化工原理试题终

1.流体在圆形直管中作层流流动时，其速度分布是 型曲线，其管中心最大流速为平均流速的 倍，摩擦系数与Re的关系为 。2.气体的粘度随温度的升高而 ，水的粘度随温度的升高 。3.当计算流体由粗管进入细管的流动局部阻力时，其公式中的流速应该用 管中的速度。4.流体在管内作湍流流动时(不是阻力平方区)，其摩擦系数随 和 而变。5.牛顿粘性定律的数学表达式为 ，牛顿粘性定律适用于 型流体。6.孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒 ，变 ；后者是恒 ，变 。7.流体在水平等径直管中稳定流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的 项。8.流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长 。9.液柱压力计量是基于 原理的测压装置，用U形管压差计测压时，当一端与大气相通时，读数R表示的是 或 。10.减少流体在管路中流动阻力hf的措施有：1. 离心泵的工作点是 曲线与 曲线的交点。2. 离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生 现象。3. 管路特性曲线的一般表达式是 。4. 若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头 ，流量 ，效率 ，轴功 。5. 离心泵在两敞口容器间输液，当被输送流体的密度改变后，离心泵的 、 及 均保持不变。6. 往复泵主要适用于 、 的场合。7. 离心泵的流量调节阀安装在离心泵 管路上，泵进口处安装 ，出口处安装 。8. 2B-19型号的离心泵，2代表 ，19代表 。9. 离心泵的主要特性曲线有 、 、 等。11. 往复泵的转速(往复次数)增加时，流量 ，扬程 。(增大，变小，不变)12. 离心泵的扬程含义是 。13. 离心泵常采用 调节流量，往复泵常采用 调节流量。14. 离心泵中 是将原动机的能量传递给液体的部件，而 则是将动能转变为压能的部件。15. 离心泵按吸液方式分为 和 。1. 在包有二层相同厚度保温材料的园形管道上，应该将 .材料包在内层确保保温效果好。2. 厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知 b1 b2 b3；导热系数l1l21则表示组分A和B ，a=1则表示组分A和B 。 当塔板中 时，该塔板称理论塔板。2、精馏过程是利用 和 的原理而进行的。精馏过程的回流比是指 ，最小回流比是指 。 3、已分析测得这四股物料的组成为0.62，0.70，0.75， 0.82，试找出Y6、X6，Y7，X7的对应值，Y6= ， X6= ，Y7= ，X7=参见附图： 4、如图所示a点表示 ；b点表示 ；c点表示 ；ab段表示 ；bc段表示 。5、分离要求一定。当回流比为一定时，在五种进料状况中， 进料的q值最大，其温度 ，此时，提馏段操作线与平衡线之间的距离 ，分离所需的总理论板数 。6、精馏操作的依据是 。实现精馏操作的必要条件包括 和 。7、精馏塔塔顶某理论板上汽相露点温度为t1，液相泡点温度为t2。塔底某理论板上汽相露点温度为t3，液相泡点温度为t4。试按温度大小顺序用、=、 NT1 B：NT2= NT1 C：NT2 NT1 D：判断依据不足。14、某二元混合物要求用精馏方法分离，规定产品浓度为xD，xw。如进料为xf1时，则相应的最小回流比为Rm1，若进料为xf2相应为Rm2，现xf1xf2，则： ； A：Rm1 Rm2 D：无法确定Rm大小。 15、精馏的操作线是直线，主要基于如下原因： A：理论板假定 B：理想物系 C：塔顶泡点回流 D：恒摩尔流假定。16、某二元混合物，进料量为100kmol/h，xf=0.6，要求得到塔顶xD不小于 0.9，则塔顶最大产量为 。 A：60kmol/h B：66.7kmol/h C：90kmol/h D：不能定17、精馏分离a=2.5的二元理想混合液，已知回流比R=3，塔顶XD= 0.96，测得第三层塔板(精馏段)的下降液体浓度为0.4，第二层板下降液体浓度为0.45，则第三层塔板的汽相单板效率Emv为 。 