【VIP专享】化工原理第五章 复习题含答案
化工原理第五章习题及答案
第五章蒸馏一、名词解释：1、蒸馏：利用混合物中各组分间挥发性不同的性质，人为的制造气液两相，并使两相接触进行质量传递，实现混合物的分离。
2、拉乌尔定律：当气液平衡时溶液上方组分的蒸汽压与溶液中该组分摩尔分数成正比。
3、挥发度：组分的分压与平衡的液相组成（摩尔分数）之比。
4、相对挥发度：混合液中两组分挥发度之比。
5、精馏：是利用组分挥发度的差异，同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。
6、理论板：气液两相在该板上进行接触的结果，将使离开该板的两相温度相等，组成互成平衡。
7、采出率：产品流量与原料液流量之比。
8、操作关系：在一定的操作条件下，第n层板下降液相的组成与相邻的下一层（n+1）板上升蒸汽的组成之间的函数关系。
9、回流比：精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之比。
10、最小回流比：两条操作线交点落在平衡曲线上，此时需要无限多理论板数的回流比。
11、全塔效率：在一定分离程度下，所需的理论板数和实际板数之比。
12、单板效率：是气相或液相通过一层实际板后组成变化与其通过一层理论板后组成变化之比值。
二、填空题：1、在精馏塔的任意一块理论板上，其离开塔板的液相泡点温度与离开塔板的气相露点温度的大小相比是_________。
相等2、当塔板上____________________________________________________时，称该塔板为理论塔板。
离开的汽相与液相之间达到平衡时3、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于__________________________________________________的场合。
难挥发组分为水，且要求釜液中易挥发组分浓度很低4、简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐________，其沸点则逐渐_________。
降低，升高5、间歇精馏操作中，若欲保持馏出液组成不变，必须不断______________，若保持回流比不变，则馏出液组成________________。
化工原理第五章复习题含答案
第五章 传热一、填空题5.1圆管内强制湍流，流量为V q ，管径为d 时，对流传热系数为1α；若管径不变而流量减少为2V q ，此时对流传热系数为2α，则2α=_0.5743_1α；若流量不变而管径减少为2d ，此时对流传热系数为3α，则3α=_3.482_1α；。
5.2单壳体无相变换热器，管程（水）与壳程（油）的质量流量均一定（流动均处于高度湍流）加热管尺寸不变，若：（1）将总管数变为原来的3/4，则管程对流传热系数i α为原来的_1.259__倍；（2）将单管程改为双管程，其余不变，则管程对流传热系数i α为原来的__1.741_倍；管程阻力损失为原来的_8_倍；5.3用饱和水蒸气在套管式换热器中加热冷空气，此时壁温接近于 _蒸汽_ 的温度。
5.4设计时212121,t t T T q q m m ，，，，均恒定，若将单管程单壳程逆流操作改为双管程单壳程，列管总数维持不变，则K__变大_，Δ tm __变小__（变大、变小、不变）。
5.5当采用复杂流型时，温差修正系数ψ不应小于0.8，其原因是_传热推动力损失大；操作不稳定___。
不考虑工艺方面的因素，试仅从传热角度考虑判断哪一种较好。
5. 6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__水蒸气__侧流体的温度值。
5.7热传导的基本定律是___傅立叶定律____。
5.8间壁换热器总传热系数K 接近于热阻__大__（大，小）一侧的对流传热系数α值，间壁换热器壁温t w 接近于α值__大__（大，小）一侧流体的温度值。
5.9由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料导热系数越大，则该壁面的热阻越_小__，其两侧的温差越_小__。
5.10在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在_滞流层内_，减小热阻最有效的措施是_提高流体的湍动程度，以减薄滞流层的厚度__。
5.11厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b 1>b 2>b 3，导热系数λ1<λ2<λ3，在稳定传热过程中，各层的热阻__ R 1>R 2>R 3__，各层的传热速率__ Q 1=Q 2=Q 3_。
化工原理(1-5)章复习题及答案
化工原理(1-5)章复习题及答案绪论1、单元操作的定义？答：艺过程中遵循相同的基本原理，只改变物料状态或物理性质，不改变物料化学性质的过程。
2、列举化工生产中常见的单元操作（至少3个），并说明各自的过程原理与目的？答：流体输送：输入机械能将一定量流体由一处送到另一处。
沉降：利用密度差，从气体或液体中分离悬浮的固体颗粒、液滴或气泡。
过滤：根据尺寸不同的截留，从气体或液体中分离悬浮的固体颗粒。
换热：利用温度差输入或移出热量，使物料升温、降温或改变相态。
蒸馏：利用各组分间挥发度不同，使液体或汽液混合物分离。
吸收：利用各组分在溶剂中的溶解度不同，分离气体混合物。
萃取：利用各组分在萃取剂中的溶解度不同，分离液体混合物。
干燥：加热湿固体物料，使之干燥。
3、研究单元操作的基本工具？（不考）答：①物料衡算：质量守恒定律—在一个单元过程中，进入的物料量等于排出的物料量与积累的物料量之和。
②能量衡算：能量守恒定律。
③物系的平衡关系—指物系的传热或传质过程进行的方向和达到的极限。
④过程速率—过程由不平衡状态向平衡状态进行的快慢。
⑤经济核算：化工过程进行的根本依据。
