化工原理习题
《化工原理》练习题及解答
《化工原理》练习题一、简答题1、汽蚀现象2、真空度3、层流二、选择题1. 在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是( )A. 同一种流体内部B. 连通着的两种流体C. 同一种连续流体D. 同一水平面上，同一种连续的流体2. 离心泵的效率η和流量Q的关系为（）。
A. Q增大，η增大B. Q增大，η先增大后减小C. Q增大，η减小D. Q增大，η先减小后增加3. 双层平壁定态热传导，两层壁厚相同，各层的导热系数分别为λ1和λ2，其对应的温度差为△t1和△t2，若△t1＞△t2，则λ1和λ2的关系为（）。
A. λ1＜λ2,B. λ1＞λ2C. λ1=λ2D. 无法确定4. 在阻力平方区内，摩擦系数λ（）。
A. 为常数，与ε/d、Re均无关B.随Re值加大而减小C. 与Re值无关，是ε/d的函数D. 是Re值与ε/ d的函数三、计算题1.有一石油裂解装置，所得热裂物的温度300℃。
今欲设计一换热器，欲将石油从25℃预热到180℃，热裂物经换热后终温不低于200℃，试计算热裂物与石油在换热器中采用并流与逆流时的对数平均温差ΔΤm。
2.如图所示，水由常压高位槽流入精馏塔中。
进料处塔中的压力为0.1大气压（表压），送液管道为φ 45×2.5 mm、长8 m的钢管。
管路中装有180°回弯头一个(le/d =75)，90°标准弯头一个(le/d =35)。
塔的进料量要维持在3.6m3/h，试计算高位槽中的液面要高出塔的进料口多少米？参考数据：水的粘度为1cP Array《化工原理》练习题答案一、简答题1、汽蚀现象泵的入口处的压力低于被输送流体的饱和蒸汽压，形成大量气泡，气泡进入到离心泵的高压区破裂，液滴填充真空区击打器壁，形成汽蚀现象。
2、真空度真空度= 大气压力－绝对压力3、层流流体质点仅沿着与管轴平行的方向作直线运动，质点无径向脉动，质点之间互不混合二、选择题1.D2.B3.A4.C三、简答题1. 解：求得 ∆Tm1=97.2℃∆Tm2=145.7℃2.解： 由流量可求得流速为u=0.8 m/s(5分)。
化工原理习题
一流体流动流体密度计算1.1在讨论流体物性时，工程制中常使用重度这个物理量，而在SI制中却常用密度这个物理量,如水的重度为1000[kgf/m3],则其密度为多少[kg/m3]?1.2燃烧重油所得的燃烧气，经分析测知，其中含8.5％CO2,7.5％O2,76％N2,8％水蒸气（体积％），试求温度为500℃,压强为1atm时该混合气的密度。
1.3已知汽油、轻油、柴油的密度分别为700[kg/m3]、760[kg/m3]和900[kg/m3] 。
试根据以下条件分别计算此三种油类混合物的密度（假设在混合过程中，总体积等于各组分体积之和）。
(1)汽油、轻油、柴油的质量百分数分别是20％、30％和50％；(2)汽油、轻油、柴油的体积百分数分别是20％、30％和50％。
绝压、表压、真空度的计算1.4在大气压力为760[mmHg]的地区,某设备真空度为738[mmHg],若在大气压为655[mmHg]的地区使塔内绝对压力维持相同的数值, 则真空表读数应为多少？静力学方程的应用1.5如图为垂直相距1.5m的两个容器，两容器中所盛液体为水，连接两容器的U型压差计读数R为500[mmHg],试求两容器的压差为多少？ρ水银＝13.6×103[kg/m3]1.6容器A.B分别盛有水和密度为900[kg/m3]的酒精,水银压差计读数R为15mm,若将指示液换成四氯化碳（体积与水银相同），压差计读数为若干？ρ水银＝13.6×103[kg/m3] 四氯化碳密度ρccl4＝1.594×103 [kg/m3]习题 5 附图习题 6 附图1.7用复式U管压差计测定容器中的压强,U管指示液为水银，两U管间的连接管内充满水。
已知图中h1=2.3m，h2=1.2m，h3=2.5m，h4=1.4m，h5=3m。
大气压强Ｐ0=745[mmHg]，试求容器中液面上方压强P C=?1.8如图所示,水从倾斜管中流过，在断面A和B间接一空气压差计，其读数R=10mm，两测压点垂直距离a=0.3m，试求A,B两点的压差等于多少？流量、流速计算1.9密度ρ=892Kg/m3的原油流过图示的管线,进入管段1的流量为V=1.4×10-3 [m3/s]。
化工原理习题
