化工原理1
化工原理试题
姓名_________ 班级_____________ 学号____ 得分_______
一.填空题（共24分）
1.(3分) 当Re 为已知时，流体在圆形直管内呈层流时的摩擦系数λ=__________，在管内呈湍流时，摩擦系数λ与____________、_____________有关。
2.(2分) 某液体在套管环隙内流动，大管规格为φ56×3mm，小管规格为φ30×2.5mm,液体粘度为1mPa.s.，密度为1000kg.m-3，流速为1m.s-1，则该液体在套管环隙内流动的Re=_________。
3.（7）离心泵的叶轮有_______、_______和________三种类型，若输送浆料或悬浮液宜选用_________。离心泵在启动时应先将出口阀_______，目的是___________________。往复泵在启动时，其出口阀必须___________.
4.（2）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__________ 。
5.（2）用饱和水蒸汽加热空气时，换热管的壁温接近____________的温度，而传热系数K值接近____________的对流传热系数。
6.（2）有两种不同的固体材料，它们的导热系数第一种为λ1》第二种为λ2，若作为换热器材料，应选用_________种；当作为保温材料时，应选用__________种。
7.（3）列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于___________________，折流挡板的形状有____________________，____________________等。
8.（3）若维持不饱和空气的湿度H不变，提高空气的干球温度，则空气的湿球温度＿＿＿，露点＿＿＿，相对湿度＿＿＿(变大,变小,不变,不确定)。
二、选择题(共16分，每题2分)
1.干燥是（）过程。
A. 传质；
B. 传热；
C. 传热和传质。
2.介质阻力系数ζ=24/Re的适用范围是（）。
A. 圆柱形微粒；
B. 球形微粒；
C. 方形微粒；
D. 层流区；
E. 过渡区；
F. 湍流区
3.在下面几种换热器中，传热系数较大的是（）；能适用于高温高压场合的是（）；单位传热面积的金属耗量较大的是（）。
A. 套管式
B. 列管式
C. 板式
4.在稳定变温传热中，流体的流向选择（）时传热平均温度差最大。
A. 并流
B. 逆流
C. 错流
5.离心泵的扬程是指泵给予（）液体的有效能量。
A. 1kg
B. 1N
C. 1m
6.现要输送45m3.h-1的水，若管内水的流速约取2.5m.s-1，则可选（）钢管。
A. φ76×3mm
B. φ88.5×4mm
C. φ108×4mm
7.将管路上的阀门关小时，其阻力系数（）。
A. 变小
B. 变大
C. 不变
8.在等速干燥阶段中，在给定的空气条件下，对干燥速率正确的判断是：( )
A. 干燥速率随物料种类不同而有极大的差异；
B. 干燥速率随物料种类不同而有较大的差异；
C. 各种不同物料的干燥速率实质上是相同的；
D. 不一定。
五.计算题（共60分）
1.（15分）现某厂准备选用一台换热器用19.61kN.m-2(表压)的饱和水蒸汽供牛奶消毒用，牛奶在管内流动，从10℃加热到85℃，其平均比热为3.9kJ.kg-1.K-1，处理量为3t.h-1。饱和水蒸汽在管外冷凝，冷凝水在饱和温度下排出，换热器的传热系数K=1400W.m-
2.K-1（以外表面积计）,换热器的散热损失为饱和蒸汽放出热量的5%，试求：
（1）饱和水蒸汽的消耗量为多少kg.h-1?
（2）要选用多大换热面积的换热器？当地大气压为98.07kN.m-2
附：饱和蒸汽性质表
压力温度焓/kJ.kg-1 汽化热/
kN.m-2 ℃液体蒸汽kJ.kg-1
19.61 53.6 224 2594 2370
98.07 99.1 415 2676 2261
117.7 104.2 437 2684 2247
2.（10分）已知空气的t=30℃, t w=20℃,试算出该空气的H和φ值。（空气总压=101.3kPa)水的饱和蒸汽压数据如下：
温度t (℃) 15 20 25 30 35
蒸汽压P(kN.m-2) 1.71 2.33 3.17 4.25 5.62
3.（15分）如图所示水以一定流速自下向上流动，在U形压差计中测得读数h ＝100mm，二测压孔间距为1m，求：
（1）流体由2-2截面流至1-1截面的能量损失为多少m水柱？
（2）2-2与1-1截面间静压差ΔP为多少m水柱？
4.(20分) 如图所示的输水系统，输水量为36m3.h-1，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, 压力表的读数为2.5kgf.cm-2，试求：
（1）水泵的扬程；
（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。注：当地大气压为750mmHg 。
化工原理考试题及答案
第三章非均相分离
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______________________________。
***答案*** 固体微粒，包围在微粒周围的液体
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____________ 。***答案*** 重力、阻力、浮力代数和为零沉降速度
3.（2分）自由沉降是___________________________________ 。
***答案*** 沉降过程颗粒互不干扰的沉降
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_________ 。
***答案*** 小 1
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。***答案*** 重离心沉积
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=____________.