第一章流体流动一、填空及选择题1、某设备的真空表读数为200mmHg，则它的绝对压强为（560）mmHg。
当地大气压为101.3×103Pa。
2、孔板流量计均属于（节流）式流量计，是用（压差）来反映流量的。
转子流量计属于（定压）式流量计，是通过（环隙面积的变化）来反映流量的。
3、根据流体力学原理设计的流量（流速）计中，用于测量大直径气体管路上速度分布的是（C）；能量损失最大的是（A）；对流量变化反映最灵敏的是（A）。
A、孔板流量计；B、文丘里流量计；C、测速管；D、转子流量计4、测量管内流体流动参数（如流速、流量、压力等）时，测量点一般应选在管路的（A）。
A、稳定段长度之后；B、稳定段长度之前；C、流量调节阀之后；D、流量调节阀之前5、测流体流量时，随着流体流量的增大，转子流量计两端压差值（不变）；孔板流量计两端压差值（增大）。
化工原理第五章习题及答案
一、名词解释：1、蒸馏：利用混合物中各组分间挥发性不同的性质，人为的制造气液两相，并使两相接触进行质量传递，实现混合物的分离。
2、拉乌尔定律：当气液平衡时溶液上方组分的蒸汽压与溶液中该组分摩尔分数成正比。
3、挥发度：组分的分压与平衡的液相组成（摩尔分数）之比。
4、相对挥发度：混合液中两组分挥发度之比。
5、精馏：是利用组分挥发度的差异，同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。
6、理论板：气液两相在该板上进行接触的结果，将使离开该板的两相温度相等，组成互成平衡。
7、采出率：产品流量与原料液流量之比。
8、操作关系：在一定的操作条件下，第n层板下降液相的组成与相邻的下一层（n+1）板上升蒸汽的组成之间的函数关系。
9、回流比：精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之比。
10、最小回流比：两条操作线交点落在平衡曲线上，此时需要无限多理论板数的回流比。
11、全塔效率：在一定分离程度下，所需的理论板数和实际板数之比。
12、单板效率：是气相或液相通过一层实际板后组成变化与其通过一层理论板后组成变化之比值。
二、填空题：1、在精馏塔的任意一块理论板上，其离开塔板的液相泡点温度与离开塔板的气相露点温度的大小相比是_________。
相等2、当塔板上____________________________________________________时，称该塔板为理论塔板。
离开的汽相与液相之间达到平衡时3、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于__________________________________________________的场合。
难挥发组分为水，且要求釜液中易挥发组分浓度很低4、简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐________，其沸点则逐渐_________。
降低，升高5、间歇精馏操作中，若欲保持馏出液组成不变，必须不断______________，若保持回流比不变，则馏出液组成________________。
化工原理第五章答案
• 答案
传热的基本方式包括导热、对流和辐射。导热适用于固体 内部传热；对流适用于流体流动时的传热；辐射适用于远 距离传热，无需介质。
• 答案
根据给定的材料属性，利用导热系数计算公式，可以求出 该材料的导热系数。导热系数与材料的种类、温度和物性 有关。
蒸发与结晶习题解析
简述蒸发和结晶的原理及区别。
重要性
化工原理是化学工程学科的核心课程之一，对于培养化工专业人才、推动化工行业的发展具有重要意 义。它为解决化工生产中的实际问题提供了理论依据和工程方法，有助于实现高效、安全、环保的化 工生产。
化工原理的基本概念
单元操作
单元操作是化工生产中基本的、通用的操作过程，如流体输送、蒸馏、吸收、干燥等。掌握单元操作的基本原理和工 程计算方法，对于实现化工过程的优化和控制具有重要意义。
实验步骤
准备实验器材，进行实验操作，记录实验 数据，分析实验结果。
实验内容
观察液体在管道中的流动状态，了解流体 阻力的产生及影响因素；操作泵、阀门等 输送设备，了解其工作原理及性能参数。
实验结果
通过实验数据和现象，理解液体流动与输 送的基本原理，掌握流体流动特性和输送 设备的工作原理。
传热原理与设备实验与实践
实验目的 实验内容 实验步骤 实验结果
通过实验了解传热的基本原理，掌握传热设备的结构和工作原 理。
观察不同传热方式下的热量传递现象，了解传热系数的影响因 素；操作换热器等传热设备，了解其结构和工作原理。
准备实验器材，进行实验操作，记录实验数据，分析实验结果 。
通过实验数据和现象，理解传热的基本原理，掌握传热设备的 结构和工作原理。
蒸发与结晶实验与实践
实验目的
(完整word版)“化工原理”第5章《吸收》复习题
《化工原理》第五章“吸收”复习题一、填空题1. 质量传递包括有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿______＿＿＿等过程。
***答案*** 吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥。
2. 吸收是指＿＿＿__＿＿的过程，解吸是指＿＿＿＿＿的过程。
***答案*** 用液体吸收剂吸收气体，液相中的吸收质向气相扩散。
3. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数E＿＿＿＿，相平衡常数m＿＿＿＿，溶解度系数H＿＿_＿。
***答案*** 不变；减少；不变4. 指出下列组分，哪个是吸收质，哪个是吸收剂.(1) 用水吸收HCl生产盐酸,H2O是＿_＿＿，HCｌ是＿___＿.(2)用98.3％H2SO4吸收SO3生产H2SO4,SO3,是＿＿＿；H2SO4是＿＿＿。
(3)用水吸收甲醛生产福尔马林,H2O是＿＿＿＿；甲醛是＿＿＿。
***答案***（1）吸收剂，吸收质。
（2）吸收质，吸收剂。
