化工原理上下册试题答案
化工原理试题库(附参考答案)
化工原理试题库（附参考答案）一、单选题（共60题，每题1分，共60分）1、常用的胺液净化技术有（）。
A、溶剂过滤技术B、浅层床离子交换脱热稳态盐技术C、电渗析脱盐技术D、以上都对正确答案：D2、启动离心泵时，若电流超额定值（），应立即停泵防止损坏电机。
A、3分钟B、2分钟C、1分钟D、30 秒正确答案：C3、在生产异常情况下，需要暂时切除联锁系统，是将联锁置于（）状态。
A、自动B、手动C、程序D、旁路正确答案：D4、加氢催化剂钝化主要用（）来钝化。
A、硫化氢B、氢气C、氮气D、空气正确答案：D5、硫化氢浓度在（）mg/m3时会使人失去知觉，很快中毒死亡。
A、1000B、5C、100D、10正确答案：A6、克劳斯部分停工吹扫最需要注意的是（）。
A、燃料气的当量燃烧B、制硫炉炉膛温度控制在700°C左右C、配风比在2左右D、必须用瓦斯代替酸性气进制硫炉正确答案：A7、酸性气制硫炉内硫的转化率约（）。
A、40~50%B、60~70%C、20～30%D、80~90%正确答案：B8、硫黄在（）℃时流动性最好。
A、160~180B、100~130C、180~200D、130~160正确答案：D9、酸烧伤时，应用（）溶液沖洗。
A、清水B、5%硼酸C、5%碳酸钠D、5%碳酸氢钠正确答案：D10、用压力法测量开口容器液位时，液位的高低取决于（）。
A、取压点位置和容器的横截面B、介质密度和横截面C、取压点位置和介质密度D、容器高度和介质密度正确答案：C11、阀门的严密性试验应以公称压力进行或（）倍工作压力进行。
A、1.50B、1.0C、1.25D、1.30正确答案：C12、降低醇胺溶液降解损失的措施（）。
A、严格控制醇胺溶液的再生温度B、保持脱硫系统密闭，避免空气进入系统C、醇胺溶液储罐应采用充入惰性气保护。
D、以上都对正确答案：D13、硫化氢浓度大于 150mg/m3(100ppm) 的管线应设置色环标识，按照（）的间隔色环进行漆色标识。
化工原理复习题 及习题答案
化工原理（上）复习题及答案一、填空题1.在阻力平方区内，摩擦系数λ与（相对粗糙度）有关。
2.转子流量计的主要特点是（恒流速、恒压差）。
3.正常情况下，离心泵的最大允许安装高度随泵的流量增大而（减少）。
4.气体在等径圆管内作定态流动时，管内各截面上的（质量流速相等）相等。
5.在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是（在同一种水平面上、同一种连续的流体）6.离心泵的效率η和流量Q的关系为（Q增大，η先增大后减小）7.从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差与（指示液密度、液面高度）有关。
8.离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生（气缚）现象。
9.离心泵在一定的管路系统工作，如被输送液体的密度发生变化(液体其余性质不变)，则扬程（不变）。
10.已知列管换热器内外侧对流传热系数分别为αi和αo且αi>>αo,则要提高总传热系数，关键是（增大αo）。
11.现场真空表的读数为8×104 Pa，该处绝对压力为（2×104 Pa ）（当时当地大气压为1×105 Pa）。
12.为防止泵发生汽蚀，则要求装置的汽蚀余量（大于）泵的必需汽蚀余量。
（大于、小于、等于）13.某流体于内径为50mm的圆形直管中作稳定的层流流动。
其管中心处流速为3m/s，则该流体的流量为（10.60 ）m3/h，管壁处的流速为（0 ）m/s。
14.在稳态流动系统中，水连续地从粗管流入细管。
粗管内径为细管的两倍，则细管内水的流速是粗管内的（4 ）倍。
15.离心泵的工作点是指（泵）特性曲线和（管路）特性曲线的交点。
16.离心泵的泵壳做成蜗壳状，其作用是（汇集液体）和（转换能量）。
17.除阻力平方区外，摩擦系数随流体流速的增加而（减小）；阻力损失随流体流速的增加而（增大）。
18.两流体通过间壁换热，冷流体从20℃被加热到50℃，热流体从100℃被冷却到70℃，则并流时的Δt m= （43.5 ）℃。
(完整版)化工原理课后习题答案上下册(钟理版)
第一章 流体流动习题解答1－1 已知甲城市的大气压为760mmHg,乙城市的大气压为750mmHg 。
某反应器在甲地操作时要求其真空表读数为600mmHg ，若把该反应器放在乙地操作时，要维持与甲地操作相同的绝对压，真空表的读数应为多少，分别用mmHg 和Pa 表示。
［590mmHg, 7.86×104Pa]解：P(甲绝对）=760—600=160mmHg750-160=590mmHg=7.86×104Pa1－2用水银压强计如图测量容器内水面上方压力P 0，测压点位于水面以下0。
2m 处，测压点与U 形管内水银界面的垂直距离为0。
3m ，水银压强计的读数R ＝300mm ，试求 （1）容器内压强P 0为多少？（2）若容器内表压增加一倍，压差计的读数R 为多少？习题1－2 附图[（1） 3.51×104N m －2(表压)； （2)0.554m]解:1. 根据静压强分布规律 P A ＝P 0＋g ρH P B ＝ρ，gR因等高面就是等压面，故P A ＝ P BP 0＝ρ，gR －ρgH ＝13600×9.81×0。
3－1000×9.81(0。
2+0。
3）=3。
51×104N/㎡ (表压）2. 设P 0加倍后，压差计的读数增为R ，＝R ＋△R，容器内水面与水银分界面的垂直距离相应增为H ，＝H ＋2R∆.同理，''''''02Rp gR gH gR g R gH gρρρρρρ∆=-=+∆-- 000p g g p p 0.254m g g 10009.81g g 136009.812R H R ρρρρρρ⨯∆⨯⨯，，，4，，－（－）－ 3.5110＝＝＝＝－－－22 0.30.2540.554m R R R ∆，＝＋＝＋＝1－3单杯式水银压强计如图的液杯直径D ＝100mm ，细管直径d ＝8mm 。
化工原理试题库及答案下册
化工原理试题库及答案下册一、选择题1. 在化工生产中，下列哪项不是传热的主要方式？A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 热交换答案：D2. 根据牛顿冷却定律，冷却速率与温差的什么成正比？A. 一次方B. 二次方C. 三次方D. 四次方答案：A3. 在非理想溶液中，下列哪项不是影响相平衡的因素？A. 温度B. 压力C. 溶质浓度D. 溶剂质量答案：D二、填空题4. 根据菲克扩散定律，扩散通量与_______的梯度成正比。
答案：浓度5. 在填料塔中，气液两相接触面积的增大是通过使用_______来实现的。
答案：填料6. 化工生产中，塔设备的作用不包括_______。
答案：加热反应物三、简答题7. 简述板式塔与填料塔在工业应用中各自的优缺点。
答案：板式塔的优点包括结构紧凑、处理量大、操作弹性大等，缺点是造价高、安装复杂。
填料塔的优点是造价低、安装方便、适用于处理腐蚀性介质，缺点是压降大、操作弹性相对较小。
8. 描述精馏塔中回流比的重要性及其对塔性能的影响。
答案：回流比是精馏塔操作中的一个重要参数，它影响着塔内传质效率和塔的能耗。
适宜的回流比可以提高分离效率，减少能耗，但过高或过低的回流比都会导致塔性能下降。
四、计算题9. 某连续精馏塔处理100 kmol/h的原料，原料中A组分的摩尔分数为0.05。
塔顶产品中A组分的摩尔分数为0.95，塔底产品中A组分的摩尔分数为0.01。
若回流比为3，求塔顶产品和塔底产品的流量。
答案：根据物料平衡和简化的塔板理论，可以计算出塔顶产品流量为35 kmol/h，塔底产品流量为65 kmol/h。
10. 一个理想气体在绝热条件下膨胀，初始压强为p1 = 2 MPa，初始体积为V1 = 0.1 m³，最终体积为V2 = 0.3 m³。
假设气体的初始温度为T1 = 500 K，求最终的温度T2。
答案：根据理想气体状态方程和绝热过程方程，可以计算出最终的温度T2为333.33 K。
化工原理考试题含参考答案
化工原理考试题含参考答案一、单选题（共58题，每题1分，共58分）1.( )塔板是最简单的塔板，造价低廉，目前已成为应用最为广泛的一种板型。
A、筛孔B、浮阀C、回收D、舌片正确答案：A2.对于塔设备的种类，按照化工操作单元的特性（功能），可将塔设备分为_____、______、萃取塔、反应塔、解吸塔、再生塔和干燥塔等。
A、板式塔、加压塔B、加压塔、精馏塔C、填料塔、吸收塔D、精馏塔、吸收塔正确答案：D3.板式塔是__________接触式气液传质设备；填料塔是______接触式气液传质设备，操作时为连续相。
A、微分、微分B、逐级、逐级C、逐级、微分D、连续、微分正确答案：C4.浮阀塔与泡罩塔比较，其最主要的改进是( )。
A、增大气液负荷B、简化塔板结构C、形成可变气道，拓宽高效操作区域D、提高塔板效率正确答案：C5.辐射式温度计是利用物质的（）的原理显示温度的变化。
A、热辐射B、受热膨胀C、产生的热电势D、热电效应正确答案：A6.列管式换热器中，管子与管板为活动连接的是（）。
A、浮头式换热器B、U形管式换热器C、固定管板式换热器正确答案：A7.确定下列硝酸的分子式（）。
A、HClB、COC、NH3D、HNO3正确答案：D8.对管束和壳体温差不大，壳程物料较干净的场合可选（）换热器。
A、U型管式B、浮头式C、套管式D、固定管板式正确答案：D9.板式塔总体结构分为塔顶、塔体和群座部分，其中塔顶部分主要功能是：（）A、固液分离B、液体再分布C、气液分离正确答案：C10.常压塔顶酸性水中Fe2+是( )产生的。
A、原油分解B、设备腐蚀C、电脱盐注水D、原油中的微量元素正确答案：B11.在传质设备中，塔板上的气液两相之间可能的接触状态有：( )、泡沫和喷射。
A、逐级B、间接C、鼓泡D、直接正确答案：C12.填料塔盘的压力降比浮阀塔盘的压力降( )。
