化工原理下册套试卷带标准答案
化工原理下册套试卷带答案
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2013 -- 2014 学年 1 学期 时间110分钟
化工原理 课程 40 学时 2.5 学分 考试形式： 闭 卷
专业年级：化工、制药、应化11级总分100分，占总评成绩 %
一、选择填空题(共40分)
1、（5分）
①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＿减少＿，操作线将＿靠近＿平衡线，设备费用将＿增加＿。 ②当温度增高时，溶质在气相中的分子扩散系数将＿增加＿，在液相中的分子扩散系数将 ＿增加＿。 ③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＿不变＿， NOG 将＿增加＿(增加，减少，不变)。 2、（1分）正常操作下的逆流吸收塔，若因某种原因使液体量减少以至液气比小于原定的最小液气比时，下列哪些情况将发生？ （A ）出塔液体浓度增加，回收率增加 （B ）出塔气体浓度增加，但出塔液体浓度不变 （C ）出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加 （D ）在塔下部将发生解吸现象
3、（3分）若维持操作中精馏塔的Ｆ、ｘf 、ｑ，Ｄ不变，而减少塔釜蒸发量Ｖ。 则：ｘD ＿变小＿，ｘw ＿变大＿，Ｌ／Ｖ＿变小＿。 （变大，变小，不变，不确定）
4、（6分）根据下图所示的双塔吸收流程，在下方示意绘出与其相应的操作线（OE 为平衡线），并用图中所示浓度符号标明各操作线端点坐标。(将示意图绘于答题纸再作答或将原图剪贴于答题纸上作答均可)
组合1 组合2
组合1 组合2
组合1 组合2
5、（1分）进行萃取操作时应使：（ ）
A 分配系数大于1
B 分配系数小于1
C 选择性系数大于1
D 选择性系数小于1
6．（1分）萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M 位于（ ）。
A 溶解度曲线之上方区
B 溶解度曲线上
Y
Y
X X X
Y
O E X
Y
O
E Y
Y
X X
C 溶解度曲线之下方区
D 座标线上
7．（1分）萃取是利用各组分间的（ ）差异来分离液体混合物的。
A 挥发度
B 离散度
C 溶解度
D 密度
8．（3分）某液体组成为x A = 0.6、x B = 0.4，若在其中加入与原料液等量的萃取剂S ，写出混合后的组成：x A =（ 0.3 ）、x B =（0.2 ）、 x S =（0.5）。
9、（3分）在B-S 部分互溶的萃取操作中，若萃取相中含溶质A 为85kg ，稀释剂B 为15kg ，溶剂S 为100kg ，则萃取相中y A /y B =（5.67）。 85/15
10、填空（6分） ①以空气作为湿物料的干燥介质当所用空气的相对温度较大时，湿物
料的平衡水份相应＿较大＿，自由水份相应＿ 较小 ＿。 ②常压下，空气中水汽分压为２０mmHg 时，其湿度Ｈ＝０．０１６８ 。 ③物料干燥时的临界水份是指＿由恒速干燥转到降速阶段的临界点时，物料中的含水率；它比物料的结合水份 大 ＿。 11、 （6分）
① 物料的平衡水份一定是( ) (Ａ)．非结合水份 (Ｂ)．自由水份 (Ｃ)．结合水份 (Ｄ)．临界水份 ② 空气温度为ｔo ，湿度为Ｈo ，相对湿度为φo 的湿空气，经一间接蒸汽加热的预热 器后，空气的温度为ｔ1，湿度为Ｈ1，相对湿度为φ1，则( ) (Ａ)．Ｈ1 ＞Ｈ0 (Ｂ)．φ0 ＞φ1 (Ｃ)．Ｈ1 ＜Ｈ0 (Ｄ)．φ0 ＜φ1 ③ 在恒定干燥条件下，将含水20％的湿物料进行干燥，开始时干燥速率恒定，当干燥至含水量为５％时，干燥速率开始下降，再继续干燥至物料恒重，并测得此时物料含水量为
０．０５％，则物料的临界含水量为( ) (Ａ)．５％ (Ｂ)．２０％ (Ｃ)．０．０５％ (Ｄ)．４．５５％ ④ 空气的干球温度为ｔ，湿球温度为ｔw ，露点为ｔd ，当空气的相对湿度 φ＝９８％时，则( ) (Ａ)．ｔ＝ｔw ＝ｔd (Ｂ)．ｔ＞ｔw ＞ｔd
(Ｃ)．ｔ＜ｔw ＜ｔd (Ｄ)．ｔ＞ｔw ＝ｔd 12、填空 （4分）
① 板式塔的类型有：泡罩塔、浮阀塔、和筛板塔 等（至少列举三种）。 ② 筛板塔设计中，板间距ＨT 设计偏大优点是液沫夹带少，不易造成降液管液泛；
缺点是增加全塔高度。 二、计算题（15分）
某精馏塔用于分离苯－甲苯混合液，泡点进料，进料量30kmol/h ，进料中苯的摩尔分 率为 0.5，塔顶、底产品中苯的摩尔分率分别为0.95和0.10，采用回流比为最小回流比的 1.5倍，操作条件下可取系统的平均相对挥发度α=2.40。 (1)求塔顶、底的产品量；
(2)若塔顶设全凝器，各塔板可视为理论板，求离开第二块板的蒸汽和液体组成。 答文
解：F=D+W F ｘF ＝ＤｘD ＋Ｗｘw 30=D+W 30×0.5=D ×0.95+W ×0.10 D=14.1kmol/h W=15.9kmol/h x e =x F =0.5, ｙe=αｘe ／[1+(α-1)ｘe]=2.40×0.5/[1+(2.40-1)×0.5]=0.706 Rmin=（ｘD －ｙe ）／（ｙe －ｘe ）＝(0.95-0.706)/(0.706-0.5)=1.18 R=1.5×1.18=1.77 y=[R/(R+1)]x+ｘD ／（R+1)=[1.77/(1.77+1)]x+0.95/(1.77+1)=0.639x+0.343 ｙ1＝ｘD ＝0.95 ｘ1＝ｙ1／[α－y 1(α－1）]=0.95/[(2.40-0.95(2.40-1)]=0.888 ｙ2＝0.639x1+0.343=0.639×0.888+0.343=0.910 ｘ2＝0.910/[2.40-0.910(2.40-1)]=0.808
B
A
F ?
?
