ，出口压力表的读数为 100kPa , 此设备进出口之间的绝对压强差为 A. 50 B . 150 C . 75 D .无法确定 3、离心泵的阀门开大时，则（ B ）。A ?吸入管路的阻力损失减小 .泵出口的压力减小 C .泵入口处真空度减小 .泵工作点的扬程升高 4、下列（A ）不能实现对往复泵流量的调节。 A .调节泵出口阀的开度 ?旁路调节装置 C .改变活塞冲程 ?改变活塞往复频率 5、已知当温度为 T 时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度（）耐火砖的黑度。 A.大于 .等于 C .不能确定 D .小于，使空气温度由20 C 升至80 C,

化工基础模拟试题

模拟题C 一．填空（1×20＝20分） 1.化工产品种类繁多，生产工艺流程千差万别，其具体内容是动量传递、质量传递、和化学反应工程，但其基础理论可概括为和三传一反。 2.在工程上考察流体的运动规律时，着眼点是流体的运动。流体流经管路系统时的阻力因其不同的外部条件可分为阻力和局部阻力。 3.通常的硫酸生产工艺流程是以炉气的净化方法来命名的，常见的有、干洗法和三种制酸流程。 4.在合成氨生产中，从反应物系的相态看，氨合成是反应，合成塔是反应器。 5.在稳定传热过程中，厚度不同的三种材料构成三层接触良好的平壁结构，已知δ1＞＞δ2＞δ3，导热系数λ1＜λ2＜λ3，其各层的热阻为，各层的导热速率为。 6.多釜串联反应器的每一级都是全混流反应器，各釜之间无物料，串联级数越多，各级间的越小，其性能越接近平推流反应器。 7.在填料塔操作中，当气速达到泛点气速时，液体充满全塔，此现象称为液泛，此时塔压降急剧。 8.在柏努利方程使用中，在一定流速下某测压管显示的液位高度为静压头，当流速再增大时，液位高度，是因为。 9.当流体在圆管内作湍流流动时，其摩擦阻力系数为，摩擦阻力与和Re有关；当流体在圆管内作层流流动时，其摩擦阻力系数为。 10. 由于吸收过程气相中的溶质分压总是大于液相中溶质的平衡分压，所以操作线总是在平衡线的。增加吸收剂的用量，操作线的斜率增大，则操作线向远离平衡线，吸收的推动力。二．判别正误（对的打“∨”，错的打“×”，1×10＝10分） 1.空气和水分别在同种规格的管内作稳定流动，若它们的质量流量不变，当温度升高时，空气的雷诺数将上升，水的雷诺数下降。 2.有两台规格相同的列管换热器，拟作为气体冷却器用，如果气体、液体的流量和进口温度一定，为了使气体温度降到最低，合理的流程是气体走壳程，两个换热器并联，两流体逆流操作。 3.往复泵可使液体获得很高的压头，但送液量小且不均匀，故用于要求压头高而排液量不大的场合。 4.在填料塔吸收过程中，气液相的浓度是沿操作线连续变化的。操作线与气液平衡线间的距离是吸收过程的推动力，纵向距离是气膜推动力，横向距离是液膜推动力。 5.孔板流量计和转子流量计最主要的区别前者是恒截面，变压差；后者是恒流量，恒压差。 6.在换热过程中，当热流体的给热系数远远大于冷流体的给热系数，其热阻主要集中在热流体一侧。 7.物料质点通过反应器的停留时间与平均停留时间的平方的平均值称为方差，它表明RTD的离散程度。 8.热传导是依靠质点的振动和自由电子的运动传递热量的过程，其特点是质点沿传热方向不发生宏观位移。 9. 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，则传质推动力将减小，操作线靠近平衡线。 10.合成氨的原料气是氢气和氮气，而氢气和氮气是由煤、石油和天然气与水蒸汽作用而制得的。三．选择题（2×15＝30分） 1.离心泵的适宜操作条件是在其特征曲线中的最佳工况点附近，最佳工况点是指（）。 A. 最大流量的85%； B. 扬程最高点； C. 功率最大点； D. 效率最高点。