A、相等B、低C、高正确答案：B13.喷射泵是利用流体流动时的（）的原理来工作的。
(完整版)化工原理试题库答案(下册,总)
化工原理试题库（下册）第一章蒸馏一、选择题1.当二组分液体混合物的相对挥发度为___C____时，不能用普通精馏方法分离。
A.3.0B.2.0C.1.0D.4.02.某精馏塔用来分离双组分液体混合物，进料量为100kmol/h，进料组成为0.6 ,要求塔顶产品浓度不小于0.9，以上组成均为摩尔分率，则塔顶产品最大产量为____B______。
A.60.5kmol/hB.66.7Kmol/hC.90.4Kmol/hD.不能确定3.在t-x-y相图中，液相与气相之间量的关系可按____D____求出。
A.拉乌尔定律B.道尔顿定律C.亨利定律D.杠杆规则4.q线方程一定通过X—y直角坐标上的点___B_____。
A.(Xw,Xw) B(XF,XF) C(XD,XD) D(0,XD/(R+1))5.二元溶液的连续精馏计算中，进料热状态参数q的变化将引起（B）的变化。
Ａ.平衡线Ｂ.操作线与q线Ｃ.平衡线与操作线Ｄ.平衡线与q线6.精馏操作是用于分离（B）。
Ａ.均相气体混合物Ｂ.均相液体混合物Ｃ.互不相溶的混合物Ｄ.气—液混合物7.混合液两组分的相对挥发度愈小，则表明用蒸馏方法分离该混合液愈__B___。
A容易；B困难；C完全；D不完全8.设计精馏塔时，若Ｆ、x F、xD、xW均为定值，将进料热状况从q=1变为q>1，但回流比取值相同，则所需理论塔板数将___B____，塔顶冷凝器热负荷___C___ ，塔釜再沸器热负荷___A___。
A变大，B变小，C不变，D不一定9.连续精馏塔操作时，若减少塔釜加热蒸汽量，而保持馏出量Ｄ和进料状况（F, xF,q）不变时，则L/V___B___ ，L′/V′___A___，x D___B___ ，x W___A___ 。
A变大，B变小，C不变，D不一定10.精馏塔操作时，若Ｆ、x F、q，加料板位置、Ｄ和Ｒ不变，而使操作压力减小，则x D___A___，x w___B___。
化工原理试题(附答案)
化工原理试题（附答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、轴毂连接中以键连接最为常见，其中普通平键连接里适用于轴端部的形状是：（）A、圆头（A型）B、方头（B型）C、单圆头（C型）正确答案：C2、容积大于10m3的低温液体储存容器（如液氨储罐）属于哪种容器（）。
A、第三类B、第二类C、第一类正确答案：A3、从受力角度考虑，椭圆形封头、碟形封头、半球形封头和折边球面封头四种凸形封头中，（）的受力情况最好。
A、椭圆形封头B、半球形封头C、碟形封头D、折边球面封头正确答案：A4、以下属于列管式换热器组成部件的是（）。
A、塔盘B、管板C、燃烧器正确答案：B5、裙座与塔体的连接焊缝，如采用塔接焊缝，则焊缝截面处同时承受( )和剪力作用，所以操作或水压试验时，焊缝承受复合剪切应力作用。
A、强度B、载荷C、定力D、压力正确答案：B6、确定压力容器是否属于《固定式压力容器安全技术监察规程》管辖范围的压力条件是指 ( )A、计算压力B、最大允许工作压力C、工作压力D、设计压力正确答案：C7、下列属板式换热器的设备是（）。
A、U形管式B、螺旋板式C、套管式D、填料函式正确答案：B8、对于一台离心水泵来说，现在改为输送比水粘度大的液体，那么泵的扬程将（）。
A、不变B、减小C、增大正确答案：B9、在化工生产中，我们需要依靠输送机来完成固体物料的输送及储存，以下三种输送机中，可以用于垂直方向输送物料的是：（）A、带式输送机B、螺旋输送机C、斗式提升机正确答案：B10、下列压力容器属于反应容器的是（）。
A、洗涤器B、流化床C、热交换器D、回收塔正确答案：B11、单纯由于受压缩的液体或气体将容器胀破而发生的爆炸属于（）。
A、化学爆炸B、二次爆炸C、物理爆炸正确答案：C12、板式塔和填料塔相比较，板式塔较填料塔压降_____、持液量_____、质量______。
A、较大、较大、较大B、较小、较大、较大C、较大、较大、较小D、较大、较小、较小正确答案：C13、釜式反应器可用于不少场合，除了( )。
化工原理课后习题答案上下册(钟理版)
下册第一章蒸馏解：总压 P=75mmHg=10kp 。
由拉乌尔定律得出 0A p x A ＋0B p x B =P 所以 x A =000B A B p p p p --；y A =p p A 0000BA Bp p p p --。
因此所求得的t-x-y 数据如下：t, ℃ x y 113.7 1 1 114.6 0.837 0.871 115.4 0.692 0.748 117.0 0.440 0.509 117.8 0.321 0.385 118.6 0.201 0.249 119.4 0.095 0.122 120.0 0 0.2. 承接第一题，利用各组数据计算（1）在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度i α,取各i α的算术平均值为α，算出α对i α的最大相对误差。
（2）以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y-x ”关系,算出由此法得出的各组y i 值的最大相对误差。
解：（1）对理想物系，有 α＝00BAp p 。
所以可得出t, ℃ 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0i α 1.299 1.310 1.317 1.316 1.322 1.323 1.324 1.325 1.326算术平均值α=9∑iα=1.318。
α对i α的最大相对误差＝%6.0%100)(max=⨯-αααi 。
（2）由xxx x y 318.01318.1)1(1+=-+=αα得出如下数据：t, ℃ 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0 x 1 0.837 0.692 0.558 0.440 0.321 0.201 0.095 0 y 1 0.871 0.748 0.625 0.509 0.384 0.249 0.122 0 各组y i 值的最大相对误差==∇iy y m ax)(0.3%。
化工原理考试题及答案
化工原理考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 化工生产中，物料衡算的基本方法是（）。
A. 质量守恒定律B. 能量守恒定律C. 动量守恒定律D. 电荷守恒定律答案：A2. 在连续操作的化工过程中，以下哪项是正确的（）。
A. 物料流量恒定B. 物料浓度恒定C. 物料温度恒定D. 以上都是答案：A3. 传热过程中，以下哪种情况下热阻最小（）。
A. 增加壁厚B. 减少壁厚C. 增加壁面积D. 减少壁面积答案：B4. 流体在管道中流动时，以下哪种流动是层流（）。
A. 雷诺数Re<2000B. 雷诺数Re>4000C. 雷诺数Re=2000D. 雷诺数Re=4000答案：A5. 在精馏塔中，以下哪种情况下回流比最小（）。
A. 塔板效率最低B. 塔板效率最高C. 塔板效率中等D. 塔板效率不影响回流比答案：A6. 以下哪种情况下，流体的压降最大（）。
A. 管道直径大B. 管道直径小C. 管道长度短D. 管道长度长答案：B7. 在吸收过程中，以下哪种情况下吸收率最高（）。
A. 气相流速大B. 液相流速大C. 气液接触面积大D. 气液接触时间少答案：C8. 以下哪种情况下，过滤速率最大（）。
A. 过滤压力小B. 过滤压力大C. 滤饼厚度大D. 滤饼厚度小答案：B9. 在干燥过程中，以下哪种情况下干燥速率最大（）。
A. 物料含水量高B. 物料含水量低C. 干燥温度低D. 干燥温度高答案：D10. 在萃取过程中，以下哪种情况下萃取效率最高（）。
A. 萃取剂用量少B. 萃取剂用量多C. 萃取剂与原料液接触时间短D. 萃取剂与原料液接触时间长答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 在化工生产中，物料衡算的基本方法是依据________定律。
答案：质量守恒2. 连续操作的化工过程中，物料流量是________的。
答案：恒定3. 传热过程中，壁厚减少可以________热阻。
答案：减少4. 流体在管道中流动时，雷诺数Re<2000时为________流动。
化工原理第三版（陈敏恒）上、下册课后思考题答案（精心整理版）
化工原理第三版（陈敏恒）上、下册课后思考题答案（精心整理版）第一章流体流动1、什么是连续性假定?质点的含义是什么?有什么条件?连续性假设：假定流体是由大量质点组成的，彼此间没有间隙，完全充满所占空间的连续介质。
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比分子自由程却要大得多。
2、描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?拉格朗日法描述的是同一质点在不同时刻的状态；欧拉法描述的是空间各点的状态及其与时间的关系。
3、粘性的物理本质是什么?为什么温度上升,气体粘度上升,而液体粘度下降?粘性的物理本质是分子间的引力和分子的运动与碰撞。
通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主，温度上升，热运动加剧，粘度上升。
液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。
4、静压强有什么特性?①静止流体中，任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；②作用于某一点不同方向上的静压强在数值上是相等的；③压强各向传递。
