化工原理模拟试题考试题.pdf

《化工原理模拟试题考试题.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工原理模拟试题考试题.pdf（61页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、化工原理模拟试题（一）一、选择题（20分，每小题2 分）1离心泵的调节阀开大时，A吸入管路阻力损失不变 B泵出口的压力减小C泵入口的真空度减小 D泵工作点的扬程升高2 在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数入数值_ _ _ _ _ _ _A 与光滑管一样 B 只取决于Re C 取决于相对粗糙度 D与粗3 已知SO2水溶液在三种温度5 t2、t3下的亨利系数分别为Ei=0.0035atm、E2=0.011atm,E3=0.00625atm,则_ _ _A ti（2 B t3（2 C tit2 D 13 Vti4 精微中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，

2、最恰当的说法是 OA 液相中易挥发组分进入汽相；B 汽相中难挥发组分进入液相；C 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多；D 液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生。5实际生产中沸腾传热过程应维持在 区操作。A 自然对流 B 强制对流C 膜状沸腾 D 泡状沸腾6 吸收塔的设计中，若填料性质及处理量（气体）一定，液气比增加，则 传 质 推 动 力，传质单元数，传 质 单 元 高 度，所 需 填 料 层 高 度。A增大 B减小 C不变 D不能判断7 已知湿空气的下列 参数，利 用 H-I图可以查得其它未知参数。A（p,H）B g t）C（tw,t）D

3、（I,tw）8 精储的操作线是直线，主要基于以下原因。A 恒摩尔流假定 B 理想物系C 塔顶泡点回流 D 理论板假定9 离心泵开动之前必须充满被输送的流体是为了防止发生_ _ _ _ _ _ _ _。A 汽化现象 B 汽蚀现象 C 气缚现象 D 气浮现象10对于一定的干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，则 其 湿 球 温 度。A 愈高 B 愈低 C 不变 D 不一定二 填 空 题（20分）1在滞流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的一次方成正比，在湍流区颗粒的沉降速度与颗粒直径的一次方成正比。2相对挥发度a=1,表示不能用 分 离,但能用分离。3 流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是 型曲线，

4、其管中心最大流速为平均流速的 倍，摩擦系数九与Re的关系为。4 离心泵的安装高度超过允许安装高度时会发生 现象5导 热 系 数 的 单 位 为,对 流 传 热 系 数 的 单 位 为，总传热系数的单位为。6精储操作的依据是，实现精微操作的必要条件包括和O7 恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括 阶段和 阶段。8 流体流动的连续性方程是；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为 o9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（增大、减小、不变），传 质 推 动 力（增大、减小、不变），亨利系数（增大、减小、不变）。1 0 在 latm下，不饱和湿空气

5、温度为2 9 5 K,当加热到3 7 5 K 时，相对湿度,露点_ _ _ _ （增高、降低、不变）三 计 算 题（6 0 分）1（1 5 分）用一精储塔分离二元液体混合物，进料量l（）0 k mo l/h,易挥发组分XF=0.5,泡点进料，得塔顶产品XD=0.9,塔底釜液x w=Q 0 5 （皆摩尔分率），操作回流比R=1.6 1,该物系平均相对挥发度a=2.2 5,塔顶为全凝器，求：（1）塔顶和塔底的产品量（k mo l/h）；（2）第一块塔板下降的液体组成x i 为多少；（3）写出提微段操作线数值方程；（4）最小回流比。2（1 5 分）在一单程逆流列管换热器中用水冷却空气，两流体的进口温

6、度分别为2 0 和 1 1 0 在换热器使用的初期，冷却水及空气的出口温度分别为4 5 c 和 4 0 ,使用一年后，由于污垢热阻的影晌，在冷热流体的流量和进口温度不变的情况下，冷却水出口温度降至3 8,试求：（1）空气出口温度为多少？（2）总传热系数为原来的多少倍？（3）若使冷却水加大一倍，空气流量及两流体进口温度不变，冷热流体的出口温度各为多少？（a,a M）（4）冷却水流量加大后，换热器的传热速率有何变化？变为多少？3 （1 5 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。8 3 X3.5 mm,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

