化工原理下册复习课计算题例题
化工原理计算练习题(含答案)
1．将浓度为95%的硝酸自常压罐输送至常压设备中去，要求输送量为36m 3/h, 液体的扬升高度为7m 。
输送管路由内径为80mm 的钢化玻璃管构成，总长为160（包括所有局部阻力的当量长度）。
现采用某种型号的耐酸泵，其性能列于本题附表中。
问：该泵是否合用？ Q(L/s) 0 3 6 9 12 15 H(m) 19.5 19 17.9 16.5 14.4 12 η(%)1730424644已知：酸液在输送温度下粘度为1.15⨯10-3Pa ⋅s ；密度为1545kg/m 3。
摩擦系数可取为0.015。
解：（1）对于本题，管路所需要压头通过在储槽液面（1-1’）和常压设备液面（2-2’）之间列柏努利方程求得：f e H gp z g u H g p z g u ∑+++=+++ρρ2222112122 式中0)(0,7,0212121≈=====u ，u p p m z z 表压 管内流速：s m dQu /99.1080.0*785.0*360036422===π管路压头损失：m g u d l l H e f06.681.9*299.108.0160015.0222==∑+=∑λ管路所需要的压头：()m H z z H f e 06.1306.6711=+=∑+-= 以（L/s ）计的管路所需流量：s L Q /1036001000*36==由附表可以看出，该泵在流量为12 L/s 时所提供的压头即达到了14.4m ，当流量为管路所需要的10 L/s ，它所提供的压头将会更高于管路所需要的13.06m 。
因此我们说该泵对于该输送任务是可用的。
3、如图用离心泵将20℃的水由敞口水池送到一表压为2.5atm 的塔内，管径为φ108×4mm 管路全长100m(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内)。
已知： 水的流量为56.5m 3·h -1，水的粘度为1厘泊，密度为1000kg·m -3，管路摩擦系数可取为0.024，计算并回答： (1)水在管内流动时的流动形态；(2) 管路所需要的压头和有效功率；图2-1 解：已知：d = 108-2×4 = 100mm = 0.1mA=(π/4)d 2 = 3.14×(1/4)×0.12 = 0.785×10-2 ml+Σl e =100m Q = 56.5m3/h∴u = q/A = 56.5/(3600×0.785×10-2) = 2m/sμ= 1cp = 10-3 Pa·S ρ=1000 kg.m-3, λ= 0.024⑴∵Re = duρ/μ=0.1×2×1000/10-3 = 2×105 > 4000∴水在管内流动呈湍流⑵以1-1面为水平基准面,在1-1与2-2面间列柏努利方程：Z1 +(u12/2g)+(p1/ρg)+H=Z2+(u22/2g)+(p2/ρg)+ΣHf∵Z1=0, u1=0, p = 0 (表压), Z2=18m, u2=0p2/ρg=2.5×9.81×104/(1000×9.81)=25mΣHf =λ[(l+Σle )/d](u2/2g)=0.024×(100/0.1)×[22/(2×9.81)] = 4.9m∴H = 18+25+4.9 = 47.9mNe = HQρg = 47.9×1000×9.81×56.5/3600 = 7.4kw4．（12分）在内管为φ180×10mm 的套管换热器中，将流量为3.5×104 kg/h 的某液态烃从100℃冷却到60℃，其平均比热为2.38kJ/(kg .K)，环隙走冷却水，其进出口温度分别为20℃和30℃，平均比热为 4.174 kJ/(kg .K)， 两流体逆流流动，基于传热外表面积的总传热系数K o =2000W/(m 2.K)，热损失可以忽略。
化工原理(下)复习各章知识点及复习题
第1章蒸馏 内容小结复习题1 蒸馏概述蒸馏操作是借混合液中各组分挥发性的差异而达到分离目的。
轻组分：混合物中的易挥发组分；重组分：混合物中的难挥发组分例：蒸馏是分离的一种方法，其分离依据是混合物中各组分的，分离的条件是。
答：均相液体混合物，挥发性差异，造成气液两相系统精馏操作压力的选择减压蒸馏：降低了液体的沸点。
应用场合：分离沸点较高的热敏性混合液，混合物沸点过高的物系（避免采用高温载热体）。
加压蒸馏：提高冷凝温度避免使用冷冻剂。
应用场合：分离常压下呈气态的物系，馏出物的冷凝温度过低的物系。
举例：脱丙烷塔操作压力提高到1 765kPa时，冷凝温度约为50℃,便可使用江河水或循环水进行冷却，石油气常压呈气态，必须采用加压蒸馏。
2 双组分溶液的气液相平衡例：当混合物在t-x-y图中的气液共存区内时，气液两相温度，但气相组成液相组成，而两相的量可根据来确定。
答: 相等，大于，杠杆规则例：当气液两相组成相同时，则气相露点温度液相泡点温度。
答：大于例：双组分溶液的相对挥发度α是溶液中的挥发度对的挥发度之比，若α=1表示。
物系的α值愈大，在x-y图中的平衡曲线愈对角线。
答：易挥发组分，难挥发组分，不能用普通蒸馏方法分离，远离理想溶液的含义例：理想溶液满足拉乌尔定律，也满足亨利定律；非理想稀溶液满足亨利定律，但不满足拉乌尔定律;服从亨利定律并不说明溶液的理想性，服从拉乌尔定律才表明溶液的理想性例：精馏塔分离某二元物系，当操作压强降低时，系统的相对挥发度 ( )，溶液的泡点( )，塔顶蒸汽冷凝温度( )。
答：增大，减小，减小3 平衡蒸馏与简单蒸馏4 精馏例：精馏塔的作用是。
答：提供气液接触进行传热和传质的场所。
例：在连续精馏塔内，加料板以上的塔段称为，其作用是；加料板以下的塔段（包括加料板）称为_____，其作用是。
答：精馏段提浓上升蒸汽中易挥发组分提馏段提浓下降液体中难挥发组分例：离开理论板时，气液两相达到 状态，即两相 相等，____互成平衡。
化工原理的计算题(最终版)