M
B
A
三、计算题（15分）
采用常压干燥器干燥湿物料。每小时处理湿物料１０００ｋｇ，干燥操作使物料的湿基含量由４０％减至５％，干燥介质是湿空气，初温为２０℃，湿度Ｈo＝０．００９ｋｇ水／ｋｇ绝干空气，经预热器加热至１２０℃后进入干燥器中，离开干燥器时废气温度为４０℃，若在干燥器中空气状态沿等Ｉ线变化。试求：
（１）水分蒸发量Ｗｋｇ／ｓ；
（２）绝干空气消耗量Ｌｋｇ绝干气／ｓ；
（３）干燥收率为９５％时产品量ｋｇ／ｓ；
（４）如鼓风机装在新鲜空气进口处，风机的风量应为多少ｍ3／ｓ？
答文
（１）Ｗ＝Ｇc（ｘ1－ｘ2）
ｘ1＝０．４／（１－０．４）＝０．６６７
ｘ2＝０．０５／（１－０．０５）＝０．０５２６
Ｇc＝１０００（１－０．４）＝６００ｋｇ绝干料／ｈ
∴Ｗ＝６００（０．６６７－０．０５２６）
＝３６８．６４ｋｇ／ｈ＝０．１０２４ｋｇ／ｓ
（２）Ｌ＝Ｗ（Ｈ2－Ｈ1）
Ｈ1＝Ｈo＝０．００９ｋｇ水／ｋｇ绝干气ｔ1＝１２０℃，ｔ2＝4０℃
Ｈ2未知，可通过Ｉ1＝Ｉ2求算
Ｉ1＝(1.01+1.88Ｈ1)ｔ1+2490Ｈ1＝1.01ｔ1+(1.88ｔ1+2490)Ｈ1
Ｉ2＝(1.01+1.88Ｈ2)ｔ2+2490Ｈ2＝1.01ｔ2+(1.88ｔ2+2490)Ｈ2
∴Ｈ2＝（1.01×120+(1.88×120+2490)×0.009-1.01×40）／（1.88×40+2490）＝０．０４１ｋｇ水／ｋｇ绝干气
∴Ｌ＝0.1024/(0.041-0.009)＝３．１９７４ｋｇ绝干气／ｓ
（３）Ｇ2’＝０．９５Ｇ2
∴Ｇ2’＝０．９５×Ｇc（１＋ｘ2）
＝０．９５×６００／３６００×（１＋０．０５２６）
＝０．１６７ｋｇ／ｓ
（４）Ｖ＝Ｌ·ｖH ＝3.1974[(0.772+1.244Ｈo)(ｔo+273)/273]
＝3.1974[(0.772+1.244×0.009)×(20+273)/273] ＝２．６９ｍ3／ｓ
四、计算题（15分）
用填料塔从一混合气体中逆流吸收所含的苯。混合气体中含苯５％（体积％），其余为空气, 要求苯的回收率为90％（以摩尔比表示），吸收塔为常压操作，温度为25℃，入塔混合
气体为每小时９４０[标准ｍ3]，入塔吸收剂为纯煤油，煤油的耗用量为最小耗用量的１.５倍，已知该系统的平衡关系Y=０.１４X（其中Y、X为摩尔比），已知气相体积传
质系数ＫY a＝０.035[Kmol/m3.s]，纯煤油的平均分子量Ｍs ＝１７０，塔径Ｄ＝０.６[ｍ]。
试求：（１）吸收剂的耗用量为多少[Kg/h]？
（２）溶液出塔浓度x1为多少？
（３）填料层高度Z为多少[ｍ]？
答文
解：（1）η=90%, y b=0.05,
进口： Y b=y b/(1-y b)=0.05/(1-0.05)=0.05263 （mol苯/mol气体）
出口 Y a=Y b(1-η)=0.005266
（气体＋苯流量）
V=940/22.4=41.96 kmol/h
（气体流量） V B =V(1-y b)=41.96(1-0.05)=39.87 kmol/h (L s /V B )min =(Y b-Y a)/(Y b/m)
=(0.05263-0.00526)/(0.05263/0.14)=0.126
L s =1.5L s min =1.5×0.126×39.87=7.536 kmol/h
=7.536×170 Kg/h=1281Kg/h （2）X b =(Y b-Y a)/（1.5(L s /V B )min ）
=(0.05263-0.00526)/(1.5×0.126)=0.251 x b =X b /(1+X b )=0.2006 （3）ＨOG =V B /(ＫY ａΩ) =(39.87/3600)/(0.035×0.785×０．６2
)=1.12 m
ＮOG =(Y b -Y a )/ΔYm
ΔY b =Y b -Y b *=0.05263-0.14×0.251=0.01749 ΔY a =Y a -Y a *=0.00526—0=0.00526 ΔY m =(0.01749-0.00526)/ln(0.01749/0.00526)=0.01018 ＮOG =(0.05263-0.00526)/0.01018=4.65
Ｚ＝ＨOG ×ＮOG =1.12×4.65=5.2 m 五、计算题（15分） 在B-S 部分互溶物系的单级萃取中，料液中溶质A 与稀释剂B 的质量比为40:60。采用纯
溶剂S=200kg ，溶剂比S / F 为1，脱出溶剂后萃余液'R 浓度'A x =0.3（质量分率），选择性系数β = 8。 试求：萃取液量'E 为多少kg ？
解：''''
''(1')/(1')
A A A A A A
B B B B A A y x y x y x y x y x y x β===
--
'80.3
'0.7741(1)'1(81)0.3
A A A x y x ββ?=
==+-+-?
200,40/(4060)0.4F F S kg x ===+=
2000.4'0.774'0.3
''''200''''
F A A E R Fx E y R x E R F E R ?=?+??=+???
=+=+?? 即
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化工原理试题及答案(绝密请勿到处宣扬) 12月25日
二、选择题（共5题，每题2分，共10分） 1. 对吸收操作有利的条件是：（ D ） A. 操作温度高、压强高；B. 操作温度高、压强低；C. 操作温度低、压强低；D. 操作
温度低、压强高
2. 精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板（ A ）
，液相温度较下层塔板（ ） A. 高，低；B. 低，高；C. 高，高；D. 低，低
3. （ D ）是塔内气液两相总体上呈逆流流动，而在每块塔板上呈均匀的错流流动。
A. 板式塔的传质意图；
B. 板式塔的设计过程；
C. 板式塔的恒摩尔流要求；
D. 板式塔的设计意图
4. 恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的（ C ）及与物料的接触方式都不变。 A. 温度、焓值、湿度；B. 流速、压强、湿度；C. 流速、温度、湿度；D. 温度、湿度、
压强 5. 对于湿物料的湿含量，下面哪种说法是正确的？（ B ）
A. 平衡水一定是自由水；
B. 平衡水一定是结合水；
C. 自由水一定是结合水；
D. 自
由水一定是非结合水
6. 当二组分液体混合物的相对挥发度为（ C ）时，不能用普通精馏方法分离。
当相对挥发度为（ A ）时，可以采用精馏方法 A. 3.0；B.2.0；C.1.0；D.4.0
7. 下述说法中错误的是（ B ）。 A .板式塔内气液逐级接触，填料塔内气液连续接触； B. 精馏用板式塔，吸收用填料塔；
C.精馏既可以用板式塔，又可以用填料塔；
D. 填料塔可以避免液泛 3
化工原理（下册）期末试题
专业 化学工程与工艺 学号 姓名
题号 一 二 三 四 五 六 总分
得分
2
221mx y mx
y --一、填空选择题（25分，每空1分）
1、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则该塔的H OG 将不变，N OG 将增
大 。
2、在吸收塔的设计中，当气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时，若 减小吸收剂用量，则传质推动力将减小，设备费用将增加。
3、某二元混合物，其中A 为易挥发组分。液相组成x A =0.4，相应的泡点为t 1；汽
相组成4.0=A
y ，相应的露点为t 2
。则t 1
与t 2
大小关系为21t t < ???