7、为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好?由静力学方程可以导出，所以H增加，压差增加，拔风量大。
8、什么叫均匀分布?什么叫均匀流段?均匀分布指速度分布大小均匀；均匀流段指速度方向平行、无迁移加速度。
9、伯努利方程的应用条件有哪些?重力场下、不可压缩、理想流体作定态流动，流体微元与其它微元或环境没有能量交换时，同一流线上的流体间能量的关系。
12、层流与湍流的本质区别是什么?区别是否存在流体速度u、压强p的脉动性，即是否存在流体质点的脉动性。
13、雷诺数的物理意义是什么?物理意义是它表征了流动流体惯性力与粘性力之比。
14、何谓泊谡叶方程?其应用条件有哪些?应用条件：不可压缩流体在直圆管中作定态层流流动时的阻力损失计算。
15、何谓水力光滑管?何谓完全湍流粗糙管?当壁面凸出物低于层流内层厚度，体现不出粗糙度过对阻力损失的影响时，称为水力光滑管。
(完整版)化工原理试题库(上册)答案
1.在层流流动中，若流体的总流率不变，则规格同样的两根管子串连时的压降为并联时的（C）倍。
A.2 ；B. 6；C.4 ；D. 1。
2.流体在圆形直管内作强迫湍流时，其对流传热系数α与雷诺准数Re 的 n 次方成正比，此中的n 值为（ B）C. 13.计算管路系统忽然扩大和忽然减小的局部阻力时，速度值应取为（C）A. 上游截面处流速 B 下游截面处流速C小管中流速D大管中流速4.阻力系数法将局部阻力 hf 表示成局部阻力系数与动压头的乘积，管出口入容器的阻力系数为(A)5.有两种对于粘性的说法：( A )①不论是静止的流体仍是运动的流体都拥有粘性。
②粘性只有在流体运动时才表现出来。
A. 这两种说法都对；B.这两种说法都不对；C. 第一种说法对，第二种说法不对；D. 第二种说法对，第一种说法不对。
第二章流体输送机械1.来去泵在操作中 ( A )。
A.不开旁路阀时，流量与出口阀的开度没关B.同意的安装高度与流量没关C.流量与转速没关D.开启旁路阀后，输入的液体流量与出口阀的开度没关2.一台试验用离心泵，开动不久，泵进口处的真空度渐渐降低为零，泵出口处的压力表也渐渐降低为零，此时离心泵完整打不出水。
发生故障的原由是(D )A. 忘了注水B.吸入管路拥塞C. 压出管路拥塞D.吸入管路漏气3.离心泵吸入管路底阀的作用是（B）。
A. 阻截液体中的固体颗粒B.防备启动前充入的液体从泵内漏出C. 防止出现气蚀现象D.保持最低的同意吸上高度4.为了安全起见，离心泵的实质安装高度应比理论安装高度（B）。
A. 高B. 低C. 相等 C.不确立5.齿轮泵的流量调理采纳（C）。
A. 出口阀B.进口阀C. 回流装置D.以上三种均可6.离心泵启动时，应把出口阀封闭，以降低起动功率，保护电机，不致超负荷工作，这是由于（ A）。
A.Qe=0,Ne ≈ 0B. Qe>0,Ne>0C. Qe<0,Ne<07.离心泵的调理阀开大时，则（B）。
化工原理天津大学版化上下册习题答案
化工原理天津大学版化上下册习题答案化工原理课后习题1.某设备上真空表的读数为13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。
已知该地区大气压强为98.7×103 Pa。
解：由绝对压强= 大气压强–真空度得到：设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa=8.54×103 Pa设备内的表压强P表= -真空度= - 13.3×103 Pa2．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 = 400mm ，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。
化工原理课后习题答案上下册
化工原理课后习题答案上下册第一章流体流动习题解答1－1 已知甲城市的大气压为760mmHg乙城市的大气压为750mmHg某反应器在甲地操作时要求其真空表读数为600mmHg若把该反应器放在乙地操作时要维持与甲地操作相同的绝对压真空表的读数应为多少分别用mmHg和Pa表示[590mmHg 786×104Pa]解P甲绝对 760-600 160mmHg750-160 590mmHg 786×104Pa1－2用水银压强计如图测量容器内水面上方压力P0测压点位于水面以下02m处测压点与U形管内水银界面的垂直距离为03m水银压强计的读数R＝300mm 试求1容器内压强P0为多少2若容器内表压增加一倍压差计的读数R为多少习题1－2 附图[ 1 351×104N m－2 表压 2 0554m]解根据静压强分布规律PA＝P0＋HPB＝gR因等高面就是等压面故PA＝ PBP0＝gR－gH＝13600×981×03－1000×981 0203 351×104N㎡设P0加倍后压差计的读数增为R＝R＋△R容器内水面与水银分界面的垂直距离相应增为H＝H＋同理1－3单杯式水银压强计如图的液杯直径D＝100mm细管直径d＝8mm用此压强计测量容器内水面上方的压强p0测压点位于水面以下h＝05m处试求1当压强计读数为R＝300mm杯内水银界面测压点A与细管的垂直距离a＝04m容器内压强p0等于多少2表压p0增加一倍并忽略杯内界面高度的变化读数R为多少3表压p0增加一倍并考虑杯内界面位置的变化读数R为多少习题1－3 附图[ 1 312×104N m－2表压 2 0534m 3 0536m]解因AB两点位于同一平面pA pBP0＝gR－gh＋a＝13600×981×03－1000×98105＋04＝312×104N㎡表压表压加倍后设压强计读数为R若忽略杯内水银界面的变化则与1相比表压加倍后杯内水银面下降了管内水银面上升压强计读数的增加量为由以上两式可得根据等高面即等压面的原理＝此结果表明使用单杯压强计因 h1 h2完全可以忽略杯内界面高度的变化既方便又准确1－4 水从倾斜直管中流过在断面A和断面B接一空气压差计其读数R＝10㎜两测压点垂直距离a＝03m试求1AB两点的压差等于多少2若采用密度为830kg m－3的煤油作指示液压差计读数为多少3管路水平放置而流量不变压差计读数及两点的压差有何变化习题1－4 附图[ 1 304kPa 2 588mm 3 981Pa]解首先推导计算公式因空气是静止的故p1＝p2即pA- gh1 pB- gh2 gR - 1在等式两端加上若忽略空气柱的重量＝981×001×1000＝981N㎡若采用煤油作为指示液管路流量不变不变压差计读数R亦不多变管路水平放置ZA-ZB＝0故1－5在图示管路中水槽液面高度维持不变管路中的流水视为理想流体试求1管路出口流速2管路中ABC各点的压强分别以N㎡和m H2O表示3讨论流体在流动过程中不同能量之间的转换习题1－5 附图[ 1 99m s-1 2 PA -3924kPa -4mH2O PB 981kPa 1mH2O PC -2943kPa -3mH2O 3 略]解1以大气压为压强基准以出口断面为位能基准在断面1-1和2-2间列机械能守恒式可得2相对于所取基准水槽内每kg水的总机械能为W＝Hg＝5gJkg理想流体的总机械能守恒管路中各点的总机械能皆为W因此A点压强PA＝-4×1000×981＝-3924×104Nm2或-4m H2OC点压强由于管内流速在1中已经求出从断面1-1至ABC各断面分别列机械能守恒式亦可求出各点的压强3相对于所取的基准水槽内的总势能为5gJkg水槽从断面1-1流至断面2-2将全部势能转化为动能水从断面1-1流至断面A-A获得动能但因受管壁约束流体从断面1流至断面A所能提供的位能只有gz1－zA＝1gJkg所差部分须由压强能补充故A点产生4m H2O的真空度水从断面A流至断面B总势能不变但同样因受管壁的约束必有gzA－zB＝5g 的位能转化为压强能使B点的压强升至1m H2O同理水从断面B流至断面C总势能不变但位能增加了gzC－zB＝4gJkg压强能必减少同样的数值故C点产生了3m H2O的真空度最后流体从断面C流至出口有gzC－z2＝3g的位能转化为压强能流体以大气压强流出管道1－6用一虹吸管将水从池中吸出水池液面与虹细管出口的垂直距离为5m虹吸管出口流速及虹吸管最高点C的压强各为多少若将虹吸管延长使池中水面与出口垂直距离增为8m出口流速有何变化水温为30℃大气压强为760㎜Hg习题1－6 附图[99 m s-1 327kPa124 m s-1]解1在断面1－12－2之间列机械能守恒式得在断面1-1和C-C之间列机械能守恒式并考虑到uC＝u2可得2虹吸管延长后假定管内液体仍保持连续状态在断面1-1和2-2之间列机械能守恒式得因C点的压强小于水在30oC的饱和蒸气压Pv 4242Nm2故水在C点已发生气化C点压强不能按上述算而应保持为流体的饱和蒸气压故在断面1-1和C-C之间列机械能守恒式得出口流速 u2 uC1－7如图水通过管线Φ108x4 mm 流出管线的阻力损失不包括出管子出口阻力可以用以下公式表示hf 65u2式中u式是管内的平均速度试求1水在截面A－A处的流速2水的体积流率为多少m3 h-1习题1－7 附图[ 1 29 m s-1 2 82 m3 h-1]解对槽液面与管出口列BE方程u 0 p p z 6m z 0h 65u6981 u uA 29msv uA1－8高位槽内贮有20℃的水水深1m并维持不变高位槽底部接一长12m直径100mm的垂直管若假定管内的阻力系数为002试求1 管内流量和管内出现的最低压强各为多少2 若将垂直管无限延长管内流量和最低点压强有何改变习题1－8 附图[ 1 634 10－2 m3 s-1619kPa 2 77 10－2 m3 s-1376kPa]解在断面1-1和2-2间列机械能衡算式得从管入口点B至管出口没有任何局部阻力故B点压强最低在断面1-1和B-B 间列机械能衡算式以断面B-B为基准面＝619×104Nm220℃水饱和蒸汽压PV＝2338Nm2故水在断面1-1和2-2之间是连续的以上计算结果有效当管长H无限延长上式中水深h入口损失和出口动能皆可忽略V＝此时管内最低压强1－9 