宁波工程学院化工原理计算题

第五单元 精 馏

5-1．若苯－甲苯混和液在45℃时沸腾，总压为。已知在45℃时，纯苯的饱和蒸气压

kpa p 7.220=苯，纯甲苯的饱和蒸气压kpa p 6.70=甲苯。求其气液相的平衡组成及相对挥

发度。

解：（1）平衡时苯的液相组成x 苯、气相组成y 苯

84.01

.157.126.77.226.73.200

00==--=--=甲苯苯甲苯苯p p p p x 而94.084.03

.207.220=?=?=苯苯苯

x p p y

因苯-甲苯可当作理想溶液，故相对挥发度为： 0

.36

.77

.2200≈==甲苯

苯p p α 本题要求掌握泡、露点方程及其应用。

5-3．在一两组分连续精馏塔中，进入精馏段中某层理论板n 的气相组成y n ＋1为，从该板流出的液相组成x n 为（均为摩尔分数），塔内气液比V/L=2，物系的相对挥发度α为，求：1）回流比R ；2）流入该板的液相组成x n －1；3）从该板上升的蒸气组成y n 解：1）求R 由2

11=+=R R V L （1分）可解出：2R ＝R ＋1，R ＝1

（2）求x n －1

①由精馏段操作线方程111+++=+R x x R R y D n n ，得2

65.021

75.0D x ＋＝? 解出x D ＝（2分） ②因1

11+++=

-R x x R R

y D n n ，代入已知量得 2

85.021823.01+=

-n x ，解出796.01=-n x 3）求y n

可用气液平衡方程由α、x n 求出y n

()823.065

.05.1165

.05.211=?+?=-+?=

n n n x x y αα

本题要求熟练运用操作线方程和平衡方程解决精馏过程有关计算问题。 5-4．在泡点进料下，某两组分连续精馏塔的操作线方程为： 精馏段：263.0723.0+=x y 提馏段： 1.250.0187y x =-

求：1）回流比；2）馏出液；3）釜残液的组成；4）原料液的组成。 解：1）求回流比R

由精馏段操作线方程263.0723.0+=x y 可知：

723.01

=+R R

∴R ＝ 2）馏出液组成x D

∵

263.01

=+R x D

∴ 95.0=D x 1） 求W x

因W x 为提馏段操作线与对角线交点的横坐标，故联立两线方程： W x x y == 0187.025.1-=x y 得：W x ＝ 4）求原料液组成x F

当泡点进料q ＝1，此时两操作线交点的横坐标即x F 263.0723.0+=F x y 0187.025.1+=F x y 得：535.0723

.025.10187

.0263.0=-+=F x

5-5．在连续精馏塔中分离两组分理想溶液。已知原料液组成为（摩尔分数，下同），馏出液

组成为，釜残液组成为。泡点进料。求： 1）求每获得1kmol/h 馏出液时的原料液用量F ； 2）若回流比为，它相当于最小回流比的多少倍

3）假设原料液加到加料板上后，该板的液相组成仍为，则上升到加料板上的气相组成。（已知物系的平均相对挥发度为3） 解：

1） 求当D ＝1kmol/h 时F 为多少

由全塔物料衡算：

W W D F +=+=1

W D F x W x D x F ?+?=?

代入已知量可解得：W ＝h ，F ＝h 。 2）求R/R min ，已知3=m α ①泡点进料q ＝1，则x q ＝x F ＝ ②由气液平衡方程：

()818.06

.0216.0311=?+?=-+?=q m q m q x x y αα

③求R min ，376.06

.0818.0818

.09.0min =--=

--=

q

q q D x y y x R

④求R/R min ，99.3376

.05

.1/min ==

R R （倍） 3）求上升到加料板上的气相组成

因加料板是提馏段第一层板，故所求量为y 2’ ①5.115.1=?=?=D R L kmol/h

泡点进料q ＝1，已知F ＝h ，W ＝h ，x W ＝，x F ＝ ① 提馏段操作线方程为：W m m x W

qF L W

x W qF L qF L y ?-+-?-++=+''1，

代入已知量：52

.052.15.102

.052.0'52.052.15.152.15.1'1-+?-?-++=

+m m x y ，

00416.0'208.1'1-=+m m x y

③721.000416.06.0208.100416.0'208.1'12=-?=-=x y

5-6．在常压连续提馏塔中，分离两组分理想溶液，该物系平均相对挥发度为。原料液流量为100kmol/h ，进料热状态参数q 为，馏出液流量为60kmol/h ，釜残液组成为（易挥发组分摩尔分率），试求；

1）操作线方程；

2）由塔内最下一层理论板下流的液相组成x N 。

解：本题为提馏塔，即原料由塔顶加入，一般无回流，因此该塔仅有提馏段。再沸器相当一层理论板。

1）操作线方程

此为提馏段操作线方程，即 w m

m x V W x V L y '

-'''='+1 其中 L ′=L +qF =0+×100=80kmol/h

V =D =60kmol/h

V ′=V +（q －1）F =60+（－1）×100=40kmol/h W =F －D =100－60=40kmol/h 故 01.0201.040

4040801-=?-'='+x x y m m 2）塔内最下一层理论板下降的液相组成x N ′ 因再沸器相当一层理论板，故 ()0198.001

.0101

.0211=+?=-+=

'w w w x a ax y

因x N ′和y W ′呈提馏段操作线关系，即 0198.001.02=-'='N W x y 解得 x N ′=

说明：提馏塔又称回收塔。当精馏目的是为了回收稀溶液中易挥发组分时，且对馏出液的浓度要求不高，不用精馏段已可达到要求，不需回流。从稀氨水中回收氨即是回收塔的一个例子。

5-7．在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液。该物系的平均相对挥发度

为。原料液组成为（易挥发组分摩尔分率，下同），饱和蒸气加料。塔顶采出率F

D 为40%，

且已知精馏段操作线方程为y =+，试求：

1）提馏段操作线方程：

2）若塔顶第一板下降的液相组成为，求该板的气相默夫里效率E mv1。

解：先由精馏段操作线方程求得R 和x D ，再任意假设原料液流量F ，通过全塔物料衡算求得D 、W 及x w ，而后即可求出提馏段操作线方程。

E mv1可由默夫里效率定义式求得。

1）提馏段操作线方程 由精馏段操作线方程知

75.01

=+R R

解得 R =

20.01

=+R x D

解得 x D =

设原料液流量F =100kmol/h 则 D =×100=40kmol/h W =60kmol/h 05.040

1008

.04035.0100=-?-?=--=

D F Dx Fx x D F W

因q =0，故

L ′=L =RD =3×40=120kmol/h

V ′=V －（1－q ）F=（R+1）D －（1－q ）F =4×40－100=60kmol/h

提馏段操作线方程为 05.0205.060

6060120-=?-'='-'''=

'x x x W L x V L y w 2）板效率E mv1

由默夫里板效率定义知： 2

*

12

11y y y y E mv --= 其中 y 1=x D = y 2=×+=

()854.07

.05.117

.05.21111*

1=?+?=-+=

x a ax y

故 %5858.0725

.0854.072.080.01=≈--=mv E

第六单元 吸 收

6-1. 总压为、温度为20℃时，1000kg 水中溶解15kg NH 3，此时溶液上方气相中NH 3的平衡分压为。试求此时之溶解度系数H 、亨利系数E 、相平衡常数m 。

