下册汇总去答案东南大学化工考研复试化工原理考试题库
精馏
一、选择题
1. 某二元理想溶液，其组成x=0.5(摩尔分率，下同)，相应的泡点为t１，当气相组成y=0.5时，相应的露点为t２，则（）
A.t1=t2
B.t1>t2
C.t1 D.无法判断 2. 某二元混合物，若液相组成x A为0.45,相应泡点的温度为t1,汽相组成y A为0.45, 相应露 点的温度为t2 , 则( ) A. t1 > t2 B. t1 < t2 C. t1 = t2 D. 不能判断 3．某二元混合物，其中A为易挥发组分。液相组成x A＝0.6，相应泡点为t1，与之平衡的气相组成y A＝0.7，相应的露点为t2，则：( ) A．t1＝t2B．t1＜t2C．t1＞t2D．不能判断4．混合液两组分的相对挥发度愈小，则表明用蒸馏方法分离该混合液愈(B ) A．容易B．困难C．完全D．不完全 5．精馏塔操作线是直线的原因是（） A. 理论板假定 B. 理想物系 C. 塔顶泡点回流 D. 恒摩尔流假设 6. 如果精馏塔有总共有5个进、出料口，则该精馏塔有（） A．四条操作线B．五条操作线 C．六条操作线D．七条操作线 7. 精馏塔沿塔高方向,从上至下温度的分布规律是（） A．逐渐降低B．逐渐升高 C. 先升后降 D. 先降后升8．精馏塔从塔顶往下的第n-1, n, n+1层, 组成之间的关系为( ) A. y n-1 > y n > y n+1, x n-1 > x n > x n+1 B. y n-1 < y n < y n+1, x n-1 < x n < x n+1 C. y n-1 < y n < y n+1, x n-1 > x n > x n+1 D. y n-1 > y n > y n+1, x n-1 < x n < x n+1 9．精馏过程中( )随回流比的改变而改变 A．操作线B．平衡线C．q线D．无法判断10．精馏操作时，若其他操作条件均不变，只将塔顶的过冷液体回流改为泡点回流，则塔顶产品组成x D变化为( ) A．变小B．变大C．不变D．不确切 11．精馏分离某二元混合物，规定分离要求为x D、x W。如进料分别为x F1、x F2时，其相应的最小回流比分别为R min1、R min2。当x F1＞x F2时，则( ) A．R min1＜R min2B．R min1＝R min2 C．R min1＞R min2D．R min的大小无法确定 12. 连续精馏操作中,若进料热状态发生变化,将导致（） A. 平衡线发生变化 B. 平衡线和操作线发生变化 C. 操作线和q线发生变化 D. 平衡线和q线发生变化 13．二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 14.在其他条件不变的情况下, 料液的热状态影响精馏操作的分离程度,其中( ) A. 冷液进料,分离程度最大 B. 饱和液体进料,分离程度最大 C. 饱和蒸汽进料,分离程度最大 D. 过热蒸汽进料,分离程度最大 15. 关于精馏操作，下列表述正确的是（） A．由于L ≠L’，V≠V’，无法满足恒摩尔流假设 B．加料板属于提馏段 C．对于理论板，离开塔板的汽液两相呈操作关系 D．对于理论板，离开塔板的汽体与进入该板的液体两相呈平衡关系 16．某双组分混合物，在精馏塔进行分离，进料量为100 kmol·hr-1，x F = 0.6，要求x D不小于0.9，则塔顶最大产量为( ) A．60 kmol·hr-1B．66.7 kmol·hr-1C．90 kmol·hr-1D．不能确定17．某双组分混合物，在精馏塔进行分离，进料量为200 kmol·hr-1，x F= 0.5，要求x D不小于0.95，则塔顶最大产量为( ) A．100 kmol·hr-1B．66.7 kmol·hr-1 C．105.26 kmol·hr-1D．不能确定 18．流率为800 kmol·hr-1组成为0.4的二元理想溶液精馏分离，要求塔顶产品组成达到0.7，塔底残液组成不超过0.1，泡点进料，回流比为2.5。要使塔顶采出量达到500 kmol·hr-1，应采取措施( ) A．增加塔板数B．加大回流比 C．改变进料热状况D．增加进料量 19. 用精馏塔完成某分离任务所需要的理论板数N T为10, 而该塔的实际塔板数为25，则该 塔的全塔效率为( ) A. 25% B. 40% C.60% D. 75% 20. 用精馏塔完成某分离任务所需要的理论板数N T为10, 若该塔的全塔效率为50%, 则实 际需要的塔板数为( ) A. 5 B. 10 C. 15 D. 20 21．下述说法中不准确的是( ) A．板式塔内气液逐级接触，填料塔内气液连续接触 B．精馏用板式塔，吸收用填料塔 C．精馏既可以用板式塔，也可以用填料塔 D．吸收既可以用板式塔，也可以用填料塔 22. 常压下苯的沸点为80.1?C, 环己烷的沸点为80.73?C, 欲使该两组分的混合液得以分离, 宜采用( ) A. 恒沸精馏 B. 萃取精馏 C. 水蒸汽精馏 D. 普通精馏 二、填空题 1．汽液两相呈平衡状态时，汽相温度液相温度。 2．某双组分混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x A=0.6，相应的泡点为t1，气相组成y A=0.6，相应的露点为t2，则t1t2。 3．精馏操作的基本依据是。 4. 蒸馏分离的是利用被分离体系组分的不同使混合物得以分离。 5．溶液的相对挥发度等于两相分。 6. 在精馏塔操作中，若降低操作压强，则溶液的相对挥发度将。 7．精馏操作的平衡线随回流比的改变而_____ ___。 8．精馏的操作线为直线，主要是因为。 9． ＝1则表示组分A和B______ _________。 10. 塔顶冷凝器的作用是为精馏提供。 11. 塔底再沸器的作用是为精馏提供。 12. 精馏塔沿塔高方向,从上至下温度的分布规律是。 13. 精馏塔理论板, 是假设。 14. 在精馏塔设计中，若F，x F，x D，x W 以及R 一定，进料由原来的饱和蒸汽改为饱和液 体，则所需理论板数N T。 15. 精馏塔实际板的层数, 是由理论板。 16. 精馏塔实际板的层数, 是由理论板。 17．某精馏塔的理论板数为15块(包括塔釜)，全塔效率为0.5，则实际塔板数为_____ _块。 18. 精馏塔的总板效率单板效率。 19. 精馏操作中，汽液两相呈平衡状态时，液相轻组分含量汽相轻组分含量。 20. 精馏塔进料可能有种不同的进料状态。 21．某精馏过程，若进料的液体摩尔分率为2/3，则进料状态q为。 22. 连续精馏操作中,若进料热状态为饱和蒸汽进料,则有V= 。 23. 精馏操作中, 加料板属于段（精馏还是提馏）。 24. 某精馏塔的精馏段操作线方程为y = 0.72x + 0.275，则该塔的操作回流比为。 25. 如果精馏塔有总共有5个进、出料口，则该精馏塔有条操作线。 26. 用精馏方法分离某二元理想溶液，产品组成为x D,x W,当进料组成为x f1时，相应的最小 回流比为R min1;当进料组成为x f2时，相应的最小回流比为R min2．若x f1 三、简答题 1．什么是相对挥发度？相对挥发度的大小对精馏操作有何影响？ 2．精馏塔的操作线方程。 3．符合恒摩尔流假定的条件是什么? 4．进料热状态有哪几种？它们的进料热状态参数q值的大小范围如何？ 5. 试述精馏操作中冷液进料的利弊。 6. 根据精馏塔的操作原理，你认为沿塔高度方向会有怎样的温度分布？为什么？ 7. 试述连续精馏与间歇精馏操作的异同之处。 8. 比较萃取精馏和恒沸精馏的特点 四、计算题 1. 