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∑-+++=+++10,2111200022f Hgu z g p H g u z g p ρρ 其中，z0=0，z1=16m ，p0= p1= 0（表压），u0=0，u1=02255225522210,1.23241806.010007.02081.914.302.08)(8g 2g 2vv v f q q q d l d lg u d l u d l H =+⨯⨯⨯=+=⋅+⋅=∑-）（排排入入排入πλλλ21.23241816vq H +=（2） He = 30-6×105×0.00412 = 19.914m ，Pa=Pe/=gHeqv/=1000×9.81×19.914×0.0041/0.65= 1232 W【2】将2×104 kg/h 、45℃氯苯用泵从反应器A 输送到高位槽B （如图所示），管出口处距反应器液面的垂直高度为15 m ，反应器液面上方维持26.7 kPa 的绝压，高位槽液面上方为大气压，管子为Ø76mm ×4mm 、长26.6m 的不锈钢管，摩擦系数为0.0293。
管线上有两个全开的闸阀ζ1 = 0.17、5个90°标准弯头ζ2 = 0.75。
45℃氯苯的密度为1075 kg/m3，粘度为6.5×10-4 Pa ·s 。
若泵轴功率为1.86kW ，求泵效率。
解：如图，取1-1、2-2界面，以1-1截面为基准面，∑-+++=+++21,2222211122f e H g u z g pH g u z g p ρρP 133410168.536001075102--⋅⨯=⨯⨯=s m q V123242.1068.0410168.5--⋅=⨯⨯=s m u π54106.1105.6107542.1068.0⨯=⨯⨯⨯=-e R∑-+++-=21,222122f e Hgu z g p p H ρ弯闸进局局直，,,,,,,21,52f f f f f f f H H H H H H H++=+=∑-m g u d l H f 178.181.9242.1068.06.260293.0222,=⨯⨯⨯=⋅=λ直mH f 4717.081.9242.1)75.0517.025.0(2,=⨯⨯⨯+⨯+=局4717.0178.181.9242.11581.9107510)7.263.101(23++⨯++⨯⨯-=e H =23.83m%9.691086.11030.133=⨯⨯==a e P P η【3】如图所示输水系统，已知管路总长度（包括所有当量长度，下同）为100m ，压力表之后管路长度为80m ，管路摩擦系数为0.03，管路内径为0.05m ，水的密度为1000kg/m3，泵的效率为0.8，输水量为15m3/h （1）整个管路的阻力损失，J/kg ；（2）泵的轴功率，kW 。
化工原理(下)参考卷及答案
A 卷一、单项选择题（每小题2分，共12分） 1、在）（*LG G Ap p K N -=中，*L p 代表的是( C )。
A 、界面处被吸收组分的分压力；B 、气相主体中被吸收组分的分压力；C 、与液相主体浓度相平衡的气相分压力。
2、 吸收操作的作用是分离( A ) 。
A 、气体混合物；B 、液体均相混合物；C 、气液混合物。
3、全回流时，y 一x 图上精馏段和提馏段两操作线的位置（ B ）。
A 、在对角线与平衡线之间；B 、与对角线重合；C 、在对角线之下。
4、精馏塔中由塔顶向下的第n-1，n ，n+1层塔板上的液相组成（摩尔分率）关系为（ C ） A 、x n+1 > x n > x n-1 ； B 、x n+1 = x n = x n-1 ； C 、x n+1 < x n < x n-1 。
5、对于不饱和的湿空气，其露点（ C ）湿球温度。
A 、大于； B 、等于； C 、小于。
6、恒速干燥阶段，物料表面的温度等于（ A ）。
A 、湿空气的湿球温度；B 、湿空气的干球温度；C 、湿空气的露点温度。
二、判断题（每小题2分，共12分）1、低浓度逆流吸收操作中，当吸收剂温度降低而其他条件不变时，相平衡常数m 变小。
（ √ ）2、吸收操作的最小液气比指的是使操作线上某一点与平衡线相遇的液气比。
（ √ ）3、当精馏操作的回流比减少至最小回流比时，所需理论板数为最小。
（ × ）4、精馏操作中过冷液体进料将使提馏段的汽流量和液流量都大于精馏段。
（ √ ）5、某种湿空气的温度t 越高，湿空气的相对湿度φ越低。
( √ )6、在气流干燥过程，热空气的焓值必定减小。
（ × ） 三、简答题（每小题4分，共16分）1、作示意图解释：吸收操作时，操作线愈靠近平衡线，是愈小。
答：如图所示：操作线为AB ，平衡线为OE 。
在操作线上任取一点P ，从图上可知PQ 、PR 动力y －y ×和x ×－x 。
化工原理下册考试复习题(10例)
6. 在常压逆流吸收塔中 用纯吸收剂吸收混合气中的溶 在常压逆流吸收塔中,用纯吸收剂吸收混合气中的溶 质组分.进塔气体中溶质组分为 进塔气体中溶质组分为4.5%(体积 吸收率为 体积),吸收率为 质组分 进塔气体中溶质组分为 体积 90%;出塔液相组成为 出塔液相组成为0.02(摩尔分数 操作条件下平衡 摩尔分数),操作条件下平衡 出塔液相组成为 摩尔分数 关系为y*=1.5x.求:⑴塔顶 ⑵塔底 ⑶全塔平均推动力 全塔平均推动力, 关系为 求⑴ 以物质的量之比(摩尔比 表示。 摩尔比)表示 以物质的量之比 摩尔比 表示。
4.有一相对挥发度平均值为 的两组分理想溶液， 在泡 有一相对挥发度平均值为3的两组分理想溶液 有一相对挥发度平均值为 的两组分理想溶液， 点温度下进入连续精馏塔。进料组成为0.6（摩尔分数， 点温度下进入连续精馏塔。 进料组成为 （ 摩尔分数 ， 下同） 馏出液组成为0.9；回流比为1.5， 下同），馏出液组成为 ；回流比为 ，全塔效率为 0.5。求（1）用逐板计算法求精馏段所需要的理论板数 。 ） NT精 ； （ 2 ） 计算精馏段所需的实际板数 NP精 。 （ 假设 2）计算精馏段所需的实际板数N 精 精 塔顶为全凝器） 塔顶为全凝器）
8. 在逆流操作的填料吸收塔中 用清水吸收混合气 在逆流操作的填料吸收塔中,用清水吸收混合气 中溶质组分A.进塔气体中 的组分为 中溶质组分 进塔气体中A的组分为 进塔气体中 的组分为0.03,出塔 出塔 液相中A的组分为 的组分为0.013(均为物质的量之比 吸 均为物质的量之比),吸 液相中 的组分为 均为物质的量之比 收率为99%.操作压强为 操作压强为101.33Kpa,温度为 收率为 操作压强为 温度为 27℃,操作条件下平衡关系为 操作条件下平衡关系为y*=2x,已知单位 ℃ 操作条件下平衡关系为 已知单位 塔截面上气体流量为54Kmol/(m2·h),气相体积 塔截面上气体流量为 气相体积 吸收总系数K 吸收总系数 Ga为0.95Kmol/(m3·h·KPa).求所 求所 需的填料层高度Z. 需的填料层高度