2019年中国石油大学年春化工原理第三阶段在线作业答案.doc

中国石油大学2012年春化工第三阶段在线作业答案第1题多层平壁定态导热时，各层的温度降与各相应层的热阻。您的答案：A 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：多层定态传热是一串联传热过程。各层的传热速率相等，则推动力（温度差）大的层热阻一定大。第2题下列准数中反映物体的物性对对流传热系数影响的是。您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：可根据各准数的物理意义判断。第3题从传热角度来看，工业锅炉与工业冷凝器是依据来设计的。您的答案：A 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：工业锅炉中是沸腾传热，膜状沸腾时传热面表面的蒸汽层产生较大的热阻，不利于传热，故设计时按核状沸腾；工业冷凝器中是冷凝传热，虽然滴状冷凝传热系数更大，但传热表面很难维持滴状冷凝，故设计时按膜状冷凝。第4题为了减少室外设备的热损失，保温层外包的一层金属皮应该是。您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：减少热损失，就是要减小设备表面向环境的传热量，即降低金属皮的黑度（吸收率）。第5题有一套管换热器，在内管中空气从20℃被加热到50℃，环隙内有119.6℃的水蒸汽冷凝，内管管壁温度接近℃。您的答案：B 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：传热面壁温接近热阻小的一侧流体的温度。因为空气的热阻远远大于蒸汽冷凝的热阻，故壁温接近蒸汽一侧的温度。第6题在管壳式换热器中，热流体与冷流体进行换热。若将壳程由单程改为双程，则传热温差。

您的答案：A 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：壳程数增加，传热温差降低。第7题对流传热速率=系数×推动力，其中推动力是。您的答案：D 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：对流传热是流体和壁面之间的传热，故推动力应为流体温度和壁面温度之差。第8题下列关于流体在换热器中走管程或走壳程的安排，不合理的是。您的答案：A 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：壳程流通截面较大，流量较小的流体走壳程流速更小，很难达到湍流。第9题在列管换热器中，用饱和蒸汽加热空气，则下列判断正确的是。您的答案：D 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：饱和蒸汽冷凝是有相变的对流传热，其对流传热系数远远大于空气的；总传热系数接近较小的对流传热系数；对流传热系数大则热阻小；壁温接近对流传热系数大的一侧流体温度。第10题下列关于换热设备的热负荷及传热速率的理解错误的是。您的答案：D 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：换热设备应有的生产能力是由热负荷决定的，传热速率是选择换热设备的依据，故D是错误的。第11题一般工程材料，其辐射能力愈大，其吸收辐射的能力。您的答案：B 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：因一般工程材料，其黑度等于吸收率，故其辐射能力愈大、吸收辐射的能力也愈大。第12题

化工原理实验模拟思考题

离心泵特性曲线的测定 1.泵壳的作用是：汇集液体 2.轴封的作用是：减少高压液体漏出泵外 3.密封环的作用是：减免高压液体漏回吸入口 4.叶轮的作用是：传递机械能 5.离心泵是由：_叶轮、泵壳、密封环、轴封装置_、和_平衡盘装置五个主要部件所组成的。 6.离心泵的流量又称为：送液能力 7.泵能给予（1牛顿）_液体的能量称为泵的扬程。 8.每秒钟泵对（输送液体）所作的功，称为有效功率。 9.泵若需自配电机，为防止电机超负荷，常按实际工作的最大流量计算轴功率N，取（1.1-1.2）N作为选电机的依据。 10.离心泵性能的标定条件是：20℃，101.3kPa的清水 11.为了防止电机烧坏现象发生，启动离心泵时必须先关闭泵的出口阀。 12.由离心泵的特性曲线可知：流量增大则扬程_减少 13.对应于离心泵特性曲线_____的各种工况下数据值，一般都标注在铭牌上。效率最大。 14.根据生产任务选用离心泵时，一般以泵效率不低于最高____的90%为合理，以降低能量消耗。效率 15.根据生产任务选用离心泵时，应尽可能使泵在____点附近工作。效率最大孔板流量计校验实验 1.孔板流量计前后压力: 前>后 2.孔板流量计的孔流系数与流动形态的关系:随Re的减小而减小 3.下列关于孔板流量计的说法正确的是: 构造简单、制造安装方便流体阻力实验 1.流体流过管件的局部阻力系数主要与下列哪些条件有关：管件的几何形状、流体的Re 数 2.同一直管分别按下列位置摆放 (1)垂直 (2)水平 (3)倾斜同样的流体流动状态下摩擦阻力关系是：倾斜=水平=垂直 3.在本实验中必须保证高位水槽始终有溢流，其原因是：只有这样才能保证位压头的恒定 4.本实验中首先需排除管路系统中的空气，是因为：空气的存在，使管路中的水成为不连续的流体、测压管中存有空气，使测量数据不准确、管路中有空气则其中水的流动不再是单相的流动