7、离贮槽的水面高度H）为 4.8 m,压力表安装位置离贮槽的水面高度H,为 5 m。当输水量为3 6 m加 时，进水管道全部阻力损失为1.9 6 J/k g,麟管道全部阻力损失为4.9 k g,压力表读数 为 2.4 5 2 X 1 05P a,泵的效率为7 0%,水的密度p 为 1 0 0 0 k g/m:试求：（1）两槽液面的高度差H为多少？（2）泵所需的实际功率为多少k W?（3）真空表的读数为多少k gf/c n?4 （1 5 分）某填料吸收塔用含溶质=0。0 0 2 的溶剂逆流吸收混合气中的可溶组分，采用液气比U V=3,气体入口质量分数为=0.0 1 回收率可达=0.9 0。已知物系

8、的平衡关系为 y=2 x o今因解吸不良使吸收剂入口摩尔分数升至芯=0.0 0 0 3 5 ,试求:（1）可溶组分的回收率7 7,下降至多少？（2）液相出塔摩尔分数X；升高至多少？化工原理模拟试题（二）一、填 空 题（2 0 分，每空1 分）1流体流动的连续性方程是;适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程是 O2 由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数越大，则该壁面的热阻愈,其两侧的温差愈。3 一个工程大气压等于 P a；等于 m m H2O t t o4 当 地 大 气 压 为 7 4 5 m m H g,侧 得 一 容 器 内 的 绝 对 压 强 为 3 5 0 m m

9、H g,则真空度为m m H g ；侧得另一 容 器 内 的 表 压 强 为 1 3 6 0 m m H g,则其绝对压强为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ m m H g 05离心泵的工作点是 曲线与 曲线的交点。6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 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 倍。7气体吸收计算中，表示设备（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。8恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括 和。9 一般来说，两组分的等分子反向扩散体现在_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 单元操作中，而 A组份通过B

10、组份的单相扩散体现在_ _ _ _ _ _ _ _ _操作中。1 0 间壁换热器管壁温度t w 接近;总传热系数K的数值接近二、选 择 题（2 0 分，每题2分）1流体流动时的摩擦阻力损失h f 所损失的是机械能中的 项。A位能 B静压能 C总机械能 D动能2 已知q=l.l,则 加 料 液 中 液 体 量 与 总 加 料 量 之 比 为。A 0.1:1 B 1.1:1 C 1:1.1 D 1:13 某二元混合物，a=3,全回流条件下x f 0.3,则 yn产。A 0.9 B 0.3 C 0.85 4 D 0.7944 某液体在内经为d o 的水平管路中稳定流动，其平均流速为U。，当它以相同的

11、体积流量通过等长的内径为d 2（d 2=d 的管子时,其流速为原来的 倍。A 2 B 4 C 8 D 165离心泵开动之前必须充满被输送的流体是为了防止发生。A 气缚现象 B 汽化现象 C 气浮现象 D 汽蚀现象6 傅立叶定律是 的基本定律。A 对流传热 B 热传导 C 总传热 D 冷凝7 已知湿空气的下列 参数，利 用 H-I 图可以查得其它未知参数。A （tw,t）B （I,t w）C （p,H）D（t d，H）8 为蒸发某种粘度随浓度和温度变化较大的溶液，应采用 流程。A 平流加料 B 并流加料C 逆流加料 D 双效三体并流加料9 在恒压过滤时，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时同一时刻

12、所得滤液量。A增大至原来的2倍 B 增大至原来的4 倍C增大至原来的亚倍 D 增大至原来的1.5倍10 一 定 流 量 的 液 体 在 一 25x2.5mm的 直 管 内 作 湍 流 流 动，其 对 流 传 热 系 数aF1000W/m2C;如流量与物性都不变，改用一19x2mm的直管，则其a 将变为。A 1259 B 1496 C 1585 D 1678三、计 算 题（60分，每题15分）1 在常压精储塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。进料量为1000kmol/h,含苯0.4,要求塔顶得出液中含苯0.9（以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于90%,泡点进料，泡点回流。已

13、知a=2.5,取回流比为最小回流比的L5倍。求：（1）塔顶产品量D、塔底残液量W 及组成x”,；（2）最小回流比；（3）精微段操作线方程；（4）从与塔釜相邻的塔扳上下降的液相组成为多少？2 在,一单程列管式换热器中，欲用水将15000kg/h的煤油从140冷却到40,水的进、出口温度分别为30C和 40,两流体逆流流动。煤油的平均比热容为2.3kJ/（kgC）,水的平均比热容为4.187 kJ/（kg ）。若换热器的总传热系数为300W/（m2 ）,试求：（1）冷却水的流量；（2）换热器的对数平均温度差Atm；（3）换热器的传热面积S。3 在逆流填料吸收塔中，用清水吸收含氨5%（体积）的空气一