（3）吸收剂，吸收质。
5. 吸收一般按有无化学反应分为＿＿＿＿＿，其吸收方法分为＿＿＿＿＿＿＿。
***答案*** 物理吸收和化学吸收；喷淋吸收、鼓泡吸收、膜式吸收。
6. 传质的基本方式有：__________和_________。
***答案*** 分子扩散，涡流扩散.7. 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。
**答案*** 双膜的扩散速率，减少气膜、液膜厚度。
8. 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*）＿＿＿＿。
***答案*** 大于上方增大远离增大9. 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。
***答案*** 减少；靠近；10. 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)。
化工原理期末考试第五章练习题及答案
第六章传热一、填空1．在沿球壁的一维定态传热过程中，热流量Q沿半径增大方向不变，热流密度q沿该方向减小。
（增大，减少，不变）2．在一维定态传热过程中，二层的热阻分别为R1和R2，推动力为Δt1和Δt2，若R1<R2，则推动力Δt1 小于Δt2，（Δt/R）1 = ，(Δt/R）2 = (Δt1+Δt2)/( R1+R2)。
（>, = , <）3．为对某管道保温，现需将二种导热系数分别为λ1和λ2的材料包于管外，已知λ1>λ2，δ1=δ2，则应该将导热系数为λ2的材料包于内层，更有利于保温。
4．利用水在逆流操作的套管换热器中冷却某物料。
要求热流体的温度T1、T2及流量q m1不变。
今因冷却水进口温度t1增高，为保证完成生产任务，提高冷却水的流量q m2，则K 上升，t2不确定，Δt m下降，Q不变。
（上升，不变，下降，不确定）5．对流给热时，α∝Δt a，q∝Δt b（Δt=t-t w），当流体在圆形直管内强制高度湍流时，a= 0 ，b= 1 ；当蒸汽在管外冷凝（层流）时a= —0.25 ，b= 0.75 ；6．水在列管换热器的管程内流动，其Re>104，当流量增加一倍，管径不变，则α为原来的20.8倍；将管径减小一半，流量不变，则α为原来的21.8倍；若流量、管径不变，而将管程数增加一倍，则α为原来的20.8倍。
（忽略物性变化）7．用饱和水蒸气在套管换热器内加热冷空气，此时，管壁温度接近于饱和水蒸气的温度。
8．蒸汽冷凝分滴状冷凝和膜状冷凝，工业设计时按膜状冷凝考虑；9．某无相变逆流传热过程，已知T1=60℃，t2=30℃，(q m c p)2/(q m c p)1=1，则Δt m=30 ℃。
10．用饱和蒸汽加热冷流体（冷流体无相变），若保持加热蒸汽压降（温度不变）和冷流体t1不变，而增加冷流体流量q m2，则t2减小，Q 上升，K 上升，Δt m上升。
11．冷热流体在换热器无相变逆流传热，换热器用久后形成垢层，在同样的操作条件下（流量和进口温度不变），与无垢层时相比，结垢后换热器的K 下降，Δt m 上升 ，t 2 下降 ，Q 下降 。
化工原理第五章习题及答案学习资料
化工原理第五章习题及答案第五章蒸馏一、名词解释：1、蒸馏：利用混合物中各组分间挥发性不同的性质，人为的制造气液两相，并使两相接触进行质量传递，实现混合物的分离。
2、拉乌尔定律：当气液平衡时溶液上方组分的蒸汽压与溶液中该组分摩尔分数成正比。
3、挥发度：组分的分压与平衡的液相组成（摩尔分数）之比。
4、相对挥发度：混合液中两组分挥发度之比。
5、精馏：是利用组分挥发度的差异，同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。
6、理论板：气液两相在该板上进行接触的结果，将使离开该板的两相温度相等，组成互成平衡。
7、采出率：产品流量与原料液流量之比。
8、操作关系：在一定的操作条件下，第n层板下降液相的组成与相邻的下一层（n+1）板上升蒸汽的组成之间的函数关系。
9、回流比：精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之比。
10、最小回流比：两条操作线交点落在平衡曲线上，此时需要无限多理论板数的回流比。
11、全塔效率：在一定分离程度下，所需的理论板数和实际板数之比。
12、单板效率：是气相或液相通过一层实际板后组成变化与其通过一层理论板后组成变化之比值。
二、填空题：1、在精馏塔的任意一块理论板上，其离开塔板的液相泡点温度与离开塔板的气相露点温度的大小相比是_________。
相等2、当塔板上____________________________________________________时，称该塔板为理论塔板。
离开的汽相与液相之间达到平衡时3、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于__________________________________________________的场合。
难挥发组分为水，且要求釜液中易挥发组分浓度很低4、简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐________，其沸点则逐渐_________。
降低，升高5、间歇精馏操作中，若欲保持馏出液组成不变，必须不断______________，若保持回流比不变，则馏出液组成________________。
化工原理第五章习题及解答
化⼯原理第五章习题及解答第五章蒸馏⼀、名词解释：1、蒸馏：利⽤混合物中各组分间挥发性不同的性质，⼈为的制造⽓液两相，并使两相接触进⾏质量传递，实现混合物的分离。
2、拉乌尔定律：当⽓液平衡时溶液上⽅组分的蒸汽压与溶液中该组分摩尔分数成正⽐。
3、挥发度：组分的分压与平衡的液相组成（摩尔分数）之⽐。
4、相对挥发度：混合液中两组分挥发度之⽐。
5、精馏：是利⽤组分挥发度的差异，同时进⾏多次部分汽化和部分冷凝的过程。