。 4、简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐降低，其沸点则逐渐升高。 5、已知塔顶第一块理论板上升的汽相组成为y 1=0.63（摩尔分率，下同），将其全 部冷凝为泡点液体，该液体在贮罐内静止分层，上层x D =0.9作为产品，下层x 0=0.5 于泡点下回流，则回流比R=2.08 。 6、设计精馏塔时，已知原料为F,x F ,分离要求为x D
和x W
,加料热状态q 已选
定,今若选择较大的回流比R,则N T
减少, L/V 增大?(增加,不变,减少)
7、萃取操作依据是溶液中各组分在溶剂中溶解度有差异。选择萃 取剂的主要原则较强溶解能力、较高选择性、易于回收 。
8、有一实验室装置将含A 10%的A 、B 混合物料液50公斤和含A 80%的A 、B 混合物料 液20公斤混合后，用溶剂S 进行单级萃取，所得萃余相和萃取相脱溶剂后又能得到 原来的10% A 和80% A 的溶液。问此工作状态下的选择性系数β＝ 36
9、在101.3kPa 下，不饱和湿空气的温度为295K 、相对湿度为69%，当加热到303K 时， 该空气下列参数将如何变化？ 相对湿度降低，湿球温度升高，露点不变。 10、已知湿空气总压为100kPa, 温度为40℃, 相对湿度为50%, 已查出40℃时 水的饱和蒸气压Ps 为7.375 kPa, 则此湿空气的湿度H 是0.0238 kg 水/kg 绝 干气,其焓是101.69/100.69 kJ/kg 绝干气。
11、对某低浓度气体吸收过程，已知相平衡常数m = 2，气、液两相的体积传质系 数分别为k y a = 2?10-4
kmol/(m 3
?s)，k x a = 0.4kmol/(m 3
?s)。则该吸收过程为________ 阻力控制。
（A ）气膜 （B ）液膜 （C ）气、液双膜 （D ）无法确定
12、某精馏塔的设计任务为：原料为F 、x f ，塔顶为x D ，塔底为x W ，若塔釜上升蒸汽 量V ' 不变，加料热状态由原来的饱和蒸汽改为饱和液体，则所需理论板
N T ?? ??。
（A ）增加 （B ）减少 （C ）不变 （D ）不确定
13、在精馏塔设计计算中，当F 、x F 、R 、D 和W 一定，并保持实际操作气速不变，而q 值减小，则___ ____。
（A ）精馏段塔径不变，提馏段塔径减小 （B ）精馏段塔径增大，提馏段塔径不变 （C ）精馏段塔径减小，提馏段塔径增大 （D ）精馏段塔径减小，提馏段塔径减小 14、在B-S 部分互溶体系的单级萃取过程中，若加入的纯溶剂量增加而其它操作条 件不变，则萃取液浓度o
A y __ _____。
(A)增大 (B)下降 (C)不变 (D)变化趋势不确定 15、温度为t 0，湿度为H 0，相对湿度为?0的湿空气，经一间接蒸汽加热的预热器后， 空气的温度为t 1，湿度为H 1，相对湿度为?1，则__ __ _
(A) H 0>H 1； （B ）?0>?1； （C ）H 0 二、问答题（１5分，每小题5分） 1、操作中的吸收塔，若吸收剂入塔浓度x 2降低，其他操作条件不变，试定性分析气体出塔 浓度y 2、液体出塔浓度x 1的变化趋势。(可画图说明：N OG 不变条件下，x 1只能变小) Θ、L 、G 不变，∴H OG 不变、N OG 不变；又m 不变，故 1/A 不变。由吸收因数法可知 不 变，由此可知y 2↓。 至于x 1的变化，则可用排除法判断：假设x 1不变或变大，可见均与N OG 不变相 矛盾。因此，x 1必变小。 2、精馏塔在一定条件下操作，若回流液由饱和液体改为冷液时，其塔顶产品组成有何变化？为什么？ 从泡点回流改为冷液回流时，x D ↑。其原因是：冷液回流至塔顶时，冷凝一部分蒸气，放出的潜热把冷液加热至塔顶第一板的饱和温度。冷凝部分中含难挥发组分较大，使气相易挥发组分增浓。同时，在塔顶回流比保持不变的条件下，增加了塔内的内回流，使得精馏段实际回流比增大，操作线向平衡线靠近，所需N T 减少，这也有利于分离。 3、提高干燥时气流速度而使恒速阶段的干燥速率增大时; x C 值将会变大还是变小? 试从干燥 机理加以分析。 、x C ↑ 因为提高干燥时气流速度可导致等速阶段U 0增加,随着U 0↑,内部水分扩散不及的现象就可能提前来临,即x 0↑。也就是:临界含水量x 0随恒速阶段的干燥速率的增加而增大。 ()()A H w w H A w C A N k H H t t k N r N X α α=-= -??↑ ↑?↑ 恒恒；气速增大和增大物料本性、气固接触方式均相同条件下， 三、萃取计算题（10分） 用纯溶剂S 进行单级萃取，x F =0.15（质量分率，下同），萃取相中A 的浓度与萃余相中A 的浓度相同，采用溶剂比S/F 为1。试求： （1）选择性系数β； （2）当溶剂用量为最少时的萃取液浓度o A y 。（设所涉及范围内分配系数k A 均相同） x F E ? A y ?A,max M′ E′ R ? R M E B S （1）作图法求解：连接x F 、S 两点， 因为S/F=1，所以FS 中点即为合点M 。 又A A x y =，故过M 作水平线RE 即为连结线， 连接SE 、SR ，并延长至0 0R E 、， 由图上可读出 0A y =0. 54，0 A x =0. 1 0000 0000 //0.54/0.110.56/(1)/(1)(10.54)/(1//10.56/(1)/(10.1) ) A A A A B B A S A A A A A A S B B A y x y x y x y y x y x y x y x x y x ββ∴====---= =-----=也可 （2）设FS 线与平衡线左交点为M '，过M '作水平线M 'E '，则M 'E '即为S 用量最少时的连结线。连结SE '并延长至AB 边上，得o A y =0. 6(虚线位置) 四、干燥计算题（15分） 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：湿空气比体积计算公式：v H =（2.83×10-3+4.56×10-3H ）×(t+273) １．求绝干空气量V （考察X 与w 之间的关系） ＧC ＝Ｇ2 (1-ｗ2 )=Ｇ2 ／(1+X2 )=237/(1+0.01)=234.7Kg 绝干料/h Ｗ＝ＧC （X1 -X2 ）＝234.7(0.15-0.01)=32.9Kg/h V=W/(H2-H1)=32.9/(0.023-0.0073)=2096Kg 绝干气/h ２．求风机流量L v H =（2.83×10-3+4.56×10-3Ho ）×(to+273) =（2.83×10-3+4.56×10-3×0.0073）×(15+273) =0.825m 3 湿空气/Kg 绝干气 L ＝V ×ｖH =0.825×2096=1729.2m 3/h=0.480 m 3 /S ３．求预热器加入热量ＱP ＱP = V （Ｉ1 －Ｉ0 ）＝2096(109-35) =155104KJ/h=43.08KW 五、吸收计算题（15分） 在填料塔中，用纯吸收剂逆流吸收某气体混合物中的可溶组分A ，已知气体混合物中溶质A 的初始组成为0.05，通过吸收，气体出口组成为0.02，溶液出口组成为0.098（均为摩尔分率），操作条件下的气液平衡关系为y = 0.5x ，并已知此吸收过程为气膜控制，试求： (1) 气相总传质单元数N OG ； (2)当液体流量增加一倍时，在气量和气液进口组成不变的情况下，溶质A 被吸收的量变为原来的多少倍？ (1) 属低浓气体吸收 ,x 2=0 306.00 098.002.005.0121=--=-=x y y G L 0.51/ 1.630.6120.306 m A A L G ====； ?? ????+--??? ??-- = L mG mx y mx y L mG L mG N OG 22211ln 11 ()6 .463.102.005.063.11ln 63.111=?? ????+--= (2) L 增大一倍时，因吸收过程为气膜控制，故K y a 不变，H OG 不变，所以N OG 也不变。 而 1 1.630.815 1.22422 mG A A L ===='；，则 ??????'+'??? ??'-'- = A y y A A 111ln 111 6.421 ()00606 .0815.005.0815.01ln 815.0112=' ∴? ? ????+'--= y y a L 增大一倍后，溶质A 被吸收的量＝()21y y G '- 而原状况下溶质A 被吸收的量＝()21y y G - ()()) (46.102 .005.000606.005.02121212 1倍=--=-'-=-'-∴ y y y y y y G y y G 六、精馏计算题（20分） 含苯0.5（摩尔分率，下同）、流量为1000kmol/h 的苯?甲苯混合液在一常压连续操作的精馏塔内进行分离。按工艺要求塔顶馏出液中苯含量不低于0.9，苯的回收为90%，泡点进料和泡点回流，且R=1.5R min ，α=2.5。试求： （1）塔顶、塔底产品量D 、W （kmol/h ）及塔底产品浓度x W ； （2）写出此操作条件下的精馏段操作线方程； （3）写出此操作条件下的提馏段操作线方程； （4）若在塔操作中将上述进料浓度改为0.4，而维持F 、q 、R 、D 不变，能否达到 分离要求？ （1） 90.05.010009.0=?=D Fx Dx F D Θ 500=∴D kmol/h W D +=1000 500=∴W kmol/h W Wx D +?=?9.05.01000 1.0=∴W x （2）泡点进料，5.0==F e x x ()304 .1869.05.15.1869 .05 .0714.0714 .09.0714 .05 .05.115 .05.211min min =?=?==--=--= =?+?