***答案*** 粒子所受合力的代数和为零24/ Rep
7.（2分）降尘宝做成多层的目的是____________________________________ 。***答案*** 增大沉降面积，提高生产能力。
8.（3分）气体的净制按操作原理可分为_____________________________________
___________________.旋风分离器属_________________ 。
***答案*** 重力沉降、离心沉降、过滤离心沉降
9.（2分）过滤是一种分离悬浮在____________________的操作。
***答案*** 液体或气体中固体微粒
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__________ 。
***答案*** 单位时间内通过单位面积的滤液体积变慢
11.（2分）悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是___________________________ ___________________________________________________。
***答案*** 在滤饼中形成骨架，使滤渣疏松，孔隙率加大，滤液得以畅流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_______ 。
***答案*** μ γL
13.（2分）板框压滤机每个操作循环由______________________________________五个阶段组成。
***答案*** 装合板框、过滤、洗涤、卸渣、整理
14.（4分）板框压滤机主要由____________________________________________，三种板按________________的顺序排列组成。
***答案*** 滤板、滤框、主梁（或支架）压紧装置等组成
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 。
***答案*** 13.12
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____。
***答案*** 二; 一; 二; 二分之一
17.（3分）转鼓真空过滤机，转鼓每旋转一周，过滤面积，的任一部分都顺次经历___________________________________________等五个阶段。
***答案*** 过滤、吸干、洗涤、吹松、卸渣
18.（3分）离心分离因数是指_____________________________________________ ___________________。为了提高离心机的分离效率，通常使离心机的___________增高，而将它的________减少。
***答案*** 物料在离心力场中所受的离心力与重力之比; 转速直径适当
19.（2分）离心机的分离因数越大，则分离效果越__________；要提高离心机的分离效果，一般采用________________的离心机。
***答案*** 好; 高转速; 小直径
20.（3分）某悬浮液在离心机内进行离心分离时，若微粒的离心加速度达到9807m.s ，则离心机的分离因数等于__________。
***答案*** 1000
二、选择题：
1.（2分）欲提高降尘宝的生产能力，主要的措施是（）。
A. 提高降尘宝的高度；
B. 延长沉降时间；
C. 增大沉降面积
***答案*** C
2.（2分）为使离心机有较大的分离因数和保证转鼓有关足够的机械强度，应采用（）的转鼓。
A. 高转速、大直径；
B. 高转速、小直径；
C. 低转速、大直径；
D. 低转速，小直径；
***答案*** B
3.（2分）用板框压滤机恒压过滤某一滤浆（滤渣为不可压缩，且忽略介质阻力），若过滤时间相同，要使其得到的滤液量增加一倍的方法有（）。
A. 将过滤面积增加一倍；
B. 将过滤压差增加一倍；
C. 将滤浆温度到高一倍。
***答案*** A
4.（2分）板框压滤机组合时应将板、框按（）顺序置于机架上。
A. 123123123……；
B. 123212321……；
C. 3121212 (3)
***答案*** B
5.（2分）有一高温含尘气流，尘粒的平均直径在2～3μm，现要达到较好的除尘效果，可采（）的除尘设备。
A. 降尘室；
B. 旋风分离器；
C. 湿法除尘；
D. 袋滤器
***答案*** C
6.（2分）当固体微粒在大气中沉降是层流区域时，以（）的大小对沉降速度的影响最为显著。
A. 颗粒密度；
B. 空气粘度；
C. 颗粒直径
***答案*** C
7.（2分）卧式刮刀卸料离心机按操作原理分应属于（）离心机。
A. 沉降式
B. 过滤式
C. 分离式
***答案*** B
8.（2分）分离效率最高的气体净制设备是（）。
A. 袋滤器；
B. 文丘里除尘器；
C. 泡沫除尘器
***答案*** A
9.（2分）若气体中所含微粒的最小直径为1μm，并含有少量水分，现要将此气体进行净制，并希望分离效率达99%，则应选用（）。
A. 袋滤器；
B. 文丘里除尘器；
C. 泡沫除尘器
***答案*** B
10.（2分）当微粒与流体的相对运动属于滞流时，旋转半径为1m,切线速度为20m.s ,同一微粒在上述条件下的离心沉降速度等于重力沉降速度的（）。
A. 2倍；
B. 10倍；
C. 40.8倍
***答案*** C
11.（2分）为提高旋风分离器的效率，当气体处理量较大时，应采用（）。
A. 几个小直径的分离器并联；
B. 大直径的分离；
C. 几个小直径的分离器串联。
***答案*** A
12.（2分）颗粒的重力沉降在层流区域时，尘气的除尘以（）为好。
A. 冷却后进行；
B. 加热后进行；
C. 不必换热，马上进行分离。
***答案*** A
13.（2分）旋风分离器的临界粒径是指能完全分离出来的（）粒径。
A. 最小；
B. 最大；
C. 平均；
***答案*** A
14.（2分）旋风分离器主要是利用（）的作用使颗粒沉降而达到分离。
A. 重力；
B. 惯性离心力；
C. 静电场
***答案*** B
15.（2分）离心机的分离因数α愈大，表明它的分离能力愈（）。
A. 差；
B. 强；
C. 低
***答案*** B
16.（2分）恒压过滤时过滤速率随过程的进行而不断（）。
A. 加快；
B. 减慢；
C. 不变
***答案*** B
17.（2分）要使微粒从气流中除去的条件，必须使微粒在降尘室内的停留时间（）微粒的沉降时间。
A. ≥；
B. ≤；
C. ＜；
D. ＞
***答案*** A
18.（2分）板框过滤机采用横穿法洗涤滤渣时，若洗涤压差等于最终过滤压差，洗涤液粘度等于滤液粘度，则其洗涤速率为过滤终了速率的（）倍。
A. 1；
B. 0.5；
C. 0.25
***答案*** C
19.（2分）现有一乳浊液要进行分离操作，可采用（）。
A. 沉降器；
B. 三足式离心机；
C. 碟式离心机。
***答案*** C
20.（2分）含尘气体中的尘粒称为（）。
A. 连续相；
B. 分散相；
C. 非均相。
***答案*** B
三、判断题：
1.（2分）离心机的分离因数α愈大，表明它的分离能力愈强。（）
***答案*** √
2.（2分）通过旋风分离器能够完全分离出来的最大颗粒直径，称临界颗粒直径。（）
***答案*** ×
3.（2分）固体颗粒在大气中沉防是层流区域时，以颗粒直径的大小对沉降速度的影响最为显著。（）
***答案*** √
4.（2分）旋风分离器是利用惯性离心力作用来净制气的设备。（）
***答案*** √
5.（2分）若洗涤压差与过滤压差相等，洗水粘度与滤液粘度相同时，对转筒真空过滤机来说，洗涤速率=过滤未速度。（）
***答案*** √
6.（2分）沉降器的生产能力与沉降高度有关。（）
***答案*** ×
7.（2分）恒压过滤过程的过滤速度是恒定的。（）
***答案** ×
8.（2分）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*** ×
9.（2分）为提高旋风分离器的分离效率，当气体处理量大时，解决的方法有：一是用几个直径小的分离器并联操作。（）
***答案*** √
10.（2分）在气一固分离过程，为了增大沉降速度U ，必须使气体的温度升高。（）
***答案*** ×
11.（2分）颗粒的自由沉降速度U 小于扰沉降速度。（）
***答案*** ×
12.（2分）通常气体的净制宜在低温下进行；（）而悬浮液的分离宜在高温下进行。（）
***答案*** √√
13.（2分）粒子的离心沉降速度与重力沉降速度一样，是一个不变值。（）***答案*** ×
