化工原理--吸收习题及答案
吸收一章习题及答案
一、填空题
1、用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为____________________，以传质总系数表达的速率方程为___________________________。
N A = k y (y-y i) N A = K y (y-y e)
2、吸收速度取决于_______________，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以_______________来增大吸收速率。
双膜的扩散速率减少气膜、液膜厚度
3、由于吸收过程气相中的溶质分压总_________ 液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的_________。增加吸收剂用量，操作线的斜率_________，则操作线向_________平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－y e）_________。
大于上方增大远离增大
4、用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2，入塔气体浓度y = 0.06，要求出塔气体浓度y2 = 0.006，则最小液气比为_________。
1.80
5、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。
减少靠近
6、某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用_________常数表示，而操作线的斜率可用_________表示。
相平衡液气比
7、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的H OG将_________，N OG将_________ (增加，减少，不变)。
不变增加
8、吸收剂用量增加，操作线斜率_________，吸收推动力_________。（增大，减小，不变）
增大增大
9、计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：_________、_________、_________。
平衡关系物料衡算传质速率。
10、填料的种类很多，主要有________、_________、_________、________、___________、______________。
拉西环鲍尔环矩鞍环阶梯环波纹填料丝网填料
11、填料选择的原则是_________________________________________。.
表面积大、空隙大、机械强度高价廉，耐磨并耐温。
12、在选择吸收剂时，首先要考虑的是所选用的吸收剂必须有__________________。
良好的选择性，即对吸收质有较大的溶解度，而对惰性组分不溶解。
13、填料塔的喷淋密度是指_____________________________。
单位塔截面上单位时间内下流的液体量（体积）。
14、填料塔内提供气液两相接触的场所的是__________________。
填料的表面积及空隙
15、填料应具有较_____的__________，以增大塔内传质面积。
大比表面积
16、吸收塔内填装一定高度的料层，其作用是提供足够的气液两相_________。
传质面积
17、菲克定律是对物质分子扩散现象基本规律的描述。
18、以（Y-Y*）表示总推动力的吸收速率方程式为N A=K Y（Y﹣Y﹡）。
19、、吸收操作是依据混合气体中各组分在溶剂中的溶解度不同而得以分离。
20、某气体用ABC三种不同的吸收剂进行吸收操作，液气比相同，吸收因数的大小关系
为A
1﹥A
2
﹥A
3
，则气体溶解度的大小关系为。
21、实验室用水吸收氨测定填料塔的传质系数Kyα，该系统为控制，随气体流量的增加传质系数Kyα。气膜；增加
22、某低浓度气体吸收过程，已知气膜和液膜体积吸收系数分别为：Kya=0.0002Kmol/（m3.s），Kxa=0.4 Kmol/（m3.s）。则该吸收过程为；该气体为溶气体。气；易23、当填料塔操作气速达到泛点气速时，充满全塔空隙，此现象称为，这时急剧上升。液体；液泛；塔板压降
24、在稳态传质过程，若组分A通过气膜和液膜的推动力为（P-Pi）﹥（Ci-C），则气膜阻力液膜阻力大于
25、填料塔是连续接触式气液传质设备，塔内为分散相，为连续相。为保证操作过程中两相的良好接触，故填料吸收塔的顶部要有良好的装置。液体；气体；液体分布装置
26、吸收操作时，吸收塔总压增加一倍，相平衡常数m 倍，增加压力对吸收操作；吸收塔温度增加，相平衡常数，增加温度对吸收操作。
27、假定吸收系统的相平衡常数m为零，填料高度及其他条件不变，若增加气体流量，吸收率将。变小
28、逆流操作中用纯溶剂吸收混合气中A，若塔板为无穷多，入塔Yb=8%，平衡关系为Y=2X问（1）若液气比为2.5时，吸收率 125%不成立
（2）若液气比为2.5时，吸收率 75%
29、在相同的温度、压力和混合物组成条件下，等分子反向扩散速率单相扩散速率（一组分通过静止气膜的扩散速率）。其原因是。小于；单相扩散速率等于等分子反向扩散速率与该组分在总体流动中传递通量之和
30、说明化工原理各单元操作是基于哪些传递原理？分别说明解释三个传递现象的定律？解释吸收和解吸现象用哪一个原理更合适？
31、为什么在同一吸收塔内，当操作条件相同时，大多采用逆流操作？
答：一方面，在同等条件下，逆流方式可获得较大的平均推动力，因而能有效地提高过程速率；另一方面，逆流时降至塔底的液体恰与刚进塔的吸收剂接触，有利于降低出塔气体的浓度，从而提高溶质的吸收率，所以，吸收塔通常都采用逆流操作。
32、易溶气体溶液上方的分压小，难溶气体溶液上方的分压大，只要组份在气相中的分压大于液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。
二、选择题
1、吸收速率主要决定于通过双膜的扩散速度，要提高气液两流体的相对运动，提高吸收效果，则要_________。B
A. 增加气膜厚度和减少液膜厚度
B. 减少气膜和液膜厚度
C. 增加气膜和液膜厚度
2、当吸收质在液相中的溶解度甚大时，吸收过程主要受_________控制，此时，总吸收系数K y 近似等于_________。A、 D
A. 气膜；
B. k x；
C. 气液膜同时；
D. k y；
E. 液膜；
F. K x
3、双膜理论认为吸收过程的阻力集中在_________。A
A. 两膜层中；
B. 界面上；
C. 液膜之中；
D. 气膜之中；
4、升温会使气体在液体中的溶解度_________，对吸收操作_________。C、 D
A. 有利；
B. 变大；
C. 变小；
D. 不利；
E. 不变；
F. 无影响；
5、_________，对吸收操作有利。A
A.温度低，气体分压大时；
B.温度低，气体分压小时；
C.温度高，气体分压大时； C.温度高，气体分压小时；
6、对处理易溶气体的吸收，为较显著地提高吸收速率，应增大_________的流速。A
A. 气相；
B. 液相；
C. 气液两相；
7、若享利系数E值很大，依据双膜理论，则可判断过程的吸收速率为_________控制。B
A. 气膜；
B. 液膜；
C. 双膜
8、在吸收塔某处，气相主体浓度y = 0.025，液相主体浓度x = 0.01，气相传质分系数k y = 2 kmol.m-2.h-1，气相总传质系数K y = 1.5kmol.m-2.h-1，则该处气液界面上气相浓度y i 应为_______，平衡关系y = 0.5x。B
A. 0.02
B. 0.01
C. 0.015
D. 0.005
y e = 0.5×0.01 = 0.005
N A = K y（y-y e）= k y（y-y i）
1.5（0.025-0.005）=2（0.025-y i）
∴y i = 0.01
9、通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，完成一定的分率_______。D
A. 回收率趋向最高；
B. 吸收推动力趋向最大；
C. 操作最为经济；
D. 填料层高度趋向无穷大。
10、对于逆流操作的吸收塔，其它条件不变，当吸收剂用量趋于最小用量时，则_____。D
A. 吸收推动力最大；
B. 吸收率最高；
C. 出塔气浓度最低；
D. 吸收液浓度趋于最高。
11、在常压下用水逆流吸空气中的CO2，若将用水量增加则出口气体中的CO2量将_____气相总传质系数K y 将_____，出塔液体中CO2浓度将_____。B. A. B.