化工设备机械基础模拟复习题.doc

化工设备机械基础模拟复习题一解释以下术语力偶力的平移原理固定端约束枝链约束名义屈服极限虎克定律剪切胡克定律弹性模量线应变强度指标应力状态主应力广义虎克定律硬度韧性剪力互等定理厚度附加量应力集中有效厚度纯剪切扭转角绕度公称肓径封头临界长度临界压力二填空 1两力杆的变形特点是_________ :圆轴扭转的变形特点是 ___________ 。 2直径为10mm的直杆两端受1KN的拉力，则与轴线成30°角的斜截面上的正应力为，剪应力为_____ o 3脆性材料一般用作成压部件的原因是___________________ :圆轴扭转时常用空心的代替实心的，理由是______________ O 4有一三向主应力状态，o i> o 2> a 3，则最大剪应力为_________________ ,其作用位置在_____________ 。 6有效厚度§ °、名义厚度6 n、设计厚度6

《化工原理》(上)模拟试卷

《化工原理》（上册）模拟试卷一、判断题（对的打√，错的打×，每题1分，共15分） 1. 因次分析的目的在于用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化。 2. 边长为0.5m的正方形通风管道，其当量直径为0.5m。 3. 根据流体力学原理设计的流量计中，孔板流量计是恒压差流量计。 4. 当计算流体由粗管进入细管的局部阻力损失时，公式中的流速应该取粗管中的流速。 5. 离心泵的轴功率随流量的增大而增大。 6. 当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生气缚现象。 7. 对于低阻输送管路，并联优于串联组合。 8. 为了获得较高的能量利用率，离心泵总是采用后弯叶片。 9. 间歇过滤机一个操作周期的时间就是指过滤时间。 10. 过滤介质应具备的一个特性是多孔性。 11. 过滤常数K与过滤压力无关。 12. 滴状冷凝的给热系数比膜状冷凝的给热系数大，所以工业冷凝器的设计都按滴状冷凝考虑。 13. 多层平壁定态导热中，若某层的热阻最小，则该层两侧的温差也最小。 14. 对于温度不宜超过某一值的热敏性流体，在与其他流体换热过程中宜采用逆流操作。 15. 实际物体的辐射能力总是小于黑体的辐射能力。二、选择题（每题1个正确答案，每题2分，共20分）

1. 当不可压缩流体在水平放置的变径管路中作稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力（）。 A. 不变 B. 增大 C. 减小 D. 不确定 2. 水在内径一定的圆管中稳定流动，若水的质量流量保持恒定，当水温度升高时，Re值将（）。 A.变小 B.变大 C.不变 D.不确定 3. 如左图安装的压差计，当拷克缓慢打开时，压差计中的汞面将（）。 A. 左低右高 B. 等高 C. 左高右低 D. 无法确定 4. 离心泵铭牌上标出的流量和压头数值是（）。 A. 最高效率点对应值 B. 操作点对应值 C. 最大流量下对应值 D. 计算值 5. 操作中的离心泵，将水由水池送往敞口高位槽。若管路条件不变，水面下降（泵能正常工作）时，泵的压头、泵出口处压力表读数和泵入口处真空表读数将分别（）。 A. 变大，变小，变大 B. 变小，变大，变小 C. 不变，变大，变小 D. 不变，变小，变大 6. 在重力场中，固粒的自由沉降速度与下列因素无关（） A.粒子几何形状 B.粒子几何尺寸 C.粒子及流体密度 D.流体的流速 7. 当其他条件都保持不变时，提高回转真空过滤机的转速，则过滤机的生产能力（）。 A.提高 B.降低 C.不变 D.不一定 8. 当间壁两侧流体的对流传热系数存在下列关系α1＜＜α2，则要提高总传热系数K应采取的有效措施为（）。 A.提高α1 B.提高α2 C.提高α1，降低α2 D.不确定 9. 根据因次分析法，对于强制对流传热，其准数关联式可简化为（） A. Nu＝f（Re，Pr，Gr） B. Nu＝f（Re，Gr） C. Nu＝f（Pr，Re） D. Nu=f（Pr，Gr）

化工原理模拟试题(一)