14.（2分）做板框压滤机的过滤实验时，滤液的流动路线与洗水的流动路线是相同的。（）
***答案*** ×
15.（2分）板框压滤机采用横穿法洗涤时，若洗涤压差=最终过滤压差，洗涤液粘度=滤液粘度，则其洗涤速率=1/4过滤终了速率。（）
***答案*** √
16.（2分）物料在离心机内进行分离时，其离心加速度与重力加速度的比值，称为离心分离因数。（）
***答案*** √
17.（2分）滤渣的比阻越大，说明越容易过滤。（）
***答案*** ×
18.（2分）恒压过滤时过滤速率随过程的进行不断下降。（）
***答案*** √
19.（2分）袋滤器可用于除去含微粒直径小至1μm的湿气体的净制。（）***答案*** ×
20.（2分）欲提高降尘室的生产能力一倍，应将降尘室的高度增加一倍。（）***答案*** ×
四、问答题：
1.（8分）为什么工业上气体的除尘常放在冷却之后进行？而在悬浮液的过滤分离中，滤浆却不宜在冷却后才进行过滤？
***答案***
由沉降公式u =d (ρ －ρ)g/(18μ)可见，U 与μ成反比，对于气体温度升,高其粘度增大，温度下降，粘度减少。所以对气体的除尘常放在冷却后进行，这样可增大沉降速度U 。而悬浮液的过滤，过滤速率为dv/(Adq)=△P/(rμL)，即粘度为过滤阻力。当悬浮液的温度降低时，粘度却增大，为提高过滤速率，所以不宜冷却后过滤。
2.（8分）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。
（2）降低阻力，即提高温度使粘度下降；适当控制滤渣厚度；必要时可加助滤剂。
3.（8分）影响重力沉降速度的主要因素是什么？为了增大沉降速度以提高除尘器的生产能力，你认为可以采取什么措施？
***答案***
由重力沉降式U =d (ρs-ρ)g/(18μ)可见，影响重力沉降速度U 的主要是d和μ（U ∝d ，U ∝1/μ，为提高U ，在条件允许的情况下，可用湿法增大颗粒直径。这样可大大增大U ，较可行的办法是让含尘气体先冷却，使其粘度下降，也可使U 增大。
4.（8分）为什么旋风分离器的直径D不宜太大？当处理的含尘气体量大时，采用旋风分高器除尘，要达到工业要求的分离效果，应采取什么措施？
***答案***
旋风分离器的临界直径d =(9μB/πNU ρ ) ，可见D↑时，B也↑（B=D/4），此时d 也↑，则分离效率η ↑，为提高分离效率，不宜采用D太大的分离器。为果气体处理大时，可采用几个小直径的旋风分离器并联操作，这样则可达到要求的分离效果。
5.（8分）为什么板框压滤机洗涤速率近似等于过滤终了时过滤速率的四分之一倍？
***答案***
由于洗涤液通过两层过滤介质和整层滤渣层的厚度，而过滤终了时滤液只通
过一层过滤介质和滤渣层厚度的一半，即洗涤液流动距离比滤液长1倍，其阻力也就大1倍，故（dv/dq)w就慢了0.5倍；又因洗涤液的流通面积此滤液的流通面积少1倍，这样（dv/dq)w又慢了0.5。基于上述两个原因，故当洗涤压差与过滤终了时压差相同时，且洗涤液的粘度与滤液粘度相近时，则（dv/dθ)w≈(1/4)(dv/dθ)
6．影响颗粒沉降速度的因素都有哪些？
答：影响颗粒沉降速度包括如下几个方面：
颗粒的因素：尺寸、形状、密度、是否变形等；
介质的因素：流体的状态（气体还是液体）、密度、粘度等；
环境因素：温度（影响ρ、μ）、压力、颗粒的浓度（浓度大到一定程度使发生干扰沉降）等
设备因素：体现为壁效应。
7．多层沉降室和旋风分离器组设计的依据是什么？
答：（1）多层沉降室设计的依据是沉降室生产能力的表达式，即VS=blut
根据此式，VS与设备高度无关，而只是底面积bl和ut的函数。对指定的颗粒，在设备总高度不变条件下，设备n层水平隔板，即使底面积增加nbl倍，从而使生产能力达到原来的（n＋1）倍。如果生产能力保持不变，多层降尘室可使更小的颗粒得以分离，提高除尘效率。
（2）旋风分离组设计的依据是临界粒径定义式，即
当颗粒尺寸及介质被指定之后，B的减小可使dc降低，即分离效果提高。B和旋风分离器的直径成一定比例。在要求生产能力比较大时，采用若干个小旋风分离器，在保证生产能力前提下，提高了除尘效果。
8．若分别采用下列各项措施，试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。已知滤布阻力可以忽略，滤饼不可压缩。转筒尺寸按比例增大50％。
答：根据题给条件，转筒真空过滤机生产能力的表达式为
而A=πDL
转筒尺寸按比例增大50％。新设备的过滤面积为
A’=(1.5)2A=2.25A
即生产能力为原来的2.25倍，净增125％，需要换设备。
9．若分别采用下列各项措施，试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。已知滤布阻力可以忽略，转筒浸没度增大50％。
答：根据题给条件，转筒真空过滤机生产能力的表达式为
而A=πDL
转筒浸没度增大50％
即生产能力净增22.5％。增大浸没度不利于洗涤。
10．若分别采用下列各项措施，试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。已知滤布阻力可以忽略，操作真空度增大50％。
答：根据题给条件，转筒真空过滤机生产能力的表达式为
而A=πDL
操作真空度增大50％
增大真空度使为原来的1.5倍，则效果同加大浸没度50％，即生产能力提高了22.5％。加大真空度受操作温度及原来真空度大小的制约。
11．若分别采用下列各项措施，试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。已知滤布阻力可以忽略，转速增大50％。
滤浆中固体的体积分率由10％提高至15％。Xv的加大使v加大，两种工况下的v分别为
(a)
则
即生产能力（以滤液体积计）下降25.47％
12．若分别采用下列各项措施，试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。已知滤布阻力可以忽略，滤浆中固相体积分率由10％增稠至15％，已知滤饼中固相体积分率为60％。
根据题给条件，转筒真空过滤机生产能力的表达式为
而A=πDL
升温，使滤液粘度减小50％。
再分析上述各种措施的可行性。升温，使粘度下降50％。
答：根据题给条件，转筒真空过滤机生产能力的表达式为
而A=πDL
由式a可知
则
即可使生产能力提高41.4％。但温度提高，将使真空度难以保持。工业生产中，欲提高生产能力，往往是几个方法的组合。
13．何谓流化质量？提高流化质量的措施有哪些？
答：流化质量是指流化床均匀的程度，即气体分布和气固接触的均匀程度。提高流化质量的着眼点在于抑制聚式流化床内在不稳定性，即抑制床层中空穴所引发的沟流、节涌现象。
（1）分布板应有足够的流动阻力。一般其值，绝对值不低于3.5kPa。
（2）设置床层的内部构件。包括挡网、挡板、垂直管束等。为减小床层的轴向温度差，挡板直径应略小于设备直径，使固体颗粒能够进行循环流动。
（3）采用小粒径、宽分布的颗粒，细粉能起到“润滑”作用，可提高流化质量。
（4）细颗粒高气速流化床提供气固两相较大的接触面积，改善两相接触的均匀性，同时高气速可减小设备尺寸。
五、计算题：
3-1 某烧碱厂拟采用重力沉降净化粗盐水，粗盐水密度为31200m kg 黏度为
s mPa ?3.2，其中固体颗粒可视为球形，密度取32640m kg 。求直径为mm 1.0颗
粒的沉降速度。
解：在沉降区域未知的情况下，先假设沉降处于层流区，应用斯托克斯公式： ()()()s m gd u p p
t 332
421041.3103.218120026401081.918---?=??-??=-=μ
校核流型 2178.0103.212001041.310Re 334<=????==---μ t p t u d 层流区假设成立，s mm u t 41.3=即为所求。
3-2 某烧碱厂拟采用重力沉降净化粗盐水，粗盐水密度为31200m kg 黏度
为s mPa ?3.2，其中固体颗粒可视为球形，密度取32640m kg 。沉降速度为
s m 02.0的颗粒直径。
解：假设沉降在层流区，
()μ182 -=p p t gd u 。
()()m g u d p t p 431042.21200264081.902.0103.21818--?=-????=-= μ
校核流型 253.2103.2120002.01042.2Re 34>=????==--μ
t p t u d 原假设不成立。设沉降为过渡区。
()()()m g u d p t p 46.116.034.04.16.116.04.04.11059.21200264081.9103.21200153.002.0153.0--?=????????-?????? ??=???