14、氨混合气中的氨，已知混合气量为2826m3/h（标准状况），气体空塔速度为lm/s,平衡关系为Y=1.2X,以摩尔比为推动力的气相体积总传质系数KYa=180kmol/n?h,吸收剂用量为最小用量的1.4倍，要求吸收率为98%,试求：（1）溶液的出口浓度Xi（摩尔比）；（2）气相总传质单元高度HO G；（3）气相总传质单元数N G；4 用离心泵把20的水从储槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定。各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为76mmx2.5mm,在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66xlO3Pa；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按工 勺=2/与W/,2=1

15、0 2计算，由于管径不变，故式中u 为吸入或排出管的流速m/s。排水管与喷头连接处的压强为98.07x10Pa（表压）。试求：（1）水在管内的流速u；（2）泵的有效功率；（3）已知泵的效率为60%,求操作条件下泵的轴功率。化工原理模拟试题（三）一、选择题（2 0 分，每小题2分）1用一气蚀余量为3 m 的离心泵输送处于沸腾状态下的塔底液体，若泵前管路的全部流动阻力 为 1.5 m 液柱，则此泵的安装位置必须。A高于塔底液面4.5 m 的上方 B高于塔底液面1.5 m 的上方C低于塔底液面4.5 m 的下方 D低于塔底液面3.0 m 的下方2过滤基本方程式是基于 推导出来的。A滤液在介质中呈湍流

16、流动 B滤液在滤渣中呈层流流动C滤液在滤渣中呈湍流流动 D滤液在介质中呈层流流动3 在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数人数值_。A只取决于R e B与光滑管一样C取决于相对粗糙度 D与粗糙度无关4 对流传热系数关联式中普兰特准数是表示 的准数。A物性影响 B 流动状态C 对流传热 D 自然对流影响5 实际生产中沸腾传热过程应维持在 区操作。A自然对流 B 强制对流C 膜状沸腾 D 泡状沸腾6己 知 S O?水溶液在三种温度 t z、t 3下的亨利系数分别为Ei=0.0 0 6 2 5a t m.EE.Ol l a t m、E3=0.0 0 35a t m,则。A t：3 t 2 B

17、t V t 2 C t l t 2 D t 3 t i7 已知湿空气的下列 参数，利用H-I图可以查得其它未知参数。A（p,H）B（t,t）C（t.,t）D（I,t ）8精微的操作线是直线，主要基于以下原因oA 恒摩尔流假定 B 理想物系C 塔顶泡点回流 D 理论板假定9离 心 泵 开 动 之 前 必 须 充 满 被 输 送 的 流 体 是 为 了 防 止 发 生。A 汽化现象 B 汽蚀现象 C 气缚现象 D 气浮现象1 0 对于定的干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，则其湿球温度 oA 愈高 B 愈低 C 不变 D 不一定二 填 空 题（2 0 分，每 空 1 分）1 在滞流区，颗粒的沉降速

18、度与颗粒直径的一次方成正比，在湍流区颗粒的沉降速度与颗粒直径的一次方成正比。2 对于接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，在吸收操作中温度不变，压力增加，可使相平衡常数，传 质 推 动 力。（增大、减小、不变）3 离心泵的工作点是 曲线与 曲线的交点。4 水在管内作湍流流动，若流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的一倍；管径改为原来的1/2 而流量相同，则其对流传热系数约为原来的一倍。（设条件改变后仍在湍流范围）5 厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，己 知 b i b z b”导热系数入 325X 2.5 m m 的 直 管 内 作 湍 流 流 动，其对流传热系数aF1 0

19、 0 0 W/m2 ；如流量与物性都不变，改 用 一 9X2mm的直管，则其a将变为。A 1 2 5 9 B 1 4 96 C 1 5 85 D 1 678（4）某二元混合物，其 中 A为易挥发组分，液相组成XA=0.6,相应的泡点为力，与之相平衡的汽相组成y A=0.7,相应的露点为t 2,则A t i=t2 B t it2 D 不确定（5）精微操作时，若F、D、XF、q、R、加料板位置都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成X D 变化为A 变小 B 变大 C 不变 D 不确定（6）已知S O 2 水溶液在三种温度力、t 2、t 3 下的亨利系数分别为E|=0.0 0 3 5 a

