化工原理全解析
化工原理重难点解析
1.用纯溶剂逆流吸收，已知y 1=0.08;L/G=m(相平衡常数),回收率为0.9，则对数平均推动力Δy m =________;传质单元数N OG =_______。
2.含溶质A 且摩尔分率为x A =0.2的溶液与压强为2atm ，y A =0.15的气体等温接触，平衡关系为：p e =1.2x A ，则此时将发生 过程。
用液相组成表示的总传质推动力分别为△x = （摩尔分率）。
如系统温度略有增高，则△y 将 。
如系统总压略有增高，则△x 将 。
3.当温度升高时，亨利系数 ，相平衡常数m ，溶解度系数H 。
4.操作中的精馏塔，若维持相对挥发度α、进料量F 、组成x F 、塔底上升蒸汽量V ,塔顶产品量D ，加料位置等均不变，而使进料热状态q 上升，则塔顶产品组成x D _________，塔底产品组成x W _________。
（上升、不变、下降、不确定）5. 操作中的精馏塔，若将冷回流改为泡点回流，而回流液量、塔顶产品量及原料入塔条件均维持不变，则提馏段液气比V L ____，塔顶产品组成x D _______。
（上升、不变、下降、不确定）6. 某连续精馏塔，若精操线的截距为0，则精操线斜率为 ，提操线斜率为 ，回流比为 ，馏出液量为 。
7. 某精馏塔的设计任务为：原料Ｆ,ｘF ,要求塔顶为ｘD ，塔底为ｘW 。
设计时若选定的Ｒ不变，加料热状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料，则所需理论板数ＮT 减少，提馏段上升蒸汽量Ｖ'增加，提馏段下降液体量Ｌ'增加，精馏段上升蒸汽量Ｖ不变，精馏段下降液体量Ｌ不变。
（增加,不变，减少）8.恒沸精馏和萃取精馏主要针对沸点相差很小和具有恒沸物的物系，采用加入第三组分的办法以改变原物系的相对挥发度。
9.在只有一股进料无侧线出料的连续精馏操作中，当体系的压力（P ）、进料组成（x f ）、塔顶、塔底产品组成（x D 、x w ）及回流比（R ）一定时，进料状态q 值愈大，提馏线的斜率就愈________，完成相同的分离任务所需的总理论板数N T 就愈__________，故5种进料状态中_________进料所需的理论板数最少。
化工原理管路计算解析
W
4
（2）流量计算
已知：管子d 、、l，管件和阀门 ，供液点z1. p1， 需液点的z2.p2，输送机械 W； 求：流体流速u及供液量qV。
p1
z1g
u12 2
W
p2
z2 g
u22 2
hf
h f ,i
l d
u2 2
hf ,j
u2 2
du
,
d
u
4qV
d 2
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5
试差步骤：
（1）列柏努利方程,求得∑hf ；
14
特点：
（1）主管中的流量为各支路流量之和； qm qm1 qm2
不可压缩性流体 qV qV1 qV 2
（2）流体在各支管流动终了时的总机械能与能量损 失之和相等。
pA
zA
g
1 2
uA2
hfOA
pB
zB g
1 2
uB2
hfOB
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15
作业： 1-35；1-37；1-39
用试差法解决。
p1
z1g
u12 2
W
p2
z2 g
u22 2
hf
h f ,i
l d
u2 2
hf ,j
u2 2
du
,
d
u
4qV
d 2
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7
三、阻力对管内流动的影响 pa
1
1
pA
pB 2
阀门F开度减小时：
A F B 2
（1）阀关小，阀门局部阻力系数↑ → hf,A-B ↑ →流速u↓ →即流量↓；
（2）在1-A之间，由于流速u↓→ hf,1-A ↓ →pA ↑ ；
1化工原理课程设计(换热器)解析
一、设计题目：设计一台换热器二、操作条件：1、煤油：入口温度140℃，出口温度40℃。
2、冷却介质：循环水，入口温度35℃。
3、允许压强降：不大于1×105Pa。
4、每年按330天计，每天24小时连续运行。
三、设备型式：管壳式换热器四、处理能力：114000吨/年煤油五、设计要求：1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。
2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸设计。
3、设计结果概要或设计结果一览表。
4、设备简图（要求按比例画出主要结构及尺寸）。
5、对本设计的评述及有关问题的讨论。
第1章设计概述1、1热量传递的概念与意义[1](205)1、1、1 传热的概念所谓的传热（又称热传递）就是间壁两侧两种流体之间的热量传递问题。
由热力学第二定律可知，凡是有温差存在时，就必然发生热量从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技领域中极普遍的一种传递现象。
1、1、2 传热的意义化工生产中的很多过程和单元操作，都需要进行加热和冷却，如：化学反应通常要在一定的温度进行，为了达到并保持一定温度，就需要向反应器输入或输出热量，又如在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中，都要向这些设备输入或输出热量。
所以传热是最常见的重要单元操作之一。
无论是在能源，宇航，化工，动力，冶金，机械，建筑等工业部门，还是在农业，环境等部门中都涉及到许多有关传热的问题。
此外，化工设备的保温，生产过程中热能的合理利用以及废热的回收利用等都涉及到传热的问题，由此可见；传热过程普遍的存在于化工生产中，且具有极其重要的作用。
归纳起来化工生产中对传热过程的要求经常有以下两种情况：①强化传热过程，如各种换热设备中的传热。
②削弱传热过程，如设备和管道的保温，以减少热损失。
1、2 换热器的概念与意义[2]1、2、1 换热器的概念在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交设备，简称为换热器。
