化工原理试题库_

《化工原理》试题库

一．填空题：

（一）流体流动与输送：

1．某设备的真空表读数为mmHg 200，则它的绝对压强为（ ）mmHg ，另一设备的表压

强为kPa 50，则它的绝对压强为________kPa 。（当地大气压为Pa 51001331?.）

2．在静止的同一种连续流体内部，各截面上_________与________之和为常数。

3．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______。

4．在一流动体系中，若A ，B 两截面间无输送机械，且有A E ＞B E (E 代表机械能),则可判

断A ，B 之间的水的流向为__________________。

5．理想流体在管道中流过时各截面上__________相等，它们是__________之和。

6．理想流体指的是 （ 没有粘性的流体 ）

7．定态流动指的是______________________________________________。

8．不可压缩流体在由两种不同管径组装成的管路中流过时，流速与直径的关系为______。

9．流体流动过程中的连续性方程2211A u A u ==……，只适用于 （ 不可压缩流体 ）

10．流体在圆形管道内做层流流动时某一截面上的速度分布为________形。

11．流体在管内作湍流流动时，邻近管壁处存在___________层，Re 值越大，则该层厚度

越______。

12．流体在圆形管道内作层流流动时的摩擦系数与_________无关，只随_________增大。

13．流体在圆形管道内作湍流流动时的摩擦系数是________的函数，若流动在阻力平方区，

则摩擦系数与_______无关。

14．当流体在圆形管道内做湍流流动时，通过量纲分析法可以得出：其摩擦系数的大小取

决于_____________________________的大小。

15．流体做层流流动时管中心的最大流速是截面上平均流速的___________。

16．流体在圆形管道内的流动类型可以由___________的大小来判断.

17．判断流体流动类型的方法是________________________________。

18．流体在圆形管道内做层流流动时某一截面上的速度分布为________形。

19．流体在一段水平管中流过，测得平均速度为s m /.50，压强降为Pa 10，Re 为1000，则

管中心线上速度为________s m /，若平均速度增大到s m /1，则压强降为_______Pa 。

20．只有在_______________________的管道内，才有p p p p f ?=-=?21。

21．对一并联管路，若各支管内的流动阻力分别为1,f h ∑，2,f h ∑,3,f h ∑,则必有____________。

22．流体流动过程中的局部阻力可以用______________________________两种方法计算。

23．管路出口的阻力系数为__________________________。

24．当所测量的压强或压差太小时，U 管压差计的读数太小，此时可选用________压差计

进行测量。

25．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。

26．离心泵必须有______________________，才能防止气蚀现象的发生。

27．离心泵的抗气蚀性能通常用_________________________________等两种方法来表示。

28．为了防止离心泵气蚀现象的产生，离心泵必须有合适的______________。

29．为防止离心泵气缚现象的产生，启动离心泵前必须_________________。

30．离心泵的安装高度超过允许吸上真空度时，将可能发生_______现象。

31．离心泵的额定流量指的是______________________________________。

32．离心泵安装在一定管路上，其工作点是指_____________________。

33．若离心泵入口处真空表读数为kPa 3293.，当地大气压强为kPa 32101.，当输送C ?42的

水（饱和蒸气压为kPa 28.）时，泵内__________发生气蚀现象。

34．往复压缩机的工作原理是______________________________________。

35．往复压缩机的理想压缩循环由_________________________________等三个阶段组成。

36．往复压缩机的有余隙存在的压缩循环过程由_____________等步骤组成。

（二）传热

1．传热的基本方式有___________、__________和____________三种。

2．在静止流体内，热量主要以_____________________方式进行传递。

3．单层平壁的导热热阻为_____________________________。

4．单层平壁的导热热阻与_________成正比，与_________成反比。

5．在多层圆筒壁的定态导热中，通过每一层上的传热速率Ф_______，面积热流量

q _______(填“相等”