20、t m、E2=0.0 1 1 at m E3=0.0 0 62 5 at m,则A t j t 2 C t j t 2 D 1 3 V t i（7）逆流操作的吸收塔，当吸收因素A -20 38-20（1）空气出口温度题意可得：使 用 初 期。=叱。”.（，2-4）=%。汕（十 一T2）=KS A ,（1）使用一年后Q，=2 W q,（F）=W/G M-1）=以 耳 （2）两式相比（2）/，得(1 1 0-T；)/_(3 8-2 0)/(1 1 0-4 0)-/(4 5-2 0)则：T；=59.6（2）总传热系数K/K f“，=_(1 2)-(72 _ 6 5 2 0=3 4.2.T-t2 6

21、5In-In7 2 T l 2 0加 =(1 1 0 3 8)(5 9.2 2 0)7 2-3 9 6=5 4.2,1 1 0-3 8,In-In7 25 9.6-2 03 9.6方程式/（l）式,得：(3 8-2 0)_ K 5 4.2(4 5 -2 0)-K 3 8.2故 K/K=O-50%(3)冷热流体的出口温度及 心 一年后 0 =G F)=WCph(T,-r；)=KaSMm(3)Q=2 (r；-Z,)=WhCph(T,-T：)=KStm(4)方 程（4）式/（3）,得:1 1 0-T；2（f；-2 0）1 1 0-5 9.6 -3 8-2 0整理前半式的方程=3 9.6 -0.1 7

22、 9 T 2又因 a 水 a 空气，KB a 空气，故K 1 (1 1 0-2 0)T7 近 .1 1 0-Z；In-T；-2 0(5)由等比定理(1 1 0-2 0)1 (1 1 0-r；)-(r；-2 0)1 1 0-5 9.6-9 -5 4 2.”。一；n T；-2 0则T/-2 0 5 4.2整理得，=1 5 3-7,；（6）联 立(5)和(6),可得：=2 9.4 ,T；=5 7.5 C（4）冷却水流量加大后，换热器的传热速率有何变化？变为多少?二(1 1 0-2 9.4)-(5 7.5-2 0)80.6-3 7.5目245 7.5-2 0i n驷3 7.55 6.3 则4 有一蒸汽

23、加热器，热方：为饱和蒸汽冷凝，T=1 0 0；冷方：为生垢液体升温，=2 0,t2=6 0。（1）在测试中，维持以上温度条件不变，发现蒸汽凝液流量，在清洗前后之比为1：2。问：a 那些是控制热阻？管程宜走那一方流体？简述理由；b 清洗前，污垢热阻约为该时总热阻的多少分数？（2）在操作中，若要求改为维持该加热器的热负荷不变。问：随着污垢的增加，调节饱和蒸汽的温度和生垢液体的流量，是否都能达到要求？简述理由（定性分析）。注：冷方流型为湍流、面积基准和物性变化可不考虑以及清洗后的垢阻为零。解：（1）a 垢层是主要控制热阻，其次是垢层对液体的给热过程，因传热过程的传热量取决于热阻大的一方。管程宜走生垢

24、液体，便于清洗，便于增大流速，可能减少垢层沉积在管子表面上，饱和蒸汽宜在管间（壳程）走，因流速对饱和蒸汽冷凝给热系数几乎无影响，而饱和蒸汽冷凝的表面又不要求清洗，且在壳程流动易于及时排除冷凝水和不凝性气体。b 维持A,加,“不变时：清洗前传热量。=%=K A Mm(1)清洗后传热量 Q=2Wh=KAMm（2）式 与（2）式比较得：K=2K清洗前后总热阻的差值是污垢热阻R,-=K K K 2K 2KR所以 j二9 =（）.5 =5 0%R总yK（2）在操作中，调节生垢液体流量，企图减少垢层厚度来增加换热量，是不能满足的，因为生垢液体以为湍流，再增加流量时，所增加的换热量决不能与所需要的热量相当，

25、这时会使出口温度下降。只有调节饱和蒸汽的温度来增加“，使其满足热负荷的要求。假设垢层热阻的增加，使其换热量减少一半，（换热量再减少即不能操作），这时蒸汽的温度提高到1 6 0 即可满足要求。假设垢层的生成，其传热面积的变化忽略不计，而传热系数下降一半，则推动力=160-20+160-60=1 2（）增加一倍，这样即可满足其换热器的热负荷不变。m25 有一换热器，管内通9 0 的热流体，膜 系 数%为 l l O O w/w 。，管外有某种液体沸腾，沸点为5 0 ,膜系数%为 5 8 0 0 W/.。试求以下两种情况下的壁温：（1）管壁清洁无垢；（2）外侧有污垢产生，污垢热阻为0.0 0 5 m