在换热器中至少要有两种不同的流体，一种流体温度较高，放出热量：另一种流体则温度较低，吸收热量。
化工原理讲解
1.（1）所有的单元操作都可分解为：动量传递、热量传递、质量传递这三种传递过程和他们的结合。
传递过程是联系各单元操作的一条主线。
（2）化工原理课程的研究方法：试验研究法（经验法）、数学模型法（半经验半理论法）、解析法。
研究工程问题的方法是联系各单元操作的另一条主线。
（3）化工过程计算分为设计型计算和操作型计算（4）单位换算！2.压力表：表压=绝压-大气压真空度=大气压-绝压表压=-真空度3.怎么防止出现气缚和汽蚀：离心泵无自吸能力，启动前必须向泵内灌满被输送的液体4.气蚀：叶轮入口附近的液体压力等于或小于输送，温度下液体的饱和蒸汽压液体会汽化，含气体的液体进入叶轮高压区，气泡会破灭，产生局部真空，周围的液体会占据原气泡的空间，在巨大冲动反复作用下，使叶片表面材质疲劳，从开始点蚀到形成裂缝，导致叶轮或泵壳破坏。
气缚：离心泵之前没有向泵内灌满被输送的液体，由于空气密度低，叶轮旋转后产生的离心力小，叶轮中心不足以形成储槽内液体的低压，因而虽启动离心泵也不能输送液体。
5.（1）关闭出口阀门：轴功率随流量的增大而上升，减少启动电流，保护电动机（2）停泵时：防止液体倒流，保护叶轮、6.离心泵工作点选择：离心泵的工作点使泵的特性曲线H-Q与管路特性曲线He-Qe的曲线交点。
离心泵使用：①灌满水②开启前出口阀关闭（目的：保护电机；泵里的水可以避免喷出，烧坏电机）③下门调节流量7.提高传热效率的措施：（1）改变空气流速（2）增大传热面积（3）增大平均温度差（4）增大传热系数8.流动形态判据：求Re9.稀溶液满足——亨利定律：P*=EX P*=C/H y*=mx10.对流传质速率方程（牛顿冷却定律）：NA =kL（CAi-CAb）11.蒸馏、吸收原理：（1）气体吸收原理：根据气体混合物中各组分在某液体溶剂中的溶解度不同而将气体混合物及逆行分离。
（2）蒸馏原理：利用混合物中各组分挥发度的差异而实现组分的分离与提纯。
12.回流是精馏与普通蒸馏的本质区别13.全回流及其作用？（1）全回流：上升至塔顶的气相冷凝后全部回到塔内的操作方式（2）作用：可以缩短稳定时间并且便于操作控制15.负荷性能图由以下五条线组成：漏液线、雾沫夹带线、液相负荷上限线、液相负荷下限线、液泛化液泛现象（液冷）出现的原因：由于液体不能顺利向下流动，使填料层的持液量不断增大，填料层内几乎充满液体，气速增加很小引起压降的剧增。
化工习题解析
课后解析化工原理学院：环境与化学工程学院班级：化学工程与工艺1201班学号：姓名：日期： 2014年6月20日第一章流体流动2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/㎥的油品，油面高于罐底 6.9 m，油面上方为常压。
在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ，问至少需要几个螺钉？分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即P油≤σ螺解：P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762150.307×103 Nσ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×nP油≤σ螺得 n ≥ 6.23取 n min= 7至少需要7个螺钉3．某流化床反应器上装有两个U 型管压差计，如本题附图所示。
测得R1 = 400 mm ， R2 = 50 mm，指示液为水银。
为防止水银蒸汽向空气中扩散，于右侧的U 型管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3= 50 mm。
试求A﹑B两处的表压强。
分析：根据静力学基本原则，对于右边的Ｕ管压差计，a–a′为等压面，对于左边的压差计，b–b′为另一等压面，分别列出两个等压面处的静力学基本方程求解。
解：设空气的密度为ρg，其他数据如图所示a–a′处 P A + ρg gh1 = ρ水gR3 + ρ水银ɡR2由于空气的密度相对于水和水银来说很小可以忽略不记即：P A = 1.0 ×103×9.81×0.05 + 13.6×103×9.81×0.05= 7.16×103 Pab-b′处 P B + ρg gh3 = P A + ρg gh2 + ρ水银gR1P B = 13.6×103×9.81×0.4 + 7.16×103=6.05×103Pa4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。
化工原理
1. 吸收操作所用的液体称为吸收剂或溶剂；混合气中，被溶解的组分称为溶质或吸收质；不被溶解的组分称为惰性气体或载体；所得到的溶液称为吸收液，其成分是溶剂与溶质；排出的气体称为吸收尾气。
如果吸收剂的挥发度很小，则其主要成分为惰性气体以及残留的溶质。
2. 吸收的依据：溶质在溶剂中的溶解度。
3. 亨利定律：*A P Ex =。
在一定的气相平衡分压下，E 值小，液相中溶质的摩尔分数大，即溶质的溶解度打。
易溶气体的E 值小，难溶气体的E 值大。
对一定的物系，温度升高，E 值增大4. *A A C P H= H 值越大，则液相的平衡浓度越大，溶解度大。
H 值随温度升高而减小。
5. *y mx = 在一定的气相平衡摩尔分数下，m 值小，液相中溶质的摩尔分数大，即溶质溶解度大。
易溶气体的m 值小，难溶气体的m 值大。
m 值随温度升高而增大。
6. 用气相组成y 表示传质方向与推动力 由相平衡关系求出与液相组成x 相平衡的气相组成y*当y>y*时，溶质从气相向液相传递，为吸收过程。
