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天津大学化工原理试题

天津大学化工原理试题
天津大学化工原理试题

天津大学2001年化工原理考研试题17ky

天津大学研究生院二0 0一年招收硕士生入学试题

题号:

考试科目:化工原理(含化工原理实验)页数:

一、选择与填空(20%)

1、用离心泵将某贮槽A内的液体输送到一常压设备B,若设备B变为高压设备,则泵的输液量,轴功率。

2、球形颗粒的自由沉降过程包括加速运动和等速运动两个阶段,沉降速度是指阶段中的颗粒相对于流体的运动速度。

3、通过三层平壁的定态热传导过程,各层界面接触均匀,第一层两侧面温度分别为120℃和80℃,第三层外表面温度为40℃,则第一层热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的大小关系为。

A、R1>(R2 R3)

B、R1<(R2 R3)

C、R1=(R2 R3)

D、无法确定

4、某二元物系,相对挥发度α=2.5,对n、n-1两层理论板,在全回流条件下,已知xn=0.35,则yn-1= 。

5、在吸收操作中,若c*-c ≈ci-c,则该过程为。

A、液膜控制

B、气膜控制

C、双膜控制

D、不能确定

6、分配系数kA增加,则选择性系数β。

A、减小

B、不变

C、增加

D、不确定

7、在填料塔的Δp/z—u曲线图上,有和两个折点,该两个折点将曲线分为三个区,它们分别是、、。

8、采用一定状态的空气干燥某湿物料,不能通过干燥除去。

A、结合水分

B、非结合水分

C、自由水分

D、平衡水分

二、如图所示(附件),用离心泵将储槽A中的液体输送到高位槽B(两个槽位敞开),两槽液面保持恒定,两液面的高度差为12m,管路内径为38mm,管路总长度为50m(包括管件、阀门、流量计的当量长度)。管路上安装一孔板流量计,孔板的孔径为20mm,流量系数C0为0.63,U管压差计读数R为540mm,指示液为汞(汞的密度为13600kg/m3)。操作条件下液体密度为1260kg/m3,粘度为1×10-3Pa·s。若泵的效率为60%,试求泵的轴功率,kW。摩擦系数可按下式计算:

滞流时,λ= 64/Re

湍流时,λ= 0.3164/Re0.25 (13%)

三、在一定条件下恒压过滤某悬浮液,实际测得K=5×10-5m2/s,Ve=0.5m3。先采用滤框尺寸为635mm×635mm×25mm的板框压滤机在同一条件下过过滤某悬浮液,欲在30min过滤时间内获得5m3滤液,试求所需滤框的个数n。(6%)

第一页,共二页

四、有一列管换热器,装有Φ25mm×2.5mm钢管300根,管长为2m。将管程的空气由20℃加热到85℃,空气流量为8000kg/h。用108℃的饱和蒸汽在壳程作为介质,水蒸气的冷凝传热膜系数为1×104W/(m2·K)。管壁及两侧污垢热阻可忽略,热损失可忽略。已知管内空气的普兰特准数Pr为0.7,雷诺准数Re为2.383×104,空气导热系数为2.85×10-2W/(m·K),比热容为1kJ/(kg·K)。试求:

(1)空气在管内的对流传热系数;

(2)换热器的总传热系数(以管外表面积为基础);

(3)通过计算说明该换热器能够满足要求。(12%)

五、在一连续精馏塔中分离某理想二元混合物。已知原料液流量为100kmol/h,其组成为0.5(易挥发组分的摩尔分率,下同);塔顶馏出液流量为50kmol/h,其组成为0.96;泡点进料;塔顶采用全凝器,泡点回流,操作回流比为最小回流比的1.5倍;操作条件下平均相对挥发度为2.1,每层塔板的气相默弗里板效率为0.5。

(1)计算釜残液组成;

(2)求精馏段操作线方程;

(3)若经过精馏段第n块实际板液相组成降低了0.01,求经过该板气相组成的最大变化量。(13%)

六、在填料层高度为8.5m的吸收塔中,用纯溶剂吸收某气体混合物中的溶质组分。已知进塔混合气体中溶质的含量为0.05(摩尔比);单位塔截面上惰性气体流量为50kmol/(m2·h);气相总吸收系数为0.34 kmol/(m2·h);溶质的吸收率为98%;在操作条件下,该系统的平衡关系为Y=2.2X(X、Y均为摩尔比);溶剂用量为最小用量的1.5倍。试计算:

(1)出塔液相组成;

(2)所有填料的比表面积。(11%)

七、湿度为0.01kg/kg绝干空气的常压新鲜空气经预热器加热后,在常压下用于干燥某种湿物料。空气进、出预热器的温度分别为20℃、120℃,含水量分别为20%、5%(均为湿基)。干燥后产品的流量为60kg/h,湿物料的平均比热容为2.134kJ/(kg·)℃,忽略干燥系统的热损失。试求:

(1)新鲜空气的流量V(m3/h);

(2)干燥系统所需要的总加热速率Q。(10%)

八、实验部分(15%/)

1、在进行间歇精馏操作过程中,为了保持塔顶温度的恒定,应逐渐回流比;同时为了保持塔顶产品产量的恒定,应逐渐塔釜加热量。

2、在进行圆形直管内空气湍流流动的对流传热系数测定实验中,需要测定哪些物理量?

3、在恒压过滤常数测定实验中,已知不同滤液量V对应的过滤时间θ,试简要说明利用作图法求取恒压过滤常数的方法。

4、设计一实验流程(画出其实验流程示意图),可以完成如下实验内容:

(1)进行离心泵性能的研究;

(2)进行水平直管摩擦阻力与流动雷诺数关系的研究。

天津大学研究生院2002年招收硕士生入学试题

题号:

考试科目:化工原理(含实验)页数:

一、【基本题】(选择填空题或直接填空,每空1分,共25分)

1、在完全湍流区,流动摩擦阻力损失与()成正比;在层流区,流动摩擦阻力损失与()成正比。

①流速的一次方②流速的平方③流速的三次方④流速的五次方

2、在设计沉降室时,所依据的基本关系是Vs≤blut,其中ut是指()

①颗粒的平均沉降速度②要求被除去的最小颗粒的沉降速度

③平均粒径大小的颗粒的沉降速度

3、在塔板设计中,若加大板间距则漏夜线(),液泛线()。

①下移②不变③上移④不确定

4、填料因子Φ值减小,填料塔的液泛速度uF()