?????-??? ??= μ校核流型 70.2103.2120002.01059.2Re 34=????==--μ
t p t u d
过渡区假设成立，mm d p 259.0=即为所求。
3-3 长3m 、宽2.4m 、高2m 的降尘室与锅炉烟气排出口相接。操作条件下，锅炉烟气量为s m 35.2，气体密度为3720.0m kg ，黏度为
s Pa ??-5106.2，飞灰可看作球型颗粒，密度为32200m kg 。求临界直径。
解： s m BL V u tc 347.034.25.2max =?==
假设沉降处于层流区，
()()m g u d p tc pc 551068.8720.0220081.9347.0106.21818--?=-????=-= μ 校核流型
2834.0106.2720.0347.01068.8Re 55<=????==--μ tc pc t u d 故m d pc μ8.86=即为所求。
3-4 长3m 、宽2.4m 、高2m 的降尘室与锅炉烟气排出口相接。操作条件下，
锅炉烟气量为s m 35.2，气体密度为3720.0m kg ，黏度为s Pa ??-5106.2，飞灰
可看作球型颗粒，密度为32200m kg 。要求m μ75以上飞灰完全被分离下来，锅
炉的烟气量不得超过多少。
解：已知m μ75，由上题知沉降必在层流区。
()()()s m gd u p pc
tc 259.0106.218720.02200105.781.91852
52=??-???=-=--μ
s m B L u V tc 3max 87.1259.034.2=??== 校核气流速度： s m s m BH V u 5.139.024.287.1max <≈?==
3-5 过滤固相浓度%1=c 的碳酸钙悬浮液，颗粒的真实密度3
2710m kg p = ，清液密度31000m kg = ，滤饼含液量46.0=?，求滤饼与滤
液的体积比ν。 解： 设滤饼的表现密度为c ,3m kg ，且颗粒与液体均不可压缩，则根据
总体积为分体积之和的关系，可得：
??+-=p c 11 所以：31517100046.0271046.011m kg c =??? ??+-=
每获得3
1m 滤液，应处理的悬浮液体积为()ν+1，其中固体颗粒的质量为：()p c ν+1
每获得31m 滤液得到的滤饼质量为()c ν，其中固体颗粒的质量为：
()?ν-1c 射固体颗粒全部被截留，则()()C B =，有()p c p c c --=?ν1
将已知值代入上式：
()30342.0271001.046.011517271001.0m =?--??=
ν滤饼/3m 滤
液。 3-6 过滤面积为2
5m 的转股真空过滤机，操作真空度为a kp 54，浸没度为1/3，每分钟转数为0.18。操作条件下的过滤常数K 为
s m 26109.2-?，e q 为233108.1m m -?，求()
h m V t 3。 解：()?????????????-?+??????=---323
6108.1108.118.0109.23160518.060t V
h m 3877.0= 3-7 一填充床含有不同大小的颗粒，计mm 10的占15%，mm 20的占25%，mm 40的占40%，mm 70的占20%，以上均为质量百分率。设球型度均为0.74,试计算平均等比表面积当量直径。
解：筛分法得到的颗粒尺寸为等比表面积当量直径ai d ，则平均等比表面积当量直径为
mm d x d ai i am 78.2470
2.0404.02025.01015.011
3-8 以圆柱形烟囱高m 30，直径m 0.1，当风以每小时km 50横向掠过时，试求拽力系数与该烟囱所受的拽力，设空气温度C ?25。
解： C ?25空气：3185.1m kg = ，cP 31035.18-?=μ
空气的流速：
s m u 89.133600/10503=?= 561097.81035.18185.189.130.1Re ?=???==
-μ u d p
查拽力系数图，对圆柱体38.0=ξ 拽力：()N u Ap F D 130389.13185.121300.138.0222=?????=??= ξ
3-9 密度为32000m kg 的圆球在C ?20的水中沉浮，试求其在服从斯托克斯
范围内的最大直径和最大沉降速度。
解：C ?20水：32.998m kg = ，
s Pa ??=-310005.1μ 颗粒：32000m kg s =
在斯托克斯定律范围内：
1Re ≤=μu d p p 即110
005.12.9983≤??-u
d p 取1
Re =p ，则s m m u d p /10006.16??=?- 又
()23254330010005.11881.92.9982000p p t d d u =???-=- m
m d p μ1231023.14max =?=- ()s m u t 3m a x
1019.8-?= 3-10 一种测定黏度的仪器由一钢球和玻璃筒组成。测试是筒内装被测液体，记录钢球下落一定距离的时间，球的直径为mm 6，下落距离为mm 20，测试
一种糖浆时，记下的时间间隔为s 32.7，此糖浆的密度为3
/1300
m kg ，钢球的密度为3/7900m kg ，求此糖浆的黏度。
解：钢球的沉降速度：s m H
u t t /0273.032.72.0===τ
设沉降处于层流区，根据斯托克斯定律：
()()s Pa u g d t s s ?=??-?=-=74.40273.01881.913007900006.01822 μ
核1045.074.413000273.0006.0Re :Re <=??==μ
t s p p u d
所以，假设在层流区沉降正确，糖浆的黏度为cP 4740。
3-11 试求密度为3/2000m kg 的球型粒子在C ?15空气中自由沉降室服从斯
托克斯定律的最大粒径。
解：C ?15空气：3/226.1m kg = ，
s Pa ??=-3100179.0μ 当1Re =p 时，()μμ
182g d d u s s s t -== ()()m m g d s s μμ1.621021.681.92000226.11079.11818532532=?=????=-=--
3-12 试求密度为3/2000m kg 的球型粒子在C ?15空气中自由沉降室服从牛
顿定律的最小颗粒直径。
解：C ?15空气：3/226.1m kg = ，
s Pa ??=-3100179.0μ 服从牛顿定律的最小颗粒直径：1000
Re ==μs
t p d u
同时() g d d u s
s s t -==74.11000μ
()()
mm m d s s 64.100164.02000226.11079.13.323.3232532==??=-=- μ 3-13 某悬浮液在以过滤面积为2500cm 的恒压压滤机内进行试验，所用真
空度为mmHg 500柱，在十分钟内获得滤液为ml 500，求过滤常数K 及k 。（滤饼不可压缩，滤布阻力不计）
解：因滤布阻力不计，则过滤常数为
()()m i n /10110105001050025242
6
22m A V K ---?=???==τ
又滤饼不可压缩，则 ()N m P K k ??=????=?=--m i n /1050.781.96.13500210124115
3-14 某板框压滤机在恒压过滤一小时后，共获得滤液311m ，停止过滤后用33m 清水（其黏度与滤液相同）于同样压力下对滤饼进行洗涤。设滤布阻力可忽略，求洗涤时间。
解：因洗涤水黏度与滤液黏度相同，洗涤压差也与过滤压差相同，且滤布阻力可忽略，则洗涤时间为
h a w w 18.2111388=??==ττ 3-15 用一板框压滤机在恒压下过滤某一悬浮液，要求经过三个小时能获得
34m 滤液，若已知过滤常数h m K /1048.123-?=，滤布阻力略不计，若滤框尺寸为mm mm mm 3010001000??，则需要滤框和滤板各几块。
解：滤布阻力忽略不计时恒压过滤方程
τ22KA V =
故过滤面积
230.6031048.14m K V A =??==
-τ 框数30112602=??==ab A n