其传质推动力为（y-y*）当y<y*时，溶质从液相向气相传递，为解析过程，其传质推动力为（y*-y ）用液相组成x 表示传质方向与推动力 由相平衡关系求出与气象组成y 相平衡的液相组成x*当x*>x 时，溶质从气相向液相传递，为吸收过程，其传质推动力为（x*-x ）当x*<x 时，溶质从液相向气相传递，为解析过程，其传质推动力为（x-x*）7. 气膜控制与液膜控制 当溶质的溶解度很大，即其相平衡常数m 很小时，液膜传质阻力x m k 比气膜传质阻力1yk 小很多，则相间传质总阻力=气膜阻力，传质阻力集中于气膜中，称为气膜阻力控制或气膜控制（Hcl 溶解于水或稀盐酸中，氨溶解于水或稀氨水中）。
当溶解度很小，即m 很大时，气膜阻力1ymk 比液膜阻力1x k 小很多，则相间传质总阻力=液膜阻力，传质阻力集中于液膜中，称为液膜阻力控制或液膜控制（用水吸收氧或氢）。
化工原理吸收课后答案解析
化工原理吸收课后答案解析(总16页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第二章 吸收习题解答1从手册中查得、25℃时,若100g 水中含氨1g,则此溶液上方的氨气平衡分压为。
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:333331170.582/100110000.5820.590/()0.987NH NH a NH C kmol m C H kmol m kP P *==+∴===⋅ (2).求m .由333333330.9870.00974101.331170.0105110017180.009740.9280.0105NH NH NH NH NH NH NH NH y m x P y Px y m x ****======+===2: 、1O℃时,氧气在水中的溶解度可用p o2=×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222266101.330.2121.2821.28 6.43103.31106 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()()6.4310321.141011.4118()()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。
化工原理 吸收(或解析)塔计算
NOG仅与气体的进出口浓度、相平衡关系有关，与塔的结构、 操作条件(G、L)无关，反映分离任务的难易程度。
(2)传质单元高度
H
＝
OG
K
G y a
kmol 单位： m2 • s m
kmol m3 • s
HOG与操作条件G、L、物系的性质、填料几何特性有关，是吸收 设备性能高低的反映。其值由实验确定，一般为0.15~1.5米。
y4
•B
y3
E3
yN1
y2
y1 A
E1
E2
x0 x1
x2
x3
解析法求理论板数
x0
y1
平衡线方程：y=mx
y1
操作线方程：y=y1+L/G(x-x0)
由第一板下的截面到塔顶作物料衡算：
y2
y1
L G
x1
x0
y1 mx1
y2
y1
L G
y1 m
x0
(1
A) y1
Amx0
1
2
x1 y2
x2 y3
xN 2 y N 1
N 11 A A1
N－1
N xN 1 y N
yN 1
xN
y2
x2
吸收
y1
x1
y1
解吸
y2
六、塔板数
• 板式塔与填料塔的区别在于组成沿塔高是阶跃 式而不是连续变化的。
x0
y1
1
x1 y2
2
x2 y3
xN 2 y N 1
N－1
yN
N xN 1
xN
理论板：气液两相在塔板上充分接触， 传质、传热达平衡。
相平衡关系：yn f (xn )
化工原理_第四版课后答案解析（全）
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陈敏恒《化工原理》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(液体精馏 名校考研真题详解)
9.3 名校考研真题详解一、选择题1．全回流时精馏段操作线的斜率等于（）。
[重庆大学2010研]A．0B．1C．∞D．任意值【答案】B【解析】全回流是回流比为∞，因此精馏段操作线方程斜率R/（R＋1）等于1。
2．精馏塔塔顶蒸汽采用分凝器冷凝时，塔顶蒸汽的组成（）回流液体的组成，（）塔顶产品的组成。
[华南理工大学2011研]A．等于B．大于C．小于D．不定【答案】B；C【解析】分凝器也相当于一层理论板，采用分凝器冷凝时，相当于理论塔板数增大了。
3．在精馏塔设计中，放置2个进料口的好处是（）。
[浙江大学2011研]A．精馏塔能耗减小B．可适当调节进料流量C．可适当调节进料最佳位置D．可适当调节进料温度【答案】C【解析】放置两个进料口的目的是在不同塔板位置上设置不同的进料口，进而分离不同浓度的原料液。
二、填空题1．液液精馏操作过程中进料状态参数q的定义是：______，其物理意义是：______，在五种不同进料状态下的q值为：（1）冷液进料______；（2）泡点液体进料______；（3）气液混合物进料______；（4）饱和蒸汽进料______；（5）过热蒸汽进料______。
[中山大学2010研]【答案】参数q的定义：q=(L’－L)/F。
物理意义：每1kmol进料，提馏段比精馏段液相增加的摩尔数。
（1）q＞1（2）q=1（3）0＜q＜1（4）q=0（5）q＜0【解析】从热量角度，q值表示将1mol进料变为饱和蒸汽所需的热量与原料液的千摩尔气化热的比值。
2．对于给定的连续精馏塔，当进料和产品取出率不变时，增加回流比意味着流体在塔内的循环量，产品的浓度。
[华南理工大学2011研]【答案】增加增高【解析】当回流比增大时，塔板数也随之增大，流体在塔内的循环次数增加，因而产品更纯。
3．以下两种蒸馏方式，当在原料液组成一定且得到的液相分率也相同时，则平衡蒸馏的塔顶产品组成比简单蒸馏的组成______，其原因为______。
化工原理课后答案解析
3．在大气压力为101.3kPa 的地区，一操作中的吸收塔内表压为130 kPa 。