A. 增加、
B. 减少、
C. 不变
12、选择吸收设备时，综合考虑吸收率大，阻力小，稳定性好结构简单造价小，一般应选_____。A
A. 填料吸收塔
B. 板式吸收塔
C. 喷淋吸收塔
13、为使脱吸操作易于进行，通常可采用_____或_____。A、 C
A. 升温；
B. 加压；
C. 减压；
D. 降温；
14、对于脱吸操作，其溶质在液体中的实际浓度_____与气相平衡的浓度。B
A. 小于；
B. 大于；
C. 等于；
15、填料吸收塔空塔的速度应_____于液泛速度。B
A. 大；
B. 小；
C. 等
16、对吸收操作影响较大的填料特性是_____。A
A. 比表面积和自由体积；
B. 机械强度；
C. 对气体阻力要小；
17、气体在液体中的溶解度②③
①指气体在液体中的浓度②指一定条件下气体在液体中的饱和浓度③表明在一定条件下吸收过程可能达到的极限程度
18、吸收操作中，对于同样浓度的溶液，易溶气体溶液上方的分压比难溶气体的分压②
①大②小③相等
19、某填料塔用水吸收空气中的氨气，当液体流量和进塔气体的浓度不变时，增大混合气体的流量，此时仍能进行正常操作，则尾气中氨气的浓度____①_____。
①增大②减少不变④不确定
20、在以下几个吸收过程，哪个改为化学吸收将会最显著地提高吸收速率。A．水吸收氨；B．水吸收HCl气体；Ｃ．水吸收SＯ２；Ｄ．水吸收CＯ２
22判断下列命题是否正确,正确的是。
A．上升气速过大会引起漏夜；Ｂ．上升气速过小会引起液泛；
Ｃ．上升气速过大会造成过量的液沫夹带；D．上升气速过大会造成过量的气泡夹带；E．上升气速过大会使板效率降低Ｃ
23、在吸收操作中，若液气比L/V等于平衡常数m时，则全塔的吸收推动力。
A．零；B．不能计算；Ｃ．常数；Ｄ．无穷大Ｄ
24、用水吸收混合气中的氨，其他条件不变，当气体流率增加一倍，则总传质系数是原
来的倍。
A．1倍；B．2倍；Ｃ．20.5倍；Ｄ．不确定 A
25、浮阀塔、泡罩塔及筛板塔三种板式塔的板效率比较
A．浮阀塔﹥泡罩塔﹥筛板塔；B浮阀塔﹤泡罩塔﹤筛板塔．；Ｃ．浮阀塔﹥泡罩塔=筛板塔；Ｄ浮阀塔﹥筛板塔﹥泡罩塔． A
五、计算题
1、在吸收塔中用清水吸收混合气中的SO2，气体流量为5000m3（标准）/h，其中SO2占10%（体积分率），要求SO2的回收率为95%。气液逆流接触，在塔的操作条件下，SO2在两相间的平衡关系近似为Y*=26.7X，若用水量为最小用水量的2倍，试求用水量为多少Kg/h？（10分）
解：已知y
=0.1 φA=0.95 V h=5000 m3（标准）/h
1
则Y1=0.1/（1-0.1）=0.111 Y2= Y1（1-φA）=0.111（1-0.95）=0.00555
惰性气体流量V=5000（1-0.1）/22.4=2000.88Kmol/h
L min=200.88（0.111-0.00555）/（0.111/26.7）=5095.32 Kmol/h
L=2 L min=2×5095.32=10190.64 Kmol/h=10190.64×18=183431.52Kg/h 即用水量为183431.52Kg/h
2、在逆流操作的吸收塔中，于101.3KPa、25℃下用清水吸收混合气中的H2S，将其浓度由2％降至0.1％（体积）。该系统符合亨利定律。亨利系数E=5.52×104 KPa。若取吸收剂用量为理论最小用量的1.5倍，试计算操作液气比L/V 及出口液相组成X1。（12分）
解：已知y1=0.02 y2=0.001 E=5.52×104 KPa P=101.33 KPa 则Y1=0.02/（1-0.02）=0.0204 Y2=0.001/（1-0.001）=0.001 m=E/P =5.25×104/101.33=544.75
（L/V）min=（Y1﹣Y2）/（Y1/m）=（0.0204-﹣0.001）/（0.0204/544.75）=517.5
L/V=1.5 （L/V）min=1.5×517.5=776.25
又据全塔物料衡算L（X1﹣X2）=V（Y1﹣Y2）
X1=（V/L）/（Y1﹣Y2）﹢X2=（1/776.25）/（0.0204﹣0.001）
=2.5×10-5
即操作液气比L/V为776.25 出口液相组成X1为2.5×10-5
3、某一逆流操作的填料塔中，用水吸收空气中的氨气。已知塔底气体进气浓度为0.026（摩尔比）（下同），塔顶气相浓度为0.0026，填料层高度为1.2m，塔内径为0.2m，吸收过程中亨利系数为0.5 atm，操作压力0.95 atm，平衡关系和操作关系（以摩尔比浓度表示）均为直线关系。水用量为0.1m3.h-1，混合气中空气量为100m3.h-1（标准状态下）。试求此条件下，吸收塔的气相总体积传质系数。
解：方法1：
Y1 = 0.026, Y2 = 0.0026，m = E/P = 0.5/0.95 = 0.526
Ls /G B = 0.1×1000/18/(100/22.4) = 1.244
G B /A = (100/22.4)/(π/4×0.22) = 142.1 kmol.m-2.h-1
X1 = ( Y1 - Y2)/(Ls / G B) = (0.026-0.0026)/1.244
= 0.0188
ΔY1= Y1 –Y1e = 0.026-0.526×0.0188 = 0.0161
ΔY2 = Y2 – Y2e = 0.0026
ΔY m = (ΔY1-ΔY2)/ln(ΔY1/ΔY2) = 0.00741
N OG = (Y1-Y2)/ΔYm = 3.16
∴ＫYａ＝（（G B/A）/Z）×N OG = 142.1/1.2×3.16
= 374. 2 kmol.m-3.h-1
方法2：
A = （Ls /G B）/m = 1.244/0.526 = 2.365
N OG = A/(A-1)×ln[(1-1/A)(Y1-mX2)/(Y2-mX2)+1/A]
