化工原理第五章
*3、流体在垂直管内自上而下流动同时被加热时，其对流传热系数比用普通准数关联式计算
的结果要 。
4、金属的导热系数大都随其纯度的增加而 ，随其温度的升高而 。
6、对流传热的热阻主要集中在 ，因此， 是强化对
流传热的重要途径。
7、在λ、μ、 ρ、 p c 这4个物性参数中，若 值大，对流传热系数α就增大；
若 值大，对流传热系数α就减小。
8、黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来的 倍.
9、流体在圆形直管内作强制湍流流动，若传热推动力增大1倍，则对流传热速率增大 倍。
10、大容积沸腾时，由核状沸腾转变为膜状沸腾时的温度差称为 。这时单位时间、
单位面积所传递的热量称为 。
11、处理量为440kg/h 的有机溶液在某换热器中预热。运转一周期后，该溶液在管内生成积
垢，使换热器总热阻增加了10%。若维持冷、热介质出口温度不变，则该溶剂的处理量变
为 。
12、苯在内径为20mm 的圆形直管中作湍流流动，对流传热系数为1270W/（2
m ·℃）。如果
流量和物性不变，改用内径为30mm 的圆管，其对流传热系数将变为 Ｗ／（2m ·℃）。
*13、热油和水在一套管换热器中换热，水由20℃升至75℃。若冷流体为最小值流体，传热
效率0.65，则油的入口温度为 。
14、在计算换热器的平均传热推动力时，若两端的推动力相差不大于2倍，则其算术平均值
与对数平均值相差不大于 。
15、换热器在使用一段时间后，传热速率会下降很多，这往往是由于 的缘故。
答案：传热管表面有污垢积存
*16、流体横向流过管束作湍流流动时，在管外加有折流板的情况下,14.03/155.0)(36.0W P R N r e u μμ??=。可见对流传热系数与当量直径的__________成反比。
*17、对大空间的自然对流，通常取加热（或冷却）表面的 为特征尺寸。
*19、柴油在圆形直管内作强制滞流流动，给热系数可用下式计算：
14.03/13/13/1)()(86.1W L d P R N i r e u μμ=。若流量和物性不变，将管内径减半后仍为滞流，则
管内对流传热系数变为原来的 倍。
1.传热的三种基本方式为： ， ， 。
2.液体沸腾两种基本形式为： ， 。
3.当外界有辐射能投射到物体表面时，将会发生 ， ， 现
象。
5.对流传热可分为 ， 。
6.在蒸气冷凝传热过程中，若蒸气冷凝为膜状冷凝，则 成为膜状冷凝的主要热
阻。
7.套管换热器中，热流体温度由90℃降到70℃，冷流体温度由20℃上升到40℃，则两流
体作并流时平均温差为 ℃。
10.套管换热器中，热流体温度由100℃降到80℃，冷流体温度由10℃上升到50℃，则两流体作逆流时平均温差为℃。
1.热量的传递是由于________引起的。
2.由傅立叶定律知，热传导速率与温度梯度成________比。
3.气体的导热系数随温度升高而________，故常用于绝热，保温。
4.热传导的传热距离愈远，则导热热阻愈________。
5.圆筒壁的热传导中，通过各层的热传导速率________，热通量________。（填相同、不
同）
6.对流传热的热阻主要集中在__________________。
7.对流传热系数反映了对流传热的快慢，其值愈大，对流传热愈________。
8.强化对流传热过程可采用的措施有________、________和________。
9.辐射传热中，在能量传递的同时伴随着能量的________。
10.同一温度下，灰体和黑体相比，________的辐射能力大。
11.物体的吸收率愈大，其辐射能力愈________。
12.同一温度下，物体的吸收率在数值上等于该物体的________。
13.热传导存在于________中。
14.对流传热是指________的传热过程。
15.沿等温面方向，温度梯度的大小为________。
16.冷、热流体进、出口温度均不变时，并流推动力比逆流推动力________。
17.提高传热系数的重点在于______________________________列管式换热器安装折流档
板的目的是_____________________。
18.提高换热器传热速率的途径有_____________、______________ 、__________________。
19.黑体的辐射能力与其________的四次方成正比。
20.傅立叶定律是描述________的基本定律。
21.自然对流的对流传热系数比强制对流的________。
22.金属固体、非金属固体、液体和气体四种物质，________的导热系数最大，________
的导热系数最小。
23.定态多层平壁热传导中，各层平壁的温度差与其导热热阻成________比。
24.传热的基本方式有、、。
25.蒸汽冷凝的方式有和，工业上采用。
26.能全部吸收辐射能的物体称为，能全部反射辐射能的物体称为。黑体与灰体
相比，发射能力最大的是，吸收能力最大的是。
27.某灰体的吸收率为0.8，其黑度为；某灰体的反射率为0.3，其黑度为。
28.写出三种常用的间壁式换热器的名称、、。根据热补偿不同，
列管换热器可分为、、等。
29.大容积（器）饱和沸腾曲线а~△t可分为、、几个阶段，
工业生产上，一般控制在阶段。
30.在钢、水、软木之间，导热效果最佳的是，保温效果最佳的是。
31.根据斯蒂芬—波尔兹曼定律，黑体的绝对温度增加一倍，其辐射能增加倍。
32.斯蒂芬—波尔兹曼定律的表达式为。
33.对流传热中，当在________情况下，进行的是恒温传热，在________情况下，进行的是
变温传热。
34.影响对流传热系数的物性常数有________。
35.应用准数关联式计算对流传热系数时应注意________、________和________。
36.冷凝传热中，膜状冷凝的传热效果要比滴状冷凝的________。（填好、差）
37.能被物体吸收而转变为热能的电磁波的波长在________之间，统称热射线。
38.在间壁式换热器中，总传热过程由下列步骤所组成：首先是热流体和管外壁间的
__________传热，将热量传给管外壁面；然后，热量由管的外壁面以________方式传给
管的内壁面；最后，热量由管的内壁面和冷流体间进行_______ 传热。
39. 对于套管式换热器，要提高传热系数，应提高传热系数较__（大，小）一侧的h ；而换
热器内管管壁的温度则接近于传热系数较___（大，小）一侧的流体。
40. 流体湍动程度越强，对流传热系数就 。
41. 对流体无相变化的强制对流传热过程（不考虑自然对流影响时），Nu 准数与
有关。
42. 流体在圆形直管内呈强制湍流时，当物性及操作条件一定时，对流传热系数与
成正比，与
成反比。
43. 对多层平壁稳定热传导过程，若某层热阻大，则 也大。
44. 多数固体材料可视为灰体，特点是（1） ，
（2） 。
45. 对多层圆筒壁稳定热传导过程，若某层 大，则温度差也大。
46. 通过因次分析，影响强制对流传热过程的准数有3个，其中反映对流传热强弱程度的准数
是 ，而反映流体流动湍动程度的准数是 。
47. 流体在弯管内作强制对流传热时,同样条件下,对流传热系数较直管内的要 。
48. 流体在圆形直管内作强制湍流时，强制对流传热系数的准数关联式中规定Re ＞ 时
为湍流。
49. 某灰体在20℃时，其黑度为ε=0.8，则其辐射能力的大小为_________ ，其吸收率
为___________ 。
50. 间壁两侧流体的传热过程中，总传热系数接近热阻 的一侧的对流传热系数，壁温接
近热阻 的一侧流体的温度。
51. 增加列管换热器 数的目的是为了提高换热器管程流体的对流传热系数。要提
高换热器的换热速率，应提高 大的一侧流体的 。
52. 辐射传热过程中,物体的黑度越大，其辐射能力 。
53. 稳定热传导计算公式中kS
b 项称为_____________________，其中k 为__________________，单位是_________________。
54. 辐射传热中，设置隔热挡板是____________辐射散热的有效方法。挡板材料的黑度愈低，
辐射散热量____________。
55. 热传导中传热速率大小用__________定律描述，而对流传热中用_____________定律描
述。对流传热只能发生在________中。
56. 对流传热计算公式中hS
1项称为_____________________，其中的h 为__________________，单位是_________________。
