2012年化工原理试题及答案解析
化工原理题型
选择题15×1分填空题18×1分简答题2道（6+7分）计算题4道（54分）第1,3,6章共有70分
分值分布及考试范围
第1章（25分）5道选择，6道填空，1道计算14分
1.1 流体基本性质表压，绝压，真空度，密度的换算，牛顿黏度的换算
1.2 流体静力学最普通的U形管压差计的算法，其他压差计的使用范围（液位测量不考）
1.3 流体动力学 1.定态流动与非定态流动的特点
2.伯努利方程（流速转换，连续性方程，轴功率，效率）（考计算题）
1.4 流体流动的内部结构
仅有层流和湍流两种流动形态层流流动时平均速率为管中心最大速率的一半
1.5 流体流动阻力
层流底层越薄，阻力越小 1. 直管阻力的计算（只考圆形管的）
2. 局部阻力计算（只考阻力系数法，记住，进口阻力为0.5，出口阻力为1）
1.6 管路计算记住复杂管路的特点
1.7 孔板流量计，转子流量计的工作原理及特点，适用范围
1.8 流体输送机械离心泵的工作原理，重要组成，特性曲线及影响因素，气缚，气蚀现象第3章（24分）3道选择，2道填空，1道简答，1道计算13分
3.1 传热形式（热传导，热对流，热辐射），
冷热流体的接触方式（直接，蓄热，间壁式换热）
3.2 固，液，气体中热导率随密度，温度等的变化（选择题）
3.3 3.3.5 滴状冷凝和膜状冷凝的传热阻力系数比较，以及影响因素
3.3.6 沸腾曲线，过热度，气化核心
3.4 总传热速率方程和热平衡方程的应用（计算题，记住逆，顺流的△t m的计算）
3.5黑体，灰体，透热体的概念如何减少辐射传热
3.6换热器的适用场合
3.7如何强化传热过程
第6章（24分）4道选择，3道填空，1道计算14分
6.2气液平衡图，相对挥发度的选择（要大于1），压力对精馏的影响
6.3 6.7简单精馏，平衡精馏，恒沸精馏，萃取精馏的原理，特点，适用场合
6.4 回流液，再沸器的作用
6.5 （计算题）
全回流与最小回流比，物料衡算，q线方程，操作方程，q对进料状态的影响
6.8板式塔中，流体的力学状况，返混现象
第5，第7章（30分）
我只记得，老师讲要记住每一章开头的本章学习要求中，要掌握的内容，
第5章（1道计算题13分……）重点记住作业中用到的公式吧
第7章（1道简答题6分……）（不考计算，只考概念）
化工原理 试 卷（A ）
一． 填空（20分，每空1分）
1、 漂流因子是指在单向扩散时因存在_________而使A 的传递速率比________增大的倍数，
其值恒 1 。
2、 用填料吸收塔处理低浓度气体混合物，当气体处理量增大，若按比例增大吸收剂的流量（即L/G 不变），则Kya ， H OG , N OG , 吸收率
3、已分析测得精馏塔内四股物料的组成为
0.52, 0.71, 0.73, 0.84 , 试找出其对应值 x 5= __________ y 5= _______ x 6= y 6=
4、填料塔与板式塔相比较，操作范围 、压降 ；而对于易起泡物系及腐蚀性物系，填料塔则 （不适合，更适合）
5、萃取操作中选择性系数是指 ， B-S 完全不互溶时，选择性系数趋于 。
6、常压25℃下，木炭与空气一水系统的平衡关系为： ф=100%，Х*=0.12；
ф=20%，Х*=0.032，现木炭的含水量为0.18，令其与25℃，ф=20%的空气接触,
则结合水为 ，非结合水为 ,自由水为 ,平衡水又为 。
二、选择题（20分，每空2分）
1. 一个液膜控制的吸收过程，为加大吸收速率，可采取_____和______等措施。
A ．增大气相湍动 B. 增大液相湍动 C.采用物理吸收 D.采用化学吸收
2. 在常压塔中用水吸收二氧化碳，ky 和kx 分别为气相和液相传质分系数,Ky 为气相传质总系数,m 为相平衡常数,则_____________。
A.为气膜控制且Ky ≈ky
B.为液膜控制且Ky ≈kx
C.为气膜控制且Ky ≈kx/m
D.为液膜控制且Ky ≈kx/m
3. 对于某理想溶液的平衡蒸馏，若维持进料量F 、物料温度t F 、蒸发室压强P 不变，而将物料浓度x F 增加，则气相馏出物组成x D ?????????,气相馏出物量D ??????????。
A. 变大
B. 变小
C. 不变
D. 不确定
4. 用精馏塔分离某二元混合液，进料量为10 kmol/h , 原料液组成x F 为0.6 ，若要求馏出液组成x D 不小于0.9 , 则最大馏出液量为 ；
A. 6.67 kmol/h
B. 6 kmol/h
C. 9 kmol/h
D. 不确定
5. 气液传质的塔板上，液面落差过大将造成 和
A.气流的不均匀分布
B.漏液
C.溢流液泛
D.液沫夹带