若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作吸收塔，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时表压的读数应为多少？解：KPa.1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 绝表表绝1-6 为测得某容器内的压力，采用如图所示的U 形压差计，指示液为水银。
已知该液体密度为900kg/m 3,h=0.8m,R=0.45m 。
试计算容器中液面上方的表压。
解：kPaPa gmρgR ρp ghρgh ρp 53529742.70632.600378.081.990045.081.9106.13300==-=⨯⨯-⨯⨯⨯=-==+1-10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×3.5mm 。
已知硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。
解: (1) 大管: mm 476⨯φh kg ρq m V s /1647918319=⨯=⋅= s m d q u V /69.0068.0785.03600/9785.0221=⨯==s m kg u G ⋅=⨯==211/4.1263183169.0ρ (2) 小管: mm 5.357⨯φ质量流量不变 h kg m s /164792=s m d q u V /27.105.0785.03600/9785.02222=⨯==或: s m d d u u /27.1)5068(69.0)(222112=== s m kg u G ⋅=⨯=⋅=222/4.2325183127.1ρ1-11． 如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。
现要求料液以1m/s 的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg （不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。
化工原理带答案解析
第一章流体力学1.表压与大气压、绝对压的正确关系是〔A〕。
A. 表压＝绝对压-大气压B. 表压＝大气压-绝对压C. 表压＝绝对压+真空度2.压力表上显示的压力，即为被测流体的〔 B 〕。
A. 绝对压B. 表压C. 真空度D. 大气压3.压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为〔 B 〕。
A.真空度B.表压强C.绝对压强D.附加压强4.设备的真空度愈高，即说明设备的绝对压强〔 B 〕。
A. 愈大B. 愈小C. 愈接近大气压D. 无法确定5.一密闭容器的真空度为80kPa,则表压为〔 B 〕kPa。
A. 80B. －80 C6.*设备进、出口测压仪表中的读数分别为p1〔表压〕=1200mmHg和p2〔真空度〕=700mmHg，当地大气压为750mmHg，则两处的绝对压强差为〔D 〕mmHg。
A.500B.1250C.1150D.19007.当水面压强为一个工程大气压，水深20m处的绝对压强为〔 B 〕。
A. 1个工程大气压B. 2个工程大气压C. 3个工程大气压 D. 4个工程大气压8.*塔高30m，进展水压试验时，离塔底10m高处的压力表的读数为500kpa，〔塔外大气压强为100kpa〕。
则塔顶处水的压强〔A 〕。
A．403．8kpa B. 698. 1kpa C. 600kpaD. 100kpa9.在静止的连续的同一液体中，处于同一水平面上各点的压强〔A 〕A. 均相等B. 不相等C. 不一定相等10.液体的液封高度确实定是根据( C ).A.连续性方程B.物料衡算式C.静力学方程D.牛顿黏性定律11.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12.稳定流动是指流体在流动系统中，任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量〔A 〕。
A. 仅随位置变，不随时间变B. 仅随时间变，不随位置变C. 既不随时间变，也不随位置变D. 既随时间变，也随位置变13.流体在稳定连续流动系统中，单位时间通过任一截面的〔 B 〕流量都相等。
化工原理课后题答案解析(部分)
化工原理第二版第1章蒸馏1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。
苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。
t（℃） 80.1 85 90 95 100 105x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压PB *，PA*，由于总压P = 99kPa，则由x = (P-PB *)/(PA*-PB*)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。
以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃2.正戊烷（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P =13.3kPa下该溶液的平衡数据。