解：首先将此气液相组成换算为y 与x 。

NH 3的摩尔质量为17kg/kmol ，溶液的量为15kg NH 3与1000kg 水之和。故 0156.018

/100017/1517/15=+=+==

B A A A n n n n n x 02240325101266

2...P p y *A *

===

436.10156

.00224

.0*===x y m

E =P ·m =×=

或 3.1450156

.0266

.2*===x p E A kPa

溶剂水的密度ρs =1000kg/m 3

，摩尔质量M s =18kg/kmol

382.018

3.1451000=?=≈s s EM H ρkmol/（m 3

·kPa ）

或：

()()869.01000/10001517/15//=+=+==s s A A A A A m m M m V n c ρkmol/m 3

所以 383.0266.2869.0*===A

A p c H kmol/（m 3·kPa ） 本题要求掌握亨利定律及亨利系数（E 、H 、m ）之间的互相关系。 6-2．已知常压、25℃下某体系的平衡关系符合亨利定律，亨利系数E 为 大气压，

溶质A 的分压为大气压的混合气体分别与三种溶液接触：①溶质A 浓度为 的

水溶液；②溶质A 浓度为

的水溶液；③溶质A 浓度为

的水溶液。

试求1）上述三种情况下溶质A 在二相间的转移方向。2）若吸收压力提高至3atm,再计算③的传质方向。

解： 1） E=×104atm ，p=，P=1atm ，y=p/P=

① m E

P

=

=?015104.

x 13

500211018

3610=

?=?-.. ∴y mx 110054*

.== ∴?y y y =-=10*

∴平衡 ② x 23

5

0001110

18

1810=

?=?-.. ∴y mx 220027*

.== ∴?y y y =-20*

∴气相转移至液相 ③ x 33

5

0003110

18

5410=

?=?-.. ∴y mx 330081*

.== ∴?y y y =-30*

∴液相转移至气相 2） P=3atm y= E=×104

atm ∴m=E/P=×104

x 4=x 3=×10-5

∴y mx 440027*

.== ∴?y y y =-40*

∴气相转移至液相

说明：利用吸收相平衡关系可判断传质过程进行的方向；计算传质过程的推动力和吸收过程可达到的极限。低温高压有利于吸收。

6-3. 在常压逆流吸收塔中,用纯吸收剂吸收混合气中的溶质组分.进塔气体中溶质组分为%(体积),吸收率为90%;出塔液相组成为(摩尔分数),操作条件下平衡关系为Y*=。求: 1）塔顶气相传质推动力； 2） 塔底气传质推动力； 3） 全塔平均推动力。 解: 1）y 1==%

047

.0045

.01045.011

1

1

=-=-=y y Y

出塔气相组成Y 2=Y 1（1-φA ）=×（）= 进塔液相组成x 2=0. m=

塔顶气相推动力：ΔY 2=Y 2-Y 2*=Y 2-mX 2== 2）出塔液相组成:

0204

.002

.0102.011

1

1

=-=-=x x X

塔底气相推动力:ΔY 1=Y 1-Y 1*=Y 1-mX 1=）全塔气相平均推动力ΔY m ：

00936.00047.00164

.0ln 0047

.00164.0ln

2

112

1

11

=-=???-?=

?Y

Y Y Y Y m

本题要求掌握吸收过程传质推动力的计算。 6-4．某传质过程的总压为300

，吸收过程传质系数分别为

、 ，气液相平衡关系符合亨利定律，亨利系数E 为

，

试求：1）吸收过程传质总系数

和

；2）液相中的传质阻力为气相的多少倍。

解：1)E = ×103kPa ，P = 300kPa ，

∴Ky =

111135571071

22K mk k x y x =+=?+.. ∴K x = 2)

m

k k k mk x y

x

y

1

11

173=.

本题目要求掌握吸收传质系数的计算及相互关系。

6-5．在常压逆流操作的填料吸收,用清水吸收空气-氨混合气体中的氨.混合气的质量流速为580Kg/(m 2

·h).溶质组成为6%(体积),吸收率为99%,水的质量流速为770Kg/(m2·h).操作条件下平衡关系为Y*=.若填料层高度为4m 。求： 1）气相总传质单元数N OG ； 2）气相总传质单元高度H OG 。 解:

1）清水吸收x 2=0

y10.06

Y10.06381y110.06

=

==--

Y 2=Y 1（1-φA ）=×= 混合气的平均摩尔质量： Mm=M A y A +M B y B =29×+17×=Kmol 惰气的摩尔流速

()()2V 58010.0619.28Kmol /m h 28.28

=?-=Ω 清水的摩尔流速为：

()2H2O

L 77042.78Kmol /m h M ==Ω V

0.9

mv

0.919.28S 0.4056L L

42.78?Ω=

===Ω

()()G 1Y1mX2Ln 1s s 1s Y2mX210.06380Ln 1-0.40560.4056 6.8810.40560.000638O ?-???N =-+ ???--????

?-???

=

+= ???-????

G OG Z 4H 0.58N 6.88

O =

==m 本题是吸收过程的基本计算，要求能熟练掌握传质单元数和传质单元高度的计算。 6-6．在一逆流操作的填料塔中，用循环溶剂吸收气体混合物中溶质。气体入塔组成为（摩尔比，下同），液气比为，操作条件下气液平衡关系为Y =。若循环溶剂组成为，则出塔气体组成为，现因脱吸不良，循环溶剂组成变为，试求此时出塔气体组成。

解：两种工况下，仅吸收剂初始组成不同，但因填料层高度一定，H OG 不变，故N OG 也相同。由原工况下求得N OG 后，即可求算出新工况下出塔气体组成。

原工况（即脱吸塔正常操作）下： 吸收液出口组成由物料衡算求得：

()0151.0001.06

.10025.0025.02211=+-=+-=X Y Y L V X

吸收过程平均推动力和N OG 为： ΔY 1=Y 1－m X 1=－×= ΔY 2=Y 2－m X 2=－×=

00335.00013.000688

.0ln 0013.000688.0ln 2

1

21=-=-=Y Y Y Y Y m

?????

72.600335

.00025.0025.021=-=-=m OG Y Y Y N ?

新工况（即脱吸塔不正常）下；

设此时出塔气相组成为Y 2′，出塔液相组成为X 1′，入塔液相组成为X 2′，则吸收塔物料衡算可得： ()01.06

.1025.022211+'-='+'-=

'Y X Y Y L V

X （a ）

N OG 由下式求得

010*********

12111112

12211..Y X ..ln

..mX Y mX Y ln L mV N OG

?-''

--='-''--= 即 72.6012

.02.1025.0ln 421=-'

'

-Y X

－′=（Y 2′－） 联立式（a ）和式（b ），解得： Y 2′= X 1′=

吸收平均推动力为：

00183.072

.60127.0025.021=-='

-=OG

m

N Y Y Y ?

