化工原理课堂练习题

概念题：1. 在包有二层相同厚度保温材料的园形管道上，应该将 .材料包在内层确保保温效果好。

2. 厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b1>b2> b3；导热系数λ1<λ2<λ3。

在稳定传热过程中，各层的热阻R1 R2 R3；各层导热速率Q1 Q2 Q3。

3. 间壁换热器管壁温度t w接近α一侧的流体温度；总传热系数Ｋ的数值接近一侧的α值。

（忽略间壁热阻和污垢热阻）4. 判断下面关于系统进行稳定传热时的说法哪一个是错误的。

A：通过一定传热面的传热速率不随时间变化，为一定值。

B：系统中任一点的温度维持恒定。

C：总的传热速率等于通过垂直于热流方向的各传热面的传热速率之和。

D：系统中任一传热面上的热通量在过程中不变。

5. 如图所示为间壁式换热器中冷热流体稳态传热过程的温度分布曲线，该传热过程是由、 .和三个串联的热传递环节组成，由图分析可知：α1 α2，控制热阻应在侧，因此若强化该传热过程，应从侧着手。

1、答案：①导热系数小的减少热损失降低壁面温度2、答案：①R1>R2>R3 Q1=Q2=Q33、答案：①大热阻大4. 答案：①C5、答案：①对流热传导对流α1<α2 α1 α1• 1. 水在管内作湍流流动，若使流速提高至原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的倍。

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倍。

(设条件改变后，物性常数不变)• 2. 有一套管换热器，长10m，管间用饱和蒸汽作加热剂，一定流量下且作湍流流动的空气由内管流过，温度可升至指定温度。

现将空气流量增加一倍，并近似认为加热面壁温不变，要使空气出口温度仍保持原指定温度，则套管换热器的长度应为原来的。

–A：2倍 B：1.74倍 C：1.15倍 D：1.14倍• 1.74(或2 0.8)，3.48(或40.8⨯20.2)•C：1.15倍物体黑度是指在温度下，物体的与之比，在数值上它与同一温度下物体的相等。

2. 已知在温度Ｔ时耐火砖的发射能力 (辐射能力) 大于铜的发射能力，则铜的黑度为，耐火砖的黑度为。

– A：0.6 B：0.9 C：13. 判断下面的说法中哪一种是错误的：–A：在一定的温度下，辐射能力越大的物体，其黑度越大；–B：在同一温度下，物体的吸收率A与黑度ε在数值上相等，因此A和ε的物理意义相同；–C：黑度越大的物体吸收热辐射的能力越强；–D：黑度反映了实际物体接近黑体的程度。

– 1. 某精馏塔在操作时，加料热状态由原来的饱和液体进料改为冷液进料，且保持F，x f，回流比R 和提馏段上升蒸汽量V'不变，则此时D，x D，W。

(增加，不变，减少，无法确定)– 2. 某精馏塔在操作时，加料热状态由原来的饱和液体进料改为冷液进料，且保持F，x f，V，D不变，则此时x D，x w，R，L/V。

(增加，不变，减少)–减少，增加，增加，无法确定–增加，减少，不变，不变–1、①溶液的相对挥发度(α)等于两组份，α>1则表示组分A和B ，α=1则表示组分A和B 。

–②当塔板中时，该塔板称理论塔板。

–2、①精馏过程是利用和的原理而进行的。

–②精馏过程的回流比是指，最小回流比是指。

–3、精馏操作的依据是。

实现精馏操作的必要条件包括和。

–1、① y A x B/y B x A ，能分离，不能用普通精馏的方法分离–②离开的气相与液相达到相平衡–2、①多次部分汽化和多次部分冷凝–②回流和塔顶产品量之比，塔板数为无数多时的回流比的极限值– 4. 精馏中引入回流，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，最恰当的说法是______________。

– A：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的现象同时发生。

–5、精馏塔塔顶某理论板上汽相露点温度为t1，液相泡–点温度为t2。

塔底某理论板上汽相露点温度为t3，液相泡点温度为t4。

试按温度大小顺序用>、=、<符号排列如下：。

–5、t4=t3>t1=t2–6、吉利兰(Gilliland)关联图如图示(纵轴上N及N min均–包括塔釜)。

试说明：– (1)当(R－R min)/(R＋1)=1.0时，R= ，N= ；– (2)当(N－N min)/(N＋1)=1.0时，R= ，N= 。

–R=无穷，N=Nmin– R=Rmin, N=无穷––7、连续精馏塔设计时，当采用塔顶全凝器，泡点回流方–案时，为完成分离任务所需理论板数为N T1。

若采用–塔顶分凝器，而回流比和前方案相同时，则完成同样–分离任务所需理论板数为N T2。

比较：– A：N T2> N T1 B：N T2= N T1– C：N T2< N T1 D：判断依据不足。

–8、某二元混合物要求用精馏方法分离，规定产品浓度为–x D，x w。

如进料为x f1时，则相应的最小回流比为R m1，–若进料为x f2相应为R m2，现x f1<x f2，则：；– A：R m1< R m2 B：R m1= R m2– C：R m1> R m2 D：无法确定R m大小。

