谭天恩第三版化工原理复习资料下册
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
百科名片化工原理化学工程学及其进展化学工程学，以化学、物理和数学原理为基础，研究物料在工业规模条件下，它所发生物理或化学点击此处添加图片说明状态变化的工业过程及这类工业过程所用装置的设计和操作的一门技术学科。
化学工程学的进展：三阶段：单元操作：20世纪初期。
单元操作的物理化学原理及定量计算方法，奠定了化学工程做为一门独立工程学科的基础。
“三传一反”概念：20世纪60年代多分支：20世纪60年代末。
形成了单元操作、传递过程、反应工程、化工热力学、化工系统工程、过程动态学及控制等完整体系。
目录英文名称0.1 化学工程学科的进展单元操作图书信息内容简介图书目录绪论第1章流体流动原理及应用第2章传热及传热设备第3章传质原理及应用第4章固体颗粒流体力学基础与机械分离第5章固体干燥第6章其他单元附录化工原理（第三版上册）化工原理（第三版）（下册）内容简介目录一、上册二、下册英文名称0.1 化学工程学科的进展单元操作图书信息图书目录绪论第1章流体流动原理及应用第2章传热及传热设备第3章传质原理及应用第4章固体颗粒流体力学基础与机械分离第5章固体干燥第6章其他单元附录化工原理（第三版上册）化工原理（第三版）（下册）内容简介目录一、上册二、下册展开编辑本段英文名称Chemical Engineering Principles编辑本段0.1 化学工程学科的进展单元操作化工生产是以化学变化或化学处理为主要特征的工业生产过程。
在化学工业中，对原料进行大规模的加工处理，使其不仅在状态与物理性质上发生变化，而且在化学性质生也发生变化，成为合乎要求的产品，这个过程即叫化工生产过程。
以氯碱生产为例说明化工生产过程的基本步骤。
可见，虽然电解反应为核心过程，但大量的物理操作占有很大比重。
另外象传热过程，不仅在制碱中，在制糖、制药、化肥中都需要，在传热过程物料的化学性质不变，遵循热量传递规律，通过热量交换的方式实现，所用设备均为换热器，作用都是提高或降低物料温度，为一普遍采用的操作方式。
化工原理复习题_谭天恩版（可编辑）
化工原理复习题_谭天恩版二简答题1产生气缚现象与气蚀现象的原因是什么答气缚现象产生的原因是泵内未灌满水存有空气空气的密度远小于水产生的离心力小泵轴中心处的真空不足以将水吸入泵内气蚀现象产生的原因是泵入口处的压强小于输送条件下的饱和蒸汽压时就会产生气泡气泡在破裂过程中损坏叶片2离心泵的操作三要点是什么答操作三要点一是灌水防气缚二是泵启动前关出口阀降低启动功率三是停机前关出口阀防高压液体倒流损坏叶轮3指出换热器强化有那些途径其主要途径是什么换热器强化的途径一是增大传热面积二是增大传热推动力三是增大传系数K其主要途径是增大传系数K4在列管换热器中拟用饱和蒸汽加热空气试问①传热系数接近哪种流体的膜系数②传热管壁温接近哪种流体的温度答传热系数接近膜系数小的流体即空气的膜系数传热管壁温接近膜系数大的那一侧流体温度即饱和蒸汽的温度因为空气的膜系数远远小于蒸汽的膜系数7离心泵启动前要灌引水其目的是什么泵启动后却没有水出来其可能的原因又是什么答启动前必须灌水其目的是防止发生气缚现象如果不灌液则泵体内存有空气由于ρ空气ρ液所以产生的离心力很小因而叶轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内达不到输液目的泵启动后却没有水出来其可能的原因一管路堵塞二是电机接线反了使叶轮倒转三是泵的安装高度可能高了8某厂刚完成大修任务其中一台通过电机带动的离心泵在开启出口阀后不能送液其可能的原因是什么答原因可能有两个其一启动前没灌泵此时应停泵灌泵关闭出口阀后再启动其二电机接线不正确致使叶轮倒转10某固体微粒从不同的高度落下其沉降速度如何为什么答沉降速度相同因为沉降速度只与颗粒直径颗粒密度流体性质有关而与沉降高度无关13在强化传热的过程中为什么要想办法提高流体的湍动程度答由于总热阻为对流热阻所控制而对流传热的热阻主要集中在层流底层内提高流体的湍动程度能减薄层流底层的厚度降低热阻从而可以提高传热效果14产生气缚现象与气蚀现象的原因是什么答缚现象产生的原因是泵内未灌满水存有空气空气的密度远小于水产生的离心力小泵轴中心处的真空不足以将水吸入泵内气蚀现象产生的原因是泵入口处的压强小于输送条件下的饱和蒸汽压时就会产生气泡气泡在破裂过程中损坏叶片15影响颗粒沉降速度的因素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ρμ压力颗粒的浓度浓度大到一定程度使发生干扰沉降等16离心泵的真空度随着流量的增大是增加还是减小为什么答增大因为流量增大时泵入口处的动能增大同时流动阻力也增大根据柏努利方程总能量不变则入口处的静压能将减小也就是真空度增大17简述离心泵的工作原理答离心泵工作分吸液与排液过程吸液过程的推动力是液面压力常为大气压与泵内压力负压之差而泵内的负压是由于电机带动泵轴泵轴带动关键部件叶轮旋转产生离心力叶片之间的液体从叶轮中心处被甩向叶轮外围叶轮中心处就形成真空排液过程的推动力则是由于液体以很高的流速流入泵壳的蜗形通道后因截面积扩大大部分动能转变为静压能而形成压差将液体从压出口进入压出管输送到所需的场所18如图1-1截面的压强必大于2-2截面的压强1-1截面的压