说明：计算结果表明，当吸收－脱吸联合操作时，脱吸操作不正常，使吸收剂初始浓度升高，导致吸收塔平均推动力下降，分离效果变差，出塔气体浓度升高。

6-7．在一填料层高度为5m 的填料塔内，用纯溶剂吸收混合气中溶质组分。当液气比为时，溶质回收率可达90%。在操作条件下气液平衡关系为Y =。现改用另一种性能较好的填料，在相同的操作条件下，溶质回收率可提高到95%，试问此填料的体积吸收总系数为原填料的多少倍

解：本题为操作型计算，N OG 宜用脱吸因数法求算。 原工况下： ()??

????+----=

S mX Y mX Y S S N

OG

22211ln 11

其中 5.0==L

mV S

因X 2=0 则：109

.011

112

12

221=-=-=

=--?Y Y mX Y mX Y 故 ()[]41.35.0105.01ln 5

.011

=+?--=

OG N 气相总传质单元高度为： 466.141

.35

====

OG Y OG N Z a K V H Ω 新工况（即新型填料）下：

703.45.095.0115.0ln 5.01=??????+-?='OG N 063.1703.45

=='='='OG Y OG N Z a K V H Ω

则 38.1063

.1466.1=='='

OG OG Y Y H H a K a K

即新型填料的体积传质系数为原填料的倍。

说明：对一定高度的填料塔，在其它条件不变下，采用新型填料，即可提高K Y a ，减小传质阻力，从而提高分离效果。

6-8．在填料高度为4m 的常压填料塔中，用清水吸收尾气中的可溶组分。已测得如下数据：尾气入塔组成为，吸收液排出的浓度为（以上均为摩尔分率），吸收率为，并已知此吸收过程为气膜控制，气液平衡关系为y *

=。求： 1）该塔的H OG 和N OG ；

2）操作液气比为最小液气比的倍数； 3）若法定的气体排放浓度必须 ，可采取哪些可行的措施并任选其中之一进行计

算。 解： 1）%10~%502.0<=1

y 可当作低浓气体吸收，y Y x X ≈≈,

()()004.002.08.011=?-=-=2

2

y y η

2008

.0004.002.0=-=--=2

1

2

1

x x y y V L

75

.02

5.1===L mV S

()()773

.275.0004.002.075.01ln 75.0111ln 11=??????+--=??

????+----=

S mx y mx y S S N 2

2

2

1

OG

∴=

==H h N OG OG m 04

2773

1443.. 2）

2.18.05.1min

=?=--=--=?

?

? ??*

a

1

2

1

2

1

2

1

x m

y y y x x y y V L

667.12

.12

min

==

??

? ????

? ??∴V L V L

3） 可采取的措施： a.增加填料层高度

a

K V H y

=

OG

不变（V 不变，气膜控制K a y 不变）

75

.0==L

mV

S 不变

()()715

.475.0002.002.075.01ln 75.0111ln 11=??????+--=?

?

????+-'---=

'S mx y mx y S S N 2

2

2

1

OG

∴'='=?=h H N 01443

4715680OG OG m ...

∴

'==?h h 0028

4

70%. b.增大用水量

因为V 不变，气膜控制，所以K a y 不变，H OG 不变 又h 0不变，所以N OG 也不变

即

()?

?

????'+-'-'-'-='S mx y mx y S S N 2

2

1

OG

2

1ln 11

()27731110020002.ln ..=

-'-'+'????

?

?S S S 试差'=S 027.

或由

2

2

2

1

OG

mx

y mx y S N --~

~图，查得'=S 027.

'='==L L S S 075

027

278... c.其它操作条件不变，降低操作温度，m 变小，

↓

=L

mV S ，而塔高、气相总传质单元高度、气相总传质单元数不变，根据()??

????+----=

S mx y mx y S S N a a a b OG 1ln 11的关系图可知，↑??

?

???a b y y ，y b 不变，故气体出口浓度y a 降低。 d.其它操作条件不变，增大操作压力，由p E m =，m 变小，↓=L

mG S ，而塔高、气相总传质单元高度、气相总传质单元数不变，根据

()??

????+----=

S mx y mx y S S N

2

2

2

1

OG

1ln 11

的关系图可

知，

↑??

???

?2

1y y

，y 1不变，故气体出口浓度y 2降低。

e.其它条件不变，选用对溶质溶解度大的吸收剂，即m 小。与c 、d 分析相同，得到y 2降低。

f. 其它条件不变，改用另一种吸收性能较好的填料，提高吸收总传质系数及单位体积填料的有效传质面积增大，即↑a K Y ，气相总传质单元高度变小，塔高不变，气相总传质单元数变大，又因S 也不变，故根据

()??

????+----=

S mx y mx y S S N

2

2

2

1

OG

1ln 11

的关系图可知，

↑??

???

?2

1

y y

，y b 不

变，故气体出口浓度y 2降低。

说明：工业上提高吸收率，降低出口气体浓度的具体措施可以从吸收过程的设计方面入手，如增加塔高、改换吸收剂及改用性能良好的填料。另外一方面从吸收操作方面入手降低气体出口浓度更为方便，如降低吸收温度、提高吸收压力、适度增大吸收剂用量，若非清水为吸收剂，还可降低吸收剂入口浓度。

第七单元萃取

7-1．现有含15％（质量）醋酸的水溶液30kg，用60 kg纯乙醚在25℃下作单级萃取，试求：

1）萃取相、萃余相的量及组成；

2）平衡两相中醋酸的分配系数，溶剂的选择性系数。

表1 在25℃下，水（B）-醋酸（A）-乙醚（S）系统的平衡数据（均以质量％表示）水层乙醚层水醋酸乙醚水醋酸乙醚

00

解：

1）①作溶解平衡曲线，并作几条连结线

②作F点，连结FS，测量其长度

③求作M点，F+S=M，MF/MS=S/F =60/30=2，

故M三等分FS，且靠近S

④过M点作平衡连结线，得萃取相E和萃余相R

的组成点

⑤量出线段RE、ME长度

R/E=ME/MR R=M×ME/RE= E=M-R=

⑥从图上读出：

萃取相E y A = y B= y s =

萃余相R x A = x B = x S =

2）k A= y A/x A ==

β=(y A/x A)/(y B/x B)=（）/（）=

7-2.醋酸水溶液100 kg，在25℃下用纯乙醚为溶剂作单级萃取，原料液含醋酸χ=，欲使萃余相中中醋酸χA=（均为质量分率）。试求：

1）萃余相及萃取相的量和组成；

2）溶剂用量S。

已知25℃下物系的平衡关系为УA =χ

УS = χS=+χ

式中УA——与萃余相醋酸浓度χA成平衡的萃取相醋酸浓度；

УS——萃取相中溶剂的浓度；

χS——萃余相中溶剂的浓度；

УA，УS，χS均为质量分数。

解：

a. χA= УA =χ=

УS ==χS=+χ=

b.作溶解度平衡曲线，找出萃余相萃取相的组成点R、E。

c.连结RE，与FS交于点M，测量ME，MR，MS，MF的长度。

d.解方程组①R/E=ME/MR②R+E=F+S ③F/S=MS/MF

代入即①R= ②R+E=100+S ③100/S=

解得 R=87kg E=139kg S=126kg

e.故萃余相的量是 R=87kg ，其组成为χA=，χB=, χS=

萃取相的量是E=139kg, 其组成为УA=，УB=，УS ==

溶剂用量S=126kg。

7-3．在25℃下以水（S）为萃取剂从醋酸（A）与氯仿（B）的混合液中提取醋酸。已知原料液流量为1000kg/h，其中醋酸的质量百分率为35%，其余为氯仿。用水量为800kg/h。操作温度下，E相和R相以质量百分率表示的平均数据列于本例附表中。