26、2 .。八 吠解：忽略管壁热阻，并假设壁温为7；（1）当壁很薄时，根据壁两侧的对流传热方程式可得：T-TW Tw-t工一 工a,a2则，,=5 6.4（2）同理T-TW Tw-tIV _ W1 1 0 05 8 0 05 01+0.0 0 55 8 0 09 0-北11 1 0 0则=8 4 由此可知，壁温总是比较接近热阻小的那一侧流体的温度。6 流量为2 0 0 0 k g/h 的某气体在列管式换热器的管程流过，温度由1 5 0 降至8 0：壳程冷却用水，进口温度为1 5 ,出口温度为6 5 ,与气体作逆流流动，两者均处于湍流。已知气体侧的对流传热膜系数远小于冷却水侧的对流传热膜系数，管壁热

27、阻、污垢热阻和热损失均可忽略不计，气体平均比热为1.02kJ/kgC,水的比热为417kJ/kg.,不计温度变化对比热的影响，试求：(1)冷却水用量；(2)如冷却水进口温度上升为20,仍用原设备达到相同的气体冷却程度，此时对数平均温差为多少？(3)此时的出口水温将为多少？(4)此时的冷却水用量为多少？解(1)冷却水用量；。=卬c(t 2 f；)=叼C/K 一7 2)=K 3 M、=a S N：(2)因 a水 a空气，K a a空气，换热器与气体的情况未变，则。=0%=a；S=5；,故 tm=tmz (1 5 0-6 5)+(80-1 5)_ _ _=-二 7 5 C,_(150)+(80-2

28、0)_ 2 1 0-Z；tm=F =一 厂则 t 2=6 0,(3 5 0K 3 5 0K 3 5 0K2 9 0K 2 9 5 K 2 9 0K f2则(3 5 0-2 9 0)+(3 5 0-2 9 5)=5 7.5。2A,(3 5 0-2 9 0)+(3 5 0-)4 10-r；2 2又 a =0.02 3 4(空(4 g)4 (3)4 j u 2因物性参数不变，则：=(上 产=2 8=1.7 4 (4)a u(1)/(2),并将各参数带入，可得：5 _ 5 7.5go)=./】。-12t 2=2 9 4.4 K10现有一逆流冷却器，用冷水冷却油，使油温从4 2 0K降 到3 7 0K,

29、水进口温度为2 8 5 K,出口温度为3 10K。设油和水的流率、进口温度保持不变，将冷却器长度增加 一 倍(其它尺寸不变)，求油及水的出口温度。m,(4 2 0-3 01)+(3 7 0-2 8 5)解：420K、370K=-=9 7.5_ a m 231 OK*285 K对体系进行热量恒算，匕C”(4 2 0-3 7 0)=匕 C.“.(3 10-2 8 5)=K S4,“KS2%=K S *9 7.5 二9 5 K sg(4 2 0 3 7 0)C/w 5 0 C f：=4 2 0 3 2 4.13 =9 5.8 7 t2=3 4 1.7 4-2 8 5 =5 6.7 4卬=$9 7.5

30、 .w citw(3 10-2 8 5):3.9KS二(2)冷却器长度增加一倍后，420K-T2t2-285K假设：,Ar；+Af ；13 5 +T)Z At.7 222则Wg 0(4 2 0-4)=匕Cpw(2 8 5)=2 K SAf：所以，卬=2KsMm=KS(135+十 一 J)(3)C,W(420-T2)c”(42 0-2)2 K s M .KS(350+T 2-2)(4).(”2 8 5)cL pw(t2-2 8 5)(1)=(3)i95=(13 5 +7 -Z j(5)4 2 0-T2(2)=(4)(13 5 +J 2)3.y(6)(2 2 8 5解（5）和(6)方程，得：T2=

31、341.74Kt2=324.13K 2,则用算术平均值合适。11某工厂有一台列管式换热器，每小时将一定量的气体从80冷到60,冷却水温度由20升 到 30,气体在管内流过，冷却水在管外与气体成逆流。经核算，该换热器的传热系数K=4Qw/（m2）,现生产需要气体出口温度更低，有人提出将一结构及大小与己用一台完全一样的换热器并联使用，气体量与原一台时相同，只是分成相等的两股送入，冷却水进出每个换热器的温度仍与原来的一样。试计算：（1）此时气体的出口温度为多少？（2）两台换热器应如何安排才能把气体冷却到更低的温度？设：气体处理量与冷却水进出口温度都不变，忽略管壁与冷却水热阻，气体温度改变引起的物性改