①增大②不变③不确定④减小

5、对于第I类物系,若温度升高,则溶质在溶剂中的溶解度()、分层区的面积()。

①不变②减小③增大④不确定

6、离心泵的气蚀余量越小,则其抗气蚀能力()。

①越强②越弱③不确定

7、精馏塔有()种进料热状况,其中()进料的q值最大,进料温度()泡点温度。

8、在逆流吸收塔中,用清水吸收混合气中的溶质组分。其液气比L/V为2.7,平衡关系为Y=1.5X。若溶质的回收率为90%,则操作液气比与最小液气比之比值()。

9、离心泵压头的物理意义:()。

10、选择旋风分离器的依据是:()、()和()。

11、根据热补偿方式的不同,列管式换热器可分为()换热器、()换热器和()换热器。

12、某恒压过滤的方程为

V2 V=0.01721θ,V单位为m3,θ单位为s

若过滤面积为18.55m2,则过滤常数K=()、V e=()、θe=()、qe=();欲得5m3的滤液,所需的过滤时间为()。

二、【流体输送】(共12分)

采用如图所示的输送系统,将水池中的清水输送到高位槽中。

(1)试分析当出口阀C的开度由C1增大到C2时,真空表和压力表的读数如何变化;(8分)

(2)若离心泵的方程为H=32-7.0×104Q2 (m2/s)

试求输水量为0.01m3/s时的管路方程。(4分)

三、【传热】(共12分)一定流量的空气用列管式换热器从20℃加热到80℃,空气在管内呈湍流流动,管外为饱和蒸汽冷凝加热。现因生产需要,空气流量增加20%,并要求空气的第一页共二页

进出口温度保持不变。现拟采用提高加热蒸汽的温度,从而提高平均传热温差的办法来解决这一问题,试求:换热器平均温差应提高的百分比。(12分)(不考虑管壁及可能的污垢热阻)

(共13分)在常压连续精馏塔内分离某理想二元混合物。已知进料量为100kmol/h,【精馏】

四、

其组成为0.4(易挥发组分的摩尔分率,下同);馏出液流量为40kmol/h,其组成为0.95;进料为泡点进料;操作回流比为最小回流比的1.6倍;每层塔板的液相默弗里板效率EML 为0.5;在本题范围内气液平衡方程为y=0.6x 0.35;测得进入该塔某层塔板的液相组成为0.35。试计算:

(1)精馏段操作线方程;(8分)

(2)离开该层塔板的液相组成。(5分)

五、【吸收】(共11分)在一直径为1.2m、填料层高度为5m的吸收塔中,用纯溶剂吸收某气体混合物中的溶质组分。已知入塔混合气中惰性组分的摩尔流量为40kmol/h,气相总体积吸收系数为62.5kmol/(m3·h);在操作条件下,平衡线和操作线均为直线,且平衡线与操作线的斜率之比为0.7。试计算该吸收塔的吸收率φA。(11分)

六、【干燥】(共12分)在常压下用湿空气干燥某湿物料。已知湿空气的流量为1000kg/h,进预热器时的温度为20℃,相对湿度为60%,进干燥器的温度为107℃,离开干燥器时的湿度为0.03kg/kg绝干气,试求以下两种情况下空气出干燥器的温度。

(1)理想干燥过程;(6分)

(2)不向干燥器补充热量,加热物料消耗的热量为15000kJ/h,干燥器的热损失为3KW。(6分)

已知20℃时水的饱和蒸汽压为2.334kPa。

七、【实验】(共15分)

1、在进行连续精馏操作过程中,随着进料中轻组分浓度减小,塔顶温度(),塔底馏出液中轻组分()(2分)。

2、在离心泵性能测定实验中,应进行()曲线的测定(3分)。

3、干躁过程中,随着干球温度的升高,干躁速率(),临界湿含量()(2分)。

4、设计一实验流程(画出其实验流程示意图)并写出简要实验步骤,完成如下实验内容:(8分)

(1)进行恒压过滤常数的测定;

(2)进行滤饼的压缩性指数s和物料常数k的测定。

天津大学研究生院2003年招收硕士生入学试题

题号:

考试科目:化工原理(含实验)页数:

一、选择与填空(共30分)

1、如图所示的流动系统,当阀门C的开度增大时,流动系统的总摩擦阻力损失Σhf将,AB管段的摩擦阻力损失Σhf,AB将。(2分)

2、三只长度相等的并联管路,管径的比为1:2:3,若三只管路的流动摩擦系数均相等,则三只管路的体积流量之比为。(2分): 3 C、1: 24:39 D、1:4:9 A、1:2:3 B、1:

1题附图3题附图

3、如图所示的清水输送系统,两液面均为敞口容器。现用该系统输送密度为1200kg/m3的某溶液(溶液的其他性质与水相同),与输送清水相比,离心泵所提供的压头,轴功率。(2分)

A、增大

B、减小

C、不变

D、不确定

4、如图所示为某流动系统的竖直圆管段部分,当清水的平均流速为50mm/s时(此时管内为层流),管轴心处的某刚性球形固体颗粒由A截面到达B截面的时间为20s;当平均流速为30mm/s时,该固体颗粒在管轴心处由A截面到达B截面的时间为。(2分)

5、板框过滤机采用横穿洗涤法洗涤滤饼,其洗涤操作的特征是:洗液流经滤饼的厚度大约是过滤终点滤饼厚度的倍;洗液流通面积是过滤面积的倍。(2分)

A、1

B、0.5

C、2

D、4

6、一维稳态温度场傅立叶定律的表达式为。(2分)

7、在传热计算中,平均温度差法往往用于计算,传热单元数法往往用于计算。(2分)

A、设计型

B、核算型

C、设计型和核算型

8、操作中的精馏塔,若保持F、xF、q、R不变,减小W,则L/V ,L’。(2分)

A、减小

B、不变

C、增大

D、不确定

9、在吸收操作中,以液相组成差表示的吸收塔某一截面上的总推动力为。(2分)

A、X*-X

B、X-X*

C、Xi-X

D、X-Xi

第一页共三页

10、板式塔是接触式气液传质设备,操作时为连续相;填料塔是接触式气液传质设备,操作时为连续相。(4分)

11、若萃取相和萃余相在脱除溶剂后的组成均与原料液的组成相同,则所用萃取剂的选择性系数。(2分)

A、小于1

B、大于1

C、不确定

D、等于1

12、多级错流萃取的特点是:、和。(3分)

13、常压湿空气由t1加热到t2,则空气的性质参数H2 H1、I2 I1、tW2 tW1。(3分)

A、大于

B、不确定

C、小于

D、等于

二、采用如图所示的输送系统,将水池中的清水(密度为1000kg/m3)输送到密闭高位槽中。离心泵的特性方程为H=40-7.0×104Q2(式中H的单位为m,Q的单位为m3/s),当压力表的读数为100kPa时,输水量为10L/s,此时管内流动已进入阻力平方区。若管路及阀门开度不变,当压力表读数为80kPa时,试求:

(1)管路的特性方程;(10分)

(2)输水体积流量;(5分)

(3)离心泵的有效功率。(5分)

三、过滤基本方程式为:)('dd12esVVvrpA V Δ=?μθ

式中V——过滤体积,m3;

θ——过滤时间,s;

A——过滤面积,m2;