强必小于2-2截面的压强上述两种说法不正确你认为哪种正确答两种说法不正确根据柏努利方程可知二截面的总能量不变由于不清楚流动方向所以不能确定压强大小如果由1－1流向2－2管径减小由连续性方程得流速增大动能增大存在流动阻力则1-1截面的压强必大于2-2截面的压强如果从2－2流向1－1则需要讨论19为什么随着过滤时间的增加过滤速率减少答随着过滤时间的增加滤渣越厚过滤阻力增大从而过滤速率减小21一台离心泵输送20℃清水时泵操作正常当用此泵输送70℃热水时泵产生噪音且流量与压头均降低试定性分析其原因并从理论上提出改善办法答其原因是产生了气蚀现象此时泵入口处的压强小于输送条件下的饱和蒸汽压改善办法理论上提高安装高度可以采取提高液面上方压强减少弯头管件与阀件或是将泵安装在液面下方23列管式换热器什么情况下需要有温度补偿装置常用的热补偿装置有哪几种答当壳体和管壁之间的温差在50℃以上时由于两者热膨胀程度不同产生温差应力因此要考虑温度补偿问题有三种形式温度补偿补偿圈补偿浮头补偿U型管补偿三计算题1密度为1200kgm3com在内径为75mm的钢管中的流量为25m3h最初液面与最终液面的高度差为24m管道的直管长为112m管上有2个全开的截止阀和5个90°标准弯头其当量长度为200m摩擦系数为003求泵所需的实际功率设泵的效率η 50解在碱液面1-1与塔内液面2-2间列柏努利方程并以碱液面为基准面u1≈0 u2≈0 p1 0 表压 p2 0 表压 z1 0 z2 24Hf λl＋led∑ζu22gu 4qvπd2 4×25314×00752×3600 157ms进口ξ 1 05 出口ξ 2 1λ 002Hf [003× 200112 007515]×15722×981 1587mHe Z2－Z1＋Hf 24＋1587 3987m泵所提供的外加压头为3987 m若泵的效率为70则轴功率为P Peη qvHeρgη25×3987×1200×9813600×05 6519W2用一台离心泵将密度为1100 kgm3的水溶液从敞口贮槽中送往表压强为300kPa的塔中溶液管出口至贮槽液面间的垂直距离为20m送液量为30m3h管路为Ф68×4mm钢管直管长度及局部阻力当量长度总计为140m管路的摩擦系数λ为0022离心泵的效率为60％求泵的轴功率解在贮槽液面1-1与管出口外侧2-2间列柏努利方程并以1-1为基准面u1≈0 u2≈0 p1 0 表压 p2 300kPa 表压 z1 0 z2 20 Hf λl＋led∑ζu22gu 4qvπd2 4×30314×0062×3600 30msHf [0022×140006]×3022×98 236mHe Z2－Z1＋Hf 20＋236 436m泵所提供的外加压头为436 m若泵的效率为60则轴功率为P Peη qvHeρgη 30×436×1100×983600×06 6528W3某离心泵的额定流量为168m3h扬程为18m试问此泵能否将密度为1100kgm3流量为250Lmin的碱液自敞口碱池输送到表压为30kPa塔内碱液面到塔液面间的垂直距离为10m管路为Ф75×35mm钢管泵的吸入管路和压出管路总长为120m 均包括局部阻力的当量长度管路的摩擦系数λ为003 分析能否完成输送任务在此比较流量与压头大小就行流量Qe 250Lmin 15m3h＜168 m3h 1分在碱液面1-1和塔液面2-2间列柏努利方程u 4qvπd2 4×15314×00682×3600 115msHf λ lle u22dg 003×120×11522×981×0068 357mZ2-Z1 10u1≈0 u2≈0 p2-p1 30kPaHe 10＋0＋30×10001100×981＋357 163m＜18m故该泵能够完成输送任务4将密度为1200kgm3的碱液自碱池用离心泵打入塔内碱液面到塔液面间的垂直距离为10m塔内压力表读数为60kPa管路为Ф68×4mm钢管流量为30 m3 h 泵的吸入管路和压出管路总长为120m 均包括局部阻力的当量长度管路的摩擦系数λ为002若泵的效率为70试求泵的轴功率解在碱液面1-1与塔液面2-2间列柏努利方程Hf λl＋led∑ζu22gu 4qvπd2 4×30314×0062×3600 295msHf 002×120×2952006×2×981 1774mHe Z2－Z1＋ p2－p1 ρg＋Hf10＋60×10001200×981＋1774 3284m泵所提供的外加压头为3284 m若泵的效率为70则轴功率为Pa Pη qmHeρgη 30×3284×1200×9813600×07 4602W518分欲用离心泵将20℃水以30m3h的流量由水池打到敝口高位槽两液面均保持不变液面高差为18m泵的吸入口在水池液面上方45m处泵的吸入管路全部阻力为1mH2O柱压出管路全部阻力为3mH2O柱泵的效率为06求泵的轴功率若已知泵的允许汽蚀余量为25m问上述安装高度是否合适动压头可忽略水的密度可取1000kgm3饱和蒸汽压为2335kPa分析水池液面为1-1 高位槽液面为2-2并以1-1为基准面根据柏氏方程Z1＋P1ρｇ＋u122ｇ＋He ＝Z2＋P2ρｇ＋u222ｇ＋∑Hfu1≈0 u2≈0 p1 0 表压 p2 0 表压 z1 0 z2 18 H＝ΔZ＋∑H f 1 – 2 ＝18＋1＋3＝22m∴P轴＝qvHρ102η＝ 303600 ×22×1000 