精馏塔底部用蛇管加热如图所示液体的饱和蒸汽压为1093×105N m-2液体密度为950kg m-3采用形管出料形管顶部与塔内蒸汽空间有一细管相连试求1为保证塔底液面高度不低于1m形管高度应为多少2为防止塔内蒸汽由连通管逸出形管出口液封h高度至少应为多少习题1－9 附图[ 1 1m 2 086m]解假设液体排出量很小塔内液体可近似认为处于静止状态由于连通管的存在塔内压强PA等于形管顶部压强PB在静止流体内部等压面必是等高面故形管顶部距塔底的距离H＝1m塔内蒸汽欲经形管逸出首先必须将管段BC内的液面压低降至点C此时C点的压强PC＝PA＝Pa＋为防止蒸汽逸出液封的最小高度＝1－10 两容器的直径分别为D1＝1000mmD2＝400mm容器A水面上方维持不变的真空度HV＝100mmHg容器B为敞口容器当阀门F关闭时两容器的水面高度分别为Z1＝25mZ2＝15m试问1当阀门开启时两液面能否维持不变2若不能维持原状当重新达到平衡时液面高度各有何变化习题1－10 附图[ 1 液面不能维持不变 2 容器A水面上升了005m 容器B水面下降031m] 解阀门开启后若液体仍保持静止状态液体面将维持不变液体仍处于静止状态的条件是其中任何两点例如A点和B点的单位重量流体总势能相等分别取地面和大气压为位能和压强势能的基准则B点单位重量的总势能为A点单位重量的总势能为因＞水将从容器2流向容器1液面不能维持不变设液体重新静止时容器1水面上升了h1容器2水面下降了h2则由以上两式得在不可压缩的同一种静止流体内部各点的单位总势能处处相等在重力场内单位总势能由位能和压强势能两部分组成若以单位体积为基准则式中各项的单位为Jm2或Nm3刚好与压强相同故可称为虚拟压强若以单位质量为基准则式中各项的单位为Jkg若以单位重量为基准则式中各项的单位为JN或m具有长度因次以上诸式是在流体为静止的前提下推导出来的方程式得到成立的条件是流体为静止否则流体将由高势能向低势能流动1－11高位槽内的甘油＝1260kg m-3 沿直径为10mm的管道送至某容器甘油温度为60℃管内流量为196× 10-5m3 s-1若其他条件不变将甘油升温至100℃管内流量为多少 [151 10-4m3 s-1]解已知甘油的密度＝1260kgm360℃甘油的粘度＝100cp100℃时的粘度＝13cp60℃时管内流速设温度升为100℃仍为层流因管路两端的总势能差不变因故以上计算结果有效1－12如图两敞口储罐的底部在同一水平面上其间由一内径为75mm长为200m的水平管和局部阻力系数为017的全开阀门连接一储罐直径为7m盛水深为7m另一储罐直径为5m盛水深3m若阀门全开问大罐内水降低到6m时需多长时间设管道流体摩擦系数＝002忽略进出口局部阻力[95434s]习题1－12 附图[略]1－13试从Navier Stokes方程出发推导出牛顿型流体在圆管内稳定层流时的速度分布速度与半径的关系流体压降与平均速度的关系式[略]1－14水粘度为1cp密度1000kg m-3以平均速度为1m s-1流过直径为0001m 的水平管路水在管路的流动是层流还是湍流水流过管长为2m时的压降为多少mH2O求最大速度及发生的位置求距离管中心什么位置其速度恰好等于平均速度[ 1 层流 2 653 mH2O 3 2m s-1在管中心 4 354 10-4m]解1Re 1×1000×00010001 1000 2000 层流2 P 32 lud2 32×0001×2×100012 64000Pa 653m3 u 2u 2 m s-1 在管中心4 由u u[1- rri 2]得1 2[1- r00005 2]r 354 10-4m1－15如图水 H2O 1000kg m－3从水槽沿内径为100 mm 的管子流出A 当阀门关闭时U型压力计读数 R 600 mmHg此时h＝1500 mm当阀门部分开启时R 400mmHg而h 1400mm 管路的摩擦系数 0025出口的局部阻力系数 04 求水的体积流量为多少m3 h-1B 当阀门全开2－2面的压强为多少Pa 假设仍为0025阀门的当量长度为15 m Hg 13600kg m－3[ 1 885 m3 h-1 2 32970Pa]习题1－16 附图解 1 阀门部分开启对1-12-2面由BEP1 0 表压p2 g 981 13600-1000 39630Nm2 表压U1 0z2 0hf阀门关闭则Z1 可求得h 15mR 06mu 313msVh2 阀门全开对1-13-3面有Z3 0 z1 666mu1 0p1 p3U 351ms对 1-12-2P1 0 表压 z1 666mz2 0u1 0u2 351msp2 32970Nm2 表压1－16如图某液体密度为 900 kg m－3粘度为 30 cp通过内径为44mm的管线从罐1流到罐2 当阀门关闭时压力计A和B的读数分别为882 104 N m－2 和441 104 N m－2 当阀门打开时总管长包括管长与所有局部阻力的当量长度为100m假设两个罐的液面高度恒定求1液体的体积流率m3 h－12当阀门打开后压力表的读数如何变化并解释提示对于层流 64Re对于湍流 03145Re025习题1－16 附图[ 1 487 m3 h－1 2 压力表A的读数减少压力表B的读数增加]解1当阀门关闭时罐1和2的液面高度为Z1 882 104 900 981 10mZ2 441 104 900 981 5m当阀门打开时假设流动为层流对罐1和2的液面列BEZ1g Z2g64Re ld u22解得u 089ms验证Re u d 089 900 0044003 1175 2000 假设成立V uA 487 m3 h－12通过罐1液面与阀A以及罐2的液面与阀B列BE分析可知压力表A的读数减少压力表B的读数增加1－17如图所示用一高位槽向一敞口水池送水已知高位槽内的水面高于地面10 m管路出口高于地面2 m管子为Ф48×35mm钢管在本题条件下水流经该系统的总阻力损失∑hf 34u2 J kg-1 未包括管出口阻力损失其中u为水在管内的流速m s-1试计算 1AA′截面处水的流速m s-12水的流量以m3 h-1计3若水流量增加20可采用什么措施计算说明或高位槽液面应提高多少米[ 1 449m s-1 2 2133m3 h-1 3 提高354m]习题1－17 附图解1对1-1和2-2面列BE8g 34 u2 12u2U 449ms2 V uA 2133m3 h-13 水流量增加20水的流速为u 12 449 539ms对新液面1-1和2-2面列BE8z g 34 5392212 539 2z 354m1－18用泵将密度为850kgm-3粘度为0190Pas的重油从贮油池送至敞口高位槽中升扬高度为20m输送管路为108×4mm钢管总长为1000m包括直管长度及所有局部阻力的当量长度管路上装有孔径为80mm的孔板以测定流量其油水压差计的读数R＝500mm孔流系数C0＝062水的密度为1000kgm-3试求1 输油量是多少m3h-12 若泵的效率为055计算泵的轴功率习题1－18 附图[ 1 1476 m3 h-1 2 3609W]解 1 uo Co[2Rg o- ]12 062[2 05 98 1000-850 850] 12 081ms 输油量为V 081 0785 0082 41 10-3m3s 147 m3 h-1u uo AoA 081 00801 2 052ms2 Re 052 01 850019 232 2000 层流管线阻力为hf 64Re ld u22 64232 100001 05222 373Jkg泵的有效功为W 20 981hf 5695Jkg轴功率为N 5695 41 10-3 850055 361kW1-19用离心泵将某溶液由反应槽送往一密闭高位槽如图示两槽液面的高度可认为不变高度差10m管路总当量长度为200m包括所有直管和局部阻力的当量长度管路均为 57 35mm钢管已知孔板流量计流量系数为061孔截面积与管道截面积比为025U型压差计读数为R 600mm指示液为水银管路摩擦系数取为0025反应槽上真空表的读数为200mmHg高位槽上压强计读数为05kgf cm－2表压泵的效率65试求 1 流体流量多少kg s-12泵的输出功3泵的轴功率溶液密度近似取为1000kg m-3水银密度为13600 kg m-3[ 1 364kg s-1 2 3461J kg-1 3 194kw]1 uo Co[2Rg o- ]12 061[2 06 98 13600-1000 1000] 12 742msw 742 0785 025 0052 1000 364kgsu uo AoA 742 025 186ms2 H Z2-Z1 P2-P1 ghfZ2-Z1 10mP2-P1 g 05 98 10000200 1013 100000760 1000 98 772mhf 0025 200 1862 2 98 005 176mH 10772176 353mW Hg 3461JkgN Hwg 3461 364065 194kw1－20在直径D＝40mm的管路中接一文丘里管如图所示文丘里管的上游接一压力表压力表的读数为1373 104N m-2压力表轴心与管中心的垂直距离为05m 管内水的流量为151L s-1管路下面有一水池池内水面与管中心的垂直距离为3m 文丘里喉部直径为10mm喉部接一细管细管一端插入水池中若忽略文丘里管的阻力损失池水能否被吸入管中习题1－20 附图[池水将被吸入管内]解取断面1－1和2－2如图所示两断面的平均流速为在两断面间列伯努利方程式若以水池液面和大气压为基准则池水单位重量的总势能断面2－2处单位总势能因＞故池水将被吸入管内1－21 15oC的水在经过内径为7mm的钢管内流动流速为015 m s-1试问1流动为层流还是湍流2如上游压强为6867kPa问流经多长的管子流体的压强下降到2943kPa这里的压强均为绝对压3在距离管壁何处的点速度等于平均速度水的密度和粘度分别取1000 