化工原理模拟试题（一）一、选择题(20分，每小题2分) 1 离心泵的调节阀开大时， A吸入管路阻力损失不变 B 泵出口的压力减小 C 泵入口的真空度减小 D 泵工作点的扬程升高 2在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数λ数值 A与光滑管一样 B 只取决于Re C 取决于相对粗糙度 D 与粗 3已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.0035atm、E2=0.011atm、E3=0.00625atm，则??? A t1t2 C t1>t2 D t3

化工原理模拟题(带答案和解)

一、化工原理传热部分模拟试题及答案一、填空题 (1) 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K 接近于空气侧的对流传热系数，而壁温接近于饱和水蒸汽侧流体的温度值。 (2) 热传导的基本定律是傅立叶定律 , 其表达式为???dQ= -ds λn t ?????。 (3) 间壁换热器中总传热系数K 的数值接近于热阻大（大、小）一侧的α值。间壁换热器管壁温度t W 接近于α值大（大、小）一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈大（大、小），其两侧的温差愈大（大、小）。 (4)由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻愈小，其两侧的温差愈小。 (5)在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在滞流层内（或热边界层内），减少热阻的最有效措施是提高流体湍动程度。 (6) 厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b 1>b 2>b 3，导热系数λ1<λ2<λ3，在稳定传热过程中，各层的热阻R 1 > R 2 > R 3，各层导热速率Q 1 = Q 2 = Q 3。 (7) 传热的基本方式有传导、对流和辐射三种。 (8) 水在管内作湍流流动，若使流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的 1.74 倍；管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原来的 3.48 倍。（设条件改变后仍在湍流范围） (9) 导热系数的单位为 W/（m ·℃），对流传热系数的单位为 W/（m 2 ·℃），总传热系数的单位为 W/（m 2 ·℃）。二、选择 1 某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气（空气在管内作湍流流动），使空气温度由20℃升至80℃，现需空气流量增加为原来的2倍，若要保持空气进出口温度不变，则此时的传热温差应为原来的 A 倍。 A 1.149 B 1.74 C 2 D 不定 2 一定流量的液体在一φ25×2.5mm 的直管内作湍流流动，其对流传热系数αi =1000W/m 2 ·℃；如流量与物性都不变，改用一φ19×2mm 的直管，则其α将变为 D 。 A 1259 B 1496 C 1585 D 1678 3 对流传热系数关联式中普兰特准数是表示 C 的准数。 A 对流传热 B 流动状态 C 物性影响 D 自然对流影响

化工基础模拟题【三套】

模拟题A 一、填空题（26分，共13小题26个空，每空1分） 1.气体和液体统称为流体，流体的最大特点是具有①性，气体和液体的最大区别是是否有②性。 2.填料吸收塔正常操作的空塔气速以①气速为上限，过程中物系的浓度是沿②线而变化的。 3.近年来，化学工业的产品结构由通用产品向①产品转移，行业结构由粗放型向②发展。 4.往复式压缩机是利用活塞的①对流体直接加压的②式输送设备。 5.在化工生产过程中，对简单反应而言，不存在产物的分布问题，此时反应的①等于收率，只须从②上优化。 6.气体吸收是依据混合物中组分①的差异，分离②混合物的操作。 7.平推流反应器的物料连续稳定地流入，无①发生，在垂直于流动方向上的任一截面，物料的浓度②。 8.热对流是发生在流体与①之间的热量交换，热对流的特点是其质点沿传热方向②宏观位移。 9.对合成氨原料气的净化目的是除去其中的①、②和二氧化碳等杂质气体，而得到纯净的氢气和氮气。 10.用于生产硫酸的原料主要有①、②、冶炼烟道气和石膏等硫酸盐。 11.化工过程开发的工程研究中有两个设计，分别是①设计和②设计。 12.粘度是流体流动过程的物性之一，液体的粘度随温度升高而①，气体的粘度随温度升高而②。 13.物料的导热系数在数值上等于单位温度梯度下的①，导热系数大的物料的导热性②。二、正误判别题（15分，共15小题，每小题1分，对的划∨，不对的划×） 1.流体在圆管内定态流动时，在管道的不同截面上，流体的质量流量是相同的。 2.在传热系统中温度分布不随时间而变化的传热过程为定态传热，定态传热的特点是传热面积为常量。 3.流体在圆管内流动时，流速与管截面成正比，与管径的平方成反比。 4.传质单元高度是表征填料塔性能优劣的参数，其值小，填料塔的传质性能优。 5.化工生产的最优控制是指在外界条件变化及各种干扰因素出现的情况下，为保证过程的经济性而对操作参数和控制参数进行的优化。 6.液体膜状沸腾时与加热面间的温度差比强烈泡核沸腾的温度差大，因此，前者的给热系数大于后者. 7.离心泵在启动前充满被输送液体，是为了防止气缚现象的发生。 8.在相同条件下，并流传热的平均温度差比逆流传热的平均温度差小。 9.物料质点通过反应器的停留时间与平均停留时间之差的平方的平均值称为方差，它表明RTD的离散程度。方差值大，RTD的离散程度小。 10.硫酸生产中采用的二转二吸流程之优点是提高了二氧化硫的最终转化率，既提高了硫的利用率又减少了环境污染，该工艺既适合二氧化硫浓度高的炉气，也适用于二氧化硫浓度低的炉气。 11.氨合成的原料气是氢气和氮气，理论上氢、氮比等于3.0最适宜，实际操作的氢、氮比也控制为3.0。