某连续精馏塔在常压下分离甲醇水溶液，其精馏段和提出馏段的操作线方程分别为 Y=0.63X+0.361 Y=1.805x-0.00966 试求： （1）此塔的操作回流比； （2）料液量为100 kmol/h，组成X F等于0.4时，塔顶馏出液量； （3）q值。 2. 某连续精馏塔料液流量100kmol/h，组成x F为0.4，泡点加料，馏出液组成x D为0.95， 釜残液组成x W为0.03（均为摩尔分数）。试求： （1）馏出液的采出率D/F和易挥发组分的回收率； （2）采取回流比为3时，精馏段与提馏段的气、液流量L 与V 和L′ 和V′； 3．以连续精馏塔分离某二元混合物。进料x f =0.50(摩尔分率，下同)，q = 1，塔顶产品D = 50 kmol·hr -1，x D =0.95，塔顶馏出液中易挥发组分回收率η = 0.96。塔顶采用一个分凝器及一个全凝器。分凝器液体泡点回流。已知回流液浓度x 0 = 0.88，离开第一块塔板的液相浓度x 1 = 0.79。塔底间接蒸汽加热。塔板皆为理论板，相对挥发度α为常数。试求：(1) 加料流量F ； (2) 相对挥发度。 4．每小时将15000 kg 含苯40%(质量%，下同)和甲苯60%的溶液，在连续精馏塔中进行分 离，要求釜残液中含苯不高于2%，塔顶馏出液中苯的回收率为97.1%。试求馏出液和釜残液的流量及组成，以摩尔流量和摩尔分率表示。苯的分子量为78；甲苯的分子量为92。 5．在连续精馏塔中分离两组分理想溶液。已知操作回流比R 为3，馏出液的组成为0.95(易 挥发组分的摩尔分率)，塔顶采用全凝器。该物系在本题所涉及的浓度范围内气液平衡方程 为58.042.0+=x y 。试求精馏段内离开第二层理论板(从塔顶往下计)的气液相组成。 6．在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液，原料液流量为1000 kmol·hr -1，组成为含苯0.4(摩 尔分率，下同)馏出液组成为含苯0.9，苯在塔顶的回收率为90%，泡点进料(q ＝1)，回流比为最小回流比的1.5倍，物系的平均相对挥发度为2.5。试求：精馏段操作线方程D n+1n 11 x R y x R R =+++。 7. 某精馏塔共有3块理论板，原料中易挥发组分的摩尔分数为0.002。预热蒸发为饱和蒸 气后连续送入精馏塔的塔釜，作为上升蒸汽。操作时的回流比为4.0。物系气、液两相的平衡关系为y=6.4x 。求塔顶、塔底产物中易挥发组分的含量。 8. 有一精馏塔，直径1m ，有20块塔板，板效率为60%，原设计用于精馏含苯0.50的苯- 甲苯溶液，泡点加料，料液流量为50kmol/h ，所得馏出液组成X D 为0.96，釜残液组成X W 为0.04（均为摩尔分数）。现想用该塔分离SO 2Cl 2-CCl 4溶液，料液组成也是0.50，也是泡点加料。试问： （1）用这个精馏塔能否得到X D =0.96，X W =0.04的产品； （2）如果精馏SO 2Cl 2-CCl 4时，塔中上升蒸气量与精馏苯-甲苯溶液时相同，则SO 2Cl 2-CCl 4溶液的处理时与处理SO 2Cl 2-CCl 4时相比加料量应如何变化？（已知：苯-甲苯的平均相对挥发度为2.4, SO 2Cl 2-CCl 4的相对挥发度为2.0） 吸收 一、选择题 1．吸收操作的作用是分离( ) A．气体混合物B．液体混合物 C．互不相溶的液体混合物D．气液混合物 2．吸收塔的操作线是直线，主要基于如下原因( ) A．物理吸收B．化学吸收C．高浓度物理吸收D．低浓度物理吸收 3. 气体的溶解度通常随温度的升高而（A） A.减小 B.增加 C.不变 D.不确定4．( )，对吸收操作有利 A．温度低，气体分压大时B．温度低，气体分压小时 C．温度高，气体分压大时D．温度高，气体分压小时 5．为使脱吸操作易于进行，通常可采用( ) A．加压升温B．加压降温C．减压升温D．减压降温。6．最大吸收率η与( )无关 A．液气比B．液体入塔浓度 C．相平衡常数D．吸收塔型式 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，则下列那种情况正确( ) 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.在逆流吸收塔中，以纯溶剂吸收某混合气体的溶质，若液气比为2.85，平衡关系为Y=2X， 溶质回收率为95%，则液气比与最小液气比的比值为（） A.3 B. 2 C. 1.8 D.1. 5 9．下列各项中属于物性参数的是( ) A．气膜吸收系数k y B．分子扩散系数D Ｃ．涡流扩散系数D E D．脱吸因数S 10. 在吸收操作中, 吸收塔某一截面上的气相推动力, 以气相浓度表示时, 为( ) A. Y -Yi B. Yi - Y C. Y-Y* D. Y*-Y 11. 在吸收操作中, 吸收塔某一截面上的液相推动力, 以液相浓度表示时, 为( ) A. Xi – X* B. X* -Xi C. X-X* D. X*-X 12. 在逆流操作的填料吸收塔中，当吸收因数A>1, 且填料层为无限高时, 则气液相平衡出 现在塔的( ) A. 塔顶部 B. 塔上部 C. 塔下部 D. 塔底部 13. 某吸收过程的气膜吸收系数k Y为2mol / m2·h, 液膜吸收系数k x为40mol / m2·h, 由此 可判断该吸收过程为（） A. 气膜控制 B.液膜控制 C. 界面控制 D. 气、液膜共同控制 14. 某吸收过程的气膜吸收系数k Y为20mol / m2·h, 液膜吸收系数k X为4mol / m2·h, 由此 可判断该吸收过程为（） A. 气膜控制 B.液膜控制 C. 界面控制 D. 气、液膜共同控制 二、填空题 1. 吸收分离是利用被分离体系组分 的不同使混合物得以分离。 2． 吸收操作的原理是 。 3．吸收操作的基本依据是__ ___________。 4. 吸收分离的是气体混合物体系, 利用被分离体系组分溶解度的不同, 通过向体 系加入 ,使混合物得以分离。 5．吸收过程的经济性主要决定于_______ _______。 6．吸收、脱吸操作时，低压对__ ______有利。 7．吸收、脱吸操作时，低温对____ ____有利。 8. 气体的溶解度一般随温度的下降而 。 9. 对某一气液平衡物系，在总压一定时，若体系温度降低，则其亨利系数将 。 10. 对于某低浓度吸收的气液平衡体系，在一定范围内，当总压降低时，亨利系数E 、相平衡常数、溶解度系数H 将分别 。 11. 吸收过程中，若减小吸收剂用量，操作线的斜率 。 12．吸收过程中，物料平衡关系可用mx y =*表示，最小液气比的计算关系式min ??? ??V L ＝ 。 13. 在吸收操作中, 吸收塔某一截面上的总推动力, 以气相浓度表示时, 为 。 14. 吸收总系数与分系数间的关系可表示为：1/K G =1/k G +1 / H k L 。若K G 约等于k G ，则该吸收过程为 控制． 15．在常压塔中用水吸收二氧化碳，k y 和k x 分别为气相和液相传质分系数，K y 为气相总传质系数，m 为相平衡常数，则为液膜控制时，且K y k x /m 。 16. 某吸收过程的气膜吸收系数k Y 为2mol / m 2·h, 液膜吸收系数k X 为4mol / m 2·h, 由 此可判断该吸收过程为 控制。 17. 在逆流操作的填料吸收塔中，当吸收因数A<1, 且填料层为无限高时, 则气液相平衡出现在塔的 部。 18. 在吸收塔某截面处, 被吸收物气相主体浓度为0.025 (摩尔比,下同), 液相主体组成为0.01, 气相总吸收系数K Y 为1.5 kmol / m 2·h, 气膜吸收系数为k Y 为 2 kmol / m 2·h, 气 液平衡关系为 Y=0.5X, 则该处气液界面上的气相组成为 Yi 为 。 