试求：1）经单级萃取后E相和R相的组成及流量；

2）若将E相和R相中的溶剂完全脱除，再求萃取液及萃余液的组成和流量；

3）操作条件下的选择性系数β；

4）若组分B、S可视作完全不互溶，且操作条件下以质量比表示相组成的分配系数K=，要求原料液中溶质A的80%进入萃取相，则每公斤稀释剂B需要消耗多少公斤萃取剂S 解：根据题给数据，在等腰直角三角形坐标图中作出溶解度曲线和辅助曲线，如附表2所示。

附表2

氯仿层（R相）水层（E相）醋酸水醋酸水

0．000．990．0099．16

6．771．3825．1073．69

17．722．2844．1248．58

25．724．1550．1834．71

27．655．2050．5631．11

32．087．9349．4125．39

34．1610．0347．8723．28

42．516．542．5016．50

1）两相的组成和流量根据醋酸在原料液中的质量百分率为35%，在AB边上确定F点，联结点F、S，按F、S的流量用杠杆定律在FS线上确定和点M。

因为E相和R相的组成均未给出，需借辅助曲线用试差作图法确定通过M点的联结线

ER 。由图读得两相的组成为

E 相 y A =27%，y B =%，y S =% R 相 x A =%，x B =%，x S =%

依总物料衡算得

M=F+S

=1000+800=1800kg/h 由图量得RM =及RE =

kg/h 11145735451800=?=?=..RE RM M E

R =M －E =1800－1114=686kg/h

2）萃取液、萃余液的组成和流量 连接点S 、E ，并延长SE 与AB 边交于E ′，由图读得y E ′=92%。

连接点S 、R ，并延长SR 与AB 边交于R ′，由图读得x R ′=%。 萃取液和萃余液的流量由式8-36及式8-37求得，即 kg/h 327379237351000=--?='-''-?='..x y x x F E R

E R

F kg/h 6733271000=-='-='E F R

萃取液的流量E ′也可用式8-23计算，两法结果一致。

3）选择性系数β用式8-27求得，即 5.2284

.915.1/2.727/===B B A A x y x y β

由于该物系的氯仿（B ）、水（S ）互溶度很小，所以β值较高，所得到萃取液浓度很高。 4）每公斤B 需要的S 量 由于组分B 、S 可视作完全不互溶，则用式8-34计算较为方便。有关参数计算如下： 5385.035

.0135

.01=-=-=

F F F x x X ()()1077.05385.08.0111=?-=-=F A X X ? Y S =0

Y 1与X 1呈平衡关系，即 Y 1==×=

S/B =（X F －X 1）/Y 1=（－）/= 即每公斤稀释剂B 需要消耗萃取剂S 。

需要指出，在生产中因溶剂循环使用，其中会含有少量的组分A 与B 。同样，萃取液和萃余液中也会含少量S 。这种情况下，图解计算的原则和方法仍然适用，仅在三角形相图中

点S、E′及R′的位置均在三角形坐标图的均相区内。

7-4.以二异丙醚在逆流萃取器中使醋酸水溶液的醋酸含量由30％降到5％（重量％），萃取剂可以认为是纯态，其流量为原料液的两倍，应用三角形图解法求出所需的理论级数。操作温度为20℃，此温度下的平衡数据如表3所示。

表3 醋酸（A）-水（B）-二异丙醚（S）在20℃下的平衡数据（质量％）

水相异丙醚相

序号

％A％B％S％A％B％S 1

2

3

4

5

6

7

8

9

解：

①x f=在相图上定出F点，连结FS，测其长度

②求作M点，MF/MS=S/F=2，故M三等分FS，且靠近S

③按末级x N=,在溶解度曲线上找出R N点，连结R N M并延长与溶解度曲线相交，得离

开第一级的萃取相浓度点E1

④连结FE1并延长，连结R N S并延长，交于点D

⑤过E 1点作平衡连结线，得R 1，此为第一级

⑥连结R 1D ，与溶解度曲线交于点E 2，过E 2作平衡连结线R 2E 2，此为第二级 ⑦按照⑥继续作图直至R 7时，萃余相的溶质浓度x 7= ⑧故所需要理论级数为7级。

7-5．25℃时丙酮（A ）—水（B ）—三氯乙烷（S ）系统以质量百分率表示的溶解度和联结线数据如附表4和附表5所示。

附表4溶解度数据

附表5联结线数据

水相中丙酮x A

5．96

10．0 14．0 19．1 21．0 27．0 35．0 三氯乙烷相中丙酮y A 8．75

15．0

21．0

27．7

32

40．5

48．0

用三氯乙烷为萃取剂在三级错流萃取装置中萃取丙酮水溶液中的丙酮。原料液的处理量为500kg/h ，其中丙酮的质量百分率为40%，第一级溶剂用量与原料液流量之比为，各级溶剂用量相等。试求丙酮的回收率。

解：丙酮的回收率可由下式计算，即 F

F A Fx x R Fx 33-=?

关键是求算R 3及x 3。

由题给数据在等腰直角三角形相图中作出溶解度曲线和辅助曲线。

第一级加入的溶剂量，即每级加入的溶剂量为 S =

=×500=250kg/h 根据第一级的总物料衡算得 M 1=F +S

=500+250=750kg/h

由F 和S 的量用杠杆定律确定第一级混合液组成点M 1，用试差法作过M 1点的联结线E 1R 1。根据杠杆定律得

kg/h 436967

337501

1111

1.R E M E M R =?=?=

再用250kg/h 的溶剂对第一级的R 1相进行萃取。重复上述步骤计算第二级的有关参数，即

M 2=R 1+S =+250=h 32183434.6192

22222=?=?

=R E M E M R kg/h

同理，第三级的有关参数为 M 3=321+250=571kg/h 29892

48

5713=?

=R kg/h 由图读得x 3=%。于是，丙酮的回收率为

%8.944.0500035.02984.050033=??-?=-=F F A Fx x R Fx ?