化工原理例题及解答(下)
例题（下）一、 用一连续操作的精馏塔，在常压下分离苯-甲苯混合液，原料液含苯0.5（摩尔分率，下同），塔顶馏出液含苯0.9，塔顶采用全凝器，回流比为最小回流比的1.5倍，泡点进料，设加料板上的液相组成与进料组成相同，在此温度下苯的饱和蒸汽压为145.3kPa ，试求理论进料板的上一层理论塔板的液相组成。
（10分） 知：5.0=F x 9.0=D x m i n 5.1R R = 1=qF x x ='1k P ap o A 3.145= 求：1-F x解： 717.05.03.1013.145=⨯==F oA F x P p y 843.05.0717.0717.09.0m i n =--=--=--=F F F D qq q D x y y x x y y x R 26.1843.05.15.1min =⨯==R R由 D n n x R x R R y 1111+++=+ 得 9.0126.11126.126.1717.01⨯++⨯+=-F x 所以 571.01=-F x二、 用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体生成稀溶液（服从亨利定律），操作压力为850mmHg ，相平衡常数25.0=m ，已知其气膜吸收分系数)/(25.12atm h m kmol k G ⋅⋅=，液相吸收分系数为h m k L /85.0=，试分析该气体被水吸收时，是属于气膜控制过程还是液膜控制过程？。
（10分）Fq x x =Fq y y =Fx知：atm mmHg P 760850850== 3/1000m kg s =ρ（稀溶液）25.0=m)/(25.12atm h m kmol k G ⋅⋅= h m k L /85.0=求：气膜控制过程或液膜控制过程？ 解一：由PEm =得 a t m mP E 28.076085025.0=⨯== 由稀溶液 得 )/(4.1981828.010003atm m kmol EM H ss⋅=⨯==ρ又8059.085.04.198125.11111=⨯+=⋅+=H k k K L G G 所以 )/(25.12408.12atm h m kmol K G ⋅⋅≈= 所以 是气膜控制过程。
化工原理复习提要(下)
总复习第七章1、相组成()RTp M c Vn c V m AA AA AA AA ====ρρ度质量浓度与物质的量浓1()BA M M M M x m 2BAAAAA BB A A AA AA AA x M x M x nn x m ωωωωω+=+===质量分数与摩尔分数()AAA A AA AAA A AA AAA A AA X X X X x X x x X m m m X n n n X +=+=-=-=-=-=11113ωωω质量比与摩尔比例题：含丙酮%（质量分数）的水溶液，其密度为m 3，试计算丙酮的摩尔分数、摩尔比及物质的量浓度。
x A =、X A =、c A =2、质量传递（1）等分子反方向传递（摩尔汽化潜热相等的蒸馏）()()2121A A AB AA A ABA p p zRT D N c c z D N -∆=-∆=（2）一组分通过另一停滞组分（吸收操作）()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-=-∆=-=-∆=221112122112122121ln ln M M c x x x x x x x zx RT c D N p p p p p p p zP RT P D N B B B B BMA A BM AB A B B B B BMA A BM AB A ρρ总总总液相中例题：在直径为、长度为的圆管中CO 2气体通过N 2的温度为383K ，总压为，管两端CO 2的分压分别为和。
试计算CO 2的扩散通量。
已知该条件下CO 2在N 2中的扩散系数为×10-4m 2/s 。
N A =×10-6kmol/(m 2·s) 3、对流传质()Ab Ai L A c c k N -=例题：在常压下，30℃的空气从厚6mm 、长度为500mm 的萘板的上下表面沿水平方向吹过。
在30℃下，萘的饱和蒸汽压为 pa ，固体萘的密度为1152kg/m 3，空气与萘板间的对流传质系数为s 。
化工原理下册复习题答案
化工原理下册复习题答案一、选择题1. 化工生产中，下列哪种设备通常用于实现气液相的分离？A. 换热器B. 反应器C. 蒸馏塔D. 蒸发器答案：C2. 在连续操作的化工过程中，以下哪个参数是恒定的？A. 反应物的浓度B. 温度C. 压力D. 流量答案：B3. 根据传质原理，以下哪种情况下传质速率会增大？A. 降低温度B. 增加浓度梯度C. 减小扩散面积D. 降低扩散系数答案：B二、填空题1. 在化工生产中，_______是用于控制化学反应速率和选择性的关键设备。
答案：反应器2. 根据传热的基本方式，化工设备中的热交换主要通过_______、_______和辐射三种方式进行。
答案：导热、对流3. 蒸馏操作中，_______是控制馏出物组成的关键因素。
答案：回流比三、简答题1. 简述蒸馏塔的工作原理。
答案：蒸馏塔是一种用于分离液体混合物的设备，其工作原理基于混合物中各组分的沸点差异。
在蒸馏塔中，混合物被加热至部分蒸发，轻组分随蒸汽上升，而重组分留在塔底。
上升的蒸汽在塔顶冷凝后，通过回流管返回塔内，与上升的蒸汽形成逆流，从而实现组分的分离。
2. 描述传热过程中的三种基本方式，并简述它们的特点。
答案：传热的三种基本方式包括导热、对流和辐射。
导热是指热量通过物体内部分子振动和自由电子运动传递的过程，通常发生在固体中。
对流是指流体中温度不同的各部分之间的热量交换，常见于气体和液体中。
辐射是指热量以电磁波的形式在空间中传递，不需要介质，可以在真空中进行。