板数311=+n
3-16 用一板框压滤机在恒压下过滤某一悬浮液，要求经过三个小时能获得34m 滤液，若已知过滤常数h m K /1048.123-?=，滤布阻力略不计，过滤终了用水进行洗涤，洗涤水黏度与滤液相同，洗涤压力与过滤压力相同，若洗涤水量为34.0m ，求洗涤时间。
解：因洗涤水黏度与滤液相同，洗涤压力与过滤压力相同，介质阻力可忽略，则洗涤时间为：
h a w w 4.2344.088=??==ττ 3-17 用一板框压滤机在恒压下过滤某一悬浮液，要求经过三个小时能获得
34m 滤液，若已知过滤常数h m K /1048.123-?=，滤布阻力略不计，若辅助时间
为一小时，求该压滤机的生产能力。
解：压滤机生产能力为
h m V
V D w h /625.014.2343=++=++=τττ
3-18 一只含尘气体中尘粒的密度为3/2300m kg ，气体流率为h m /10003，
密度为3/674.0m kg ，黏度为26/106.3m s N ??-。采用标准型旋风分离器进行除尘，
若分离器的直径为mm 400，估算临界粒径。
解：标准型旋风分离器的结构尺寸为
1.044.04===D B ，m D A
2.024.02===
进口气速：
s m B A V u s /9.132.01.03600/1000=?=?=，取5.3=N 故临界直径：
m m u N B d s c μπμ6.9106.99.1323005.314.31.0106.39965=?=??????==--
3-19 一只含尘气体中尘粒的密度为3/2300m kg ，气体流率为h m /10003，
密度为3
/674.0m kg ，黏度为26/106.3m s N ??-。采用标准型旋风分离器进行除尘，若分离器的直径为mm 400，估算气体的阻力。
解： 标准型旋风分离器的结构尺寸为
1.044.04===D B ，m D A
2.024.02===
标准型旋风分离器()82/4.01.02.01616221=??==
D AB ζ
阻力：O mmH m N u P 22221.53/5219.13674.021821==???=?=? ζ
3-20 用一板框压滤机在恒压下过滤某一悬浮液，要求经过三个小时能获得
34m 滤液，若已知过滤常数h m K /1048.123-?=，滤布阻力略不计，（1）若滤框尺寸为mm mm mm 3010001000??，则需要滤框和滤板各几块。
（2）过滤终了用水进行洗涤，洗涤水黏度与滤液相同，洗涤压力与过
滤压力相同，若洗涤水量为3
4.0m ，求洗涤时间。
解：滤布阻力忽略不计时恒压过滤方程
τ22KA V = 故过滤面积
230.6031048.14m K V A =??==
-τ 框数30112602=??==ab A n
板数311=+n
（2）因洗涤水黏度与滤液相同，洗涤压力与过滤压力相同，介质阻力
可忽略，则洗涤时间为：
h a w w 4.2344.088=??==ττ
化工原理考试试题 (1)
化工07、06级C考 一．填空与选择（29分） 1．精馏过程是利用______________________________________的原理而进行的；最小回流比是指______________________ 的回流比。 2．精馏时，进料状态有_________种；若进料时气液摩尔流量比相等，则q＝_________; q 值最大的进料是_________进料。 3．某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则回流比等于______；塔顶产品量等于________。 4．精馏塔顶部某理论板上液相泡点温度为t1，汽相露点温度为t2;塔底部某理论板上液相泡点温度为t3，汽相露点温度为t4。试比较下述每组温度的关系。 t1 t2 ，t2 t3 ，t3 t4 ，t1 t4 （＞、＝、＜） 5．恒沸精馏与萃取精馏都需加入添加剂（第三组分），其目的是__________ ____________________。 6．筛板塔，泡罩塔，浮阀塔相比较，造价最便宜的是_________;操作弹性最大的是_________; 单板压力降最大的是_________。 7. 一般而言，两组分Ａ、Ｂ的等摩尔相互扩散体现在__________单元操作中,而Ａ在Ｂ中单向扩散体现在__________单元操作中。 8.气体吸收计算中表示填料设备（填料）效能高低的一个量是________，而表示传质任务难易程度的一个量是________。 9．解吸时，溶质由_________向_________传递，若要有利于该过程进行，压力应________，温度应________。 10．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_________，操作线将_________平衡线。 11．对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则塔的传质单元高度H OG将 _________，传质单元数N OG将_________（增加、减少、不变） 12．流量按双膜理论，用清水吸收氨气时，传质阻力主要集中在________。（两相界面、气膜、液膜、液相主体区） 13．萃取时，分配系数Ka＞1表示：__________ __________ 。二．计算题（8分） 在总压为101.3kpa时，95℃温度下苯与甲苯的饱和蒸汽压分别为155.7kpa与63.3kpa，试求： （1）平衡时，苯的汽相组成及苯的液相组成（均以摩尔分率表示）； （2）苯与甲苯的相对挥发度。 三、计算题（22分） 有一逆流填料吸收塔，塔径为0.5m，用纯溶剂吸收混合气中的溶质，入塔混合气体量为100kmol/h，其溶质浓度为0.01（摩尔分率）,回收率要求达到90%，塔内液气比为1.4，气液平衡关系Y=X。又测得气相总体积传质系数为0.15kmol/m3·s，试求：
化工原理答案
蒸馏 5、在连续精馏塔中分离由二硫化碳和四氯化碳所组成的混合液。已知原料液流量为4000kg/h ，组成为0.3（二硫化碳质量分数），要求釜液组成不大于0.05，馏出液回收率为88%。试求馏出液的流量和组成，分别以摩尔质量和摩尔分数表示。 解：全塔物料衡算（质量分数表示） W D F Wx Dx Fx W D F +=+= 由题意得：F=4000，x F =0.3，x W =0.5，88.0%100=?=F D D Fx Dx η代入上式得 故 943.01120 3.0400088.0/112028804000/288005.03.0400012.0=??===-===??D Fx x h kg D h kg W W F D D η 下面用摩尔分数表示 h kmol x D /36.14760.9741120D 974.0154/057.076/943.076/943.0=?==+= 18 6 在常压操作的连续精馏塔中分离甲醇0.4与水0.6（均为摩尔分数）溶液，试求以下各种进料状况下的q 值。（1）进料温度为40℃（2）泡点进料（3）饱和蒸汽进料 （1） 查得甲醇汽化潜热1150kJ/kg ，水的汽化热为2300 kJ/kg ，故平均汽化热为： kg /kJ 27.167618 6.0324.01823006.0186.0324.03211504.0r =?+???+?+???= 由题中数据可得x=0.4时，溶液泡点温度为75.3℃，则平均温度为： 65.572403.75=+= m t ℃ 查平均温度下甲醇比热为65kJ/kg·K 溶液平均比热为 K kg kJ ?=?+???+?+???=/35.318 6.0324.01818.46.0186.0324.03265.24.0cp 最后由热状态参数q 定义得： 07.127 .167627.1676)403.75(35.3=+-?=+?=r r t c q p
化工原理试题库(1-4)
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？
化工原理 第一章 习题及答案
化工原理第一章习题及答案