选择题
1、关于传热系数K 下述说法中错误的是（ ）
A 、传热过程中总传热系数K 实际是个平均值；
B 、总传热系数K 随着所取的传热面不同而异；
C 、总传热系数K 可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关；
D 、要提高K 值，应从降低最大热阻着手；
2、揭示了物体辐射能力与吸效率之间关系的定律是（ ）。
A 、斯蒂芬-波尔兹曼定律； C 、折射；
B、克希霍夫；D、普郎克；
3、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（），走壳程的有（）。
Ａ、高压流体；Ｂ、蒸汽；Ｃ、易结垢的流体；
Ｄ、腐蚀性流体；Ｅ、粘度大的流体；Ｆ、被冷却的流体；
4、影响对流传热系数的因素有( )。
A、产生对流的原因；
B、流体的流动状况；
C、流体的物性；
D、流体有无相变；
E、壁面的几何因素；
▲5、某套管换热器，管间用饱和水蒸气将湍流流动的空气加热至指定温度，若需进一步提高空气出口温度，拟将加热管管径增加一倍（管长、流动状态及其他条件均不变），你认为此措施是：（）
A、不可行的；
B、可行的；
C、可能行，也可能不行；
D、视具体情况而定；
6、对下述几组换热介质，通常在列管式换热器中K值从大到小正确的排列顺序应是（）。
A、②>④>③>①；
B、③>④>②>①；
C、③>②>①>④；
D、②>③>④>①；
冷流体热流体
①水气体
②水沸腾水蒸气冷凝
③水水
④水轻油
7、为了在某固定空间造成充分的自然对流，有下面两种说法：
①加热器应置于该空间的上部；
②冷凝器应置于该空间的下部；正确的结论应该是（）。
A、这两种说法都对；C、第一种说法对，第二种说法错；
B、这两种说法都不对；D、第二种说法对，第一种说法错；
8、下述各种情况下对流传热系数由大到小的正确顺序应该是（）。
A、③>④>①>②；C、③>④>②>①；
B、④>③>②>①；D、③>②>④>①；
①空气流速为30m/S时的a；
②水的流速为1.5m/s时的a；
③蒸汽滴状冷凝时的a；
④水沸腾时的a；
*10、在冷凝器中用水冷凝苯蒸汽，水走管程，其雷诺数
4
10
2.1?
=
e
R,此时对流传热系数
为α。若将水的流量减半，其对流传热系数'α（）。
A、>(1/2)α8.0；
B、<(1/2)α8.0；
C、=(1/2)α8.0；
D、无法确认；
11、关于辐射传热，下述几种说法中错误的是（）。
A、除真空和大多数固体外，热射线可完全透过；
B、热辐射和光辐射的本质相同，不同的仅仅是波长的范围；
C、热射线和可见光一样，都服从折射定律；
D、物体的温度不变，其发射的辐射能也不变；
*12、关于下面两种说法的正确结论应是（）。
1）物体的相应位置确定后，系统的黑度只与表面黑度有关；
2）通过改变表面黑度的方法不能强化或消减辐射过程。
A、这两种说法都对；C、第一种说法对，第二种说法不对；
B、两种说法都不对；D、第二种说法对，第一种说法不对；
13、冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90?C，出口温度为50?C，冷水走管程，冷水进口温度为15?C，出口温度为53?C，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的（）。
A、5.26%；
B、5%；
C、6%；
D、7%；
14、某套管换热器由?108×4mm和?55×2.5mm钢管组成，流体在环隙间流动，其当量直径为（）mm。
A、53；
B、45；
C、50；
D、58；
16、对在蒸汽-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中（）在工程上是可行的：
A、提高空气流速；
B、提高蒸汽流速；
C、采用过热蒸汽以提高蒸汽温度；
D、在蒸汽一侧管壁上加装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液；
17、判断下面关于系统进行稳定传热时的说法哪一个是错误的，错误的是（）
A. 通过一定传热面的传热速率不随时间变化，为一定值；
B. 系统中任一点的温度维持恒定；
C. 总的传热速率等于通过垂直于热流方向的各层传热面的传热速率之和；
D. 系统中任一传热面上的热通量在过程中不变；
18、在常压饱和水蒸气冷凝加热空气，空气平均温度为20℃，则壁温约为（）
A、20℃；
B、100℃；
C、60℃；
D、49.7℃。
▲19、有一套管换热器，长10m，管间用饱和水蒸气作加热剂。一定流量下且做湍流流动的空气由内管流过，温度可升至指定温度。现将空气流量增加一倍，并近似认为加热面壁温不变，要使空气出口温度仍保持原指定温度，则套管换热器的长度为原来的（）
A、2倍；
B、1.75倍；
C、1.15倍；
D、2.30倍；
20、为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是（）
Ａ、表面光滑，颜色较浅；Ｂ、表面粗糙，颜色较深；
Ｃ、表面粗糙，颜色较浅；Ｄ、表面光滑，颜色较深；
1.在蒸汽冷凝传热中，不凝气体的存在对α的影响是（）。
A. 不凝气体存在会使α大大降低；
B. 不凝气体的存在会使α升高；
C. 不凝气体的存在对α无影响
3.一定质量的流体在mm mm 5.225?φ的直管内作强制湍流流动，其对流传热系数)C m W o i ?=21000α，如果流量和物性不变，改在mm mm 219?φ的直管流动，其i α为（ ）)(02C m W ?。
4.液体沸腾操作时，工业上总是设法控制在（ ）。
A.自然对流区；
B.泡核沸腾区；
C.过渡区；
D.膜状沸腾区
5.利用水在逆流操作的套管换热器中冷却某物料，要求热流体温度1T 、2T 及流量h m q ,不变，今因冷却水进口温度1t 增高，为保证完成生产任务，提高冷却水的流量c m q ,，其结果是（ ）。
A.K 增大，m t ?不变；
B.Q 增大，m t ?下降；
C. Q 不变，m t ?下降，K 增大；
D. Q 不变，K 增大，m t ?不确定
7.双层平壁稳态热传导，壁厚相同，各层的导热系数分别为1λ和2λ，其对应的温度差1t ?和
2t ?，若1t ?>2t ?，则1λ和2λ的关系为（ ）
。 A. 1λ<2λ； B. 1λ>2λ； C. 1λ=2λ； D.不确定
8.一套管换热器采用逆流操作，热流体的进、出口温度分别为K 350、K 300，冷流体的进、出口温度分别为K 250、K 300，此时的对数平均温度差m t ?为：（ ）
A.30℃；
B.40℃；
C.45℃； Ｄ.50℃
1. 对双层平壁的稳态导热过程，壁厚相同，各层的导热系数分别为1λ和2λ，其对应的温差分别为1t ?和2t ?，若1t ?> 2t ?，则1λ和2λ的关系为（ ）。
A. 1λ<2λ；
B. 1λ=2λ；
C. 1λ>2λ。
D. 不确定。
2. 冷、热流体进、出口温度均不变时，并流推动力（ ）逆流推动力。
A.大于
B.小于
C.等于
D.不确定
3. 黑体的辐射能力与表面绝对温度的（ ）成正比。
A.一次方
B.二次方
C.三次方
D.四次方
4. 同一温度下，（ ）的辐射能力最大。
A.黑体
B.镜体
C.灰体
D.透热体
5. 傅立叶定律是描述（ ）的基本定律。
A.热传导
B.热对流
C.热辐射
D.对流传热
6. 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
7. 在套管换热器中用冷却水冷却热流体，热流体质量流量和出入口温度T 1、T 2一定，冷却水入口温度t 1一定，如果增加冷却水用量，则Q （ ），K （ ），t 2（ ）
A：增大 B：不变 C：减小
8.一套管换热器，环隙为120℃蒸汽冷凝，管内空气从20℃被加热到50℃，则管壁温度应接近于（）。
A：35℃ B：120℃ C：77.5℃ D：50℃
9.流体在圆形直管内作强制湍流时，其对流传热系数与雷诺数Re的n次方成正比，其中n 的值为（）
A.0.5
B.0.8
C.1
D.2
10.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：传热管的壁温将接近加热蒸汽温度。乙：换热器总传热系数Ｋ将接近空气侧的对流传热系数（）
A.甲、乙均合理
B.甲、乙均不合理
C.甲合理，乙不合理
D.乙合理，甲不合理
11.冷热流体分别在列管换热器的管程和壳程中流动，若аi远小于аo，则列管的壁温接近于（）的温度。