四、计算题1. 某化工反应器中，反应物A的初始浓度为1.0 mol/L，反应速率常数k=0.05 min^-1，若反应为一级反应，求10分钟后反应物A的浓度。
答案：首先，一级反应的速率方程为 -d[A]/dt = k[A]。
对时间积分得到[A] = [A]₀e^(-kt)。
将给定的数值代入公式，[A] = 1.0e^(-0.05*10) mol/L。
五、论述题1. 论述化工生产中的节能减排措施及其重要性。
化工原理计算题及答案
化工原理试卷计算题答案一、计算题 ( 共43题 320分 )1. 5 分 (2823)D2823取水池液面为1—1截面，贮槽水面为2—2截面，并以截面1—1为基准水平面。
在截面1—1和2—2间列伯努利方程：gZ 1+ρ1p +221u +.W e = gZ 2+ρ2p +222u +∑f h 式中：Z 1=0，Z 2=10 mp 1= p 2=0(表压)u 1= u 2≈0∑f h =20 J ·kg -1则泵所提供的能量为：.W e = gZ 2+∑f h =9.81×10+20=98.1+20=1.2×102 J ·kg -12. 10 分 (3758)D3758(1)求热气体向冷气体传递的热流速率, φ:已知: 冷气体的进出口温度T 1'=310 ℃,T 2'=445 ℃;冷气体的质量流量q m '=8000kg ·h -1，则冷气体单位时间获得的热量, φ'=q m 'c p '()''T T 21-; 冷气体单位时间损失的热量, φl =0.1φ';热气体向冷气体传递的热流速率, φ=φ'+φl =1.1q m 'c p '()''T T 21- =1.1×80003600×1.05×103×(445-310) =3.47×105 W(2)求热气体最终温度, T 2：由热气体热量衡算可得φ=q c T T m p ()12-=50003600×1.05×103×(580-T 2)=3.47×105 W T 2 =342 ℃∆T T T 112=-='580-445=135 ℃∆T T T 221=-'=342-310=32 ℃∆T m =-1353213532ln =71.6 ℃（即71.6 K ） K =m T A ∆φ=3.47105×200716⨯.=24.2 W ·m -2·K -1。
化工原理试题库下册及答案
化工原理试题库下册及答案一、选择题1. 在化工生产中，传热过程主要通过哪种方式进行？A. 对流B. 辐射C. 传导D. 蒸发答案：C2. 下列哪项不是影响液体流动阻力的因素？A. 管道长度B. 管道直径C. 流体密度D. 流体粘度答案：C3. 在化工分离过程中，蒸馏操作主要用于分离哪些混合物？A. 固体与固体B. 液体与液体C. 气体与气体D. 液体与固体答案：B二、填空题4. 化工生产中，_______ 是指在单位时间内通过单位面积的热量。
答案：热通量5. 理想气体状态方程为 \( PV = nRT \)，其中 \( P \) 代表_______，\( V \) 代表_______，\( n \) 代表_______，\( R \) 代表_______，\( T \) 代表_______。
答案：压强；体积；摩尔数；气体常数；温度6. 渗透蒸发是一种利用_______ 的分离技术，常用于分离_______。
答案：半透膜；液体混合物三、简答题7. 简述板式塔与填料塔在工业应用中的主要区别。
答案：板式塔和填料塔是两种常见的气液传质设备。
板式塔由一系列平行的塔板组成，每块塔板上有开孔或堰，液体通过这些开口或堰流到下一块塔板上，而气体则通过塔板上升。
板式塔的优点是传质效率高，处理量大，但结构复杂，造价高。
填料塔则由各种形状的填料（如环形、鞍形、波纹形等）组成，气体和液体在填料的空隙中进行传质。
填料塔的优点是结构简单，造价低，适用于处理腐蚀性或高温物料，但传质效率相对较低。
8. 什么是雷诺数？它在化工管道设计中有何作用？答案：雷诺数（Reynolds Number）是一个无量纲数，用于描述流体流动的状态，即它是惯性力与粘性力之比。
在化工管道设计中，雷诺数用于区分流体流动的类型（层流或湍流），这对于预测管道中的压降、热传递和质量传递特性非常重要。
四、计算题9. 某化工企业需要设计一个换热器，已知热流体的进口温度为150℃，出口温度为120℃，冷流体的进口温度为30℃，出口温度为70℃。
考研 化工原理 必备试题下册
化工基础C-热量传递过程3-3（共12题）一、计算题( 共12题125分)1. 15 分(3762)T3762在列管式换热器中, 用饱和水蒸气加热水。
列管内为湍流流动的水, 列管外为蒸气冷凝。
列管由φ25 mm×2.5 mm钢管组成。
当水流速为1.0 m·s-1, 测得总传热系数K为2.20×103 W·m-2·K-1。
当其它条件不变, 水的流速为1.5 m·s-1时, 测得K为2.70×103 W·m-2·K-1。
若污垢层热阻略而不计, 试求蒸气冷凝一侧的传热膜系数。
(钢管的导热系数λ=45 W·m-1·K-1)2. 5 分(3763)T3763在列管换热器中用水冷却油。
冷却水在φ19 mm×2 mm的列管内流动, 并已知列管内冷却水一侧传热膜系数α1=3.50×103 W·m-2·K-1。
热油在列管外壳程流动, 列管外热油一侧传热膜系数α2= 2.60×102 W·m-2·K-1。
列管内外壁都有污垢, 水侧污垢层的热阻R s,1=3.2×10-4 m2·K·W-1, 油侧污垢层的热阻R s,2=1.08×10-4 m2·K·W-1。
管壁的导热系数λ=45.0 W·m-1·K-1。
试求:(1)总传热系数;(2)污垢层热阻占总热阻的百分率。
3. 10 分(3764)T3764在一传热面积为300 m2的单程列管换热器中, 300 ℃的原料气流过壳方被加热到430 ℃, 反应后550 ℃的热气体作为加热介质在管方流动。
冷热两种气体呈逆流流动, 流量均为1.00×104 kg·h-1, 平均比定压热容均为1.05 kJ·kg-1·K-1。
