化工原理复习题.docx

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化工原理复习题

化工原理

流体流动

一、选择题

D1、离心泵在一定管路系统工作，被输送液体密度发生变化（其余性质不变），则（）。

C、只有阻力损失为0时扬程与密度无关；D、只有当P—P=0时，扬程与密度无关

B2、当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为（）。

A、气体的粘度太小；B、气体的密度太小；

C、气体比液体更易起旋涡；D、气体破坏了液体的连续性

C3、流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（）

A、流动速度大于0；B、管道不够光滑；C、流体具有粘性

B4、离心泵输入大量空气后将发生（）。

A、汽化现象；B、气缚现象；C、汽蚀现象；D、气浮现象

B5、离心泵的调节阀开大时，则（）。

A、吸入管的阻力损失不变；B、泵出口的压力减小；

C、泵入口处真空度减小；D、泵工作点的扬程升高

B6、在某校的离心泵特性曲线实验装置中，泵的安装高度为-1m时，泵的入口处装一U型管压差计，测的入口处的压力（）。

A、自始至终大于大气压力；

B、、随流量增大，经历大于、等于、小于大气压力三个阶段；

C、自始至终小于大气压力；D、自始至终等于大气压力

C7、离心泵铭牌上标明的扬程是（）。

A、扬程所能达到的最大值；B、功率最大的扬程；C效率最高时的扬程

D8、若将20℃硫酸用￠48mm×3.5mm的无缝钢管输送，则硫酸达到湍流的最低流速为（）。

20℃时，硫酸密度为1.831g/ml，黏度为25.4厘泊。

A、0.135m/s；B、1.5m/s；C、0.15m/s；D、1.35m/s

B9、下列雷诺数，属于湍流的是（）。

A、Re<＝2000；B、Re>=4000；C、Re=2000—4000

A10、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、74.4kPa；B、101kPa；C、127.6kPa

C11、当水面压强为一个工程大气压，水深20m处的绝对压强为（）。

A、1个工程大气压；B、2个工程大气压；C、3个工程大气压

C11、某齿轮泵输送密度为1.200g/ml的流体时，所提供的最大压头为60m，当用于输送密度为2.000g/ml的流体时，所提供的最大压头为（）。

A、120m；B、60m；C、36m

C12、在稳定流动系统中，水由粗管连续地流入细管，若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（）倍。

A、2；B、8；C、4

A13、根据雷诺实验，流体在圆管中做稳态流动时，一般认为滞流时的雷诺数是（）。

A、Re<2000；B、Re＞4000；C、2000

D14、流体在管路中做稳态流动时具有（）特点。

A、呈平缓的滞流；B、匀速运动；

C、在任何截面的流速、流量、压强等物理参数都相等；

D、任一截面处的流速、流量、压强等参数不随时间变化

A15、表压与大气压、绝对压的正确关系是（）。

A、表压=绝对压力-大气压；B、表压=大气压-绝对压力；C、表压=绝对压力+大气压

二、思考题

1、说明下列名词的意义：

定态流动、层流内层、汽蚀现象、气缚现象

2、静力学基本方程应用条件是什么？

等压面应如何选择？

3、试说明粘度的单位、物理意义及影响因素。

4、流体流动有几种类型？

判断依据是什么？

5、流体处于层流及湍流流动时，其速度分布曲线呈何形状？

最大速度与平均速度之间的关系如何？

三、计算题

1、如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水，油层和水层的厚度分别为700mm和600mm。

在容器底部开孔与玻璃管相连。

已知油与水的密度分别为800kg/m3和1000kg/m3。

（1）计算玻璃管内水柱的高度；

（2）判断A与B、C与D点的压力是否相等。

2、如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。

现要求料液以1m/s的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg（不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。