Δp——过滤的压差,Pa;

s——滤饼的压缩性指数,无因次;

μ——滤液的粘度,Pa·s;

r’——单位压差下滤饼的比阻,1/m2;

v——滤饼体积与相应滤液体积之比,m3滤饼/m3滤液;

Ve——过滤介质的虚拟滤液体积,m3。

试根据该式分析强化过滤操作的途径。(8分)

四、某低粘度流体的流量为10000kg/h,比热容为4.18kJ/(kg·℃),生产上要求将该流体由15℃加热到100℃。现采用的换热器是列管式换热器,其管束由160根管径为φ25mm×2mm 的不锈钢管组成。管外的加热热源为110℃的饱和水蒸气,其冷凝对流传热系数为12kW/(m2·℃)。欲完成生产任务,当换热器为单管程时,换热器的长度为4.5m;若将单程改为双管程,而管子的总数不变,试求:

(1)换热器的总传热系数;(10分)

(2)所需换热管的长度。(6分)

(不考虑管壁及可能的污垢热阻,忽略换热器的热损失,并假设流体在管内均呈湍流流动,两种情况下蒸气冷凝对流传热系数相同)

第二页共三页

五、某制药厂用板式精馏塔回收丙酮含量为75%(摩尔%,下同)的废丙酮液媒。该精馏塔共装有28层塔板,塔顶采用全凝器,泡点回流;塔底采用再沸器间接加热。因在常压下操作,该分离物系可视为二元理想物系,其平均相对挥发度为1.8。现场测得一组数据如下:馏出液中丙酮的含量96%釜残夜中丙酮的含量5%

精馏段液相的负荷40kmol/h 精馏段气相的负荷60kmol/h

提馏段液相的负荷66kmol/h 提馏段气相的负荷60kmol/h

试根据以上数据核算:

(1)丙酮的回收率;(5分)

(2)操作回流比与最小回流比的比值;(8分)

(3)该板式塔的总板效率。(7分)

提示:吉利兰图中的曲线可用下式表示,即:

Y=0.5458-0.5914X+0.0027/X

其中1min ?=RRRX,2min ?=NNNY

六、在直径为1.2m的填料吸收塔中,拟装填3m高的DN25塑料阶梯环填料,该填料的比

表面积为228m2/m3,在该填料吸收塔中用纯溶剂吸收某混合气体中的溶质组分。已知入塔混合气体的流量为40kmol/h,溶质的含量为0.06(摩尔分数);溶质的吸收率为95%;操作条件下的气液平衡关系为Y=2.2X(X、Y均为摩尔比);溶剂用量为最小用量的1.5倍;气相总吸收系数为0.35kmol/(m3·h)。试通过计算判断拟装填的填料高度能否达到分离要求。(注:填料的有效比表面积可近似取为填料比表面积的90%)(15分)

七、在一常压逆流干燥器中,用热空气将某湿物料的含水量由8%干燥至0.5%(均为湿基);干燥介质为20℃的湿空气,经预热器后被加热到90℃,其中所含水汽的分压为0.98kPa,离开干燥器废气的温度为45℃。假设本干燥过程为理想干燥过程。

(1)计算空气经过干燥器的湿度变化量;(8分)

(2)若向干燥系统提供的热量为500kW,计算湿物料的处理量。(8分)(大气压取为101.3kPa)

八、实验部分(共25分)

1、在标绘孔板流量计流量系数与雷诺数关系曲线应选用坐标系。(2分)

2、常用的实验数据处理方法有、、。(2分)

3、干燥过程中,随着干燥空气流速的增加,干燥速率,临界湿含量。(2分)

4、在恒压过滤实验中,提高过滤温度,过滤常数K ;增加料浆浓度,过滤常数K 。(2分)

天津大学826化工原理考研真题及解析

天津大学专业课考研历年真题解析 ——826化工原理 主编:弘毅考研 编者:轶鸿大师 弘毅教育出品 https://www.wendangku.net/doc/0b7451406.html,

【资料说明】 《天津大学化工原理(826)专业历年真题》系天津大学优秀考研辅导团队集体编撰的“历年考研真题解析系列资料”之一。 历年真题是除了参考教材之外的最重要的一份资料,其实,这也是我们聚团队之力,编撰此资料的原因所在。历年真题除了能直接告诉我们历年考研试题中考了哪些内容、哪一年考试难、哪一年考试容易之外,还能告诉我们很多东西。 1.命题风格与试题难易 从历年天津大学化工原理(826)考研真题来看,化工原理考研试题有以下几个特点: ①天津大学化工原理的考研试题均来自于课本,但是这些试题并不拘泥于课本,有些题目还高于课本。其中的一些小题,也就是选择填空题以及实验题需要对基础知识有很好的掌握。当然部分基础题也有一定的难度,需要考生培养发散的思维方式,只靠记背是无法答题的。 ②天津大学化工原理的大型计算题的题型、考点均保持相同的风格不变。但是各年的考题难度有差异。例如,10年的传热题、11年的精馏题、12年的吸收题在当年来说都是相对较难的题目。那么14年的答题会是哪一个题目较难了? ③天津大学化工原理的考研试题,总体难度是不会太难,基本题型与大家考试非常熟悉。但是,据笔者在2013年的考研过程中,最后考分不高的最直接原因是时间不够。因此,这就需要考生加强计算能力,提高对知识点的认识熟悉度。 2.考试题型与分值 天津大学化工原理考研试题有明确的考试大纲,提出考试的重、难点。考试大纲给出了各章节的分值分配,并可以从历年真题中总结题型特点。这些信息有助于大家应付这场考试,希望大家好好把握。 3.重要的已考知识点 天津大学化工原理考试试卷中,很多考点会反复出现,甚至有些题目会重复考。一方面告诉大家这是重点,另一方面也可以帮助大家记忆重要知识点,灵活的掌握各种答题方法。比如08年的干燥题与09年的干燥题基本相同,只是改变了一个条件和一个数据,问题也相同。如此相近的两年出现如此相近的两题,这说明历年考研真题在考研专业课复习过程中的重要性。再如:05年实验题中的第(1)题,在09年实验题的第(3)题有些雷同,再有,笔者记得,在05年的实验题在13年的考研题中再次出现,笔者在做05年这一题时做错了,但是考前复习后,在13年考试中,这一题时得心应手。