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 Vu s /12.2)405.03600(152=⨯⨯==π 则kg J u d l h f /1.135212.205.010003.0222=⨯⨯=⋅⋅=∑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：∑-+++=+++10,121020022f e h p u gH W p u gH ρρ 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 /17.41000360015=⨯==ρ 故 w W W N e s e 5.1381=⨯=， η=80%， kw w N N e 727.11727===η2 （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2.452×105Pa ，泵的效率为70%，水的密度ρ为1000kg/m 3，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kW ？ （3）真空表的读数为多少kgf/cm 2？解：（1）两槽液面的高度差H在压力表所在截面2-2´与高位槽液面3-3´间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，得：∑-+++=++32,323222222f h p u gH p u gH ρρ 其中， ∑=-kg J h f /9.432,, u 3=0, p 3=0,p 2=2.452×105Pa, H 2=5m, u 2=Vs/A=2.205m/s代入上式得： m H 74.2981.99.481.9100010452.281.92205.2552=-⨯⨯+⨯+= （2）泵所需的实际功率在贮槽液面0-0´与高位槽液面3-3´间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有：∑-+++=+++30,323020022f e h p u gH W p u gH ρρ 其中， ∑=-kg J h f /9.864.630,, u 2= u 3=0, p 2= p 3=0, H 0=0， H=29.4m代入方程求得： W e =298.64J/kg ， s kg V W s s /101000360036=⨯==ρ 故 w W W N e s e 4.2986=⨯=， η=70%， kw N N e 27.4==η（3）真空表的读数在贮槽液面0-0´与真空表截面1-1´间列柏努利方程，有：∑-+++=+++10,1211020022f h p u gH p u gH ρρ 其中，∑=-kg J hf /96.110,, H 0=0， u 0=0, p 0=0, H 1=4.8m,u 1=2.205m/s代入上式得， 2421/525.01015.5)96.12205.28.481.9(1000cm kgf Pap -=⨯-=++⨯-= 3 用离心泵把20℃的水从储槽送至水洗塔顶部，槽水位维持恒定。
化工原理(下)习题
化工原理下册习题一、填空题1. 1. (2分) 在常压下，20℃时，氨在空气中的分压为15.2 kPa, 与之平衡的氨水浓度为15 kgNH3/100 kg H2O，此时m=__________。
2.(4分）将含SO2为10%（体积）的气体混合物与浓度为0.020 kmol/m3的SO2水溶液在一个大气压下相接触。
操作条件下两相的平衡关系为P A*=1.62C A(atm)，则SO2将从__________相向__________相转移，以气相组成表示的传质总推动力为_________________atm。
3.(2分) 低浓度气体吸收中，已知平衡关系为y=1.5x，k x a=0.2 kmol/m3.s, k y a=2×10-5kmol/m3.s,, 则此体系属______________控制。
4.(2分) 吸收塔底部排液管成U形，目的是起______________作用。
操作中的吸收塔，若使用液气比小于设计时的最小液气比，则其操作结果是______________。
5.(2分）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______________，操作线将靠近______________。
6.(4分) 将相对挥发度为2.47的某二元混合物在全回流操作的塔中进行精馏，现测得全凝器中冷凝液组成为0.98，塔内第二层塔板上升的汽相组成为0.969，则离开塔顶第一层塔板的液相浓度为______________，塔顶第一层板的汽相默弗里效率为______________。
7.(2分) 常压下乙醇-水溶液的y-x图上，有一点是平衡线与对角线的交点M, 此点溶液称为__________, 其两相的浓度__________。
8.(5分) 某精馏塔的设计任务为：已知原料量和组成分别为F, x F要求塔顶塔底组成分别为x D，x W设计时若选定的回流比R不变，加料状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料，则所需的理论板数N T________，提馏段上升蒸汽量________，提馏段下降液体量________，精馏段上升蒸汽量________，精馏段下降液体量________。
化工原理(下册)课后习题
第六章 习题1、 在101.33KPa 、293K 下，空气中CCl 4的分压为21mmHg,求CCl 4的摩尔分数、摩尔浓度和摩尔比。
解：0276.076021===PP y A33/1015.1293314.833.1010276.0m kmol RT PCAA-⨯=⨯⨯== kmolB kmolA y y Y /0284.00276.010276.01=-=-=2、 在100Kg 水中含有0.015Kg 的CO 2，试求CO 2，的质量分数、质量比和质量浓度。
解：00015.0100015.0==w kgB kgA ww W /105.114-⨯=-=3/15.02m kg co vm A==水ρ3、 在101.3kPa 、20℃下，100kg 水中含氨1kg 时，液面上方氨的平衡分压为0.80kPa ，求气、液相组成。