A：22.2% B：32.68% C：44.1% D：107.5%二、计算题1、用常压连续精馏塔分离某二元理想混合物，已知相对挥发度=3，加料量F=10kmol/h，饱和蒸汽进料，进料中易挥发组分浓度为0.5 (摩尔分率，下同)，塔顶产品浓度为0.9，塔顶蒸汽全凝液于泡点下回流，回流比R=2Rmin，易挥发组分的回收率为90%，塔釜为间接蒸汽加热，试计算提馏段上升蒸汽量。am3，F=10kmol/h，q=0，xf=0.5，xD0.9，=0.9，R=2.0Rmin ，V=?2、分离苯和甲苯混合液，进料组成为0.4，馏出液组成为0.95，残液组成为0.05（以上组成均为苯的摩尔分率）。苯对甲苯的平均相对挥发度为2.44。泡点进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热。试求： 最小回流比； 若回流比取最小回流比的1.2倍，列出精馏段操作线方程； 列出提馏段操作线方程。 3、常压连续精馏塔分离二元理想溶液，塔顶上升蒸汽组成y10.96（易挥发组分摩尔分率），在分凝器内冷凝蒸汽总量的1/2（摩尔）作为回流，余下的蒸汽在全凝器内全部冷凝作塔顶产品，操作条件下，系统平均相对挥发度a2.4，求：塔顶产品及回流液的组成； 由塔顶第二层理论板上升的蒸汽组成。y1=0.96 V=1kmol/h L=1/2kmol/h D=1/2kmol/h R=1， a=2.44、用一连续精馏塔在常压下分离甲醇水混合物，进料为含甲醇0.41的饱和蒸汽，流率为100kmol/h。要求塔顶馏出液含甲醇不低于0.95，塔底釜液甲醇不大于0.05（以上均为摩尔分率），已知操作条件下的平衡关系如附图，操作时回流比为2.4，试求：塔顶、塔底产品的流率；所需理论塔板数及进料板位置；两段的液相流率与汽相流率之比和线方程；对应的最小回流比。1、 恒沸精馏与萃取精馏都需加入添加剂(第三组分)，其目的是 。 2、已知某精馏塔在情况一下操作得到 F1、 xf1、q1、R1、D1、xD1、xw1。今改变操作为情况二，且知F1=F2，xD1=xD2，xw1=xw2，q1=q2但xf1、=、) D1 D2 W1 W2 R1 R2 3、某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则： (1)回流比等于 ； (2)馏出液量等于 ； (3)操作线斜率等于 。(以上均用数字表示) 4、某精馏塔在操作时，加料热状态由原来的饱和液体进料改为冷液进料，且保持F， xf，V，D不变，则此时xD ，xw ，R ， L/V 。(增加，不变，减少)1、物理吸收操作属于 过程，是一组分通过另一静止组分的 扩散。2、含SO2为10%(体积)的气体混合物与浓度C为0.020kmol/m3的SO2水溶液在一个大气压下相接触。操作条件下两相的平衡关系为p*=1.62C(大气压)，则SO2将从 相向 相转移，以气相组成表示的传质总推动力为 大气压，以液相组成表示的传质总推动力为 kmol/m3。 3、A、总传质系数与分传质系数之间的关系可以表示为1/KL=1/kL+H/kG其中1/kL表示 ，当 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。B、是非题亨利定律的表达式之一为p=Ex，若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为易溶气体。 C、低浓气体吸收中，已知平衡关系y=2x，kxa=0.2kmol/(m3s)，kya=210-4 kmol/(m3s)，则此体系属 (A气膜；B液膜；C气、液双膜)控制总传质系数近似为Kya= kmol/(m3s)。 A： 2 B 0.1 C： 0.2 D： 210-4D、通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时， 。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。4、图所示为同一温度下A、B、C三种气体在水中的溶解度曲线。由图可知，它们溶解度大小的次序是 ；因为 。吸收中，温度不变，压力增大，可使相平衡常数 (增大，减小，不变)，传质推动力 (增大，减小，不变)。5、一般而言，两组分A、B的等摩尔相互扩散体现在 单元操作中，而A在B中单向扩散体现在 单元操作中。（精馏、吸收）在传质理论中有代表性的三个模型分别为 、 和 。