三、简答题 1．最小液气比1212min 1212 e y y y y L G x x y m x --??== ?--??的物理意义。 2．双膜理论 3. 吸收操作有哪些要素，它们对吸收过程的影响如何？ 4. 图中曲线为某气液平衡线，a 点为操作中的某一状态点，试用 x ，y 分别写出吸收传质的总推动力和两相分推动力，并在图 中示意标注出来。 题4图 5. 以下是两个吸收操作流程，试在X-Y 图上定性地画出各个流程的操作线与平衡线： （a ） (b) 四、计算题 1．在101.3kpa(绝压)，27℃下用水吸收空气中的甲醇蒸气。设相平衡关系服从亨利定律， 溶解度系数H=1.98×10-3 kmol(m 3·pa)。已知气相传质分系数k G 为5.67×10-5 kmol /m2·h ·pa)，液相传质系数k L =0.075 (m2/h)。求总传质系数K G , K L ,并计算气相传质阻 力在总阻力中所占的比例。 2．已知某低浓度气体溶质被吸收时，平衡关系服从亨利定律，气膜吸收系数和液膜吸收系数分别为7-2-1-1G 2.7410kmol m s kPa k -=????，5-1 L 6.9410m s k -=??，溶解度系数为-3-11.5kmol m kPa H =??。试求气相吸收总系数()-2-1-1G kmol m s kPa K ???，并分析该吸收过程的控制因素。已知1/K G =1/(Hk L )+1/k G 。 3．在逆流吸收塔中，用洗油吸收焦炉气中的芳烃。吸收塔压强为105 kPa ，温度为300 K ， 焦炉气流量为41.27kmol·hr -1，其中所含芳烃组成为0.02(摩尔分率，下同)，吸收率为95%，进塔洗油中不含芳烃。若吸收剂最小用量为5.06 kmol·hr -1，取吸收剂用量为最小用量的1.5倍，试求进入塔顶的吸收剂摩尔流量及出塔吸收液组成。(操作条件下气液平衡关系为Y *＝0.125X ) 4．在常压填料吸收塔中，用清水吸收废气中氨气，废气流量为109.38 kmol·hr -1，其中氨气 浓度为0.02(摩尔分率)，要求回收率不低于98%，若水用量为200kmol·hr -1，操作条件 下平衡关系为Y *＝1.2X (式中X ，Y 为摩尔比)，试求： 塔底、塔顶推动力，全塔对数平均推动力。 5．在一填料层高度为5 m 的填料塔内，用纯溶剂吸收混合气中溶质组分。当液气比为1.0 时，溶质回收率可达90%。在操作条件下气液平衡关系为Y ＝0.5X 。现改用另一种性能较好的填料，在相同的操作条件下，溶质回收率可提高到95%，试问两种填料的N OG 分别为多少？()12OG 221ln 11Y mX N S S S Y mX ??-=-+??--?? 6. 为测定填料层的体积吸收系数K Ya ，在填料塔内以清水为溶剂，吸收空气中低浓度的溶质 组分A 。1）指出需要知道哪些条件和测取哪些参数；写出计算K Ya 步骤；2）在液体流量和入塔气体组分A 浓度不变的情况下，加大气体流量，试问尾气中组分A 的浓度是增高还是降低？ 7.在某填料吸收塔中，用清水处理含SO 2的混合气体，逆流操作，进塔气体中含SO 2 0.08（摩尔分数），其余为惰性气体。混合气的平均相对分子质量取28。水的用量为最小用量的1.54倍，要求每小时从混合气中吸收2000㎏的SO 2。操作条件下气、液平衡关系为Y=26.7X 。计算每小时用水量为多少立方米。 8. 含组分A 为0.1的混合气，用含A 为0.01（均为摩尔分数）的液体吸收其中的A 。已知A 在气、液两相中的平衡关系为Y=X ，液气比L/V=0.8，求： （1）逆流操作时，吸收液出口最高组成是多少？此时的吸收率是多少？若L/V ＝1.5，各量又是多少？ （2）若改为并流操作，流体出口最高组成是多少？此时的吸收率又是多少？ 天津大学专业课考研历年真题解析 ——826化工原理 主编：弘毅考研 编者：轶鸿大师 弘毅教育出品 https://www.360docs.net/doc/362606884.html, 【资料说明】 《天津大学化工原理（826）专业历年真题》系天津大学优秀考研辅导团队集体编撰的“历年考研真题解析系列资料”之一。 历年真题是除了参考教材之外的最重要的一份资料，其实，这也是我们聚团队之力，编撰此资料的原因所在。历年真题除了能直接告诉我们历年考研试题中考了哪些内容、哪一年考试难、哪一年考试容易之外，还能告诉我们很多东西。 1.命题风格与试题难易 从历年天津大学化工原理（826）考研真题来看，化工原理考研试题有以下几个特点： ①天津大学化工原理的考研试题均来自于课本，但是这些试题并不拘泥于课本，有些题目还高于课本。其中的一些小题，也就是选择填空题以及实验题需要对基础知识有很好的掌握。当然部分基础题也有一定的难度，需要考生培养发散的思维方式，只靠记背是无法答题的。 ②天津大学化工原理的大型计算题的题型、考点均保持相同的风格不变。但是各年的考题难度有差异。例如，10年的传热题、11年的精馏题、12年的吸收题在当年来说都是相对较难的题目。那么14年的答题会是哪一个题目较难了？ ③天津大学化工原理的考研试题，总体难度是不会太难，基本题型与大家考试非常熟悉。但是，据笔者在2013年的考研过程中，最后考分不高的最直接原因是时间不够。因此，这就需要考生加强计算能力，提高对知识点的认识熟悉度。 2.考试题型与分值 天津大学化工原理考研试题有明确的考试大纲，提出考试的重、难点。考试大纲给出了各章节的分值分配，并可以从历年真题中总结题型特点。这些信息有助于大家应付这场考试，希望大家好好把握。 3.重要的已考知识点 天津大学化工原理考试试卷中，很多考点会反复出现，甚至有些题目会重复考。一方面告诉大家这是重点，另一方面也可以帮助大家记忆重要知识点，灵活的掌握各种答题方法。比如08年的干燥题与09年的干燥题基本相同，只是改变了一个条件和一个数据，问题也相同。如此相近的两年出现如此相近的两题，这说明历年考研真题在考研专业课复习过程中的重要性。再如：05年实验题中的第（1）题，在09年实验题的第（3）题有些雷同，再有，笔者记得，在05年的实验题在13年的考研题中再次出现，笔者在做05年这一题时做错了，但是考前复习后，在13年考试中，这一题时得心应手。 第五章 蒸馏 一、选择与填空 1、精馏操作的依据是 混合液中各组分挥发度的差异 。实现精馏操作的必要条件是 塔顶液相回流 和 塔底上升蒸汽 。 2、汽液两相呈平衡状态时，汽液两相温度_相同_，但液相组成_小于_汽相组成。 3、用相对挥发度α表达的汽液平衡方程可写为1(1)x y x αα= +-。根据α的大小，可用 来 判定用蒸馏方法分离的难易程度 ，若α=1则表示 不能用普通的蒸馏方法分离该混合液 。 4、在精馏操作中，若降低操作压强，则溶液的相对挥发度 增加 ，塔顶温度 降低 ，塔釜温度 降低 ，从平衡角度分析对该分离过程 有利 。 5、某二元物系，相对挥发度α=3，在全回流条件下进行精馏操作，对第n 、n+1两层理论板，已知 y n =0.4，则 y n+1=_0.182_。全回流通常适用于 开工阶段 或 实验研究 。 6、精馏和蒸馏的区别在于 精馏必须引入回流；平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别在于前者为连续的稳态过程而后者是间歇的非稳态过程 。 7、精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是 塔底压强高 和 塔底难挥发组分含量高 。 8、在总压为101.33kPa 、温度为85℃下，苯和甲苯的饱和蒸汽压分别为p A 0 =116.9kPa,p B 0 =46 kPa ，则相对挥发度α= 2.54，平衡时液相组成x A = 0.78 ，气相组成y A = 0.90 。 