化工原理期末考试问答题及答案

1、换热器的散热损失是如何产生的？应如何来减少此热损失？

2、物料中平衡水分与自由水分的划分取决于什么？物料的结合水与非结合水的

划分取决于什么？

3、如图所示的2B31型离心泵装置中，你认为有哪些错误？并说明原因。

1、答：由于换热器外壁面温度往往高于周围外界空气的温度，外壁面不断通过对流和辐射传将热量传给换热器周围的空气而散失，即产生散热损失。为了减少散热损失，一般在换热器外壁面上包上一层（或两层）导热系数较小的绝热材料（或不同的两种导热系数较小的绝热材料），使传热热阻增大，外壁面温度降低，从而减小了散热损失。

2、物料中平衡水分与自由水分的划分不仅与物料的性质有关，还与空气的状态有关。物料的结合水与非结合水的划分只取决于物料本身的特性，而与空气状态无关。

3、答：图中错误有：

1）无底阀，无法灌液且易堵塞；

2）安装高度15m过高，因常压下送水理论上最大的吸上高度为10.33m而实际由于存在阻力，不可能达到如此高度；

3）吸入管径比排出管径小，因流速增大而引起损失能量增大易发生气蚀在现象；

4）叶轮反转；无法排液；

5）出口管上没装压力表。

4、为什么液体的粘性随温度升高而减小,气体的粘性随温度升高而增大?

5、一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果将如何变化？

为什么？

6、刚安装好的一台离心泵，启动后出口阀已经开至最大，

但不见水流出，试分析原因并采取措施使泵正常运行。

4、答:流体的粘性是流体分子间的动量交换和内聚力作用的结果。液体温度增高时分子间内聚力减小，而动量交换对液体的粘性作用是不大的，因此液体温度增高粘性减小。而气体分子间距较液体大得多，其粘性主要是由分子间热运动造成的动量交换引起的，气体温度增高时，动量交换加剧，因此粘性增大。

5、答：水的导热系数比空气大，所以石棉泥受潮后保温效果变差。

6、答：原因可能有两个：其一，启动前没灌泵，发生气缚现象，此时应停泵、灌泵，关闭出口阀后再启动。其二，吸入管路被堵塞，此情况下应疏通管路后灌泵，关闭出口阀，然后启动泵。

7. 湿空气在进入干燥器前，往往进行预热，这样做有什么好处?

8.强化传热过程应采取哪些途径?

9.全回流与最小回流比的意义是什么？各有什么用处？一般适宜回流比为最小

回流比的多少倍？

7、答：先预热，其ｔ升高，H不变，而φ降低使湿空气提高吸收水份能力，另外ｔ升高，H不变则t↑,加快水份蒸发速率，提高干燥速率。

8、答：根据Q＝K.S.△t m方程, 指任一个K、S、△t m都能提高强化传热

(1) 增加传热面积,如在管内外壁装上翅片,采用螺旋管或粗糙管代替光滑管；

(2)增大传热温差△t m可采用逆流操作,因为当T1，T2，t1，t2四个温度一定时，逆流传热

温差△t m最大；

(3)提高传热系数K由K＝1/（1/α1＋1/α2＋Σδj/λj））提高α1、α2降低δj,都能强化

传热,要提高α由单层改为多层,或在壳程中增设档板，对于蛇管中,加入搅拌装置或在

蛇管圈中增设杯状物（强化圈）在列管换热器中可,还可采用导热系数大的流体作载

热体。

9、答：全回流时，达到指定分离要求的理论板数最少。开工时为不稳定过程，为了尽快

达到分离要求，采用全回流操作，然后再慢慢减小回比，至规定回流比。最小回流

比，是指达到指定分离要求的理论板数最多到无穷。是选择适宜回流比的依据。一

般适宜回流比是最小回流比的1.1～2.0倍。

计算题：

1、某一常压连续精馏塔内对苯-甲苯的混合液进行分离。原料液组成为0.35（mol%,

下同），该物系的平均相对挥发度为 2.5,饱和蒸汽进料。塔顶采出率为

%40,,=F n D

n q q ，精馏段操作线方程为20.075.01+=+n n x y ，1,100-⋅=h kmol q F n 求：

（1）提馏段操作线方程式；

（2）若塔顶第一块板下降的液相组成为0.7，该板的气相默夫里效率E mV,1

2. 某连续精馏操作分离二元混合溶液，已知操作线方程为：

精馏段 16.080.0+=x y 提馏段 02.040.1-=x y

若进料时，原料为气液相各占一半的混合态，求塔顶及塔底产品产率及回流比。

3．设计精馏塔分离含苯0.639的苯与甲苯的混合液，混合液的处理量每小时24Kmol/h ，要求分离成x D 为0.974和x w 为0.047（均为摩尔分率，下同），混合液在泡点下进料。试求：

（1） 所得馏出液和残液的量；Kmol/h (5分)

（2） 最小回流比；(5分)

（3） 求当回流比为最小回流比的2倍时的理论塔板数和加料位置。(5分)

0.00.20.40.60.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0y x