在吸收中的理论分析，当前仍采用 模型作为基础。6、在气体吸收时，若可溶气体的浓度较大，则总体流动对传质的影响 。对极易溶的气体，气相一侧的介面浓度y1接近于 ，而液相一侧的液面浓度x1接近于 。写出吸收操作中对吸收剂的主要要求中的四项(1) ；(2) ；(3) ；(4) 。7、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kya=210-4kmol/(m3s)，kxa=0.4kmol/(m3s)。则该吸收过程为 膜阻力控制。气膜阻力占总阻力的百分数为 ；该气体为 溶气体。漂流因数可表为 ，它反映 。 8、吸收过程物料衡算时的基本假定是： 。 。对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数 ，相平衡常数m ，溶解度系数H 。 9、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，设备费用 。当温度增高时，溶质在气相中的分子扩散系数将 ，在液相中的分子扩散系数将 。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HOG将 ， NOG将 (增加，减少，不变)。 10、选择题：(按 a 增加、b减少、C不变填入括号内)含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作，若其他操作条件不变，而入口气体量增加，则对于气膜控制系统：其出口气体组成ya将( )；出口液体组成xb将( )；溶质回收率将( )。 11、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ky=2kmol/(m2h )气相总传质系数Ky=1.5kmol/(m2h )，则该处气液界面上气相浓度y1应为( )，平衡关系y=0.5x。 A：0.02， B：0.01， C：0.015，D：0.00512、在常压下，测定水中溶质A 的摩尔浓度为0.56kmol/m3，此时气相中A 的平衡摩尔分率为0.02 ，则此物系的相平衡常数m= 。当其他条件不变，而总压增加一倍时，相平衡常数m= ，若测得总压值为2 atm，则此时的亨利系数E= atm，而溶解度系数H kmol/(m3atm)。一般地，在相同温度、压力下，气体在水中的扩散系数比在气相中的扩散系数 。13、对一定的逆流吸收操作体系，若其解吸因数S1 B：1 C；=1 D：不一定 已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.0035atm， E2=0.011atm，E3=0.00652atm，则 A：t1t2 C：t1t2 D：t3,=,=,L/V) xe1=y1/m=0.03/1.05=0.02857作物料衡算求出 y2 ： L2x1+ V1y1=L1x1+ V2y2是低浓气体吸收，可认为L、V不发生变化。(L/V)x2+y1=(L/V)x1+y2y2 =y1+(L/V)(x2-x1)=0.03 +1.04(110-4-0.02857)=3.910-4此时极限回收率为h =(y1-y2 )/y1=(0.03-3.910-4)/0.03=98.7%7、在一连续干燥器中干燥盐类结晶，每小时处理湿物料为1000kg，经干燥后物料的含水量由40%减至5%（均为湿基），以热空气为干燥介质，初始湿度1为0.009kg水/kg绝干气，离开干燥器时湿度2为0.039kg水/kg绝干气，假定干燥过程中无物料损失，试求：水分蒸发量（kg水/h）；空气消耗量L（kg绝干气/h）； 原湿空气消耗量L（kg原空气/h）； 干燥产品量2（kg/h）。