32、变也忽略不计。解：一台换热器情况：（7；-2）一（）_ （8 0 3 0）+（6 0 2 0）m 2-2 一所以。=KSkt,“=4 0 x S X 4 5 =1 8 0 0 S又因 叫 或 -7 2）=%（8 0-6 0）=2 0乜Cp g气体放出的热量与冷却水得到的热量相等，所以：1 8 0 0 S =2 0匕 C*（1）两台相同换热器并联使用7（4-2）-。，一。）（8 O-3 O）+（r-2 O）3 0 +T；2 2 2=0.5%由于管间为水，管内为气体，aHy）ag 故有 K =3 气膜控制又&=A 卬；8 =K=40*=/2严=KK A W：$1 4 0K A（%/2）8 （O.5

33、）0 8 K故 K，=4 0 x（0.5），=2 3Q=KStm=2 3 x 2 S xG=2 3 s（3 0 +T；）=Wg J （8 0 -T；）S 8 0 7；,、-=-（2）Wgcp g 2 3（3 0 +7；）联 立（1）式 和（2）式解得：T；=5 7 6（2）两台相同换热器串联使用时A,但-幻-=-。-)-(-8-0-3=0-)-+-(-T-2-ff-2-0-)-3-0-+-=-222K=K=4030+7Q=K S 3 =40 x2Sx-2=405(30+T；)=W.C,*(80-TQS 80-T；-=-？(3 )匕 或 40(30+7联 立(1)式 和(3)式解得：7 2 =4

34、6.15。因此两台串联使用可使气体出口温度降低到更低。1 2 某车间需要安装一台换热器，将流量为3 0 m 7 h、浓度为1 0%的 N aO H 水溶液由2 0 预热到6 0。加热剂为1 2 7 C 的饱和蒸汽。该车间现库存一台两管程列管式换热器，其规格为6 2 5 X2 m m；长度为3 m；总管数7 2 根。试问库存的换热器能否满足传热任务？操作条件下，N aO Hp=1100kg Im-A=0.58w/m-;C=3.77 kJ I kg ;溶液的物性参数为 一 ”，,=1.5?尸 45；蒸汽冷凝膜系数。2=1*101卬/加-.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

35、_项达到平衡。14某低浓度气体吸收过程，己知相平衡常数m=l，气膜和液膜体积吸收系数分别为厩=2X 10 kmol/m3.s,匕,=0.4 kmol/m3.s,则该吸收过程及气膜阻力占总阻力的百分数分别为一气膜控制，约 100%;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BA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 。A 1 B t z C t l t 2 D t 3 t l5逆流操作的吸收塔，当吸收因素A=1.5x 7.52 =1 1.

36、2 8机I/O6在一逆流操作的吸收塔内用吸收剂吸收混合气中的溶质A。混合气的摩尔流量为1 0 5kmo l/h,溶质浓度为0.0 5(摩尔分率，下同)，回收率为9 5%。进入系统的吸收液量为65 kmo l/h,其中溶质浓度为0.0 1。操作压强为2 0 2.7 k P a,操作温度下的溶液的亨利系数为1 6.2 kP a,(1)(2)要求：在Y-X图上画出吸收过程的操作线和平衡线，并标出塔顶、塔低的状态点，再计算气相总传质单元数；若采用吸收液部分循环流程，循环量为2 0 kmo l/h,啾系统的吸收剂量和组成不变，回收率不变。且知吸收过程为气膜控制，试绘出该过程的操作线并求出气相传质单元0.

37、060.050.04 0.030.020.01Y=0.08X00.02 0.04 0.06 0.08 0.1数。解（1）X1及NOG的计算进入吸收塔的惰性气体摩尔流量为:V =1 0 5x(1-0.0 5)=99.15 km o l/h进塔气体中溶质A 的浓度为：0.05=0 Q52 631-0.0 5出塔气体中溶质A 的浓度为：Y2=y,(l-)=0.52 63 x(l-0.95)=0.0 0 2 63进塔纯溶剂的摩尔流量为:原操作线=65x(1-0.0 1)=64.3 5h。/h进塔吸收剂中溶质的浓度为：Y.=。1 1-0.01 1=0.0 1 0 1物系的相平衡常数:脱吸因数E 1 6.