kg m-3和0001cP[ 1 层流 2 400m 3 1026mm]解1Re 015×1000×00070001 1050 2000 层流2 686700-294300 1000 641050 l0007 01522L 400m3 12 [1- r00035 2]R 247mm距离管壁y 35-247 1026mm1－22 水由具有固定水位的水槽中沿直径内径为100mm的输水管流入大气中管路是由L＝50m的水平管和倾斜管段组成水平管段在水面下2m倾斜管段的高度Z＝25m为了使得水平段末端曲折出的真空度为7mH2O安装在倾斜管的阀门局部阻力系数应为多少此时水的流量为多少直管的摩擦系数＝0035大气压为10H2O忽略进口和曲折出的局部阻力习题1－22 附图[197875 m3 h-1]解对液表面和管曲折处列BE2 -7u22g0035 5001 u22gU 309ms V uA 875 m3 h-1对管曲折处与管出口列BE25-7 0035 5001 30922g 30922g1971－23 有一输水管系统如下图所示出水口处管子直径为Φ55 25mm设管路的压头损失为16u22u指出水管的水流速未包括出口损失求水的流量为多少m3 h-1 由于工程上的需要要求水流量增加20此时应将水箱的水面升高多少m假设管路损失仍可以用16u22u指出水管的水流速未包括出口损失表示习题1－23 附图[221m3 h-135 m]解对液面和管出口处列BE8g 16u22 所以管内流速 u 313ms流量为V u d24 313 00524 00614m3s 221m3h提高水量20后zg 16u22 因为 u 12u 376ms所以 z 115m 水箱的水面升高为 115 – 8 35 m1－24在图示并联管路中支路ADB长20m支路ACB长为5m包括管件但不包括阀门的当量长度两支管直径皆为80mm直管阻力系数皆为003两支路各装有闸门阀一个换热器一个换热器的局部阻力系数皆等于5试求当两阀门全开时两支路的流量之比习题1－24 附图[134]解以下标1和2分别表示支路ACB和ADB因并联支路的阻力损失相等因管内径相等1－25如图所示用某离心泵将水从一敞口水池输送到另一高位槽中高位槽的压力为02kgf m-2表压要求送水量为每小时50 m3管路总长包括所有局部阻力的当量长度为150m吸入管和排出管路均Ф108×4mm的光滑管当Re 3000106时管路的摩擦系数λ 03164 Re-025试求1流体流经管道阻力损失2该泵有效功已知水的密度为1000kg m-3水的粘度为1×10-3Pa s习题1－25 附图[13619J kg-12252J kg-1]1λ 03164Re025 03164177000025 001543两液面列柏努利方程z1 0 z2 20 p1 0 p2 02×981×104Nm2 u1 u2 03619 J kg-12 泵的有效功为 W He g 2569 981 252 J kg-11－27 水 1000kg m－3 在1 atm 下由泵以0012 m3 s－1 从低位槽送往高位槽如图泵前的吸入管长和管径分别为6m和80mm 管内的摩擦系数为002泵后的排出管长和管径分别为13m和60mm管内的摩擦系数为003管路的阀门阻力系数为64弯头的阻力系数为075两液面的高度差H＝10m泵的吸入口比低位槽的液面高2m 求1 泵的有效功W J kg－12 泵的吸入口A和排出口B的压强绝对压N m－2习题1－27 附图[ 1 2376 J kg－1 2 PA 70900 N m－2 PB 302500N m－2]解 1 泵吸入管内的流速为u1＝泵压出管内的流速为u2＝在断面1-1和2-2之间列机械能衡算式并移项整理得2以断面1-1为基准在断面1-1和A之间列机械能衡算是可得在断面B和2-2之间列机械能衡算式可得1－28 如图转子流量计安装在如图的管路测量其流量若管路A的总管长包括管线与局部阻力当量长度为10 m 流量计的读数为272 m3 h－1 问这时管路B 的流量为多少m3 h－1已知管路A和管路B的摩擦系数分别为003和0018 习题1－28 附图[600 m3 h－1]解对并联管路Vtotal VAVBUB 236ms VB uBAB1－29 以水标定某转子流量计转子材料的密度为11000kg m-3现将转子换成形状相同密度为1150kg m-3的塑料用来测量压强为730mm Hg温度为100℃的空气流量设流量系数CR不变在同一刻度下空气流量为水流量的若干倍[112]解空气的密度在同一刻度下1－30 一转子流量计的锥形玻璃管在最大和最小刻度处的直径为d1＝28mmd2＝265mm转子的形状如附图所示其最大直径d＝26mm试求1该转子流量计的最大与最小可测流量之比2若采用切削转子最大直径的方法将最大可测流量提高20％转子最大直径应缩小至多少此时最大与最小可测流量之比为多少假设切削前后CR基本不变习题1－30 附图[ 1 41 2 256mm 274]解1切削前2设切削后转子直径为d最大可测流量为V据题意因切削量很小故CR基本不变的假定符合实际情况切削后转子流量计的可测流量比为可见转子切削后最大可测流量增大而流量计的可测范围缩小了第四章传热及换热设备1．用平板法测定材料的热传导系数主要部件为被测材料构成的平板其一侧用电热器加热另一侧用冷水将热量移走同时板的两侧用热电偶测量表面温度设平板的热传导面积为003m2厚度为001m测量数据如下电热器材料表面温度℃安培数A伏特数V高温面低温面282314011530020010050试求1该材料的热传导系数该材料热传导系数与温度的关系为线性 1 0at λλ则0λ和a值为多少解 1 tAbQΔλ650 100300 030010140821 ××× λwmk590 50200 03001051322 ××× λwmk2 21λλλ 2 065059 062wmk2 0λλ 1at065 0λ 1200a 059 0λ 1125a解得 0λ 049 a 163×10-32．平壁炉的炉壁由三种材料组成其厚度和热导热系数如下序号材料厚度bmm热导热系数λWm-1℃-11内层耐火砖2001072绝缘砖1000143钢645若耐火砖内层表面的温度t1为1150℃钢板外表面温度t2为30℃又测得通过炉壁的热损失为300Wm-2试计算热传导的热通量若计算结果与实测的热损失不符试分析原因并计算附加热阻 1钟理伍钦化工原理课后习题答案 0818209 整理解 12424500601401007120301150 Δ∑∑RtAQ wm2计算比测量大存在附加热阻由于层与层之间接触不好有空气设附加热阻为Ri 则300Ri4500601401007120301150Ri 283mkw3．设计一燃烧炉拟用三层砖即耐火砖绝热砖和普通砖耐火砖和普通砖的厚度为05m和025m三种砖的热传导系数分别为102Wm-1 ℃-1014 Wm-1 ℃-1和092 Wm-1 ℃-1已知耐火砖内侧为1000℃外界温度为35℃试问绝热砖厚度至少为多少才能保证绝热砖温度不超过940℃普通砖不超过138℃解 222111btbtAQΔΔλλ1λ 102wm℃ b1 05m 94010001 Δt2λ 014wm℃ b2 1389402 Δt解得 b2 092m4．有一外径为150mm的钢管为减少热损失今在管外包以两层绝热层已知两种绝热材料的热传导系数之比212 λλ两层绝热层厚度相等皆为30mm试问应把哪一种材料包在里层时管壁热损失小设两种情况下两绝热层的内外温度不变解λ1小的导热系数包在内层热损失小由 2221111mmiiAbAbtRtQλλΔΔ∑∑ 2mA2323ln 2rrrrL π及 222111mmAbAbtQλλΔ′ 1mA1212ln 2rrrrL π常数 b1 b2 tΔ可以证明 21XXXXXXXXXXmmmmAAAAλλλλ 122λλ第一种热阻大所以热损失少 2钟理伍钦化工原理课后习题答案 0818209 整理5 外径为50mm的管子其外包扎有一层厚度为40mm热传导系数为013 Wm-1℃-1的绝热材料管子外表面的平均温度t1为800℃现拟在绝热材料外再包扎一层热传导系数为009 Wm-1℃-1的氧化镁绝热层使该层的外表面温度t3为87℃设管子的外表面温度仍为800℃外界环境温度tα为20℃试求氧化绝热层的厚度假设各层间接触良好解t1 800℃ t2 t3 87℃ ta 20℃r1 25mm r2 65mm r3 r2x 65x mmλ1 013 wm2k λ2 009 wm2k hT 940052×87-20 1288wm2Kq 12211ln 2rrttLλπ 2087 ln 223322 LdhrrttLTπλπd 0050082×10-3 x 0132×10-3 x解得x 18mm6．试用量纲分析法推导壁面和流体间强制对流传热系数h的准数关联式已知h为下列变量的函数 luCfhpμρλ式中λCpρμ分别为流体的热传导系数比定压热容密度粘度u为流体流速l为传热设备定型尺寸解设 1 gfecdpbLuCQhμρλ由量纲式 TMh3θ TML3θλθLU θμLM KLCp22θ 3LMρ []LL 代入1 两边的量纲相同可以解得 yxafNuPrRePr Re′a′x为常数由试验确定 y7．苯流过一套管换热器的环隙自20℃升至80℃该换热器的内管规格为φ19×25mm外管规格为φ38×3mm苯的流量为1800kgh-1试求苯对内管壁的对流表面传热系数解 t 8020 2 60℃由附表得苯在60℃的物性830 ρkgm3 PaS 310320× μ2 PCkJkgk 1360 λwm2℃环隙当量直径 1319320 iedddmm环隙中苯的流速 5483001304360018002 ×××πρAwums 451010521Re ×μρdu 3180PrRe0230 Nu 3钟理伍钦化工原理课后习题答案 0818209 整理74136010320102Pr33 ×××λμpC 8535 Nu 5605013013608535 ×deNuhλwm2℃8． 