102×06 ＝3kwHg p0-pv gρ --△hHf0-11013－2335 ×10001000×981－25－10 659m为防止发生气蚀现象实际安装高度比理论值低1m即为569m而泵实际安装在液面上45m处故泵能够正常操作6用一台离心泵将密度为1100 kgm3的水溶液从敞口贮槽中送往表压强为300kPa的塔中塔液面至贮槽液面间的垂直距离为20m送液量为30m3h管路为Ф68×4mm钢管直管长度80m弯头阀门等管件的当量长度总计为60m管路的摩擦系数λ为0022离心泵的效率为60％求泵的轴功率分析贮槽液面为1-1 塔液面为2-2并以1-1为基准面根据柏氏方程gZ1 12 u12 P1ρ W gZ2 12 u22 P2ρ∑hfu1≈0 u2≈0 p1 0 表压 p2 300 表压 z1 0 z2 20 ∑hf ∑hf1∑hf2∑hf1 λlu22d∑hf2 λled∑ξ u22u 4qvπd2 4×303600×314×0062 295ms 进口ξ 1 05 出口ξ 2 1λ 0022∑hf 0022×140006＋0510 ×29522 2299Jkg W gz2＋P2ρ＋∑hf 981×20＋300×10001100＋2299 6988JkgP Wqvρη 6988×30×11003600×06 106761Js7 18分用一离心泵以40m3h的流量将20℃的水从开口贮槽送到某开口容器贮槽和容器的水位恒定液面高度差为30m管道均为φ80×25mm的无缝钢管吸入管长为20m排出管长为100m 均包括局部阻力的当量长度摩擦系数为002泵前后两测压口的垂直距离为05m泵安装在液面上方45m处允许汽蚀余量为25m20℃水的密度为1000kgm3饱和蒸汽压为2335kPa试求①泵的效率为70水泵的轴功率②泵能否正常操作解 1 在开口贮槽液面1-1与开口容器液面2-2间列柏努利方程Hf λl＋led∑ζu22g λ 002u 4qvπd2 40×4 314×00752×3600 2516msHf 002×120×251620075×2×981 1032mHe Z2－Z1＋ p2－p1 ρg＋Hf 30＋0＋0＋1032 4032mP qvHρgη 40×4032×1000×9813600×07 6278W泵实际安装在液面上45m处贮槽液面0-0与泵入口处1-1间允许安装高度为Hg p0-pv gρ --△hhf0-1Hf0-1 002×20×251620075×2×981 172mHg 1013－2335 ×10001000×981－25－172 587m为防止发生气蚀现象实际安装高度比理论值低1m即为487m故泵能够正常操作818分图示吸液装置中吸入管尺寸为管的下端位于水面下并装有底阀及拦污网该处的局部压头损失为若截面处的真空度为由截面至截面的压头损失为求1吸入管中水的流量2吸入口处的表压解以水面0-0为基准面在0-0与截面间列伯努利方程表压代入上式得①在截面与截面间列伯努利方程表压代入上式得②由①与②解得由①式可以解得表压9用离心泵把水从贮槽送至附图所示表压为1kgfcm-2的水洗塔中贮槽液面恒定其上方为大气压在某输送量下泵对每kg水作的功为3177Jkg管内的摩擦系数为0018泵的吸入管路和压出管路总长分别为10m及100m包括直管长及所有局部阻力当量长度管子采用Φ108×4mm的钢管若在泵的出口处装一压力表而测压处与泵入口处之间的位差和摩擦阻力均可忽略不计试求压力表的读数为多少kNm2解定贮槽液面为1-1管出口外侧为2-2液面为基准面列柏式Z1gP1ρu122we Z2gP2ρu222∑Wf而∑Wf λ LLe u2 2d 0018× 10100 u2 2×01 99 u2∴ 0003177 20×9807981001000099 u22∴u2 15ms再在测压口3-3与2-2间列柏式Z3gP3ρu322 Z2gP2ρu222∑Wf而∑Wf λL u22d 0018×100×152 2×01 2025Jkg∴ 0P310001522 18×980798100100002025∴ P3 2961×103Nm2 2961 Nm2表压10用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部槽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76×25 mm在操作条件下泵入口处真空表的读数为2466×103 pa水流经吸入管与排出管不包括喷头的能量损失可分别按与计算由于管径不变故式中u为吸入或排出管的流速ms排水管与喷头处的压强为9807×103 pa表压求泵的有效功率水的密度取为1000 kgm3解已知d＝0071 mp1 -2466×103 pa在水面与真空表间列柏努利方程在水面与喷头间列柏努利方程1115分在逆流换热器内用20℃的水比热容42kJ kg·K 将流量为4500kgh 的液体由80℃冷却30℃其比热容为19kJ kg·K 液体走壳程对流传热膜系数为1700W m2·K 已知换热器由直径为Ф25×25mm的钢管组成钢管的导热系数λ 45 W m·K 管程走水对流传热膜系数为850 W m2·K 若水的出口温度不超过50℃假设污垢热阻热损失可忽略试计算 1 水的用量 2 传热面积解 1 水用量qmrCPr t2-t1 qmlCPl