中国石油大学(北京)15秋《化工原理(一)》第二阶段在线作业满分答案 (1)

中国石油大学(北京)15秋《化工原理(一)》第二阶段在线作业满分答案单选题 (共20道题) 1.（ 2.5分）自由沉降的意思是。 A、颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计 B、颗粒开始的降落速度为零，没有附加一个初始速度 C、颗粒在降落的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用 D、颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程正确答案：D 2.（2.5分）过滤推动力一般是指： A、过滤介质两边的压差国培第二阶段作业 B、过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差 C、滤饼两面的压差 D、液体进出过滤机的压差正确答案：B 此题得分：2.5分 3.（2.5分）回转真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时，能自动地进行相应的不同操作： A、转鼓本身 B、随转鼓转动的转动盘 C、与转动盘紧密接触的固定盘 D、分配头正确答案：D 此题得分：2.5分 4.（2.5分）板框过滤机中： A、框有两种不同的构造 B、板有两种不同的构造 C、框和板都有两种不同的构造 D、板和框都只有一种构造正确答案：B 此题得分：2.5分 5.（2.5分）在讨论旋风分离器分离性能时，分割直径这一术语是指。 A、效率最高时旋风分离器的直径 B、旋风分离器允许的最小直径 C、旋风分离器能够50%分离出来的颗粒的直径 D、能保持滞流流型时的最大颗粒直径正确答案：C 此题得分：2.5分 6.（2.5分）旋风分离器的总的分离效率是指。 A、颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率 B、颗粒群中最小粒子的分离效率 C、不同粒级（直径范围）粒子分离效率之和 D、全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率正确答案：D 此题得分：2.5分 7.（2.5分）过滤基本方程是基于推导得出来的。 A、滤液在过滤介质中呈湍流流动 B、滤液在过滤介质中呈层流流动

化工原理实验习题答案

1、填料吸收实验思考题（1）本实验中，为什么塔底要有液封液封高度如何计算答：保证塔内液面，防止气体漏出,保持塔内压力. 设置液封装置时，必须正确地确定液封所需高度，才能达到液封的目的。 U形管液封所需高度是由系统内压力(P1 塔顶气相压力)、冷凝器气相的压力(P2)及管道压力降(h,)等参数计算确定的。可按式(4.0.1-1)计算: H =(P1一P2)Y一h- 式中 H.,- —最小液封高度，m; P1,—系统内压力; P2—受液槽内压力; Y—液体相对密度; h-—管道压力降(液体回流道塔内的管线) 一般情况下，管道压力降(h-)值较小，可忽略不计，因此可简化为 H=(P1一P2)Y 为保证液封效果，液封高度一般选取比计算所需高度加0. 3m-0. 5m余量为宜。（2）测定填料塔的流体力学性能有什么工程意义答：是确定最适宜操作气速的依据（3）测定Kxa 有什么工程意义答：传质系数Kxa是气液吸收过程重要的研究的内容，是吸收剂和催化剂等性能评定、吸收设备设计、放大的关键参数之一（4）为什么二氧化碳吸收过程属于液膜控制答：易溶气体的吸收过程是气膜控制，如HCl，NH3，吸收时的阻力主要在气相，反之就是液膜控制。对于CO2的溶解度和HCl比起来差远了，应该属于液膜控制（5）当气体温度和液体温度不同时，应用什么温度计算亨利系数答：液体温度。因为是液膜控制，液体影响比较大。