6．进行萃取操作时应使：
y 5
x 5 y 6
x 6
A 分配系数大于1
B 分配系数小于1
C 选择性系数大于1
D 选择性系数小于1
7. 当空气湿度和温度一定时，相对湿度与总压的关系是 。
A,成正比 B ，成反比 C, 无关 D, 不确定
三、简答题（每题5分，共10分）
1.特殊精馏指的是哪两种？各适用于什么情况？
2.对于混合液体，什么情况下选择萃取分离，而不选择精馏分离？
四、（20分）在一填料吸收塔内用洗油逆流吸收煤气中含苯蒸汽。进塔煤气中苯的初始浓度为0.02（摩尔分率，下同），操作条件下气液平衡关系为x y 125.0=，操作液气比为0.18，进塔洗油中苯的浓度为0.003，出塔煤气中苯浓度降至0.002。因脱吸不良造成进塔洗油中苯的浓度为0.006，试求此情况下（1）出塔气体中苯的浓度；（2）吸收推动力降低的百分数？
五、（15分）某精馏塔用以分离A 组分（易挥发组分）和水的混合物，已知x F =0.5（摩尔分率，下同），x D =0.95，x W =0.1，回流比R =1.5，泡点回流，饱和液体进料，塔顶采用全凝器，塔底用饱和水蒸汽直接加热，物系相对挥发度25.2=α，
试求：（1）离开塔顶第二块理论板的汽相浓度；
（2）塔顶采出率D/F 。
D
D
饱和水蒸汽 x W
六、（15分）某湿物料的初始含水量为5％，干燥后的含水量为1％(即为湿基)，湿物料处理量为0.5kg ／s ，空气的初始温度为20℃，初始湿含量为0.005kg 水／kg 干空气。将空气预热至150℃进入干燥器，假设所有水分皆在表面气化阶段除去，干燥设备保温良好，废气的出口温度为70℃，试求： (1)干空气用量及废气出口的湿度H 2
(2)此干燥过程预热器所需供热量及热效率各为多少?
化工原理 试 卷（A ）
二． 填空（20分，每空1分）
1、 对流传质理论中较重要的有 ，
_________ 和______________。
2、已分析测得精馏塔内四股物料的组成为
0.52, 0.71, 0.73, 0.84 , 试找出其对应值 x 5= __________ y 5= _______ x 6= y 6=
y 5 x 5 y 6
x 6
3、填料塔与板式塔相比较，操作范围、压降；而对于易起泡物系及腐蚀性物系，填料塔则（不适合，更适合）
4、对于部分互溶物系的萃取操作中，溶质A的加入使B与S的互溶度，当A的加入至某一浓度时,两共轭相将变为，此点称为,一般(在，不在)溶解度曲线的最高点。
5、在萃取的设计中，通常将粘度或者润湿性的液体作为分散相。
6、常压25℃下，木炭与空气一水系统的平衡关系为：ф=100%，Х*=0.12；
ф=20%，Х*=0.032，现木炭的含水量为0.18，令其与25℃，ф=20%的空气接触,
则结合水为，非结合水为 , 自由水为 ,平衡水又为。
二、选择题（20分，每空2分）
1.在常压塔中用水吸收二氧化碳，ky和kx分别为气相和液相传质分系数,Ky为气相传质总系数,m为相平衡常数,则_____________。
A.为气膜控制且Ky≈ky
B.为液膜控制且Ky≈kx
C.为气膜控制且Ky≈kx/m
D.为液膜控制且Ky≈kx/m
2.对于某理想溶液的平衡蒸馏，若维持进料量F、物料温度t F 、蒸发室压强P不变，而将物料浓度x F增加，则气相馏出物组成x D ?????????,气相馏出物量D??????????。
A.变小
B.变大
C.不变
D. 不确定
3. 用精馏塔分离某二元混合液，进料量为10 kmol/h , 原料液组成x F为0.6 ，若要求馏出液组成x D不小于0.9 , 则最大馏出液量为；
A. 6.67 kmol/h
B. 6 kmol/h
C. 9 kmol/h
D. 不确定
4. 气液传质的塔板上，液面落差过大将造成和
A.气流的不均匀分布
B.漏液
C.溢流液泛
D.液沫夹带
5．进行萃取操作时应使：
A 分配系数大于1
B 分配系数小于1
C 选择性系数大于1
D 选择性系数小于1
6. 单级(理论级)萃取操作中，在维持相同萃余相浓度下，用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂，则萃取相量与萃余相量之比将_______。
A 不变B降低 C 增加D不定
7.采用多级逆流萃取与单级萃取相比较，如果溶剂比、萃取相浓度一样，则多级逆流萃取可
使萃余相分率_______。
A 增大
B 减少
C 基本不变
D 增大、减少都有可能
8.当空气湿度和温度一定时，相对湿度与总压的关系是。
A,成正比B，成反比C, 无关D, 不确定
三、简答题（每题5分，共10分）
1.特殊精馏指的是哪两种？各适用于什么情况？