解：液相：0106.01899171171=+=x 0107.01=-=x x X 3/558.01.0171m kmol c Al == 气相：37.9010Ay Pp-==⨯31096.71-⨯=-=yyY 34/1028.3m kmol RTpc AAg -⨯==4、 在101.3kPa 、10℃，氧与二氧化碳混合气体发生定常扩散过程，已知相距0.3cm 的两截面上氧的分压分别为13.3kpa 和6.66kPa ，又知扩散系数为0.148cm 2/s ，试计算下列两种情形下氧的传质速率N A ,kmol/﹝m 2．s ﹞:①氧与二氧化碳两种气体做等摩尔反向扩散；②二氧化碳的停滞组分。
解：2121122122()0.0139/()101.313.388101.3 6.6694.6494.648891.2894.64ln88103.31.191.28()0.0154/()A A A B B Bm BmA A A BmDmol m s RT kPakPakPa P D Dmol m s RT N P P P PP P N P P P δδ=-=⋅=-==-=-=====⋅-=⋅7、假设6－3中情况服从亨利定律，求E 、m 、H. 解：8、101.3kPa 下，求与空气接触的水中氧的最大浓度及相平衡常数。
化工原理下计算题
吸收1．在一内径为0.8m、填料塔高度为4m的吸收塔中，用清水吸收混合气体中的溶质组分。
吸收塔操作压强为101.33kPa、温度为20℃，混合气体积流量为1000 m3/h，进塔气相组成为0.05，出塔气相组成为0.01（均为摩尔分数）。
吸收剂用量为96kmol/h。
操作条件下相平衡关系为Y*=2X（X、Y为摩尔比），试求：（1）吸收剂用量为最小吸收剂用量的倍数；（2）气相体积吸收总系数KGa, kmol/(m3•h•kPa)解：（1）最小吸收剂用量可用下式计算：L min =V(Y1-Y2)/[(Y1/m)-Y2]其中：Y1=y1/(1-y1)=0.05/(1-0.05)=0.0526Y 2=y2/(1-y2)=0.01/(1-0.01)=0.0101X2=0 m=2惰性气体摩尔流量为：V=（V//22.4）×[273/(273+t)]×(1- y1)=（1000/22.4）×（273/293×）(1-0.05)=39.5kmol/hLmin=39.5×(0.0526-0.0101)/[ (0.0526/2)-0]=64 kmol/hL/ Lmin=96/64=1.5(2) Kyɑ=V(Y1-Y2)/ZΩΔYm其中：Ω=（3.14/4）×0.82=0.502m2Z=4m ΔYm= (ΔY1-ΔY2)/ln(ΔY1/ΔY2)因出塔液相组成为：X1=（V /L）(Y1-Y2)+X2=（39.5/96）×（0.0526-0.0101）+0=0.0175ΔY1=Y1-mX1=0.0526-2×0.0175=0.0176ΔY2=Y2-mX2=0.0101ΔYm=(0.0176-0.0101)/ln(0.0176/0.0101)=0.0135因ΔY1/ΔY2=0.0176/0.0101=1.74‹2，ΔYm也可用算术平均值运算，即ΔYm=(Y1+Y2)/2=(0.0176+0.0101)/2=0.0139Kyɑ=39.5×（0.0526-0.0101）/（4×0.502×0.0135）=61.9 kmol/(m3•h)KGɑ= Kyɑ/P=61.9/101.33=0.611 kmol/(m3•h•kPa)2、在逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收混合气体中的溶质组分A。
化工原理(下)参考卷及答案
一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种传热方式在化工生产中应用最广泛？A. 对流传热B. 辐射传热C. 导热D. 蒸发传热2. 下列哪个设备不属于流体输送设备？A. 风机B. 泵C. 压缩机D. 蒸汽锅炉3. 在精馏操作中，下列哪种因素对分离效果影响最大？A. 塔板数B. 回流比C. 进料量D. 塔内压力4. 下列哪种干燥方式属于内部干燥？A. 真空干燥B. 热风干燥C. 辐射干燥D. 冷冻干燥5. 下列哪个过程不属于膜分离过程？A. 微滤B. 超滤C. 纳滤D. 反渗透6. 下列哪种萃取剂适用于萃取苯甲酸？A. 乙醇B. 乙酸乙酯C. 水D. 氯仿7. 下列哪个设备用于气体的吸收？A. 填料塔B. 泡罩塔C. 喷射泵D. 转子流量计8. 下列哪种因素对搅拌效果影响最大？A. 搅拌器类型B. 搅拌器直径C. 搅拌速度D. 容器形状9. 下列哪种设备用于固液分离？A. 滤布B. 沉淀池C. 离心机D. 膜分离设备10. 下列哪个过程属于热力学第一定律的应用？A. 热量传递B. 功的传递C. 能量守恒D. 熵增原理二、填空题（每题2分，共20分）1. 化工生产过程中的三大基本操作是______、______、______。
2. 传热的基本方式有______、______、______。
3. 流体在管道中的流动状态分为______和______。
4. 精馏过程中，回流比的大小对______和______有直接影响。
5. 干燥过程中，湿空气的相对湿度越低，其______能力越强。
6. 膜分离过程中，膜的截留分子量越大，表示膜的______越强。
7. 萃取过程中，萃取剂的选择应考虑______、______和______等因素。
8. 气体吸收过程中，填料塔的流体力学性能主要取决于______和______。
9. 搅拌过程中，搅拌器的______和______对搅拌效果有显著影响。
10. 固液分离过程中，离心分离的推动力是______。
化工原理下册重点公式及典型例题
化⼯原理下册重点公式及典型例题1、平衡溶解度：A A c H p *=?，温度升⾼不利于吸收，故T ↑→H ↓，E ↑. 越易溶的⽓体H 越⼤，E 就越⼩。
2、⽓相平衡分压：/A Ap c H *= ⽓膜控制物系：易溶⽓体如NH 3；液膜控制物系：难溶⽓体如CO 2、O 2.3、A A p E x *=? E 为亨利系数；此式表明溶质⽓体在溶液⾯上⽅的平衡分压与溶质在溶液中的摩尔分数成正⽐。