、“不等”)。 6．通过三层平壁的热传导中，设各层壁面间接触良好，如果测得各层壁面的温度1T ，2T ，

3T ，4T 分别为500℃、4OO ℃、200℃、100℃，则各层热阻之比为_________。

7．在应用计算表面传热系数α的各经验式时，应该注意公式的_____________、定性尺寸

和定性温度。

8．在表面传热系数关联式中，Pr （=λμ/p C ）数是表示___________________的准数。

9．在表面传热系数关联式中，格拉晓夫数232/μρβL T g Gr ?=是表示___________的影响。

10．在表面传热系数关联式中，Pr （=λμ/p C ）数是表示___________________的准数。

11．蒸气冷凝有__________和__________两种方式。

12．液体在大容器内沸腾时，随着温度差（s w t t -）的不同，出现________、_________和

___________三种不同的沸腾状态。

13．流体在圆形直管中强制湍流传热时，对流传热系数关联式为n d

Pr Re ..800230λ

α=，式中n 是为了校正_________的影响，当流体被加热时，n 等于_________。

14．当流体在管内呈湍流流动时，管内的对流传热热阻主要集中在________，为了减小热

阻以提高α值，可采用的措施是__________________。

15．蒸汽在套管式换热器的环隙中冷凝以加热管内的空气，则总传热系数K 值接近于

_________的对流传热系数；管壁的温度接近于__________的温度。

16．黑体的辐射能力与_________________________成正比。

17．在应用对流传热系数α的各经验公式时，应注意定性温度的影响，所谓定性温度指的

是______________________________________。

18．强化传热过程的主要方法是_________________________________。

19．在卧式管壳式换热器中，用饱和水蒸气冷凝加热原油，则原油宜在________程流动，

总传热系数接近于__________的对流传热系数。

20．写出三种间壁式换热器的名称：_______________、____________和____________。

21．为减少圆形管导热损失，采用包覆3种保温材料a 、b 、c 。若c b a δδδ==，c b a λλλ>>，则包覆的顺序从外到里分别为 。

（三）吸收

1．在一定温度和压强下，用清水吸收丙酮，逆流操作，已知进塔的气体中丙酮含量为（摩

尔分数），要求吸收率为80%，在操作条件下，丙酮在两相间的平衡关系是Y=,则其最小液气比为___________。

2.在一常压填料塔中，用20℃的清水等温洗涤某种气体中的有害组分，已知混合气体流量

为1730kg/h,混合气体的平均分子量为kmol,空塔气速为s,则所需塔径为___________________。

3．所谓塔设备的液泛指的是_____________________________________。

4．当以气相的分压差*

A A p p -表示吸收推动力时，吸收速率方程可表示为

A N =___________，其中吸收总阻力G K 1=________________。 5．当以*

A A c c -表示吸收推动力时，吸收速率方程可表示为A N =___________，其中吸收总

阻力L

K 1=________________。

6．由于有浓差存在，物质在静止流体中会以_________扩散的形式传递。

7．根据双膜理论，吸收过程的总阻力Y

K 1=_______________________。 8．根据双膜理论，吸收过程的总阻力取决于________________________。

9．涡流扩散指的是___________________________________。

10．吸收操作的依据是__________________________，以达到分离气体混合物的目的。

11．亨利定律的表达式为Ex p =*，若某气体在水中的亨利系数E 值很大，说明该气体为

________。

12．对接近常压的溶质浓度低的气液平衡系统，当总压增大时，亨利系数E ______，相平

衡常数m _________。

13．由于吸收过程中气相中溶质的分压总是________溶质的平衡分压，因此吸收操作线总

是在平衡线的________。

14．吸收过程中，X K 是以_________为推动力的总吸收系数，它的单位是_________。

15．水吸收氨-空气混合气中的氨，它是属于_________控制的吸收过程。

16．若总吸收系数和分吸收系数间的关系可表示为G

L L k H k K +=11，其中L k 1表示_______，当_______项可忽略时，表示该过程为液膜控制。

17．在吸收过程中，若提高吸收剂用量，对气膜控制的物系，体积吸收总系数a K Y ______， 对液膜控制的物系，体积吸收总系数a K Y 将_________。

18．双膜理论是将整个相际传质过程简化为______________________________________。

19．吸收操作中增大吸收剂用量，操作线的斜率_________，吸收推动力__________。

20．当吸收剂用量为最小用量时，则所需填料层高度将为__________。

21．在常压逆流操作的填料塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质，已知进塔气相组成1Y 为

(摩尔比)操作液气比为，气液平衡关系为X Y 01.=，则溶质组分的回收率最大可达____________。

22．脱吸因数可表示为__________，它在X Y -图上的意义是________________________。

23．在填料塔设置中，空塔气速一般取________气速的50%-80%。若填料层较高，为了有

效地润湿填料，塔内应设置_____________________装置。

(四)精馏

1．气液两相组成相同时，则气相露点温度________液相泡点温度。

2．在精馏过程中，增大操作压强，则物系的相对挥发度______，对分离过程________。

3．所谓理论板是指该板的气液两相_____________，且塔板上_________________。

4．某两组分物系，其相对挥发度3=α，对第1-n n ,两层理论板，在全回流条件下，已知

250.=n x ，则=-1n y ________。

5．某精馏塔的精馏段操作线方程为240750..+=x y ，则该精馏塔的操作回流比为______，

馏出液组成为________。

6．精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是_______________和________________。

7．在总压为kPa 33101.，温度为C ?95下，苯与甲苯的饱和蒸汽压分别为kPa p A 7155.=?

，

kPa p B 363.=?，则平衡时苯的液相组成为=x ________，气相组成为=y _____，相对

挥发度=α______。

8．精馏塔有____种进料热状态，其中_____进料的热状态参数最大，进料温度F t ___泡点b t 。

9．在连续操作的精馏塔中，测得相邻两塔板的两相四个组成为、、、，则=n y _____，=n x ____，=+1n y _____，=+1n x _____。

10．某连续精馏塔中，若精馏塔操作线方程的截距等于零，则回流比等于_____，馏出液

流量等于______。

11．若已知板式塔的总板效率为64%，理论板数为16块，板间距为米，则此板式塔的有效

高度为__________。

12．在某两组分体系中，已知其气相组成为A y =，A 、B 两组分在此温度下的饱和蒸汽压分

别为760mmHg 和292mmHg ，假设它们形成的是理想溶液，则其液相组成A x =_______________。

13．如果在精馏塔内分离某两组分混合液时，塔顶只有回流液，塔釜没有上升蒸汽，则只

能将料液分离得到纯的________组分。

14．在某两组分连续精馏过程中，已知进入第n 块板的汽相组成为（摩尔分数，下同），

从第n 块板流出的汽、液组成分别为、，其汽液平衡关系为y =,则第n 块板的单板效率为______________。

15．在间歇精馏中，为了保证馏出液组成D x 恒定，则回流比必须_______。

16．板式塔的单板效率的表达式是)(n MV E =_____________________。

17．在某两组分体系中，已知气相组成为A y =(摩尔分数)，两组分的相对挥发度α=2，则

液相组成为A x =_________

18．塔板效率一般可以用________________和________________两种方法来表示。

19．理想溶液中，A ，B 两组分的相对挥发度α=_________。

20．在精馏塔内，恒摩尔流假设包括________________________________两部分内容。

21．在间歇精馏中，通常有_________________和__________________两种典型操作方式。

1、变压吸附是利用________的变化来进行________的分离操作。

2.超临界流体的物性参数在临界点附近的变化非常敏感，微小的______或______变化都会引起密度的很大变化。

3.在采用搅拌强度判别法判断反应萃取的控制步骤时，若萃取速度随搅拌强度的增大而有

规律的上升，则过程为________控制。

二．单项选择：

（一）流体流动和输送

1．在法定计量单位中，粘度的单位是（ ）。

A ．cP

B ．P

C ．)/(s cm g ?

D ．s Pa ?

2．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，同一种连续流体

3．牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈（ ）。

A ．滞流流动

B ．湍流流动

C ．过渡流

D ．静止状态

4．在一水平变径管道上，细管截面A 及粗管截面B 与U 管压差计相连，当流体流过时压

差计测量的是（ ）。

A ．A 、

B 两截面间的总能量损失 B ．A 、B 两截面间的动能差

C ．A 、B 两截面间的局部阻力

D ．A 、B 两截面间的压强差

5．直径为mm mm 5357.?φ的细管逐渐扩大到mm mm 4108?φ的粗管，若流体在细管内的流

速为s m /4，则在粗管内的流速为（ ）。

A ．s m /2

B ．s m /1

C ．s m /.50

D ．s m /.250

6．气体在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

7．流体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251.u 成比例

D ．与2u 成比例

8．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

9．滞流与湍流的本质区别是（ ）。

A ．滞流的流速大于湍流的

B ．湍流的Re 值大于滞流的

C ．滞流无径向脉动，湍流有径向脉动

D ．湍流时边界层较薄

10．在阻力平方区，摩擦系数λ（ ）。

A ．为常数，与Re ,/d ε均无关

B ．随Re 值加大而减小

C ．与Re 值无关，是d /ε的函数

D ．是Re 值与d /ε的函数

11．流体在圆形直管中作滞流流动时，其直管阻力损失与流速u 的关系为（ ）。

A ．与2u 成正比

B ．与u 成正比

C ．与751.u 成正比

D ．与50.u 成正比

12．离心泵的轴功率P 与流量Q 的关系为（ ）。

A ．Q 增大，P 增大

B ．Q 增大，P 减小

C ．Q 增大，P 先增大后减小

D ．Q 增大，P 先减小后增大

13．离心泵的扬程是指（ ）。

A ．液体的实际的升扬高度

B ．单位重量液体通过泵获得的能量

C ．泵的吸上高度

D ．液体出泵和进泵的压强差换算成的液柱高

14．离心泵的轴功率P 是（ ）。

A ．在流量为零时最大

B ．在压头最大时最大

C ．在流量为零时最小

D ．在工作点处最小

15．离心泵的效率η与流量Q 的关系为（ ）。

A ．Q 增大，η增大

B ．Q 增大，η先增大后减小

C ．Q 增大，η减小

D ．Q 增大，η先减小后增大

16．离心泵气蚀余量h ?与流量Q 的关系为（ ）。

A ．Q 增大，h ?增大

B ．Q 增大，h ?减小

C ．Q 增大，h ?不变

D ．Q 增大，h ?先增大后减小

17．离心泵在一定管路系统下工作，压头与被输送液体的密度无关的条件是（ ）。

A ．012=-z z

B ．0=∑f h

C ．02

2122=-u u D ．012=-p p 18．离心泵停止操作时，宜（ ）。

A ．先关出口阀后停电

B ．先停电后关出口阀

C ．先关出口阀或先停电均可

D ．单级泵先停电，多级泵先关出口阀

19．离心泵的工作点是指（ ）。

A ．与泵最高效率时对应的点

B ．由泵的特性曲线所决定的点

C ．由管路特性所决定的点

D ．泵的特性曲线与管路特性曲线的交点

20．在测定离心泵性能时，若将压强表装在调节阀后面，则压强表读数将（ ）。

A ．随流量增大而减小

B ．随流量增大而增大

C ．随流量增大而基本不变

D ．随流量增大而先增大后减小

（二）传热

1．双层平壁定态热传导，两层壁厚相同，各层的导热系数分别为1λ和2λ，其对应的温度

差为1t ?和2t ?，若1t ?>2t ?，则1λ和2λ的关系为（ ）。

A ．1λ<2λ

B ．1λ>2λ

C ．1λ=2λ

D ．无法确定

2．空气、水、金属固体的导热系数分别为1λ、2λ和3λ，其大小顺序为( )。

A ．1λ>2λ>3λ

B ．1λ<2λ<3λ

C ．2λ>3λ>1λ

D ．2λ<3λ<1λ

3.通过三层平壁的定态热传导，各层界面间接触良好，第一层两侧温度为C ?120和C ?80，第三层外表面温度为C ?40，则第一层热阻1R 和第二、三热阻2R 、3R 的大小为（ ）。