化工原理计算练习题(含答案)

1．将浓度为95%的硝酸自常压罐输送至常压设备中去，要求输送量为36m 3 /h, 液体的扬升高度为7m 。输送管路由内径为80mm 的钢化玻璃管构成，总长为160（包括所有局部阻力的当量长度）。现采用某种型号的耐酸泵，其性能列于本题附表中。问：该泵是否合用？ Q(L/s) 0 3 6 9 12 15 H(m) 19.5 19 17.9 16.5 14.4 12 η(%) 17 30 42 46 44 已知：酸液在输送温度下粘度为1.15?10-3 Pa ?s ；密度为1545kg/m 3 。摩擦系数可取为0.015。 解：（1）对于本题，管路所需要压头通过在储槽液面（1-1’）和常压设备液面（2-2’）之间列柏努利方程求得： f e H g p z g u H g p z g u ∑+++=+++ρρ222 2112122 式中0)(0,7,0212121≈=====u ，u p p m z z 表压 管内流速：s m d Q u /99.1080 .0*785.0*360036 42 2 == = π 管路压头损失：m g u d l l H e f 06.681 .9*299.108.0160015.022 2==∑+=∑λ 管路所需要的压头：()m H z z H f e 06.1306.6711=+=∑+-= 以（L/s ）计的管路所需流量：s L Q /103600 1000 *36== 由附表可以看出，该泵在流量为12 L/s 时所提供的压头即达到了14.4m ，当流量为管路所需要的10 L/s ，它所提供的压头将会更高于管路所需要的13.06m 。因此我们说该泵对于该输送任务是可用的。 3、如图用离心泵将20℃的水由敞口水池送到一表压为2.5atm 的塔内，管径为φ108×4mm 管路全长100m(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内)。已知： 水的流量为56.5m 3·h -1，水的粘度为1厘泊，密度为1000kg·m -3，管路摩擦系数可取为0.024，计算并回答： (1)水在管内流动时的流动形态；(2) 管路所需要的压头和有效功率； 图2-1 解：已知：d = 108-2×4 = 100mm = 0.1m A=(π/4)d 2 = 3.14×(1/4)×0.12 = 0.785×10-2 m

化工原理试题及答案

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?

《化工原理试题库》大全

化工原理试题库多套及答案 一：填空题（18分） 1、 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=___8.7m 02H , _____pa 41053.8?__. 该地区的大气压为720mmHg 。 2、 常温下水的密度为10003m 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。 二：问答题（36分） 1、 一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损 失变为原来的多少倍？ 2、 何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1） 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？ （2） 传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3） 那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 三：计算题(46分) 1、 如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数 为03.0=λ，现发现压力表上的读数为052mH ，若管径为100mm,求流体 的流量及阀的局部阻力糸数？ 2、 在一 列管式换热器中，用冷却 将C 0100的热水冷却到C 050，热水

化工原理试题库(第五——第十)讲解

第5章蒸发 一、选择题 1.以下蒸发器属于自然循环型蒸发器的是（）蒸发器。 A、强制循环型 B、升膜 C、浸没燃烧 D、外热式 2.与加压、常压蒸发器相比，采用真空蒸发可使蒸发器的传热面积（），温度差（），总传热系数（）。 A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定 3.蒸发操作能持续进行的必要条件是( )。 A、热能的不断供应，冷凝水的及时排除。 B、热能的不断供应，生成蒸气的不断排除。 C、把二次蒸气通入下一效作为热源蒸气。 D、采用多效操作，通常使用2-3效。 4.蒸发操作通常采用( )加热。 A、电加热法 B、烟道气加热 C、直接水蒸气加热 D、间接饱和水蒸气加热 5.以下哪一条不是减压蒸发的优点( )。 A、可以利用低压蒸气或废汽作为加热剂 B、可用以浓缩不耐高温的溶液 C、可减少蒸发器的热损失 D、可以自动地使溶液流到下一效，不需泵输送 6.多效蒸发流程通常有三种方式，以下哪一种是错误的( )。 A、顺流 B、逆流 C、错流 D、平流 7.中央循环管式蒸发器中液体的流动称为( )。 A、自然循环 B、强制循环 C、自然沸腾 D、强制沸腾 8.蒸发操作中，二次蒸气的冷凝通常采用( )。 A、间壁式冷凝 B、混合式冷凝 C、蓄热式冷凝 D、自然冷凝 9.单效蒸发器计算中D／W 称为单位蒸汽消耗量，如原料液的沸点为393K，下列哪种情况D/W最大? ( )。 A、原料液在293K时加入蒸发器 B、原料液在390K时加入蒸发器 C、原料液在393K时加入蒸发器 D、原料液在395K时加入蒸发器 10.蒸发过程温度差损失之一是由于溶质存在，使溶液（）所致。 A、沸点升高 B、沸点降低 C、蒸汽压升高 11.属于单程型的蒸发器是（）。 A、中央循环管式蒸发器 B、外热式蒸发器 C、降膜蒸发器 D、悬筐式蒸发器 二、填空题 1.蒸发操作所用的设备称为________。 2.蒸发操作中，加热溶液用的蒸汽称为________，蒸发出的蒸汽称为________。 3.按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为________和________；按操作压强大小，蒸发分为________、________和________； 按蒸发方式不同，蒸发分为________和________。 4.蒸发过程中，溶剂的气化速率由________速率控制。 5.蒸发溶液时的温度差损失在数值上恰等于________的值。 6.蒸发操作时，引起温度差损失的原因有________、________和________。 7.杜林规则说明溶液的沸点与同压强下标准溶液的沸点间呈________关系。 8.20％NaOH水溶液在101.33kPa时因溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失为________。 9.单效蒸发的计算利用________、________和________三种关系。 10.当稀释热可以忽略时，溶液的焓可以由________计算。 11.单位蒸汽消耗量是指________，它时衡量________的指标。

化工原理试题库(含答案)

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

化工原理期末试题及答案

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II》计算试题

《化工原理II》计算试题 石油大学(北京)化工学院(第二部分)题库 2，计算题 1，(15分)在直径1.2m的Mellepak 250Y规整填料吸收塔中，空气混合物中的SO2用清水吸收吸收塔的总操作压力为101.3kpa，温度为20℃，混合气体进入塔内的流量为1000 m3/h，SO2的摩尔分数为0.09，SO2的回收率要求不低于98%，采用气相kya = 0.0524 kmol/(m·s)的总体积传质系统系统的相平衡方程为:ye=3.3x试着找出: (1)推导出计算传质单元数的公式； L？敏。m？成立，哪一个？是溶质的吸收率，m是相平衡常数；(2)测试证书:V(3)最小溶剂剂量，千克摩尔/小时； (4)如果实际溶剂量是最小溶剂量的1.2倍，计算塔水中SO2浓度(摩尔分数)；(5)计算完成分离任务所需的传质单元数量、传质单元高度和填料高度 2，(15分)一种吸收煤气中苯的吸油塔。已知煤气的流速为2240(NM3/hr)，进入塔的气体中苯含量为4%，离开塔的气体中苯含量为0.8%(以上均为体积分数)。进入塔内的油不含苯。取L=1.4 Lmin。已知体系的相平衡关系为Y * = 0.126 x。试着找出:(1)溶质吸收率？ (2)Lmin和L (kmol/h) (3)求柱组成Xb(kmol苯/kmol油)(4)求吸收过程的对数平均驱动力？Ym (5)解决非政府组织问题；用分析法； (6)以增加塔内的液体喷射量使用部分循环流量，在保证原始吸收率