= 2.365/1.365×ln[(1-1/2.365)(0.026/0.0026) +1/2.365] = 3.16
∴ＫYａ＝37.42 kmol.m-3.h-1
4、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的摩尔分率为0.03，要求吸收率为95%。已知操作条件下的解吸因数为0.8 ，物系服从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03（摩尔分率）。试计算：
(1) 操作液气比为最小液气比的倍数；(2) 出塔液体的浓度；
(3) 完成上述分离任务所需的气相总传质单元数N OG。
解：
①y1 = 0.03 , x1e = 0.03 ，所以m = 1
(L/G)min = (y1-y2)/(y1/m) = mη= 0.95
S = m/(L/G)，L/G = m/S = 1/0.8 = 1.25
∴(L/G)/(L/G)min = 1.25/0.95 = 1.316
②x1 = (y1-y2)/(L/G) = (0.03-0.03(1-0.95))/1.25 = 0.0228
③N OG = 1/(1-S)ln[(1-S)Y1/Y2+S] = 7.843。
5、常压下，用煤油从苯蒸汽与空气混合物中吸收苯，吸收率为99％。混合气量为53kmol.h-1。入塔气中含苯2％（比摩尔以下同），入塔煤油中含苯0.02％。溶剂用量为最小用量的 1.5倍。在操作温度50℃下，相平衡关系为y = 0.36x，总传质系数K y a ＝0.015kmol.m-3.s-1。塔径为1.1米。试求所需填料层高度。
解：
y1 = 0.02，y2 = 0.02×1%=0.0002
x1e = y1e/m = 0.02/0.36 = 0.0556，x2 = 0.0002
(L/G)min = (y1-y2)/(x1e-x2)
= (0.02-0.0002)/(0.0556-0.0002) = 0.3574
L/G = 1.5(L/G)min = 1.5×0.3574 = 0.536
x1 = x2 + (y1- y2)/(L/G)
=0.0002+(0.02-0.0002)/0.536 = 0.0371
Δy1 = y1 –mx1 = 0.02-0.36×0.0371 = 0.00664
Δy2 = y2 –mx2 = 0.0002-0.36×0.0002 = 0.000128
Δy m = (0.00664-0.000128)/ln(0.00664/0.000128)
= 0.00165
N OG = (y1-y2)/Δy m = (0.02-0.0002)/0.00165 = 12
H OG = G/(Ｋyａ) = 53/3600/(π/4×1.12 )/0.015 = 1.033 m
Z = H OG×N OG = 1.033×12 = 12.4 m
6、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。入塔气体量为100kmol.h-1，溶质浓度为0.01（摩尔分率），回收率要求达到90%，液气比为1.5 ，平衡关系y = x。试求：
(1) 液体出塔浓度；(2) 测得气相总体积传质系数K y a = 0.10 kmol.m-3.s-1，问该塔填料层高度为多少？提示：N OG = 1/(1-S)ln[(1-S)(y1-mx2)/(y2-mx2)+S]
解：
①y1 = 0.01
y2 = y1(1-η) = 0.01(1-0.9) = 0.001
L/G=(y1-y2)/x1，
x1 = (y1-y2)/(L/G) = (0.01-0.001)/1.5 = 0.006
②H OG = G/K y a = （100/(0.785×0.52×3600)）/0.1=1.415 m
N OG = 1/(1-S)ln[(1-S) y1/ y2+S]
S = m/(L/G) = 1/1.5 = 0.667
N OG = 4.16
Z = H OG×N OG = 1.415×4.16 = 5.88 m。
7、用清水吸收氨－空气混合气中的氨。混合气进塔时氨的浓度y1 ＝0.01（摩尔分率），吸收率90％，气－液平衡关系y = 0.9x。试求：（1）溶液最大出口浓度；（2）最小液气比；（3）取吸收剂用量为最小吸收剂用量的2倍时，气相总传质单元数为多少？（4）气相总传质单元高度为0.5m时，填料层高为几米？
解：
已知
y1 ＝0.01，η=90%，y2 = y1(1-η) = 0.01(1-0.9) = 0.001
x2 = 0，x1 = y1/0.9 = 0.01/0.9 = 0.0111
(L/G)min = (y1-y2)/(x1e-x2)
= (0.01-0.001)/（0.01/0.9）= 0.811
L/G = 2 (L/G)min = 2×0.811 = 1.62
x1 = (y1-y2)/(L/G)+x2 = (0.01-0.001)/1.62 = 0.00556
y1e = 0.9×0.00556=0.005
Δy m =（(0.01-0.005)-(0.001-0)）/ln(0.01-0.005)/0.001
= 0.0025
N OG = (y1-y2)/Δy m = (0.01-0.001)/0.0025 = 3.6
Z ＝0.5×3.6 = 1.8m
8、在逆流操作的吸收塔内，用清水吸收氨－空气混合气中的氨，混合气进塔时氨的浓度y1 = 0.01(摩尔分率) ，吸收率90%，操作压力为760 mmHg，溶液为稀溶液，系统平衡关系服从拉乌尔定律，操作温度下，氨在水溶液中的饱和蒸汽压力为684 mmHg试求：（1）溶液最大出口浓度；（2）最小单位吸收剂用量；（3）当吸收剂用量为最小用量的2倍时，气相总传质单元数为多少？（4）气相总传质单元高度为0.5m时，填料层高为多少米?