A ．)(321R R R +>

B ．)(321R R R +<

C ．无法确定

D ．)(321R R R +=

4．在管壳式换热器中，用饱和蒸汽冷凝以加热空气，下面两项判断为（ ）。

甲：传热管壁温度接近与加热蒸汽温度；

乙：总传热系数接近于空气侧对流传热系数。

A ．甲乙均合理

B ．甲乙均不合理

C ．甲合理、乙不合理

D ．甲不合理、乙合理

5．对流传热速率=系数?推动力，其中推动力是（ ）。

A ．两流体的温度差

B ．流体温度和壁面温度差

C ．同一流体的温度差

D ．两流体的速度差

6．量纲分析的目的是（ ）。

A ．得到各变量间定量关系

B ．用量纲为一的数群代替变量，使实验简化

C ．实验结果可靠

D ．得到量纲为一的数群间的定量关系

7．计算液体在圆管内对流传热系数，若可采用n Nu Pr Re ..800230=，式中指数n 为（ ）。

A ．0．4

B ．

C ．被加热时，被冷却时

D ．被加热时，被冷却时

8．水在圆管中强制湍流时的对流传热系数i α为)/(C m W ??21000，若将水的流量增加一倍，

而其它条件不变，则i α为（ ）。

A ．2000

B ．1740

C ．1000

D ．500

9．对间壁两侧流体一侧恒温、另一侧变温的传热过程，逆流和并流时m t ?大小为（ ）。

A.并逆,,m m t t ?>?

B.并逆,,m m t t ?

C.并逆,,m m t t ?=?

D.无法确定

10．工业生产中，沸腾传热应设法保持在（ ）。

A ．自然对流区

B ．核状沸腾区

C ．膜状沸腾区

D ．过渡区

11．在列管式换热器中，用常压水蒸气冷凝以加热空气，空气平均温度为C ?20，则换热器

壁面温度约为（ ）。

A ．C ?20

B ．

C ?100 C ．C ?60

D ．C ?40

(三)吸收

1.吸收操作的作用是分离（ ）。

A ．气体混合物

B ．液体均相混合物

C ．气液混合物

D ．部分互溶的液体混合物

2.在一符合亨利定律的气液平衡系统中，溶质在气相中的摩尔浓度与其在液相中的摩尔浓

度的差值为（ ）。

A ．正值

B ．负值

C ．零

D ．不确定

3.在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力（以液相组成差表示）为（ ）。

A ．X X -*

B ．*X X -

C ．X X i -

D ．i X X -

4.某吸收过程，已知气膜吸收系数)/(s m kmol k Y ??=-24104，液膜吸收系数

)/(s m kmol k X ??=-24108，由此可判断该过程（ ）。

A ．气膜控制

B ．液膜控制

C ．判断依据不足

D ．双膜控制

5.在逆流吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分。其液气比为,平衡关系可表示为

X Y 51.=（X Y ,为摩尔比）

，溶质的回收率为90%，则液气比与最小液气比之值为（ ）。 A ． B ． C ．2 D ．3

6.根据双膜理论，当溶质在液体中的溶解度很小时，以液相表示的总传质系数将（ ）。

A ．大于液相传质分系数

B ．近似等于液相传质分系数

C ．小于气相传质分系数

D ．近似等于气相传质分系数

7.在填料塔中用清水吸收混合气中的氨，当用水量减小时，气相总传质单元数OG N 将（ ）。

A ．增加

B ．减小

C ．不变

D ．不确定

8.在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组成2X 增大，其他条件不变，则气相总传质单元高度将（ ）。

A ．增加

B ．减小

C ．不变

D ．不确定

9.在逆流吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。平衡关系符合亨利定律。当进塔气相组成1Y 增大，其他条件不变，则出塔气体组成2Y 和吸收率?的变化为（ ）。

A ．2Y 增大、?减小

B ．2Y 减小、?增大

C ．2Y 增大、?不变

D ．2Y 增大、?不确定

(四)精馏

1.精馏操作时，增大回流比，其他操作条件不变，则精馏段液气比（ ），馏出液组成（ ），釜残液组成（ ）。

A ．增大

B ．不变

C ．不确定

D ．减小

2.精馏塔的设计中，若进料热状态由原来的饱和蒸气进料改为饱和液体进料，其他条件维

持不变，则所需理论板数N （ ），L （ ），V （ ），‘L （ ），’V （ ）。

A ．减小

B ．不变

C ．增大

D ．不确定

3.对于饱和蒸气进料，则‘L （ ）L ，’V （ ）V 。

A ．等于

B ．小于

C ．大于

D ．不确定

4.某减压操作的精馏塔，若真空度加大，而其他条件不变，则塔的釜残液组成（ ），馏出液组成（ ）。

A ．减小

B ．不变

C ．增大

D ．不确定

5.操作中的精馏塔，若进料流量F 、馏出液组成D x 、釜残液组成W x 、进料热状态参数q 及提馏段上升蒸气流量'V 不变，减小进料组成F x ，则有（ ）。

A ．D 增大，R 减小

B ．D 不变，R 增大

C ．

D 减小，R 增大 D ．D 减小，R 不变

6.操作中的精馏塔，若进料流量F 、进料组成F x 、进料热状态参数q 及回流比R 不变，增

加釜残液流量W ，则精馏段液气比

V

L （ ），提馏段上升蒸气流量'V （ ）。 A ．不确定 B ．增加 C ．不变 D ．减小 7.精馏操作时，若进料流量F 、进料组成F x 、进料热状态参数q 及回流比R 不变，而将塔