的条件下，最大循环量L’是多少，并画出无部分循环和部分循环两种情况下的操作线。 3，(20分)在一个逆流操作的低浓度气体填料吸收塔中，纯矿物油被用来吸收混合气体中的溶质。已知在操作条件下，进口混合气体中的溶质含量为0.015(摩尔分数)，吸收率为85%，平衡关系Y*=0.5X努力找出:出口矿物油中溶质的最大浓度为 (1)最小液气比； (2)当吸收剂用量为最小溶剂用量的3倍时，NOG是用解析法计算的。(3)找到吸收过程的总对数平均传质驱动力？Ym。(4)当总气体传质单元的高度为1m时，计算填料层的高度； ？1？ (5)为了增加塔内液体的喷淋量，采用塔外液体部分循环流动。在保证原吸收速率的条件下，假设气相流速为，最大循环量L’是多少，并画出无部分循环和部分循环两种情况下的操作线 4。在吸收塔中，某种气体混合物与清水逆流吸收。塔中的气相组成为0.05(摩尔分数，下同)。在该操作条件下，系统的平衡关系为y*=2x，操作液气比为1.25(L/V)min，塔内气相组成为0.01，吸收过程为气膜控制，Kya∝V0.7(V为气相摩尔分数) 试算:(1)液相出口组成xb，NOG传质任务所需； (2)如果初始气液组成、流速和操作条件保持不变，当原始塔与另一个相同的塔串联和逆流操作时，离开塔的气体的最终组成是什么(3)如果初始汽液组成、流速和操作条件不变，原塔和另一个相同的塔平

(完整版)《化工原理》试题库答案(2)

《化工原理》试题库答案 一、选择题 1．当流体在密闭管路中稳定流动时，通过管路任意两截面不变的物理量是（A）。 A.质量流量 B.体积流量 C.流速 D.静压能 2. 孔板流量计是( C )。 A. 变压差流量计，垂直安装。 B. 变截面流量计，垂直安装。 C. 变压差流量计，水平安装。 D. 变截面流量计，水平安装。 3. 下列几种流体输送机械中，宜采用改变出口阀门的开度调节流量的是（C）。 A．齿轮泵 B. 旋涡泵 C. 离心泵 D. 往复泵 4．下列操作中，容易使离心泵产生气蚀现象的是（B）。 A．增加离心泵的排液高度。 B. 增加离心泵的吸液高度。 C. 启动前，泵内没有充满被输送的液体。 D. 启动前，没有关闭出口阀门。 5．水在规格为Ф38×2.5mm的圆管中以0.1m/s的流速流动，已知水的粘度为1mPa·s则其流动的型态为（C）。 A.层流 B. 湍流 C. 可能是层流也可能是湍流 D. 既不是层流也不是湍流 6．下列流体所具有的能量中，不属于流体流动的机械能的是（D）。 A. 位能 B. 动能 C. 静压能 D. 热能 7．在相同进、出口温度条件下，换热器采用（A）操作，其对数平均温度差最大。 A. 逆流 B. 并流 C. 错流 D. 折流 8．当离心泵输送液体密度增加时，离心泵的（C）也增大。 A．流量 B.扬程 C.轴功率 D.效率 9．下列换热器中，需要热补偿装置的是（A）。 A．固定板式换热器 B.浮头式换热器 C.U型管换热器 D.填料函式换热器 10. 流体将热量传递给固体壁面或者由壁面将热量传递给流体的过程称为（D）。 A. 热传导 B. 对流 C. 热辐射 D.对流传热 11.流体在管内呈湍流流动时B。 A.Re≥2000 B. Re>4000 C. 2000

化工原理习题及答案

一、名词解释（每题2分） 1. 非均相混合物 物系组成不同，分布不均匀，组分之间有相界面 2. 斯托克斯式 3. 球形度s 非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值 4. 离心分离因数 离心加速度与重力加速度的比值 5?临界直径de 离心分离器分离颗粒最小直径 6. 过滤 利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作 7. 过滤速率 单位时间所产生的滤液量 8. 过滤周期 间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间 9. 过滤机生产能力 过滤机单位时间产生滤液体积 10. 浸没度 转筒过滤机浸没角度与圆周角比值 二、单选择题（每题2分） 1、自由沉降的意思是______ 。 A颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计E颗粒开始的降落速度为零，没有附加一个初始速度C颗粒在降落的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用 D颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程D 2、颗粒的沉降速度不是指_______ 。 A等速运动段的颗粒降落的速度 E加速运动段任一时刻颗粒的降落速度 C加速运动段结束时颗粒的降落速度 D净重力（重力减去浮力）与流体阻力平衡时颗粒的降落速度B 3、对于恒压过滤______ 。 A 滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的？2倍 B 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍 C 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍 D 当介质阻力不计时，滤液体积增大一倍，则过滤时间增大至原来的4倍D 4、恒压过滤时，如介质阻力不计，滤饼不可压缩，过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量 __ 。 A增大至原来的2倍E增大至原来的4倍 C增大至原来的2倍D增大至原来的倍

化工原理试题及答案

一、二章复习题 第一章 一、填空题 1．一个生产工艺是由若干个__________ 和___________构成的。 2．各单元操作的操作原理及设备计算都是以__________、___________、___________、和___________四个概念为依据的。 3．常见的单位制有____________、_____________和_______________。 4．由于在计量各个物理量时采用了不同的__________，因而产生了不同的单位制。 5．一个过程在一定条件下能否进行，以及进行到什么程度，只有通过__________来判断。6．单位时间内过程的变化率称为___________。 二、问答题 7．什么是单元操作主要包括哪些基本操作 8.提高过程速率的途径是什么 第二章流体力学及流体输送机械 流体力学 一、填空题 1．单位体积流体的质量称为____密度___，它与__比容_____互为倒数。 2．流体垂直作用于单位面积上的力，称为__流体的压强__________。 3．单位时间内流经管道任一截面的流体量称为___流量_____，其表示方法有__质量流量______和____体积流量____两种。 4．当管中流体形成稳定流动时，管中必定充满流体，即流体必定是__连续流动的_______的。5．产生流体阻力的根本原因是_内摩擦力_______；而___流体的运动状态________是产生流体阻力的第二位原因。另外，管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力_的大小与影响______________。 6．流体在管道中的流动状态可分为_____滞流_ 和____湍流______两种类型，二者在内部质点运动方式上的区别是_____湍流的质点有脉动滞流没有________________________________。 7．判断液体内处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是_静止的________、___连通的________、__连接的是同一种液体______________。 8．流体若由低压头处流向高压头处时，所加入外加功的作用是. 分别或同时提高流体的位压头；动压头；静压头以及弥补损失能量______________________________。