天津大学化工原理考研内容及题型

化工原理 一、考试的总体要求对于学术型考生,本考试涉及三大部分内容: (1)化工原理课程, (2)化工原理实验, (3)化工传递。 其中第一部分化工原理课程为必考内容(约占85%),第二部分化工原理实验和第三部分化工传递为选考内容(约占15%),即化工原理实验和化工传递为并列关系,考生可根据自己情况选择其中之一进行考试。 对于专业型考生,本考试涉及二大部分内容:(1)化工原理课程,(2)化工原理实验。均为必考内容,其中第一部分化工原理课程约占85%,第二部分化工原理实验约占15%。 要求考生全面掌握、理解、灵活运用教学大纲规定的基本内容。要求考生具有熟练的运算能力、分析问题和解决问题的能力。答题务必书写清晰,过程必须详细,应注明物理量的符号和单位,注意计算结果的有效数字。不在试卷上答题,解答一律写在专用答题纸上,并注意不要书写在答题范围之外。 二、考试的内容及比例 (一)【化工原理课程考试内容及比例】(125分) 1.流体流动(20分)流体静力学基本方程式;流体的流动现象(流体的黏性及黏度的概念、边界层的概念);流体在管内的流动(连续性方程、柏努利方程及应用);流体在管内的流动阻力(量纲分析、管内流动阻力的计算);管路计算(简单管路、并联管路、分支管路);流量测量(皮托管、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计)。 2.流体输送设备(10分)离心泵(结构及工作原理、性能描述、选择、安装、操作及流量调节);其它化工用泵;气体输送和压缩设备(以离心通风机为主)。 3.非均相物系的分离(12分)重力沉降(基本概念及重力沉降设备-降尘室)、;离心沉降(基本概念及离心沉降设备-旋风分离器);过滤(基本概念、恒压过滤的计算、过滤设备)。 4.传热(20分)传热概述;热传导;对流传热分析及对流传热系数关联式(包括蒸汽冷凝及沸腾传热);传热过程分析及传热计算(热量衡算、传热速率计算、总传热系数计算);辐射传热的基本概念;换热器(分类,列管式换热器的类型、计算及设计问题)。 5.蒸馏(16分)两组分溶液的汽液平衡;精馏原理和流程;两组分连续精馏的计算。6.吸收(15分)气-液相平衡;传质机理与吸收速率;吸收塔的计算。 7.蒸馏和吸收塔设备(8分)塔板类型;板式塔的流体力学性能;填料的类型;填料塔的流体力学性能。 8.液-液萃取(9分)三元体系的液-液萃取相平衡与萃取操作原理;单级萃取过程的计算。 9.干燥(15分)湿空气的性质及湿度图;干燥过程的基本概念,干燥过程的计算(物料衡算、热量衡算);干燥过程中的平衡关系与速率关系。 (二)【化工原理实验考试内容及比例】(25分) 1.考试内容涉及以下几个实验单相流动阻力实验;离心泵的操作和性能测定实验;流量计性能测定实验;恒压过滤常数的测定实验;对流传热系数及其准数关联式常数的测定实验;精馏塔实验;吸收塔实验;萃取塔实验;洞道干燥速率曲线测定实验。 2.考试内容涉及以下几个方面实验目的和内容、实验原理、实验流程及装置、实验方法、实验数据处理方法、实验结果分析等几个方面。 (三)【化工传递考试内容及比例】(25分) 1.微分衡算方程的推导与简化连续性方程(单组分)的推导与简化;传热微分方程的推

化工原理版天津大学上下册课后答案

化工原理版天津大学上 下册课后答案 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】

上册 第一章 流体流动习题解答 1. 某设备上真空表的读数为×103 Pa ,试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大气压强为×103 Pa 。 解:真空度=大气压-绝压 表压=-真空度=310Pa ? 2. 在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960 kg/m 3的油品,油面高于罐底 m ,油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的圆孔,其中心距罐底800 mm ,孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为×106 Pa ,问至少需要几个螺钉 解:设通过圆孔中心的水平液面生的静压强为p ,则p 罐内液体作用于孔盖上的平均压强 9609.81(9.60.8)82874p g z Pa ρ=?=??-=( 作用在孔盖外侧的是大气压a p ,故孔盖内外所受的压强差为82874p Pa ?= 作用在孔盖上的净压力为 每个螺钉能承受的最大力为: 螺钉的个数为433.7610/4.96107.58??=个 所需的螺钉数量最少为8个 3. 某流化床反应器上装有两个U 管压差计,如本题附图所示。测得R 1=400 mm ,R 2=50 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=50mm 。试 求A 、B 两处的表压强。 解:U 管压差计连接管中是气体。若以2,,g H O Hg ρρρ分别表示气体、水与水银的密度,因为g Hg ρρ,故由 C p

化工原理试题(所有试题均来自天津大学题库)下册(DOC)

化工原理试题(所有试题均来自天津大学题库) [五] j05b10045考过的题目 通过连续操作的单效蒸发器,将进料量为1200Kg/h的溶液从20%浓缩至40%,进料液的温度为40℃,比热为3.86KJ/(Kg. ℃),蒸发室的压强为0.03MPa(绝压),该压强下水的蒸发潜热r’=2335KJ/Kg,蒸发器的传热面积A=12m2,总传热系数K=800 W/m2·℃。试求: (1)溶液的沸点为73.9℃,计算温度差损失 (2)加热蒸汽冷凝液在饱和温度下排出,并忽略损失和浓缩热时,所需要的加热蒸汽温度。 已知数据如下: 压强 MPa 0.101 0.05 0.03 溶液沸点℃ 108 87.2 纯水沸点℃ 100 80.9 68.7 [五] j05b10045 (1)根据所给数据,杜林曲线的斜率为 K=(108-87.2)/(100-80.9)=1.089 溶液的沸点 (87.2-t1)/(80.9-68.7)=1.089 t1=73.9℃ 沸点升高?′=73.9-68.7=5.2℃ (2)蒸发水量W=F(1-X0/X1) =1200(1-0.2/0.4)=600Kg/h 蒸发器的热负荷 Q=FCo(t1-t0)+Wr′ =(1200/3600)×3.86(73.9-40)+600/3600×2335 =432.8Kw 所需加热蒸汽温度T Q=KA(T-t1) T=Q/(KA)+t1 =432.8×103/(800×12)+73.9 =119℃ [五] j05b10048 用一双效并流蒸发器,浓缩浓度为5%(质量百分率,下同)的水溶液,沸点进料,进料量为2000Kg/h。第一、二效的溶液沸点分别为95℃和75℃,耗用生蒸汽量为800Kg/h。各个温度下水蒸汽的汽化潜热均可取为2280KJ/Kg。试求不计热损失时的蒸发水量。 [五] j05b10048 解:第一效蒸发量: 已知:D1=800kg/h, r1=r1′=2280KJ/kg, W1=D1=800kg/h 第二效蒸发水量: 已知:D2=W1=800kg/h, F2=F1-W1=2000-800=1200kg/h X02=X1=FX0/(F-W1)=2000×0.05/(2000-800)=0.0833 t02=95℃ t2=70℃ r2=r2′=2280KJ/kg Cp02=Cpw(1-X 02)=4.187×(1-0.0833) =3.84KJ/(kg·℃) D2r2=(F2Cp02(t2-t02))/r2′+W2 r2′ W2=(800×2280-1200×3.84×(75-95))/2280 =840kg/h 蒸发水量W=W1+W2 =800+840=1640kg/h[五] j05a10014 在真空度为91.3KPa下,将12000Kg的饱和水急送至真空度为93.3KPa的蒸发罐内。忽略热损失。试定量说明将发生什么变化。水的平均比热为4.18 KJ/Kg·℃。当地大气压为101.3KPa饱和水的性质为真空度, KPa 温度,℃汽化热,KJ/Kg 蒸汽密度,Kg/m3 91.3 45.3 2390 0.06798 93.3 41.3 2398 0.05514 [五] j05a10014 与真空度为91.3KPa相对应得绝压为101.3-91.3=10KPa 与真空度为93.3KPa相对应得绝压为101.3-93.3=8KPa