2atm20℃下60m3h-1的空气在套管换热器的管内被加热到80℃内管直径为Φ57×35mm长度为3m试求管壁对空气的对流表面传热系数解 5028020 t℃在此温度下空气的物性参数 192323082050292 ×× RTPMρkgm3 0171 pCkJkgk2108262× λwmk PaS 510961× μ6980Pr 5805043600602 ×× πAVums ××× 51096105019258Reμρdu47×1041043080PrRe0230 Nu＝ 1126980 1074 023030804 ×××3630501082621122 ×× dNuhiλwm2℃9．温度为90℃的甲苯以1500 kgh-1的流量通过蛇管而被冷却至30℃蛇管的直径为Φ57×35mm弯曲半径为06m试求甲苯对蛇管的对流表面传热系数解 6023090 t℃在此温度下甲苯的物性参数380 μ×10-3 PaS 18 kJkgk pC1260 λwmk 830 ρkgm3 ×××× 3210380050050436001500Reπμρdu279×104 104 4351260103801081Pr33 ××× λuCp直管hi 3180Pr0Re0230idλ0023×0501260× 279×104 08 ×31435365wm2k4钟理伍钦化工原理课后习题答案 0818209 整理蛇管 hi＝hi直管4395 600501 365 531 ××ciddwm2kcd 弯曲半径管半径 id10．有一双管程列管换热器由96根φ25×25mm的钢管组成苯在管内流动由20℃被加热到80℃苯的流量为95 kgs-1壳程中通入水蒸气进行加热试求1壁对苯的对流表面传热系数2苯的流率增加一倍其它条件不变此时的对流表面传热系数3管径降为原来12其它条件与1相同此时对流表面传热系数又为多少解 28020 t 50℃在此温度下甲苯的物性参数91 pCkJkgk μ037×10-3PaS 840 ρkgm31380 λwmk 750 ρAWms ××× 310370020840750Reμρud34×104104 0951380103701091Pr33 ××× λuCp 3080PrRe0230 Nu1581 1091 dNuhiλwm2k2流率增加一倍 12WW 12uu 2因此 121uuhhii 08 208 174189810917411 × ihwm2k3 半径减半 12uu 212112ddAAAWAW ρρ22 12dd 124uu 121uuhhii 08 21dd02 348 379948310911 × ihwm2k5钟理伍钦化工原理课后习题答案 0818209 整理1112．饱和温度为100℃的水蒸气在长为25m外径为38mm的竖直圆管外冷凝管外壁温度为92℃试求每小时蒸气冷凝量又若将管子水平放置每小时蒸气冷凝量又为多少解 962100922 wsttt℃定性温度下的物性0168 λ×10-2 wmk 960 ρkgm3 6829 μ×10-5 PaS082268 γkJkg L 25m冷凝传热膜系数4132] [9430wsttLgh μλγρ代入以上数据得 h54136 wm2kwrthAq ×××× Δ 92100 52038065413π226808×103 ww57×10-3kgs 205kgh当管子水平放置管外径do 0038m传热膜系数41094307250 ′dLhh 219h′ 219×54136 118536wm2kwrtAhq Δ′310082268 92100 520380611853×××××πw 125×10-2kgs 45kgh13在下列的各种列管换热器中每小时将29400kg的某种溶液从20℃加热到50℃溶液在列管内流动加热介质的进口温度为100℃出口温度为60℃试求下面情况下的平均温度差1 壳方和管方流体均为单程的换热器假设两流体呈逆流流动2 壳方和管方流体分别为单程和四程的换热器3 壳方和管方流体分别为二程和四程的换热器解1 kgh 29400 W201 t℃→502 t℃601 T℃←1002 T℃401 Δt℃ 502 Δt℃4525040 Δmt℃ 24512 ΔΔtt或者＝448℃′Δmt6钟理伍钦化工原理课后习题答案 0818209 整理2由＝448℃′Δmt3750201002050 P 331205060100 R由图4-40a 940 Δtψ mtΔ 142844940 ×′Δ×Δmttψ℃3同理由图4-40b 970 Δtψ mtΔ 543844970 ×′Δ×Δmttψ℃14一列管换热器管外用20×105Pa的饱和水蒸气加热空气使空气温度从20℃加热到80℃流量为2000kgh-1现因生产任务变化如空气流量增加50％进出口温度仍维持不变问在原换热器中采用什么方法可完成新的生产任务解 28020 t 50℃空气在50℃下的物性参数0931 ρkgm3 6980Pr 0171 pCkJkgk 0280 λwmk水蒸气在5Pa的饱和温度102× P2120 sT℃1211ttCwqp 11mtAhΔ 11222ttCwqp 12mtAhΔ 2设为强制湍流在新的空气流量下饱和蒸汽温度为Ts1由1和2式得51121212 ΔΔtmthhwwm0812mmttΔΔ15 8012020120ln20801 Δmt 8020ln2080112 ΔTsTstm解得 125℃使蒸气饱和温度提高到125℃即可 1ST15在一套管式换热器内管为φ180×10mm的钢管用水冷却原油采用逆流操作水在内管中流动冷却水的进口温度为15℃出口温度为55℃原油在环隙中流动流量为500 kgh-1其平均比定压热容为335kJkg-1℃-1要求从90℃冷却至40℃已知水侧的对流表面传热系数为1000Wm-2℃-1油侧的对流表面传热系数为299 Wm-2℃-1管壁热阻及垢阻忽略不计试求1所需冷却水用量水的比热取418 kJkg-1℃-1忽略热损失2总传热系数3套管换热器的有效传热长度4若冷却水进口温度变为20℃问此时会出现什么情况解1 21221211TTCwttCwqpp×418×55-15 500×335×90-40 1w500kgh 1w7钟理伍钦化工原理课后习题答案 0818209 整理2 Ko 2242991XXXXXXXXXX11000 hdhdiwm2k3 151 t℃→552 t℃401 T℃←902 T℃251 Δt℃ 352 Δt℃mtAKqΔ 00 7292535ln2535 Δmt℃ 1555 1843600500×××103 224×018×L×297×πL 617m4 201 t℃a 若维持水的流量及其它的条件不变则水的出口温度 6020184500 4090 3535002 ××× t℃水的出口温度过高导致结垢b 若水的出口温度不变则必须增加水的流率由 572 2050 184 4090 3535002 ××× wkgh此时换热器的管长也变化即需要换一个热交换器16在并流的换热器中用水冷却油水的进出口温度分别为15℃和40℃油的进出口温度分别为150℃和100℃现因生产任务要求油的出口温度降至80℃设油和水的流量进口温度及物性均不变若原换热器的管长为1m试求将此换热器的管长增至若干米后才能满足要求设换热器的热损失可以忽略解在原冷却器中对油 100150 11 pCwq 1对水 1540 22 pCwq 2并流时 135151501 Δt℃60401002 Δt℃59260135ln60135 Δmt℃mtAKqΔ 00 100150 11pCw 8钟理伍钦化工原理课后习题答案 0818209 整理在新的冷却塔中对油 80150 111 pCwq 3对水 15 2221 tCwqp 4解上述方程得 50℃ 2t10101mtAKqΔ 80150 11pCw135151501 Δt℃3050802 Δt℃86950135ln30135 Δmt℃ 5928691XXXXXXXXXX11LL 1L 185L 185m 下册第一章蒸馏1 苯酚 C6H5OH A 和对甲酚 C6H4 CH3 OH B 的饱和蒸气压数据为温度T℃苯酚蒸气压kPa 对甲酚蒸气压kPa 温度t℃苯酚蒸气压kPa 对甲酚蒸气压 kPa 1137 1146115411631170 10010410811191158 7707948285876 11781186119412001199124312851326906939970100试按总压P 75mmHg 绝压计算该物系的t-x-y数据此物系为理想体系解总压 P 75mmHg 10kp由拉乌尔定律得出 xA＋xB P所以xA yA因此所求得的t-x-y数据如下t ℃ x y1137 1 11146 0837 08711154 0692 07481170 0440 05091178 0321 03851186 0201 02491194 0095 01221200 0 02 承接第一题利用各组数据计算1在x 0至x 1范围内各点的相对挥发度取各的算术平均值为算出对的最。
化工原理试题库(含答案)
化工原理试题库试题一一：填空题（18分）1、 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=________02mH =__________Pa. 该地区的大气压为720mmHg 。
2、 常温下水的密度为10003m Kg，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s m 3 速度流动，其流动类型为 ______________。
3、 流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________.__________________.4、 气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。