A：冷流体 B：热流体 C：无法确定
12.自然对流的对流传热系数比强制对流的相比（）。
A.大
B.小
C.相等
D.不确定
13.在多层平壁的稳定热传导中，各层厚度及面积相同，即b1=b2=b3，S1=S2=S3其温度变化
A.λ1>λ2>λ 3
B.λ1>λ2=λ 3
C.λ1<λ2=λ 3
D.λ1<λ2<λ 3
14.20℃和80℃,则管壁温度约为（）。
A.20℃
B.80℃
C.50℃
D.100℃
15.单层平壁定态热传导时，若壁厚增加，则温差（），若导热系数增加，则温差（），若热阻增加，则温差（）
A 变大 B变小 C不变 D不确定
16.下列各种情况下对流传热系数由大到小的正确顺序应该是（）。
①空气流速为30m/s时的α
②水的流速为1.5m/s时的α
③蒸气滴状冷凝时的α
④水沸腾时的α
A.③>④>①>②
B.④>③>②>①
C.③>④>②>①
D.③>②>④>①
17.揭示了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是（）。
A.斯蒂芬－波尔兹曼定律
B.克希霍夫定律
C.折射定律
D.普朗克定律
18.计算下列四种“数”时，其数值大小与单位制选择有关的是（）。
Ａ、普兰德准数；Ｂ、传热单元数NTU; Ｃ、离心分离因数K; Ｄ、过滤常数K 19.有两台同样的管壳式换热器，拟作气体冷却器用。在气、液流量及进口温度一定时，为使气体温度降到最低应采用的流程为（）。
Ａ、气体走管外，气体并联逆流操作；
Ｂ、气体走管内，气体并联逆流操作；
Ｃ、气体走管内，气体串联逆流操作；
Ｄ、气体走管外，气体串联逆流操作。
20.同一物体在同一温度下的反射率与吸收率的关系是（）。
A.反射率大于吸收率
B. 反射率小于吸收率
C.反射率等于吸收率
D. 不确定
21.若换热器两侧对流传热系数αi＞αo 时，总传热系数K接近于（）。
A.αo
B.αi
C.αi +αo
22.多层平壁的定态热传导中，通过各层的传热速率、通过各层的热通量（）。
A.相同、相同
B.相同、不同
C.不同、不同
23.某灰体的黑度为0.6,该灰体的吸收率为（）。
A. 1
B. 0.6
C. 0.4
24.牛顿冷却定律是描述（）的基本定律。
A.热传导
B.对流传热
C.热辐射
25.以下换热器属于列管换热器的是（）。
A.螺旋板式换热器
B.蛇管式换热器
C.U型管式换热器
26.传热实验时,在套管换热器中用饱和水蒸气冷凝来加热空气（空气走内管,蒸汽走环隙）,为
强化传热决定加装翅片,翅片应装在( )侧更为有效。
A、外管外
B、外管内
C、内管外
D、内管内
27.黑度为0.8,表面温度为27℃的物体其辐射能力是（）W/m2。
A、367.4
B、459.3
C、64.8
D、3306.7
28.列管式换热器根据结构不同主要有（）。
A、套管式换热器、固定管板式换热器、浮头式换热器
B、固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管式换热器
C、浮头式换热器、U型管式换热器、热管换热器
D、热管换热器、套管式换热器、固定管板式换热器
29.流体在圆形直管中作滞流流动，若管长及流体的物性不变，而管径增为原来的2倍，则流速
为原来的（）倍，流动阻力为原来的（）倍。
A、1/2
B、1/4
C、1/8
D、1/16
30.传热过程中，当两侧对流传热系数αi＜αO时，要提高总传热系数K，关键是提高( )。
A、提高αO
B、提高αi
C、减小αO
D、减小αi
31.黑度为0.8,表面温度为127℃的物体其吸收率是（）。
A、127
B、27
C、0.8
D、0.2
32.流体在圆形直管中作强制湍流传热，若管长及流体的物性不变，而管径变为原来的1/2，则
对流传热系数为原来的（）倍。
A、4
B、1/4
C、20.8
D、2`1.8
05化工原理第五章习题答案
5-1、在葡萄糖水溶液浓缩过程中，每小时的加料量为kg 3000，浓度由15%（质量）浓缩到70%（质量）。试求每小时蒸发水量和完成液量。（答：1h kg 2357-?，1h 43kg 6-?） 解：⑴蒸发水量10h kg 2357)70 .015.01(3000)1(-?=-=- =x x F W ； ⑵完成液量1h kg 64323573000-?=-=-W F 。 5-2、固体NaOH 的比热容为11K kg kJ 31.1--??，试分别估算NaOH 水溶液浓度为10%和25%时的比热。 （答：11K kg kJ 77.3--??，11K kg .47kJ 3--??） 解：⑴%10浓度的NaOH 溶液： 11K kg kJ 77.3)1.01(183.4)1(--??=-=-=x c c w ； ⑵%25浓度的NaOH 溶液： 11K kg kJ 47.325.031.1)25.01(183.4)1(--??=?+-=+-='x c x c c w 质。 5-3、已知单效常压蒸发器每小时处理kg 2000 NaOH 水溶液， 溶液浓度由15%（质量）浓缩到25%（质量）。加热蒸汽压力为92kPa 3（绝压），冷凝温度下排出。分别按20℃加料和沸点加料（溶液的沸点为113℃）。求此两种情况下的加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量。假设蒸发器的热损失可以忽略不计。（答：1h kg 1160-?、45.1，1h 50.9kg 8-?、06.1） 解：蒸发水量110h kg 800)25 .015.01(2000)1(-?=-=-=x x F W ， 92k P a 3时蒸气的潜热1kg kJ 2132-?=r ， N a O H 溶液的比热11K kg kJ 56.3)15.01(183.4)1(--??=-=-=x c c w ， ⑴原料于C 20?加入 二次蒸气的焓1kg kJ 2670-? 1h kg 11602132 2056.32000267080011356.3)8002000(-?=??-?+??-= D 45.18001160==W D ； ⑵沸点加料 1h kg 9.850213211356.32000267080011356.3)8002000(-?=??-?+??-=D 06.18009.850==W D 。 5-4、传热面积为52m 2的蒸发器，在常压下每小时蒸发2500kg 浓度为7%（质量）的某种水溶液。原料液的温度为95℃，常压下的沸点为103℃。完成液的浓度为45%（质量）。加热蒸汽表压力为96kPa 1。热损失为110000W 。试估算蒸发器的总传热系数。（答：12K m W 936--??） 解：查得96kPa 1时水蒸气饱和温度为C 9.132?， atm 1时水蒸气的潜热为1kg kJ 2258-?， 110h kg 2111)45 .007.01(2500)1(-?=-=-=x x F W ， 11K kg kJ 894.3)07.01(183.4)1(--??=-=-=x c c w ， 由传热方程及热量衡算式得： 损Q W t t Fc t t KA r ++-=-)()(0112
化工原理第五章习题及答案
第五章蒸馏 一、名词解释： 1、蒸馏： 利用混合物中各组分间挥发性不同的性质，人为的制造气液两相，并使两相接触进行质量传递，实现混合物的分离。 2、拉乌尔定律： 当气液平衡时溶液上方组分的蒸汽压与溶液中该组分摩尔分数成正比。 3、挥发度： 组分的分压与平衡的液相组成（摩尔分数）之比。 4、相对挥发度： 混合液中两组分挥发度之比。 5、精馏： 是利用组分挥发度的差异，同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。 6、理论板： 气液两相在该板上进行接触的结果，将使离开该板的两相温度相等，组成互成平衡。 7、采出率： 产品流量与原料液流量之比。 8、操作关系： 在一定的操作条件下，第n层板下降液相的组成与相邻的下一层（n+1）板上升蒸汽的组成之间的函数关系。 9、回流比： 精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之比。 10、最小回流比： 两条操作线交点落在平衡曲线上，此时需要无限多理论板数的回流比。 11、全塔效率： 在一定分离程度下，所需的理论板数和实际板数之比。 12、单板效率： 是气相或液相通过一层实际板后组成变化与其通过一层理论板后组成变化之比值。 二、填空题： 1、在精馏塔的任意一块理论板上，其离开塔板的液相泡点温度与离开塔板的气相露点温度的大小相比是_________。相等 2、当塔板上____________________________________________________时，称该塔板为理论塔板。离开的汽相与液相之间达到平衡时 3、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于 __________________________________________________的场合。 难挥发组分为水，且要求釜液中易挥发组分浓度很低 4、简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐________，其沸点则逐渐_________。