9、某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.72x+0.275，则该精馏塔的操作回流比为_2.371_，馏出液组成为_0.982_。 10、最小回流比的定义是 在特定分离任务下理论板数为无限多时的回流比 ，适宜回流比通常取 1.1~2.0 R min 11、精馏塔进料可能有 5 种不同的热状况，当进料为气液混合物且气液摩尔比为2:3时，则进料热状况q 值为 0.6 。 注：23() 550.6V V L V F V L V L I I I I I q I I I I -+-===-- 12、在塔的精馏段测得 x D =0.96、x 2=0.45、x 3=0.40（均为摩尔分率），已知R=3 ，α=2.5，则第三层塔板的气相默弗里效率 E MV _44.1%_。 注：1 * 1 n n MV n n y y E y y ++-= - 13、在精馏塔设计中，若F 、x F 、q 、D 保持不变，若增加回流比R ，则x D 增加, x W 减小 ,V 增加,L/V 增加 。 14、在精馏塔设计中，若F 、x F 、x D 、x W 及R 一定，进料由原来的饱和蒸气改为饱和液体，则所需理论板数N T 减小 。精馏段上升蒸气量V 不变 、下降液体量L 不变 ； 第一章 流体流动 流体的重要性质 1．某气柜的容积为6 000 m 3，若气柜内的表压力为5.5 kPa ，温度为40 ℃。已知各组分气体的体积分数为：H 2 40%、 N 2 20%、CO 32%、CO 2 7%、CH 4 1%，大气压力为 101.3 kPa ，试计算气柜满载时各组分的质量。 解：气柜满载时各气体的总摩尔数 ()mol 4.246245mol 313 314.86000 0.10005.53.101t =???+== RT pV n 各组分的质量： kg 197kg 24.246245%40%4022H t H =??=?=M n m kg 97.1378kg 284.246245%20%2022N t N =??=?=M n m kg 36.2206kg 284.246245%32%32CO t CO =??=?=M n m kg 44.758kg 444.246245%7%722CO t CO =??=?=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144CH t CH =??=?=M n m 2．若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg 混在一起，试求混合油的密度。设混合油为理想溶液。 解： ()kg 120kg 606021t =+=+=m m m 33 122 1 1 21t m 157.0m 7106083060=??? ? ??+=+= +=ρρm m V V V 3 3t t m m kg 33.764m kg 157 .0120=== V m ρ 流体静力学 3．已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ，乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。若 化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津 大学出版）社,2011.8.） 第1章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃） 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B *，P A *，由 于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)可得出液相组成，这样就可以得到一 组绘平衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃ 2.正戊烷（C 5H 12 ）和正己烷（C 6 H 14 ）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa下该溶液的平衡数据。 温度C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相同温度下C 5H 12 （A）和C 6 H 14 （B）的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 P B * = 1.3kPa 查得P A *= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A *(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B *(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以260.6℃时为例 当t= 260.6℃时 x = (P-P B *)/(P A *-P B *) =（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例 当t= 260.6℃时 y = P A *x/P = 13.3×1/13.3 = 1 同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289 x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0 y 1 0.767 0.733 0.524 0 根据平衡数据绘出t-x-y曲线 3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。 化工原理试题库 试题一 一：填空题（18分） 1、 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=________02mH =__________Pa. 该地区的大气压为 720mmHg 。 2、 常温下水的密度为1000 3m Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s m 3 速度流动，其流动类 型为 ______________。 3、 流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范 围为_______________________s m 。 6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 K Kg Kj C C .187.4==冷水热水 试题一答案： 一、 填充题 1、8.7m 02H ,pa 41053.8?. 2、53 10310.11000.3.1.0?== = -μ ρ du R e 湍流。 1、 层流、过渡流和湍流。 2、 增加、降低。 3、 3-8s m 、8-15s m 。 4、 启动前应灌满液体，关出口阀门、用调节阀调节流量；往复泵启动前不需灌液，开旁路阀、用旁 路阀来调节流量的。 5、 分散、连续。 6、 过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。 7、 热传导、对流传热、热辐射。 10、间壁式、混合式、蓄热式、热管。 11、称为对流传热膜糸数。当流体与壁面温度差为1K 时，通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。