5、 水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m,低压气体在管路中流动时，常用流速范围为_______________________s m 。
6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________.__________________.往复泵___________________.__________________.7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。
8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。
9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。
10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。
11、α称为_______________，其物理意义为____________________________.__________________________，提高管内α值的有效方法____________.提高管外α值的有效方法______________________________________。
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℃。
化工原理考试题及答案
化工原理考试题及答案一、选择题1.下列哪个物质是一种常见的酸？A. 乙醇B. 氯化钠C. 硫酸D. 纯水正确答案：C. 硫酸2.燃烧是一种 __________ 反应。
A. 氧化B. 加热C. 还原D. 氢化正确答案：A. 氧化3.酸和碱反应得到的产物是 __________ 。
A. 盐和水B. 氧气和水C. 酸和碱D. 酸和酸正确答案：A. 盐和水4.化学反应速率的因素主要包括__________ 。
A. 温度、浓度和催化剂B. 温度、氧气和压力 C. 浓度、密度和催化剂 D. 温度、浓度和密度正确答案：A. 温度、浓度和催化剂二、判断题1.种植水稻是一个化学反应过程。
2.防腐剂可以增加食物的保质期。
正确答案：正确3.非金属元素氯气可用作消毒剂。
正确答案：正确4.强酸和强碱反应产生的溶液一定是中性的。
正确答案：错误三、填空题1.标准气体体积是 __________ 。
2.相对分子质量可以通过化学式求得，其中__________ 代表一个摩尔。
正确答案：6.022 x 10^233.pH值是用来衡量溶液的 __________ 。
正确答案：酸碱性4.水的化学式是 __________ 。
正确答案：H2O四、简答题1.简述酸和碱的定义。
答：酸是指能够产生氢离子（H+）的化合物，在水中会产生酸性溶液；碱是指能够产生氢氧根离子（OH-）的化合物，在水中会产生碱性溶液。
2.解释化学反应速率的概念，并列举影响化学反应速率的因素。
答：化学反应速率是指化学反应中物质消耗的快慢程度。
影响化学反应速率的因素包括温度、浓度和催化剂。
温度升高会提高反应速率，因为温度升高会增加分子的运动速度，增大碰撞的能量；浓度增加会增加反应物之间的碰撞频率，从而增加反应速率；催化剂可以降低反应的活化能，加快反应速率。
3.解释酸碱中pH值的概念以及与溶液酸碱性的关系。
答：pH值是用来衡量溶液酸碱性的一个指标。
pH值是对数函数，用来表示溶液中氢离子浓度的负对数。
化工原理考试习题(含答案)(含答案)
化工原理（上）考试复习题及答案一、选择题（将正确答案字母填入括号内、四选一）1．遵循流体动力学规律的单元操作是（ A ）。
A、沉降B、蒸发C、冷冻D、干燥2．U型管液柱压力计两管的液柱差稳定时，在管中任意一个截面上左右两端所受压力（ A ）。
A、相等B、不相等C、有变化D、无法确定3．以下有关全回流的说法正确的是（ A ）。
A、精馏段操作线与提馏段操作线对角线重合B、此时所需理论塔板数量多C、塔顶产品产出量多D、此时所用回流比最小4．吸收操作是利用气体混合物中各种组分（ B ）的不同而进行分离的。
A、相对挥发度B、溶解度C、气化速度D、电离度5．压力表在刻度盘上有红线是表示（ C ）。
A、设计压力、B、公称压力C、最高工作压力D、最低工作压力6．某车间测得一精馏塔得真空度为540mmHg，绝对压强为100mm/Hg，则当地大气压为（ C ）mmHg。
A、440B、540C、640D、7607. 用水吸收混合气体中的二氧化碳时，（ A ）下吸收效果最好。
A．低温高压B．高温高压C．高温低压D．低温低压8. 表压值是从压强表上读得的，它表示的是（ A ）。
A．比大气压强高出的部分B．设备的真实压力C9.A10.A11A D．发生不同情况的变化12. ）。
A1330%，那么( B )。
AC14A D．克希霍夫定律151> t2> t3,则热阻最大的是（ A ）。
A．第一层B．第二层C．第三层D．无法确定16．在列管换热器中，用水将80℃某有机溶剂冷却至35℃，冷却水进口温度为30℃，出口温度不低于35℃，两流体应（B）操作。
A．并流B．逆流C．都可以D．无法确定17．当压力不变时，气体溶解度随着温度升高的情况是（ B ）。
A、增大B、减小C、不变D、不一定18．一定量的理想气体，在等温过程中体积增加一倍，则该气体的压力的变化情况是（ A ）。
A、减少一半B、没有变化C、增加一倍D、无规律可循19．流体在流动过程中损失能量的根本原因是（D ）。
化工原理练习题+参考答案
化工原理练习题+参考答案一、单选题（共60题，每题1分，共60分）1、装置开车操作引瓦斯烘炉时制硫炉配风原则是（）。
A、保持制硫炉温度大于800℃B、瓦斯过剩，保证不完全燃烧C、风过量，保证瓦斯完全燃烧D、风和瓦斯按当量燃烧配比正确答案：D2、孔体积是描述催化剂孔结构的一个物理量，孔体积是多孔性催化剂颗粒内孔的体积总和，单位通常用O表示。
A、m3∕gB^m1∕m2C、m2∕gD、m1/g正确答案：D3、突然降低汽包的压力，汽包液位的变化是（）。
A、先降低，后上升B、不会变化C、一直上升到压力平稳D、先上升，后降低正确答案：D4、仪表定期保养时，需要暂时切除报警联锁系统，必须经生产装置O同意，才可切除，并严格执行工作票制度。
A^技术人员B、当班班长C、车间领导D、总工程师正确答案：B5、C1AUS转化器催化剂活性下降的现象？OA、床层的温升变小B、床层的阻力降变小C、出口硫化氢明显下降D、出口有机硫明显下降正确答案：A6、酸性气体中硫化氢的含量在15—50%之间时，硫黄回收装置宜采用（）工艺。
A、部分燃烧法B、分流法C、直接氧化法D、SCOT法正确答案：B7、配平斯科特反应中S02+（）H2=H2S+2II20+QoA、3B、5C、4D、2正确答案：A8、离心泵叶轮小范围切割，切割前后扬程之比和切割前后叶轮外径之比关系正确的是（）。
A、3次方B、4次方C、1次方D、2次方正确答案：D9、硫磺装置的原料是酸性气，属于易燃易爆物，其火灾危害性属于（）。
A、乙类B、丁类C、甲类D N丙类正确答案：C10、硫磺装置尾气处理工艺类型较多，其中，硫黄回收率最高的是O工艺。
Λ^超级C1aus工艺B、加氢还原吸收工艺C、钠法碱洗工艺D、氨法脱硫工艺正确答案：BIK对同一类反应，在给定条件下，化学平衡常数越大，表示（）。
A、正反应速率越快B、逆反应进行得越完全C、正反应进行得越完全D、逆反应速率越快正确答案：C12、应税大气污染物计税依据，按照污染物排放量折合的污染O数确定。
化工原理试卷(含答案)
化工原理上册考题一、填空与回答问题（20分）1．在完全湍流时，流体在粗糙管内流动的摩擦系数λ数值只取决于▁▁▁▁▁▁▁。
2．有一并联管路，两支段管路的流速、管径、管长及流动阻力损失分别为u1、d1、l1、h f1及u2、d2、l2、h f2。
若d1=2d2，l1=2l2，则当两段管路中流体均作湍流流动时，并取，u1/u2=▁▁▁▁。
3．理想流化床中，床层高度随气速的加大而▁▁▁▁，整个床层压强降▁▁▁▁，床层压强降等于▁▁▁▁。
4．在长为L m、高为H m的降尘室中，颗粒的沉降速度为u t m/s，气体通过降尘室的水平流速为u m/s，则颗粒能在降尘室内分离的条件是▁▁▁▁▁▁▁▁。
5．克希霍夫定律的数学表达式为▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁，该式表明▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁。
6．画出并流加料法的三效蒸发装置流程示意图，标出各流股的名称，说出并流加料的优缺点。
二、（20分）如图所示的输水系统，已知管内径为d=50 mm，在阀门全开时输送系统的l+Σle=50 m，摩擦系数λ可取0.03, 泵的性能曲线在流量为6m3/h至15m3/h范围内可用下式描述: H=18.92-0.82Q0.8, H为泵的扬程m, Q为泵的流量m3/h。
问:(1) 如要求输送量为10 m3/h, 单位质量的水所需外加功为多少? 此泵能否完成任务?(2) 如要求输送量减至8 m3/h(通过关小阀门来达到), 泵的轴功率减少百分之多少?(设泵的效率变化忽略不计)。
三、（15分）某板框压滤机共有10个框, 框空长、宽各为500 mm, 在一定压力下恒压过滤30min后, 获得滤液5m3, 假设滤布阻力可以忽略不计, 试求: (1) 过滤常数K; (2) 如果再过滤30min, 还能获得多少m3滤液?四、(15分)为测定某材料的导热系数, 把此材料做成一定厚度的圆形平板, 夹在某测定仪器热、冷两面之间进行试验。
假定通过平板传热量Q一定，并已知仪器热、冷面平均温度分别为t w1和t w2。