t2-t14500×19× 80－30 qml×42× 50－20 qml 3393kgh2 传热面积A－－传热基本方程Q KA △tm①求传热速率热负荷热损失不计则Q Qr qmrCPr t2-t1 4500×19× 80－30 3600 11875kW②求平均推动力△tm 〖 T－t2 － T－t1 〗ln T－t2 T－t180－50 － 30－20 In 3010 182K③传热系数Ko 4716 W m2·K④求传热面积A 11875×10004716×182 138m212在单管程单壳程列管换热器中用120℃的饱和水蒸汽加热管内的有机液体管内液体总流量为15000kgh温度由20℃升至50℃其比热容为176kJ kg·℃测得有机液的对流传热系数为790W m2·℃蒸汽冷凝传热系数为1×104 W m2·℃换热管的直径为Ф25×25mm忽略管壁热阻污垢热阻及热损失试计算传热面积解传热面积A－－传热基本方程Q KA △tm①求传热速率热负荷Q QL qmLCPl t2-t1 15000×176× 50－20 3600 220kW②求平均推动力△tm 〖 T－t2 － T－t1 〗ln T－t2 T－t1 120－20 － 120－50 In10070 841K③求传热系数1Ko doαi di Ri＋ bdo λ dm Ro＋ 1αo1Ko 2520×790＋1100001Ko 000168 Ko 595 W m2·K④求传热面积Ao 220×1000595×841 439m21310分某列管式加热器由多根Ф25×25mm的钢管组成将苯由20℃加热到50℃苯在管内流动其流量为15m3h苯的比热为176kJ kg·K 密度为858kgm3加热剂为130℃的饱和水蒸汽在管外冷凝已知加热器以外表面积为基准的总传热系数为700W m2·K 试求换热器面积解求A－－传热基本方程Q KA △tm1求传热速率热负荷Q QL qmLCPl t2-t115×858×176× 50－20 3600 18876kW2求平均推动力△tm 〖 T1－t2 － T2－t1 〗ln T1－t2 T2－t1130－20 － 130－50 In11080 942K3已知传热系数Ko 700W m2·℃4求传热面积Ao 18876×1000700×942 286m 214某列管式加热器由18根长3米Ф25×25mm的钢管组成将苯由20℃加热到60℃苯在管内流动其流量为16m3h苯的比热为176kJ kg·K 密度为858kgm3加热剂为120℃的饱和水蒸汽在管外冷凝已知苯在管内的对流传热膜系数为900W m2·K 水蒸汽的对流传热膜系数为13000 W m2·K 试校核该换热器能否使用解求A－－传热基本方程Q KA △tm①求传热速率热负荷Q QL qmLCPl t2-t116×858×176× 60－20 3600 26846kW②求平均推动力△tm 〖 T1－t2 － T2－t1 〗ln T1－t2 T2－t1120－20 － 120－60 In10060 783K 或80K③已知蒸汽的膜系数远大于苯的膜系数所以Ko≈900W m2·K④求传热面积Ao 26846×1000900×783 381m2 382m2⑤校核换热器的面积为AO nπdOL 18×314×0025×3 424 m2故该换热器能满足要求15在逆流换热器内用20℃的水将流量为4500kgh的液体由80℃冷却30℃其比热容为19kJ kg·K 液体走壳程对流传热系数为1700W m2·K 已知换热器由直径为Ф25×25mm的钢管组成钢管的导热系数λ 45 W m·K 管程走水对流传热系数为850 W m2·K 若水的出口温度不超过50℃假设污垢热阻热损失可忽略试计算传热面积解传热面积A－－传热基本方程Q KA △tm①求传热速率热负荷热损失不计则Q Qr qmrCPr t2-t1 4500×19× 80－30 3600 11875kW②求平均推动力△tm 〖 T－t2 － T－t1 〗ln T－t2 T－t180－50 － 30－20 In 3010 182K③传热系数Ko 4716 W m2·K④求传热面积A 11875×10004716×182 138m216有一列管换热器由Ф25×25mm的120 根钢管组成110℃的饱和水蒸气在壳方冷凝以加热在管内作湍流流动的某液体且冷凝水在饱和温度下排出已知液体平均比热为4187 kJkg·K由15℃加热到90℃管内对流传热系数为ai 800Wm2·K 蒸气冷凝的对流传热系数ao 11×104Wm2·K忽略污垢热阻壁阻和热损失每小时收集冷凝水2100kg在饱和温度下蒸气冷凝潜热R 2232kJkg试求传热面积解求A－－传热基本方程Q KA △tm求传热速率热负荷Q Qr GrR 2100×22323600 1302kw②求平均推动力△tm 〖 T1－t2 － T2－t1 〗ln T1－t2 T2－t1110－15 － 110－90 In9520 481K③求传热系数1Ko doαi di＋1αo 1Ko 2520×800＋1110001Ko 000165 Ko 606 或1Ko 1 αi＋1αo④求传热面积Ao 1302×1000606×481 447m21715分在单管程单壳程列管换热器中用120℃的饱和水蒸汽加热管内的有机液体管内液体流速为05ms总流量为15000kgh温度由20℃升至50℃其比热容为176kJ kg·℃密度为858kgm3测得有机液的对流传热系数为790W m2·℃蒸汽冷凝传热系数为1×104 W m2·℃换热管的直径为Ф25×25mm忽略管壁热阻污垢热阻及热损失试计算1换热管的根数2传热面积解1换热管根数nG uAρ150****0005×nπ0022 4×858 n 312传热面积A－－传热基本方程Q KA △tm①求传热速率热负荷Q QL GLCPl t2-t1 15000×176× 50－20 3600 220kW②求平均推动力△tm 〖 T－t2 － T－t1 〗ln T－t2 T－t1120－20 － 120－50 In10070 841K③求传热系数1Ko doαi di Ri＋ bdo λ dm Ro＋ 1αo1Ko 2520×790＋1100001Ko 000168 Ko 595 W m2·℃④求传热面积Ao 220×1000595×841 439m2应用四方面主要是轴功率计算要多些校核泵泵能否使用一看qvHP是否满足二看是否发生汽蚀现象安装高度一定要有比较过程二传热设计计算或校核传热基本方程依据 Q KA △tm①求传热速率热负荷－－Q Q i②求平均推动力－－一流体变温逆流或利用热量衡算式求温度再求推动力Q qmrCpr T1-T2 qmlCpl t2-t1 qmR Q③求传热系数④求传热面积管长⑤比较A或Q。
化工原理谭天恩简答重点资料
均相物系：物系内部各处均匀且无相界面，包括溶液、气体混合物等。
非均相物系：物系内部有不同相界面且界面两侧的物料性质有差异。
包括：气固系统（空气中的尘埃）；液固系统（液体中的固体颗粒）；气液系统（气体中的液滴）；液液系统（乳浊液中的微滴）。
非均相物系分离的依据:连续相与分散相具有不同的物理性质（如密度）。
非均相物系分离方法：机械分离方法一一按两相运动方式的不同分为沉降和过滤。
非均相物系的分离目的：1、回收有用物质，如颗粒状催化剂的回收；2、净化气体，如除尘、废液、废气中有害物质的清除等。
沉降：在重力或离心力作用下，使悬浮在流体中的固体颗粒沿受力方向与流体发生相对运动，与流体分离的过程。
重力沉降：利用悬浮固体颗粒本身的重力完成分离的操作。
一一分离较大的颗粒离心沉降：利用悬浮的固体颗粒的离心力作用而获得分离的操作。
一一分离较小的颗粒沉降速度公式的应用条件：①球形颗粒；②自由沉降：颗粒沉降时彼此相距较远，颗粒间互不干扰；③忽略容器对颗粒的阻滞作用，前提：D/d>100；④颗粒不能太小，颗粒不因受流体分子运动的影响而使沉降速度变小。
离心沉降原理重力沉降速度一般很小，故设备体积庞大。
离心沉降速度大，可分离较小的微粒，且设备的体积可缩小。
离心沉降分离设备：旋流（旋风或旋液）分离器和沉降离心机。
前者的特征:设备静止、流体旋转;后者:机器带动流体一起旋转。
旋风分离器结构和工作原理：含尘气体高速切向进入分离器，在外筒与排气管间呈螺旋形旋转向下，到锥底后以相同的旋向折转向上至上部排气管流出。
夹带的颗粒在螺旋流中均受离心力作用向器壁方向抛出，在重力作用下沿壁面下落到排灰口。
评价旋风分离器性能的主要指标：分离性能和气体的压力降旋风分离器的特点：流量大、压头低。
（1）气体的膨胀或压缩引起的不可逆机械能损失；（2）气流旋转引起的动能损失；（3）摩擦阻力损失以及各个部位的局部阻力损失等。
阻力系数主要由旋风分离器的结构决定。
化工原理复习题 谭天恩版
一、单项选择题1、一定流量的水在圆形直管内呈层流流动，若将管内径增加一倍，流速将为原来的( )。
A. 1/2B. 1/4C. 1/8D. 1/162、采用出口阀门调节离心泵流量时，开大出口阀门，离心泵的流量( )，压头( )。
A. 增大B. 不变C. 减小D. 先增大后减小3、球形固体颗粒在重力沉降槽内作自由沉降，当操作处于层流沉降区时，升高悬浮液的温度，粒子的沉降速度将( )。
A. 增大B. 不变C. 减小D. 无法判断4、两厚度相同但导热系数不同的双层平壁稳定热传导过程，已知两层温度差△t1>△t2，则通过两层传热量( )。
A. Q1>Q2B. Q1=Q2C. Q1<Q2D. 无法判断10、三个不同形状、底面积相等的敞口容器，各装相同的液体到相同的高度，则它们底部所受液体的作用力（）①相等②不相等③无法判断11、离心泵启动前先关闭出口阀，其目的是为了（）①防止发生气缚现象②防止发生气蚀现象③降低启动功率12、转子流量计测流量时，其流量大小随（）而改变。
A、转子材质B、转子位置高低C、Ｕ管压差计读数13、设计一单程列管换热器，用一热流体加热一易生垢的有机液体，热流体初温150℃，终温50℃；有机液初温15℃，要求加热到40℃。
已知有机液75℃分解，应采用（）①逆流，冷流体走管内②并流，冷流体走管外③逆流，冷流体走管外④并流，冷流体走管内14、离心泵的工作点是指（）A、离心泵的最佳工况点B、离心泵轴功率最小的工作点C、管路特性曲线和泵性能曲线的交点15、干燥过程是（）过程。
A、传热B、传质C、传热与传质相结合16、有一并联管路如图2所示，两段管路的流量、流速、管经、管长及流动阻力损失分别为Ｖ(1)、u(1)、d(1)、L(1)、h(f1)及Ｖ(2)、u(2)、d(2)、L(2)、h(f2)。