–7、c–8、c–、精馏的操作线是直线，主要基于如下原因：– A：理论板假定 B：理想物系– C：塔顶泡点回流 D：恒摩尔流假定。

–10、某二元混合物，进料量为100kmol/h，x f=0.6，要–求得到塔顶x D不小于 0.9，则塔顶最大产量为。

– A：60kmol/h B：66.7kmol/h – C：90kmol/h D：不能定–11、精馏分离 =2.5的二元理想混合液，已知回流比–R=3，塔顶X D= 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– 0.45，则第三层塔板的汽相单板效率E mv为。

– A：22.2% B：32.68%– C：44.1% D：107.5%–9、d–10、b–11、c––物理吸收操作和蒸馏均属于过程，物理吸收是一组分通过另一静止组分的扩散，蒸馏是两组份的扩散。

–2、含SO2为10%(体积)的气体混合物与浓度C为0.020kmol/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*=1.62C(大气压)，则SO2将从相向相转移，以气相组成表示的传质总推动力为大气压，以液相组成表示的传质总推动力为 .kmol/m3。

–1、传质单向双向–2、P＝0.1atm–P*＝1.62⨯0.02＝0.0324atm–从气相向液相转移–∆P＝0.0676atm–c*＝0.1/1.62＝0.0617 c＝0.02–∴∆c＝0.0417 kmol/m3–3、A、总传质系数与分传质系数之间的关系可以表示为1/K L=1/k L+H/k G其中1/k L表示，当 .项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。

–4、是非题：亨利定律的表达式之一为p=Ex，若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为易溶气体。

–5、低浓气体吸收中，已知平衡关系y=2x，k x=0.2kmol/(m3⋅s)，k y=2⨯10-4kmol/(m3⋅s)，则此体系属 (A气膜；B液膜；C气、液双膜)控制总传质系数近似为K y= kmol/(m3⋅s)。

–A： 2 B 0.1 C： 0.2 D： 2⨯10-4–3、①液膜阻力气膜阻力H/k G– 4. ×–③ A、D–6、图所示为同一温度下A、B、C三种气体在水中的溶解度曲线。

由图可知，它们溶解度大小的次序是；、①一般而言，两组分A、B的等摩尔相互扩散体现在单元操作中，而A在B中单向扩散体现在单元操作中。

（精馏、吸收）②在传质理论中有代表性的三个模型分别为、和。

在吸收中的理论分析，当前仍采用模型作为基础。

6、C＞B＞A；减小增大7、①精馏吸收②双膜溶质渗透表面更新双膜8、①在气体吸收时，若可溶气体的浓度较大，则总体流动对传质的影响。

②对极易溶的气体，气相一侧的介面浓度y1接近于，而液相一侧的液面浓度x1接近于。

8、①也较大②y* x③溶解度大，选择性高，腐蚀性小，挥发度小1、通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，。

–A：回收率趋向最高 B：吸收推动力趋向最大–C：操作最为经济填料层高度趋向无穷大。

2. 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，相平衡常数m，溶解度系数H。

1 D⒉不变；减少；不变3.①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，设备费用。

②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)。

4.选择题：(按 a 增加、b减少、C不变填入括号内)含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作，若其他操作条件不变，而入口气体量增加，则对于气膜控制系统：其出口气体组成y2将( )；出口液体组成x1将( )；溶质回收率将( )。

5. 计算吸收塔的填料层高度需要应用、、三个方面的关系联合求解。

. ① 减少；靠近；增加②不变；增加4.对气膜控制系统，因为G↑，所以H OG↑，故N OG↓；故y a(增加)，由于操作线斜率减少，故x b将(增加)，回收率(减少)。

5.物料衡算气液平衡传质速率计算题：1、在常压填料吸收塔中，用清水吸收废气中的氨气。

废气流量为2500m3/h（标准状态），废气中氨的浓度为15g/m3，要求回收率不低于98%。

若吸收剂用量为3.6m3/h，操作条件下的平衡关系为Y=1.2X，气相总传质单元高度为0.7m。

试求：A：塔底、塔顶及全塔的吸收推动力（气相）；B：气相总传质单元数；C：总填料层高。

解：y1=15/17/(1000/22.4)=0.01977[kmolNH3/kmolB+NH3]y2=3.954×10- 4 [kmolNH3/kmolB+NH3]Y1=y1/(1-y1)=0.01977/(1-0.01977)=0.02017[kmol NH3/kmolB]Y2=y2/(1-y2)=3.9555×10-4[kmolNH3/kmolB]V=2500/22.4 (1-0.01977)=109.4[kmolB/h]L=3.6×1000/18=200[kmolB/h]全塔物料衡算L(X1-X2)=V(Y1-Y2)200(X1-0)=109.4(0.02017-3.9555×10-4)得X1=0.01072ΔY1=Y1-Y1*=0.02017-1.2×0.01072=0.0072ΔY2=Y2-Y1*=0.0004ΔY m =(0.0072-0.0004)/ln(0.0072/0.0004)=0.00235N OG=(Y1-Y2)/ΔY m =(0.02-0.0004)/0.00235=8.34H＝N OG H OG=8.34⨯0.7 =5.84m2、气体混合物中含丙酮3%（体积百分率）。