化工原理课后练习题

化工原理练习题一（流体流动）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1000kgm3，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 。412kgfm J。5空气在标准状态下密度为1.29kgm3，在0.25MPa下(绝压)80 时的密度为 。620的水通过10m长，d内l 00mm的钢管，流量V010m3h，阻力系数0.02，阻力降P。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。1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C0的大小，主要与 和 有关。当 超过某一值后，C0为常数。l 5直管阻力的表示式hf 。管中流出出 ，流入管内入 。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 。 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1605mm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)。705kgm3，=50010-1Pas 。三、流量5000m3h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)?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2ms。A、B间接一个U型压差计，指示液为CCl4，其密度为1630kgm3。U型管与管子的接管中充满水。求下列三种倩况下A、B两点间的压差为多少Nm2，U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，0.32Re-0.2，(3)管子倾斜30 ，水流方向从B到A，(如图)。 五。用虹吸管将水从A槽吸入B槽，如图所示，管道为玻璃管，0.02，d20mm，1)求每小时流体流量。(2)在C处安装一水银压差计，求其读数(3)当阀门关死时，压差计读数又为多少?(A、B槽中水面可忽略变化)化工原理练习题四（传热）一、填空1、间壁式换热器的传热过程是 、 、 。2、有相变时的对流传数系数比无相变时 ，粘度值越大，对流给热系数 。3、二流体逆流流动，T1300，T2200，t2180，t125，tm 。4、间壁二侧流体的传热过程1、2值相差大12，K值总是接近 那侧的。 5、某保温材料0.02J(msK)，厚度为300mm，测得低温处to80，单位面积导热速率为30J(m2s)，求高温处t1 。6、平壁稳定热传导过程，通过三层厚度相同的材料，每层间温度变化如图所示。试判断1、2、3的大小顺序 ，以及每层热阻的大小顺序 。7、列管式换热器中，用饱和水蒸气加热空气，则传热管的壁温接近 ，总传热系数K的值接近 。8、固定管板式列管换热器中，压力高、腐蚀性以及不清洁的物料应走 程。9、绝对黑体的发射能力与绝对温度 方成正比。10、某圆形管道外有两层厚度相等的保温材料A和B，某温度曲线如图所示，则A层导热系数 B层导热系数，将 层材料放在里层时保温效果较好。11、沸腾传热可分为三个区域，它们是 、 和 。应维持在 区内操作二、在内管为18010mm的套管换热器中，每小时将3500kg的热水从l00冷却到60，冷却水进口温度为40，出口温度为50，传热系数K为8380kJ(m2.h.K)，求：(1)冷却水用量；(2)并流时，两流体平均温差；(3)逆流时，两流体平均温差；(4)并流时，所需管长；(5)逆流时，所需管长。三、一套管换热器，用196kPa的水蒸气加热某料液，料液在542mm的管道中流动，水蒸气在管外冷凝，己知料液进口温度为30，出口温度为60，流量为4000kg/h，已知料液对管壁的传热系数为500W(m2K)，蒸汽对管壁的传热系数为10000W(m2K) ；管内壁的污垢热阻为0.0004 m2KW，忽略管壁及管外污垢的热阻。求： (1)以上换热器的管壁平均温度为多少? (2)若蒸气改为150kPa，问此时料液出口温度为多少?已知：196kPa时水蒸气饱和温度为120；150kPa时为109。 料液的定压比热cP1.9kJkgK，水蒸气汽化潜热为2200kJkg。 改变条件后认为液体物性不变，传热系数不变。化工原理练习题五（吸收）1、 完成以下方程，并指出吸收系数的单位：2、假设气液界面没有传质阻力故pi与ci的关系为 。如果液膜传质阻力远小于气膜的，则KG与kG的关系为 ，在填料塔中，气速越大，KG越 ，扩散系数D越大，KG越 。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： 总传质单元高度HOG： 最少液气比(L/G)min： 相平衡常数m： 4、漂流因数表示式为 ，它反映 的影响。当混合气体中组分A的浓度很低时，漂流因数 。当A浓度高时，漂流因数 。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 ，操作线将 、设备费用将 。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Y18(体积)，平衡关系Y=2X，问 (1) 液气比为2.5时，吸收率= (2) 液气比为1.5时，吸收率 。