若d(1)=2d(2)，L(1)=2L(2)，则（1）h(f1)/h(f2)＝（）Ａ、2；Ｂ、4;Ｃ、1/2;Ｄ、1/4;Ｅ、1（2）当管路中流体均作层流流动时，Ｖ(1)/Ｖ(2)=（）Ａ、2；Ｂ、4;Ｃ、8;Ｄ、1/2;Ｅ、1（3）当两段管路中流体均作湍流流动时，并取λ(1)＝λ(2)，则Ｖ(1)/Ｖ(2)=（）。
化工原理下册复习提纲(修改)
αx y= 1 + (α − 1) x
相平衡方程
α的大小可作为用蒸馏分离某一物系的难易程度标志。 的大小可作为用蒸馏分离某一物系的难易程度标志。
P ↓, α ↑ ，两相区扩大，有利于分离
液相组成x对应的y值愈大， α愈大则同一 液相组成x对应的y值愈大， α=1时 y=x，则汽液两相组成相同即y α=1时，y=x，则汽液两相组成相同即yA=xA，yB=xB， 这时用一般精馏方法无法分离。 这时用一般精馏方法无法分离。
二
气液相平衡
1、溶解度曲线 •吸收剂、温度T、p 一定时，不同物质的溶解度不同。 温度、溶液的浓度一定时，溶液上方分压越大的物质越难溶。 •对于同一种气体，分压一定时，温度T越高，溶解度越小。 •对于同一种气体，温度T一定时，分压pA越大，溶解度越大。 •加压和降温对吸收操作有利，而减压和升温则有利于解吸操作 加压和降温对吸收操作有利， 加压和降温对吸收操作有利 溶解度仅取决于溶质分压。
三、四线及最小回流比
L D R 1 y n +1 = xn + xD = xn + xD V V R +1 R +1 L W RD + qF F −D yn +1 = xn − xw = xn − xw ( R + 1) D − (1 − q ) F ( R + 1) D − (1 − q ) F V V
2、亨利定律 相平衡关系数学描述 （1） y e = mx （2） pe = HC （3）
pe = Ex
（1）三种表达形式
E、m、H的数值越小，溶质的溶解度越大 E≈ Hρ s Ms E m= P m除与温度有关外，还与总压有关
E = f（t） H = f（t） t↓ ↓
化工原理下册总结知识点
化工原理下册总结知识点第一章：化工原理的基本概念本章主要介绍了化工原理的定义、研究对象、基本问题和基本概念。
化工原理是揭示化学工艺生产过程中涉及的物质和能量转化规律的科学原理。
化工原理的研究对象是化学工艺生产过程。
化工原理的基本问题包括反应动力学、传质和传热、流体力学等。
化工原理的基本概念包括物质平衡、能量平衡、反应速率、传质速率、传热速率、动量传递等。
第二章：物质的热力学性质本章主要介绍了物质的热力学性质，包括物质的状态函数、状态方程、状态图，热力学基本定律，热力学函数等。
物质的状态函数包括内能、焓、熵等。
物质的状态方程包括理想气体状态方程、克拉珀龙方程等。
物质的状态图包括P-V图、P-T图、T-S图等。
热力学基本定律包括热力学第一定律、热力学第二定律等。
热力学函数包括焓、自由能、吉布斯函数等。
第三章：理想气体混合物的平衡本章主要介绍了理想气体混合物的平衡，包括平衡态条件、混合物的平衡常数、Gibbs函数和反应平衡常数等。
平衡态条件包括稳定平衡态和不稳定平衡态。
混合物的平衡常数包括形成常数、平衡常数、活度等。
Gibbs函数和反应平衡常数包括Gibbs自由能、反应平衡常数等。
第四章：液体混合物的平衡本章主要介绍了液体混合物的平衡，包括液体混合物的正则方程、活度系数、汽液平衡和液-液平衡等。
液体混合物的正则方程包括盖丁方程、运动方程等。
活度系数包括活度系数的概念、求取方法等。
汽液平衡包括汽液平衡的条件、汽液平衡的计算等。
液-液平衡包括液-液平衡的条件、液-液平衡的计算等。
第五章：化工动力学本章主要介绍了化工动力学，包括化工反应动力学基本概念、速率方程和反应机理等。
化工反应动力学基本概念包括化学反应动力学的研究对象、动力学方程等。
速率方程包括速率常数、速率表达式等。
反应机理包括反应机理的确定方法、反应过程中的化学反应类型等。
第六章：传质基本概念和传质作用本章主要介绍了传质基本概念和传质作用，包括传质的基本概念、Fick定律、传质系数、传质规律等。
第五章第二节 化工原理 谭天恩
dAm dm (dl)
dm为d1和d2的对数平均值
1 1 d2 b d2 1 K 2 1 d1 d m 2
dQ K 2 dA2 (T t )
Q K 2 A2 t m
K1 q2 dA1 K 2 q1 dA2 d 2
污垢热阻
（5-17）
冷流体温升 t2 t1 P 两流体初温差 T1 t1
tm,逆：逆流时的平均温度差
传热效率-传热单元数法
五、传热效率-传热单元数法
Q KAt m
Q ms1c p1 (T1 T2 ) ms 2c p 2 (t2 t1 )
对于操作型问题，可用传热效率-传热单元数法（ε-NTU法）解决 （一）传热效率ε 传热效率ε定义为实际传热速率Q和理论上可能的最大传 热速率Qmax之比。
（5-19）
d (T t ) 如前述， m为常数；又 (dT dt ) d (T t )，于是 dQ m
代入传热速率式（5-13），得到
d (T t ) K (T t )dA m
（5-20）
或K (T t )dA
d (T t ) 将总温差（ T t）写成 t m
壁阻
dA2 d 2 (dl)
1 K1 总热阻
1
1
内侧热阻
dA1 2 dA2 外侧热阻 1
dAm dm (dl)
dm为d1和d2的对数平均值
对圆管dA d1 (dl) 1
1 1 b d1 1 d1 K1 1 d m 2 d 2