化工原理习题————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ一流体流动流体密度计算1.１在讨论流体物性时，工程制中常使用重度这个物理量，而在SI制中却常用密度这个物理量,如水的重度为１０00［kgf/m3],则其密度为多少[kg/m3］?1.2燃烧重油所得的燃烧气,经分析测知,其中含8.5%ＣO2，7.5%O2,76％N２,8%水蒸气(体积%)，试求温度为50０℃,压强为1ａtm时该混合气的密度。
１.3已知汽油、轻油、柴油的密度分别为700[kg/m3］、760[kg/m3］和900［kg／m３]。
试根据以下条件分别计算此三种油类混合物的密度（假设在混合过程中，总体积等于各组分体积之和)。
(1）汽油、轻油、柴油的质量百分数分别是20%、30%和50%；(2）汽油、轻油、柴油的体积百分数分别是20％、３０％和50%。
绝压、表压、真空度的计算1.4在大气压力为76０[mmHg]的地区,某设备真空度为73８[mmHg］,若在大气压为655［mmＨg]的地区使塔内绝对压力维持相同的数值, 则真空表读数应为多少？静力学方程的应用1.５如图为垂直相距1．5m的两个容器,两容器中所盛液体为水，连接两容器的U型压差计读数R为500[mmＨg],试求两容器的压差为多少？ρ水银＝13.6×103[kg/m3］1.6容器A.B分别盛有水和密度为９00［ｋg／ｍ3]的酒精,水银压差计读数R为１5mm,若将指示液换成四氯化碳（体积与水银相同)，压差计读数为若干?ρ水银=13．6×１０3[kg/m3] 四氯化碳密度ρｃcl4＝1.594×103 [kg/m3]习题5附图习题６附图１.7用复式Ｕ管压差计测定容器中的压强，U管指示液为水银,两U管间的连接管内充满水。
已知图中ｈ１=２.3ｍ，ｈ２=1.2m, h３=2.5ｍ，h4=1．4m,ｈ5＝３m。
化工原理考试习题(含答案)
化工原理考试习题(含答案) 化工原理（上）考试复题及答案1.遵循流体动力学规律的单元操作是（A）沉降。
2.U型管液柱压力计两管的液柱差稳定时，在管中任意一个截面上左右两端所受压力（A）相等。
3.全回流的操作线是精馏段操作线与提馏段操作线对角线重合，因此以下说法正确的是（A）。
4.吸收操作是利用气体混合物中各种组分（B）的不同而进行分离的。
5.压力表在刻度盘上有红线是表示（C）最高工作压力。
6.某车间测得一精馏塔得真空度为540mmHg，绝对压强为100mm/Hg，则当地大气压为（C）640mmHg。
7.用水吸收混合气体中的二氧化碳时，（A）低温高压下吸收效果最好。
8.表压值是从压强表上读得的，它表示的是（A）比大气压强高出的部分。
9.离心泵在停泵时，应先关闭出口阀，再停电机，这是为了防止（C）高压流体倒流。
10.吸收操作的作用是分离（A）气体混合物。
11.当液体内部任一点的压强有变化时，将使液体内部其它各点的压强（B）发生同样大小的变化。
12.气体压送机械的出口压强与进口压强之比在4以上的是（B）压缩机。
13.某气相混合物由甲、乙两组分组成，甲组分占体积70%，乙组分占体积30%，那么（D）甲组分质量分率是0.7.14.下列四个定律中哪个是导热的基本定律（C）傅里叶定律。
15.三层不同材料组成的平壁稳定热传导，若各层温度差分布t1>t2>t3，则热阻最大的是（A）第一层。
16.在列管换热器中，有机溶剂需要被冷却。
为了达到这个目的，冷却水应该进入换热器，并将有机溶剂的温度从80℃降低到35℃。
冷却水的进口温度为30℃，出口温度不低于35℃。
这两种流体应该采用逆流或并流的方式进行流动。
17.当气体的压力保持不变时，气体的溶解度会随着温度的升高而减小。
18.如果一定量的理想气体在等温过程中体积增加一倍，那么气体的压力会减少一半。
19.流体在流动过程中会损失能量，这是因为流体本身具有粘性。
20.泵的特性曲线是以水作为实验介质测定的。
化工原理习题
第一部分概念题示例与分析一、填空题2-1 一球形石英颗粒，分别在空气和水屮按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将 ___________________________________ ，在空气中的沉降速度将o答案：下降,增大2分析：由斯托克斯定律切=d S 一呪18//对空气系统，°》Q,故ll f II对水系统，水的密度随温度的变化可忽略，故同样有u t II 可见无论是气体还是液体，温度的改变主要是通过粘度变化来影响沉降速度。
气体粘度随温度升高而增加，故沉降速度下降；液体粘度随温度升高而减小，故沉降速度增大。
但要注意此结论是通过斯托克斯定律得出，其他情况还需要具体分析。