第一章流体流动 问题1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件? 答1．假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。 质点是含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由程却要大得多。问题2. 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点? 答2．前者描述同一质点在不同时刻的状态；后者描述空间任意定点的状态。 问题3. 粘性的物理本质是什么? 为什么温度上升, 气体粘度上升, 而液体粘度下降? 答3．分子间的引力和分子的热运动。 通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主；温度上升，热运动加剧，粘度上升。液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。 问题4. 静压强有什么特性? 答4．静压强的特性：①静止流体中任意界面
上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等；③压强各向传递。 问题 5. 图示一玻璃容器内装有水，容器底面积为8×10-3m2，水和容器总重10N。 (1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向)； (2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少？哪一侧的压力大？为什么？ 题5附图题6附图 答5．1）图略，受力箭头垂直于壁面、上小下
大。 2）内部压强p=ρgh=1000×9.81×0.5=4.91kPa ； 外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强4.91kPa 。 因为容器内壁给了流体向下的力，使内部压强大于外部压强。 问题 6. 图示两密闭容器内盛有同种液体，各接一U 形压差计，读数分别为R 1、R 2，两压差计间 用一橡皮管相连接，现将容器A 连同U 形压差计一起向下移动一段距离，试问读数R 1与R 2有何变化？(说明理由) 答6．容器A 的液体势能下降，使它与容器B 的液体势能差减小，从而R 2减小。R 1不变，因为该 U 形管两边同时降低，势能差不变。 问题7. 为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好? 答7．由静力学方程可以导出Δp=H(ρ冷-ρ热)g ，所以H 增加，压差增加，拔风量大。 问题8. 什么叫均匀分布? 什么叫均匀流段? 答8．前者指速度分布大小均匀；后者指速度方向平行、无迁移加速度。 问题9. 伯努利方程的应用条件有哪些?
化工原理期末试卷1
化工原理期末考试试卷（下）A 2004.6 一、概念题（30分）（填空题每空1分，选择题每题1分） 1．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=0.00652atm，则__________。 (A) t1 化工原理带答案 This manuscript was revised on November 28, 2020 第一章流体力学 1.表压与大气压、绝对压的正确关系是（A）。 A. 表压＝绝对压-大气压 B. 表压＝大气压-绝对压 C. 表压＝绝对压+真空度 2.压力表上显示的压力，即为被测流体的（ B ）。 A. 绝对压 B. 表压 C. 真空度 D. 大气压 3.压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为（ B ）。 A.真空度 B.表压强 C.绝对压强 D.附加 压强 4.设备内的真空度愈高，即说明设备内的绝对压强（ B ）。 A. 愈大 B. 愈小 C. 愈接近大气压 D. 无法确定 5.一密闭容器内的真空度为80kPa,则表压为（ B ）kPa。 A. 80 B. －80 C. 某设备进、出口测压仪表中的读数分别为p1（表压）=1200mmHg和p2（真空度）=700mmHg，当地大气压为750mmHg，则两处的绝对压强差为 （ D ）mmHg。 7.当水面压强为一个工程大气压，水深20m处的绝对压强为 （ B ）。 A. 1个工程大气压 B. 2个工程大气压 C. 3个工程大气压 D. 4个工程大气压 8.某塔高30m，进行水压试验时，离塔底10m高处的压力表的读 数为500kpa，（塔外大气压强为100kpa）。那么塔顶处水的压强（ A ）。 A．403．8kpa B. 698. 1kpa C. 600kpa D. 100kpa 9.在静止的连续的同一液体中，处于同一水平面上各点的压强（ A ） A. 均相等 B. 不相等 C. 不一定相等 10.液体的液封高度的确定是根据( C ). A.连续性方程 B.物料衡算式 C.静力学方程 D.牛顿黏性定律 11.为使U形压差计的灵敏度较高，选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度差 （ρ指-ρ）的值（ B ）。 A. 偏大 B. 偏小 C. 越大越好 12.稳定流动是指流体在流动系统中，任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量（ A ）。 A. 仅随位置变，不随时间变 B. 仅随时间变，不随位置变 C. 既不随时间变，也不随位置变 D. 既随时间变，也随位置变 干燥 一、填空题： 1、空气湿度的测定是比较麻烦的，实际工作中常通过（），然后经过计算得到。 2、一定状态的空气容纳水分的极限能力为（） 3、物料与一定湿度的空气接触，不能被除去的水分称为（）。 4、干燥过程可分为两个阶段：（）和（），两个干燥阶段的交点称为（），与其对应的物料含水量称为（）。 5、恒速干燥阶段又称为（），其干燥速率的大小取决于（）。 6、降速干燥阶段又称为（），其干燥速率的大小取决于（），与外部的干燥条件关系不大。 7、临界含水量X 随（）的不同而异。 8、平衡水分X*与（）有关。 9、在连续干燥中，常采用湿物料与热空气并流操作的目的在于（），代价是（）。 10、干燥过程中采用中间加热方式的优点是（），代价是（）。 11、干燥过程中采用废气再循环的目的是（），代价是（）。 12、干燥速率是指（），其微分表达式为（）。 13、恒速干燥阶段干燥时间T=（） 14、若降速干燥阶段的干燥速率与物料的含水量X呈线性变化，干燥时间T=（） 15、干燥器按加热的方式可分为（），（），（）和介电加热干燥器。 16、干燥器中气体和物料的流动方式可分为（）、（）和（）。 17、结合水分和非结合水分的区别是（）。 时，若水的初温不同，对测定结果（）影响（有或没有）。 18、测定湿球温度t W 二、判断题： 1、只要知道湿空气的性质参数（如湿度H，相对湿度φ，比容vH，比热CH， ，绝热饱和温度tas，露点td）中的任意两个焓IH，干球温度t，湿球温度t W 就可确定其状态。（） 2、温度为t的湿空气，增大湿度其湿球温度升高。（） 3、同一房间内不同物体的平衡水汽分压相同，温度相等。（） 4、物料的平衡水分与物料的堆放方式有关。（） 5、物料的平衡水分是物料与一定状态的空气接触能被干燥的限度。（） 6、结合水的蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压。（） 7、平衡水分必定是结合水分。（） 8、一定的温度下，物料中结合水分不仅与物料有关，而且与空气的状态有关。（） 9、等温干燥过程必定是升焓干燥过程。（） 三、选择题 第一章流体力学 1.表压与大气压、绝对压的正确关系是（A）。 A. 表压＝绝对压-大气压 B. 表压＝大气压-绝对压 C. 表压＝绝对压+真空度 2.压力表上显示的压力，即为被测流体的（B ）。 A. 绝对压 B. 表压 C. 真空度 D. 大气压 3.压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为（B ）。 A.真空度 B.表压强 C.