顶产品量D 增加，则提馏段下降液体流量'L （ ），提馏段上升蒸气流量'V （ ）。

A ．增加

B ．不变

C ．减小

D ．不确定

8.用某精馏塔分离两组分混合物，规定馏出液组成D x 、釜残液组成W x 。当进料组成为1,F x 时，相应的回流比为1R ，进料组成为2,F x 时，相应的回流比为2R 。若1,F x <2,F x ，进料热

状态不变，则（ ）。

A ．1R <2R

B ．1R =2R

C ．1R >2R

D ．无法确定

9.精馏塔设计中，增大操作压强，则相对挥发度（ ），塔顶温度（ ），塔釜温度（ ）。

A ．增加

B ．不变

C ．减小

D ．不确定

10.精馏塔中由塔顶向下的第11+-n n n ,,层塔板，其气相组成关系为（ ）。

A ．11-+>>n n n y y y

B ．11-+==n n n y y y

C ．11-+<

D ．不确定

11.某两组分混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成40.=A x ，相应的泡点温度为1t ，气

相组成40.=A y ，相应的露点温度为2t ，则（ ）。

A ．21t t <

B ．21t t =

C ．21t t >

D ．不能判断

12.分离某两组分混合物，进料量为h kmol /100，进料组成60.=F x ，要求馏出液组成D x 不

小于,则塔顶最大产量为（ ）。

A ．h kmol /60

B ．h kmol /.766

C ．h kmol /90

D ．不能确定

13.完成某分离任务需理论塔板数为7=N （包括再沸器），若总塔板效率%50=T E ，则塔

内需实际塔板数为（ ）。

A ．14层

B ．10层

C ．12层

D ．无法确定

14.在精馏塔设计中，若进料组成F x 、馏出液组成D x 、釜残液组成W x 、回流比R 及相对

挥发度α均不变，当进料热状态参数q 值增大时，则所需理论板数将（ ）。

A ．增大

B ．不变

C ．减小

D ．不确定

15．在精馏塔中分离某理想两组分溶液，且馏出液组成D x 、釜残液组成W x 、相对挥发度α

及进料热状态参数q 值一定，若进料组成为1,F x ，相应的最小回流比为1,m R ，进料组成为2,F x ，相应的回流比为2,m R ，现1,F x <2,F x ，则（ ）。

A ．1,m R >2,m R

B ．1,m R =2,m R

C ．1,m R <2,m R

D ．无法比较1,m R 与2,m R 的大小

三．计算：

(一)流体流动

1.用一水泵将20C ?的清水从水池送至另一水

槽，管道装置如本题附图所示。管道内径为

100mm ，其中装有一文丘里流量计，流量计入

口直径与管道相同，喉部面积为管道面积的四分之一，流量计的测压计读数为300mmHg 。流量计的进口至喉部的阻力系数ξ为，管路中摩擦系数λ与Re 的关系为λ=1.0Re 。

求：①该管道的输水量。②图中A 点的压强。

20C ?时水的密度为10003/m kg ,粘度为s Pa ?。

2.用离心泵将地下贮槽中的石油以40h m /3的流率，mm mm 4108?Φ的管子输送到高位槽。已知两槽的液面差为30m ，管子总长（包括各种阀门、管件的当量长度）为400m ，试计算输送15C ?的石油时所需泵的有效功率。设输送过程中两槽液面恒定不变，15C ?石油的密度为9603/m kg ，粘度为s Pa ?。

3.如图所示的输水系统，用泵将水池中的水输送到敞

口高位槽，系统管径均为mm mm 4108?Φ，泵的进、

出口管道上分别安装有真空表和压力表，真空表

安装位置离蓄水池的水面高度为m ，压力表安装

位置离蓄水池的水面高度为5m ，当输水量为

36h m /3时，进水管道的全部阻力损失为kg J /，

出水管的全部阻力损失为kg J /，压力表的读数为×510Pa ，泵的效率为%70，试求：

（1）两液面的高度差为多少m ？

（2）泵所需的实际功率为多少？

（3）真空表的读数为多少Pa ？

4.用离心泵把水从贮槽送至本题附图所示表压强为 ×Pa 410的水洗塔中，贮槽液面恒定，其上方为常压。泵 入口比贮槽液面高2m ,贮槽

液面与输送管出口端垂直距离为20米。在某输

送量下，泵对每kg 水作的功为kg J /,管内的摩

擦系数为。泵的吸入和压出管路总长分别为

10m 及100m （包括管件及入口的当量长度，但

不包括出口的当量长度），管子直径为mm mm 4108?Φ。若在泵出口处装一压强表，测

压处与泵入口处的位差和摩擦阻力均可略去不

计，试求压强表读数。

5.用一离心泵将水由水池送到高位槽，泵的入口管内径为mm ,管内水的流速为1s m /,出口管内径为53mm ,其末端高出水面15m 。若输送过程的总压头损失为3m 水柱，试求该泵应提供的压头和理论功率？若泵的效率为%65，则所需轴功率为多少？水的密度取10003/m kg 。

6.水从蓄水箱经过一水管和喷嘴在水平方向射出，

如附图所示。假设2d =13mm ,3d =mm ,

1z =12m ,32z z ==m , ,整个管路的摩擦损失

2m 水柱（喷嘴部分的摩擦阻力损失为m 水

柱）。试求：（1）管路出口处的速度3u ；（2）水

管和喷嘴连接处截面上的水流速度2u 和

压强2p 。

7.用离心泵将敞口贮槽中的液体输送到常压高位槽中，两槽液面保持恒定，两液面高度差为m 12。输送管路直径为mm mm 242?Φ，管路总长为m 50（包括管件、阀门的当量长度）。泵送液体流量为s m /3310-?，操作条件下液体的密度为31260m kg /，黏度为s Pa ??-3101，若泵的效率为%60，试求泵的轴功率（kW ）。