化工原理吸收习题及答案
吸收一章习题及答案 一、填空题 1、用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为____________________，以传质总系数表达的速率方程为___________________________。 N A = k y (y-y i) N A = K y (y-y e) 2、吸收速度取决于_______________，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以_______________来增大吸收速率。 双膜的扩散速率减少气膜、液膜厚度 3、由于吸收过程气相中的溶质分压总_________ 液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的_________。增加吸收剂用量，操作线的斜率_________，则操作线向_________平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－y e）_________。 大于上方增大远离增大 4、用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2，入塔气体浓度y = 0.06，要求出塔气体浓度y2 = 0.006，则最小液气比为_________。 1.80 5、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_________，操作线将_________平衡线。 减少靠近 6、某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用_________常数表示，而操作线的斜率可用_________表示。 相平衡液气比 7、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的H OG将_________，N OG将_________ (增加，减少，不变)。 不变增加 8、吸收剂用量增加，操作线斜率_________，吸收推动力_________。（增大，减小，不变） 增大增大 9、计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：_________、_________、_________。 平衡关系物料衡算传质速率。 10、填料的种类很多，主要有________、_________、_________、________、___________、______________。 拉西环鲍尔环矩鞍环阶梯环波纹填料丝网填料 11、填料选择的原则是_________________________________________。. 表面积大、空隙大、机械强度高价廉，耐磨并耐温。 12、在选择吸收剂时，首先要考虑的是所选用的吸收剂必须有__________________。 良好的选择性，即对吸收质有较大的溶解度，而对惰性组分不溶解。 13、填料塔的喷淋密度是指_____________________________。 单位塔截面上单位时间内下流的液体量（体积）。 14、填料塔内提供气液两相接触的场所的是__________________。 填料的表面积及空隙 15、填料应具有较_____的__________，以增大塔内传质面积。 大比表面积 16、吸收塔内填装一定高度的料层，其作用是提供足够的气液两相_________。 传质面积 17、菲克定律是对物质分子扩散现象基本规律的描述。 18、以（Y-Y*）表示总推动力的吸收速率方程式为N A=K Y（Y﹣Y﹡）。 19、、吸收操作是依据混合气体中各组分在溶剂中的溶解度不同而得以分离。 20、某气体用ABC三种不同的吸收剂进行吸收操作，液气比相同，吸收因数的大小关系为A1﹥A2﹥A3，则气体溶解度的大小关系为。
化工原理第五章-精馏-答案
五蒸馏习题解答 1解: (1)作x-y图及t-x(y)图,作图依据如下: ∵x A=(p-p B0)/(p A0-p B0); y A=p A0×x A/p 以t=90℃为例,x A=(760-208.4)/(1008-208.4)=0.6898 y A=1008×0.6898/760=0.9150 计算结果汇总: t℃80.0290100110120130131.8 x10.68980.4483 0.2672 0.12870.01950 y10.91500.7875 0.61180.37770.07240 4.612x/(1 10.91120.7894 0.6271 0.4052 0.08400 +3.612x) (2)用相对挥发度计算x-y值: y=αx/[1+(α-1)x] 式中α=αM=1/2(α1+α2) ∵α=p A0/p B0 α1=760/144.8=5.249 ;α2=3020/760=3.974 ∴αM=1/2(α1+α2)=1/2(5.249+3.974)=4.612 y=4.612x/(1+3.612x) 由此计算x-y值亦列于计算表中,y-x图,t-x(y) 图如下: 1 题附图 2解: (1)求泡点: 在泡点下两组分的蒸汽分压之和等于总压P,即:p A+p B=p A0x A+x B0x B=p求泡点要用试差法,先设泡点为87℃ lgp A0=6.89740-1206.350/(87+220.237)=2.971
p A0=102.971=935.41[mmHg] lgp B0=6.95334-1343.943/(87+219.337)=2.566 p B0=102.566=368.13[mmHg] 935.41×0.4+368.13×0.6=595≈600mmHg ∴泡点为87℃,气相平衡组成为 y=p A/p=p A0x A/P=935.41×0.4/600=0.624 (2)求露点: 露点时,液滴中参与甲苯组成应符合下列关系: x A+x B=1或p A/p A0+p B/p B0=1式中 p A=0.4×760=304[mmHg]; p B=0.6×760=456[mmHg] 求露点亦要用试差法,先设露点为103℃,则:lgp A0=6.8974-120.635/ (103+220.237)=3.165 ∴p A0=1462.2[mmHg] lgp B0=6.95334-1343.943/(103+219.337)=2.784 ∴p B0=608.14[mmHg] 于是 : 304/1462.2+456/608.14=0.96<1 再设露点为102℃,同时求得p A0=1380.4; p B0=588.84 304/1380.4+456/588.84=0.995≈1 故露点为102℃,平衡液相组成为 x A=p A/p A0=304/1380.4=0.22 3解: (1)x A=(p总-p B0)/(p A0-p B0) 0.4=(p总-40)/(106.7-40) ∴p总=66.7KPa y A=x A·p A0/p=0.4×106.7/66.7=0.64 (2)α=p A0/p B0=106.7/40=2.67 4解: (1) y D=? αD =(y/x)A/(y/x)B =(y D /0.95)/((1-y D )/0.05)=2 y D =0.974 (2) L/V D =? ∵V=V D +L (V/V D )=1+(L/V D ) V0.96=V D 0.974+L0.95 (V/V D )0.96=0.974+(L/V D )0.95 (1+L/V D )0.96=0.974+(L/V D )0.95 (L/V D )=1.4 5解:
化工原理 吸收课后答案