化工原理下(天津大学版)_习题答案

第五章蒸馏 1.已知含苯0.5(摩尔分率)的苯-甲苯混合液,若外压为99kPa,试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t(℃)80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解:利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B*,P A*,由于总压 P = 99kPa,则由x = (P-P B*)/(P A*-P B*)可得出液相组成,这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例x =(99-40)/(101.33-40)= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时,相应的温度为92℃

2.正戊烷(C5H12)和正己烷(C6H14)的饱和蒸汽压数据列于本题附表,试求P = 1 3.3kPa下该溶液的平衡数据。 温度C5H12223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C6H14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解:根据附表数据得出相同温度下C5H12(A)和C6H14(B)的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例,当t = 248.2℃时P B* = 1.3kPa 查得P A*= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A*(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以260.6℃时为例 当t= 260.6℃时x = (P-P B*)/(P A*-P B*)

化工原理天津大学版化上下册习题答案

化工原理课后习题 1.某设备上真空表的读数为13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对 压强与表压强。已知该地区大气压强为98.7×103 Pa。 解:由绝对压强= 大气压强–真空度得到: 设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa =8.54×103 Pa 设备内的表压强P表= -真空度= - 13.3×103 Pa 2.在本题附图所示的储油罐中盛有密度为960 ㎏/?的油品, 油面高于罐底 6.9 m,油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直 径为760 mm 的圆孔,其中心距罐底800 mm,孔盖用14mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa , 问至少需要几个螺钉? 分析:罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力 即 P油≤ σ螺 解:P螺= ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762 150.307×103 N σ螺= 39.03×103×3.14×0.0142×n P油≤ σ螺得n ≥ 6.23 取n min= 7 至少需要7个螺钉 3.某流化床反应器上装有两个U 型管

压差计,如本题附图所示。测得R1 = 400 mm ,R2 = 50 mm, 指示液为水银。为防止水银蒸汽向空气中扩散,于右侧的U 型 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水,其高度R3 = 50 mm。试求 A﹑B两处的表压强。 分析:根据静力学基本原则,对于右边的U管压差计,a–a′为等压面,对于左边的压差计,b–b′为另一等压面,分别列出两个等压面处的静力学基本方程求解。 解:设空气的密度为ρg,其他数据如图所示 a–a′处P A+ ρg gh1= ρ水gR3+ ρ水银ɡR2 由于空气的密度相对于水和水银来说很小可以忽略不记 即:P A = 1.0 ×103×9.81×0.05 + 13.6×103×9.81×0.05 = 7.16×103 Pa b-b′处P B + ρg gh3 = P A + ρg gh2 + ρ水银gR1 P B = 13.6×103×9.81×0.4 + 7.16×103 =6.05×103Pa 4. 本题附图为远距离测量控制 装置,用以测定分相槽内煤油和 水的两相界面位置。已知两吹气 管出口的距离H = 1m,U管压差 计的指示液为水银,煤油的密度 为820Kg/?。试求当压差计读数R=68mm时,相界面与油层 的吹气管出口距离h。

化工原理 修订版 天津大学 上下册课后答案

上册 第一章 流体流动习题解答 1. 某设备上真空表的读数为13.3×103 Pa ,试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大气压强为98.7×103 Pa 。 解:真空度=大气压-绝压 表压=-真空度=-13.3310Pa ? 2. 在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960 kg/m 3的油品,油面高于罐底9.6 m ,油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的圆孔,其中心距罐底800 mm ,孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为32.23×106 Pa ,问至少需要几个螺钉 解:设通过圆孔中心的水平液面生的静压强为p ,则p 罐内液体作用于孔盖上的平均压强 9609.81(9.60.8)82874p g z ρ=?=??-= 作用在孔盖外侧的是大气压a p ,故孔盖内外所受的压强差为 82874p Pa ?= 作用在孔盖上的净压力为 每个螺钉能承受的最大力为: 螺钉的个数为433.7610/4.96107.58??=个 所需的螺钉数量最少为8个 3. 某流化床反应器上装有两个U 管压差计,如本题附图所示。测得R 1=400 mm ,R 2=50 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=50mm 。试求A 、B 两处的表压强。 解:U 管压差计连接管中是气体。若以2,,g H O Hg ρρρ分别表示气体、水与水银的密度,因为g Hg ρρ=,故由气柱高度所产生的压强差可以忽略。由此可以认为A C p p ≈, B D p p ≈。 C D p

由静力学基本方程式知 7161Pa =(表压) 4. 本题附图为远距离制量控制装置,用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知两吹气管出口的距离H =1 m ,U 管压差计的指示液为水银,煤油的密度为820 kg/m 3。试求当压差计读数R=68 m 时,相界面与油层的吹气管出口距离h 。 解:如图,设水层吹气管出口处为a ,煤油层吹气管出口处为b ,且煤油层吹气管到液气界面的高度为H 1。则 1a p p = 2b p p = 1()()a p g H h g H h ρρ=++-油水(表 压) 1b p gH ρ=油(表压) U 管压差计中,12Hg p p gR ρ-= (忽略吹气管内的气柱压力) 分别代入a p 与b p 的表达式,整理可得: 根据计算结果可知从压差指示剂的读数可以确定相界面的位置。并可通过控制分相槽底部排水阀的开关情况,使油水两相界面仍维持在两管之间。 5. 用本题附图中串联U 管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸汽压,U 管压差计的指示液为水银,两U 管间的连接管内充满水。已知水银面与基准面的垂直距离分别为:h 1=2.3 m 、h 2=1.2 m 、h 3=2.5 m 及h 4=1.4 m 。锅中水面与基准面间的垂直距离h 5=3 m 。大气压强a p =99.3×103 Pa 。试求锅炉上方水蒸气的压强p 。(分别以Pa 和kgf/cm 2来计量)。 2 3 4 H 1 压缩空气 p