绝对压强 D.附加压强 4.设备内的真空度愈高，即说明设备内的绝对压强（ B ）。 A. 愈大 B. 愈小 C. 愈接近大气压 D. 无法确定 5.一密闭容器内的真空度为80kPa,则表压为（ B ）kPa。 A. 80 B. －80 C. 21.3 D.181.3 6.某设备进、出口测压仪表中的读数分别为p1（表压）=1200mmHg和p2（真空度）=700mmHg，当地大气压为750mmHg，则两处的绝对压强差为（D ）mmHg。 A.500 B.1250 C.1150 D.1900 7.当水面压强为一个工程大气压，水深20m处的绝对压强为（B ）。 A. 1个工程大气压 B. 2个工程大气压 C. 3个工程大气压 D. 4个工程大气压 8.某塔高30m，进行水压试验时，离塔底10m高处的压力表的读数为500kpa，（塔外大气压强为100kpa）。那么塔顶处水的压强（A ）。 A．403．8kpa B. 698. 1kpa C. 600kpa D. 100kpa 9.在静止的连续的同一液体中，处于同一水平面上各点的压强（A ） A. 均相等 B. 不相等 C. 不一定相等 10.液体的液封高度的确定是根据( C ). A.连续性方程 B.物料衡算式 C.静力学方程 D.牛顿黏性定律 11.为使U形压差计的灵敏度较高，选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度差 （ρ指-ρ）的值（ B ）。 A. 偏大 B. 偏小 C. 越大越好 12.稳定流动是指流体在流动系统中，任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量（A ）。 A. 仅随位置变，不随时间变 B. 仅随时间变，不随位置变 C. 既不随时间变，也不随位置变 D. 既随时间变，也随位置变 13.流体在稳定连续流动系统中，单位时间通过任一截面的（ B ）流量都相等。 A. 体积 B. 质量 C. 体积和质量 D.摩尔 最新2019—最新2019—2020(1)化工原理试卷B 及答案 2014 ～ 2015 学年第一学期期末考试试卷 主考教师： 陆杰、刘锡建、王远强 学院 化学化工学院 班级 姓名 __________ 学号 ___________ 《化工原理（二）》课程试卷B 参考答案 （本卷考试时间 120 分钟） 一、 填空题（每空1分，共20分） 1、蒸馏是利用各组分挥发度不同 将液体混合物部分汽化而使混合物得到分离的单元操作，两组分蒸馏中，相对挥发度差异越___大____，分离越易；相对挥发度___等于1_____时不能用普通精馏方法分离. 2、在精馏塔中当塔板中离开的气相与液相之间达到相平衡时，该塔板称为理论板 ，精馏塔的塔顶温度总是低于 塔底温度. 3、总压为99.7kPa ，100℃时苯与甲苯的饱和蒸气压分别是179.18kPa 和74.53kPa ，平衡时苯的液相组成为___0.241_____（以摩尔分数表示），苯与甲苯的相对挥发度为_____2.40________. 值最大，此时分离所需的理 q 进料的 过冷液体 当分离要求和回流比一定时，、4. 最少 论板数 5、对于同一种溶质，溶解度随温度的升高而减小 ，加压 和降温 对吸收操作有利. 6、根据双膜理论，水吸收空气中氨的过程属_____气膜______ 控制过程；水吸收空气中CO 2的过程属_____液膜_____ 控制过程；上述两种气体中， CO 2吸收可以采用化学吸收 ，可显著提高吸收速率. 7、在吸收操作中，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，则操作线将_____靠近______平衡线，传质推动力将___减小_______. 8、当不饱和湿空气温度升高时，湿球温度 升高 ，相对湿度降低 ，露点不变 . 3．在大气压力为101.3kPa 的地区，一操作中的吸收塔内表压为130 kPa 。若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作吸收塔，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时表压的读数应为多少？ 解：KPa .1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 绝表表绝 1-6 为测得某容器内的压力，采用如图所示的U 形压差计，指示液为水银。已知该液体密度为900kg/m 3,h=0.8m,R=0.45m 。试计算容器中液面上方的表压。 解： kPa Pa gm ρgR ρp gh ρgh ρp 53529742.70632.600378 .081.990045.081.9106.133 00==-=??-???=-==+ 1-10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×3.5mm 。已知硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。 解: (1) 大管: mm 476?φ (2) 小管: mm 5.357?φ 质量流量不变 h kg m s /164792= 或: s m d d u u /27.1)50 68 (69.0)( 222112=== 1-11． 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。 解: 以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～ 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。 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 0 50，热水流量为h m 360，冷却水在管 内 流动，温度从C 020升到C 0 45。已 知传热糸数K 为C m w .20002， 换热管为mm 5.225?φ的钢管，长 为3m.。求冷却水量和换热管数 （逆流）。 第一章 流体的压力 【1-1】容器 A 中的气体表压为 60kPa ,容器 B 中的气体真空度为 1.2x104 Pa 。试分别 B 二容器中气体的绝对压力为若干帕，该处环境的大气压力等于标准大气压力。 试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。 进、出口的压力差 G =157 —(—12) =157+12 =169kPa 或 i p = 258. 3 -89. 3 =169 kPa 流体的密度 【1-3】正庚烷和正辛烷混合液中，正庚烷的摩尔分数为 的密度。 100k g/ km,o 正辛烷的摩尔质量为 114kg/ km 。I 将摩尔分数换算为质量分数 从附录四查得 20 C 下正庚烷的密度 # =684kg / m 3 ,正辛烷的密度为 骂=703kg / 1 P = = 696kg / m 3 m 0 369 丄 0 631 9 - -- + --- 684 703 【1-4】温度20 C,苯与甲苯按 4:6的体积比进行混合， 求其混合液的密度。 解 20 C 时，苯的密度为 879 kg/m 3，甲苯的密度为 混合液密度 P =8 7 中.0 4 8 667 07.1 k8g / m 【1-5】有一气柜，满装时可装 6000m 3混合气体，已知混合气体各组分的体积分数为 求出A 、 标准大气压力为 101.325k Pa 容器 A 的绝对压力 P A =101.325+60=161.325 kPa 容器 B 的绝对压力 P B =101.325—12=89.325 kPa 【1-2】某设备进、出口的表压分别为 -12kPa 和157kPa ，当地大气压力为 101.3kPa 。 解进口绝对压力 P 进=101.3 -12 =89.3 kPa 出口绝对压力 卩出=101.3 +157 =258.3 kPa 0.4，试求该混合液在 解正庚烷的摩尔质量为 正庚烷的质量分数 0.4X100 正辛烷的质量分数 - =0.369 0.4X100+0.6X114 =1 -0.369=0.631 混合液的密度 867 kg/m 3。 