38、2 ._m=-=0.0 8P 2 0 2.7S=W/L=0.1 4 x 3 9.88/7.956=0.7对全塔作溶质A 的物料衡算可求得塔低吸收液中溶质浓度为：V 99 75X=X2+-（y,-r2）=0.0 1 0 1 +（0.0 52 63 -0.0 0 2 63）=0.0 876 L-64.3 5根据（X”匕）和（乂2，右）在本题附图1 中画出原操作线。附 图 1气相总传质单元数可由下式计算，即:N。小 白 皿（7）告警+S2 循 环 操 作=1ln(l-0.1 2 4)1-0.1 2 4=3.6760.0 520.0 1 0 10.0 0 2 63-0.0 8x 0.0 1 0 1+0

39、,1 2 4（3）吸收液部分循环时的情况X2L根据题意画出如本题附图2 所示的流程图。循环吸收液的摩尔流量用 表示，其中纯溶剂的流量为LR，对整个系统作溶质的物料衡算可知X 1 不变，即 X 1=0.087 6V)则 LR(1+X1)LRLR201+0.087 6=l S.39km o l /h新鲜吸收液与循环吸收液混合后的浓度X；为:LX2+LKXX=(LR+L)X；XtL6 4.35 x 0.0101+18.39 x 0.087 6 =(6 4.35 +18.39)x X；附图2解得 X j =0.027 3因要保持回收率不变，故 匕=0.0026 3S=m V/L=0.08 x 9 9.

40、7 5/(6 4.35 +18.39)=0.09 6 4吸收液部分循环时的传质单元数为:%中i）匕-用，,，Y2-tn X211-0.09 6 4l n f(l-0.09 6 4)0.05 26 3-0.08x 0.027 30.0026 3-0.08x 0.027 3+0.09 6 4=5.12NG已知吸收过程为气膜控制，液体流量对OG的影响可忽略不计，故在吸收液有部分循环情况下，要达到同样的回收率，需较高的填料层。根据上述的计算值，即：（乂1,匕）和（乂；,匕）可在本题附图1上画出相应的循环操作线。由图可看出，操作线与平衡线之间距离变小，也即吸收推动力变小了。7 某逆流操作的吸收塔，用清水

41、洗去气体中的有害组分。已知该塔填料层总高度为9 m,平衡关系Y=L 4 X,测得气体进、出口浓度Y 产 0.03,Y2=0.002,液体出口浓度X i=0.015 （均为摩尔比）。试求：（1）操作液气比L/V；（2）气相总传质单元高度H o c,（3）如果限定气体出口浓度丫2=0.0015,为此拟增加填料层高度，在保持液气比不变的条件下应增加多少？解（1）操作液气比L/V；r,-y2 _0.03-0.002L 1 Y =-=-=1.6/X,-X2 0.015-0（2）气相总传质单元高度HO G,因 Z =H”xN”S=z V/L =1.4/1.87 =0.7 4 9uu uuN 0G-ln(l

42、-S)F|+S0G 1-5 Y2-m X2=1In(l-0.749)-0-3-0-+0.7491-0.749 0.002-0=6.004故 H OG=ZIN OG=9/6=1.5(3)Z-Z=?由 题 意 知y；-ft 0015 其它条件不变，则 HOG=1.5不变新情况下的传质单元数为:NO G=-W-S)+S1-5 Y2-m X2=-ln(l-0.749)0-0 3 +0.7491-0.749 0.0015-0=6.98Z-HOG x NOG=1-5 x 6.98=10.47mZ-Z =10.47 9=1.47加8 某厂吸收塔填料层高度为4 m,用水吸收尾气中的有害组分A,已知平衡关系为Y

43、=1.5 X,塔顶 XLO,Y2=0.004,塔底%=0.008,Y 1=0.02,求：（1）气相总传质单元高度；（2）操作液气比为最小液气比的多少倍；（3）由于法定排放浓度。必须小于0.002,所以拟将填料层加高，若液气流量不变，传质单元高度的变化亦可忽略不计，问填料层应加高多少？解：（1）气相总传质单元高度y；=1.5%,=1.5x0.008=0.012 y；=0ZAZ (0.02-0.012)-0.004,0.02-0.012In-0.004=0.00577Yt-Y2 _ 0.02-0.004-000577H nC/Or =Z/NC/O0 4/2.77 1.44m（2）操作液气比为最小液