温度C5H12223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1291.7 309.3K C6H14248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8322.8 341.9饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 PB* = 1.3kPa查得PA*= 6.843kPa得到其他温度下A¸B的饱和蒸汽压如下表t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3PA*(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300PB*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250利用拉乌尔定律计算平衡数据平衡液相组成以260.6℃时为例当t= 260.6℃时 x = (P-PB *)/(PA*-PB*)=（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例当t= 260.6℃时 y = PA*x/P = 13.3×1/13.3 = 1同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0y 1 0.767 0.733 0.524 0根据平衡数据绘出t-x-y曲线3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。
武汉科技大学2022年《化工原理》考研真题与答案解析
武汉科技大学2022年《化工原理》考研真题与答案解析一、选择题1、不可压缩流体在圆直管中稳态流动，在保持管内流速不变的情况下，仅把管由水平放置改为竖直放置，则其管出口流体静压能将（）。
A、增大B、减小C、不变D、不确定2、如下图1所示的管路系统中，保持高位槽1-1液面恒定，将支路③上的阀门k3关小，则压力表读数p A（）。
A、增大B、不变C、减小D、无法确定3、某板框压滤机恒压过滤某种悬浮液时，介质阻力可以忽略不计且滤饼近似为不可压缩，该板框压滤机在0.15 MPa（表压）下恒压过滤1 h后得到40 m3的滤液，若在0.30 MPa（表压）下恒压过滤2 h后可以得到滤液（）。
A 160 m3B 80 m3C 20 m3D 10 m34、若洗涤液黏度与滤液黏度相等，则下列有关过滤洗涤速率的说法正确的是（）。
A 、板框压滤机的洗涤过程属于置换洗法，洗涤速率等于其过滤终了时过滤速率的1/4B 、板框压滤机的洗涤过程属于横穿洗法，洗涤速率等于其过滤终了时的过滤速率C 、叶滤机的洗涤过程属于横穿洗法，洗涤速率等于其过滤终了时过滤速率的1/2D 、转筒真空过滤机洗涤过程属于置换洗法，洗涤速率等于其过滤终了时的过滤速率5、在完全去除最小颗粒的要求下，欲提高降尘室的生产能力，可采取的主要措施是（ ）。
A 、增加降尘室的高度B 、延长沉降时间C 、增大降尘室底面积D 、降低含尘气体的体积流量6、欲在蒸汽输送管外加装2层保温层，近似认为2层保温材料的厚度相同，为了使保温效果更好，应将导热系数小的保温材料置于（ ）。
A 外层B 内层C 内外层均可7、如右图2，某均质无限大平壁（热导率处处相等）的一维稳态导热过程，若平壁的壁厚为1.0 m ，一侧壁温为200 ℃，另一侧为40 ℃，则距离壁面0.75 m 处的温度为（ ）。
A 120 ℃B 140 ℃C 160 ℃D 180 ℃8、某板式精馏塔塔顶采用全凝器，塔釜采用间壁式再沸器，采用该塔分离某物系达到指定分离要求时所需要的理论板数为10（不包含再沸器），若全塔效率为50%，则塔内的实际板数为（）A、18B、20C、22D、无法确定9、欲保持塔顶馏出液中轻组分收率不变，将间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热，则精馏段操作线的斜率（）。
化工原理讲稿 传质系数和传质理论
适用条件： (1)气体的空塔质量流速G为 320-4150kg/(m2h) (2)液体的空塔质量流速W为 4400-58500 kg/(m2h)； (3)直径为25mm的环形填料。
第五节 传质系数和传质理论
3.传质系数的准数关联式 (1) 计算气相传质系数的准数关联式
m2/m3，为填料层的空隙率m3/m3）；
U0 -─气体在填料空隙中的实际流速，u0=u/（u为空塔气速m/s）；
第五节 传质系数和传质理论
(2)计算液相传质系数的准数关联式
Sh L 0.000595 Re L 0.67 Sc L 0.33 Ga 0.33
液相舍伍德准数
Sh L
kL
cSm c
传质系数和传质理论
一、传质系数 二、 传质理论
第五节 传质系数和传质理论
一、传质系数 传质系数的影响因素 ➢物系的性质 ➢填料的结构 ➢操作条件 传质系数的来源
➢实验测定 ➢经验公式 ➢准数关联式
第五节 传质系数和传质理论
1.传质系数的实验测定 由填料层高度计算式：
h V Yb Ya KY a Ym
➢ 由此理论所得的传质系数计算式形式简单，但等效膜层厚度 1 和 2 以及界面上浓度 pi 和 Ci 都难以确定；
➢ 双膜理论存在着很大的局限性，例如对具有自由相界面或高度湍动 的两流体间的传质体系，相界面是不稳定的，因此界面两侧存在稳 定的等效膜层以及物质以分子扩散方式通过此两膜层的假设都难以 成立；
➢ 该理论提出的双阻力概念，即认为传质阻力集中在相接触的两流体 相中，而界面阻力可忽略不计的概念，在传质过程的计算中得到了 广泛承认，仍是传质过程及设备设计的依据；
第五节 传质系数和传质理论
化工原理复习解析
ZHOLNOL
HOG
G KYa
Y1 dY
NO G Y2YY*
L
HOL KXa
X1 dX
NO L X2 X*X
传质单元数可用平均推动力法或吸收因数法计算。
两种计算类型：设计型和操作型。 设计型主要计算吸收剂用量及填料层高度。
5. 操作条件对出塔气体组成和收率的影响（仅限客观题，分析思路和方法 参见教材P215和p218，以及PPT）。
(A)正值 (B)负值 (C)零 (D)不确定
2)对流传热的基本常识
本
----液体强制对流α值比空气的大；
常
----水强制对流α值比有机液体的大；
识
----同一液体，有相变时的α值比无相变时的大。
3) 管内强制对流传热系数(4-18式）
4）各种情况下的影响因素(学有余力者)
第四章
4. 两流体间传热过程的计算
1)热量衡算； Q q m 1 r c p 1 T 1 T 2 q m 2 c p 2 t 2 t 1
H既是管路系统所要求，亦是离心泵所能提供。（管路特性曲线需 运用伯努利方程求得。习题2-4）
6) 离心泵流量的调节 ----改变出口阀门开度(改变管路特性曲线) ----改变泵的转速(改变离心泵特性曲线).