dQ K1dA1 (T t )
12~60
800~1800 350左右 280~850 12~35 1400~4700 30~300
化工原理期末复习(下册)
化工原理（二）课程期末复习提要责任教师胡天觉2008年12 月一、说明1. 教材本课程教材选用天津大学的《化工原理》下册。
《化工原理》（二）即教材的下册内容，包括蒸馏、吸收、萃取等章节。
2．考核目的通过本次考试，了解学生对本课程基本内容的掌握程度，对重难点的掌握程度以及运用本课程的基本知识、基本理论和基本方法来认识、分析和解决有关环境规划与环境保护中的具体问题的能力。
同时还考察学生在平时的学习中是否注意了理解和记忆相结合，理解和运用相结合。
3．考核方式期末闭卷考试。
4．命题依据依据教材内容、教育部下发的教学大纲及实施意见和期末复习指导命题。
5．考试要求考试主要是考核学生对基本知识、基本理论和基本方法的理解和应用能力。
在能力层次上，从了解、熟悉、掌握三个角度来要求。
了解是要求学生对本课程的基本知识和相关知识有所了解；熟悉是要求学生对基本理论、基本方法，在知道“是什么”的基础上，还知道“为什么”；掌握是要求学生能综合运用所学的内容，根据所给的条件，具体分析和阐述实际环境规划问题。
6．试题类型及结构试题分为四类，有：填空题；选择题；问答题；计算题。
二、各章复习内容和要求第一章蒸馏要求一、掌握的内容１. 质量分率和摩尔分率的定义及相互间的换算；2. 双组分理想溶液的气液相平衡——拉乌尔定律、道尔顿定律、露点线、泡点线、气液相平衡图、挥发度、相对挥发度的定义及物理意义；３. 精馏原理，并运用此原理分析精馏过程；４. 精馏段操作线方程、提馏段操作线方程的推导，全塔物料衡算，精馏段、提馏段的物料衡算，加料板物料衡算、热量衡算及ｑ线方程的推导，进料热状态与ｑ值之间的关系；５. 双组分连续精馏塔的计算——理论板的概念，恒摩尔流假设，逐板计算法、图解法计算理论塔板数和简洁法求理论板层数，最小回流比Rmin的计算，适宜回流比的选择，回流比的大小对塔板数及操作费用的影响；6. 板式精馏塔塔高及塔径的计算，全塔效率及单板效率的定义及其计算。
谭天恩版“化工原理”第9章《吸收》复习题教案
《化工原理（下）》第九章“吸收”复习题一、填空题1.（3分）20℃时,CO2气体溶解于水的溶解度为0.878(标m3)/m3(H2O),此时液相浓度C=________kmol/m3.液相摩尔分率x=_________.比摩尔分率X=__________.***答案*** 0.0392 0.000705 0.0007062.（2分）在常压下,20℃时氨在空气中的分压为69.6mmHg,此时氨在混合气中的摩尔分率y=________,比摩尔分率Y=_______. ***答案*** 0.0916 ; 0.1013.（2分）用相平衡常数m表达的亨利定律表达式为_______.在常压下,20℃时, 氨在空气中的分压为50mmHg,与之平衡的氨水浓度为7.5(kgNH3/100kgH2O).此时m=______.***答案*** y=mx ;0.8944.（3分）用亨利系数E表达的亨利定律表达式为_______.在常压下,20℃时, 氨在空气中的分压为50mmHg, 与之平衡的氨水浓度为7.5(kgNH3/100kgH2O).此时亨利系数E=________,相平衡常数m=______. ***答案*** p=Ex ;680mmHg ;0.8945.（2分）用气相浓度△p为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的传质速率方程为________________,以总传质系数表达的传质速率方程为___________________.***答案*** N A=k G (p-p i) N A =K G(p-p L*)6.（2分）用液相浓度△C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.***答案*** N A =k L(C i-C L) N A=K L(C G*-C L)7.（2分）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.***答案*** N A =k y(y-y i); N A =K y(y-y*)8.（2分）用液相浓度△x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.***答案*** N A= k x (x I-x) N A=K x(x*-x)9.（2分）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.***答案*** N A=k Y(Y-Y i); N A=K Y(Y-Y*)10.（2分）用△y, △x为推动力的传质速率方程中,当平衡线为直线时传质总系数K y与分系数k y、k x的关系式为_________________,K x与k y、k x的关系式为__________________.***答案*** 1/K y=1/k y+m/k x; 1/K x=1/(m.k y)+1/k x11.