解：
系统服从拉乌尔定律
(1) y = (P°/P)x = 685/760X = 0.9X
x1e = y1/m = 0.01/0.9 = 0.011
(2) (L /G )min = (y1-y2)/x1e = (y1-y2)/(y1/m)
= mη = 0.9×0.9=0.81
(3) (L /G ) = 2(Ls /G )min = 2×0.81 = 1.62
S = mG/L =0.9/1.62=0.556
y1/ y2 = 1/(1-η) = 10
N OG = 1/(1-S)×ln[(1-S) y1/ y2+S]
= 1/(1-0.556)×ln[(1-0.556)×10+0.556] = 3.62
(4) Z = H OG×N OG = 0.5 ×3.62 = 1.81 m
9、在直径为0.8m的填料塔中，用1200kg·.h-1的清水吸收空气和SO2混合气中的SO2，混合气量为1000m3（标准）·h-1，混合气含SO21.3％（体积），要求回收率99.5％。操作条件为20℃、1atm，平衡关系为y = 0.75x，总体积传质系数K y a = 0.05kmol·m-3·s-1，求液体出口浓度和填料层高度。
解：
已知：D = 0.8m Ls =1200kg.h-1，G = 1000Nm3·h-1
y1 = 0.013，φ= 0.995，x2 = 0，y = 0.75x
K y a = 0.05kmol·m -3·s -1，
Ls = 1200/(3600×18)=0.0185 kmol/s
G = 1000/(22.4×3600)=0.0124 kmol/s
∵为低浓度吸收 ∴ (L/G) = 0.0185/0.0124 = 1.49
y 2 = y 1(1-φ) = 0.013(1-0.995) = 0.000065
x 1 = (G/L)(y 1-y 2)+x 2 = (0.013-0.000065)/1.49 = 0.00 868
∵ Z = H OG ×N OG ，而N OG = (y 1-y 2)/Δy m
Δy 1 = y 1-y 2e = 0.013-0.75×0.00868 = 0.006490
Δy 2 = y 2-y 2e = 0.000065-0 = 0.000065
Δy m = (Δy 1-Δy 2)/ln(Δy 1/Δy 2)
= (0.006490-0.000065)/ln(0.006490/0.000065)
= 0.001396
∴N OG = (0.013-0.000065)/0.001396 = 9.266
H OG = Ｇ/（Ｋy ａA ）
= 0.0124/(0.785×0.8×0.8×0.05)= 0.494(m)
∴Z = 9.266×0.494 = 4.58m
10、某厂准备采用一个填料吸收塔用清水逆流吸收含有10%（体积%）的SO 2的混合气体。已知塔内的操作压力 102.63kN·m 2 和温度 25℃。要求处理的混合气体量为1000(标准)m 3·h -1，实际吸收剂单位耗用量比最小吸收剂单位耗用量大50%，吸收率要达到98%，塔内气体的实际空塔速度为0.5m·s -1。试求：
(1) 吸收用水量为多少m 3·h -1？ (2) 吸收塔直径为多少m ？ (3) 若想再提高吸收率，你认为可采用什么措施？（附：气液平衡方程：Y = 40X ，M = 64）
解：
（1）L S = G B （Y 1－Y 2）/（X 1－X 2）
Y 1 = 10/90 = 0.111；Y 2 = 0.111(1－0.98) = 0.0222
又∵L S = 1.5 L S min
而：X 1 = Y 1/1.5m = 0.111/1.5×40 = 0.00185
G B = 1000(1－0.1)/22.4 = 40.18kmol·h -1
代入上式得：L S = 1928.64 kmol·h -1
（2） D = (4G 混/πu 2)
而G 混 = 1000×（101.3/102.63）×（298/273）=1077.4 m 3·h -1
u = 0.5m·s -1，代入上式得：
D = 0.873m ，圆整为0.9m 。
（3）对于一个操作塔言，欲提高φ，增大液气比，这样可使吸收推动力增大，则φ↑。此外，液气比增大，喷淋密度增大，有利于填料充分润湿！注意：液气比增大，但液气比过大，会造成液泛现象。
11、一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分A 。已知操作条件下气相总传质单元高度为1.5m ，进塔混合气组成为0.04（A 的摩尔分率，下同），出塔尾气组成为0.0053，出塔水溶液浓度为0.0128，操作条件下平衡关系为Y=2.5X 。试求：（1）液气比为最小液气比的多少倍？（2）所需填料层高度？
解：（1）液气比为最小液气比的多少倍? 0417.004.0104.01=-=Y 00533.00053.010053.02=-=
Y 01297.000128
.0100128.01=-=X 804.2001297.000533.00417.0/212
1=--=--=X X Y Y V L
18.25.2/0417.000533.00417.0/)/(1212121min =-=-=--=
*m Y Y Y X X Y Y V L 则 286.118.2804.2)/()
/(min ==V L V L
(2）所需填料层高度？
OG OG N H Z ?= 892.0804.2/5.2/===L mV S 11
.5]892.00
00533.00
0417.0)892.01ln[(892.011
]
)1ln[(112221=+----=+----=S mX Y mX
Y S S N OG 故 m N H Z OG OG 67.711.55.1=?=?=
化工原理下册复习题
吸收 一填空 (1) 在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y=2kmol/m2·h，气相传质总K y=1.5kmol/m2·h，则该处气液界面上气相浓度y i应为?0.01????。平衡关系y=0.5x。 (2) 逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无穷高时，气液两相将在塔底达到平衡。 (3) 在填料塔中用清水吸收混合气中HCl，当水量减少时气相总传质单元数N OG增加。 (4) 板式塔的类型有；板式塔从总体上看汽液两相呈逆流接触，在板上汽液两相呈错流接触。 (5) 在填料塔中用清水吸收混合气中NH3，当水泵发生故障使上水量减少时，气相总传质单元数NOG (增加）（增加，减少）。 (6) 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，吸收操作中温度不变，压力增加，可使相平衡常数???减小?（增大、减小、不变），传质推动力??增大?（增大、减小、不变），亨利系数??不变（增大、减小、不变）。 (7) 易溶气体溶液上方的分压（小），难溶气体溶液上方的分压（大) ，只要组份在气相中的分压(大于）液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。 (8) 压力（减小),温度( 升高）,将有利于解吸的进行；吸收因素(A= L/mV ) ,当 A>1 时,对逆流操作的吸收塔,若填料层为无穷高时,气液两相将在塔（顶）达到平衡。 (9) 在逆流吸收塔操作时，物系为低浓度气膜控制系统，如其它操作条件不变，而气液流量按比例同步减少,则此时气体出口组成y2将 (减小），液体出口组成将（增大），回收率将。 (10) 当塔板中（气液两相达到平衡状态)，该塔板称为理论板。 (11) 吸收过程的传质速率方程N A=K G( )=k y( )。 (12) 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H OG将不变，N OG将增大。 (13)吸收因数A可表示为 mV/L，它在X–Y图上的几何意义是平衡线斜率与操作线斜率之比。 (14)亨利定律的表达式为；亨利系数E的单位为 kPa 。 (15) 某低浓度气体吸收过程，已知相平衡常数m=1 ，气膜和液膜体积吸收系数分别为k y a=2× 10-4kmol/m3.s, k x a=0.4kmol/m3.s, 则该吸收过程为（气膜阻力控制）及气膜阻力占总阻力的百分数分别为 99.95% ；该气体为易溶气体。 二选择 1.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 B 。 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 2.单向扩散中飘流因子 A 。