增加流程、加拆流挡板。 12、滴状冷凝和膜状冷凝。滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下。 试题二 化工原理（天津大学第二版）下册部分答案 第8章 2. 在温度为25 ℃及总压为 kPa 的条件下，使含二氧化碳为%（体积分数）的混合空气与含二氧化碳为350 g/m 3的水溶液接触。试判断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。已知操作条件下，亨 利系数51066.1?=E kPa ，水溶液的密度为 kg/m 3。 解：水溶液中CO 2的浓度为 对于稀水溶液，总浓度为 3t 997.8kmol/m 55.4318 c ==kmol/m 3 水溶液中CO 2的摩尔分数为 由 54* 1.6610 1.44310kPa 23.954p Ex -==???=kPa 气相中CO 2的分压为 t 101.30.03kPa 3.039p p y ==?=kPa < *p 故CO 2必由液相传递到气相，进行解吸。 以CO 2的分压表示的总传质推动力为 *(23.954 3.039)kPa 20.915p p p ?=-=-=kPa 3. 在总压为 kPa 的条件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。测得在塔的某一截面上，氨的气、液相组成分别为0.032y =、3 1.06koml/m c =。气膜吸收系数k G =×10-6 kmol/(m 2skPa)，液膜吸收系数k L =×10-4 m/s 。假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，溶解度系数H ＝ kmol/(m 3kPa)。 （1）试计算以p ?、c ?表示的总推动力和相应的总吸收系数； （2）试分析该过程的控制因素。 解：(1) 以气相分压差表示的总推动力为 t 1.06*(110.50.032)kPa 2.0740.725 c p p p p y H ?=-=- =?-=kPa 其对应的总吸收系数为 6G 1097.4-?=K kmol/(m 2skPa) 以液相组成差表示的总推动力为 其对应的总吸收系数为 （2）吸收过程的控制因素 气膜阻力占总阻力的百分数为 气膜阻力占总阻力的绝大部分，故该吸收过程为气膜控制。 4. 在某填料塔中用清水逆流吸收混于空气中的甲醇蒸汽。操作压力为 kPa ，操作温度为25 ℃。在操作条件下平衡关系符合亨利定律，甲醇在水中的溶解度系数为 kmol/(m 3kPa)。测得塔内某截面处甲醇的气相分压为 kPa ，液相组成为 kmol/m 3，液膜吸收系数k L =×10-5 m/s ，气相总吸收系数K G ＝×10-5 kmol/(m 2skPa)。求该截面处（1）膜吸收系数k G 、k x 及k y ；（2）总吸收系数K L 、K X 及K Y ；（3）吸收速率。 解：(1) 以纯水的密度代替稀甲醇水溶液的密度，25 ℃时水的密度为 0.997=ρkg/m 3 溶液的总浓度为 第二章流体输送机械 流体输送机械：向流体作功以提高流体机械能的装置。?输送液体的机械通称为泵； 例如：离心泵、往复泵、旋转泵和漩涡泵。 ?输送气体的机械按不同的工况分别称为: 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵。 本章的目的： 结合化工生产的特点，讨论各种流体输送机械的操作原理、基本构造与性能，合理地选择其类型、决定规格、计算功率消耗、正确安排在管路系统中的位置等 ∑+++=+++f 2222e 2 11122h g u g p Z h g u g p Z ρρ 学习指导： ?学习目的： ?（1）熟悉各种流体输送机械的工作原理和基本结构； ?（2）掌握离心泵性能参数、特性曲线、工作点的计算及 学会离心泵的选用、安装、维护等； ?（3）了解各种流体输送机械的结构、特点及使用场合。 ?学习内容： ?（1）离心泵的基本方程、性能参数的影响因素及相似泵 的相似比；（2）离心泵安装高度的计算；（3）离心泵在管路系统中的工作点与流量调节；（4）风机的风量与风压，以及离心泵与风机的特性曲线的测定、绘制与应用。 ?学习难点： ?（1）离心泵的结构特征和工作原理； ?（2）离心泵的气缚与气蚀性能，离心泵的安装高度； ?（3）离心泵在管路系统中的工作点与流量调节； ?（4）离心泵的组合操作。 ?学习方法： ?在教学过程中做到课堂授课和观看模型相结合，例题讲解 与练习相结合，质疑与习作讨论相结合。 2.1概述 ?2.1.1流体输送机械的作用 ?一、管路系统对流体输送机械的能量要求?——管路特性方程 在截面1-1′与2-2′间列柏 努利方程式，并以1-1′截面为 基准水平面，则液体流过管路 所需的压头为： 《化工原理》试题库答案 一、选择题 1．当流体在密闭管路中稳定流动时，通过管路任意两截面不变的物理量是（A）。 A.质量流量 B.体积流量 C.流速 D.静压能 2. 孔板流量计是( C )。 A. 变压差流量计，垂直安装。 B. 变截面流量计，垂直安装。 C. 变压差流量计，水平安装。 D. 变截面流量计，水平安装。 3. 下列几种流体输送机械中，宜采用改变出口阀门的开度调节流量的是（C）。 A．齿轮泵 B. 旋涡泵 C. 离心泵 D. 往复泵 4．下列操作中，容易使离心泵产生气蚀现象的是（B）。 A．增加离心泵的排液高度。 B. 增加离心泵的吸液高度。 C. 启动前，泵内没有充满被输送的液体。 D. 启动前，没有关闭出口阀门。 5．水在规格为Ф38×2.5mm的圆管中以0.1m/s的流速流动，已知水的粘度为1mPa·s则其流动的型态为（C）。 A.层流 B. 湍流 C. 可能是层流也可能是湍流 D. 既不是层流也不是湍流 6．下列流体所具有的能量中，不属于流体流动的机械能的是（D）。 A. 位能 B. 动能 C. 静压能 D. 热能 7．在相同进、出口温度条件下，换热器采用（A）操作，其对数平均温度差最大。 A. 逆流 B. 并流 C. 错流 D. 折流 8．当离心泵输送液体密度增加时，离心泵的（C）也增大。 A．流量 B.扬程 C.轴功率 D.效率 9．下列换热器中，需要热补偿装置的是（A）。 A．固定板式换热器 B.浮头式换热器 C.U型管换热器 D.填料函式换热器 10. 流体将热量传递给固体壁面或者由壁面将热量传递给流体的过程称为（D）。 A. 热传导 B. 对流 C. 热辐射 D.对流传热 11.流体在管内呈湍流流动时B。 A.Re≥2000 B. Re>4000 C. 2000 化工原理 一、考试的总体要求对于学术型考生，本考试涉及三大部分内容： （1）化工原理课程， （2）化工原理实验， （3）化工传递。 其中第一部分化工原理课程为必考内容（约占85%），第二部分化工原理实验和第三部分化工传递为选考内容（约占15%），即化工原理实验和化工传递为并列关系，考生可根据自己情况选择其中之一进行考试。 对于专业型考生，本考试涉及二大部分内容：（1）化工原理课程，（2）化工原理实验。均为必考内容，其中第一部分化工原理课程约占85%，第二部分化工原理实验约占15%。 要求考生全面掌握、理解、灵活运用教学大纲规定的基本内容。要求考生具有熟练的运算能力、分析问题和解决问题的能力。答题务必书写清晰，过程必须详细，应注明物理量的符号和单位，注意计算结果的有效数字。不在试卷上答题，解答一律写在专用答题纸上，并注意不要书写在答题范围之外。 二、考试的内容及比例 （一）【化工原理课程考试内容及比例】（125分） 1．