天津大学化工原理考研真题

天津大学研究生院二0 0一年招收硕士生入学试题 题号: 考试科目:化工原理(含化工原理实验)页数: 一、选择与填空(20%) 1、用离心泵将某贮槽A内的液体输送到一常压设备B,若设备B变为高压设备,则泵的输液量,轴功率。 2、球形颗粒的自由沉降过程包括加速运动和等速运动两个阶段,沉降速度是指阶段中的颗粒相对于流体的运动速度。 3、通过三层平壁的定态热传导过程,各层界面接触均匀,第一层两侧面温度分别为120℃和80℃,第三层外表面温度为40℃,则第一层热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的大小关系为。 A、R1>(R2+ R3) B、R1<(R2+ R3) C、R1=(R2+ R3) D、无法确定 4、某二元物系,相对挥发度α=2.5,对n、n-1两层理论板,在全回流条件下,已知xn=0.35,则yn-1= 。 5、在吸收操作中,若c*-c ≈ci-c,则该过程为。 A、液膜控制 B、气膜控制 C、双膜控制 D、不能确定 6、分配系数kA增加,则选择性系数β。 A、减小 B、不变 C、增加 D、不确定 7、在填料塔的Δp/z—u曲线图上,有和两个折点,该两个折点将曲线分为三个区,它们分别是、、。 8、采用一定状态的空气干燥某湿物料,不能通过干燥除去。 A、结合水分 B、非结合水分 C、自由水分 D、平衡水分 二、如图所示(附件),用离心泵将储槽A中的液体输送到高位槽B(两个槽位敞开),两槽液面保持恒定,两液面的高度差为12m,管路内径为38mm,管路总长度为50m(包括管件、阀门、流量计的当量长度)。管路上安装一孔板流量计,孔板的孔径为20mm,流量系数C0为0.63,U管压差计读数R为540mm,指示液为汞(汞的密度为13600kg/m3)。操作条件下液体密度为1260kg/m3,粘度为1×10-3Pa·s。若泵的效率为60%,试求泵的轴功率,kW。 摩擦系数可按下式计算: 滞流时,λ= 64/Re 湍流时,λ= 0.3164/Re0.25 (13%) 三、在一定条件下恒压过滤某悬浮液,实际测得K=5×10-5m2/s,Ve=0.5m3。先采用滤框尺寸为635mm×635mm×25mm的板框压滤机在同一条件下过过滤某悬浮液,欲在30min过滤时间内获得5m3滤液,试求所需滤框的个数n。(6%) 第一页,共二页 四、有一列管换热器,装有Φ25mm×2.5mm钢管300根,管长为2m。将管程的空气由20℃加热到85℃,空气流量为8000kg/h。用108℃的饱和蒸汽在壳程作为介质,水蒸气的冷凝传热膜系数为1×104W/(m2·K)。管壁及两侧污垢热阻可忽略,热损失可忽略。已知管内空气的普兰特准数Pr为0.7,雷诺准数Re为2.383×104,空气导热系数为2.85×10-2W/(m·K),比热容为1kJ/(kg·K)。试求: (1)空气在管内的对流传热系数; (2)换热器的总传热系数(以管外表面积为基础); (3)通过计算说明该换热器能够满足要求。(12%) 五、在一连续精馏塔中分离某理想二元混合物。已知原料液流量为100kmol/h,其组成为0.5(易挥发组分的摩尔分率,下同);塔顶馏出液流量为50kmol/h,其组成为0.96;泡点进料;塔顶采用全凝器,泡点回流,操作回流比为最小回流比的1.5倍;操作条件下平均相对挥发度为2.1,每层塔板的气相默弗里板效率为0.5。(1)计算釜残液组成;

天大化工原理真题--2001-2003

天津大学研究生院2003年招收硕士生入学试题 题号: 考试科目:化工原理(含实验)页数: 一、选择与填空(共30分) 1、如图所示的流动系统,当阀门C的开度增大时,流动系统的总摩擦阻力损失Σhf将,AB管段的摩擦阻力损失Σhf,AB将。(2分) 2、三只长度相等的并联管路,管径的比为1:2:3,若三只管路的流动摩擦系数均相等,则三只管路的体积流量之比为。(2分) : 3 C、1: 24:39 D、1:4:9 A、1:2:3 B、1: 1题附图 3题附图 3、如图所示的清水输送系统,两液面均为敞口容器。现用该系统输送密度为1200kg/m3的某溶液(溶液的其他性质与水相同),与输送清水相比,离心泵所提供的压头,轴功率。(2分) A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定 4、如图所示为某流动系统的竖直圆管段部分,当清水的平均流速为50mm/s时(此时管内为层流),管轴心处的某刚性球形固体颗粒由A 截面到达B截面的时间为20s;当平均流速为30mm/s时,该固体颗粒在管轴心处由A截面到达B截面的时间为。(2分) 5、板框过滤机采用横穿洗涤法洗涤滤饼,其洗涤操作的特征是:洗液流经滤饼的厚度大约是过滤终点滤饼厚度的倍;洗液流通面积是过滤面积的倍。(2分) A、1 B、0.5 C、2 D、4 6、一维稳态温度场傅立叶定律的表达式为。(2分) 7、在传热计算中,平均温度差法往往用于计算,传热单元数法往往用于计算。(2分) A、设计型 B、核算型 C、设计型和核算型 8、操作中的精馏塔,若保持F、xF、q、R不变,减小W,则L/V ,L’

。(2分) A、减小 B、不变 C、增大 D、不确定 9、在吸收操作中,以液相组成差表示的吸收塔某一截面上的总推动力为。(2分) A、X*-X B、X-X* C、Xi-X D、X-Xi 第一页共三页 10、板式塔是接触式气液传质设备,操作时为连续相;填料塔是接触式气液传质设备,操作时为连续相。(4分) 11、若萃取相和萃余相在脱除溶剂后的组成均与原料液的组成相同,则所用萃取剂的选择性系数。(2分) A、小于1 B、大于1 C、不确定 D、等于1 12、多级错流萃取的特点是:、和。(3分) 13、常压湿空气由t1加热到t2,则空气的性质参数H2 H1、I2 I1、tW2 tW1。(3分) A、大于 B、不确定 C、小于 D、等于 二、采用如图所示的输送系统,将水池中的清水(密度为 1000kg/m3)输送到密闭高位槽中。离心泵的特性方程为H=40-7.0×104Q2(式中H的单位为m,Q的单位为m3/s),当压力表的读数为100kPa时,输水量为10L/s,此时管内流动已进入阻力平方区。若管路及阀门开度不变,当压力表读数为80kPa时,试求: (1)管路的特性方程;(10分) (2)输水体积流量;(5分) (3)离心泵的有效功率。(5分) 三、过滤基本方程式为:)('dd12esVVvrpAV Δ=?μθ 式中 V——过滤体积,m3; θ——过滤时间,s; A——过滤面积,m2; Δp——过滤的压差,Pa;