化工原理下册题库300题讲解学习
化工原理下册题库 300题
化工原理（下）题库（1） 一、选择题（将正确答案字母填入括号内） 1、混合物中某组分的质量与混合物质量之比称为该组分的（ A ）。 A. 质量分数 B. 摩尔分数 C. 质量比 2、关于精馏塔中理论的叙述错误的是（ B ）。 A.实际上不存在理论塔板 B. 理论塔板仅作为衡量实际塔板效率的一个标准。 C. 理论塔板数比实际塔板数多 3、在精馏塔中每一块塔板上（ C ）。 A. 只进行传质作用 B. 只进行传热作用 C. 同时进行传热传质作用 4、气体吸收过程中，吸收速率与推动力成（ A ）。 A. 正比 B. 反比 C. 无关 5、气体的溶解度很大时，溶质的吸收速率主要受气膜一方的阻力所控制，故称为（ A ）。 A. 气膜控制 B. 液膜控制 C. 双膜控制 6、普通温度计的感温球露在空气中，所测得的温度为空气的（ A ）温度。 A. 干球 B. 湿球 C. 绝热饱和 7、混合物中某组分的物质的量与混合物物质的量之比称为该组分的（B ）。
A. 质量分数 B. 摩尔分数 C. 质量比 8、在蒸馏过程中，混合气体中各组分的挥发性相差越大，越（B ）进行分离。 A. 难 B. 容易 C. 不影响 9、气体吸收过程中，吸收速率与吸收阻力成（ B ）。 A. 正比 B. 反比 C. 无关 10、气体的溶解度很小时，溶质的吸收速率主要受液膜一方的阻力所控制，故称为（ B ）。 A. 气膜控制 B. 液膜控制 C. 双膜控制 11、某二元混合物，进料量为100kmol/h，xF=0.6，要求得 到塔顶xD不小于0.9，则塔顶最大产量为（ B ） A 60kmol/h B 66.7kmol/h C 90kmol/h D 不能定 12、二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下 线的变化 ( B ) 。 A平衡线 B 操作线与q线 C平衡线与操作线 D 平衡线与q线 13、下列情况 ( D ) 不是诱发降液管液泛的原因。 A液、气负荷过大 B 过量雾沫夹带 C塔板间距过小 D 过量漏液 14、以下有关全回流的说法正确的是（ A、C ）。 A、精馏段操作线与提馏段操作线对角线重合 B、此时 所需理论塔板数量多
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,
化工原理吸收章节习题
吸收 基本概念 1、亨利定律 2、气膜控制与液膜控制 三、请回答下列问题（10分） 1．根据双膜理论，两相间的传质阻力主要集中在什么地方？增加气液两相主体的湍动程度，传质速率将会如何变化？ 相界面两侧的液膜和气膜中；增大 2．对于高浓度气体吸收，为什么不能用脱吸因子法或对数平均推动力法，而必须用图解积分或数值积分的方法进行吸收过程计算？ 因为脱吸因子法和对数平均推动力法都是基于稀溶液的相平衡线为直线的假设，而对于高浓度气体吸收，该假设不再成立，所以这两种方法不再适用，必须针对相平衡曲线运用数值积分或图解积分的方法进行吸收过程的相关计算。 4．简要叙述吸收中双膜理论的提出者及其三个基本要点。 双膜模型由惠特曼（Whiteman）于1923年提出，为最早提出的一种传质模型。（1分）惠特曼把两流体间的对流传质过程设想成图片2-10所示的模式，其基本要点如下： ①当气液两相相互接触时，在气液两相间存在着稳 定的相界面，界面的两侧各有一个很薄的停滞膜， 气相一侧的称为“气膜”，液相一侧的称为“液 膜”，溶质A经过两膜层的传质方式为分子扩散。 （2分） ②在气液相界面处，气液两相处于平衡状态。（1 分） ③在气膜、液膜以外的气、液两相主体中，由于流 体的强烈湍动，各处浓度均匀一致。（2 分） 双膜模型把复杂的相际传质过程归结为两种流体停滞膜层的分子扩散过程，依此模型，在相界面处及两相主体中均无传质阻力存在。这样，整个相际传质过程的阻力便全部集中在两个停滞膜层内。因此，双膜模型又称为双阻力模型。 5．对于溶解度系数很低的气体吸收，可采用哪些措施以提高吸收速率？ 7、说明传质单元高度的物理意义 8、简述填料塔的基本结构与主要特点。 9、写出亨利定律的定义及表达公式。
化工原理例题与习题
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第一章流体流动 【例1-1】已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m3与998kg/m3，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 =（+）10-4=×10-4 ρ m =1372kg/m3 【例1-2】已知干空气的组成为：O 221%、N 2 78%和Ar1%（均为体积%），试求干空气在 压力为×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×+28×+× =m3 根据式1-3a气体的平均密度为： 【例1-3 】本题附图所示的开口容器内盛有油和水。油层高度h1=、密度ρ 1 =800kg/m3，水层高度h2=、密度ρ2=1000kg/m3。 （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 +ρ 1 gh 1 +ρ 2 gh 2 p A '=p a +ρ 2 gh 于是p a+ρ1gh1+ρ2gh2=p a+ρ2gh 简化上式并将已知值代入，得 800×+1000×=1000h 解得h= 【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U管压差计，压差计读数R=200mm。试求两截面间的压强差。 解：因为倒置U管，所以其指示液应为水。设空气和水的密度分别为ρg与ρ，根据流体静力学基本原理，截面a-a'为等压面，则 p a =p a ' 又由流体静力学基本方程式可得 p a =p 1 －ρgM
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
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第八章课堂练习： 1、吸收操作的基本依据是什么？答：混合气体各组分溶解度不同 2、吸收溶剂的选择性指的是什么：对被分离组分溶解度高，对其它组分溶解度低 3、若某气体在水中的亨利系数 E 值很大，说明该气体为难溶气体。 4、易溶气体溶液上方的分压低，难溶气体溶液上方的分压高。 5、解吸时溶质由液相向气相传递；压力低，温度高，将有利于解吸的进行。 6、接近常压的低浓度气液平衡系统，当总压增加时，亨利常数 E 不变， H 不变，相平衡常数 m 减小 1、①实验室用水吸收空气中的O2 ，过程属于（ B ） A 、气膜控制B、液膜控制C、两相扩散控制 ② 其气膜阻力（C）液膜阻力 A 、大于B、等于C、小于 ２、溶解度很大的气体，属于气膜控制 ３、当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m 的直线时，则 1/Ky=1/ky+ m /kx 4、若某气体在水中的亨利常数 E 值很大，则说明该气体为难溶气体 5 、总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+1/HkG ，当(气膜阻力 1/HkG) 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。 1、低含量气体吸收的特点是L 、 G 、Ky 、 Kx 、T 可按常量处理 2、传质单元高度HOG 分离任表征设备效能高低特性，传质单元数NOG 表征了（分离任务的难易）特性。 