流体流动（20分）流体静力学基本方程式；流体的流动现象（流体的黏性及黏度的概念、边界层的概念）；流体在管内的流动（连续性方程、柏努利方程及应用）；流体在管内的流动阻力（量纲分析、管内流动阻力的计算）；管路计算（简单管路、并联管路、分支管路）；流量测量（皮托管、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计）。 2．流体输送设备（10分）离心泵（结构及工作原理、性能描述、选择、安装、操作及流量调节）；其它化工用泵；气体输送和压缩设备（以离心通风机为主）。 3．非均相物系的分离（12分）重力沉降（基本概念及重力沉降设备-降尘室）、；离心沉降（基本概念及离心沉降设备-旋风分离器）；过滤（基本概念、恒压过滤的计算、过滤设备）。 4．传热（20分）传热概述；热传导；对流传热分析及对流传热系数关联式（包括蒸汽冷凝及沸腾传热）；传热过程分析及传热计算（热量衡算、传热速率计算、总传热系数计算）；辐射传热的基本概念；换热器（分类，列管式换热器的类型、计算及设计问题）。 5．蒸馏（16分）两组分溶液的汽液平衡；精馏原理和流程；两组分连续精馏的计算。6．吸收（15分）气－液相平衡；传质机理与吸收速率；吸收塔的计算。 7．蒸馏和吸收塔设备（8分）塔板类型；板式塔的流体力学性能；填料的类型；填料塔的流体力学性能。 8．液－液萃取（9分）三元体系的液－液萃取相平衡与萃取操作原理；单级萃取过程的计算。 9．干燥（15分）湿空气的性质及湿度图；干燥过程的基本概念，干燥过程的计算（物料衡算、热量衡算）；干燥过程中的平衡关系与速率关系。 （二）【化工原理实验考试内容及比例】（25分） 1．考试内容涉及以下几个实验单相流动阻力实验；离心泵的操作和性能测定实验；流量计性能测定实验；恒压过滤常数的测定实验；对流传热系数及其准数关联式常数的测定实验；精馏塔实验；吸收塔实验；萃取塔实验；洞道干燥速率曲线测定实验。 2．考试内容涉及以下几个方面实验目的和内容、实验原理、实验流程及装置、实验方法、实验数据处理方法、实验结果分析等几个方面。 （三）【化工传递考试内容及比例】（25分） 1．微分衡算方程的推导与简化连续性方程（单组分）的推导与简化；传热微分方程的推 下册第一章蒸馏 1. 苯酚(C 6H 5OH)(A )和对甲酚(C 6H 4(CH 3)OH)(B )的饱和蒸气压数据为 解： 总压 P=75mmHg=10kp 。 由拉乌尔定律得出 0 A p x A ＋0 B p x B =P 所以 x A = 000B A B p p p p --；y A =p p A 00B A B p p p p --。 因此所求得的t-x-y 数据如下： t, ℃ x y 1 1 0 0. 2. 承接第一题，利用各组数据计算 （1）在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度i α,取各i α的算术平均值为α，算出α对i α的最大相对误差。 （2）以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y-x ”关系,算出由此法得出的各组y i 值的最大相对误差。 解： （1）对理想物系，有 α＝00B A p p 。所以可得出 t, ℃ i α 算术平均值α= 9 ∑i α=。α对i α的最大相对误差＝ %6.0%100)(max =?-α ααi 。 （2）由x x x x y 318.01318.1)1(1+=-+= αα得出如下数据： t, ℃ x 1 0 y 1 0 各组y i 值的最大相对误差= =?i y y max )(%。 3.已知乙苯(A )与苯乙烯(B )的饱和蒸气压与温度的关系可按下式计算: 95.5947 .32790195.16ln 0 -- =T p A 72 .6357.33280195.16ln 0 --=T p B 式中 0 p 的单位是mmHg,T 的单位是K 。 问:总压为60mmHg(绝压)时，A 与B 的沸点各为多少在上述总压和65℃时,该物系可视为理想物系。此物系的平衡气、液相浓度各为多少摩尔分率 解： 由题意知 T A ==-- 0195.1660ln 47 .327995.59＝℃ T B ==--0195 .1660ln 57 .332872.63=℃ 65℃时，算得0 A p ＝；0 B p = mmHg 。由0 A p x A ＋0 B p （1－x A ）=60得 x A ＝， x B =; y A =0A p x A /60=; y B ==。 4 无 大学课后习题解答 绪 论 1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI 单位。 （1）水的黏度μ= g/(cm ·s) （2）密度ρ= kgf ?s 2/m 4 （3）某物质的比热容C P = BTU/(lb ·℉) （4）传质系数K G = kmol/(m 2 ?h ?atm) （5）表面张力σ=74 dyn/cm （6）导热系数λ=1 kcal/(m ?h ?℃) 解：本题为物理量的单位换算。 （1）水的黏度 基本物理量的换算关系为 1 kg=1000 g ，1 m=100 cm 则 )s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.044??=??=? ? ? ????????????? ???=--μ （2）密度 基本物理量的换算关系为 1 kgf= N ，1 N=1 kg ?m/s 2 则 3 242m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=?? ??????????????????=ρ （3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为 1 BTU= kJ ，l b= kg o o 51F C 9 = 则 ()C kg kJ 005.1C 5F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0??=?? ? ????????????????????????=p c （4）传质系数 基本物理量的换算关系为 1 h=3600 s ，1 atm= kPa 则 ()kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.342 52G ???=? ? ??????????????????=-K （5）表面张力 基本物理量的换算关系为 1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm 则 m N 104.71m 100cm 1dyn N 101cm dyn 742 5 --?=????? ??????????????=σ （6）导热系数 基本物理量的换算关系为 1 kcal=×103 J ，1 h=3600 s 则 化工原理 第一题（填空、选择） 1管径159*4.5，流体的运动黏度为9.0*10^5m^2/s，为了使流体处于层流状态，则最大流量为（）。 2流体流动中，两并联管路，管长相等d1:d2=1:2，则两管路的流量V1:V2=( )。 3离心泵的特性曲线为H=A-Bqv^2,那么两个泵并联后，特性曲线变为（）。 4在考虑到沉降过程中颗粒之间的干扰后，粒径较大的颗粒的沉降速度（）自由沉降速度。 5已知沉降室的长、宽、高，空气的密度、黏度，可以沉降的最小颗粒的沉降速度为0.2m/s，则生产能力为（）。 6换热器使用多管程的目的 7第I类物质，当温度降低时，原溶剂、萃取剂之间的互溶性（），界面处的分层面积（），溶质在萃取相中的浓度（）。（增大、减小、不变、不确定） 8旋风分离器气体流量不变，温度升高，临界直径（）。 