天津大学版化工原理上下册习题答案

化工原理课后习题解答 第一章流体流动 1.某设备上真空表的读数为×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大 气压强为×103 Pa。 解:由绝对压强 = 大气压强–真空度得到: 设备内的绝对压强P绝= ×103 Pa ×103 Pa=×103 Pa 设备内的表压强 P表 = -真空度 = - ×103 Pa 2.在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/?的油品,油面高于罐底 m,油面上 方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔,其中心距罐底 800 mm,孔盖用14mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为×106 Pa , 问至少需要几个螺钉 分析:罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即 P油≤ σ螺 解:P螺 = ρgh×A = 960×× ×× ×103 N σ螺= ×103×××n P油≤ σ螺得n ≥ 取 n min= 7 至少需要7个螺钉 3.某流化床反应器上装有两个U 型管压差计,如本题附图所示。测得R1 = 400 mm , R2 = 50 mm,指示液为水银。为防止水银蒸汽向空气中扩散,于右侧的U 型管与大气连通的 玻璃管内灌入一段水,其高度R3 = 50 mm。试求A﹑B两处的表压强。 分析:根据静力学基本原则,对于右边的U管压差计,a–a′为等压面,对于左边的压差计,b–b′为另一等压面,分别列出两个等压面处的静力学基本方程求解。 解:设空气的密度为ρg,其他数据如图所示 a–a′处 P A+ ρg gh1= ρ水gR3+ ρ水银ɡR2 由于空气的密度相对于水和水银来说很小可以忽略不记 即:P A= ×103×× + ×103×× = ×103 Pa

化工原理-修订版-天津大学-上下册课后标准答案

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上册 第一章 流体流动习题解答 1. 某设备上真空表的读数为13.3×103 Pa ,试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大气压强为98.7×103 Pa 。 解:真空度=大气压-绝压 3(98.713.3)10atm p p p Pa =-=-?绝压真空度 表压=-真空度=-13.3310Pa ? 2. 在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960 kg/m 3的油品,油面高于罐底 9.6 m ,油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的圆孔,其中心距罐底800 mm ,孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为32.23×106 Pa ,问至少需要几个螺钉? 解:设通过圆孔中心的水平液面生的静压强为p ,则p 罐内液体作用于孔盖上的平均压强 9609.81(9.60.8)82874p g z Pa ρ=?=??-=(表压) 作用在孔盖外侧的是大气压a p ,故孔盖内外所受的压强差为82874p Pa ?= 作用在孔盖上的净压力为 2282575(0.76) 3.7644p p d N ππ =?=??=?410 每个螺钉能承受的最大力为: p

62332.23100.014 4.96104F N π=???=?钉 螺钉的个数为433.7610/4.96107.58??=个 所需的螺钉数量最少为8个 3. 某流化床反应器上装有两个U 管压差计,如本题附图所示。测得R 1=400 mm ,R 2=50 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=50mm 。试求 A 、 B 两处的表压强。 解:U 管压差计连接管中是气体。若以2,,g H O Hg ρρρ分 别表示气体、水与水银的密度,因为g Hg ρρ=,故由气柱 高度所产生的压强差可以忽略。由此可以认为A C p p ≈, B D p p ≈。 由静力学基本方程式知 232A C H O Hg p p gR gR ρρ≈=+ 10009.810.05136009.810.05=??+?? 7161Pa =(表压) 417161136009.810.4 6.0510B D A Hg p p p gR Pa ρ≈=+=+??=? 4. 本题附图为远距离制量控制装置,用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知两吹气管出口的距离H =1 m ,U 管压差计的指示液为水银,煤油的密度为820 kg/m 3。试求当压差计读数R=68 m 时,相界面与油层的吹气管出口距离h 。 解:如图,设水层吹气管出口处为a , 煤油层吹气管出口处为b ,且煤油层吹气 管到液气界面的高度为H 1。则 1a p p = 2b p p = 1()()a p g H h g H h ρρ=++-油水(表压) C D H 压缩空气 p

最新化工原理下天津大学版习题答案

化工原理下天津大学版习题答案

第五章蒸馏 1.已知含苯0.5(摩尔分率)的苯-甲苯混合液,若外压为99kPa,试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t(℃) 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解:利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B*, P A*,由于总压 P = 99kPa,则由x = (P-P B*)/(P A*-P B*)可得出液相组成,这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例 x =(99-40)/(101.33-40)= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时,相应的温度为92℃ 2.正戊烷(C5H12)和正己烷(C6H14)的饱和蒸汽压数据列于本题附表,试求P = 1 3.3kPa下该溶液的平衡数据。 温度 C5H12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C6H14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3

解:根据附表数据得出相同温度下C5H12(A)和C6H14(B)的饱和蒸汽压以t = 248.2℃时为例,当t = 248.2℃时 P B* = 1.3kPa 查得P A*= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A*(kPa) 6.843 8.000 12.472 13.300 26.600 29.484 33.425 48.873 53.200 89.000 101.300 P B*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以260.6℃时为例 当t= 260.6℃时 x = (P-P B*)/(P A*-P B*) =(13.3-2.826)/(13.3-2.826)= 1 平衡气相组成以260.6℃为例 当t= 260.6℃时 y = P A*x/P = 13.3×1/13.3 = 1 同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289 x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0 y 1 0.767 0.733 0.524 0 根据平衡数据绘出t-x-y曲线

最新化工原理-天津大学--试卷含答案

一、单项选择题(共15分,每小题1分) 1.吸收操作的作用是分离……………………………………………………() A. 气体混合物 B. 液体混合物 C. 气液混合物 D. 部分互溶的液体混合物 2.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=0.00625atm,则…………………………………………() A. t1<t2 B. t3 >t2 C. t1 >t2 D. t3<t1 3.对常压低浓度吸收系统,系统总压在较小范围增加时,亨利系数E将……() A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不确定 4.在下列吸收过程中,属于气膜控制的过程是…………………………………() A.水吸收氢 B.水吸收氧 C.水吸收氨 D.水吸收二氧化碳 5. 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………………………………………………………………………() 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 6. 精馏塔提馏段的操作线斜率………………………………………………() A. 大于1 B. 小于1 C. 等于1 D. 不确定 7.液体混合物中,两组分相对挥发度越接近于1,表示用精馏的方法分离该溶液时越……………………………………………………………………………() A. 完全 B. 不完全 C. 容易 D. 困难 8. 若加料热状态参数q值减小,将使…………………………………………() A.精馏段操作线斜率增大 B. 精馏段操作线斜率减小 C.提馏段操作线斜率增大D.提馏段操作线斜率减小 9.精馏塔中由塔顶向下的第n-1、 n、 n+1层塔板,其气相组成关系为……() A. y n+1>y n>y n-1 B. y n+1 = y n = y n-1 C. y n+1<y n<y n-1 D. y n <y n-1 <y n+1 10. 当蒸馏分离沸点较高,且又是热敏性混合物时,操作压力应采用………() A. 常压 B. 减压 C. 加压 D. 先常压后加压 11. 作为干燥介质的热空气,一般采用的是…………………………………() A.饱和空气 B. 不饱和空气 C.过饱和空气D.绝干空气 12. 固体物料在恒速干燥终了时的含水量称为……………………………() A.自由含水量 B. 平衡含水量 C.结合水量D.临界含水量 13. 当干燥一种团块或者是颗粒较大的湿物料,要求含水量降至最低时,较适宜的干燥器型式为……………………………………………………………() A. 厢式 B. 气流 C. 带式 D. 转筒 14. 湿空气在预热过程中不发生变化的状态参数是…………………………()