第二章
2 往复泵 原理 流量调节 ----旁路阀门调节 ----改变冲数 ----改变冲程
3 风机 全风压=静风压+动风压 全风压Pt(Pa)----风机给单位体积的气体所提供的机械能；
第一章
A Χ
第一章
B
管壁
中心
X
第二章
1 离心泵 1) 离心泵工作原理 气缚 开泵前灌泵； 汽蚀 泵的安装高度有限制 2) 离心泵的主要性能参数 流量qV，扬程H，轴功率P，有效功率Pe；效率Pe/P （物理意义要清楚，H不是扬举高度） 3) 离心泵特性曲线----泵的H，P和η随qV的变化关系。 4) 转速、流体黏度和密度等对离心泵性能参数等的影响 5) 离心泵的工作点 ----泵的特性曲线与管路特性曲线的交点: 工作点所表示的qV和
化工原理吸收课后答案解析
第二章 吸收习题解答1从手册中查得、25℃时,若100g 水中含氨1g,则此溶液上方的氨气平衡分压为。
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:333331170.582/100110000.5820.590/()0.987NH NH a NH C kmol m C H kmol m kP P *==+∴===⋅ (2).求m .由333333330.9870.00974101.331170.0105110017180.009740.9280.0105NH NH NH NH NH NH NH NH y m x P y Px y m x ****======+===2: 、1O℃时,氧气在水中的溶解度可用p o2=×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222266101.330.2121.2821.28 6.43103.31106 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()()6.4310321.141011.4118()()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。
夏清《化工原理》名校精选真题分章解析教材精讲及课后习题解析
成周围液体高速冲击该点，产生剧烈的水击称为气蚀。
气蚀现象：噪声大、泵体振动，流量、压头、效率都明显下降。严重时，泵不能正常工作。防止措
施：把离心泵安装在恰当的高度位置上，确保泵内压强最低处的静压超过工作温度下被输送液体的饱
和蒸汽压。
离心泵启动时，若泵内存有空气，由于空气密度很低，旋转后产生的离心力小，因而叶轮中心区形
抛物 管中心 ２
浙江工业大学：
（１）有一并联管路，如图所示，两段管路的流量、流速、管径、管长及流动阻力分别为 Ｖ１，ｕ１，ｄ１，ｌ１，
ｈｆ１及 Ｖ２，ｕ２，ｄ２，ｌ２，ｈｆ２。若 ｄ１＝２ｄ２，ｌ１＝２ｌ２，则当两段管路中流体均作层流时，Ｖ１／Ｖ２＝（）
Ａ．２
Ｂ．４
Ｃ．８
Ｄ．１／２
３
【解析】
根据题意，两管路流体均作层流，因此有：λ＝６４／Ｒｅ
注：泵的压头、流量及轴功率与转速间的近似关系为： Ｑ２ ＝Ｑ１（ｎ２／ｎ１），Ｈ２ ＝Ｈ１ （ｎ２／ｎ１）２，Ｎ２ ＝Ｎ１ （ｎ２／ｎ１）３ 泵的压头、流量及轴功率与叶轮直径间的近似关系为： Ｑ２ ＝Ｑ１（Ｄ２／Ｄ１），Ｈ２ ＝Ｈ１ （Ｄ２／Ｄ１）２，Ｎ２ ＝Ｎ１ （Ｄ２／Ｄ１）３ 重庆大学：
（１）离心泵特性曲线压头与流量的关系可以用公式表示为
Ａ．得到各变量间的确切定量关系
Ｂ．用无因次数群代替变量，使实验与关联简化
Ｃ．得到无因次数数群间定量关系
Ｄ．无须进行实验，即可得到关联式。
（４）下图为一异径管段，从 Ａ段流向 Ｂ段，测得 Ｕ型压差计的读书为 Ｒ＝Ｒ１，从 Ｂ段流向 Ａ段测 得 Ｕ型压差计读书为 Ｒ＝Ｒ２，若两种情况下的水流量相同，则（ ）。
Ａ．Ｒ１ ＞Ｒ２ Ｂ．Ｒ１ ＝Ｒ２ Ｃ．Ｒ１ ＜Ｒ２ Ｄ．Ｒ１ ＝－Ｒ２
化工原理_何潮洪_教学内容
衣医食石油绪论讨论的主要内容是：《化工原理》课程的性质、任务：对原料，主要是石油，进行大规模的物理、化学加工处理，使其成为生产资料或生活资料的加工过程，称为化工过程。
化工过程又分为两大类：以化学反应为主，以物理加工为主。
不同的化工过程中所含有的相同的物理加工过程，就是“单元操作”。
化工过程甲醇的生产：合成气（CO，H2，CO2）→输送→管式反应器→粗甲醇→冷却→精馏→精甲醇（99.85～99.95%）苯的生产：原料油（甲苯、二甲苯）、H2→输送→加热→反应器→减压蒸馏塔→精馏→苯（99.992～99.999%）可见，一个化工过程往往包含几个或几十个加工过程。
物理过程甲醇的生产：合成气（CO，H2，CO2）→输送→管式反应器→粗甲醇→冷却→精馏→精甲醇（99.85～99.95%）苯的生产：原料油（甲苯、二甲苯）、H2→输送→加热→反应器→减压蒸馏塔→精馏→苯（99.992～99.999%）可见，一个化工过程往往包含几个或几十个加工过程。
单元操作甲醇的生产：合成气（CO，H2，CO2）→输送→管式反应器→粗甲醇→冷却→精馏→精甲醇（99.85～99.95%）苯的的生产：原料油（甲苯、二甲苯）、H2→输送→加热→反应器→减压蒸馏塔→精馏→苯（99.992～99.999%）可见，一个化工过程往往包含几个或几十个加工过程。
重要概念公式静力学方程式： ()2112z z g p p -+=ρ连续性方程： 222111A u A u ρρ= （稳定流动） 2211A u A u = （ρ=常数）222211d u d u = （圆管内）机械能衡算方程：fe w pu gz w pu gz +++=+++ρρ2222121122（均质、不可压缩、等温、稳态流动）（可压缩流体、长距离、等温、稳态流动）阻力计算式： 直管局部 或ζo =1（管出口），ζi =0.5（管入口）设备及仪表压差计、流量计等结构及测量原理本章要求：()2112z z g p p -+=ρ☆握流体静力学方程及其应用；☆掌握宏观质量衡算方程及其应用；☆熟练掌握机械能衡算方程及其应用*；☆掌握压力压差测量、流速流量测定所使用的仪表的原理、构造和性能特点。