3、吸收因子 A 的定义式为 L/ （ Gm ），它的几何意义表示操作线斜率与平衡线斜率之比 4、当 A<1 时，塔高 H= ∞，则气液两相将于塔底达到平衡 5、增加吸收剂用量，操作线的斜率增大，吸收推动力增大，则操作线向（远离）平衡线的方向偏移。 6、液气比低于（L/G ） min 时，吸收操作能否进行？能 此时将会出现吸收效果达不到要求现象。 7、在逆流操作的吸收塔中，若其他操作条件不变而系统温度增加，则塔的气相总传质单元 高度 HOG 将↑，总传质单元数NOG将↓，操作线斜率（L/G ）将不变。 8、若吸收剂入塔浓度 x2 降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率↑，出口气体浓度↓。 x2 增大，其它条件不变，则 9、在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组 成气相总传质单元高度将（ A ）。 A. 不变 B.不确定 C.减小 D. 增大 吸收小结： 1、亨利定律、费克定律表达式 及温度而异，单位与压强的 2、亨利系数与温度、压力的关系； E 值随物系的特性单 位一致； m 与物系特性、温度、压力有关（无因次） 3、 E 、 H 、 m 之间的换算关系 4、吸收塔在最小液气比以下能否正常工作。 5、操作线方程（并、逆流时）及在y~x 图上的画法 6、出塔气体有一最小值，出塔液体有一最大值，及各自的计算式 7、气膜控制、液膜控制的特点 8、最小液气比(L/G)min 、适宜液气比的计算 9、加压和降温溶解度高，有利于吸收 减压和升温溶解度低，有利于解吸
化工原理吸收习题及答案
吸收一章习题及答案 一、填空题 1、用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为____________________，以传质总系数表达的速率方程为___________________________。 N A = k y (y-y i) N A = K y (y-y e) 2、吸收速度取决于_______________，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以_______________来增大吸收速率。 双膜的扩散速率减少气膜、液膜厚度 3、由于吸收过程气相中的溶质分压总_________ 液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的_________。增加吸收剂用量，操作线的斜率_________，则操作线向_________平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－y e）_________。 大于上方增大远离增大 4、用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2，入塔气体浓度y = 0.06，要求出塔气体浓度y2 = 0.006，则最小液气比为_________。 1.80 5、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。 减少靠近 6、某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用_________常数表示，而操作线的斜率可用_________表示。 相平衡液气比 7、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的H OG将_________，N OG将_________ (增加，减少，不变)。 不变增加 8、吸收剂用量增加，操作线斜率_________，吸收推动力_________。（增大，减小，不变） 增大增大 9、计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：_________、_________、_________。 平衡关系物料衡算传质速率。 10、填料的种类很多，主要有________、_________、_________、________、___________、______________。 拉西环鲍尔环矩鞍环阶梯环波纹填料丝网填料 11、填料选择的原则是_________________________________________。. 表面积大、空隙大、机械强度高价廉，耐磨并耐温。 12、在选择吸收剂时，首先要考虑的是所选用的吸收剂必须有__________________。 良好的选择性，即对吸收质有较大的溶解度，而对惰性组分不溶解。 13、填料塔的喷淋密度是指_____________________________。 单位塔截面上单位时间内下流的液体量（体积）。 14、填料塔内提供气液两相接触的场所的是__________________。 填料的表面积及空隙 15、填料应具有较_____的__________，以增大塔内传质面积。 大比表面积 16、吸收塔内填装一定高度的料层，其作用是提供足够的气液两相_________。 传质面积 17、菲克定律是对物质分子扩散现象基本规律的描述。 18、以（Y-Y*）表示总推动力的吸收速率方程式为N A=K Y（Y﹣Y﹡）。 19、、吸收操作是依据混合气体中各组分在溶剂中的溶解度不同而得以分离。 20、某气体用ABC三种不同的吸收剂进行吸收操作，液气比相同，吸收因数的大小关系为A1﹥A2﹥A3，则气体溶解度的大小关系为。
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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
化工原理下册部分题
1. 某双组分理想物系当温度t=80℃时，P A°=，P B°=40kPa，液相摩尔组成x A=，试求：⑴与此液相组成相平衡的汽相组成y；⑵相对挥发度α。 解：（1）x A=(P总－P B°)／(P A°－P B°) ； =(P总－40)／（－40） ∴P总=； y A=x A·P A°／P总=×／= （２）α=P A°／P B°=／40= 5. 某精馏塔在常压下分离苯－甲苯混合液，此时该塔的精馏段和提馏段操作线方程分别为y=+和y'='，每小时送入塔内75kmol的混合液，进料为泡点下的饱和液体，试求精馏段和提馏段上升的蒸汽量为多少（kmol/h）。 解:已知两操作线方程: y=+(精馏段) y′=′(提馏段) ∴R/(R+1)= R= x D / (R+1)= x D=×= ！ 两操作线交点时, y=y′x=x′ ∴+= x F = 饱和液体进料q=1, x F = x = 提馏段操作线经过点(x W，x W) ∴y′=x w =－x W= 由全塔物料衡算F=D+W F x F = D x D + W x W D =(x F—x W)/(x D－x W)F = ∵饱和液体进料 V′=V=L+D=(R+1)D=×=h - 6. 已知某精馏塔进料组成x F=，塔顶馏出液组成x D=，平衡关系ｙ＝ｘ＋，试求下列二种情况下的最小回流比R min。⑴饱和蒸汽加料；⑵饱和液体加料。解：R min = (x D－y q)/(y q －x q ) (1) ； y q= x q + (2) ；