6、理论板：⽓液两相在该板上进⾏接触的结果，将使离开该板的两相温度相等，组成互成平衡。
7、采出率：产品流量与原料液流量之⽐。
8、操作关系：在⼀定的操作条件下，第n层板下降液相的组成与相邻的下⼀层（n+1）板上升蒸汽的组成之间的函数关系。
9、回流⽐：精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之⽐。
10、最⼩回流⽐：两条操作线交点落在平衡曲线上，此时需要⽆限多理论板数的回流⽐。
11、全塔效率：在⼀定分离程度下，所需的理论板数和实际板数之⽐。
12、单板效率：是⽓相或液相通过⼀层实际板后组成变化与其通过⼀层理论板后组成变化之⽐值。
⼆、填空题：1、在精馏塔的任意⼀块理论板上，其离开塔板的液相泡点温度与离开塔板的⽓相露点温度的⼤⼩相⽐是_________。
相等2、当塔板上____________________________________________________时，称该塔板为理论塔板。
离开的汽相与液相之间达到平衡时3、直接⽔蒸汽加热的精馏塔适⽤于__________________________________________________的场合。
降低，升⾼5、间歇精馏操作中，若欲保持馏出液组成不变，必须不断______________，若保持回流⽐不变，则馏出液组成________________。
增加回流⽐，不断下降6、在精馏塔设计中，若F D x x R q、、、，D/F 相同时，直接蒸汽加热与间接蒸汽加热相⽐，T ，间N T ，直N ，W x ，间W x ，直。
化工原理第五章习题及答案
。 全回流
37、精馏操作中，回流比的下限称为
。 最小回流比
38、精馏操作中，全回流时塔顶的产品量 。 为零
39、精馏操作中，再沸器相当于一块
板。 理论板
40、用逐板计算法求理论板层数时，用一次
方程就计算出一层
理论板。
相平衡
41、用图解法求理论板层数时，
代表一层理论板。 一个梯级
42、精馏操作中，当q=0.6时，表示进料中的
混合液中两组分挥发度之比。 5、精馏：
是利用组分挥发度的差异，同时进行多次部分汽化和部分冷凝 的过程。 6、理论板：
气液两相在该板上进行接触的结果，将使离开该板的两相温度 相等，组成互成平衡。 7、采出率：
产品流量与原料液流量之比。 8、操作关系：
在一定的操作条件下，第n层板下降液相的组成与相邻的下一层 （n+1）板上升蒸汽的组成之间的函数关系。 9、回流比：
16、某精馏塔的设计任务为：原料为F、，塔顶为，塔底为，若塔釜上
升蒸汽量不变，加料热状态由原来的饱和蒸汽改为饱和液体，则所需理
论板。A
A、增加 B、减少 C、不变 D、不确定
17、精馏分离的二元理想混合液，已知回流比R=3，塔顶=0.96，测得第
三层塔板（精馏段）的下降液体浓度为0.4，第二层板下降液体浓度为
率为_________，苯与甲苯的相对挥发度=_______。
0.632、
0.411、2.46
8、精馏操作的依据是
__________________________________________________。实现精馏操
作的必要条件包括____________________________________________和
化工原理第章课后习题答案
第五章 习题解答1）1）总压100，温度25℃的空气与水长时间接触，水中的的浓度为多少？分别用摩尔浓度和摩尔分率表示。
空气中 的体积百分率为0.79。
解：将空气看作理想气体：y=0.79 p*=yp=79kPa查表得 E=8.76×510kPa610/*-==E p xH=)./(10342.6)181076.8/(1000)/(65m kN kmoL EMS -⨯=⨯⨯=ρ C=p*.H=79×6.342×10-5=5.01×10-4kmol/m 32）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0.54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。
试求上述三种情况下溶质A 在二相间的转移方向。
解： E=0.15×104atm ，p=0.054atm ，P=1atm ，y=p/P=0.054① m EP ==⨯015104. x 135002110183610=⨯=⨯-..∴y mx 110054*.== ∴∆y y y =-=10* ∴平衡 ② x 2350001110181810=⨯=⨯-.. ∴y mx 220027*.== ∴∆y y y =-20*∴气相转移至液相③x 3350003110185410=⨯=⨯-..∴y mx 330081*.== ∴∆y y y =-30*∴液相转移至气相 ④ P=3atm y=0.054 E=0.15×104atm ∴m=E/P=0.05×104 x 4=x 3=5.4×10-5∴y mx 440027*.== ∴∆y y y =-40* ∴气相转移至液相3）3）某气、液逆流的吸收塔，以清水吸收空气～硫化氢混合气中的硫化氢。
总压为1大气压。
已知塔底气相中含1.5%（摩尔分率），水中含的浓度为（摩尔分率）。
化工原理(下册)复习试题
《化工原理》章节复习题第五章吸收一、填空及选择1.吸收操作的依据是（），以达到分离气体混合物的目的。
2.对低浓度的气液平衡系统，当温度增加时，其溶解度系数H将（）；而当系统液相总浓度增加时，其平衡常数m将（）；当总压降低时，亨利系数E将（），平衡常数m将（），溶解度系数H将（）。
3.亨利定律表达式P*=Ex，若某气体在水中的亨利系数E很小，说明该气体为（）气体。
4.含低浓度溶质的气液平衡系统中，溶质在气相中的摩尔组成与其在液相中的摩尔组成的差值（）。
A、负值；B、正值；C、零；D、不确定5.吸收操作的作用是分离（）。
A、气体混合物；B、液体均相混合物；C、气液混合物；D、部分互溶的液体混合物6.只要组分在气相中心的分压（）液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行，直到达到一个新的平衡位置。