化工原理计算题

第一章 流体流动 【例1-1】 已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m 3与998kg/m 3，试求含硫酸为60%（质量）的硫酸水溶液的密度为若干。 解：根据式1-4 998 4.01830 6.01+=m ρ =（3.28+4.01）10-4=7.29×10-4 ρm =1372kg/m 3 【例1-2】 已知干空气的组成为：O 221%、N 278%和Ar1%（均为体积%），试求干空气在压力为9.81×104Pa 及温度为100℃时的密度。 解：首先将摄氏度换算成开尔文 100℃=273+100=373K 再求干空气的平均摩尔质量 M m =32×0.21+28×0.78+39.9×0.01 =28.96kg/m 3 根据式1-3a 气体的平均密度为： 3kg/m 916.0373 314.896.281081.9=???=m ρ 【例1-3 】 本题附图所示的开口容器内盛有油和水。油层高度h 1=0.7m 、密度ρ1=800kg/m 3，水层高度h 2=0.6m 、密度ρ2=1000kg/m 3。 （1）判断下列两关系是否成立，即 p A =p'A p B =p'B （2）计算水在玻璃管内的高度h 。 解：（1）判断题给两关系式是否成立 p A =p'A 的关系成立。因A 与A '两点在静止的连通着的同一流体内，并在同一水平面上。所以截面A-A'称为等压面。 p B =p'B 的关系不能成立。因B 及B '两点虽在静止流体的同一水平面上，但不是连通着的同一种流体，即截面B-B '不是等压面。 （2）计算玻璃管内水的高度h 由上面讨论知，p A =p'A ，而p A =p'A 都可以用流体静力学基本方程式计算，即 p A =p a +ρ1gh 1+ρ2gh 2 p A '=p a +ρ2gh 于是 p a +ρ1gh 1+ρ2gh 2=p a +ρ2gh 简化上式并将已知值代入，得 800×0.7+1000×0.6=1000h 解得 h =1.16m 【例1-4】 如本题附图所示，在异径水平管段两截面（1-1'、2-2’）连一倒置

化工原理试题库(上册)答案

1.在层流流动中，若流体的总流率不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的（ C ）倍。 A. 2； B. 6； C. 4； D. 1。 2.流体在圆形直管内作强制湍流时，其对流传热系数α与雷诺准数的n 次方成正比，其中的n 值为（ B ） A . 0.5 B. 0.8 C. 1 D. 0.2 3.计算管路系统突然扩大和突然缩小的局部阻力时，速度值应取为（ C ） A. 上游截面处流速 B 下游截面处流速 C 小管中流速 D 大管中流速 4.阻力系数法将局部阻力表示成局部阻力系数与动压头的乘积，管出口入容器的阻力系数为( A ) A.1.0 B.0.5 C.0.35 D.0.75 5.有两种关于粘性的说法：( A ) ①无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。 ②粘性只有在流体运动时才表现出来。 A.这两种说法都对； B.这两种说法都不对； C.第一种说法对，第二种说法不对； D.第二种说法对，第一种说法不对。

第二章流体输送机械 1.往复泵在操作中( A ) 。 A.不开旁路阀时，流量与出口阀的开度无关 B.允许的安装高度与流量无关 C.流量与转速无关 D.开启旁路阀后，输入的液体流量与出口阀的开度无关 2.一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出 口处的压力表也逐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是( D ) A. 忘了灌水 B. 吸入管路堵塞 C. 压出管路堵塞 D. 吸入管路漏气 3.离心泵吸入管路底阀的作用是（ B ）。 A.阻拦液体中的固体颗粒 B.防止启动前充入的液体从泵内漏出 C.避免出现气蚀现象 D.维持最低的允许吸上高度 4.为了安全起见，离心泵的实际安装高度应比理论安装高度（ B ）。 A.高 B.低 C.相等 C.不确定 5.齿轮泵的流量调节采用（ C ）。 A.出口阀 B.进口阀 C.回流装置 D.以上三种均可 6.离心泵启动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致超 负荷工作，这是因为（ A ）。 0≈0 B. >0>0 C. <0<0 7.离心泵的调节阀开大时，则（ B ）。 A.吸入管路的阻力损失不变 B.泵出口的压力减小

化工原理计算试题

离心泵的计算 1计算题j01b10029 如图所示, 水通过倾斜变径管段(A-B), D A=100mm，D B =240mm,水流量为2m3/min,在截面A与B处接一U形水银压差计，其读数R=20mm，A、B两点间的垂直距离为h=0.3m试求:(1) 试求A、B两点的压差等于多少Pa？(2)A、B管段阻力损失为多少mmHg？(3)若管路水平放置，而流量不变，U形水银压差计读数及A、B两点压差有何变化? 计算题j01b10029 (题分：20) (1) u A=(2/60)/[(π/4)×(0.10)2]=4.244 m/s， u B=4.244×(1/2.4)2=0.7368 m/s p A/ρ＋u A2/2= gh＋p B/ρ＋u B2/2＋∑h f ∵p A/ρ－(gh＋p B/ρ)=(ρi－ρ)gR/ρ ∴p A－p B=(ρi－ρ)gR＋ρgh =(13.6-1)×103×9.81×0.020+103×9.81×0.3 =5415 Pa (2) ∑h f=(p A/ρ－gh－p B/ρ)＋u A2/2－u B2/2 =(ρi－ρ)gR/ρ＋u A2/2－u B2/2 =(13.6－1)×9.81×0.020＋(4.244)2/2－(0.7368)2/2 =11.2 J/kg 即?p f=ρ∑h f=103×11.2=11.2×103 Pa 换成mmHg: ∑H f=?p f/(ρHg?g)= 11.2×103/(13.6×103×9.81) =0.0839 mHg=83.9 mmHg (3) p A/ρ＋u A2/2=p B/ρ＋u B2/2＋∑h f ∵u A、u B、∑h f均不变，故(ρi－ρ)gR’/ρ之值不变 即R’不变，R’=R=20 mm 水平放置时p A-p B = (13.6-1)?103?9.81?0.020 =2472Pa比倾斜放置时的压差值小。 2计算题j02b20067 (20分) 如图所示的输水系统,输水量为36m3/h，输水管均为φ80×2mm的钢管，已知水泵吸入管路的阻力损失为0.2m水柱，压出管路的阻力损失为0.5m水柱，压出管路上压力表的读数为2.5Kgf/cm2。试求： (1) 水泵的升扬高度； (2) 若水泵的效率η=70%,水泵的轴功率(KW)； (3) 水泵吸入管路上真空表的读数(mmHg 柱)。 注:当地大气压为750mmHg 柱。 0.2 4.8

化工原理判断题题库【化工原理试题库】

1、精馏分离的依据是各组分的挥发度的差异，要使混合物中的组分得到完全分离，必须进行多次地部分汽化和部分冷凝。 2、相对挥发度的表示式?=_?A.对于二组 B 分溶液的蒸馏，当?=1 时，能否能离不能 3、q的定义式是进料的液化分率，饱和液体进料q=_饱和蒸汽进料q=_0_蒸汽是液体的3倍的混合进料时q=_0.25_。 4、二组分的连续精馏操作，精馏段操作线方程为y?0.75x?0.245，提馏段操作线方程为y?25x?0.02，当q=1时，则xW?xD 5、在连续精馏中，其它条件均不变时，仅加大回流，可以使塔顶产品xD提高_，若此时加热蒸汽量V不变，产品量D将下降。若在改变R的同时，保持塔顶采出量不变，必需增加蒸汽用量，那么冷却水用量将_增加__。 6、压力增加_.温度下降将有利于吸收的进行。 7、完成下列方程，并指出吸收糸数的单位。NA?k.?Ci?C? k的单位_m_ NA?KG.?P?P KG 的单位__. ms.atm 8、吸收过程中的传质速率等于分子散速率的条件是层流或静止。 9、饱和空气在恒压下冷却，温度由t1降至t2，其相对湿度?不变，绝对湿湿度H下降_,露点下降，湿球温度下降。 10、萃取操作的依据是_组分在萃取剂中的溶解度的差异.萃取操作选择溶剂的主要原则是_对被萃取组分有较好的选择性与稀释剂互溶度愈小愈好_,易回收便宜无毒性__. 1、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于_待分离的混合物为水溶液且水是难挥发组分的情况_,与间接蒸汽相比，相同要求下，所需理论塔板数将__理论板数要多。 2、平衡线表示塔的任一截面上气、液两相的易挥发组分在气、液两相间的浓度关系，操作线表示了易挥发组分在塔内的下一块塔板中上升的气相中的组成与上一块塔板上的液相组成之间的操作线关系 3、溶液中各组分之挥发度可用它在___气相中的分压_和与之平衡的液相__縻尔分率之比来表示，若是理想溶液，则同温度下的饱和蒸汽压来表示。 4、对拉乌尔定律产生正偏差是由于不同种分子之间的引力小于同种分子之间的引力所造成的。 5、对拉乌尔定律产生负偏差是由于不同种分子之间的引力大于同种分子之间的引力所造成的。 6、在板式塔的设计中，为了减少雾沫夹带，我们可以适当地增大塔径以减少空塔气速，也可以适当地增大板间距。