44、气比的多少倍因为X 2=0,故 LIVr,-Y2 _ 0.02-0.004 _ 乙XXz0.008(L/V)=4-八 一2 0.02-0.004min X；-X2 YJm 0.02/1.5则%/一=%2=L67(3)Z-Z=?Y；=0.002 4=0.02 X；=0 贝i j，八/匕 一/0.02-0.004 0X；-X；X；X；=0.009所以 y；=1.5X；=1.5x0.009=0.01354(匕 一 斤)一(埒-L*)_(0.02 0.0135)0.002V-Y*Inn哈。噌0.0020.00382r,-r；_ 0.02-0.002 ym-0.00382Z=HnU ljr xNO U=

45、1.44x4.71=6.78加所以 Z Z=6.78 4=2.78?化工原理流体流动部分模拟试题及答案一填空(1)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倍；如果只将管径增加倍而流速不变，则阻力损失为原来的1/4 倍。(2)离心泵的特性曲线通常包括 曲线、Q 和 N-Q 曲线,这些曲线表示在一定转速下,输送某种特定的液体时泵的性能。(3)处于同一水平面的液体，维 持 等压面的条件必须是静止的、连通着的、同一种连续的液体。流体在管内流动时.，如要测取管截面上的流速分布,应选用 皮托 流量计测量。(4)如果流体为理想流体旦无外加功的情况下，写出：2单位质量流体的机械能衡

46、算式为E =z +上+3=常数 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；2g p g单位重量流体的机械能衡算式为 E =p g z+彳+p =常数；单位体积流体的机械能衡算式为_ _ _ _ _ _ E =z +*+&=常 数 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；2g p g(5)有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为z1P g+(UJP毒)+P i+W sp=z 2 P g+(t 2-P /2)+P 2 +P E h各项单位为 P a (N/m 1)。(6)气体的粘度随温度升高而增加，水 的 粘 度 随 温 度 升 高 而 降低。(7)流体在变径管中作稳定

47、流动，在管径缩小的地方其静压能 减小。(8)流体流动的连续性方程是 UIAP F U2APZ=.=u AP；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为 u d=u-=u才“(9)当 地 大 气 压 为 7 4 5mm H g 测 得 一 容 器 内 的 绝 对 压 强 为 3 5 0 i nm H g,则真空度为395mmHg。测得另一容器内的表压强为1 3 6 0 m m H g,则其绝对压强为2 1 0 5 m m H g。(1 0)并联管路中各管段压强降 相等；管子长、直径小的管段通过的流量小。(1 1)测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将 增加，若改用转子流量计，随流量增

48、加转子两侧压差值将不变。(1 2)离心泵的轴封装置主要有两种：填 料 密 封 和机 械 密 封。(1 3)离心通风机的全风压是指静 风 压 与动 风 压 之 和,其 单 位 为P a 。(1 4)若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头降低,流量减小,效率逢低，轴功率增加。降尘室的生产能力只与沉 降 面 积 和颗 粒 沉 降 速 度 有关,而 与 高 度 无关。(1 5)分离因素的定义式为u j/gR 。(1 6)已知旋风分离器的平均旋转半径为0.5 m,气体的切向进口速度为2 0 m/s,则该分离器的分离因数为 800/9.8 。(1 7)板框过滤机的洗涤速率为最终过滤速率的 1/4 。(1

49、8)在滞流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 2 次方成正比,在湍流区颗粒的沉降速度与颗粒直径的 0.5 次方成正比。二选择1 流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用_A_流量计测量。A 皮托管 B 孔板流量计 C 文丘里流量计 D 转子流量计2离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生A 气缚现象 B汽蚀现象 C 汽化现象 D 气浮现象3离心泵的调节阀开大时，BA吸入管路阻力损失不变 B泵出口的压力减小C泵入口的真空度减小 D泵工作点的扬程升高4水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，管道总阻力损失 C 。A增大 B减小 C不变 D不能判断5流

50、体流动时的摩擦阻力损失所损失的是机械能中的 C 项。A动能 B位能 C静压能 D总机械能6在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数人数值 CA 与光滑管一样 B 只取决于Re C 取决于相对粗糙度 D与粗糙度无关7孔板流量计的孔流系数C。当 R.增大时，其值 B 。A总在增大 B先减小，后保持为定值 C总在减小 D不定8已知列管换热器外壳内径为600mm,壳内装有269根25X2.5mm的换热管，每小时有5X 10kg的溶液在管束外侧流过,溶液密度为810kg/m 粘 度 为 1.91X10 3P a-s,则溶液在管束外流过时的流型为 A 。A层流 B湍流 C过渡流 D无法确定9某离心泵运