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化工原理习题

化工原理练习题一(流体流动与流体输送机械)

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1000kg/m3,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。

4.12kgf·m=J。

5.空气在标准状态下密度为1.29kg/m3,在0.25MPa下(绝压)80 ℃时的密度为。6.20℃的水通过10m长,d内=l 00mm的钢管,流量V0=10m3/h,阻力系数λ=0.02,阻力降ΔP=。

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。

10.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α的大小,主要与和有关。当超过某一值后,α为常数。

l 5.直管阻力的表示式hf=。管中流出ζ出=,流入管内ζ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。

18、离心泵起动时要、。

19、原来输送水的离心泵,现改用于输送某种水溶液,水溶液的重度为水的1.2倍,其它的物理性质可视为与水相同,管路状况不变,泵前后两开口容器液面垂直距离不变,问(1)流量有无改变,(2)压头有无改变,(3)泵的功率有无改变。

20、离心泵在什么情况下容易产生气蚀(1) ,(2) ,(3) (4) 。

4、离心泵的工作点是曲线与曲线的交点。

21、离心泵的安装高度超过允许安装高度时,会发生现象。

22、在低阻管路系统中,适宜使用离心泵的联,主要用于增加;在高阻管路系统中,适宜使用离心泵的联,主要用于增加。

23、往复泵为泵,其流量调节应采用。

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φ160×5mm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)。ρ=705kg/m3,μ=500×10-1Pa·s 。答案:112KW

三、流量5000m3/h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)? 答案:6330m3/h

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2m /s。A、B间接一个U型压差计,指示液为CCl4,其密度为1630kg/m3。U型管与管子的接管中充满水。求下列三种倩况下.①A、B两点间的压差为多少N/m2,②U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,λ=0.32Re-0.2,(3)管子倾斜30 °,水流方向从B到A,(如图)。

化工原理习题

五、需将30m3/h、20℃的水由敞口水池送至塔顶,塔顶压力(表压)为0.5kgf/cm2,与水池水面的高差为10m。输水管管径为Φ89×4mm,长18m,管线局部阻力系数Σξ=13(阀门全开时),摩擦系数λ=0.01227+0.7543/Re0.38。试求:(1)输送所需的理论功率(kW);(2)若泵在转速n=2900r/min时的特性可近似用下式表示

扬程:H=22.4+5Q-20Q2 效率:η=2.5Q-2.1Q2

式中H的单位为m,Q的单位为m3/min。求最高效率点的效率并评价此泵的适应性;(3)若此泵适用,用关小阀门调节流量,求调节阀门消耗的功率;(4)若(2)的泵不用改变阀门的开度而改变转速调节流量,试求转速应调节到多少?

六、用某离心油泵从贮槽抽送液态异丁烷,贮槽液面恒定,液面上方压强为650kPa〔绝压),泵安装于槽液面以下1.5m处。吸入管路的压头损失为1.5m。在输送条件下异丁烷的密度为530kg/m3。饱和蒸气压为635kPa。输送流量下允许气蚀余量为3.5m,试问该泵能否正常操作?

化工原理练习题二(吸收)

化工原理习题

2、假设气液界面没有传质阻力.故pi与ci的关系为呈相平衡。如果液膜传质阻力远小于气膜的,则KG与kG的关系为相等,在填料塔中,气速越大,KG越大,扩散系数D越大,KG越大。

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:增大总传质单元高度HOG:不变最少液气比(L/G)min:增大相平衡常数m:增大

4、漂流因数表示式为P/PBm ,它反映整体移动对传质的影响。当混合气体中组分A 的浓度很低时,漂流因数近似为1 。当A浓度高时,漂流因数大于l 。

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,则传质推动力将减小,操作线将靠近平衡线、设备费用将增大。

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Y1=8%(体积),平衡关系Y=2X,问(1)液气比为2.5时,吸收率= 100% (2)液气比为1.5时,吸收率=75% 。