3如附图所示，某鼓风机吸入管内径为200mm，在喇叭形进口处测得U形压差计读数R＝15mm（指示液为水），空气的密度为1.2kg/m3，忽略能量损失。

试求管道内空气的流量。

4如附图所示，用泵将20℃水从水池送至高位槽，槽内水面高出池内液面30m。

输送量为30m3/h，此时管路的全部能量损失为40J/kg。

设泵的效率为70％，试求泵所需的功率。

5、如附图所示，用泵将贮槽中的某油品以40m3/h的流量输送至高位槽。

两槽的液位恒定，且相差20m，输送管内径为100mm，管子总长为45m（包括所有局部阻力的当量长度）。

已知油品的密度为890kg/m3，粘度为0.487Pa·s，试计算泵所需的有效功率。

传热

一、选择题

1、间壁两侧液体的对流传热系数相差较大时，要提高K值，关键在于提高对流传热系数（）。

A、大者；B、小者；C、两者

2、在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气，此过程的总传热系数K值接近于（）。

A、蒸汽；B、空气；C、蒸汽与空气的平均

3、对流传热仅发生（）中。

A、固体流体；B、静止流体；C、流动的流体

4、稳定的多层平壁的导热中，某层的热阻愈大，则该层的温度差（）。

A、愈大；B、愈小；C、不变

5、流体与固体壁面间的对流传热，当热量通过湍流内层时，主要是以（）方式进行。

A、热传导；B、对流传导；C、热辐射

6、用两种不同的保温材料，往往把导热系数λ值小者放在（）。

A、内层；B、外层；C、内、外层均可

7、做传热实验时发现，空气在螺旋管内流动，a值（）在光滑管内的a值。

A、大于；B、小于；C、相等

8、强化传热的主要途径是（）。

A、增大传热面积；B、提高K值；C、提高⊿tm

9、用-10℃度冷盐水冷却某溶液；使用列管式换热器应将冷冻盐水安排走（）。

A、壳程；B、管程；C、壳、管程均可

10、在列管式换热器中用水冷却某气体，气体中有稀酸冷凝出来，应将气体安排走（）。

A、壳程；B、管程；C、壳、管程均可

11、喷淋式换热器属于（）换热器的一种。

A、混合式；B、间壁式；C、蓄热式

12、在列管式换热器中用水冷凝乙醇蒸汽，乙醇蒸汽宜安排走（）。

A、壳程；B、管程；C、壳、管程均可

13、对流传热方程中Q=aA⊿t中的⊿t是指（）温度差。

A、内壁与外壁；B、冷热流体的平均；C、壁面与流体间

14、稳定传热是指传热系统内各点的温度（）。

A、既随时间变化，又随位置变化；B、只随位置变化，但不随时间变化；

C、只随时间变化，而不随位置变化

15、蒸汽中不凝性气体的存在，会使它的对流传热系数a值（）。

A、降低；B、升高；C、不变

16、列管式换热器内，装设了两块横向折流挡板，则该换热器的壳程为（）。

A、单程；B、双程；C、三程

17、为了提高列管换热器管内流体的a值，可在器内设置（）。

A、分层隔板；B、折流挡板；C、多壳程

18、传热速率公式Q=KA⊿tm中，⊿tm的物理意义是（）。

A、器壁内外壁面的温度差；B、器壁两侧流体对数平均温度差；

C、流体进出口的温度差；D、器壁与流体的温度差

19、翘片管换热器的翅片应安装在（）。

A、a小的一侧；B、a大的一侧；C、管内；D、管外

20、列管式换热器管程常用流速范围为：

一般流体（）。

A、0.5---3m/s；B、3---15m/s；C、5---30m/s；D、8---10m/s

二、思考题

1、对流、传导、辐射三种传热方式各有什么特点？

2、何谓定态热传导？

3、逆流传热和并流传热各有何特点？

4、强化传热过程的措施有哪些？

5、试说明导热系数、对流传热系数和总传热系数的物理意义、单位和彼此间的区别。

三、计算题

1、.设计一燃烧炉，拟用三层砖，即耐火砖、绝热砖和普通砖。

耐火砖和普通砖的厚度为0.5m和0.25m。

三种砖的系数分别为1.02W/（m·℃）、0.14W/（m·℃）和0.92W/（m·℃），已知耐火砖内侧为1000℃，外壁温度为35℃。

试问绝热砖厚度至少为多少才能保证绝热砖温度不超过940℃，普通砖不超过138℃。

2、在外径100mm的蒸汽管道外包绝热层。

绝热层的导热系数为0.08W/（m·℃），已知蒸汽管外壁150℃，要求绝热层外壁温度在50℃以下，且每米管长的热损失不应超过150W/m，试求绝热层厚度。

3、在逆流换热器中，用初温为20℃的水将1.25kg／s的液体（比热容为1.9kJ／kg·℃、密度为850kg／m3），由80℃冷却到30℃换热器的列管直径为φ25×2.5mm，水走管方。