A、大于；B、小于；C、等于；D、不等于7.对低浓度溶质的气液平衡系统A、B，在同样条件下，A系统中的溶质溶解度较B系统中的溶质溶解度高，则A系统的溶解度系数H A（)H B,相平衡常数m A( )m BA、大于；B、等于；C、小于；D、不确定8、在吸收过程中，K Y和k Y是以（）和（）为推动力的吸收系数。
9、在填料塔中用清水吸收混合气中的NH3，当水泵发生故障，水量减少时，吸收率( )A．增加；B. 减少；C.不变；D.无法判断；10、含低浓度难溶气体的混合气体，在逆流填料吸收塔内进行吸收操作，传质阻力主要存在于（）中；若增大液相湍流程度，则总吸收系数KX值将（）。
11、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；而组分A在B中的单相扩散体现在（）单元操作中。
12、双膜理论是将整个相际传质过程简化为（）13、水吸收氨-空气混合气中的氨，它是属于（）控制的吸收过程。
14、实验室用水吸收NH3的过程基本上属于（A.气膜控制；B.液膜控制；C.双膜控制）过程；其中气相中的浓度梯度液相中的浓度梯度（均已换算为相应的液相组成；A.>；B.<；C.＝）；气膜阻力液膜阻力（A.>；B.<；C.＝）。
化工原理 第五章 吸收课后习题及答案
第五章吸收相组成的换算【5-1】 空气和CO 2的混合气体中，CO 2的体积分数为20%，求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多少？解 因摩尔分数=体积分数，.02y =摩尔分数 摩尔比 ..020251102y Y y ===--． 【5-2】 20℃的l00g 水中溶解lgNH 3, NH 3在溶液中的组成用摩尔分数x 、浓度c 及摩尔比X 表示时，各为多少？解 摩尔分数//117=0．010*******／18x =+浓度c 的计算20℃，溶液的密度用水的密度./39982s kg m ρ=代替。
溶液中NH 3的量为 /311017n kmol -=⨯ 溶液的体积 /.33101109982 V m -=⨯溶液中NH 3的浓度//.33311017==0．581／101109982n c kmol m V --⨯=⨯ 或 . 3998200105058218s sc x kmol m M ρ==⨯=．．／ NH 3与水的摩尔比的计算 或 ..00105001061100105x X x ===--． 【5-3】进入吸收器的混合气体中，NH 3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时NH 3的组成，以摩尔比Y 和摩尔分数y 表示。
吸收率的定义为解 原料气中NH 3的摩尔分数0.1y = 摩尔比 (11101)01111101y Y y ===-- 吸收器出口混合气中NH 3的摩尔比为 摩尔分数 (22200111)=0010981100111Y y Y ==++ 气液相平衡【5-4】 l00g 水中溶解lg 3 NH ，查得20℃时溶液上方3NH 的平衡分压为798Pa 。
此稀溶液的气液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数E(单位为kPa )、溶解度系数H[单位为/()3kmol m kPa ⋅]和相平衡常数m 。
总压为100kPa 。
解 液相中3NH 的摩尔分数/.//1170010511710018x ==+气相中3NH 的平衡分压 *.0798 P kPa ＝ 亨利系数 *./.0798*******E p x ===／液相中3NH 的浓度 /./.333110170581 101109982n c kmol m V --⨯===⨯／ 溶解度系数 /*./../()3058107980728H c p kmol m kPa ===⋅ 液相中3NH 的摩尔分数 //1170010511710018x ==+．／气相的平衡摩尔分数 **.0798100y p p ==／／ 相平衡常数 * (079807610000105)y m x ===⨯ 或 //.76100076m E p ===【5-5】空气中氧的体积分数为21%，试求总压为.101325kPa ，温度为10℃时，31m 水中最大可能溶解多少克氧？已知10℃时氧在水中的溶解度表达式为*.6331310p x =⨯，式中*p 为氧在气相中的平衡分压，单位为kPa x ；为溶液中氧的摩尔分数。
化工原理习题答案第五章
待求的温度 t，就是 PAo/ PBo=3.5 时的温度，用试差法计算。 假设 t=80℃，PAo=181.1 kPa，PBo=50.93 kPa PAo/ PBo=181.1/50.93=3.556＞3.5 温度 t 越小，则 PAo/ PBo 就越大，故所假设的 t 偏小。 假设 t=85℃，PAo=215.9 kPa，PBo=62.78 kPa PAo/ PBo=215.9/62.78=3.44 用比例内插法求 PAo/ PBo=3.5 时的温度 t （t80）/（8580）=（3.53.556）/（3.443.556） 求得 t=82.4℃，在此温度下，PAo=197.2 kPa，PBo=56.35 kPa，则 PAo/ PBo=197.2/56.35=3.5 故 t=82.4℃是待求温度 总压 P= PAox/y=197.2×0.6/0.84=140.9 kPa