y q= qx q/ (q－1)－x f / (q－1) (3) ⑴q=0, 由(3) y q=x f=，由(2) x q = ， R min = 由(3) x q =x f =，由(2) y q =×+=， R min= 用常压精馏塔分离双组分理想混合物，泡点进料，进料量100kmol/h，加料组成为50% ,塔顶产品组成x D=95％，产量D=50kmol/h，回流比R=2R min，设全塔均为理论板，以上组成均为摩尔分率。相对挥发度α=3。求：(最小回流比) 2.精馏段和提馏段上升蒸汽量。3.列出该情况下的精馏段操作线方程。解：1. y=αx/[1+(α－1)x]=3x/(1+2x) 泡点进料q=1, x q = x F = , y q =3×(1+2×=2= R min / (R min+1)= ： R min=4/5= 2. V=V′=(R+1)D=(2×+1)×50=130kmol/h 3. y=[R/(R+1)]x + x D / (R+1)=+ 12. 某精馏塔用于分离苯－甲苯混合液，泡点进料，进料量30kmol/h，进料中苯的摩尔分率为，塔顶、底产品中苯的摩尔分率分别为和，采用回流比为最小回流比的倍，操作条件下可取系统的平均相对挥发度α=。(1)求塔顶、底的产品量；(2)若塔顶设全凝器，各塔板可视为理论板，求离开第二块板的蒸汽和液体组成。 解：（1）F=D+W ，Fx F=Dx D＋Wx W 30=D+W ，30×= D×+W× ∴D= / h W= / h （2）x q=x F= ， y q =αx q／[1+ (α—1)x q ] =×[1+ —1)×] = R min =(x D－y q)／(y q－x q)=—/ —=， ？ R = ×R min =×= 精馏段的操作线方程为： y = [R / (R+1)]x +x D／（R+1)
化工原理 吸收课后答案
第二章 吸收习题解答 1从手册中查得101.33KPa 、25℃时,若100g 水中含氨1g,则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987KPa 。已知在此组成范围内溶液服从亨利定律,试求溶解度系数H(kmol/ (m 3·kPa))及相平衡常数m 。 解: (1) 求H 由33NH NH C P H * = .求算. 已知:30.987NH a P kP *=.相应的溶液浓度3NH C 可用如下方法算出: 以100g 水为基准,因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为 31000/kg m .则: 3333 3 1 170.582/1001 1000 0.5820.590/()0.987 NH NH a NH C kmol m C H kmol m kP P * ==+∴===? (2).求m .由333 333330.987 0.00974 101.33 1 170.0105 11001718 0.009740.928 0.0105 NH NH NH NH NH NH NH NH y m x P y P x y m x ** **== = ===+=== 2: 101.33kpa 、1O ℃时,氧气在水中的溶解度可用p o2=3.31×106x 表示。式中:P o2为氧在气相中的分压,kPa 、x 为氧在液相中的摩尔分数。试求在此温度及压强下与空气充分接触后的水中,每立方米溶有多少克氧. 解:氧在空气中的摩尔分数为0.21.故
222 26 6 101.330.2121.2821.28 6.4310 3.31106 3.3110O O a O O P Py kP P x -==?====??? 因2O x 值甚小,故可以认为X x ≈ 即:2266.4310O O X x -≈=? 所以:溶解度6522322()()6.431032 1.141011.4118()()kg O g O kg H O m H O --????==?=????? 3. 某混合气体中含有2%(体积)CO 2,其余为空气。混合气体的温度为30℃,总压强为506.6kPa 。从手册中查得30℃时C02在水中的亨利系数E=1.88x105KPa,试求溶解度系数H(kmol/（m 3·kPa 、）)及相平衡常数m,并计算每100克与该气体相平衡的水中溶有多少克CO 2。 解:(1).求H 由2H O H EM ρ = 求算 2435 1000 2.95510/()1.881018 a H O H kmol m kP EM ρ -= = =???? (2)求m 5 1.8810371506.6 E m ρ?=== (2) 当0.02y =时.100g 水溶解的2CO (3) 2255 506.60.0210.1310.13 5.3910 1.8810CO a CO P kP P x E ** -=?====?? 因x 很小,故可近似认为X x ≈ 55 2222422()()445.3910 5.3910()()18()()1.31810()kmol CO kg CO X kmol H O kg H O kg CO kg H O ---????=?=?????? ???? ?? =??? ?? 故100克水中溶有220.01318CO gCO 4．.在101.33kPa 、0℃下的O 2与CO 混合气体中发生稳定的分子扩散过程。已知
化工原理计算题例题
三 计算题 1 （15分）在如图所示的输水系统中，已知 管路总长度（包括所有当量长度，下同）为 100m ，其中压力表之后的管路长度为80m ， 管路摩擦系数为0.03，管路内径为0.05m ， 水的密度为1000Kg/m 3，泵的效率为0.85， 输水量为15m 3/h 。求： （1）整个管路的阻力损失，J/Kg ； （2）泵轴功率，Kw ； （3）压力表的读数，Pa 。 解：（1）整个管路的阻力损失，J/kg ； 由题意知， s m A V u s /12.2) 4 05.03600(15 2 =??==π 则kg J u d l h f /1.1352 12.205.010003.022 2=??=??=∑λ （2）泵轴功率，kw ； 在贮槽液面0-0′与高位槽液面1-1′间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有： ∑-+++=+++10,1 21020022f e h p u gH W p u gH ρ ρ 其中， ∑=kg J h f /1.135, u 0= u 1=0， p 1= p 0=0（表压）, H 0=0， H=20m 代入方程得： kg J h gH W f e /3.3311.1352081.9=+?=+=∑ 又 s kg V W s s /17.410003600 15 =?= =ρ 故 w W W N e s e 5.1381=?=， η=80%， kw w N N e 727.11727===η 2 （15分）如图所示，用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽液面均恒定 不变，输送管路尺寸为φ83×3.5mm ，泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮槽的水面高度H 1为4.8m ，压力表安装位置离贮槽的水面高度H 2为5m 。当输水量为36m 3/h 时，进水管道全部阻力损失为1.96J/kg ，出水管道全部阻力损失为4.9J/kg ，压力表读数为2.452×
化工原理期末考试真题及答案
填空题 1.（3分）球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_粒子所受合力的代数和为零_ 。滞流沉降时，其阻力系数=_24/ Rep_. 2.在静止的、连续的同种流体内，位于同一水平面上各点的压力均相等。 3.水在内径为φ105mmX2.5mm的只管内流动，已知水的粘度为1.005mPa*s，密度为1000kg*m3，流速为1m/s，则Re=99502，流动类型为湍流。 4.流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来的2 倍;如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的1/4 倍. 5.求取对流传热系数常采用因次分析法，将众多影响因素组合成若干无因次数群，再通过实验确定各特征数数之间的关系，即得到各种条件下的关联式。 6.化工生产中加热和冷却的换热方法有_直接换热_, 间壁换热和蓄热换热. 7.在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温接近饱和蒸汽侧流体的温度，总传热系数K 接近空气侧流体的对流给热系数。 8.气液两相平衡关系将取决于以下两种情况: (1) 若pe〉p 或C 〉Ce则属于解吸过程 (2) 若p 〉pe 或Ce〉C 则属于吸收过程 9.计算吸收塔的填料层高度,必须运用如下三个方面的知识关联计算:_平衡关系_,_物料衡算,_传质速率._. 10.在一定空气状态下干燥某物料能用干燥方法除去的水分为_自由水分首先除去的水分为_非结合水分不能用干燥方法除的水分为_平衡水分。 11.,当20℃的水(ρ=998.2kg/m3,μ=1.005厘泊)在内径为100mm的光滑管内