摩擦系数λ可按下式计算：层流时Re 64=λ，湍流时25

031640.Re .=λ。

8.如本题附图所示，用泵将河水经?Φmm 57mm 无缝 钢

管输送至高位槽，高位槽内液面恒定。泵出口处装有压强

表，设备相对位置示于附图中，包括一切局部阻力当量长

度在内的管子总长度为：压强表前为m 20，压强表后为

m 80，

求流量为h m /310时：（1）泵的轴功率，效率为；（2）压强表上读数。数据：①31000m kg /=ρ，

s Pa ??=-3101μ，②层流时Re 64=

λ，湍流时25031640.Re

.=λ，用于钢管时为了安全加大30%的安全因素。

9.黏度为cP 30、密度为3900m kg /的液体，自开口槽A 经?Φmm 45mm 的塑料管道流至开口槽B ，两槽液面恒定，如本题附图所示，在水平管路上设置一个阀门，当阀门全关时，阀门前、后的压强表读数分别为Pa 310?及Pa 310?。将阀门调至1/4开度，流量为h m /3，阀门前、后管长分别为m 50及m 20（包括一切局部阻力的当量长度）。试求阀门开度为1/4时阀门的当量长度。

摩擦系数λ计算式为为：层流：Re 64=

λ，光滑管湍流：25031640.Re

.=λ。

10.如本题附图所示，用离心泵将贮槽A 中的溶液输送至高位槽中，两槽液面恒定，其间

垂直距离为m 12。在mm mm 5242.?Φ的水平管上装有孔板流量计，用角接取压法装置的U 管压差计测量孔板两侧的压强差，压差

计中指示剂汞的读数R 为m ，孔板直径0d 为mm 20。不包括管子进、出口损失的全部直

管与管件的当量长度之和为m 50。操作条件

下液体的密度为31260m kg /，黏度为cP 1，

流动时的摩擦系数λ为，若泵的效率为，试

求泵的轴功率。

11.用泵将湖水经内径为mm 100的钢管输送至岸上的A 槽内，如本题附图所示。湖面与A

槽液面间的垂直距离为m 3，出口管高于液面m 1。输

水量为h m /360，有人建议将输水管插入A 槽的液面

中，如图中虚线所示。从泵的轴功率角度来看，用计

算结果说明哪种方案合理。数据：摩擦系数λ=，包括

一切局部阻力在内的管子总长度=∑+∑e l l m 50，湖

水密度31000m kg /=ρ，泵的效率=η，管子出口埋在

液面下后设总长度变为=∑+∑e l l m 。

12．某离心泵输送清水流量为h m /3时，压头为18m ，试判断该泵是否可以将密度为

31060m kg /、流量为15h m /3的溶液从常压贮槽内输送到压强为Pa 4103?（表压）的设备中？已知输送管路直径为mm mm 473?Φ，长度为124m （包括所有局部阻力的当量长度）。贮槽及设备的两液面恒定，其间的垂直距离为m 。管路中液体流动时的摩擦系

数可取为。

(二)传热

1.某日化厂一列管换热器由Φ25mm ×2mm 的不锈钢管136根组成，平均比热为

)/(C kg kJ ??的某溶液在管程作湍流流动，其流量为15000h kg /,并由15C ?加热到100C ?，温度为110C ?的饱和蒸汽走壳程。已知单程时管程内溶液的对流传热系数为523)/(C m W ??2,蒸汽对管壁的对流传热系数为11630)/(C m W ??2,钢管的导热系数λ=41)/(C m W ??，污垢层热阻忽略不计。试求：管程为单程时的列管长度。

2.列管换热器的管束由若干根长为3m ，规格为φ25mm ×mm 的钢管组成。要求将质量流量为s kg /的苯由80C ?冷却到30C ?，20C ?的水在管内与苯逆流流动。已知水侧和苯侧的对流传热系数分别为850)/(C m W ??2和1700)/(C m W ??2，污垢热阻和管壁热阻可忽略。若维持水的出口温度为50C ?，试求所需的列管数。取苯的比热容为1900)/(K kg J ?，密度为8803m kg /。

3.在一内管为Φ20mm ×2mm 的套管换热器中，用清洁河水逆流冷却某有机液体。已知管内冷却水的进、出口温度分别为30C ?和40C ?；有机液体的质量流量为300h kg /，进出、口温度分别为105C ?和50C ?，平均比热为)/(C kg kJ ??；水和有机液体与管壁的对流传热系数分别为2810)/(C m W ??2及1640)/(C m W ??2，管壁和污垢热阻可忽略，试求传热系数及套管长度。

4.在一传热外表面积为3002m 的单程列管式换热器中，300C ?的某气体流过壳方时被加热到430C ?，另一种560C ?的气体作为加热介质。两气体逆流流动，流量均为1×410h kg /，平均比热均为)/(C kg kJ ??，试求总传热系数。假设换热器的热损失为壳方气体传热量的%10。

5.某列管换热器由多根Φ25mm ×mm 的不锈钢管组成，将平均比热为)/(C kg kJ ?? 密度为8583m kg /的某液体由20C ?加热到55C ?，其流量为15000h kg /，管内流速为s m /。加