=-+= R R x y y x R x x y e e e D e e e αα 精馏段操作线方程： 390.0566.0304.29 .0304.2304.1111+=+=+++= +n n D n n x x R x x R R y （3）精馏段操作线与q 线交点d 坐标为：5.0==F d x x ，673.0390.0566.0=+=d d x y 故提馏段操作线方程为：W d W d W m W m x x x y x x x y --=--+1 即 111 2.3045000.10.6730.1 0.10.50.1 1.43250.0431152 1.304500100016521.4340.0434 25 m m m m V R y x D L RD qF y y x x ++=+=?==+=?+==--= --=--或者（）则可得提溜段方程 (4) x D 不能达到分离要求。 此题可图解说明 4 题号 一 二 三 总分 得分 1.吸收操作是依据 各个组分的溶解度不同 ，以达到分离均相 得分 评卷人 一、填空（每题1分，共30分） 气体混合物的目的。 2.干燥速率曲线包括：恒速干燥阶段和降速阶段。在恒速干燥阶段，物料的表面温度等于空气的湿球温度，所干燥的水分为非结合水水分。 3.二元理想物系精馏塔设计，若,n F F D W q x x α、、x 、、一定，将饱和液体进料改为饱和蒸汽进料，则最小回流比变大，若在相同回流比下，所需的理论板数变大，塔釜热负荷减小，塔顶冷凝器热负荷不变。 4.已知精馏段操作线方程y=0.75x+0.2,则操作回流比R=3，馏出液组成x D =0.8；提馏段操作线方程 1.30.021y x =-，则w x = 0.07. 5.若x*-x 近似等于x i –x ，则该过程为液膜控制。 6.用纯溶剂逆流吸收，已知q n,l /q n,v =m ，回收率为0.9，则传质单元数N OG = 。 7.蒸馏在化工生产中常用于分离均相液体混合物，其分离的依据是根据组分的挥发度不同。 8.吸收过程中的总阻力可表示为111G G L K k Hk =+,其中1 G k 表示气膜阻力，当H 很 大 时（很大、很小）， 1 L Hk 可忽略，则该过程近似为气膜 控制。 9.在常压下，0.2A x =（摩尔分数，下同）的溶液与0.15A y =的气体接触，已知2m =, 此时将发生解吸。 10.在分离乙醇和水恒沸物时，通常采用恒沸精馏，加入的第三组分苯，无水乙醇从塔底（顶、底）引出。 11.塔的负荷性能图中包括5条线，这5条线包围的区域表示塔正常操作范围。 12.全回流操作时回流比R 等于无穷大.，精馏段操作线方程为y=x 。 1 13.板式塔漏液的原因是气速过小，溢流堰的作用保持塔板上有一定的清液层。 14当空气相对湿度ф=98%时.则空气的湿球温度t w 、干球温度t 、露点温度t d 之间的关系为干球温度（大于等于）湿球温度（大于等于）露点温度。 1. 15.某两组份混合物的平均相对挥发度0.2=α，在全回流下，从塔顶往下数对 第1,+n n 层塔板取样测得*0.3,n n x y =则 = 0.46 ，1+n y =0.3。 1.在恒定干燥条件下将含水20%（干基，下同）的湿物料进行干燥，开始时干 燥速度恒定，当干燥至含水量为5%时，干燥速度开始下降，再继续干燥至物料衡重，并设法测得此时物料含水量为0.05%，则物料的临界含水量为（ A ），平衡含水量（ C ）。 （A ）5% （B ）20% （C ）0.05% (D)4.95% 2.达到指定分离程度所需理论板层数为10（包括再沸器），若全塔效率为50%，则塔内实际板数 。 A.20 B. 18 C.16 3.湿空气经预热后，空气的焓增大，而______。 A.H 、?都升高 B. H 、?都降低 C.H 不变，?降低 4.下列各组参数中，哪一组的两个参数是相互独立的 。 A.H 、p B. H 、t d C.I 、t w D.t 、H 5. 在恒定干燥条件下用热空气干燥某物料，当干燥速率降为零时，物料中剩余的水分是： 。 A.自由水分 B.结合水 C.非结合水 D. 平衡水分 6.气、液组成相同的两组成混合物，泡点温度t 1 和露点温度 t 2的关系是 。 A.t 1 > t 2 B. t 1< t 2 C.t 1 =t 2 7.在稳定操作的吸收塔内，任意截面上的传质速率N A 。。 A.相等 B.不等 8.推动力（Y-Y*）与吸收系数 对应。 A.K G B.K Y C.K X D. k G 得分 评卷人 二、选择题（每题2分，共30分） 1．（20分）有立式列管式换热器，其规格如下：管数30根、管长 3 m、管径由25×2.5 mm，为单管程。今拟采用此换热器冷凝冷却CS2 饱和蒸汽，从饱和温度46℃冷却到10℃，CS2 走管外，其流量为250 kg／h，其冷凝潜热为356 kJ/kg，液体CS2的比热为 1.05 kJ ／（kg·℃ ）；水走管内与CS2成总体逆流流动，冷却水进出口温度分别为5℃和30℃。已知CS2 冷凝和冷却时传热系数（以外表面积为基准）分别为K1= 232.6和K2= l16.8 W/（m2·℃），问此换热器是否适用? 1.解：CS2冷凝的热负荷：Q冷凝＝250×356＝89000kJ/h＝24.72 KW CS2冷却的热负荷：Q 冷凝＝250×1.05×（46－10）＝9450kJ/h ＝2.6 KW 总热负荷Q 为：Q＝24.7＋2.63＝27.3 KW 冷却水用量q m2 为：q m2＝27.3 ＝0.261kg/s＝940kg/h 4.187×（30-5） 设冷却水进入冷却段的温度为t k，则有：0.261×4.187×（t k－ 5）＝2.6KW 解之得：t k＝7.38℃，则：（5 分） 冷凝段对数平均温差：Δ t m＝（46－30）－（46－7.38） ＝25.67℃ ln46 －30 46－7.38 所需传热面积： A 冷凝＝24.7/232.6×10－3×25.67＝ 4.14m2，（5 分） 冷却段对数平均温差：Δ tm＝（46－7.38）－（10－5）＝ 16.45℃ ln 46－7.38 （5 分）10－5 所需传热面积： A 冷却＝ 2.6/116.8×10－3×16.45＝ 1.35m2， 冷凝、冷却共需传热面积：Σ A i＝4.14＋ 1.35＝5.49m2， 换热器实际传热面积为：A0＝30×3.14×0.025×3＝7.065＞ΣA i ，所以适宜使用。（5分） ２．（20 分）某列管换热器由多根Φ 25×2.5mm的钢管组成，将流量为15×103kg/h 由20℃加热到55℃, 苯在管中的流速为0.5m/s ，加热剂为130℃的饱和水蒸汽在管外冷凝，其汽化潜热为2178kJ/kg ，苯的比热容cp为1.76 kJ/kg ·K,密度ρ 为858kg/m3，粘度μ为0.52 ×10-3Pa·s，导热系数λ为0.148 W/m·K，热损失、管壁热阻及污垢热阻均忽略不计，蒸汽冷凝时的对流传热系数α 为10×104 W/m2·K。试求： （1）水蒸汽用量（kg/h ）；（4分） （2）总传热系数K（以管外表面积为准）；（7 分） （3）换热器所需管子根数n及单根管子长度L。（9 分） 化工原理（下）期末考试试卷 一、 选择题： (每题2分，共20分) 1.低浓度难溶气体吸收,其他操作条件不变,入塔气量增加,气相总传质单元高度 H OG 、出塔气体浓度2y 、出塔液体浓度1x 将会有__A______变化。 A OG H ↑, 2y ↑, 1x ↑ B OG H ↑, 2y ↑, 1x ↓ C OG H ↑, 2y ↓, 1x ↓ D OG H ↓, 2y ↑, 1x ↓ 2.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k y =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y i 应为__B______。平衡关系y=0.5X 。 A .0.02 B.0.01 C.0.015 D.0.005 3.下述说法中正确的是_B____。 A.气膜控制时有：*p p i ≈，L G Hk k 11<< B 气膜控制时有：*p p i ≈，L G Hk k 11>> C 液膜控制时有：i c c ≈*，G L k H k <<1 D 液膜控制时有：i c c ≈，G L k H k >>1 4.进行萃取操作时，应使溶质的分配系数___D_____1。 A 等于 B 大于 C 小于 D 都可以。 5.按饱和液体设计的精馏塔，操作时D/F 、R 等其它参数不变，仅将料液改为冷 液进料，则馏出液中易挥发组分浓度____A____，残液中易挥发组分浓度______。 A 提高，降低； B 降低，提高； C 提高，提高； D 降低，降低 6.某精馏塔的理论板数为17块（包括塔釜），全塔效率为0.5，则实际塔板数为 ____C__块。 A. 30 B.31 C. 32 D. 34 7.在馏出率相同条件下，简单蒸馏所得馏出液浓度____A____平衡蒸馏。 A 高于； B 低于； C 等于； D 或高于或低于 8.指出“相对湿度，绝热饱和温度、露点温度、湿球温度”中，哪一个参量与空 气的温度无关_____B___ 中南大学考试试卷(A) 2013 ~ 2014 学年2 学期时间110分钟化工原理课程48 学时 3 学分考试形式: 闭卷 专业年级:化工?制药?应化11级总分100分，占总评成绩70 % 一、选择填空(35分) 1?(2分) 某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ，当地大气压为101kPa，则泵入口处的绝对压强为( )? A. 74.3kPa; B. 101kPa; C. 127.6kPa? 2?(2分) 水在圆形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的( )? A. 1/4; B. 1/2; C. 2倍? 3?