2对流给热系数测定 1. 答：冷流体和蒸汽是并流时，传热温度差小于逆流时传热温度差，在相同进出口温度下，逆流传热效果大于并流传热效果。 2.答：不凝性气体会减少制冷剂的循环量，使制冷量降低。并且不凝性气体会滞留在冷凝器的上部管路内，致使实际冷凝面积减小，冷凝负荷增大，冷凝压力升高，从而制冷量会降低。而且由于冷凝压力的升高致使排气压力升高，还会减少压缩机的使用寿命。应把握好空气的进入，和空气的质量。 3.答：冷凝水不及时排走，附着在管外壁上，增加了热阻，降低传热速率。在外管最低处设置排水口，及时排走冷凝水。 4.答：靠近蒸气温度因为蒸气冷凝传热膜系数远大于空气膜系数。 5. 答：基本无影响。因为α∝(ρ2gλ3r/μd0△t)1/4，当蒸汽压强增加时，r 和△t均增加，其它参数不变，故(ρ2gλ3r/μd0△t)1/4变化不大，所以认为蒸汽压强对α关联式无影响。 3、离心泵特性曲线测定 1、关闭阀门的原因从试验数据上分析：开阀门意味着扬程极小，这意味着电机功率极大，会烧坏电机。 2、离心泵不灌水很难排掉泵内的空气，导致泵空转而不能排水；泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏，即使电机的三相电接反了，泵也会启动的。 3、用出口阀门调解流量而不用崩前阀门调解流量保证泵内始终充满水，用泵前阀门调节过度时会造成泵内出现负压，使叶轮氧化，腐蚀泵。还有的调节方式就是增加变频装置，很好用的。 4、当泵不被损坏时，真空表和压力表读数会恒定不变，水泵不排水空转不受外网特性曲线影响造成的。 5、不合理，安装阀门会增大摩擦阻力，影响流量的准确性 6、本题是研究密度对离心泵有关性能参数的影响。由离心泵的基本方程简化式可以看出离心泵的压头，流量、效率均与液体的密度无关，但泵的轴功率随流体密度增大而增大即：密度增大N增大，又因为其它因素不变的情况下Hg↓而安装高度减小。 4、流体流动阻力的测定 1、是的，因为由离心泵特性曲线知，流量为零时，轴功率最小，电动机负荷最小，不会过载烧毁线圈。 2、在流动测定中气体在管路中，对流动的压力测量产生偏差，在实验中一定要排出气体，让流体在管路中流动，这样流体的流动测定才能准确。当流出的液体无气泡是就可以证明空气已经排干净了。

化工原理蒸馏部分模拟试题及答案

化工原理蒸馏部分模拟试题及答案一、填空 1精馏过程是利用部分冷凝和部分汽化的原理而进行的。精馏设计中，回流比越大，所需理论板越少，操作能耗增加，随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现先降后升的变化过程。 2精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数减小（增大、减小）,同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量增大（增大、减小），塔顶冷凝器中冷却介质消耗量减小（增大、减小），所需塔径增大（增大、减小）。 3分离任务要求一定，当回流比一定时，在5种进料状况中,冷液体进料的q值最大，提馏段操作线与平衡线之间的距离最远，分离所需的总理论板数—最少____ 。 4相对挥发度a =1,表示不能用普通精馏分离分离，但能用萃取精馏或恒沸精馏分离。 5某二元混合物，进料量为100kmol/h , X F=0.6，要求得到塔顶X D不小于0.9，则塔顶最大产量为 66.7 kmol/h 。 6精馏操作的依据是混合液中各组分的挥发度差异，实现精馏操作的必要条件包括塔顶液相回流和塔底上升蒸气。 7负荷性能图有五条线，分别是液相上限线、液相上限线、_雾沫夹带线、漏液线_____ 和_____ 。二、选择 1已知q=1.1，则加料中液体量与总加料量之比为_C ___ 。 A 1.1:1 B 1:1.1 C 1:1 D 0.1:1 2精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是_D _________________ 。 A 液相中易挥发组分进入汽相； B 汽相中难挥发组分进入液相； C 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多； D 液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生。 3某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成X A=0.6，相应的泡点为t1,与之相平衡的汽相组成y A=0.7，相应的露点为t2,贝y A A t 1=t 2 B t 1t 2 D 不确定 4某二元混合物，进料量为100kmol/h，X F=0.6，要求得到塔顶X D不小于0.9，则塔顶最大产量为 B 。 A 60kmol/h B 66.7kmol/h C 90kmol/h D 不能定 5精馏操作时，若F、D X F、q、R、加料板位置都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成X D变化为 B A 变小 B 变大 C 不变 D 不确定 6在一二元连续精馏塔的操作中，进料量及组成不变，再沸器热负荷恒定，若回流比减少，则塔顶温度A ，塔顶低沸点组分浓度 B ，塔底温度C ，塔底低沸点组分浓度 A 升高 B 下降 C 不变 D 不确定 7某二兀混合物，=3,全回流条件下X n =0.3，则 y n-1= B 。 A 0.9 B 0.3 C 0.854 D 0.794