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m3/h,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Y=1.4X(Y,X为摩尔比),已知气体总体积传质系数KYα=125kmol /m3?h,轻油平均分子量170。求:(1)轻油用量kg/h ?(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y1=0.03,要求吸收率η=0.95,巳知操作条件下mG/L=0.8(m=常数),平衡条件Y=mX,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。[例] 在逆流操作的填料塔中,用清水吸收焦炉气中的氨,氨的浓度为8g/标准m3,混合气体处理量为4500标准m3/h。氨的回收率为95%,吸收剂用量为最小用量的1.5倍。空塔气速为1.2m/s。气相体积总吸收系数KYa为0.06Kmol/(m3·s),且KYa正比于V0.7。操作压强为101.33kPa、温度为30℃。在操作条件下气液平衡关系为Y=1.2X。试求:(1)用水量,kg/h;(2)塔径和塔高,m;(3)若混合气处理量增加25%,要求吸收率不变,则应采取何措施。假设空塔气速仍为适宜气速。

化工原理练习题三(蒸馏)

一、填空或选择

1.精馏操作的依据是混合液中各组分的挥发度的差异。实现精馏操作的必要条件是塔顶液相回流,塔底上升气流。

2.气液两相呈平衡状态时,气液两相温度相同,液相组成低于气相组成。

3.用相对挥发度α表达的气液平衡方程可写为y=αx/1+(α-1)x。根据α的大小,可用来判断用蒸馏方法分离的难易程度,若ɑ=1则表示不能用普通的蒸馏方法分离该混合液。4.在精馏操作中,若降低操作压强,则溶液的相对挥发度增加,塔顶温度降低,塔釜温度降低,从平衡角度分析对该分离过程有利。

5.某两组分物系,相对挥发度α=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= 0.182 。全回流操作通常适用于精馏开工阶段或实验研究场合。

6.精馏和蒸馏的区别在于精馏必须引入回流,平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别在于前者是连续操作定态过程,后者为间歇操作非定态过程。

7.精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度,其原因是塔底压强高于塔顶压强,塔顶组成中易挥发组分含量高。

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、p0B =46kPa,则相对挥发度α= 2.54 ,平衡时液相组成xA=0.78 ,气相组成yA= 0.90 。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。R=2.371,xD=0.9882

10 .最小回流比的定义是为特定分离任务下理论扳数无限多时的回流比,适宜回流比通常取为 1.1~2 Rmin 。

11 .精馏塔进料可能有 5 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0.6 。

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= 44.1% 。

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 增加, xw 减小,V 增加,L/V 增加。

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 减小 。精馏段上升蒸气量V 不变 、下降液体量L 不变 ;提馏段上升蒸气量V ’ 增加 ,下降液体量L ’ 增加 。

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 增大 ,提馏段液气比L ’/V ’ 减小 ,xD 增加 ,xw 减小 。

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 增加 ,xw 增加 ,L/V 增加 。

17.在连续精馏塔中,若xF 、xD 、R 、q 、D /F 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 减小 ,xw 增加 。

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( )。

A .t1<t2

B .t1=t2

C .t1>t2

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( )。

A .6.67kmol/h

B .6kmol/h

C .9kmol/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( ) 。

A .yn+1>yn>yn-1

B .yn+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( )。

A .xD1>xD2

B .xD1 < xD2

C .xD1 = xD2

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 . x

D 、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( )。

A .D 增大、R 减小

B .D 减小、R 不变

C .

D 减小、R 增大 D .D 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

A .R1

B .R1=R2

C R1>R2

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

B .12层

C .14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

19-23.ABDAB 24-28. ABDCC http://www.wendangku.net/doc/09c9f2f54693daef5ef73d6c.html

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150kmol /h 。回流比为最小回流比的1.2倍。且已知进料方程为y =6x-1.5。试求精馏段操作线方程和提馏段操作线方程。

1''10.760.225

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