第二章 吸收习题解答 1从手册中查得101.33KPa 、25℃时,若100g 水中含氨1g,则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987KPa 。已知在此组成范围内溶液服从亨利定律,试求溶解度系数H(kmol/ (m 3·kPa))及相平衡常数m 。 解: (1) 求H 由33NH NH C P H * = .求算. 已知:30.987NH a P kP *=.相应的溶液浓度3NH C 可用如下方法算出: 以100g 水为基准,因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为 31000/kg m .则: 3333 3 1 170.582/1001 1000 0.5820.590/()0.987 NH NH a NH C kmol m C H kmol m kP P * ==+∴===? (2).求m .由333 333330.987 0.00974 101.33 1 170.0105 11001718 0.009740.928 0.0105 NH NH NH NH NH NH NH NH y m x P y P x y m x ** **== = ===+=== 2: 101.33kpa 、1O ℃时,氧气在水中的溶解度可用p o2=3.31×106x 表示。式中:P o2为氧在气相中的分压,kPa 、x 为氧在液相中的摩尔分数。试求在此温度及压强下与空气充分接触后的水中,每立方米溶有多少克氧. 解:氧在空气中的摩尔分数为0.21.故
222 26 6 101.330.2121.2821.28 6.4310 3.31106 3.3110O O a O O P Py kP P x -==?====??? 因2O x 值甚小,故可以认为X x ≈ 即:2266.4310O O X x -≈=? 所以:溶解度6522322()()6.431032 1.141011.4118()()kg O g O kg H O m H O --????==?=????? 3. 某混合气体中含有2%(体积)CO 2,其余为空气。混合气体的温度为30℃,总压强为506.6kPa 。从手册中查得30℃时C02在水中的亨利系数E=1.88x105KPa,试求溶解度系数H(kmol/（m 3·kPa 、）)及相平衡常数m,并计算每100克与该气体相平衡的水中溶有多少克CO 2。 解:(1).求H 由2H O H EM ρ = 求算 2435 1000 2.95510/()1.881018 a H O H kmol m kP EM ρ -= = =???? (2)求m 5 1.8810371506.6 E m ρ?=== (2) 当0.02y =时.100g 水溶解的2CO (3) 2255 506.60.0210.1310.13 5.3910 1.8810CO a CO P kP P x E ** -=?====?? 因x 很小,故可近似认为X x ≈ 55 2222422()()445.3910 5.3910()()18()()1.31810()kmol CO kg CO X kmol H O kg H O kg CO kg H O ---????=?=?????? ???? ?? =??? ?? 故100克水中溶有220.01318CO gCO 4．.在101.33kPa 、0℃下的O 2与CO 混合气体中发生稳定的分子扩散过程。已知
化工原理吸收习题
题1. 已知在0.1MPa（绝压）、温度为30℃时用清水吸收空气中的SO2，其平衡关系为y A*= 26.7x A。如果在吸收塔内某截面测得气相中SO2的分压4133Pa，液相中SO2浓度为C A = 0.05kmol·m-3，气相传质分系数为k g = 4.11×10-9kmol·(m2·s·Pa)-1，液相传质分系数 k L=1.08×10-4m·s-1，且溶液的密度等于水的密度。试求在塔内该截面上：（1）气－液相界面上的浓度C A,i和p A,i; （2）K G和K L及相应的推动力；（3）本题计算方法的基础是什么？ 解：（1）求p A,i和C A,i 查30℃, ρ水= 995.7kg·m-3 E = mP = 26.7 ? 101325 = 2.71 ? 106Pa 对定常吸收过程， k g(p A - p A,i) = k L(C A,i- C A) 以C A,i = p A,i H 代入解得：p A,i = 3546.38Pa
C A,i = p A,i H = 3546.38 2.04 × 10-5 = 0.0724kmol·m-3 （2）求K G、K L及相应的推动力。 = + = + K G = 1.43×10-9kmol·(m2·s·Pa)-1
C A* - C A = 0.084 -0.05 = 0.034kmol·m-3 （3）本题计算方法的基础是双膜理论。 题2. 在填料层高为6m的塔内用洗油吸收煤气中的苯蒸汽。混合气流速为200kmol·(m2·h)-1,其初始苯体积含量为2％，入口洗油中不含苯，流量为40kmol·(m2·h)-1。操作条件下相平衡关系为Y A*=0.13X A，气相体积传质系数K Y a近似与液量无关，为0.05kmol·(m3·s)-1。若希望苯的吸收率不低于95％，问能否满足要求？ 解: 要核算一个填料塔能否完成吸收任务，只要求出完成该任务所需的填料层高H需，与现有的填料层高度h比较，若H需< H，则该塔能满足要求。
化工原理吸收部分模拟试题
化工原理吸收部分模拟试题 一、填空 1气体吸收计算中，表示设备（填料）效能高低的一个量是，而表示传质任务难易程度的一个量是。 2 在传质理论中有代表性的三个模型分别为、、。3如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生、 及等不正常现象，使塔无法工作。 4在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系 数k y =2kmol/m2·h，气相传质总K y =1.5kmol/m2·h，则该处气液界面上气相浓度 y i 应为?????。平衡关系y=0.5x。 5逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无穷高时，气液两相将在达到平衡。 6单向扩散中飘流因子。漂流因数可表示为，它反映。 7在填料塔中用清水吸收混合气中HCl，当水量减少时气相总传质单元数 N OG 。 8一般来说，两组份的等分子反相扩散体现在单元操作中，而A组份通过B组份的单相扩散体现在操作中。 9 板式塔的类型有、、（说出三种）；板式塔从总体上看汽液两相呈接触，在板上汽液两相呈接触。 10分子扩散中菲克定律的表达式为?????，气相中的分子扩散系数D随温度升高而??????（增大、减小），随压力增加而?????（增大、减小）。 12易溶气体溶液上方的分压，难溶气体溶液上方的分压，只要组份在气相中的分压液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。 13压力 ,温度 ,将有利于解吸的进行；吸收因素A= ,当 A>1 时,对逆流操作的吸收塔,若填料层为无穷高时,气液两相将在塔达到平衡。 14某低浓度气体吸收过程，已知相平衡常数m=1 ，气膜和液膜体积吸收系数 分别为k ya =2×10-4kmol/m3.s, k xa =0.4kmol/m3.s, 则该吸收过程及气膜阻力占总 阻力的百分数分别为；该气体为溶气体。 二、选择 1 根据双膜理论，当被吸收组分在液相中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数。 A大于液相传质分系数 B 近似等于液相传质分系数 C小于气相传质分系数 D 近似等于气相传质分系数 2 单向扩散中飘流因子。 A >1 B <1 C =1 D 不一定 3 在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分 系数k y =2kmol/m2·h，气相传质总K y =1.5kmol/m2·h，则该处气液界面上气相浓 度y i 应为??????。平衡关系y=0.5x。 A 0.02 B 0.01 C 0.015 D 0.005 4 已知SO 2水溶液在三种温度t 1 、t 2 、t 3 下的亨利系数分别为E 1 =0.0035atm、
化工原理答案 第四章 传热