热剂为130C ?的饱和水蒸气，在管外冷凝。已知加热器以外表面为基准的总传热系数为774)/(C m W ??2。试求加热器所需管数n 及单管长度L 。

6.在一管壳式换热器中，要求用初始温度为30C ?的原油来冷却重油，使重油从180C ?冷却到120C ?，重油的流量为10000h kg /,原油流量为14000h kg /,重油比热为2177)/(K kg J ?,原油比热为1926)/(K kg J ?，假设换热时的总传热系数K 为)/(C m W ??2,试问当原油和重油为并流和逆流两种情况下，试求：

（1）原油的出口温度各为多少？

（2）所需换热器的换热面积各为多少？

7.有一列管式换热器由Φ25mm ×mm 、长为3m 的60根钢管组成。热水走管内，其进、出口温度分别为70C ?和30C ?；逆流冷却水走管间，其进、出口温度分别为20C ?和40C ?，冷水流量为s kg /。试求换热器的总传热系数。假设热水和冷水的平均比热容可取为)/(C kg kJ ??,换热器的热损失可忽略。

8.在一传热面积0S 为152m 的列管式换热器中，壳程通入饱和水蒸气以加热管内的空气。150C ?的饱和水蒸气冷凝为同温度下的水排出。空气流量为s kg /，其进口温度为30C ?，比热容可取为1)/(C kg kJ ??，空气对流传热系数为87)/(C m W ??2，换热器热损失可忽略，试计算空气的出口温度。

9.在传热面积为202m 的换热器中，用温度为20C ?、流量为13200h kg /的冷却水冷却进口温度为110C ?的醋酸，两流体呈逆流流动。换热器刚开始运行时，水出口温度为45C ?，醋酸出口温度为40C ?，试求总传热系数0K 。而在换热器运行一段时间后，若两流体的流量不变，进口温度也不变，而冷水的出口温度降到38C ?，试求总传热系数下降的百分数。水的比热容可取为)/(C kg kJ ??,换热器的损失可忽略。

10.在一列管式换热器中，用饱和蒸气将流量为53h m /3的某油品从60C ?加热到80C ?，

已知油品的密度为8003m kg /，比热容为)/(C kg kJ ??。换热器的管束由368根Φ19mm

×2mm 的管子所组成，每根管子长度为6m 。若基于管子外表面的总传热系数为110)/(C m W ??2，冷凝水在饱和温度下排出，换热器的损失可忽略，试求饱和蒸气的温度。设传热平均温度差可按算术平均值计算。

11.有一单管程列管式换热器，传热面积0S 为42m ，列管直径为Φ25mm ×mm 。用温度

为25C ?的水将油由200C ?冷却至100C ?，水走管内，油走管间，并呈逆流流动。已知水和油的流量分别为1200h kg /和1400h kg /，其比热容分别为)/(C kg kJ ??和)/(C kg kJ ??；水侧和油侧的对流传热系数为1800)/(C m W ??2和200)/(C m W ??2。污垢热阻和管壁热阻均可忽略，换热器的热损失也可忽略。试校核该换热器是否合用？

12.有一列管式换热器,110C ?的饱和蒸气在壳方冷凝为同温度下的水排出，管内为一定流

量的气体呈湍流流动，其温度从30C ?加热到50C ?。现因气体流量增加，而加热蒸气温度和气体进口温度均不变，气体出口温度降到48C ?，试求气体流量为原流量的倍数。假设管壁热阻、污垢热阻及换热器的热损失均可忽略；两种情况下气体物性可视为不变；i K α≈，80.c i W ∝α。

（三）吸收

1.在逆流操作的填料吸收塔内，用纯溶剂吸收某气体混合物中的溶质，气体混合物中溶质的浓度很低。若在操作条件下，平衡线和操作线均为直线，两直线斜率之比为,塔高为18米，气相总传质单元高度为米，试求此吸收塔的回收率。

2.在直径为m 的填料吸收塔内，用水吸收分压为1330Pa 的氨—空气混合气体中的氨，经过吸收操作后，混合气中%的氨被水吸收。已知入塔的空气流率为1390h kg /,水的用量为其最小用量的倍，在操作条件下，气液平衡关系为*Y =X ，气相体积吸收总系数a K Y 为314)/(h m kmol ?3，试求所需填料层高度。(操作压强为×Pa 510)

3.用清水吸收有机合成残余气体中的甲醇（其它气体视为不参与反应的）。处理气体量为

1s m /)(标准3,混合气中含甲醇203m g /，吸收率为95%，适宜的液气比是最小液气比的125%，该条件下气液平衡关系为*Y =X ，试求吸收所需的气相总传质单元数。

4.某连续逆流填料吸收塔用清水在常压及0C ?下吸收有机合成残余气体中的甲醇（其它组分可视为惰性组分），残气进塔流量为1s m /3(以标准状态计)，含甲醇253m g /(标准状态)，要求甲醇的吸收率为90%，吸收剂用量为最小用量的倍，操作条件下的气液平衡关系为*Y =X ，求塔底吸收液出口组成及此吸收过程的气相总传质单元数。

kPa 下定态操作的氨吸收塔的某截面上，

含氨（摩尔分数）的气体与氨浓度为13m kmol /的氨水相遇，已知气膜传质系数G k =5×910-)/(Pa s m kmol ??2,液膜传质系数L k =×410-s m /,其平衡关系可以用亨利定律表示，溶解度系数H 为×410-)/(Pa m kmol ?3,试求：