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第一章流体流动练习题一、填空题1、根据Re的大小可将流体的流动所处的区域分为区、区和区2、由实验确定直管λ与Re的关系。
层流区λ与管壁无关，λ与Re的关系为。
湍流区，λ与及都有关，而完全湍流区，λ与无关，仅与有关。
3、测定流量用的流量计有、、。
5、某设备真空度为200mmHg，其绝压13、在静止的同一种连续流体的内部，各截面上__________与__________之和为常数。
14、法定单位制中粘度的单位为__________。
15、牛顿粘性定律表达式为_______，它适用于_________流体呈__________流动时。
16、开口U管压差计是基于__________原理的测压装置，它可以测量管流中___________上的___________或__________。
17、流体在圆形直管内作滞流流动时的速度分布是_____________形曲线，中心最大速度为平均速度的________倍。
摩擦系数与_____________无关，只随_____________加大而_____________。
18、流体在圆形直管内作湍流流动时，摩擦系数λ是_____________函数，若流动在阻力平方区，则摩擦系数是_____________函数，与_____________无关。
19、流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为_____________。
邻近管壁处存在_____________层，Re值越大，则该层厚度越_____________20、实际流体在直管内流过时，各截面上的总机械能_____________守恒，因实际流体流动时有_____________。
21．测速管测得的是管道中_____________速度，孔板流量计测得的是_____________速度。
可从_____________上直接读出被测流体的体积流量。
22．测速管和孔板流量计均属于_____________型流量计，是用_____________来反映流量的。
转子流量计属于_____________流量计，是通过_____________来反映流量的。
23．不可压缩流体在由两种不同直径组装成的管路中流过时，流速与直径的关系为_____________。
24．局部阻力的计算方法有_____________。
25．理想流体在管道中流过时各截面上_____________相等，它们是_____________之和，每一种能量_____________等，但可以_____________。
26．柏努利方程式是以1kg不可压缩流体为基准推导出的，用于可压缩流体时的条件为_____________。
二、选择题1、化工原理中的流体质点是指（）A、与分子自由程相当尺寸的流体分子B、比分子自由程尺寸小的流体分子C、与设备尺寸相当的流体粒子D、尺寸远小于设备尺寸，但比分子自由程大得多的含大量分子的微团2、某水泵进口管处真空表计数为650mmHg，出口管处压力表计数为2.5atm，则该水泵前后水的压差为( )Kpa。
A、150B、339.16C、250D、239.163、通常流体粘度随温度t的变化规律为（）A、气体、液体黏度均减小B、气体、液体黏度均增大C、气体黏度增大，液体黏度减小D、气体黏度减小，液体黏度增大4、流体在圆形直管中流动时，若其已进入完全湍流区，则摩擦系数λ与雷诺数Re的关系为（）A、R e增加，λ增大B、R e增加，λ减小C、R e增加，λ基本上不变D、R e增加，λ先增大后减小h的变化规律为5、提高流体在直管中的流速，流动的摩擦系数λ与阻力损失f（）h将增大A、λ将减小、fh将减小B、λ将增大、fh均将增大C、λ、fh均将减小D、λ、f6、血液的运动粘度是水的5倍，如果用水在内径为1cm的管道中模拟血液在6mm 的血管里，以15cm/s流速流动的动力情况，水速应取数值为（）A、18cm/sB、3.6cm/sC、1.8cm/sD、9cm/s7、滞流和湍流的本质区别是（）A、湍流流速大于滞流流速B、滞流Re数小于湍流Re数C、流通截面大时为湍流，截面小时为滞流D、滞流无径向脉动，而湍流时有径向脉动8、双液柱微差压差计要求指示液A和C的密度差（）。
A、大B、中等C、小D、越大越好9. 在法定计量单位制中，粘度的单位为（）A. cP B．P C．g/(cm.s) D．Pa.s10. 在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是( )A.同一种流体内部B．连通着的两种流体C同一种连续流体 D.同一水平面上，同一种连续的流体11. 牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体( )A. 应作滞流流动B. 应作湍流流动C. 应作过渡流流动D. 静止的12. 直径为Φ57mm×3.5 mm的细管逐渐扩到Φ108mm×4mm的粗管，若流体在细管内的流速为4 m/s，则在粗管内的流速为（）。