第四章 传 热 热传导 【4-1】有一加热器，为了减少热损失，在加热器的平壁外表面，包一层热导率为(m·℃)、厚度为300mm 的绝热材料。已测得绝热层外表面温度为30℃，另测得距加热器平壁外表面250mm 处的温度为75℃，如习题4-1附图所示。试求加热器平壁外表面温度。 解 2375℃, 30℃t t == 计算加热器平壁外表面温度1t ，./()W m λ=?016℃ (1757530025005016016) t --= ..145 025********t =?+=℃ 【4-2】有一冷藏室，其保冷壁是由30mm 厚的软木做成的。软木的热导率λ= W/(m·℃)。若外表面温度为28℃，内表面温度为3℃，试计算单位表面积的冷量损失。 解 已知.(),.123℃, 28℃, =0043／℃ 003t t W m b m λ==?=， 则单位表面积的冷量损失为 【4-3】用平板法测定材料的热导率，平板状材料的一侧用电热器加热，另一侧用冷水冷却，同时在板的两侧均用热电偶测量其表面温度。若所测固体的表面积为0.02m 2，材料的厚度为0.02m 。现测得电流表的读数为2.8A ，伏特计的读数为140V ，两侧温度分别为280℃和100℃，试计算该材料的热导率。 解 根据已知做图 热传导的热量 .28140392Q I V W =?=?= .().() 12392002 002280100Qb A t t λ?= = -- 【4-4】燃烧炉的平壁由下列三层材料构成：耐火砖层，热导率λ=(m·℃)，厚度230b mm =；绝热砖层，热导率λ=(m·℃)；普通砖层，热导率λ=(m·℃)。 耐火砖层内侧壁面温度为1000℃，绝热砖的耐热温度为940℃，普通砖的耐热温度为130℃。 (1) 根据砖的耐热温度确定砖与砖接触面的温度，然后计算绝热砖层厚度。若每块绝热砖厚度为230mm ，试确定绝热砖层的厚度。 (2) 若普通砖层厚度为240mm ，试计算普通砖层外表面温度。 解 (1)确定绝热层的厚度2b 习题4-1附图 习题4-3附图
化工原理吸收实验
精馏实验报告 姓名：班级： 学号：同组人： 实验时间：
一、 报告摘要 本实验利用乙醇-正丙醇混合物进行精馏，达到分离和提纯的效果。通过这 次实验能进一步掌握精馏的单元操作方式，利用测得的塔板组成数据求出全塔效率和单板效率，从而进一步地加深对精馏操作机理的掌握。实验中也用到了阿贝折光仪来测算塔板各部位的组成，同过多次使用阿贝折光仪，能进一步熟练对其的使用。同过实验的操作和数据的处理，我们可以加深对精馏操作的理解，掌握了一项我们化工行业耐以生存的一项基本技能。 二、 实验目的及任务 1. 熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法。 2. 了解板式塔的结构，观察塔板上汽-液接触情况。 3. 测定全回流时的全塔效率及单板效率。 4. 测定全塔浓度分布。 5. 测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。 三、 实验基本原理 在板式精馏塔中，有塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液，在塔板上实现多次接触，进行传热与传质，使混合液达到一定程度的分离。 回流是精馏操作得以实现的基础。塔顶回流量与采出量之比，称为回流比。回流比是精馏操作的重要参数之一，其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。 回流比存在两种极限情况：最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务。则需要有无穷多块塔板的精馏塔。当然，这不符合工业实际，所以最小回流比只是一个操作限度。若操作处于全回流时，既无任何产物采出，也无原料加入，塔顶的冷凝液全部返回塔中，这在生产中无实验意义。但是，由于此时所需理论板数最少，又易于达到稳定，故常在工业装置的开停车、排除故障及科学研究时采用。 实际回流比通常取最小回流比的1.2~2.0倍。在精馏操作中，若回流系统出现故障，操作情况会急剧恶化，分离效果也将恶化。 板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数，有以下两种定义方法。 （1）总板效率E e N E N = (4-25) 式中 E —总板效率 N —理论板数； e N —实际板数 （2）单板效率E ml n 1n ml n 1n x x E x x -*--= - (4-26) 式中 E ml —以液相浓度表示的单板效率；
2019化工原理第三版传热习题
传热 一、填空 (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____ 侧的对流传热系数，而壁温接近于______ 侧流体的温度值。 (2) 热传导的基本定律是_。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻— (大、小)一侧的： 值。间壁换热器管壁温度t w接近于值_ (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、小)，其两侧的温差愈______________ 大、小)。 (3) 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 ______ ，其两侧的温差愈______ 。 (4) 在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在 __________ ，减少热阻的最有效措施是_______ 。 (5) 消除列管式换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加膨胀节、采用浮头式或U管式结构；翅片管换热器安装翅片的目的是增加面积，增强流体的湍动程度以提高传热系数。 (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 i>b2>b a，导热系数：1<：2<：3,在稳定传热过程中，各层的热阻________ ，各层导热速率________ 0 (7) 物体辐射能力的大小与—成正比，还与 ________ 成正比。 (8) 写出三种循环型蒸发器的名称中央循环管式、悬筐式、外加热式° (9) 在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括 ________ 、_______ 和_______________ 三个阶段。实际操作应控制在________ 0在这一阶段内，传热系数随着温度差的增加而_0 (10) 传热的基本方式有—、—和—三种。热传导的基本定律是爲：其表达式为m 0 (11) 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__________ 倍。(设条件改变后仍在湍流范围) (12) 导热系数的单位为 __________ ，对流传热系数的单位为______________ ，总传热系数的单位为___________ 0 二、选择 1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B 等于C 不能确定 D 小于 2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
化工原理第五章习题及答案.doc
一、名词解释： 1、蒸馏： 利用混合物中各组分间挥发性不同的性质，人为的制造气液两相，并使两相接触进 行质量传递，实现混合物的分离。 2、拉乌尔定律： 当气液平衡时溶液上方组分的蒸汽压与溶液中该组分摩尔分数成正比。 3、挥发度： 组分的分压与平衡的液相组成（摩尔分数）之比。 4、相对挥发度： 混合液中两组分挥发度之比。 5、精馏： 是利用组分挥发度的差异，同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。 6、理论板： 气液两相在该板上进行接触的结果，将使离开该板的两相温度相等，组成互成平衡。 7、采出率： 产品流量与原料液流量之比。 8、操作关系： 在一定的操作条件下，第 n 层板下降液相的组成与相邻的下一层（n+1）板上升蒸汽的组成之间的函数关系。 9、回流比： 精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之比。 10、最小回流比： 两条操作线交点落在平衡曲线上，此时需要无限多理论板数的回流比。 11、全塔效率： 在一定分离程度下，所需的理论板数和实际板数之比。