水侧和液体侧的对流传热系数分别为0.85kW／（m2·℃）和1.70kW／（m2·℃），污垢热阻可忽略。

若水的出口温度不能高于50℃，试求换热器的传热面积。

4、一套管换热器，冷、热流体的进口温度分别为55℃和115℃。

并流操作时，冷、热流体的出口温度分别为75℃和95℃。

试问逆流操作时，冷、热流体的出口温度分别为多少？

5、每小时500kg的常压苯蒸气，用直立管壳式换热器加以冷凝，并冷却至30℃，冷却介质为20℃的冷水，冷却水的出口温度不超过45℃，冷、热流体呈逆流流动。

已知苯蒸气的冷凝温度为80℃，汽化潜热为390kJ／kg，平均比热容为1．86kJ／（kg·K），并估算出冷凝段的传热系数为500W／（m2·K），冷却段的传热系数为100W／（m2·K），试求所需要的传热面积及冷却水用量为多少?

若采用并流方式所需的最小冷却水用量为多少?

精馏

一、选择题

1、生产中精馏是在（　）中多次而且同时进行部分汽化和部分冷凝；以得到接进纯的易挥发组分和接近纯的难挥发组分的操作（）。

A、两个设备；　　　B、同一设备；　　C、多个设备

2、精馏操作进料的热状况不同，q值就不同，沸点进料时，q值为（　）。

A、0.；B、<0；C、1.；D、>1

3、在指定条件下进行精馏操作，所需的实际板数较理论板数（）。

A、为多　；　B、为少　；　　C、相等

4、精馏段操作线的斜率为R/（R+1）全回流时，其斜率等于（　）。

A、0.；B、1；C、∝

5、精馏操作进料时的热状况不同，q值就不同，冷液进料时，q值为（）。

A、0；B、<0；C、1；D、>1

6、精馏塔的进料状况为冷液进料时，则提馏段的液体下降L*（　）。

A.、>L+F；.B、.

7、酒精精馏塔顶产生的蒸汽浓度为89%（摩尔%），在冷凝器内全部冷凝为液体时，则

馏出液的浓度xd为（　）。

A、89%；B、<89%；C、>89%

8、用Y---X图表示精馏塔在某一回流比操作时，其操作线的位置（　）。

A、在对角线之下；　　　B、与对角线重合；　　C、在对角线与平衡线之间

9、全回流时Y--X图上精馏塔的操作线位置（　）。

A、在对角线与平衡线之间；B、与对角线重合；C、在对角线之下

10、若该溶液的相对挥发度a=1时，则表示此溶液（　）用一般的蒸馏方法分离。

A、很容易　；　　B、不容易　；　　C、不能

11、常压下沸点为185℃与水不互容的A　组分，若采用水蒸汽蒸馏方法，在常压

下，此混合液的沸点为（　）。

A、<100；B、>185；C、=100；D、=185

12、从沸点一组成图中可以看出，只有将混合液加热到（　）才能从混合液中分出易

挥发组分增多的蒸汽。

A、液相区；　　B、气相区；　　　C、气液共存区

13、从沸点一组成相图中可以看出，只有将混合气冷凝到（）才能从混合气中分出

易挥发组分增多的蒸汽。

A、气相区；B、液相区；C、气液共存区

14、所谓理想溶液是指溶液中不同组分分子之间的吸引力（）相同组分分子之间的吸引力的溶液。

A、>；B、=；C、<

15、蒸馏操作属于（）。

A、传热；B、传热加传质；C、传质

16、某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成X=0.6，相应的泡点为tx与之相平衡的汽相组成y=0.7，相应的熔点为ty，则（）。