9板间距减小，则漏液线（）、液泛线（）、夹带线（）（上移、下移、不变、不确定）。 10恒速干燥阶段又叫（）阶段，降速干燥阶段又叫（）。 11通过筛板塔的压降包括（）、（）、（）。 12精馏塔某两层塔板气液流相如图，互成相平衡的两流股为（）、（），成操作平衡 的两流股分别为（）、（）和（）、（）。 13精馏塔保持进液组成XF、塔顶馏出液组成XD不变，当进料中气相分率变大时，q （）、最小回流比（）。 14转子流量计通过的流量增大时，压差（）。 第二题（流体流动） 从敞口水槽向敞口高位液槽输送流量，管径为 59*4.5，流量为8.5m^3/h,密度，黏度给出，全部管长（包括全部局部阻力）为85m,从水槽到压差计测压点管长为35m,(包括所有局部阻力)，泵的效率为75% 提示:4000 j06a10013 用不含溶质的吸收剂吸收某气体混合物中的可溶组分A，在操作条件下，相平衡关系为Y=mX。试证明：(L/V)min ＝mη，式中η为溶质A的吸收率。 j06a10103 一逆流操作的常压填料吸收塔，用清水吸收混合气中的溶质A，入塔气体中含A 1%(摩尔比)，经吸收后溶质A 被回收了80%，此时水的用量为最小用量的1.5倍，平衡线的斜率为1，气相总传质单元高度为1m，试求填料层所需高度。 j06a10104 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98%，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0.6 m，现有一填料层高为6m的塔，问该塔是否合用？ 注：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。 j06a10105 在20℃和760 mmHg，用清水逆流吸收空气混合气中的氨。混合气中氨的分压为10mmHg，经吸收后氨的分压下降到0.051 mmHg。混合气体的处理量为1020kg/h，其平均分子量为28.8，操作条件下的平衡关系为y=0.755x。 若吸收剂用量是最小用量的5 倍，求吸收剂的用量和气相总传质单元数。 j06a10106 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N OG。 j06a10107 某厂有一填料层高为3m 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 OG为多少m ？ 参见附图：j06a107.t j06a10108 总压100kN/m2，30℃时用水吸收氨，已知k G=3.84?10-6kmol/[m2·s(kN/m2)]， k L=1.83?10-4kmol/[m2·s(kmol/m3)]，且知x=0.05时与之平衡的p*=6.7kN/m2。 求：k y、K x、K y。（液相总浓度C 按纯水计为55.6 kmol/m3） j06a10109 有一逆流填料吸收塔，塔径为0.5m，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。入塔(惰性/混合？？)气体量为100kmol/h，，溶质浓度为0.01（摩尔分率），回收率要求达到90% ，液气比为1.5，平衡关系y=x。试求： ①液体出塔浓度； ②测得气相总体积传质系数K y a=0.10kmol/（m3·s），问该塔填料层高度为多少？ (提示：N OG=1/(1-S)ln[(1-S)(y1-m x1)/(y2-m x2)+S]) j06b10011 当系统服从亨利定律时，对同一温度和液相浓度，如果总压增大一倍则与之平衡的气相浓度（或分压）(A) y 增大一倍；(B) p增大一倍；(C) y减小一倍；(D) p减小一倍。 j06b10019 按图示流程画出平衡线与操作线示意图： 1. ⑴低浓度气体吸收 2. ⑴低浓度气体吸收 ⑵部分吸收剂循环⑵气相串联 第五章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃）80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B*，P A*，由于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B*)/(P A*-P B*)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃ 2.正戊烷（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 1 3.3kPa下该溶液的平衡数据。 温度C5H12223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C6H14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时P B* = 1.3kPa 查得P A*= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A*(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以260.6℃时为例 当t= 260.6℃时x = (P-P B*)/(P A*-P B*) 天津大学2003年化工原理考研试题 题号： 考试科目：化工原理（含实验）页数： 一、选择与填空（共30分） 1、如图所示的流动系统，当阀门c的开度增大时，流动系统的总摩擦阻力损失σhf将，ab管段的摩擦阻力损失σhf，ab将。（2分） 2、三只长度相等的并联管路，管径的比为1:2:3，若三只管路的流动摩擦系数均相等，则三只管路的体积流量之比为。（2分）: 3 c、1: 24:39 d、1:4:9 a、1:2:3 b、1: 1题附图3题附图 3、如图所示的清水输送系统，两液面均为敞口容器。现用该系统输送密度为1200kg/m3的某溶液（溶液的其他性质与水相同），与输送清水相比，离心泵所提供的压头，轴功率。（2分） a、增大 b、减小 c、不变 d、不确定 4、如图所示为某流动系统的竖直圆管段部分，当清水的平均流速为50mm/s时（此时管内为层流），管轴心处的某刚性球形固体颗粒由a 截面到达b截面的时间为20s；当平均流速为30mm/s时，该固体颗粒在管轴心处由a截面到达b截面的时间为。（2分） 5、板框过滤机采用横穿洗涤法洗涤滤饼，其洗涤操作的特征是：洗液流经滤饼的厚度大约是过滤终点滤饼厚度的倍；洗液流通面积是过滤面积的倍。（2分） a、1 b、0.5 c、2 d、4 6、一维稳态温度场傅立叶定律的表达式为。（2分） 7、在传热计算中，平均温度差法往往用于计算，传热单元数法往往用于计算。（2分） a、设计型 b、核算型 c、设计型和核算型 8、操作中的精馏塔，若保持f、xf、q、r不变，减小w，则l/v ，l’ 。（2分） a、减小 b、不变 c、增大 d、不确定 9、在吸收操作中，以液相组成差表示的吸收塔某一截面上的总推动力为。（2分） a、x*－x b、x－x* c、xi－x d、x－xi 第一页共三页 10、板式塔是接触式气液传质设备，操作时为连续相；填料塔是接触式气液传质设备，操作时为连续相。（4分） 11、若萃取相和萃余相在脱除溶剂后的组成均与原料液的组成相同，则所用萃取剂的选择性系数。（2分） a、小于1 b、大于1 c、不确定 d、等于1 12、多级错流萃取的特点是：、和。（3分） 13、常压湿空气由t1加热到t2，则空气的性质参数h2 h1、i2 i1、tw2 tw1。