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m3h，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Y1.4X(Y，X为摩尔比)，已知气体总体积传质系数KY125kmolm3h，轻油平均分子量170。求：(1)轻油用量kgh ? (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y10.03，要求吸收率=0.95，巳知操作条件下mG/L0.8(m常数)，平衡条件YmX，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。化工原理练习题六（蒸馏）一、填空或选择1精馏操作的依据是 。实现精馏操作的必要条件是 。2气液两相呈平衡状态时，气液两相温度 ，液相组成 气相组成。3用相对挥发度表达的气液平衡方程可写为 。根据的大小，可用来 ，若 1，则表示 。4在精馏操作中，若降低操作压强，则溶液的相对挥发度 ，塔顶温度 ，塔釜温度 ，从平衡角度分析对该分离过程 。5某两组分物系，相对挥发度 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= 。全回流操作通常适用于 或 。6精馏和蒸馏的区别在于 ，平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别在于 。7精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是 。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、p0B46kPa，则相对挥发度= ，平衡时液相组成xA ，气相组成yA= 。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 。10 最小回流比的定义是 ，适宜回流比通常取为 Rmin 。11 精馏塔进料可能有 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 。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= 。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 , xw ，V ，L/V 。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 。精馏段上升蒸气量V 、下降液体量L ；提馏段上升蒸气量V ，下降液体量L 。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 ，提馏段液气比L/V ，xD ，xw 。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 ，xw ，L/V 。17在连续精馏塔中，若xF、xD、R、q、DF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 ，xw 。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( )。 At1t2 Bt1t2 Ct1t2 D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( )。 A 容易 B困难 C完全 D不完全21精馏塔的操作线是直线，其原因是( )。 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22分离某两元混合液，进料量为10kmol/h，组成xF为0.6，若要求馏出液组成xD不小于0.9，则最大馏出液量为( )。 A6.67kmol/h B6kmol/h C9kmol/h D不能确定23精馏塔中由塔顶住下的第n-1、n、n+1层理论板，其气相组成关系为( ) 。 Ayn+1ynyn-1 B yn+1ynyn-1 C yn+1=yn=yn-1 D不确定24在原料量和组成相同的条件下，用简单蒸馏所得气相总组成为xD1，用平衡蒸馏得气相总组成为xD2，若两种蒸馏方法所得的气相量相同，则( )。 AxD1xD2 BxD1xD2 CxD1xD2 D不能判断25在精馏塔的图解计算中，若进料热状况变化，将使( )。 A平衡线发生变化 B操作线与q线变化 C平衡线和q线变化 D平衡线和操作线变化26操作中的精馏塔，若选用的回流比小于最小回流比，则( )。 A不能操作 B xD、xw均增加 C xD、xw均不变 D xD减小、xw增加27操作中的精馏塔，若保持F、q、 xD、xw、V不变，减小xF，则( )。 AD增大、R减小 DD减小、R不变 CD减小、R增大 DD不变、R增大 28用某精馏塔分离两组分溶液，规定产品组成xD、xw。当进料组成为xF1时，相应回流比为R1；进料组成为xF2时，相应回流比为R2。若xF1 xF2 ，进料热状况不变，则( )。 AR1R2 D无法判断29用精馏塔完成分离任务所需理论板数NT为8(包括再沸器)，若全塔效率ET为50%，则塔内实际板数为( )。 A 16层 B12层 C14层 D无法确定30在常压下苯的沸点为80.1，环己烷的沸点为80.73，欲使该两组分混合液得到分离，则宜采用( )。 A恒沸精馏 B普通精馏 C萃取精馏 D水蒸气精馏二在常压连续精馏塔中分离某两组分理想溶液，物系的平均相对挥发度为2.0。馏出液组成为0.94(摩尔分率，下同)，釜残液组成为0.04，釜残液流量为150kmolh。回流比为最小回流比的1.2倍。且已知进料方程为y6x-1.5。试求精馏段操作线方程和提馏段操作线方程。