A、tx=ty；B、txty　

17、精馏中引入回流，下降的液相与上升的气相发生传质使上升的气相易挥发组成浓度提高，最恰当的说法（）。

A、液相中易挥发组分进入汽相；B、汽相中难挥发的组分进入液相；

C、液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入气相，但其中易挥发组分较多

D、液相中易挥发组分进入气相和汽相中难挥发组分进入液相的现象同时发生

18、精馏设计时，若F，xf，xd，xw，V均为定值，将进料热状态从q=1变为q>1时，设计所需理论板数（）。

A、增多；B、减少；C、不变；D、判断依据不足

19、当回流从全回流逐渐减小时，精馏段操作线向平衡线靠近，为达到给定的分离要求，所需的理论板数（）。

A、逐渐增多；B、逐渐减少；C、不变

20、某精馏段操作线方程y=0.75x+0.216，则操作回流比为（）。

A、0.75；B、0.216；C、3

二、思考题

1、精馏的原理是什么？

为什么精馏塔必须有回流？

2、说明操作线、平衡线和q线的意义、特点。

3、最小回流比、适宜回流比、全回流

4、说明下列名词的意义与作用：

恒摩尔流假设、理论板、进料热状况参数、回流比

5、q值的意义是什么？

根据q的取值范围，有哪几种进料热状况？

6、精馏塔中气相组成、液相组成以及温度沿塔高如何变化？

三、计算题

1、在压强为101.3kPa下，正己烷-正庚烷物系的平衡数据如下：

t,℃

30

36

40

46

50

56

58

x

1.0

0.715

0.524

0.374

0.214

0.091

0

y

1.0

0.856

0.770

0.625

0.449

0.228

0

试求：

（1）正己烷组成为0.5（摩尔分数）的溶液的泡点温度及其平衡蒸汽的组成；

（2）将该溶液加热到45℃时，溶液处于什么状态？

各相的组成是多少？

（3）将溶液加热到什么温度才能全部气化为饱和蒸汽？

这时蒸汽的组成是多少？

2、在连续精馏塔中分离苯-苯乙烯混合液。

原料液量为5000kg/h，组成为0.45，要求馏出液中含苯0.95，釜液中含苯不超过0.06（均为质量分数）。

试求馏出液量和釜液产品量各为多少？

3、在一连续精馏塔中分离某混合液，混合液流量为5000kg/h，其中轻组分含量为30％（摩尔百分数，下同），要求馏出液中能回收原料液中88％的轻组分，釜液中轻组分含量不高于5％，试求馏出液的摩尔流量及摩尔分数。

已知MA=114kg/kmol,MB=128kg/kmol。

4、连续精馏塔的操作线方程如下：

精馏段：

y=0.75x+0.205

提馏段：

y=1.25x-0.020

试求泡点进料时，原料液、馏出液、釜液组成及回流比。

5、某理想混合液用常压精馏塔进行分离。

进料组成含A81.5％，含B18.5％（摩尔百分数，下同），饱和液体进料，塔顶为全凝器，塔釜为间接蒸气加热。

要求塔顶产品为含A95％，塔釜为含B95％，此物系的相对挥发度为2.0，回流比为4.0。

试用

（1）逐板计算法，

（2）图解法分别求出所需的理论板层数及进料板位置。

5、在连续精馏操作中，已知精馏段操作线方程及q线方程分别为y=0.8x+0.19；y=-0.5x+0.675,试求：

（1）进料热状况参数q及原料液组成xF；

（2）精馏段和提馏段两操作线交点坐标。

6、一常压操作的连续精馏塔中分离某理想溶液，原料液组成为0.4，馏出液组成为0.95（均为轻组分的摩尔分数），操作条件下，物系的相对挥发度α＝2.0，若操作回流比R=1.5Rmin，进料热状况参数q=1.5，塔顶为全凝器，试计算塔顶向下第二块理论板上升的气相组成和下降液体的组成。