①以分压差表示的总推动力，总传质系数和传质速率。

②气膜、液膜阻力占总阻力的百分比。

6.某厂有一填料吸收塔，直径为880mm ，填料层高6m ，所用填料为56mm 的拉西环。在25C ?及1atm 时，每小时处理20003m 含5%（体积%,下同）丙酮的空气-丙酮混合气。处理时使用水作溶剂。塔顶送出的尾气中含丙酮%，塔底送出的溶液中每千克含丙酮克。已知在此操作条件下的平衡关系为*Y =2X ，试计算气相总体积传质系数a K Y 。

7.在逆流填料吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分。操作温度为20C ?、压强为kPa ，对应的混合气流量为480h m /3。进塔气相组成为（摩尔分数），吸收率为98%，出塔液相组成可达到与出塔气相浓度平衡浓度的80%，平衡关系为*Y =X (X Y ，为摩尔比)。 试求：①出塔液相组成，以摩尔比表示；②用水量，h kg /。

8.在逆流填料吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分。测得进塔气相组成为（摩尔比，下同），出塔气相组成为，出塔液相组成为。操作条件下气液平衡关系为*Y =X (X Y ，为摩尔比),若填料层高度为8m ，试求该塔的气相总传质单元高度OG H 。

9.在逆流填料吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质。进塔气相组成为（摩尔比，下同），出塔气相组成为，混合气中惰气流量为100h m /)(标准3，清水流量为h m /3。操作条件

下气液平衡关系为*Y =X (X Y ，为摩尔比),若填料层高度为m ，塔内径为m ，试求该塔的气相体积总传质系数a K Y ，)/(h m kmol ?3。

10.在逆流常压填料吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分。进塔气相组成为5%（体积），

吸收率为98%。吸收剂用量为最小用量的倍，操作条件下的气液平衡关系为*Y =X (X Y ，为摩尔比)，气相体积总传质系数a K Y 为180)/(h m kmol ?3。若混合气流量为2826h m /)(标准3，按标准状态下计的气体空塔速度为1s m /，试求：

（1）出塔液相组成1X ，摩尔比；（2）气相总传质单元高度，m 。

11.在常压逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收氨—空气混合气体中的氨，混合气的质

量流速为580)/(h m kg ?2，组成为6%（体积），吸收率为99%；水的质量流速为770)/(h m kg ?2。操作条件下的气液平衡关系为*Y =X (X Y ，为摩尔比)，若填料层高度为4m ，试求气相总传质单元高度。

12.在逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收焦炉气中的氨，氨的浓度为38m g )/(标准，混合气处理量为4500h m /)(标准3。氨的回收率为95%，吸收剂用量为最小用量的倍。操作压强为×Pa 510，温度为30C ?，气液平衡关系为*Y =X (X Y ，为摩尔比)，气相体积总传质系数a K Y 为)/(h m kmol ?3,空塔气速为s m /，试求：

(1)用水量，h kg /；(2)塔径和塔高，m 。

（四）精馏

1.某两组分混合液用精馏塔分离，其进料浓度为50%（摩尔分率），泡点进料，体系相对挥发度为2，塔顶出料量为进料量的60%，当回流比为时，需要的理论塔板数为无穷多块，试求：

①此时塔顶、塔底的组成各为若干？

②若回流比改为，保持各组成不变，理论塔板数

减少，试绘出精馏段和提馏段的操作线（简图）。

2.已知苯与甲苯两组分体系的相图如图所示，在常

压连续精馏塔中进行分离，已知原料液的组成为（摩

尔分率，下同），料液流量为1000kmol/h，加料热状态参数q=，操作回流比为最小回流比的倍，要求馏出液含轻组分，釜残液含轻组分，试求：

（1）馏出液量和釜残液量；

（2）提馏段的汽、液流量；

（3）所需理论板数和加料位置。

3.已知苯与甲苯两组分体系某常压连续精馏过程

的图解法求理论板数过程如右图，若已知进料流

量为120kmol/h，总板效率为60%，试求：（1）

适宜回流比为最小回流比的多少倍？

（2）提馏段内的气、液流量为多少？

（3）所需实际塔板数为多少块？

4.有一常压连续精馏塔，共有15块塔板，用来精

馏甲醇水溶液，进料中含甲醇，每千摩尔原料液变

成饱和蒸汽所需热量等于原料液千摩尔汽化热的

倍，已知馏出液含甲醇，釜液含甲醇不大于（以上

均为摩尔分数），若回流比为最小回流比的倍，试

求：

①塔板总效率及实际加料位置。

②当进料量为100kmol/h时的精馏段和提馏段内

的汽液相负荷。

常压下甲醇-水溶液的平衡曲线如右图所示，甲醇

分子量为32kg/kmol。

5.在常压连续精馏塔内分离含甲醇50%的水溶

液，要求塔顶产品中含甲醇95%，釜液中甲醇含量不大于1%（以上均为质量百分数），每小时进料量为2500kg,原料经预热器预热至58C

送入塔内（其q值为），塔顶采用全凝器，回流液为饱和液体，回流比取最小回流

比的倍，全塔板效率为50%，试求：

①所需实际塔板数；

②精馏段和提馏段内的气液相负荷。

常压下甲醇-水溶液的平衡曲线如右图所

示，甲醇分子量为32kmol

kg/。