解： （1）t=80℃时，PAo=181.1 kPa，PBo=50.93 kPa 总压 P=( PA －PBo)x + PBo=(181.150.93) ×0.5+ 50.93=116 kPa 气相组成 y= PAox/P=181.1×0.5/116=0.781 (2) 已知 P=101.33 kPa,x=0.4,求 t, y P=101.33 kPa 时，甲醇的沸点是 64.7℃，丙醇的沸点是 97.2℃，所求气液相平衡温度必 在 64.7℃与 97.2℃之间。 假设 t=75℃,计算 PAo=151.1 kPa，PBo=41 kPa 液相组成 x=(P PBo)/( PAoPBo)= (101.33 41)/( 151.141)=0.548＞0.4 计算 x 值大于已知的 x 值，故所假设的温度 t 偏小，重新假设大一点的 t 进行计算，将三次 假设的 t 与计算的 x 值列于下表，并在习题 5-1 附图 1 上绘成一条曲线，可知 x=0.4 时的平 均温度 t=79.5C 习题 5-1 附表 计算次数 假设 t/℃ x 第一次 75 0.548 第二次 80 0.387 第三次 85 0.252
“化工原理”第5章_《传热》_复习题
“化工原理”第五章传热复习题一、填空题2.（2分）某间壁换热器中,流体被加热时,圆形直管内湍流的传热系数表达式为___________________.当管内水的流速为0.5m/s 时,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kW/（m2.K）).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为0.8m/s时,此时传热系数α=_____________.6.（2分）实现传热过程的设备主要有如下三种类型___________、_____________、__________________.7.（2分）热量传递的方式主要有三种:_____、_______、__________.16.（2分）对流传热中的努塞特准数式是＿＿＿＿＿＿, 它反映了＿＿____________。
17.（2分）对流体传热中普兰德准数式为＿＿＿＿＿＿＿, 它反映了＿___________＿＿＿＿＿＿＿＿。
20.（2分）用冷却水将一定量的热流体由100℃冷却到40℃，冷却水初温为15℃，在设计列管式换热器时，采用两种方案比较，方案Ⅰ是令冷却水终温为30℃，方案Ⅱ是令冷却水终温为35℃，则用水量W1＿＿W2，所需传热面积A1＿＿＿A2。
21.（2分）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。
22.（5分）在确定列管换热器冷热流体的流径时，一般来说，蒸汽走管______；易结垢的流体走管______；高压流体走管______；有腐蚀性流体走管______；粘度大或流量小的流体走管______。
23.（2分）列管换热器的管程设计成多程是为了________________________；在壳程设置折流挡板是为了______________________________________。
25.. 当水在圆形直管内作无相变强制湍流对流传热时，若仅将其流速提高1倍，则其对流传热系数可变为原来的_________倍。
化工原理课后答案中国石化出版社第5章传热
4248.4Q t1 t2‘A b_ 1100 t20.151.34248.4第五章传热1、一立式加热炉炉墙由厚150mm的耐火材料构成,其导热系数为入1= 1、3W/(mK),其内外表面温度为1100 C及240C,试求通过炉墙损失的热量(W/卅); 若外加一层25mm,入 2 = 0、3W/(m - K)的绝热材料，并假定炉内壁温度仍为1100C ,而热损失降至原来的57%,求绝热层外壁温度及两层交界面处的温度。
解Q 冒1100』407453.3W.m2A b_ 0151 1.3q' 0.57q 4248.4W. m21100 t30.15 0.025T3 0.3解得：t3=255 8C解得：t2‘=609、8C2某加热炉炉墙由耐火砖、绝热层与普通砖组成，耐火砖里侧温度为900C,普通砖外侧温度为50C,各层厚度分别为：耐火砖140mm绝热层(石棉灰)20mm, 普通砖280mm各层导热系数：入1 = 0、93W(m - K),入2= 0、064W(m - K),入3=0、7W/(m - K)。
(1)试求每m炉墙的热损失;(2)若普通砖的最高耐热温度为600C, 本题条件下，就是否适宜？解：⑴qt l t qb1b2900 50b3 0.14 0.02 0.28 984・9Wm230.93 0.064 0.7上3 上4S 50984.9W m20.280.7解得:t3=444C适宜3、用平板法测定某固体的导热系数,试件做成圆形薄板,直径d= 120mm厚度为S mm与加热器的热表面及冷却器的冷表面直接接触。
所传递的热量(一维导热),用加热器的电能消耗计算之。
过程稳定时，测得加热器电流为0、96A,电压为60、5V,热电偶测得热表面温度t1= 180C ,冷表面t2= 30C ;由于安装不良,试件与冷热表面之间各有一层0、1mm的缝隙(内有空气)，试求：(1)忽略表面间的辐射传热时，因空气缝隙引起的测试导热系数的相对误差。
新版化工原理习题答案(05)第五章 传热过程基础
第五章 传热过程基础1．用平板法测定固体的导热系数，在平板一侧用电热器加热，另一侧用冷却器冷却，同时在板两侧用热电偶测量其表面温度，若所测固体的表面积为0.02 m 2，厚度为0.02 m ，实验测得电流表读数为0.5 A ，伏特表读数为100 V ，两侧表面温度分别为200 ℃和50 ℃，试求该材料的导热系数。
解：传热达稳态后电热器的加热速率应与固体的散热（导热）速率相等，即Lt t SQ 21-=λ 式中 W 50W 1005.0=⨯==IV Qm 02.0C 50C 200m 02.0212=︒=︒==L t t S ，，， 将上述数据代入，可得()()()()C m W 333.0C m W 5020002.002.05021︒⋅=︒⋅-⨯⨯=-=t t S QL λ2．某平壁燃烧炉由一层400 mm 厚的耐火砖和一层200 mm 厚的绝缘砖砌成，操作稳定后，测得炉的内表面温度为1500 ℃，外表面温度为100 ℃，试求导热的热通量及两砖间的界面温度。
设两砖接触良好，已知耐火砖的导热系数为10.80.0006t λ=+，绝缘砖的导热系数为20.30.0003t λ=+，W /(m C)⋅︒。