2-2若降尘室的高度增加，则沉降时间 ______________ ,气流速度__________ ,生产能力_o答案：增加；下降；不变分析：因沉降距离增加，故沉降时间将增加。
降尘室高度的增加使气体在降尘室内的流道截而增大，故气流速度下降。
生产能力的计算公式为：可见，降尘室的生产能力只决定于沉降而积和沉降速度而与降尘室的高度无关。
2-3选择旋风分离器型式及决定其主要尺寸的根据答案「气体处理盒分离效率,允许压降2-4通常，__________ 非均相物系的离心沉降是在旋风分离器中进行，—悬浮物系一般可在旋液分离器或沉降离心机中进行。
答案：气固；液固2-5、沉降操作是指在某种_______________ 中利用分散相和连续相之间的差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。
沉降过程有—沉降和沉降两种方式。
答案：力场；密度；重力；离心2-6 —阶段中颗粒相对于流体的运动速度称为沉降速度，由于这个速度是—阶段终了时颗粒相对于流体的速度，故又称为“终端速度”。
答案：等速；加速2-7影响沉降速度的主要因素有①__________ ；② __________ ;③_________ ;答案：颗粒的体积浓度；器壁效应；颗粒形状2-8降尘室通常只适合用于分离粒度大于—的粗颗粒，一般作为预除尘使用。
化工原理练习题库与参考答案
化工原理练习题库与参考答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、能缓和冲击、吸收振动并且允许被连接的两轴间有微小位移的是：（）A、钢性联轴器B、链条联轴器C、弹性套柱销联轴器正确答案：C2、填料塔操作时控制在载液区区域时，连续相是_____，分散相是______。
A、气体、固体B、固体、液体C、气体、液体D、液体、气体正确答案：C3、机械工作时不运动，依靠特定的机械结构等条件，让物料通过机械内部自动完成工作任务的，称为（）。
A、化工机械B、化工设备C、化工机器正确答案：B4、当化学反应的热效应较小，反应过程对温度要求较宽，反应过程要求单程转化率较低时，可采用( )。
A、换热式固定床反应器B、自热式固定床反应器C、多段绝热式固定床反应器D、单段绝热式固定床反应器正确答案：D5、在各种板式塔中，筛板塔的压降_____，造价____，生产能力大。
A、大、低B、小、低C、小、高D、大、高正确答案：B6、按所承受的压力高低，压力为1.78MPa的压力容器属于（）。
A、超高压容器B、中压容器C、低压容器D、高压容器正确答案：B7、塔内汽相负荷增加,塔顶压力( )。
A、不变B、下降C、上升正确答案：C8、填料塔所用的填料分为实体填料和网体填料两大类，以下属于实体填料的是：（）A、阶梯环B、波纹板C、鞍形网正确答案：B9、确定输送生活用水管道的涂色为（）。
A、红B、绿C、黄D、白正确答案：B10、筛板塔与浮阀塔相比较，筛板塔塔板效率( )浮阀塔。
A、稍低于B、稍高于C、远高于D、远低于正确答案：A11、刚性圆筒会不会发生被压瘪的情况（）。
A、不会B、无法确定C、会正确答案：A12、为用于连接工艺管线，使塔设备与其他相关设备连接，一般在塔设备中完成此任务的结构是( )。
A、吊柱B、接管C、底座D、除沫器正确答案：B13、化工设备常见的安全附件有视镜、安全阀、（）。
A、蜂鸣器B、爆破片C、报警器正确答案：B14、反应物流经床层时，单位质量催化剂在单位时间内所获得目的产物革称为( )A、催化剂选择性B、催化剂空时收率C、催化剂负荷D、空速正确答案：B15、启动离心泵前关闭泵出口阀的目的是（）。
化工原理题库习题及答案(修改)解析
化工原理题库第一章 流体流动一、名词解释（每小题2分）1、法定计量单位由国家以命令形式规定允许使用的计量单位。
2、稳定流动流动系统中各截面上的流速、压强、密度等各有关物理量仅随位置变化不随时间变化。
3、不稳定流动流动系统中各截面上的流速、密度、压强等随位置及时间而变。
4、流动边界层流体流过壁面时，如果流体润湿壁面，则必然形成速度梯度很大的流体层叫流动边界层。
5、边界层分离流体在一定条件下脱离壁面的现象叫边界层的分离。
6、速度梯度du dy速度梯度，即在与流动方向垂直的y 方向上流体速度的变化率。
7、牛顿黏性定律dydu μτ= 8、当量长度e l把流体流过某一管件或阀门的局部阻力折算成相当于流过一段与它直径相同、长度为e l 的直管阻力。
所折算的直管长度称为该管件或阀门的当量长度。
9、因次分析法用维数不多的无因次数群代替较多的变量，对一个复杂的物理现象可简化实验工作，该方法称为因次分析法。