(4分) 当地大气压为750mmHg时，测得某体系的表压为100mmHg，则该体系的绝对压强为Pa，真空度为Pa? 4?(2分) 一球形石英颗粒，分别在空气和水中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? 5?(5分) 套管由Φ57×2.5mm和Φ25×2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于，润湿周边等于，当量直径等于? 6?(2分) 板框压滤机中，最终的过滤速率是洗涤速率的( )? A.一倍 B.一半 C.四倍 D.四分之一 7?(4分) 冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90o C，出口温度为50o C，冷水进口温度为15o C，出口温度为53o C，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的( )? A?5%; B?6%; C?7%; D?8%; 8?(2分) 为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是( ) A?表面光滑，颜色较浅; B?表面粗糙，颜色较深; C?表面粗糙，颜色较浅; D?表面光滑，颜色较深; 9?(4分) 黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来的倍?10?(1分) 采用多效蒸发的目的是为了提高( )? A. 完成液的浓度; B. 加热蒸汽经济程度; C. 生产能力 11、(1分) 多效蒸发中，蒸汽消耗量的减少是通过增加( )而换取的? A. 传热面积; B. 加热蒸汽压力; C. 传热系数 12?(1分) ( )加料的多效蒸发流程的缺点是料液粘度沿流动方向逐效增大，致使后效的传热系数降低? A. 并流; B. 逆流; C. 平流 13?(1分) 离心泵的调节阀( ) ， A.只能安在进口管路; B.只能安在出口管路上; C.安装在进口管路和出口管路上均可; D.只能安在旁路上 14?(1分) 泵的工作点( )? A 由泵铭牌上的流量和扬程所决定; B 即泵的最大效率所对应的点; C 由泵的特性曲线所决定; D 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点?15?(3分) 在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4 m，切向速度为15 m/s ?当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数K c为? 填空题 I. (3分)球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是 _粒子所受合力的 代数和为零_。滞流沉降时，其阻力系数=_24/ Rep_. 2― 勺、连续的同种流体内，位于同一水平面上各点的压力均相等。 3. 水在内径为? 105mmX25mm 只管内流动，已知水的粘度为1.005mPa*s ,密度 为1000kg*m3,流速为1m/s ，贝U Re=99502流动类型为湍流。 4. 流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来 的2—倍;如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的1/4倍. 5. 求取对流传热系数常采用 因次分析法，将众多影响因素组合成若干无因次 数群，再通过实验确定各特征数 数之间的关系，即得到各种条件下的 关联 式。 6. 化工生产中加热和冷却的换热方法有_直接换热_,间壁换热和蓄热换热. 7. 在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温接近饱和蒸汽 侧流体的温度，总传热系数K 接近空气侧流体的对流给热系数。 8. 气液两相平衡关系将取决于以下两种情况： ⑴(2)若p > pe 或Ce > C 则属于吸收过程 9. 计算吸收塔的填料层高度，必须运丽口下三个方面的知识关联计算：_平衡关系 ,物料衡算，传质速率.. 10. 在一定空气状态下干燥某物料能用干燥方法除去的水分为 _自由水分首先除 去的水分为非结合水分不能用干燥方法除的水分为 平衡水分。 II. ,当20E 的水(p =998.2kg/m3,卩=1.005厘泊)在内径为100mm 勺光滑管内流 动时,若流速为1.0m/s 时，其雷诺准数Re 为9.93 x 105；直管摩擦阻力系数入为 0.0178._ 12. 流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有粘性 13. 计算管道流体局部阻力的方法有：当量长度法；阻力系数法；,其相应的阻力计 14. 过滤是一种分离悬浮在 液体或气体中固体微粒 的操作。 15. 进行换热的两流体，若a 1》a 2时，要提高K 值，应设法提高a 2； 当a 1 "a 2时，要提高K 值，应使 a 1a 2同时提高 。 16. 某间壁换热器中，流体被加热时，圆形管内湍流的传热系数表达式为 0.023 Re 0.8 Pr 0.4.当管内水的流速为0.5m/s 时,计算得到管壁对水的传热系 d 数a =2.61(kw/ (nt K ).若水的其它物性不变，仅改变水在管内的流速,当流速 为1.2m/s 时，此时传热系数a =3.81(kw/ ( nV K ). 17. 强化传热的方法之一是提高 K 值.而要提高K 值则应提高对流传热系数提高 给热系数较小一侧的给热系数. 18. 吸收剂用量增加，操作线斜率增大，吸收推动力增大。 (增大，减小，不变) 19. 双膜理论认为，吸收阻力主要集中在界面两侧的气膜和液膜 之中。 20. 对不饱和湿空气，干球温度大于湿球温度，露点温度小于湿球温度。 算公式为h f 2 l e U d 2g ；,h f 2g 吸收 一填空 (1) 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k y=2kmol/m2·h，气相传质总K y=1.5kmol/m2·h，则该处气液界面上气相浓度y i应为?0.01????。平衡关系y=0.5x。 (2) 逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无穷高时，气液两相将在塔底达到平衡。 (3) 在填料塔中用清水吸收混合气中HCl，当水量减少时气相总传质单元数N OG增加。 (4) 板式塔的类型有；板式塔从总体上看汽液两相呈逆流接触，在板上汽液两相呈错流接触。 (5) 在填料塔中用清水吸收混合气中NH3，当水泵发生故障使上水量减少时，气相总传质单元数NOG (增加）（增加，减少）。 (6) 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，吸收操作中温度不变，压力增加，可使相平衡常数???减小?（增大、减小、不变），传质推动力??增大?（增大、减小、不变），亨利系数??不变（增大、减小、不变）。 (7) 易溶气体溶液上方的分压（小），难溶气体溶液上方的分压（大) ，只要组份在气相中的分压(大于）液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。 (8) 压力（减小),温度( 升高）,将有利于解吸的进行；吸收因素(A= L/mV ) ,当 A>1 时,对逆流操作的吸收塔,若填料层为无穷高时,气液两相将在塔（顶）达到平衡。 (9) 在逆流吸收塔操作时，物系为低浓度气膜控制系统，如其它操作条件不变，而气液流量按比例同步减少,则此时气体出口组成y2将 (减小），液体出口组成将（增大），回收率将。 (10) 当塔板中（气液两相达到平衡状态)，该塔板称为理论板。 (11) 吸收过程的传质速率方程N A=K G( )=k y( )。 (12) 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则塔的H OG将不变，N OG将增大。 (13)吸收因数A可表示为 mV/L，它在X–Y图上的几何意义是平衡线斜率与操作线斜率之比。 (14)亨利定律的表达式为；亨利系数E的单位为 kPa 。 (15) 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k y a=2× 10-4kmol/m3.s, k x a=0.4kmol/m3.s, 则该吸收过程为（气膜阻力控制）及气膜阻力占总阻力的百分数分别为 99.95% ；该气体为易溶气体。 二选择 1.根据双膜理论，当被吸收组分在液相中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数 B 。 A大于液相传质分系数 B 近似等于液相传质分系数 C小于气相传质分系数 D 近似等于气相传质分系数 2.单向扩散中飘流因子 A 。 化工原理试卷及答案 1填空题（每空 1 分，共 20 分） 1．某容器内的绝对压强为200 kPa ，当地大气压为101.3 kPa ，则表压为______。 2．在重力沉降操作中，影响沉降速度的因素主要有 、 和 。 3．热量传递的基本方式有 、 和 。 4．吸收因子A 可表示为 ，它是 与 的比值。 5．空气的干球温度为t ，湿球温度为t w ，露点温度为t d ，当空气的相对湿度等于1时，则t 、 t w 和t d 的大小关系为 。 6．吸收操作一般用于分离 混合物，其原理是利用原料中各组分 差异来达到分离的目的；精馏操作则一般用于分离 混合物，其原理是利用原料中各组分的 差异来达到分离的目的。 