解：(1)水分蒸发量W x1W1/(1-W1)0.40/(1-0.40)0.667kg水/kg绝干料 x2W2/(1-W2)0.05/(1-0.05)0.053kg水/kg绝干料 GCG1(1-W1)1000(1-0.40)600kg绝干料/hWGc(x1-x2)600(0.667-0.053)368.4kg水/h(2)LW/(H2-H1)368.4/(0.039-0.009)12280kg绝干气/h LL(1+H1)12280(1+0.009)12390.5kg原空气/h(3)G2G1-W1000-368.4631.6kg/h 8、在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料，已知数据如下：空气进入预热器的温度为15，湿含量为0.0073kg水/kg绝干气，焓为35kJ/kg绝干空气；空气进干燥器温度为90，焓为109kJ/kg绝干气；空气出干燥器温度为50；湿含量为0.023kg水/kg绝干气；进干燥器物料含水量为0.15kg水/kg绝干料；出干燥器物料含水量为0.01kg水/kg绝干料；干燥器生产能力为237kg/h（按干燥产品计）。试求：1.绝干空气的消耗量（kg绝干气/h）；2.进预热器前风机的流量（m3/s）； 3.预热器加入热量（kW）（预热器热损失可忽略）。附湿空气比容计算公式： V=(0.772+1.244H(t+273)/273(1.0133105)/P。解：1.求绝干空气量L GCG2(1-W2)=G2/(1+X2)=237/(1+0.01)=234.7kg绝干料/h WGC(X1-X2)234.7(0.15-0.01)=32.9kg/h L=W/(H2-H1)=32.9/(0.023-0.0073)=2096kg绝干气/h2.求风机流量V vH=(0.772+1.244H0)(t0+273)/273=(0.772+1.2440.0073)288/273=0.824m3湿空气/kg绝干气 VLvH=0.8242096=1727m3/h3.求预热器加入热量QP QP=L(I1-I0)2096(109-35) =155104kJ/s=43.08kW 蒸馏:1、 yAxB/yBxA ，能分离，不能用普通精馏的方法分离 离开的气相与液相达到相平衡2、 多次部分汽化和多次部分冷凝 回流和塔顶产品量之比，塔板数为无数多时的回流比的极限值3、y6=0.82,x6=0.70,y7=0.75,x7=0.624、a: yn,xn-1, b: yn,xn C:yn+1,xn,d:xn-1-xn, e: yn-yn-15、冷液 小于泡点温度 最远 最少6、混合液中各组分的挥发度的差异 塔顶液相的回流 塔底上升气流7、t4=t3t1=t28、R=无穷，N=Nmin R=Rmin, N=无穷9、 0.79410、摩尔潜热相等 进料热状况的不同 不变 不变11、（1）减少 增加 （2）增加 减少 增加12、增加 不断下降 温度对外界干扰最灵敏的塔板13、c14、c15、d16、b17、c1、增加被分离组分的相对挥发度 2、D1D2，W1W2，R1R2 3、； 0； 1。 4、解：增加，减少，不变，不变 吸收1、传质 单向 2、P0.1atm P*1.620.020.0324atm从气相向液相转移 DP0.0676atm c*0.1/1.620.0617 c0.02 Dc0.0417 kmol/m33、 液膜阻力 气膜阻力 H/kG A、D D4、CBA； 在同一平衡分压下CC*CB*CA* 减小 增大 5、 精馏 吸收 双膜 溶质渗透 表面更新 双膜 6、 也较大 y* x 溶解度大 ， 选择性高， 腐蚀性小， 挥发度小 7、气膜 100% 易 P/PBM由于总体流动使传质速率比单纯分子扩散增加的比率。8、1. 气相中惰性气体不溶于液相 吸收剂不挥发 不变；减少；不变 减少；靠近；增加 增加；增加 不变；增加对气膜控制系统，因为G， 所以HOG，故NOG；故ya(增加)， 由于操作线斜率减少， 故xb将(增加)，回收率(减少)。 11.解：ye=0.50.01=0.005 NA=Ky(y-ye)=ky(y-yi)=1.5(0.025-0.005)=2(0.025-yi) yi=0.01 12.2.0 1.0 2 28 13. = 物料衡算 气液平衡 传质速率14. L/G不变，而 L，G，且H一定，故HOG， NOG 故应有ya减少，xb上升，回收率将上升； 液膜控制， 液相15.D A A 干燥1、大于， 小于 不变， 升高 该空气的湿球温度 2、上升，下降 ，不变， 不变 大 高 3、 湿度、温度、速度 与物料接触的状况 干、湿球温度计 露点。 4、 大 高 ，。 升高， 不变。 5、下降，废气部分循环。湿物料表面的水分压强大于干燥介质中的水蒸汽分压 传质过程与传热过程； ；6.U-GCdx/(Adq) qQ/(Adq) 0.0488，0.598 主要以机械方式与物料相结合的水份。