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 k 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R 1 = 400 mm ， R 2 = 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R 3 = 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 gh 1 = ρ水gR 3 + ρ水银ɡR 2 由于空气的密度相对于水和水银来说很小可以忽略不记 天津工业大学2011~2012第1学期 09级(化工、制药、材料)化工原理(下)期末试卷A 班级＿＿＿＿姓名＿＿＿＿学号＿＿＿＿＿成绩＿＿＿＿ 题号一二三四五总分 满分2020242016 得分 阅卷人 一、填空题(每空1分)总分[20]得分[] 1.在精馏塔的设计中，回流比越（____），所需要的理论板数量越多，其操作的能耗越（____）。 2.A、B组成的理想溶液，A组分的摩尔分率x A=0.3，两组分的饱和蒸气压分别为poA=150kPa，poB=60kPa，则其相对挥发度 的值为（____），A组分在气相的分压为（__ __）。 3.精馏操作过程中，如果采用全回流，则回流比R=（____），此时精馏段和提馏段操作线方程均为（____）。 4.二组分连续精馏，精馏段操作线方程为y=0.75x+0.245，提馏段操作线方程为y=1.25x-0.02，当q=1时，x F=（____），x W=（____）。 5.同一种气体溶解于同一种溶剂中，当操作温度降低时，Henry定律中的溶解度系数H的变化趋势为（）。 6.在101.3kPa，20℃下,稀氨水的气液相平衡关系为y*=0.94x,若含氨0.094摩尔分 =0.05的氨水接触，则发生（）过程。 数的混合气和组成x A 7.在吸收操作中，吸收塔某一截面气相中溶质的浓度为Y i，与液相浓度X i相平衡的浓度为Y i*,则总推动力为（）。 8.用纯溶剂吸收某溶质气体,并且Y＝2X，要求回收率φ＝80%,若操作液气比是最小液气比的1.2倍，则操作液气比为（）。 9.在逆流吸收塔中，进、出塔的气相摩尔比分别为Y1＝0.09和Y2＝0.01，进塔液体为纯溶剂，若吸收的操作线与平衡线平行，则塔的平均推动力为ΔY m＝（），传质单元数的N OG=（）。 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 第一章 流体流动 流体的重要性质 1．某气柜的容积为6 000 m 3，若气柜内的表压力为5.5 kPa ，温度为40 ℃。已知各组分气体的体积分数为：H 2 40%、 N 2 20%、CO 32%、CO 2 7%、C H 4 1%，大气压力为 101.3 kPa ，试计算气柜满载时各组分的质量。 解：气柜满载时各气体的总摩尔数 ()mol 4.246245mol 313 314.86000 0.10005.53.101t =???+== RT pV n 各组分的质量： kg 197kg 24.246245%40%4022H t H =??=?=M n m kg 97.1378kg 284.246245%20%2022N t N =??=?=M n m kg 36.2206kg 284.246245%32%32C O t C O =??=?=M n m kg 44.758kg 444.246245%7%722C O t C O =??=?=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144C H t C H =??=?=M n m 2．若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg 混在一起，试求混合油的 密度。设混合油为理想溶液。 解： ()kg 120kg 606021t =+=+=m m m 33 122 1 1 21t m 157.0m 7106083060=??? ? ??+=+ = +=ρρm m V V V 3 3t t m m kg 33.764m kg 157 .0120=== V m ρ 流体静力学 3．已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ，乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？ 解：（1）设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= () kPa 3.65Pa 1020103.8533=?-? （2）真空表读数 真空度=大气压-绝压=() kPa 03.36Pa 103.651033.10133=?-? 4．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 第一章 3.答案：p= 30.04kPa =0.296atm=3.06mH2O 该压力为表压 常见错误：答成绝压 5.答案：图和推算过程略Δp=(ρHg - ρH2O) g (R1+R2)=228.4kPa 7.已知n=121 d=0.02m u=9 m/s T=313K p = 248.7 × 103 Pa M=29 g/mol 答案：(1) ρ = pM/RT = 2.77 kg/m3 q m =q vρ= n 0.785d2 u ρ =0.942 kg/s (2) q v = n 0.785d2 u = 0.343 m3/s (2) V0/V =(T0p)/(Tp0) = 2.14 q v0 =2.14 q v = 0.734 m3/s 常见错误： （1）n没有计入 （2）p0按照98.7 × 103 pa计算 8. 已知d1=0.05m d2=0.068m q v=3.33×10-3 m3/s （1）q m1= q m2 =q vρ =6.09 kg/s (2) u1= q v1/(0.785d12) =1.70 m/s u2 = q v2/(0.785d22) =0.92 m/s (3) G1 = q m1/(0.785d12) =3105 kg/m2?s G2 = q m2/(0.785d22) =1679 kg/m2?s 常见错误：直径d算错 9. 图略 q v= 0.0167 m3/s d1= 0.2m d2= 0.1m u1= 0.532m/s u2= 2.127m/s (1) 在A、B面之间立柏努利方程，得到p A-p B= 7.02×103 Pa p A-p B=0.5gρH2O +(ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m (2) 在A、B面之间立柏努利方程，得到p A-p B= 2.13×103 Pa p A-p B= (ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m 所以R没有变化 12. 图略 取高位储槽液面为1-1液面，管路出口为2-2截面，以出口为基准水平面 已知q v= 0.00139 m3/s u1= 0 m/s u2 = 1.626 m/s p1= 0(表压) p2= 9.807×103 Pa(表压) 在1-1面和2-2面之间立柏努利方程Δz = 4.37m 注意：答题时出口侧的选择： 为了便于统一，建议选择出口侧为2-2面，u2为管路中流体的流速，不为0，压力为出口容器的压力，不是管路内流体压力 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，可以采用精馏方法化工原理带答案
化工原理干燥试题及答案
化工原理 带答案
最新2019—2020(1)化工原理试卷B及答案
化工原理课后答案
化工原理考研试题库
化工原理第四版第一章课后习题答案
化工原理(上册)答案
天津工业大学2011_2012_1化工原理试题A
《化工原理试题库》大全
(01)第一章 流体流动1化工原理答案
化工原理课后答案
化工原理试题及答案