7．恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括 阶段和 阶段。 8．全回流（R = ∞）时，精馏段操作线的斜率为 ，提馏段操作线的斜率为 ，对相同的x D 和x W ，部分回流比全回流所需的理论板数 。 一、 选择题（每小题 2 分，共 20 分） 1．不可压缩流体在圆管内作稳定流动，流动速度与管径的关系是 （ ） A . 21221()u d u d = B ．2112 2 ()u d u d = C ． 11 22 u d u d = D ． 12 21 u d u d = 2．离心泵的特性曲线是在哪种情况下测定 （ ） A ．效率一定 B ．功率一定 C ．转速一定 D ．管路（l +∑l e ）一定 3． 对一台正在工作的列管式换热器，已知α1＝11600 W?m -2?K -1 ，α2＝116 W?m -2?K -1，要提高总传热系数K ，最简单有效的途径是 （ ） A ．设法增大α1 B ．设法增大α2 C ．同时增大α1和α2 D ．不确定 4．在降尘室内，要使微粒从气流中除去的条件是 （ ） word可编辑，欢迎下载使用！ 1. 吸收塔的填料高度计算中，N OG反映吸收的难易程度。 2.在气体流量、气相进出口组成和液相进出口组成不变条件下，若减少吸收剂用量，则 操作线将靠近平衡线，传质推动力将减小，若吸收剂用量减至最小吸收剂用量时，意味着完成吸收任务需要的填料高度为无穷高。 3.精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数减小增大、减小），同时蒸馏釜中所需加热 蒸汽消耗量增大（增大、减小），塔顶冷凝器中冷却介质消耗量增大（增大、减小）。 4.在精馏塔设计中，进料温度越高，进料状态参数q越小，完成相同的生产任务需 要的理论板数越多，塔底再沸器的热负荷越小。 5要分离乙醇-水共沸物，用恒沸精馏，所加入的第三组分为苯塔底的产物为无水乙醇。 6.在常压操作中，x A=0.2(摩尔分数，下同)的溶液与y A=0.15的气体接触，已知m=2.0，此时 将发生解析过程。 7.操作中的精馏塔，如果进料状态为泡点进料，进料组成为含轻组分0.4（摩尔分数）则 q线方程为：x=0.4 。 8.某二元混合物，进料量为100kmol/h，x F=0.6，要求塔顶产量为60 kmol/h，则塔顶组成 x D最大为100% 。 9.设计时，用纯水逆流吸收有害气体，平衡关系为Y=2X，入塔Y1=0.09，液气比（q n,l/q n,v） =3，则出塔气体浓度最低可降至0 ，若采用（q n,l/q n,v）=1.5，则出塔气体浓度最低可降至0.225 。 10.提馏塔的进料是在塔顶，与精馏塔相比只有提馏段。 11.吸收速率方程中，K Y是以Y- Y* 为推动力的气相总吸收系数，其单位是 kmol/m2 s 推动力。 1.在精馏操作中，进料温度不同，会影响_____B______。 A.塔顶冷凝器热负荷 B. 塔底再沸器热负荷 C. 两者都影响 2.某含乙醇12.5%（质量分数）的乙醇水溶液，其所含乙醇的摩尔比为（B ）。 B .0.0559 C 0.0502 3. 填料塔的正常操作区域为 A 。 A.载液区 B .液泛区 C 恒持液量区 D 任何区域 4.某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x A=0.4，相应的泡点为t1，气相组成为y A=0.4，相应的露点组成为t2，则 D 。 A t1=t2 B t1 化工原理试题及答案(绝密请勿到处宣扬) 12月25日 一、填空题（共15空，每空2分，共30分） 1. 一容器真空表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强和表压强（以kpa计）分别为：（90kpa）和（ -10kpa）。 2. 热传导只发生在固体和（静止）的或（滞）流动的流体中。 3. 物体的吸收率越（大），其辐射能力越（大）。（填大或小） 4. 蒸发中以（二次蒸汽）是否再利用而分为单效或多效蒸发。 5. 蒸发中的温度差损失主要由溶液中的（不挥发溶质）、液柱的（静压头）和管路（阻力）所引起的沸点升高三部分组成。 6. 一容器压力表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强（以kpa计）为：（90kpa）。 7. 对于同种流体，自然对流时的对流传热系数比时的（小）。（填大或小） 8. 物体的吸收率越大，其辐射能力越（大），所以黑体的辐射能力比灰体的（大）。（填大或小） 9. 蒸发操作所用的设备称为（蒸发器）。 10. 按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为（单效蒸发）和（多效蒸发）。 二、选择题（共5题，每题2分，共10分） 1. 对吸收操作有利的条件是：（D） A. 操作温度高、压强高； B. 操作温度高、压强低； C. 操作温度低、压强低； D. 操作温度低、压强高 2. 精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板（A ），液相温度较下层塔板（） A. 高，低； B. 低，高； C. 高，高； D. 低，低 3. （D ）是塔内气液两相总体上呈逆流流动，而在每块塔板上呈均匀的错流流动。 A. 板式塔的传质意图； B. 板式塔的设计过程； C. 板式塔的恒摩尔流要求； D. 板式塔的设计意图 4. 恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的（C）及与物料的接触方式都不变。 A. 温度、焓值、湿度； B. 流速、压强、湿度； C. 流速、温度、湿度； D. 温度、湿度、压强 5. 对于湿物料的湿含量，下面哪种说法是正确的？（B） A. 平衡水一定是自由水； B. 平衡水一定是结合水； C. 自由水一定是结合水； D. 自由水一定是非结合水 6. 当二组分液体混合物的相对挥发度为（ C）时，不能用普通精馏方法分离。当相对挥发度为（ A ）时，可以采用精馏方法 模拟试题一 1当地大气压为 745mmHg 测得一容器内的绝对压强为 350mmHg 则真空度为395 mmH?测得另一容器内的表压 强为1360 mmHg 则其绝对压强为 2105mmHg _____ 。 2、 流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为 _0 _______，临近管壁处存在层流底层，若 Re 值越大，则该层厚度 越薄 3、 离心泵开始工作之前要先灌满输送液体，目的是为了防止 气缚 现象发生；而且离心泵的安装高度也不能 够太高，目的是避免 汽蚀 现象发生。 4 、离心泵的气蚀余量越小，则其抗气蚀性能 越强 。 5、 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数 K 接近于 空气 侧的对流传热系数，而壁温接近于 饱和水蒸汽 侧流体的温度值。 6、 热传导的基本定律是 傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K 的数值接近于热阻 大 （大、小）一侧的：?值。 间壁换热器管壁温度t w 接近于：.值 大 （大、小）一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的 导热系数愈小，则该壁面的热阻愈 大 （大、小），其两侧的温差愈 大 （大、小）。 7、 Z= （V/K v a. Q ） .（y 1 -丫2 ）/ △ Y m 式中：△ Y m 称 气相传质平均推动力 ，单位是kmol 吸 收质/kmol 惰气;（Y i — Y 2） / △ Y m 称 气相总传质单元数。 8、 吸收总推动力用气相浓度差表示时，应等于 气相主体摩尔浓度 和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之 差。 9、 按照溶液在加热室中运动的情况，可将蒸发器分为循环型和非循环型两大类。 10、 蒸发过程中引起温度差损失的原因有：溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。 11、工业上精馏装置，由精馏^_塔、冷凝器、再沸器等构成。 12、分配系数k A 是指y A /X A ，其值愈大，萃取效果 量传递相结合的过程。 1、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，则各截面上的（ 6、某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气（空气在管内作湍流流动） 13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中 溶解度的差异 而达到混合液中组分分离的操作。 14、在实际的干燥操作中，常用 干湿球温度计来测量空气的湿度。 15、对流干燥操作的必要条件是 湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分压 ;干燥过程是热量传递和质 越好。 A. 速度不等 B.体积流量相等 C. 速度逐渐减小 D.质量流速相等 2、装在某设备进口处的真空表读数为 -50kPa ，出口压力表的读数为 100kPa , 此设备进出口之间的绝对压强差为 A. 50 B . 150 C . 75 D .无法确定 3、离心泵的阀门开大时，则（ B ）。A ?吸入管路的阻力损失减小 .泵出口的压力减小 C .泵入口处真空度减小 .泵工作点的扬程升高 4、下列（A ）不能实现对往复泵流量的调节。 A .调节泵出口阀的开度 ?旁路调节装置 C .