两式中的t 可分别取为各层材料的平均温度。
解：此为两层平壁的热传导问题，稳态导热时，通过各层平壁截面的传热速率相等，即 Q Q Q ==21 （5-32） 或 23221211b t t S b t t SQ -=-=λλ （5-32a ） 式中 115000.80.00060.80.0006 1.250.00032t t t λ+=+=+⨯=+21000.30.00030.30.00030.3150.000152t t t λ+=+=+⨯=+代入λ1、λ2得2.0100)00015.0315.0(4.01500)0003.025.1(-+=-+t t t t解之得C 9772︒==t t())()C m W 543.1C m W 9770003.025.10003.025.11︒⋅=︒⋅⨯+=+=t λ则 ()22111m W 2017m W 4.09771500543.1=-⨯=-=b t t S Q λ3．外径为159 mm 的钢管，其外依次包扎A 、B 两层保温材料，A 层保温材料的厚度为50 mm ，导热系数为0.1 W /(m·℃)，B 层保温材料的厚度为100 mm ，导热系数为1.0 W /(m·℃)，设A 的内层温度和B 的外层温度分别为170 ℃和40 ℃，试求每米管长的热损失；若将两层材料互换并假设温度不变，每米管长的热损失又为多少？解：()()mW 150m W 100159100502159ln 0.11159502159ln 1.014017014.32ln 21ln 2123212121=++⨯++⨯+-⨯⨯=+-=r r r r t t L Q πλπλA 、B 两层互换位置后，热损失为()()mW 5.131m W 100159100502159ln 1.01159502159ln 0.114017014.32ln 21ln 2123212121=++⨯++⨯+-⨯⨯=+-=r r r r t t L Q πλπλ4．直径为57mm 3.5φ⨯mm 的钢管用40 mm 厚的软木包扎，其外又包扎100 mm 厚的保温灰作为绝热层。
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第五章 传热一、填空题
5.1圆管内强制湍流，流量为，管径为d 时，对流传热系数为；若管径不V q 1α变而流量减少为，此时对流传热系数为，则=_0.5743_；若流量不2V q 2α2α1α变而管径减少为，此时对流传热系数为，则=_3.482_；。
2d 3α3α1α5.2单壳体无相变换热器，管程（水）与壳程（油）的质量流量均一定（流动均处于高度湍流）加热管尺寸不变，若：（1）将总管数变为原来的3/4，则管程对流传热系数为原来的_1.259__倍；
i α（2）将单管程改为双管程，其余不变，则管程对流传热系数为原来的i α__1.741_倍；管程阻力损失为原来的_8_倍；5.3用饱和水蒸气在套管式换热器中加热冷空气，此时壁温接近于 _蒸汽_ 的温度。
5.4设计时均恒定，若将单管程单壳程逆流操作改为双管212121,t t T T q q m m ，，，，程单壳程，列管总数维持不变，则K__变大_，Δ tm __变小__（变大、变小、不变）。
5.5当采用复杂流型时，温差修正系数ψ不应小于0.8，其原因是_传热推动力损失大；操作不稳定___。
不考虑工艺方面的因素，试仅从传热角度考虑判断哪一种较好。
5. 6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__水蒸气__侧流体的温度值。
5.7热传导的基本定律是___傅立叶定律____。
5.8间壁换热器总传热系数K 接近于热阻__大__（大，小）一侧的对流传热系数α值，间壁换热器壁温t w 接近于α值__大__（大，小）一侧流体的温度值。
5.9由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料导热系数越大，则该壁面的热阻越_小__，其两侧的温差越_小__。
5.10在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在_滞流层内_，减小热阻最有
效的措施是_提高流体的湍动程度，以减薄滞流层的厚度__。
5.11厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b 1>b 2>b 3，导热系数λ1<λ2<λ3，在稳定传热过程中，各层的热阻__ R 1>R 2>R 3__，各层的传热速率__ Q 1=Q 2=Q 3_。
5.12消除列管式换热器温差应力的常用方法有三种，即在壳体上加_膨胀节__、_采用U 形管换热器_或_采用浮头式换热器_。
5.13物体的辐射能力的大小与_黑度_成正比，还与_温度的四次方__成正比。
5.14写出三种循环型蒸发器的名称_中央循环管式蒸发器__、__悬筐式蒸发器_和_列文式蒸发器_。
5.15在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括_自然对流__、_泡核沸腾_和_膜状沸腾_三个阶段，实际操作应控制在__泡核沸腾_。
5.16传热的基本方式有__热传导___、__对流传热_和_辐射传热_三种。
热传导的基本定律是_傅立叶定律_，其表达式为____，对流传热的基本n T dS dQ ∂∂-=λ定律是_牛顿冷却定律_，其表达式为____。
()∞-=t t dS dQ W α5.17水在管内作湍流流动，若使流速提高为原来的2倍，则其对流传热系数为原来的_1.741_倍，若管径该为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数为原来的__3.482_倍（设条件仍为湍流范围）。
5.18导热系数的单位为__W/(m ⋅℃) _，对流传热系数的单位为__ W/(m2⋅℃)_，总传热系数的单位为_ W/(m2⋅℃)__。
