化工原理习题

化工原理练习题一（流体流动与流体输送机械）一、填空1．用管子从高位槽放水，当管径增大一倍，则水的流量为原流量倍，假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变，且管路出口处的流体动能项可忽略。

2．某设备上，真空表的读数为80mmHg，其绝压＝kgf/cm2＝Pa。

该地区大气压强为720mmHg。

3．常温下水密度为1000kg／m3，粘度为1cP，在d内=100mm管内以3m/s的速度速度流动，其流动类型为。

4．12kgf·m＝J。

5．空气在标准状态下密度为1.29kg／m3，在0.25MPa下(绝压)80 ℃时的密度为。

6．20℃的水通过10m长，d内＝l 00mm的钢管，流量V0＝10m3／h，阻力系数λ＝0.02，阻力降ΔP＝。

７．常用测量流量的流量计有、、。

8．无论滞流湍流，在管道任意截面流体质点的速度沿管径而变，管壁处速度为，到管中心速度为。

滞流时，圆管截面的平均速度为最大速度的倍．9．在流动系统中，若截面上流体流速、压强、密度等仅随改变，不随而变，称为稳定流动，若以上各量既随而变又随而变，称为不稳定流动。

10．流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以分、、三层。

11．流体在圆形直管中滞流流动时，平均流速增大一倍，其能量损失为原来损失的倍。

12．等边三角形边长为a，其当量直径是，长方形长2a，宽为a，当量直径是。

13．管内流体层流的主要特点是；湍流的主要特点是。

14．孔板流量计的流量系数α的大小，主要与和有关。

当超过某一值后，α为常数。

l 5．直管阻力的表示式hf＝。

管中流出ζ出＝，流入管内ζ入＝。

16．气体的粘度随温度的升高而，水的粘度随温度的升高而。

17．在下面两种情况下，假如流体的流量不变，而圆形直管的直径减少二分之一，则因直管阻力引起的压降损失为原来的多少倍?A)两种情况都为层流，B)两种情况都在阻力平方区。

18、离心泵起动时要、。

19、原来输送水的离心泵，现改用于输送某种水溶液，水溶液的重度为水的1.2倍，其它的物理性质可视为与水相同，管路状况不变，泵前后两开口容器液面垂直距离不变，问(1)流量有无改变，(2)压头有无改变，(3)泵的功率有无改变。

20、离心泵在什么情况下容易产生气蚀(1) ，(2) ，(3) (4) 。

4、离心泵的工作点是曲线与曲线的交点。

21、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，会发生现象。

22、在低阻管路系统中，适宜使用离心泵的联，主要用于增加；在高阻管路系统中，适宜使用离心泵的联，主要用于增加。

23、往复泵为泵，其流量调节应采用。

二．某离心泵将某种石油馏分自1.5Km外的原油加工厂，经一根φ160×5mm的钢管输送到第一贮缸中，送液量为每分钟2000L。

问该泵所需的功率为若干(泵的效率为0.6，管的局部阻力略去不计)。

ρ＝705kg／m3，μ=500×10-1Pa·s 。

答案：112KW三、流量5000m3／h的水通过一根20km长的水平管．总压降为0.5MPa，现在中点接一完全相同的平行管到终点，问总流量变为多少m3/h(设总压降始终不变，流动始终为高度湍流，局部阻力忽略)? 答案：6330m3/h四、20 ℃的水在管径为l00mm的直管中流动．管上A、B两点间的距离为10m，水速为2m ／s。

A、B间接一个U型压差计，指示液为CCl4，其密度为1630kg／m3。

U型管与管子的接管中充满水。

求下列三种倩况下．①A、B两点间的压差为多少N／m2，②U型管中读数R＝?指示液哪边高?(1)水在管中水平流动，(2)管了倾斜30°，水流方向从A到B，λ＝0.32Re-0.2，(3)管子倾斜30 °，水流方向从B到A，(如图)。

五、需将30m3/h、20℃的水由敞口水池送至塔顶，塔顶压力（表压）为0.5kgf/cm2，与水池水面的高差为10m。

输水管管径为Φ89×4mm，长18m，管线局部阻力系数Σξ=13（阀门全开时），摩擦系数λ=0.01227+0.7543/Re0.38。

试求：（1）输送所需的理论功率（kW）；（2）若泵在转速n=2900r/min时的特性可近似用下式表示扬程：H=22.4+5Q-20Q2 效率：η=2.5Q-2.1Q2式中H的单位为m，Q的单位为m3/min。

求最高效率点的效率并评价此泵的适应性；（3）若此泵适用，用关小阀门调节流量，求调节阀门消耗的功率；（4）若（2）的泵不用改变阀门的开度而改变转速调节流量，试求转速应调节到多少？六、用某离心油泵从贮槽抽送液态异丁烷，贮槽液面恒定，液面上方压强为650kPa〔绝压)，泵安装于槽液面以下1.5m处。

吸入管路的压头损失为1.5m。

在输送条件下异丁烷的密度为530kg／m3。

饱和蒸气压为635kPa。

输送流量下允许气蚀余量为3.5m，试问该泵能否正常操作？化工原理练习题二（吸收）2、假设气液界面没有传质阻力．故pi与ci的关系为呈相平衡。

如果液膜传质阻力远小于气膜的，则KG与kG的关系为相等，在填料塔中，气速越大，KG越大，扩散系数D越大，KG越大。

3、用水吸收空气中少量的氨。

总气量V、气温t及气体组成Y1，Y2(进出口)均不变，而进塔水温升高后：总传质单元数NOG：增大总传质单元高度HOG：不变最少液气比(L/G)min：增大相平衡常数m：增大4、漂流因数表示式为P/PBm ，它反映整体移动对传质的影响。