改变活塞冲程 ?改变活塞往复频率 5、已知当温度为 T 时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度（ ）耐火砖的黑度。 A.大于 .等于 C .不能确定 D .小于 ，使空气温度由20 C 升至80 C, 化工原理考试题及答案 姓名____________班级____________学号_____________成绩______________ 一、填空题： 1.（3分）题号1155 第1章知识点400 难度容易 当20℃的甘油（ρ=1261kg.m,μ=1499厘泊）,在内径为100mm的管内流动时,若流速为2.0m.s时,雷诺数Re为_______,流体的流动型态为______。 ***答案*** 168.2 层流 2.（2分）题号2038 第2章知识点100 难度容易 往复压缩机的实际工作循环由_____、_______、______和______四个阶段组成。 ***答案*** 膨胀、吸气、压缩、排气 3.（2分）题号4060 第4章知识点200 难度容易 对流传热膜系数α工程制单位为_____________，SI制单位为_________。 ***答案*** kCal.h.K.m; W/(Km) 二、选择题： 1.（2分）题号1202 第1章知识点400 难度容易 园管的摩擦系数λ=64/Re公式的适用范围是（）。 A. 滞流 B. 过渡流 C. 湍流 ***答案*** A 2.（2分）题号2121 第2章知识点500 难度容易 通常所说的离心通风机的风压是指（） A. 静风压 B. 动风压 C. 全风压 ***答案*** C 3.（2分）题号4147 第4章知识点400 难度中等 为了提高列管换热器管内流体的α值，可在器内设置（）。 A. 分程隔板 B. 折流接板 C. 多壳程 ***答案*** A 三、判断题： 1.（2分）题号3058 第3章知识点100 难度容易 要使固体颗粒在沉降器内从流体中分离出来，颗粒沉降所需要的时间必须大于颗粒在器内的停留时间。（） ***答案*** × 四、问答题： 1.（8分）题号3079 第3章知识点300 难度容易 试分析提高过滤速率的因素？ ***答案*** 过滤速率为dv/Adθ=△P/rμL推动力/阻力提高过滤速率的方法有： （1）提高推动力△P，即增加液柱压力；增大悬浮液上面压力；在过滤介质下面抽真空。 新乡学院2011 —2012学年度第一学期 《化工原理》期末试卷A卷 课程归属部门：化学与化工学院试卷适用范围：09化学工程与工艺（本科） 题号-一一-二二-三总分 得分 111 1 8.吸收过程中的总阻力可表示为恳仁臥，其中-表 示，当H 时（很大、很小），1 1可忽略，则该过程 Hk L 近似为控制。 9.在常压下，X A 0.2 （摩尔分数，下同）的溶液与y A0.15的气体接触，已知 得分—.评卷人一、填空（每题1分，共30 分） 1. 吸收操作是依据_________________________________ ，以达到分离均相 气体混合物的目的。 2. 干燥速率曲线包括：恒速干燥阶段和___________ 阶段。在恒速干燥阶段，物料 的表面温度等于空气的__________ 温度，所干燥的水分为___________ 水分。 3. 二元理想物系精馏塔设计，若q n,F、X F、X D、X W、一定，将饱和液体进料改为 饱和蒸汽进料，则最小回流比___________ ，若在相同回流比下，所需的理论板 数_______ ，塔釜热负荷________ ，塔顶冷凝器热负荷_________ 。 4. 已知精馏段操作线方程 ______________ y=0.75x+0.2,则操作回流比R ，馏出液组成 X D=_____ ;提馏段操作线方程y 1.3x 0.021，则x w= . m 2，此时将发生_________ 。 10. 在分离乙醇和水恒沸物时，通常采用________ 精馏，加入的第三组分____ ， 无水乙醇从塔 ____ （顶、底）引出。 11. 塔的负荷性能图中包括5条线，这5条线包围的区域表示________________ 。 12. 全回流操作时回流比R等于_________ ，精馏段操作线方程为 __________ 。 1 13.板式塔漏液的原因是______________ ，溢流堰的作用__________________ 。 14当空气相对湿度巾=98%寸.则空气的湿球温度t w、干球温度t、露点温度t d 之间的关系为 ____________________ 。 15.某两组份混合物的平均相对挥发度 2.0，在全回流下，从塔顶往下数对第 得分评卷人 选择题（每题2分，共30分） 5. 若x*-x近似等于X i - X，则该过程为_____________ 控制。 6. 用纯溶剂逆流吸收，已知q n,i /q n,v =m,回收率为0.9，则传质单元数 N D=_______ 。 7. 蒸馏在化工生产中常用于分离均相_____________ 混合物，其分离的依据是根据_____________________ 。1. 在恒定干燥条件下将含水20%（干基，下同）的湿物料进行干燥，开始时 干燥速度恒定，当干燥至含水量为5%寸，干燥速度开始下降，再继续干燥至物料衡重，并设法测得此时物料含水量为0.05%，则物料的临界含水量为（），平衡含水量（）。 （A）5% （B）20% （C）0.05% （D）4.95% 模拟试题一 1当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为395 mmHg。测得另一容器内的 表压强为1360 mmHg，则其绝对压强为2105mmHg ____ 。 2、流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为0 ，临近管壁处存在层流底层，若Re值越大，则该层厚 度越薄 3、离心泵开始工作之前要先灌满输送液体，目的是为了防止气缚现象发生：而且离心泵的安装高度也不能 够太高，目的是避免汽蚀现象发生。4、离心泵的气蚀余量越小，则其抗气蚀性能越强。 5、在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数，而壁温接近于 饱和水蒸汽侧流体的温度值。 6、热传导的基本定律是傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻_大（大、小）一侧的：?值。间壁换热器管壁温度t w接近于：?值大（大、小）一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈大（大、小），其两侧的温差愈大（大、小）。 7、Z=（V/K Y a. Q.（y i —Y2）/ △ Y m,式中：△ Y m称气相传质平均推动力,单位是kmol吸收质/kmol惰气;（Y i—丫2） /△ Y m称气相总传质单元数。 8、吸收总推动力用气相浓度差表示时，应等于气相主体摩尔浓度和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之 差。 9、按照溶液在加热室中运动的情况，可将蒸发器分为循环型和非循环型两大类。 10、______________________________________________________________________________________ 蒸发过程中引起温度差损失的原因有：溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。____________________________ 11、工业上精馏装置，由精馏塔塔、冷凝器、再沸器等构成。 12、分配系数k A是指』A/X A—，其值愈大，萃取效果越好。 13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中溶解度的差异而达到混合液中组分分离的操作。 14、在实际的干燥操作中，常用干湿球温度计来测量空气的湿度。 15、对流干燥操作的必要条件是湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分压;干燥过程是热量传递和质 量传递相结合的过程。 1、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，则各截面上的（ D ） A.速度不等 B.体积流量相等 C.速度逐渐减小 D.质量流速相等 2、装在某设备进口处的真空表读数为-50kPa，出口压力表的读数为100kPa，此设备进出口之间的绝对压强差为 （A A. 50 B. 150 C. 75 D .无法确定 3、离心泵的阀门开大时，则（ B ）。A ?吸入管路的阻力损失减小 C .泵入口处真空度减小 D .泵工作点的扬程升高 4、下列（A ）不能实现对往复泵流量的调节。 A .调节泵出口阀的开度 C .改变活塞冲程D.改变活塞往复频率 5、已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度（ B .泵出口的压力减小 B ?旁路调节装置 D ）耐火砖的黑度。 ，使空气温度由20 C升至80 C, 1、 在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数 数值 ________ 。 A. 与光滑管一样 B. 只取决于Re C.取决于相对粗糙度 D.与粗糙度无关 2、 某离心泵运行一年后发现有气缚现象，应 _____ 。 A. 停泵，向泵内灌液 B. 降低泵的安装高度 C.检查进口管路是否有泄漏现象 D. 检查出口管路阻力是否过大 3、 液体在两截面间的管道内流动时,其流动方向是 ________ 。 A. 从位能大的截面流向位能小的截面； B. 