5.19蒸汽冷凝一般为________冷凝，液体的沸腾通常控制在____________沸腾。
5.20使用对流传热系数的经验关联式求流传热系数α应注意以下三个问题：（1）关联式中各准数的数值__________________，（2）__________________（3）各准数中流体物性的__________________。
二、选择题5.1已知温度为T 时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝板的黑度__(3)___耐火砖的黑度。
（1）大于；（2）等于；（3）小于；（4）不能确定。
5.2某套管式换热器用饱和水蒸汽加热管内空气（空气在管内作湍流流动），使
空气温度由20℃升高至80℃，现需将空气流量增加为原来的2倍，若保持空气的进出口温度不变，则此时管内对流传热系数为原来的倍数为（2）
（1）1.149；（2）1.74；（3）2；（4）不定。
5.3一定流量的流体在一Φ25⨯2.5mm的直管内做湍流流动，对流传热系数为1000 W/(m2⋅℃)，如流体的流量、物性均不变，改用一Φ19⨯2 mm的直管，则其α将变为__（4）__。
（1）1259；（2）1496；（3）1585；（4）1678。
5.4流传热关联式中的普兰特准数是表示__（3）_的准数。
（1）对流传热；（2）流动状态；（3）物性影响；（4）自然对流影响。
5.5蒸汽-空气间壁换热中，为了强化传热，下列方案中的__（2）_在工程上可行。
（1）提高蒸汽流速；（2）提高空气流速；（3）采用过热蒸汽以提高蒸汽温度；（4）在蒸汽侧管壁加装翅片，增加冷凝面积。
5.6两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差为50℃，现因某种原因，两者的
温度各升高100℃.则此时辐射传热量与原来的辐射传热量相比，应该_（1）
__。
（1）增大；（2）减小；（3）不变；（4）难以确定。
5.7.当间接换热时，下列情况中作为换热介质对流传热系数最大的是：
（2）
(1).循环水冷却；(2).饱和水蒸气加热；(3).道生液冷却；(4).烟道气加热。
5.8.在蒸汽-空气间壁换热中，为了强化传热，下列方案中在工程上可行的是：
a.提高蒸汽流速；
b.提高空气流速；
c.采用过热蒸汽以提高蒸汽温度；
d.在蒸汽
侧管壁加装翅片，增加冷凝面积。
5.9.已知温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝板的黑度
必__（1）___耐火砖的黑度。
（1）大于；（2）等于；（3）小于；（4）不能确定。
5.11.当间接换热时，下列情况中作为换热介质对流传热系数最小的是：
（4）
（1）循环水冷却；（2）饱和水蒸气加热；（3）道生液冷却；（4）烟道
气加热。
三、判断题
1、间壁式传热过程因为逆流具有较大的传热温差，故生产中所有传热过程均须采用逆流传热。
（）
2、在较低温度下热辐射主要是以可见光的形式传播的。
（）
3. 在较低温度下热辐射主要是以红外光的形式传播的。
（）
4、良好的电导体必然是良好的导热体，反之亦然。
（）
5、各种传热均必须借助传热介质。
（）
6、要强化传热，最有效的办法是减小控制热阻。
（）
7、对流传热就是热对流，对流传热的热阻主要集中在层流内层。
（）
8、热辐射是热量传递的一种形式，但只有在高温下才能进行。
（）
蒸发
6.1与常压蒸发相比，真空蒸发的优点是_降低了溶液的沸点，提高了传热温差___。
6.2高蒸发器生产强度的主要途径是__增大总传热系数K和有效温差Δt___ 。
6.3出三种循环型蒸发器的名称_中央循环管式蒸发器__、__强制循环式蒸发器__和__外加热式蒸发器__。
6.4用多效蒸发以蒸发某种粘度随温度变化较大的溶液，应采用__（2）_____流程
（1）并流加料；（2）逆流加料；（3）平流加料；（4）错流法加料。
6.5多效蒸发可以提高加热蒸汽的经济性，故多效蒸发的效数越多越好。
（
）
简答题：
1.什么是气缚？如何防止? 汽蚀现象是什么，与气缚有什么差别？如何防止?
2.在应用机械能衡算方程解题时需要注意哪些问题？
3.分支管路和并联管路的特性分别是什么？
4.那些属于变截面流量计，那些属于变压差流量计？
5.在管壳式换热器中，热应力是如何产生的，热应力有何影响，为克服热应力的影响应采取何种措施？
6.换热器中总的传热热阻包括哪几部分 ？在强化传热中，如何有效地减小热阻？
7. 热量传递的三种基本方式是什么？分别用什么定律可以描述？ 8. 间壁式换热器总的传热热阻包括哪几部分 ？在强化传热中，如何有效地减小总热阻？计算题
5-1换热器由若干长为3m 、直径为φ25⨯2.5mm 的钢管组成，要求将流率为1.25kg/s 的苯从80℃冷却至30℃，20℃水在管内与苯逆流流动换热，已知水侧的对流传热系数为850W/(m 2⋅℃)，苯侧的对流传热系数为1700W/(m 2⋅℃)，，污垢热阻可忽略不计。
若维持水出口温度不超过50℃，试求所需管数。
取苯的恒压热容.密()C kg kJ c p ︒⋅=9.1度，管壁的导热系数。
3880m kg =ρ()C m W W ︒⋅=45λ解：()()()W T T c W t l d n K t S K Q p m o o m o o 1187503080190025.12111=-⨯=-=∆=∆=π()()C t m ︒=-----=∆2.1820
305080ln 20305080基于外表面的传热系数为
()C m W 12i i o o ︒⋅=⨯+⨯⨯+=+=47285002.0025.00225.045025.00025.01700111αλαd d d bd K m m o o 根593025.082.1382.132.184721187502=⨯===⨯=∆=ππl d S n m t K Q S o o m o o 第一章：1-11，-1-13，例题1-15，第二章2-7，2-8，例题2-7；第五章：5-8，例题5-5，补充题一个。