12、单板效率： 是气相或液相通过一层实际板后组成变化与其通过一层理论板后组成变化之比值。 二、填空题： 1、在精馏塔的任意一块理论板上，其离开塔板的液相泡点温度与离开塔板的气相露点温度 的大小相比是 _________。相等 2、当塔板上 ____________________________________________________ 时，称该塔板为理论塔板。离开的汽相与液相之间达到平衡时 3、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于 __________________________________________________ 的场合。 难挥发组分为水，且要求釜液中易挥发组分浓度很低 4、简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐________，其沸点则逐渐_________ 。 降低，升高 5、间歇精馏操作中，若欲保持馏出液组成不变，必须不断______________，若保持回流比不变，则馏出液组成 ________________ 。增加回流比，不断下降 6、在精馏塔设计中，若x F 、x D 、R、q ，D/F 相同时，直接蒸汽加热与间接蒸汽加热相比， N T，间N T，直，x W，间x W，直。<,> 7、总压、 95℃温度下苯与甲苯的饱和蒸汽压分别为与，则平衡时汽相中苯的摩尔分率为 _______，液相中苯的摩尔分率为_________，苯与甲苯的相对挥发度 =_______。、、 8、精馏操作的依据是__________________________________________________ 。实现精馏操作的必要条件包括____________________________________________和___________________________________________ 。混合液中各组分挥发度的差 异由塔板或填料层所构成的若干个接触级、塔顶有液相回流、塔底有上升气流。 9、精馏塔操作时，保持F、x F、q、R 不变，增加塔底排液量W，试定性画出变化前、后塔的 操作线。
化工原理吸收含答案
化工原理吸收部分模拟试题及答案 一、填空 1气体吸收计算中，表示设备（填料）效能高低的一个量是 传质单元高度 ，而表示传质任务难易程度的一个量是 传质单元数 。 2 在传质理论中有代表性的三个模型分别为 双膜理论 、 溶质渗透理论 、表面更新理论。 3如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生 严重漏液 、 严重泡沫夹带及 液泛 等不正常现象，使塔无法工作。 4在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y =2kmol/m 2·h ，气相传质总K y =1.5kmol/m 2·h ，则该处气液界面上气相浓度y i 应为??0.01???。平衡关系y=0.5x 。 5逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无穷高时，气液两相将在 塔低 达到平衡。 6单向扩散中飘流因子 A>1 。漂流因数可表示为 BM P P ，它反映 由于总体流动使传质速率比单纯分子扩散增加的比率。 7在填料塔中用清水吸收混合气中HCl ，当水量减少时气相总传质单元数N OG 增加 。 8一般来说，两组份的等分子反相扩散体现在 精流 单元操作中，而A 组份通过B 组份的单相扩散体现在 吸收 操作中。 9 板式塔的类型有 泡罩塔 、 浮阀塔 、 筛板塔 （说出三种）；板式塔从总体上看汽液两相呈 逆流 接触，在板上汽液两相呈 错流 接触。 10分子扩散中菲克定律的表达式为?????dz dC D J A AB A -= ，气相中的分子扩 散系数D 随温度升高而???增大???（增大、减小），随压力增加而???减小???（增大、减小）。 12易溶气体溶液上方的分压 小 ，难溶气体溶液上方的分压 大 ，只要组份在气相中的分压 大于 液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。 13压力 减小 ,温度 升高 ,将有利于解吸的进行 ；吸收因素A= L/mV ,当 A>1 时,对逆流操作的吸收塔,若填料层为无穷高时,气液两相将在塔 顶 达到平衡。 14某低浓度气体吸收过程， 已知相平衡常数m=1 ，气膜和液膜体积吸收系数分别为k ya =2×10-4kmol/m 3.s, k xa =0.4 kmol/m 3.s, 则该吸收过程及气膜阻力占总阻力的百分数分别为 气膜控制，约100% ；该气体为 易 溶气体。 二、选择 1 根据双膜理论，当被吸收组分在液相中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数 B 。 A 大于液相传质分系数 B 近似等于液相传质分系数 C 小于气相传质分系数 D 近似等于气相传质分系数 2 单向扩散中飘流因子 A 。 A >1 B <1 C =1 D 不一定
化工原理第五章-传热(测试题).
小测验 第五章 第一章 第二章 第三章 第四章 第六章 第五章传热 1.翅片管换热器的翅片应安装在(A)。 A. α小的一侧 B. α大的一侧 C. 管内 D. 管外 2.工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（C）。 A. 增加热阻，减少热量损失; B. 节约钢材、增强美观; C. 增加流体的湍动，提高传热效果。 3. 对流传热是由（C）因素产生的。 A. 流体分子的热振动（传导）; B.流体体内电子的移动; C. 流体质点的位移、扰动。 4.热量传递的基本方式是（D）。 A. 恒温传热和稳态变温传热; B. 导热给热和热交换; C. 气化、冷凝与冷却; D. 传导传热、对流传热与辐射传热 5.传热基本方程Q＝KAΔtm，式中的Δtm是指（B）的平均温度差。 A.器壁内外壁面; B.器壁两侧流体; C.流体进出口; D.器壁与流体之间。 6.流体主体与器壁间的对流传热,其热阻主要存在于（ C ）。 A. 流体主体内; B. 器壁内; C. 滞流内层中; D. 流体湍流区域内。 7.对一台正在工作的列管式换热器，已知αi＝116w/m2.K,α0＝11600 w/m2.K，要提高传热系数K，最简单有效的途径是（A ）。 A. 设法增大αi; B. 设法增大α0; C. 同时增大αi和α0。 8.用饱和水蒸汽加热空气时，传热管的壁温接近（ B ） A. 蒸汽的温度； B. 空气的出口温度； C. 空气进、出口平均温度 9.（C）是指当间壁两侧泠、热流体之间的温度为1K时，在单位时间内通过单位传热面积， 由热流体传给冷流体的热能。 A. 导热系数λ； B. 对流传热系数ａ； C. 总传热系数K 10. 间壁两侧流体的对流传热系数相差较大时，要提高K值，关键在于提高对流传热系数ａ （B ）之值。 A. 大者； B. 小者； C. 两者； 11. 在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气，此过程的总传热系数K值接近于（ C ）。 A. α蒸汽 B. α空气 C. α蒸汽与α空气的平均值
化工原理第五章吸收课后习题及答案