4、与液相（摩尔分数为x ）平衡的⽓相摩尔分数y mx *= /x y m *= a a y mx *=5、⽓相失去的等于液相得到的.:a b G G ，⽓体组分出塔、⼊塔的流率 :a b L L ，液体组分⼊塔、出塔的流率:G L ，通过塔任⼀截⾯的汽、液流率 :a b y y ，出塔、⼊塔⽓体的摩尔分数:a b x x ，⼊塔、出塔液体的摩尔分数 :x y ，任⼀截⾯的⽓、液的摩尔分数 :b a Y Y ，吸收前、后溶质在⽓相中的摩尔⽐ :a b X X ，吸收前、后溶质在液相中的摩尔⽐6、全塔物料衡算()()G y y Lx x -=-ｂａｂａ液⽓⽐b ab ay y L G x x -=- b b Y Y L G X X -=-ａａ 7、X 、Y 为组成摩尔⽐：X=x/1-x ， Y=y/1-y ； X b =x b /1-x b ，Y b =y b /1-y b ； x b = X b /1+x b 8、吸收过程操作线在平衡线上⽅，解吸则在下⽅。
通常⼊塔⽓体的摩尔分数y b <0.1时，可作为低浓度⽓体处理。
对于低浓度⽓体,可以近似⽤摩尔分数代替摩尔⽐。
9、最⼩液⽓⽐min ()b a b a Y Y L G X X *-=- min ()b a b a y y L G x x *-=- b b y x m *= 1b b bx X x ***=- 10、吸收率η=1-Y a /Y b 当溶质含量较低（<5%）时，Y a =y a Y b =y b 则η=1-y a /y b11、塔顶⽓相总推动⼒a a a a a y y y y mx *?=-=- 塔底⽓相总推动⼒b b b b b y y y y mx *?=-=-推动⼒的对数平均值ln(/)b a m b a y y y y y ?-??=故填料层⾼度0b aOG OG y my y G h H N K a y -==?12、1ln (1)1bay b a OG y a a y mx dy N S S y y S y mx ??-==-+??-*--??脱吸因数/S mG L =111=0=,ln (1)111b a b a OG a a a y mx y x N S S y mx y S ηη-??==-+??----??当时，则此时，13、理论板数N 与⽓相总传质单元数N OG 的关系：11ln ln OG N A S N A A S--==?14、相平衡⽅程：1111()()D x yy x y x x yαααα===+---或，对于⼆元物系,x A =1- x B , y A =1- y B .15、F-进料液流量，D-塔顶馏出液，W-塔底釜液。
2011复习化工原理下计算题及答案
一、计算题1 拟用内径为1.8 m 逆流操作的吸收塔,在常温常压下吸收氨—空气混合气中的氨。
已知空气的摩尔流量为0.14 kmol ·s -1,进口气体中含氨的体积分数为0.020,出口气体中含氨的体积分数为0.0010,喷淋的稀氨水溶液中氨的摩尔分数为5.0×10-4，喷淋量为0.25 kmol ·s -1。
在操作条件下,物系服从亨利定律,Y *=1.25 X ,体积吸收总系数K Y a =4.8×10-2 kmol ·m -3·s -1。
试求: (1) 塔底所得溶液的浓度; (2) 全塔的平均推动力m Y ∆;(3) 吸收塔所需的填料层高度。
(1) Y 1 =y y 111-=002010020..-=0.0204 Y 2 =y y 221-=00010100010..-=0.0010 X 2 =x x 221-=0000501000050..-=0.00050 X 1=X 2+F F B C(Y 1-Y 2)=0.00050+014025..(0.0204-0.0010)=0.0114(2)∆Y 1=Y 1 -mX 1=0.0204-1.25×0.0114=0.00615 ∆Y 2=Y 2-mX 2=0.001-1.25×0.00050=0.000375 则∆Y m =∆∆∆∆Y Y Y Y 1212-ln = 00061500003750006150000375..ln ..-=2.07×10-3 (3) N 0G =Y Y Y m 12-∆31007.20010.00204.0-⨯-=9.37 S =π4d 2=0.785×1.82=2.54 m 2 H 0G =F K aS B Y =0140048254...⨯=1.15 m 则H =H 0G ·N 0G =1.15×9.37=11 m 2. 在直径为0.8 m 的填料吸收塔中,用清水吸收空气和氨的混合气体中的氨。
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°=106.7kPa，P B°=40kPa，液相摩尔组成x A=0.4，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°) ；0.4=(P总－40)／（106.7－40）∴P总=66.7kPa；y A=x A·P A°／P总=0.4×106.7／66.7=0.64（２）α=P A°／P B°=106.7／40=2.675. 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=0.723x+0.263和y'=1.25x'-0.0188，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=0.723x+0.263(精馏段) y′=1.25x′-0.0188(提馏段)∴R/(R+1)=0.723R=2.61 x D / (R+1)=0.263 x D=3.61×0.263=0.9494两操作线交点时, y=y′x=x′∴0.723x+0.263=1.25x-0.0188 x F =0.5347饱和液体进料q=1, x F = x =0.5347提馏段操作线经过点(x W，x W)∴y′=x w =1.25x W－0.0188 x W=0.0752由全塔物料衡算F=D+W F x F = D x D + W x WD =(x F—x W)/(x D－x W)F=(0.5347-0.0752)/(0.9494-0.0752)×75=39.42kmol/h∵饱和液体进料V′=V=L+D=(R+1)D=3.61×39.42=142.3kmol/h6. 已知某精馏塔进料组成x F=0.5，塔顶馏出液组成x D=0.95，平衡关系ｙ＝0.8ｘ＋0.2，试求下列二种情况下的最小回流比R min。