完整版化工原理试题库答案2

、选择题 1 ?当流体在密闭管路中稳定流动时，通过管路任意两截面不变的物理量是（ A ） A. 质量流量 B.体积流量 2. 孔板流量计是（C ）。 A. 变压差流量计，垂直安装。 C.变压差流量计，水平安装。 3. 下列几种流体输送机械中，宜采 用改变出口阀门的开度调节流量的是（ C ） A .齿轮泵 B.旋涡泵 C.离心泵 D.往复泵 4. 下列操作中，容易使离心泵产生气蚀现象的是（ B ）o A .增加离心泵的排液高度。 B.增加离心泵的吸液高度。 C.启动前，泵内没有充满被输送的液体。 D.启动前，没有关闭岀口阀门。 5?水在规格为 ①38 x 2.5mm 勺圆管中以0.1m/s 的流速流动，已知水的粘度为 1mPa-s 则其流动的型态为 （C ）o A. 层流 B.湍流 C.可能是层流也可能是湍流 D.既 不是层流也不是湍流 6?下列流体所具有的能量中，不属于流体流动的机械能的是（ D ）o A. 位能 B.动能 C.静压能 D.热能 7?在相同进、出口温度条件下，换热器采用（ A ）操作，其对数平均温度差最大。 A. 逆流 B.并流 C.错流 D.折流 &当离心泵输送液体密度增加时，离心泵的（ C ）也增大。 A .流量 B.扬程 C.轴功率 D.效率 9?下列换热器中，需要热补偿装置的是（ A ）o A ?固定板式换热器 B.浮头式换热器 C.U 型管换热器 D.填料函式换热器 10. 流体将热量传递给固体壁面或者由壁面将热量传递给流体的过程称为（ D ） A. 热传导 B.对流 C.热辐射 D.对流传热 11. 流体在管内呈湍流流动时 _____ B ____ o A. R e > 2000 B. Re>4000 C. 2000

化工原理试题及答案

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

化工原理习题

例1-1 静力学方程应用 如图所示，三个容器A 、B 、C 内均装有水，容器C 敞口。密闭容器A 、B 间的液面高度差为z 1=1m ，容器B 、C 间的液面高度差为z 2=2m ，两U 形管下部液体 均为水银，其密度?0=13600kg/m 3 ，高度差分别为R =，H =，试求容器A 、B 上方压力表读数p A 、p B 的大小。 解 如图所示，选取面1-1?、2-2?，显然面1-1?、 2-2?均为等压面，即2211p p p p '='=，。 再根据静力学原理，得： ()gH p H z g p a B 02ρρ+=++ 于是 () ()1.0281.910001.081.91360020+?-??=+-=-H z g gH p p a B ρρ =–7259Pa 由此可知，容器B 上方真空表读数为7259Pa 。 同理，根据p 1=p 1?及静力学原理，得： gR gz p gR p B A 01)()(ρρρ++=+表表 所以 gR R z g p p B A 01)(()()ρρ+-+=表表 ()2.081.9136002.0181.910007259??+-?+-= =?104 Pa 例1-2 当被测压差较小时，为使压差计读数较大，以减小测量中人为因素造成的相对误差， 也常采用倾斜式压差计，其结构如图所示。试求若被测流体压力p 1=?105 Pa （绝压），p 2端通 大气，大气压为?105Pa ，管的倾斜角?=10?，指示液为酒精溶液，其密度?0=810kg/m 3 ，则读数R ?为多少cm 若将右管垂直放置，读数又为多少cm 解 （1）由静力学原理可知： αρρsin 0021R g gR p p '==- 将p 1=?105Pa ， p 2=?105 Pa ，?0=810kg/m 3，?=10? 代入得： 0 5502110sin 81.981010013.110014.1sin ???-?= -='αρg p p R == （2）若管垂直放置，则读数 5 502190sin 81.981010013.110014.1sin ???-?=-='αρg p p R == 可见，倾斜角为10?时，读数放大了=倍。 例1-3 一车间要求将20?C 水以32kg/s 的流量送入某设备中，若选取平均流速为s ，试计算所需管子的尺寸。 若在原水管上再接出一根?159?的支管，如图所示，以便将水流量的一半改送至另一车 间，求当总水流量不变时，此支管内水流速度。 解 质量流量 42d u uA m πρρ?== 式中u =s ，m =32kg/s ，查得20?C 水的密度?=998kg/m 3， 代入上式，得： 例1-1附图 p 2 例1-2图 倾斜式压差计

化工原理习题及答案

第三章机械分离 一、名词解释（每题2分） 1. 非均相混合物 物系组成不同，分布不均匀，组分之间有相界面 2. 斯托克斯式 3. 球形度 s 非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值 4. 离心分离因数 离心加速度与重力加速度的比值 5. 临界直径dc 离心分离器分离颗粒最小直径 6．过滤 利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作 7. 过滤速率 单位时间所产生的滤液量 8. 过滤周期 间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间 9. 过滤机生产能力 过滤机单位时间产生滤液体积 10. 浸没度 转筒过滤机浸没角度与圆周角比值 二、单选择题（每题2分） 1、自由沉降的意思是_______。 Ａ颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计 Ｂ颗粒开始的降落速度为零，没有附加一个初始速度 Ｃ颗粒在降落的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用 Ｄ颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程 D 2、颗粒的沉降速度不是指_______。 Ａ等速运动段的颗粒降落的速度 Ｂ加速运动段任一时刻颗粒的降落速度 Ｃ加速运动段结束时颗粒的降落速度 Ｄ净重力（重力减去浮力）与流体阻力平衡时颗粒的降落速度 B 3、对于恒压过滤_______。 A 滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的?2倍 B 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍 C 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍 D 当介质阻力不计时,滤液体积增大一倍,则过滤时间增大至原来的4倍 D 4、恒压过滤时，如介质阻力不计，滤饼不可压缩，过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量___ 。 Ａ增大至原来的2倍Ｂ增大至原来的4倍 Ｄ增大至原来的倍