第五章 吸收 相组成的换算 【5-1】 空气和CO 2的混合气体中，CO 2的体积分数为20%，求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多少？ 解 因摩尔分数=体积分数，.02y =摩尔分数 摩尔比 ..020251102 y Y y = ==--． 【5-2】 20℃的l00g 水中溶解lgNH 3, NH 3在溶液中的组成用摩尔分数x 、浓度c 及摩尔比X 表示时，各为多少？ 解 摩尔分数//117 =0．010*******／18 x = + 浓度c 的计算20℃，溶液的密度用水的密度./39982s kg m ρ=代替。 溶液中NH 3的量为 /311017n kmol -=? 溶液的体积 /.33101109982 V m -=? 溶液中NH 3的浓度//.333 11017 ==0．581／101109982 n c kmol m V --?=? 或 . 39982 00105058218 s s c x kmol m M ρ= = ?=．．／ NH 3与水的摩尔比的计算 //117 0010610018 X = =． 或 ..00105001061100105 x X x = ==--． 【5-3】进入吸收器的混合气体中，NH 3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时NH 3的组成，以摩尔比Y 和摩尔分数y 表示。 吸收率的定义为 12 211 1Y Y Y Y Y η-= ==-被吸收的溶质量原料气中溶质量 解 原料气中NH 3的摩尔分数0.1y = 摩尔比 (11101) 01111101 y Y y = ==-- 吸收器出口混合气中NH 3的摩尔比为 ()...211109011100111Y Y η=-=-?=（） 摩尔分数 (22200111) =0010981100111 Y y Y = =++ 气液相平衡 【5-4】 l00g 水中溶解lg 3 NH ，查得20℃时溶液上方3NH 的平衡分压为798Pa 。此稀
化工原理吸收实验报告
一、实验目的 1.了解填料塔的一般结构及吸收操作的流程。 2.观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线。 3.掌握总传质系数K x a的测定方法并分析其影响因素。 4.学习气液连续接触式填料塔，利用传质速率方程处理传质问题的方法。 二、实验原理 本实验先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水后（并流操作），送入解吸塔再用空气进行解吸，实验需测定不同液量和气量下的解吸总传质系数K x a，并进行关联，得K x a=AL a V b的关联式。同时对不同填料的传质效果及流体力学性能进行比较。 1.填料塔流体力学特性 气体通过干填料层时，流体流动引起的压降和湍流流动引起的压降规律相一致。在双对数坐标系中△P/Z对G＇作图得到一条斜率为1.8～2的直线（图1中的aa线）。而有喷淋量时，在低气速时（c点以前）压降也比例于气速的1.8～2次幂，但大于同一气速下干填料的压降（图中bc段）。随气速增加，出现载点（图中c点），持液量开始增大。图中不难看出载点的位置不是十分明确，说明汽液两相流动的相互影响开始出现。压降～气速线向上弯曲，斜率变徒（图中cd段）。当气体增至液泛点（图中d点，实验中可以目测出）后在几乎不变的气速下，压降急剧上升。 图1 填料层压降-空塔气速关系
2.传质实验 填料塔与板式塔气液两相接触情况不同。在填料塔中，两相传质主要是在填料有效湿表面上进行。需要完成一定吸收任务所需填料高度，其计算方法有：传质系数法、传质单元法和等板高度法。 本实验对富氧水进行解吸。由于富氧水浓度很小，可认为气液两相平衡服从亨利定律，可用对数平均浓度差计算填料层传质平均推动力。得速率方程式： m p X A x V a K G ???= m p A x X /V G a K ?=? 2 211ln ) 22()11(e e e e m x x x x x x x x x --?---= )x -L (x G 21 A = Ω?=Z V p 相关的填料层高度的基本计算式为： OL OL x x e x N H x x dx a K L Z ?=-Ω=?12 OL OL N Z H = 其中， m x x e OL x x x x x dx N ?-=-=?2 11 2 Ω =a K L H x OL 由于氧气为难溶气体，在水中的溶解度很小，因此传质阻力几乎全部集中于液膜中，即Kx=kx 。由于属液膜控制过程，所以要提高总传质系数Kxa ，应增大液相的湍动程度。 在y-x 图中，解吸过程的操作线在平衡系下方，在实验是一条平行于横坐标的水平线（因氧在水中浓度很小）。 三、实验装置流程 1.基本数据 解吸塔径φ=0.1m,吸收塔径φ=0.032m ，填料层高度0.8m （陶瓷拉西环、陶瓷波纹板、金属波纹网填料）和0.83m （金属θ环）。
化工原理答案第五章吸收
第五章 吸收 相组成的换算 【5-1】 空气和CO 2的混合气体中，CO 2的体积分数为20%，求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多少？ 解 因摩尔分数=体积分数，.02y =摩尔分数 摩尔比 ..020251102 y Y y = ==--． 【5-2】 20℃的l00g 水中溶解lgNH 3, NH 3在溶液中的组成用摩尔分数x 、浓度c 及摩尔比X 表示时，各为多少？ 解 摩尔分数//117 =0．010*******／18 x = + 浓度c 的计算20℃，溶液的密度用水的密度./39982s kg m ρ=代替。 溶液中NH 3的量为 /311017n kmol -=? 溶液的体积 /.33101109982 V m -=? 溶液中NH 3的浓度//.333 11017 ==0．581／101109982 n c kmol m V --?=? 或 . 39982 00105058218 s s c x kmol m M ρ= = ?=．．／ NH 3与水的摩尔比的计算 //117 0010610018 X = =． 或 ..00105001061100105 x X x = ==--． 【5-3】进入吸收器的混合气体中，NH 3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时NH 3的组成，以摩尔比Y 和摩尔分数y 表示。 吸收率的定义为 12 211 1Y Y Y Y Y η-= ==-被吸收的溶质量原料气中溶质量 解 原料气中NH 3的摩尔分数0.1y = 摩尔比 (11101) 01111101 y Y y = ==-- 吸收器出口混合气中NH 3的摩尔比为 ()...211109011100111Y Y η=-=-?=（） 摩尔分数 (22200111) =0010981100111 Y y Y = =++ 气液相平衡
新版化工原理习题答案第五章传热过程基础
第五章 传热过程基础 1．用平板法测定固体的导热系数，在平板一侧用电热器加热，另一侧用冷却器冷却，同 时在板两侧用热电偶测量其表面温度，若所测固体的表面积为0.02 m 2 ，厚度为0.02 m ，实验测得电流表读数为0.5 A ，伏特表读数为100 V ，两侧表面温度分别为200 ℃和50 ℃，试求该材料的导热系数。 解：传热达稳态后电热器的加热速率应与固体的散热（导热）速率相等，即 L t t S Q 2 1-=λ 式中 W 50W 1005.0=?==IV Q m 02.0C 50C 200m 02.0212=?=?==L t t S ，，， 将上述数据代入，可得 ()() ()()C m W 333.0C m W 5020002.002 .05021??=??-??=-= t t S QL λ 2．某平壁燃烧炉由一层400 mm 厚的耐火砖和一层200 mm 厚的绝缘砖砌成，操作稳定后，测得炉的内表面温度为1500 ℃，外表面温度为100 ℃，试求导热的热通量及两砖间的界面温度。设两砖接触良好，已知耐火砖的导热系数为10.80.0006t λ=+，绝缘砖的导热系数为 20.30.0003t λ=+，W /(m C)??。两式中的t 可分别取为各层材料的平均温度。 解：此为两层平壁的热传导问题，稳态导热时，通过各层平壁截面的传热速率相等，即 Q Q Q ==21 （5-32） 或 2 32212 11b t t S b t t S Q -=-=λλ （5-32a ） 式中 115000.80.00060.80.0006 1.250.00032t t t λ+=+=+?=+ 21000.30.00030.30.00030.3150.000152t t t λ+=+=+?=+ 代入λ1、λ2得 2.0100)00015.0315.0(4.01500)000 3.025.1(-+=-+t t t t 解之得 C 9772?==t t ())()C m W 543.1C m W 9770003.025.10003.025.11??=???+=+=t λ 则 () 221 11 m W 2017m W 4 .0977 1500543.1=-? =-=b t t S Q λ 3．外径为159 mm 的钢管，其外依次包扎A 、B 两层保温材料，A 层保温材料的厚度为50 mm ，导热系数为 W /(m·℃)，B 层保温材料的厚度为100 mm ，导热系数为 W /(m·℃)，设A 的