当混合气体中组分A 的浓度很低时，漂流因数近似为1 。

当A浓度高时，漂流因数大于l 。

5、在气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时，减少吸收剂用量，则传质推动力将减小，操作线将靠近平衡线、设备费用将增大。

6、某逆流吸收塔用纯溶剂吸收混合气中易溶组分，设备高为无穷大，入塔Y1＝8％(体积)，平衡关系Y=2X，问(1)液气比为2.5时，吸收率= 100% (2)液气比为1.5时，吸收率＝75% 。

四、某内截面积为1m2填料塔用纯轻油吸收混合气中的苯，进气量为1000标准m3／h，进料气体含苯5%(体积百分数)，其余为惰性气体，要求回收率95％，操作时轻油用量为最小用量的1.5倍，平衡关系Y＝1.4X(Y，X为摩尔比)，已知气体总体积传质系数KYα＝125kmol ／m3•h，轻油平均分子量170。

求：(1)轻油用量kg／h ?(2)完成该生产任务所需填料高度?五、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y1＝0.03，要求吸收率η=0.95，巳知操作条件下mG/L＝0.8(m＝常数)，平衡条件Y＝mX，与入塔气体相平衡的液相浓度X*1=0.03，试计算：(1)操作液气比为最小液气比的倍数；(2)吸收液的出口浓度X1；(3)完成上述分离任务所需的气相传质单元数NOG。

[例] 在逆流操作的填料塔中，用清水吸收焦炉气中的氨，氨的浓度为8g／标准m3，混合气体处理量为4500标准m3／h。

氨的回收率为95％，吸收剂用量为最小用量的1.5倍。

空塔气速为1.2m/s。

气相体积总吸收系数KYa为0.06Kmol/(m3·s)，且KYa正比于V0.7。

操作压强为101.33kPa、温度为30℃。

在操作条件下气液平衡关系为Y＝1.2X。

试求：(1)用水量，kg/h；(2)塔径和塔高，m；(3)若混合气处理量增加25％，要求吸收率不变，则应采取何措施。

假设空塔气速仍为适宜气速。

化工原理练习题三（蒸馏）一、填空或选择1．精馏操作的依据是混合液中各组分的挥发度的差异。

实现精馏操作的必要条件是塔顶液相回流，塔底上升气流。

2．气液两相呈平衡状态时，气液两相温度相同，液相组成低于气相组成。

3．用相对挥发度α表达的气液平衡方程可写为y=αx/1+(α-1)x。

根据α的大小，可用来判断用蒸馏方法分离的难易程度，若ɑ＝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．某两组分物系，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(从塔顶往下计)，若已知yn=0.4，则yn+1= 0.182 。

全回流操作通常适用于精馏开工阶段或实验研究场合。

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是连续操作定态过程，后者为间歇操作非定态过程。

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于塔顶压强，塔顶组成中易挥发组分含量高。

8．在总压为l01.33kPa、温度为85℃下，苯和甲苯的饱和蒸气压分别为p0A=116.9kPa、p0B ＝46kPa，则相对挥发度α= 2.54 ，平衡时液相组成xA＝0.78 ，气相组成yA= 0.90 。

9．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，馏出液组成为。

R＝2.371，xD＝0.988210 ．最小回流比的定义是为特定分离任务下理论扳数无限多时的回流比，适宜回流比通常取为 1.1~2 Rmin 。

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 。

12．在某精馏塔中，分离物系相对挥发度为2.5的两组分溶液，操作回流比为3，若测得精馏段第2、3层塔板(从塔顶住下计)的液相组成x2=0.45、X3=0.4，馏出液组成XD为0.96(以上均为摩尔分率)，则第3层塔板的气相默弗里效率Emv3= 44.1% 。

13 ．在精馏塔设计中，若F、xF、q、D保持不变，若增加回流比R，则xD 增加, xw 减小，V 增加，L/V 增加。

14．在精馏塔设计中，若F、xF 、xD、xw及R一定，进料由原来的饱和蒸气改为饱和液体，则所需理论板数从NT 减小 。

精馏段上升蒸气量V 不变 、下降液体量L 不变 ；提馏段上升蒸气量V ’ 增加 ，下降液体量L ’ 增加 。

15．操作中的精馏塔，增大回流比，其他操作条件不变，则精馏段液气比L/V 增大 ，提馏段液气比L ’/V ’ 减小 ，xD 增加 ，xw 减小 。

16．操作中的精馏塔，保持F 、q 、xF 、V 不变，若釜液量W 增加，则xD 增加 ，xw 增加 ，L/V 增加 。

17．在连续精馏塔中，若xF 、xD 、R 、q 、D ／F 相同，塔釜由直接蒸汽加热改为间接蒸汽加热，则所需理论板数NT 减小 ，xw 增加 。

19．某二元混合物，若液相组成xA 为0.45，相应的泡点温度为t1；气相组成yA 为0.45，相应的露点温度为t2，则( )。

A ．t1＜t2B ．t1＝t2C ．t1＞t2D ．不能判断20．两组分物系的相对挥发度越小，则表示分离该物系( )。