10、相对粗糙度 ε /d —相对粗糙度。
11、黏性与黏度运动流体内部产生的阻碍流体向前运动的特性。
S yu F ∆∆=μ，μ—比例系数，流体的黏性愈大，其值愈大，所以称为粘滞系数或动力黏度，简称黏度。
12、点速度流通截面上某一点的速度，可直接测量m/S。
13、绝压以绝对零压作起点计算的压强，称为绝对压强。
14、表压表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。
15、真空度真空度等于大气压强减去绝对压强。
二、单选择题（每小题2分）1、某物体的质量为1000kg，则其重量为______。
BA 1000 NB 9810 N C9810 kgf D 1000/9.81 kgf2、4℃水在SI制中密度为______；重度为______；在工程单位制中密度为______；重度为______。
B D C AA1000kgf/m3B1000kg/m3C102kgf·s2/m4 D9810N/m33、如图所示，若液面恒定，忽略流动阻力损失，则放水管的出口速度U与______有关AA HB H、dC dD PaE H、d、Pa4、用标准孔板流量计测量管中的流量，采用如图所示三种装置，两测压孔距离h相等，d1＝d2＝d3，各管流速相等。
化工原理习题(含答案)
·流体流动部分1．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。
在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔，其中心距罐底1000 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ，问至少需要几个螺钉（大气压力为101.3×103 Pa ）？解：由流体静力学方程，距罐底1000 mm 处的流体压力为[]（绝压）Pa 10813.1Pa )0.15.9(81.9960103.10133⨯=-⨯⨯+⨯=+=gh p p ρ 作用在孔盖上的总力为N 10627.3N 76.04π103.10110813.1)(4233a ⨯⨯⨯⨯⨯-=＝）－＝（A p p F每个螺钉所受力为N 10093.6N 014.04π105.39321⨯=÷⨯⨯=F因此)（个）695.5N 10093.610627.3341≈=⨯⨯==F F n2．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。
读数分别为R 1=500 mm ，R 2=80 mm ，指示液为水银。
为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=100 mm 。
试求A 、B 两点的表压力。
解：（1）A 点的压力()（表）Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ⨯=⨯⨯+⨯⨯=+=gR gR p ρρ（2）B 点的压力 ()（表）Pa 107.836Pa 5.081.91360010165.1441汞A B ⨯=⨯⨯+⨯=+=gR p p ρ习题2附图习题1附图3、如本题附图所示，水在管道内流动。
为测量流体压力，在管道某截面处连接U 管压差计，指示液为水银，读数R=100毫米，h=800mm 。
为防止水银扩散至空气中，在水银液面上方充入少量水，其高度可忽略不计。
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化工原理习题
第一章
1、蒸汽锅炉上装置一复式U形水银测压计，如图
1-3所示。
截面2、4间充满水。
已知对某基准面而言
各点的标高为z0=2.1m，z2=0.9m，z4=2.0m，z6=0.7m，
z7=2.5m。
试求锅炉内水面上的蒸汽压强。
2、附图表示水从高位槽通过虹吸管流出，其中h=8m，
H=6m，设槽中水面保持不变，不计流动阻力损失，试求管出口
处水的流速及虹吸管最高处水的压强。
3、有一水平风管道，直径自300mm（1-1’截面）渐
缩到200mm（2-2’截面）。
为了粗略估计其中空气的流量，
在锥形接头两端分别测得1-1’截面与2-2’截面的表压力分
别为1200Pa、1000Pa，空气流过锥形管的能量损失可以
忽略。
求空气的体积流量为若干31
⋅，空气的温度为20℃，当地大气压为101.3kPa。
m h-
4、常温的水从水塔塔径为mm 4114⨯φ的管道输送至
车间。