化工基础期末试卷4(含答案)

太原师范学院2008-2009学年第一学期期末考试化工基础试卷（B ）一、填空题(每空1分，共25分。将正确答案写在横线上) 1.离心泵的工作点是曲线与曲线的交点。 2.二元理想溶液精馏中,已知相对挥发度AB α=2.4,料液组成x f =0.4,馏出液组成x d =0.95,釜液组成x w =0.12(均为A 的摩尔分数),进料状态q =0,馏出液量D =138.9 mol ·s -1,回流量L =277.8 mol ·s -1,塔顶为全凝器,请完成： (1) 回流比R= ; (2) 精馏段操作线在y 轴上的截距是 ,斜率是。与y ～x 图对角线交点的坐标是 ; (3) 提馏段操作线与精馏段操作线交点的坐标是 ,与y ～x 图对角线交点的坐标是 ; (4) 离开精馏塔顶部第一块板的液相组成为x= ,进入该板的气相组成为y= 。 3.将下列非SI 单位计量的物理量分别换算成指定的SI 单位：压强 30[kg （f ）·cm -2]= Pa 热量 1.00[kcal IT ]= J 比定压热容 0.50[kcal ·kg -1·℃-1]= J ·kg -1·K -1 4.密度为800 kg ·m -3，粘度为8.0×10-2 Pa ·s 的某油品，连续稳定地流过一根异径管，细管直径为φ45 mm ×2.5 mm ，流速为1.5 m ·s -1，粗管直径为φ57 mm ×3.5 mm 。油品通过粗管的流速为 m ·s -1，则油品通过粗管的雷诺数Re 为，流体的流动型态为。 5.当理想流体在水平变径管路中作连续定常态流动时，在管路直径缩小处，其静压强将，而流速将。 6.合成氨反应催化剂的主体是，活化温度范围是。 7.对于连串反应：A ?→?1k B ?→?2k C 。若目的产物为B ，则为了使该过程有较高的B 的生成速度，希望反应器中维持A 的浓度，B 的浓度，为此选择理想的均相反应器时，应选用或，而不宜选用。二、选择题（每小题2分，共20分。将正确选项的字母填在括号中） 8. 液体混合物可通过蒸馏方法加以分离的依据是 ( ) (A) 混合液可以进行部分气化和部分冷凝 (B) 精馏塔可采用回流 (C) 混合液为理想溶液 (D) 混合液中不同组分的挥发度有差异 9.在多层平壁稳定热传导中，通过各层平壁的导热速率 ( ) (A) 不变 (B) 逐渐变大 (C) 逐渐变小 (D) 关系不确定 10.如右图所示，实际流体作定态流动，若其它条件不变而将管径减小一倍，则流量将（） (A) 增大 (B) 不变 (C) 减小 (D) 无法确定 11. 对圆环形导管而言，雷诺数Re 中的当量直径d e 等于（） (A)外管内径与内管内径之差 (B)外管内径与内管外径之差 (C)外管外径与内管外径之差 (D)外管外径与内管内径之差 12.设双组分理想溶液中易挥发组分为A,难挥发组分为B,则其相对挥发度AB α为 ( ) (A) y A ／y B (B) y A ／x A (C) y A x B ／y B x A (D) y A x A ／y B x B 13.右图所示为各种进料热状况的q 线，其中表示气液混合进料的q 线是 ( ) (A) 线1 (B) 线2 (C) 线3 (D) 线4 系_______________专业_______________班级_____________ _ _姓名_______________学号_______________ ………...…………………………. 密………………………..封………………………….. 线………………………………………………