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y e 0 .6 3 5
1 .4
武汉工程大学化工原理课件 湿物料含水量为42%，经干燥后为4%（均为湿基）， 产品产量为0.126kg/s，空气的干球温度为21℃，相对湿 度40%，经预热器加热至93℃后再送入干燥器中，离开 干燥器时空气的相对湿度为60％，若空气在干燥器中经 历等焓干燥过程，试求： (1) 在H-I图上示意作出空气的状态变化过程，标出状态 点A、B、C的位置，并注明其有关的参数； (2) 设已查得H0=0.008kg水/kg绝干气，H2=0.03kg水/(kg 绝干气)，求绝干空气消耗量（kg绝干气/s)。 (3) 预热器供应的热量Qp(kw)。 （设忽略预热器的热 损失）。 (4) 干燥器的热效率。
湿空气的体积流量
qV V v H
vH (
1
1
p
(
1 29
0 .0 3 9 7 18
)
8 .3 1 4 ( 2 7 3 1 0 0 ) 1 0 1 .3
1 .1 2 3
q V V v H 4 5 8 3 1 .1 2 3 5 1 4 7 m /h
武汉工程大学化工原理课件
R m in xD ye ye xe
1.0
a q e f c
y
q q 1
x
xF q 1
ye
y 1 .5 x 1 .2 5
y 2 .5 x 1 1 .5 x
y
0 xW
x
xe x F
xD1.0
x e 0 .4 1 0
R m in 0 .9 5 0 .6 3 5 0 .6 3 5 0 .4 1 0
7
武汉工程大学化工原理课件 用干燥器对某种物料进行干燥，一昼夜将8t湿物料由最 初湿含量15％干燥到最终湿含量2％ (以上均为湿基) 。 热空气的状态见图.试求：(1)每小时原湿空气用量， kg/h；(2)产品量，kg/h；(3)如干燥器的截面积为圆形 ，要求热空气进入干燥器的线速度为0.5m/s，试求干燥 器的直径。已知65℃时，空气中的水汽分压为 187.5mm汞柱。
t1=100℃ 干燥 t2=65℃
空气
2 30%
废气
1 6%
w2=2%
G1=8t/(24h) w1=15%
武汉工程大学化工原理课件 1) 每小时原湿空气用量，kg/h
V W H
2
H1
W =Gc ( X 1 X 2 )
X1
w1 1 w1
w2 1 - w2
0 .1 5 1 0 .1 5
①耗水量为多少m3.h-1； ②所需填料层高度。 ③用水量是最小用水量的多少倍？ ④如果其它条件不变，填料层高度为10m时，丙酮的吸 收率可达到多少？
武汉工程大学化工原理课件 用连续精馏塔分离某二元混合液，原料液流量为100 kmol/h，露点进料，进料浓度为0.5，塔顶馏出液浓度为 0.96，釜液浓度为0.1(以上均为易挥发组分的摩尔分率) 。操作条件下相对挥发度为3，塔顶采用全凝器，泡点回 流。塔釜间接蒸汽加热，且塔釜汽化量为最小气化量的 1.5倍。试求： （1）塔釜的气化量； （2）离开第二层理论板的液体浓度（由塔顶往下数）。 （3）离开最后一块塔板的下降液体浓度。
武汉工程大学化工原理课件
V W H
2
H1
W = 4 4 .0 8 k g /h
H 1 0 .6 2 2
pS
p pS
0 .6 2 2
0 .0 6 7 6 0 7 6 0 0 .0 6 7 6 0
0 .0 3 9 7
H
2
0 .6 2 2
pS
p pS
1
3
武汉工程大学化工原理课件 干燥器的直径
D 4 qV 4 5147 / 3600 1 .9 1m
u
0 .5
武汉工程大学化工原理课件 1） 气液混合进料液中汽相及液相的组成
2 5 xF 3 5 0 .5 yF
总压恒定 B
温度t
y F
2 .5 x F 1 1 .5 x F
t~x E
t~y C F A 1.0
0 .4 1 0 xF
0 .6 3 5 yF
0
x'F xF y'F
3
武汉工程大学化工原理课件 用一连续精馏塔分离苯-甲苯混合溶液，其它条件如图示 ηD=95% D xD=0.95 xF=0.5 2.5 q=3/5 R 1.8Rmin
W xW 1）气液混合进料液中汽相及液相的组成； 2）最小回流比； 3) 离开第二板的下降液相组成; 4) 离开最后一板的下降液相组成. 5）若改成饱和蒸汽进料，请计算最小回流比和离开 第二板的下降液相组成;
武汉工程大学化工原理课件
在逆流填料吸收塔中，用清水吸收空气—氨混合气中的 氨。已知塔底气体进塔溶质摩尔分数为0.025（下同） ，吸收率为88%，填料层高度为1.2 m，塔内径为0.2m ，吸收过程亨利系数为0.05MPa,操作压强为0.1MPa、 用水量为0.1m3/h，混合气用量为100m3/h(标准状况） 。求： （1）气相总传质单元数； （2）气相总体积传质系数Kyα; （3）操作液气比是最小液气比的多少倍？ （4）在填料层中部气液两相的组成为多少？
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武汉工程大学化工原理课件 设计一填料塔，在常温常压下用清水吸收空气一丙酮混 合气中的丙酮，混合气入塔流量为G=80kmol/h,含丙酮 5%（体积%）,要求吸收率达到95%。已知塔径0.8m， 操作条件下的平衡关系可以用y=2x表示，气相体积总传 质系数Kya=150kmol/(m3.h).而出塔溶液中丙酮的浓度 为与入塔气体平衡的液相浓度的70%。试求：
0 .0 2
0 .1 7 6
X
2
1 0 .0 2
0 .0 2 0 4
G c G 1 (1 w 1 )
8000 24
(1 0 .1 5 ) 2 8 3 .3 k g /h
W = 2 8 3 .3 ( 0 .1 7 6 0 .0 2 0 4 ) 4 4 .0 8 k g /h
0 .6 2 2
0 .3 0 1 8 7 .5 7 6 0 0 .3 0 1 8 7 .5
0 .0 4 9 7
V
W H
2
H1
4 4 .0 8 0 .0 4 9 7 -0 .0 3 9 7
4 4 0 8 k g /h
武汉工程大学化工原理课件 湿空气用量
V V (1 H 1 ) 4 4 0 8 (1 0 .0 3 9 7 ) 4 5 8 3 k g /h