水由水塔液面流至管出口内侧的能量损失为
1143J kg -⋅。
若要求水在管中的流速为12.9m s -⋅，试求水
塔内的液面与水管出口之间的垂直距离。
设水塔内的液面
维持恒定。
5、293K 、98% 硫酸在内径为50mm 的铅管内流动，流速为10.5m s -⋅。
已知硫酸密度为31836kg m -⋅，粘度为322310N s m --⨯⋅⋅，试求其流过100m 直管的压力降和压头损失。
6、20℃的水，以11.0m s -⋅的速度在Φ⨯60 3.5m m m m 的钢管中流动，试求水通过100米长直管的压力降及压头损失。
第二章
1、某离心泵输送水时得到以下数据：n=1200转/分，P=10.9kw ，q v=56m3/h，H=42 m。
试求：
⑴泵的效率；⑵n’=1450转/分时，求q v’，H’，P’，设η不变。
第三章
1、密度为3
⋅的球形石英粒子在20℃的空气中沉降，试求服从Stokes定律的最大颗2650kg m-
粒直径和服从Newton定律的最小颗粒直径。
2、在板框压滤机中以恒压差过滤某种悬浮液。
现已测得过滤10分钟得滤液1.25m3，再过滤10分钟又得滤液0.55m3，试求过滤半小时共得滤液若干m3？
第四章
1、 有一套管式换热器，由mm 5.357⨯Φ与mm 5.489⨯Φ的钢管组成。
甲醇在细管内流动，流量为15000kg h -⋅，由60℃冷却至30℃，甲醇侧的1211512--⋅⋅=C m W α，冷却水在内管与外管
之间的环隙内流动，其入口温度为20℃，出口温度为25℃，采取逆流操作。
试求冷却水用量和所需套管的长度。
计算中忽略热损失及污垢层热阻，且已知水在平均温度下，Pr=6.45，116.0--⋅⋅=C m W λ，管壁材料的导热系数为1146--⋅⋅C m W 。
2、在一单程列管换热器中，用饱和蒸汽加热原料油。
温度为160 C 的饱和蒸汽在壳程冷凝为同温度的水。
原料油在管程湍流流动，并由20 C 加热到110C 。
列管换热器的管长为4m ，内有192Φ⨯m m m m 的列管25根。
若换热器的传热负荷为125kW ，蒸汽冷凝传热系数为
()217000/α=⋅ W m C ，忽略管壁热阻和两侧的污垢热阻，求（1）管内油侧的对流传热系数2α；
（2）油的流速增加一倍，保持饱和蒸汽及油的入口温度不变，假设油的物性不变，求以油侧换热面积为基准的总传热系数2K 提高的百分数。
1、在常压及20℃下测得氨在水中平衡数据为：浓度为0.5gNH 3/100gH 2O 的稀氨水上方的平衡分压为400Pa 。
在该浓度范围内相平衡关系可用亨利定律表示。
试求亨利系数E 、溶解度系数H 及相平衡常数m 。
2、在一填料塔中，用洗油逆流吸收混合气体中的苯。
已知混合气体的流量为311600m h -⋅，进
塔气体中含苯0.05(摩尔分数,下同)，要求吸收率为90%，操作温度为25C ，操作压强为
101.3kPa ，相平衡关系为*26Y X =，操作液汽比为最小液汽比的1.3倍。
试求下列两种情况下的吸收剂用量及出塔洗油中苯的含量：① 洗油进塔浓度
20.00015x =；② 洗油进塔浓度20x =。
1、在常压连续精馏塔内分离某二元理想溶液。
原料液流量为100/
km ol h，组成为0.4（摩尔分率，下同）；馏出液组成为0.95，釜残液组成为0.04，操作回流比为2.5。
求：1）塔顶和塔底产品流量，/
km ol h；
2）精馏段的上升蒸汽流量和下降液体流量，/
km ol h；
3）精馏段的操作线方程。
2、在常压连续精馏塔内分离某二元理想溶液。
原料液组成为0.4（摩尔分率，下同）；塔顶馏出液组成为0.95，操作回流比为最小回流比的1.5倍，进料状态q=1.2。
操作条件下溶液的平均相对挥发度为2，塔顶采用全凝器，求：精馏段的操作线方程。
3、在连续精馏塔中，已知精馏段操作线方程和q线方程分别为：
0.750.21
0.50.66
y x
y x
=+
⎧
⎨
=-+
⎩
，求：1）
进料热状态参数q；2）原料液组成
F
x；3）精馏段操作线与提馏段操作线的交点坐标。
4、在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液。
该物系的平均相对挥发度为2.5。
原料液组成为0.35（易挥发组分摩尔分率，下同），饱和蒸汽进料。
塔顶采出率D/F为40%，且已知精馏段操作线方程为y=0.75x+0.20，试求：1）提馏段操作线方程；2）若塔顶第一板下降的液相组成
为0.7，求该板的汽相莫弗里效率
1
mV
E。