吸收

一、选择题

1、在Y-X图上，吸收操作线总是位于平衡线的（）。

A、上方；B、下方；C、重合线上

2、填料吸收塔的空塔速度应（）于液体速度。

A、大；B、小；C、等

3、（），对吸收操作有利。

A、温度低，气体分压大时；B、温度低，气体分压小时；

C、温度高，气体分压大时；D、温度高，气体分压小时

4、填料塔的吸收面积等于（）。

A、塔内填料总表面积；B、塔的截面积；C、塔内湿润的填料表面积

5、传质单元数NOG或NOL（）。

A、取决于物质、设备、填料几何特性和气液流率等操作条件；

B、与设备形式无关，只与物系相平衡及进出的浓度有关

6、对吸收操作影响较大的填料特性是（）。

A、比表面积和自由体积；B、机械强度；C、对气体阻力要小

7、在Y-X图上，吸收操作线总是位于平衡线的（）。

A、上方；B、下方；C、重和线上

8、若亨利系数值很大，依据双膜理论，则可判断过程的吸收速率为（）控制。

A、气膜；B、液膜；C、双膜

9、对于具有中等溶解度的气体吸收过程要提高吸收系数，应想法减小（）的阻力入手。

A、气膜；B、气膜和液膜；C、液膜；D、相界面上

10、对处理易溶气体的吸收，为较显著的提高吸收速率，应增大（）的流速。

A、气相；B、液相；C、气液两相

11、亨利定律是一个稀溶液定律，其亨利系数E值较小，表明该气体的溶解度（）。

A、愈大；　　B、不变；　　　C、愈小

12、升温会使气体在液体中溶解度（）。

A、变大；　　B、不变；　C、变小　

13、对于脱吸操作，其溶质在液体中的实际浓度（）气相平衡的浓度。

A、小于；　　　B、大于；　　　C、等于

14、为使脱吸操作易于进行，通常采用（）或（）。

A、升温；　　B、加压；　　　C、减压；　　　D、降温

15、升温会对吸收操作（　）。

A、有利；　　B、不利；　　C、无影响

16、吸收速率主要决定于通过双膜的扩散速度，要提高气液两流体的相对运动，提高吸收效果，则要（　）。

A、增加气膜厚度和减小液膜厚度；B、减小气膜和液膜厚度；

C、增加气膜和液膜厚度

17、在化工生产中，要提高吸收的效果，可以设法提高吸收总传质系数，必须采取（）。

A、降低气膜和液膜厚度；B、提高气膜和液膜厚度；C、减小流体流动速度

18、选择吸收设备时，综合考虑吸收率大，阻力小，稳定性好，结钩简单，造价低。

一般应选择（）。

A、填料吸收塔；　　　　B、板式吸收塔；　　C、喷淋式吸收塔

19、对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当温度和压力不变，则液相总浓度增加时，其亨利系数E将（　）。

A、增加；　　B、减小；　　C、不变

20、在常压下用水逆流吸空气中的CO2，若将水量增加，则出塔液体中CO2浓度将（　）。

A、增加；　　B、减小；　　　C、不变

二、思考题

1、吸收分离气体混合物的依据是什么？

2、比较温度、压力对亨利系数、溶解度常数及相平衡常数的影响。

3、双膜理论的要点是什么？

该理论的适用条件是什么？

4、什么是气膜控制？

气膜控制的特点是什么？

5、什么是最小液气比？

它与哪些因素有关？

三、计算题

1、向盛有一定量水的鼓泡吸收器中通入纯的CO2气体，经充分接触后，测得水中的CO2平衡浓度为2.875×10－2kmol/m3，鼓泡器内总压为101.3kPa，水温30℃，溶液密度为1000kg/m3。

试求亨利系数E、溶解度系数H及相平衡常数m。

2、在填料吸收塔内用水吸收混合于空气中的甲醇，已知某截面上的气、液两相组成为pA=5kPa，cA=2kmol/m3，设在一定的操作温度、压力下，甲醇在水中的溶解度系数H为0.5kmol/（m3·kPa），液相传质分系数为kL＝2×10－5m/s，气相传质分系数为kG＝1.55×10－5kmol/（m2·s·kPa）。

试求以分压表示吸收总推动力、总阻力、总传质速率、及液相阻力的分配。

3、在一填料吸收塔内，用清水逆流吸收混合气体中的有害组分A，已知进塔混合气体中组分A的浓度为0.04（摩尔分数，下同），出塔尾气中A的浓度为0.005，出塔水溶液中组分A的浓度为0.012，操作条件下气液平衡关系为

。

试求操作液气比是最小液气比的倍数？

4、用清水逆流吸收混合气体中的CO2，已知混合气体的流量为300标准m3/h，进塔气体中CO2含量为0.06（摩尔分数），操作液气比为最小液气比的1.6倍，传质单元高度为0.8m。

操作条件下物系的平衡关系为Y＊＝1200X。

要求CO2吸收率为95％，试求：

（1）吸收液组成及吸收剂流量；

（2）写出操作线方程；

（3）填料层高度。

5、某逆流吸收塔，入塔混合气体中含溶质浓度为0.05（摩尔比，下同），吸收剂进口浓度为0.001，实际液气比为4，此时出口气体中溶质为0.005，操作条件下气液相平衡关系为

。

若实际液气比下降为2.5，其它条件不变，计算时忽略传质单元高度的变化，试求此时出塔气体溶质的浓度及出塔液体溶质的浓度各为多少？