（2分）用△Y, △X为推动力的传质速率方程中,当平衡线为直线时,传质总系数K Y与分系数k Y、,k X的关系式为_________________,K X与k Y, k X的关系式为__________________.***答案*** 1/K Y=1/k Y + m/k X; 1/K X=1/(m.k Y)+1/k X12.（2分）用△p, △C为推动力的传质速率方程中,当平衡线为直线时,传质总系数K G与分系数k G、、、k L的关系式为_________________,K L与k G、、、k L的关系式为________________. ***答案*** 1/K G=1/k G+1/H.k L; 1/K L=H/k G+1/k L13.（2分）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y1=0.06,要求出塔气体浓度y2=0.008,则最小液气比为________.***答案*** 1.73314.（4分）某吸收塔中,物系的平衡线方程为y=2.0x,操作线方程为y=3.5x+0.001,当y1=0.06,y2=0.0015时,x1=_____,x2=____, L/G=____,气相传质单元数N OG=_______.***答案*** 0.01685 ; 0.0001429; 3.5; 7.1215.（3分）吸收过程主要用于三个方面:__________,___________, _________.***答案*** 制备产品; 分离气体混合物; 除去气体中的有害组分16.（3分）填料的种类很多，主要有________,_________,_________,_________,_________，____________. ***答案*** 拉西环; 鲍尔环; 矩鞍环; 阶梯环;波纹填料;丝网填料.17.（2分）质量传递包括有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿______＿＿＿等过程。
化工原理第三版下册答案
化工原理第三版下册答案化工原理是化学工程专业的重要基础课程，对于学生来说，掌握化工原理的知识是非常重要的。
下面是化工原理第三版下册的答案，希望对大家的学习有所帮助。
第一章，化工原理概述。
1. 什么是化工原理？化工原理是研究化工过程中的基本原理和规律的学科，它包括化工热力学、传质动力学、化工流体力学等内容。
2. 化工原理的研究对象有哪些？化工原理的研究对象包括化工过程中的物质转化、能量转化、动量转移等过程。
3. 化工原理的研究意义是什么？化工原理的研究可以帮助人们更好地理解化工过程中的现象和规律，指导工程实践，提高化工生产效率。
第二章，化工热力学。
1. 什么是热力学平衡？热力学平衡是指系统在一定条件下达到的平衡状态，系统的各项性质不随时间变化。
2. 热力学第一定律的表达式是什么？热力学第一定律的表达式是ΔU=Q+W，其中ΔU表示内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外界做功。
3. 热力学第二定律的表达式是什么？热力学第二定律的表达式是ΔS≥0，其中ΔS表示系统熵的变化。
第三章，传质动力学。
1. 什么是传质？传质是指物质在空间中由高浓度向低浓度传播的过程。
2. 什么是质量传递系数？质量传递系数是描述传质速率的物理量，它与传质物质的性质、传质介质的性质以及传质条件有关。
3. 什么是对流传质？对流传质是指物质在流体中由于流体的运动而发生传质的过程。
第四章，化工流体力学。
1. 什么是雷诺数？雷诺数是描述流体流动状态的无量纲参数，它与流体的密度、速度、长度尺度和黏度有关。
2. 流体的黏度与温度有何关系？一般情况下，流体的黏度随温度的升高而减小。
3. 什么是流体的黏滞流动？流体的黏滞流动是指流体在受到外力作用下，流体内各层之间发生相对运动的现象。
结语。
通过学习化工原理第三版下册的答案，我们可以更好地掌握化工原理的基本知识，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
希望大家能够认真对待化工原理课程，不断提升自己的专业能力。
谭天恩化工原理
谭天恩化工原理
化工原理是研究化学工程与工艺的基本理论和原则，旨在揭示化学反应的机理和动力学过程，并探索将这些反应用于工业生产过程的方法。
化工原理涵盖了各种化学反应，包括物理变化和化学变化。
通过分析反应物的性质、反应条件和催化剂等因素，可以预测和优化反应的产物和反应速率。
在化工原理中，热力学是一个重要的概念。
它研究热和能量在化学反应中的转化关系，从而确定反应的方向和能量变化。
根据热力学原理，反应会向熵增大和自由能减小的方向进行。
另一个关键概念是动力学，它研究反应速率和反应机制。
通过测量反应速率和研究反应的中间产物和过渡态，可以确定反应的速率方程和反应机理。
化工原理还涉及到质量传递和能量传递的问题。
质量传递研究物质在不同相态之间的传递过程，如气相吸附、溶解和蒸发等。
能量传递则是研究热传导、传热和传质的现象，其中包括传热器、冷却器和加热器等设备的设计和优化。
化工原理不仅涉及到理论研究，还应用于工程实践。
例如，在化工工艺设计中，根据化工原理可以确定反应器的尺寸和操作条件，选择适当的催化剂和反应器类型。
总之，化工原理是化学工程的基础，通过研究化学反应的原理和特性，可以为化工过程的设计和优化提供理论依据。