从静压能大的截面流向静压能小的截面； C. 从动能大的截面流向动能小的截面； D. 从总能量大的截面流向总能量小的截面； 相差较大时，提高总传热系数 K 值的措施 B. 提高大的值； D.提高大的值，同时降低小的值。 5、在空气-蒸汽间壁换热过程中可采用 _____ 方法来提高传热速率最合理。 A. 提高蒸汽速度； B.采用过热蒸汽以提高蒸汽温度； C. 提高空气流速； D.将蒸汽流速和空气流速 都提高。 6沉降室的生产能力与—有关。 \ A. 颗粒沉降速度和沉降室高度； B.沉降面 积； C. 沉降面积和颗粒沉降速度； D. 沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度。 7、 离心泵的扬程是指泵给予（ ）液体的有效能量。 A. 1kg B. 1N C. 1m 8、 雷诺数的物理意义表示 __________ 。 A. 粘滞力与重力之比； B.重力与惯性力之比； C.惯性力与粘滞力之比； D.压力与粘滞力之比。 4、冷热两流体的对流给热系数 是 _____ 。 A.提高小的值； C.两个都同等程度提高； 9、为了减少室外设备的热损失，保温层外的一层隔热材料的表面应该 是_________ 。 A. 表面光滑，色泽较浅 B.表面粗糙，色泽较深 第3章非均相物系分离 一、选择题 恒压过滤且介质阻力忽略不计时，如粘度降低20%，则在同一时刻滤液增加（）。A、11.8%；B、9.54%; C、20%; D、44% 板框式压滤机由板与滤框构成，板又分为过滤板和洗涤板，为了便于区别，在板与框的边上设有小钮标志，过滤板以一钮为记号，洗涤板以三钮为记号，而滤框以二钮为记号，组装板框压滤机时，正确的钮数排列是（）. A、1—2—3—2—1 B、1—3—2—2—1 C、1—2—2—3—1 D、1—3—2—1—2 与沉降相比，过滤操作使悬浮液的分离更加（）。 A、迅速、彻底 B、缓慢、彻底 C、迅速、不彻底 D、缓慢、不彻底 多层隔板降尘室的生产能力跟下列哪个因素无关（）。 A、高度 B、宽度 C、长度 D、沉降速度 降尘室的生产能力（）。 A、与沉降面积A和沉降速度ut有关 B、与沉降面积A、沉降速度ut和沉降室高度H有关 C、只与沉降面积A有关 D、只与沉降速度ut有关 现采用一降尘室处理含尘气体，颗粒沉降处于滞流区，当其它条件都相同时，比较降尘室处理200℃与20℃的含尘气体的生产能力V的大小（）。 A、V200℃>V20℃ B、V200℃＝V20℃ C、V200℃ 判断 有效的过滤操作是（）。 A、刚开始过滤时 B、过滤介质上形成滤饼层后 C、过滤介质上形成比较厚的滤渣层 D、加了助滤剂后 当固体粒子沉降时，在层流情况下，Re ＝１，其ζ为（）。 A、64/Re B、24/Re C、0.44 D、1 含尘气体通过降尘室的时间是t，最小固体颗粒的沉降时间是t 0，为使固体颗粒都能沉降下来，必须（）： A、t ·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 作用在孔盖上的总力为 每个螺钉所受力为 因此 2．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。 习题2附图 习题1附图 解：（1）A点的压力 （2）B点的压力 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。已知当地大气压为101.3KPa试求管路中心处流体的压力。 解：设管路中心处流体的压力为p P A =P A P + ρ 水gh + ρ 汞 gR = P P=p 0- ρ 水 gh - ρ 汞 gR =（101.3×103-1000×9.8x0.8 - 13600×9.8×0.1） P=80.132kpa 4、如本题附图所示，高位槽内的水位高于地面7 m，水从φ108 mm×4 mm的管道中流出，管路出口高于地面1.5 m。已知水流经系统的能量损失可按∑h f=5.5u2计算，其中u为水在管内的平均流速（m/s）。设流动为稳态，试计算（1）A-A'截面处水的平均流速；（2）水的流量（m3/h）。 化工原理试题库 试题一 一：填空题（18分） 1、 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=________02mH =__________Pa. 该地区的大气压为 720mmHg 。 2、 常温下水的密度为1000 3m Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s m 3 速度流动，其流动类 型为 ______________。 3、 流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范 围为_______________________s m 。 6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 K Kg Kj C C .187.4==冷水热水 试题一答案： 一、 填充题 1、8.7m 02H ,pa 41053.8?. 2、53 10310.11000.3.1.0?== = -μ ρ du R e 湍流。 1、 层流、过渡流和湍流。 2、 增加、降低。 3、 3-8s m 、8-15s m 。 4、 启动前应灌满液体，关出口阀门、用调节阀调节流量；往复泵启动前不需灌液，开旁路阀、用旁 路阀来调节流量的。 5、 分散、连续。 6、 过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。 7、 热传导、对流传热、热辐射。 10、间壁式、混合式、蓄热式、热管。 11、称为对流传热膜糸数。当流体与壁面温度差为1K 时，通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。增加流程、加拆流挡板。 12、滴状冷凝和膜状冷凝。滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下。 试题二 化工原理 试题与答案 北村（奥力体育）复印店 化工原理考试题及答案 姓名____________班级____________学号_____________成绩______________ 一、填空题： 1.（2分）悬浮液属液态非均相物系，其中分散内相是指_____________；分散外相是指______________________________。 2.（3分）悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_____________三个力的作用。当此三个力的______________时，微粒即作匀速沉降运动。此时微粒相对于流体的运动速度，称为____________ 。 3.（2分）自由沉降是 ___________________________________ 。 4.（2分）当微粒在介质中作自由沉降时，若粒子沉降的Rep相同时，球形度越大的微粒，介质阻力系数越________ 。球形粒子的球形度为_________ 。 5.（2分）沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒，在 _________力或__________力的作用下，沿受力方向发生运动而___________ ，从而与流体分离的过程。 6.（3分）球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________ 。滞流沉降时，其阻力系数=____________. 7.（2分）降尘宝做成多层的目的是____________________________________ 。 8.（3分）气体的净制按操作原理可分为_____________________________________ ___________________.旋风分离器属_________________ 。 9.（2分）过滤是一种分离悬浮在____________________的操作。 10.（2分）过滤速率是指___________________________ 。在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐__________ 。 11.（2分）悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是___________________________ ___________________________________________________。 12.（2分）过滤阻力由两方面因素决定：一方面是滤液本身的性质，即其_________；另一方面是滤渣层本身的性质，即_______ 。 13.（2分）板框压滤机每个操作循环由______________________________________五个阶段组成。 14.（4分）板框压滤机主要由____________________________________________，三种板按 ________________的顺序排列组成。 1—2—3—2—1—2—3—2—1 15.（3分）某板框压滤机的框的尺寸为：长×宽×厚=810×810×25 mm，若该机有10块框，其过滤面积约为_________________ m。 16.（4分）板框压滤机采用横穿洗涤滤渣，此时洗穿过____层滤布及____个滤框厚度的滤渣，流经过长度约为过滤终了滤液流动路程的____倍，而供洗液流通的面积又仅为过滤面积的____。化工原理期末考试试题及答案
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