化工原理下册课后习题答案_天津大学出版社主编夏清

化工原理课后习题解答(夏清、陈常贵主编.化工原理.天津大学出版社,2005.) 田志高

第五章蒸馏 1.已知含苯0.5(摩尔分率)的苯-甲苯混合液,若外压为99kPa,试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t(℃) 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解:利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B*,P A*,由于总压P = 99kPa,则由x = (P-P B*)/(P A*-P B*)可得出液相组成,这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例 x =(99-40)/(101.33-40)= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时,相应的温度为92℃ 2.正戊烷(C5H12)和正己烷(C6H14)的饱和蒸汽压数据列于本题附表,试求P = 1 3.3kPa 下该溶液的平衡数据。 温度 C5H12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C6H14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解:根据附表数据得出相同温度下C5H12(A)和C6H14(B)的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例,当t = 248.2℃时 P B* = 1.3kPa 查得P A*= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A*(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300

天津大学化工原理(第二版)(上册)课后习题答案

大学课后习题解答 绪 论 1. 从基本单位换算入手,将下列物理量的单位换算为SI 单位。 (1)水的黏度μ=0.00856 g/(cm·s) (2)密度ρ=138.6 kgf ?s 2/m 4 (3)某物质的比热容C P =0.24 BTU/(lb·℉) (4)传质系数K G =34.2 kmol/(m 2?h ?atm) (5)表面力σ=74 dyn/cm (6)导热系数λ=1 kcal/(m ?h ?℃) 解:本题为物理量的单位换算。 (1)水的黏度 基本物理量的换算关系为 1 kg=1000 g ,1 m=100 cm 则 )s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.04 4??=??=??? ?? ??????????????=--μ (2)密度 基本物理量的换算关系为 1 kgf=9.81 N ,1 N=1 kg ?m/s 2 则 3 242m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=?? ??????????????????=ρ (3)从附录二查出有关基本物理量的换算关系为 1 BTU=1.055 kJ ,l b=0.4536 kg o o 51F C 9 = 则 ()C kg kJ 005.1C 5F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0??=?? ? ????????????????????????=p c (4)传质系数 基本物理量的换算关系为 1 h=3600 s ,1 atm=101.33 kPa 则 ()kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.342 52G ???=? ? ??????????????????=-K (5)表面力 基本物理量的换算关系为 1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm 则 m N 104.71m 100cm 1dyn N 101cm dyn 742 5 --?=????? ??????????????=σ (6)导热系数 基本物理量的换算关系为 1 kcal=4.1868×103 J ,1 h=3600 s 则

化工原理下册课后习题答案

化工原理课后习题解答 夏清、陈常贵主编. 化工原理. 天津大学出版社,2005. ) 田志高

第五章蒸馏 1. 已知含苯0.5 (摩尔分率)的苯-甲苯混合液,若外压为99kPa,试求该溶液的饱和温度。 苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1 附表。 t (C) 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解:利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B* , P A*,由于总压P = 99kPa,则由x = (P-P B*)/(P A*-P B*)可得出液相组成,这样就可以得到一组绘平衡t-x 图数据。 以t = 80.1 C 为例x = ( 99-40 ) / (101.33-40 ) = 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5 时,相应的温度为92C 2. 正戊烷(GHk)和正己烷(C6H4)的饱和蒸汽压数据列于本题附表,试求P = 1 3.3kPa 下该溶液的平衡数据。 温度 C 5H12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解:根据附表数据得出相同温度下GH2 (A)和C6H4 ( B)的饱和蒸汽压 以t = 248.2 C时为例,当t = 248.2 C时P B* = 1.3kPa 查得P A*= 6.843kPa 得到其他温度下A?B 的饱和蒸汽压如下表 t( C ) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3

化工原理课后习题解答 天津大学出版社

一章流体流动 1.某设备上真空表的读数为 13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大气压强为 98.7×103 Pa。 解:由绝对压强 = 大气压强–真空度得到: 设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa =8.54×103 Pa 设备内的表压强 P表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa 2.在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/?的油品,油面高于罐底 6.9 m,油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔,其中心距罐底 800 mm,孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa , 问至少需要几个螺钉? 分析:罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即 P油≤σ螺 解:P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762 150.307×103 N σ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×n P油≤σ螺得 n ≥ 6.23 取 n min= 7 至少需要7个螺钉 4. 本题附图为远距离测量控制装置,用以测 定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知两 吹气管出口的距离H = 1m,U管压差计的指示 液为水银,煤油的密度为820Kg/?。试求当 压差计读数R=68mm时,相界面与油层的吹气 管出口距离h。 分析:解此题应选取的合适的截面如图所示:忽略空气产生的压强,本题中1-1′和4-4′

为等压面,2-2′和3-3′为等压面,且1-1′和2-2′的压强相等。根据静力学基本方程列出一个方程组求解 解:设插入油层气管的管口距油面高Δh 在1-1′与2-2′截面之间 P1 = P2 + ρ水银gR ∵P1 = P4,P2 = P3 且P3 = ρ煤油gΔh , P4 = ρ水g(H-h)+ ρ煤油g(Δh + h) 联立这几个方程得到 ρ水银gR = ρ水g(H-h)+ ρ煤油g(Δh + h)-ρ煤油gΔh 即 ρ水银gR =ρ水gH + ρ煤油gh -ρ水gh 带入数据 1.03×103×1 - 13.6×103×0.068 = h(1.0×103-0.82×103) h= 0.418m 6. 根据本题附图所示的微差压差计的读数,计算管路中气体的表压强p。压差计中以油和水为指示液,其密度分别为920㎏/m3,998㎏/m3,U管中油﹑水交接面高度差R = 300 m m,两扩大室的内径D 均为60 mm,U管内径d为6 mm。 当管路内气体压强等于大气压时,两扩大室液面平齐。 分析:此题的关键是找准等压面,根据扩大室一端与大气相 通,另一端与管路相通,可以列出两个方程,联立求解 解:由静力学基本原则,选取1-1‘为等压面, 对于U管左边p表 + ρ油g(h1+R) = P1 对于U管右边P2 = ρ水gR + ρ油gh2 p表 =ρ水gR + ρ油gh2 -ρ油g(h1+R) =ρ水gR - ρ油gR +ρ油g(h2-h1) 当p表= 0时,扩大室液面平齐即π(D/2)2(h2-h1)= π(d/2)2R h2-h1 = 3 mm p表= 2.57×102Pa

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