A. 2 m/sB. l m/sC. 0.5 m/sD. 0.25 m/s13．气随直径不变的圆形管道内作等温定态流动各截面上的（）.A. 速度相等B. 体积流量相等C. 速度逐渐减小D. 质量流速相等14. 流速在阻力平方区流动时的摩擦阻力（）A．不变B. 随流速加大而加大C．与u１.２５成比例D. 与u２成比例15. 孔板流量计与测速管都是属于定节流面积的流量计，利用（）来反映流量的。
A. 变动的压强差B. 动能差C. 速度差D. 摩擦阻力16如本题附图所示，贮槽内水位维持不变。
槽的底部与内径为100mm的钢制放水管相连，管路上装有一个闸阀，距管路入口端15m 处安有以水银为指示液的U 管压差计，其一臂与管道相连，另一臂通大气。
压差计连接管内充满了水，测压点与管路出口端之间的直管长度为20m 。
（1）当闸阀关闭时，测得R=600mm 、h=1500mm ；当闸阀部分开启时，测得R=400mm 、h=1400mm 。
摩擦系数λ可取为0.025，管路入口处的局部阻力系数取为0.5.问每小时从管中流出水若干立方米？（2）当闸阀全开时，U 管压差计测压处的静压强为若干（Pa ，表压）？闸阀全开时15e l d ，摩擦系数仍可取0.025.h R15m 20m离心泵使用之前要进行灌泵，否则会发生现象。
4.离心泵的主要性能参数有（1）、（2）、（3）、（4）、（5）等。
5.离心泵特性曲线包括、和三条曲线。
它们是在一定下，用常温为介质，通过实验测得的。
6.离心泵的压头（又称扬程）是指，它的单位是。
7.离心泵安装在一定管路上，其工作点是指。
8.若被输送的粘度大于常温下清水的粘度时，则离心泵的压头，流量，效率。
9.离心泵启动前应出口阀应。
10.离心泵将低位敞口水池的水送到高位敞口水槽中，若改送密度为1200Kg/m3,而其他性质与水相同的液体，则泵的流量，压头，轴功率。
11.管路特性曲线的形状由和来确定，与离心泵的性能。
12.离心泵通常采用调节流量。
二、选择题（每小题2分，共60分）1.离心泵铭牌上所标明的扬程是（）。
A、流量为零时的扬程；B、效率最高时的扬程；C、功率最大时的扬程；D、功率最小时的扬程2.离心泵的扬程指的是（）液体流经泵后所获得的能量。
A、1kg；B、1m3；C、1N；D、1L3.离心泵的汽蚀产生的原因的是由于（），而离心泵气缚现象的原因是( )。
A、泵内存有气体；B、离心泵出口阀关闭；C、泵进口管路的压强低于液体的饱和蒸汽压；D、叶轮入口处的压强低于液体的饱和蒸汽压4.为保护电机，离心泵启动时（）应处于关闭状态；而为防止高压流体倒回泵内，损坏泵的部件，离心泵停泵时应先关闭（）。
A、进口阀；B、出口阀；C、回流阀；D、安全阀5.改变离心泵出口阀的开启度，实质上是改变了（），由此改变了泵在管路上的工作点。
A、泵的特性曲线；B、管路特性曲线；C、操作线；D、平衡线6.双吸式清水泵的代号为（），油泵的代号为（）。
A、B；B、sh；C、Y；D、IS7.一离心泵型号为IS65-50-125，其中最后一个数字为（）。
A、扬程；B、叶轮直径；C、进口直径；D、出口直径8. 当输送的流体密度增加时，离心泵的扬程( )。
A 、增加；B、减小；C、不变；D、无法判断9. 选用离心泵时，一般以泵的效率不低于最高效率的（）为合理。
A、75%；B、92%；C、85%；D、98%10. 为保证离心泵内不发生汽蚀，泵内最低压强要（）输送温度下液体的饱和蒸汽压。
A、高于；B、低于；C、等于；D、无法判断11. 用离心泵向锅炉房供水，如锅炉压力忽然升高一些，泵提供的扬程（），流量（）。
A、升高；B、降低；C、不变；D、无法判断12. 离心泵输水管路在操作过程中若关小输水阀，则下列（）是错误的。
A、泵的特性曲线方程不变；B、管路阻力系数上升；C、管路总阻力不变；D、压头上升13. 某泵在运行的时候发现有气蚀现象应( )A、停泵, 向泵内灌液；B、降低泵的安装高度；C、检查进口管路是否漏液；D、检查出口管阻力是否过大14. 用离心泵将水池的水抽吸到水塔中, 若离心泵在正常操作范围内工作, 开大出口阀门将导致( )A、送水量增加, 整个管路压头损失减少；B、送水量增加, 整个管路压头损失增加；C、送水量增加, 泵的轴功率不变15. 离心泵最常用的调节方法是( )A、改变吸入管路中阀门开度；B、改变出口管路中阀门开度；C、安装回流支路, 改变循环量的大小；D、车削离心泵的叶轮16. 离心泵扬程的意义是（）A 泵实际的升扬高度；B 泵的吸液高度；C 液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度；D 单位重量液体出泵和进泵的机械能差值17. 离心泵铭牌上标明的扬程可理解为（）A 该泵在规定转速下可以将20℃的水升扬的高度；B 该泵在规定转速、最高效率下将20℃的水升扬的高度；C 该泵在规定转速下对20℃的水提供的压头；D 该泵在规定转速及最高效率下对20℃的水提供的压头18. 离心泵的工作点取决于（）A 管路特性曲线；B 离心泵特性曲线；C 管路特性曲线和离心泵特性曲线；D 与管路特性曲线和离心泵特性曲线无关19. 离心泵的效率与流量的关系为（）A 流量增加，效率增大；B 流量增加，效率减小；C 流量增加，效率先增大后减小；D 流量增大，效率先减小后增大20. 如果关小离心泵出口阀门，减小泵的输液量，会引起（）甲：泵的扬程增大，轴功率降低。
乙：泵的输液附图及轴功率均增大。
丙：泵的扬程及轴功率均下降。
A 结果是甲；B 结果是乙；C 结果是丙；D 可能是甲和丙21. 下列关于离心泵的讨论中正确的是（）甲：减小离心泵的排液量，泵的吸液高度可适当增加。
乙：如果用节能的方法来控制泵的流量，那么可以在泵的入口管线上安装一个调节阀。
丙：一般来说，只从泵的功率消耗而言，用变速调节比用阀门调节泵的输液量更经济。