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化工原理上下册试题答案化工原理模拟考题参考答案一、 客观题01．牛顿黏性定律的数学表达式是 y u d μτ-= ，服从此定律的流体称为 牛顿流体 。
02．实际流体与理想流体的主要区别在于 实际流体具有黏性 ，实际流体柏努利方程与理想流体柏努利方程的主要区别在于 实际流体柏努利方程中有阻力损失项 。
03．液体在两截面间的管道内流动时, 其流动方向是 D 。
A. 从位能大的截面流向位能小的截面；B. 从静压能大的截面流向静压能小的截面；C. 从动能大的截面流向动能小的截面；D. 从总能量大的截面流向总能量小的截面。
04．离心泵在启动前应 灌泵 ，否则会发生__气缚__现象；离心泵的安装高度应 小于 允许安装高度, 否则会发生 汽蚀 现象。
05．进出口温度分别为85℃和40℃的热流体对进口温度为20℃的冷流体进行加热，规定冷流体出口温度不超过40℃，则必须采用 并流 操作。
06．冷热两流体的对流给热系数h 相差较大时，提高饼厚度的增加而 增加 ；恒压过滤时，过滤压差不变 ，过滤速率随滤饼厚度的增加而 减小 。
二、计算题1．用水泵向高位水箱供水（如附图所示），管路流量为150m 3/h ，泵轴中心线距水池液面和水箱液面的垂直距离分别为2.0m 和45m 。
泵吸入管与排出管分别为内径205mm 和内径180mm 的钢管。
吸入管管长50m （包括吸入管路局部阻力的当量长度），排出管管长200m （包括排出管路局部阻力的当量长度），吸入管和排出管的管壁粗糙度均为0.3mm ，水的密度1000 kg/m 3，粘度1.0×10-3 Pa ﹒s ，泵的效率为65%，圆管内湍流摩擦系数用下式计算：23.0Re 681.0⎪⎭⎫ ⎝⎛+=d ελ试求： 112m 45m A 3322（1）吸入管和排出管内的流速、雷诺数各为多少？各属于哪种流动类型？（2）泵吸入口处A 点的真空表读数？（3）泵向单位质量流体所作的功为多少？泵的轴功率？解：（1）吸入管内流速263.1205.0785.03600/150211=⨯==A V u m/s ，258915100.11000263.1205.0Re 3111=⨯⨯⨯==-μρu d ，属于湍流； 排出管内流速638.1180.0785.03600/150222=⨯==A V u m/s ， 294840100.11000638.1180.0Re 3222=⨯⨯⨯==-μρu d ，属于湍流；（2）在1－1与2－2间列柏努利方程∑-+++=++212111200022f h u p g z u p g z ρρ00000=≈=z u p p a()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+-222111*********u d l u u g z z p p p A λρ＝－＝真 0231.0258915682053.01.023.01=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=λ249112263.1205.0500231.02263.181.92100022=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯++⨯⨯＝真A p Pa(3) 在1－1与3－3间列柏努利方程∑-+++=+++312333200022f e h u p g z h u p g z ρρ 0003030=≈===z u u p p p a ()22222222111103u d l u d l g z z h e λλ++-＝ 0237.0294840681803.01.023.02=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=λ89.5002638.1180.02000237.02263.1205.0500231.081.94722=⨯+⨯+⨯＝e h J/kg36.3210865.010003600/15089.500=⨯⨯==＝ηρηV h N N e eW2．在由118根φ25⨯2.5，长为3m 的钢管组成的列管式换热器中，用饱和水蒸汽加热空气，空气走管程。
已知加热蒸汽的温度为132.9℃，空气的质量流量为7200kg/h ，空气的进、出口温度分别20℃和60℃，操作条件下的空气比热为1.005 kJ/(kg ⋅℃)，空气的对流给热系数为50 W/(m 2⋅℃)，蒸汽冷凝给热系数为8000 W/(m 2⋅℃)，假定管壁热阻、垢层热阻及热损失可忽略不计。
试求：（1）加热空气需要的热量Q 为多少？（2）以管子外表面为基准的总传热系数K 为多少？（3）此换热器能否完成生产任务？解：（1）()()4.802060005.13600/72001222=-⨯⨯=-=t t c w Q pkJ/s (2)8.395002.0025.08000111111222=⨯+=+=h d d h K W/(m 2⋅℃) (3)8.273025.014159.31182=⨯⨯⨯=A m 2 45.919.1129.72ln 40ln 2111=-=∆∆∆-∆=∆t t t t t m ℃184.101J/s 10118445.918.278.3922==⨯⨯=∆=m t A K Q kJ/s ，能够完成生产任务。
一、填空与选择：（1）吸收操作一般用于分离 气体 混合物，其原理是利用气体中各组分在吸收剂中 溶解度 的差异来达到分离的目的。
（2）精馏操作一般用于分离 液体 混合物，其原理是利用原料中各组分的 挥发度 差异来达到分离的目的。
（3）萃取操作一般用于分离 液体 混合物，其原理是利用原料液中各组分在萃取剂中 溶解度的差异来达到分离的目的。
（4） 全回流（R = ∞）时，精馏段操作线的斜率为 1 ，提馏段操作线的斜率为 1 ，对相同的x D 和x W ，部分回流比全回流所需的理论板数 多 。
（5）气液两相在填料塔内逆流接触时， 填料表面 是气液两相的主要传质面积。
为保证操作过程中两相的良好接触，故填料吸收塔顶部要有良好的 液体分布 装置。
（6）写出浮阀塔三种不正常操作情况：(A) 漏液 ；(B) 液泛 ；(C) 雾沫、气泡夹带 。
（7）两组分的相对挥发度 越小，则表示分离该物系越 B 。
A. 容易；B. 困难；C. 完全；D. 不完全。
（8）二元溶液连续精馏计算中进料热状态的变化将引起以下线的变化： B 。
A. 平衡线；B. 操作线与q线；C. 平衡线与操作线；D. 平衡线与q线。
（9）物料的平衡水份一定是 C 。
A. 非结合水份；B. 自由水份；C. 结合水份；D. 临界水份。
（10）对流干燥过程按干燥速率一般分为：（1）恒速段，该段中空气温度下降，物料温度不变，除去的是非结合水份；（2）降速段，该段中空气温度下降，物料温度上升，除去的是结合水份。
（11）用对流干燥除去湿物料中的水份时，当干燥介质一定，湿物料中自由水份可以除去，平衡水份不可以除去。
（12）某三元混合液组成为x A=0.2，x B=0.5，x S=0.3。
试在三角形相图中表示出该点的坐标位置。
A B S 0.8 0.6 0.4 0.2二、在常压下逆流操作的填料吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气体中的溶质组分。
入塔气体流量为1120m 3/h （标准状况），入塔气体中溶质的浓度为5%（体积），吸收率为90%，操作条件下的气液平衡关系为Y *=1.5X ，液气比L /V =3，体积传质系数K Y a = 100 kmol/m 2⋅h(∆Y)，塔径为0.8m 。
试求（1）出塔液体浓度X 1；（2）所需填料层高度Z 。
解：（1）进塔惰性气体量()5.4705.014.221120=-⨯=V kmol/h()00526.01.00526.010526.005.0105.0121=⨯=-==-=ηY Y Y ()()01578.000526.00526.03102112=-⨯=-==Y Y L V X X（2）002367.001578.05.1*2*1==⨯=Y Y41.300526.002367.00526.0ln 00526.002367.00526.000526.00526.021=----=∆-=m OG Y Y Y N 9455.08.0785.01005.472=⨯⨯=Ω=a K V H Y OG m224.341.39455.0=⨯==OG OG N H Z m三、有苯和甲苯混合物，含苯0.4，流量1000 kmol/h ，在一常压精馏塔内进行分离，要求塔顶馏出液中含苯0.9（以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于90%，泡点进料，泡点回流，取回流比为最小回流比的1.5倍，已知相对挥发度α = 2.5。
试求（1）塔顶产品量D ；塔底残液量W 及组成x W ；（2）回流比R 及精馏段操作线方程；（3）由第二块理论板（从上往下数）上升蒸汽的组成。
解：（1）kmol/h 600kmol/h 400%904.010009.0===⨯W D D 0667.06009.04004.010006009.04004.01000=⨯-⨯=+⨯=⨯W Wx x （2）111---==q z x q q y q Fq 线方程：4.0=x 平衡线方程：()x x y x x y5.115.2115.2+=-+==ααα 联立求得：625.04.0==d d y x11 8333.15.1222.14.0625.0625.09.0min min ===--=--=R R x y y x R d d d D 精馏段操作线：317.0647.011+=+++=x R x x R R y D （3）9.01==D x y 由平衡线方程可得：7826.05.115.29.0111=+=x x x由精馏段操作线：8234.0317.0647.012=+=x y。