（3分） a、大于 b、不确定 c、小于 d、等于 二、采用如图所示的输送系统，将水池中的清水（密度为1000kg/m3）输送到密闭高位槽中。离心泵的特性方程为h＝40－7.0×104q2（式 1.在层流流动中，若流体的总流率不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的（ C ）倍。 A. 2； B. 6； C. 4； D. 1。 2.流体在圆形直管内作强制湍流时，其对流传热系数α与雷诺准数的n 次方成正比，其中的n 值为（ B ） A . 0.5 B. 0.8 C. 1 D. 0.2 3.计算管路系统突然扩大和突然缩小的局部阻力时，速度值应取为（ C ） A. 上游截面处流速 B 下游截面处流速 C 小管中流速 D 大管中流速 4.阻力系数法将局部阻力表示成局部阻力系数与动压头的乘积，管出口入容器的阻力系数为( A ) A.1.0 B.0.5 C.0.35 D.0.75 5.有两种关于粘性的说法：( A ) ①无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。 ②粘性只有在流体运动时才表现出来。 A.这两种说法都对； B.这两种说法都不对； C.第一种说法对，第二种说法不对； D.第二种说法对，第一种说法不对。 第二章流体输送机械 1.往复泵在操作中( A ) 。 A.不开旁路阀时，流量与出口阀的开度无关 B.允许的安装高度与流量无关 C.流量与转速无关 D.开启旁路阀后，输入的液体流量与出口阀的开度无关 2.一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出 口处的压力表也逐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是( D ) A. 忘了灌水 B. 吸入管路堵塞 C. 压出管路堵塞 D. 吸入管路漏气 3.离心泵吸入管路底阀的作用是（ B ）。 A.阻拦液体中的固体颗粒 B.防止启动前充入的液体从泵内漏出 C.避免出现气蚀现象 D.维持最低的允许吸上高度 4.为了安全起见，离心泵的实际安装高度应比理论安装高度（ B ）。 A.高 B.低 C.相等 C.不确定 5.齿轮泵的流量调节采用（ C ）。 A.出口阀 B.进口阀 C.回流装置 D.以上三种均可 6.离心泵启动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致超 负荷工作，这是因为（ A ）。 0≈0 B. >0>0 C. <0<0 7.离心泵的调节阀开大时，则（ B ）。 A.吸入管路的阻力损失不变 B.泵出口的压力减小 化工原理课后习题解答 （夏清、陈常贵主编.化工原理.天津大学出版社,2005.） 第一章流体流动 1.某设备上真空表的读数为 13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地 区大气压强为 98.7×103 Pa。 解：由绝对压强 = 大气压强–真空度得到： 设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa =8.54×103 Pa 设备内的表压强 P表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa 2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/?的油品，油面高于罐底 6.9 m，油面 上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm，孔盖用 14mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ， 问至少需要几个螺钉？ 分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应 力即 P油≤?螺 解：P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762 150.307×103 N ?螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×n P油≤?螺得 n ≥ 6.23 取 n min= 7 至少需要7个螺钉 3．某流化床反应器上装有两个U 型管压差计，如本题附 图所示。测得R1 = 400 mm ， R2 = 50 mm，指示液为水 银。为防止水银蒸汽向空气中扩散，于右侧的U 型管与大气 连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3= 50 mm。试求A﹑B 两处的表压强。 分析：根据静力学基本原则，对于右边的Ｕ管压差计，a– a′为等压面，对于左边的压差计，b–b′为另一等压面，分 别列出两个等压面处的静力学基本方程求解。 解：设空气的密度为ρg，其他数据如图所示 a–a′处 P A + ρg gh1 = ρ水gR3 + ρ水银ɡR2 由于空气的密度相对于水和水银来说很小可以忽略不记 即：P A = 1.0 ×103×9.81×0.05 + 13.6×103×9.81×0.05 = 7.16×103 Pa b-b′处 P B + ρg gh3 = P A + ρg gh2 + ρ水银gR1 P B = 13.6×103×9.81×0.4 + 7.16×103 =6.05×103Pa 4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测 定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知两 吹气管出口的距离H = 1m，U管压差计的指示 、选择题 1 ?当流体在密闭管路中稳定流动时，通过管路任意两截面不变的物理量是（ A ） A. 质量流量 B.体积流量 2. 孔板流量计是（C ）。 A. 变压差流量计，垂直安装。 C.变压差流量计，水平安装。 3. 下列几种流体输送机械中，宜采 用改变出口阀门的开度调节流量的是（ C ） A .齿轮泵 B.旋涡泵 C.离心泵 D.往复泵 4. 下列操作中，容易使离心泵产生气蚀现象的是（ B ）o A .增加离心泵的排液高度。 B.增加离心泵的吸液高度。 C.启动前，泵内没有充满被输送的液体。 D.启动前，没有关闭岀口阀门。 5?水在规格为 ①38 x 2.5mm 勺圆管中以0.1m/s 的流速流动，已知水的粘度为 1mPa-s 则其流动的型态为 （C ）o A. 层流 B.湍流 C.可能是层流也可能是湍流 D.既 不是层流也不是湍流 6?下列流体所具有的能量中，不属于流体流动的机械能的是（ D ）o A. 位能 B.动能 C.静压能 D.热能 7?在相同进、出口温度条件下，换热器采用（ A ）操作，其对数平均温度差最大。 A. 逆流 B.并流 C.错流 D.折流 &当离心泵输送液体密度增加时，离心泵的（ C ）也增大。 A .流量 B.扬程 C.轴功率 D.效率 9?下列换热器中，需要热补偿装置的是（ A ）o A ?固定板式换热器 B.浮头式换热器 C.U 型管换热器 D.填料函式换热器 10. 流体将热量传递给固体壁面或者由壁面将热量传递给流体的过程称为（ D ） A. 热传导 B.对流 C.热辐射 D.对流传热 11. 流体在管内呈湍流流动时 _____ B ____ o A. R e > 2000 B. Re>4000 C. 2000天津大学826化工原理考研真题及解析
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