22.对于间壁式换热器：m1Cp1 (T1-T2 ) =m2Cp2 (t2-t1)=K.A.△tm 等式成立的条件是_稳定传热、_无热变化、_无相变化。 选择题 1.从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( A ) A. 与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关 B. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关 C. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关 2.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 3. 若将20℃硫酸用φ48×3.5mm的无缝钢管输送,则硫酸达到湍流的最低流速 为（D ）。已知20℃时，硫酸的密度为1831 kg/m3粘度为25.4cP。 A. 0.135m/s B. 1.5m/s C. 0.15m/s D. 1.35m/s 4. 层流与湍流的本质区别是：( D )。 A. 湍流流速>层流流速； B. 流道截面大的为湍流，截面小的为层流； C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数； D. 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。 5.离心泵的性能曲线中的H－－Q线是在( C )情况下测定的。 A. 效率一定； B. 功率一定； C. 转速一定； D. 管路（ｌ＋∑ｌ）一定。
化工原理试题库下册
第3章非均相物系分离 一、选择题 恒压过滤且介质阻力忽略不计时，如粘度降低20%，则在同一时刻滤液增加（）。A、11.8%；B、9.54%; C、20%; D、44% 板框式压滤机由板与滤框构成，板又分为过滤板和洗涤板，为了便于区别，在板与框的边上设有小钮标志，过滤板以一钮为记号，洗涤板以三钮为记号，而滤框以二钮为记号，组装板框压滤机时，正确的钮数排列是（）. A、1—2—3—2—1 B、1—3—2—2—1 C、1—2—2—3—1 D、1—3—2—1—2 与沉降相比，过滤操作使悬浮液的分离更加（）。 A、迅速、彻底 B、缓慢、彻底 C、迅速、不彻底 D、缓慢、不彻底 多层隔板降尘室的生产能力跟下列哪个因素无关（）。 A、高度 B、宽度 C、长度 D、沉降速度 降尘室的生产能力（）。 A、与沉降面积A和沉降速度ut有关 B、与沉降面积A、沉降速度ut和沉降室高度H有关 C、只与沉降面积A有关 D、只与沉降速度ut有关 现采用一降尘室处理含尘气体，颗粒沉降处于滞流区，当其它条件都相同时，比较降尘室处理200℃与20℃的含尘气体的生产能力V的大小（）。 A、V200℃>V20℃ B、V200℃＝V20℃ C、V200℃ 判断 有效的过滤操作是（）。 A、刚开始过滤时 B、过滤介质上形成滤饼层后 C、过滤介质上形成比较厚的滤渣层 D、加了助滤剂后 当固体粒子沉降时，在层流情况下，Re ＝１，其ζ为（）。 A、64/Re B、24/Re C、0.44 D、1 含尘气体通过降尘室的时间是t，最小固体颗粒的沉降时间是t 0，为使固体颗粒都能沉降下来，必须（）： A、t 化工原理典型习题解答 王国庆陈兰英 广东工业大学化工原理教研室 2003 上 册 一、选择题 1、 某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，则 (1) 层流时，流动阻力变为原来的 C 。 A ．4倍 B ．8倍 C ．16倍 D ．32倍 (2) 完全湍流(阻力平方区)时，流动阻力变为原来的 D 。 A ．4倍 B ．8倍 C ．16倍 D ．32倍 解：(1) 由222322642d lu u d l du u d l h f ρμμ ρλ=??=??=得 1624 4 212212 2122 121212==??? ? ??=???? ??????? ??==d d d d d d d u d u h h f f (2) 由 2222u d l d f u d l h f ????? ??=??=ελ得 322 5 5 21214 212 2112212==???? ??=????? ??==d d d d d d d u d u h h f f 2． 水由高位槽流入贮水池，若水管总长（包括局部阻力的当量长度在内）缩短25%，而高位槽水面与贮水池水 面的位差保持不变，假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变，则水的流量变为原来的 A 。 A ．1.155倍 B ．1.165倍 C ．1.175倍 D ．1.185倍 解：由 f h u p gz u p gz ∑+++=++2 22 2 22211 1ρρ得 21f f h h ∑=∑ 所以 ()()2 222222 11 1u d l l u d l l e e ?+?=?+? λλ 又由完全湍流流动，得 ?? ? ??=d f ελ 所以 ()()2 2 2211u l l u l l e e ?+=?+，而 24 d u uA V π ?== 所以 ()()1547.175 .01 2 11 2 12== ++==e e l l l l u u V V 3． 两颗直径不同的玻璃球分别在水中和空气中以相同的速度自由沉降。已知玻璃球的密度为2500kg/m 3，水 的密度为998.2kg/m 3，水的粘度为 1.005?10-3Pa ?s ，空气的密度为 1.205kg/m 3，空气的粘度为1.81?10-5Pa ?s 。 （1）若在层流区重力沉降，则水中颗粒直径与空气中颗粒直径之比为 B 。 A ．8.612 B ．9.612 C ．10.612 D ．11.612 （2）若在层流区离心沉降，已知旋风分离因数与旋液分离因数之比为2，则水中颗粒直径与空气中颗粒 直径之比为 D 。 A ．10.593 B ．11.593 C ．12.593 D ．13.593 解：(1) 由 ()μ ρρ182g d u s t -=，得 ()g u d s t ρρμ-= 18 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单元操作和化工单元构成的。 2．各单元操作的操作原理及设备计算都是以物理衡算；能量衡算；平衡关系；过程速率四个概念为依据的。 3．常见的单位制有程单位制；国际单绝对单位制；工位制 (SI 制)。 4．由于在计量各个物理量时采用了不同的基本物理量、基本单位，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，只有通过平衡关系来判断。6．单位时间内过程的变化率称为过程速率。 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。 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有影响。 6．流体在管道中的流动状态可分为层流和湍流两种类型，二者在内部质点运动方式上的区别 是湍流的质点有脉动而层流没有。 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。 9．在测量流体的流量时，随流量的增加孔板流量计两侧的压差将增大，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值不变。 二、选择题化工原理典型习题解答
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