2.对于混合液体的分离，什么情况下选择萃取操作，而不选择精馏操作？
四、（15分）某精馏塔用以分离A组分（易挥发组分）和水的混合物，已知x F =0.5（摩尔分率，下同），x D=0.95，x W=0.1，回流比R=1.5，泡点回流，饱和液体进料，塔顶采用全凝器，塔底用饱和水蒸汽直接加热，物系相对挥发度25
α，
=
.2
试求：（1）离开塔顶第二块理论板的汽相浓度；
（2）塔顶采出率D/F。D
x D
F
x F
饱和水蒸汽W , x W 五、（20分）某混合物含溶质A为40%，稀释剂B为60%，拟用单级萃取进行分离，要求萃取液中含A的浓度x0A不超过20%，某操作温度下，溶解度曲线如图，分配系数k A＝1 ，试求：
（1）此单级萃取所需的溶剂比S/F为多少？萃余率Rx A o/Fx FA为多少？此时选择性系数β为多少？
（2）若降低操作温度，使两相区域增大为如图虚线所示，假设分配系数k A不变，溶剂比S/F不变，试分析萃取相、萃取液、萃余相、萃余液中A的浓度和过程的选择性系数如何变化？
六、（15分）某湿物料的初始含水量为5％，干燥后的含水量为1％(即为湿基)，湿物料处理量为0.5kg／s，空气的初始温度为20℃，初始湿含量为0.005kg水／kg干空气。将空气预热至150℃进入干燥器，假设所有水分皆在表面气化阶段除去，干燥设备保温良好，空气的出口温度选定为70℃，试求：
(1)干空气用量及废气出口的湿度H2
(2)此干燥过程所需预热器供热量及热效率各为多少?
11年《化工原理》（下）A 卷答案及评分标准
填空（20分，每空1分）
1.主体流动 等分子反向扩散 大于
2.增大 增大 降低 降低
3. x 5= 0.71 y 5=0.84 x 6= 0.52 y 6=0.73
4.小 低 更适合
5.萃取相中溶质的质量分率与萃余相中溶质的质量分率之比值 无穷大
6. 0.12 0.06 0.148 0.032
二、选择题（20分，每空2分）
1. B D
2. D
3. C B
4. A
5.A B
6. C
7.A
三、简答题（每题5分，共10分）
1.答：特殊精馏是指恒沸精馏和萃取精馏
恒沸精馏适用于混合物中有恒沸物产生，采用普通精馏不能分离彻底时；
萃取精馏则适用于混合物相对挥发度过低，采用普通精馏需要的理论板太多，回流比太大，使设备投资及操作费用都不经济的情况。
2.答：①混合物相对挥发度小或形成恒沸物，用一般精馏方法不能分离或很不经济；
②混合液浓度很稀，采用普通精馏方法能耗过大；
③混合液含热敏性物质，采用萃取方法可避免物料受热破坏。
四、20分 解：原工况：
6944.018
.0125.0===L mG S ??
????+----=S mx y mx y S S N OG 2221)1(ln 11 837.46944.0003.0125.0002.0003.0125.002.0)6944.01(ln 6944.011=??
????+?-?---=OG N 003721.0837.4002.002.021=-=-=
?OG m N y y y 7分 新工况： OG OG 'H H
= Z Z =' S S =' 3分 837.46944.0006.0125.0006.0125.002.0)6944.01(ln 6944.011'2'=??????+?-?---=
=y N N OG OG 解得002344.0'2=y 5分
003650.0837
.4002344.002.02'1'=-=-=?OG m N y y y
%91.101908.0003721
.0003650.0003721.0'==-=??-?m m m y y y 5分 五、15分 （1）精馏段操作线方程为：
38.06.05.295.05.25.1111+=+=+++=+n n D n n x x R x x R R y 3分 95.01==D x y 2分
()894.095.025.125.295.01111=?-=--=y y x αα 2分
916.038.0894.06.038.06.012=+?=+=x y 2分
（2） ()()?????-++='=+=+=+F q D R V S Wx Dx Fx W D S F W D F 11
即 ()?????-+='=?+?=?+=+F D V S W D F W D S F 115.21.095.05.0
解之得： 36
.0=F D 6分 六、15分 解：（1）当出口气体温度选定为t 2=70℃时，I 1=I 2
2
2111288125000112500881011t t H t H H ..)..(+-++= 036070
881250070011005025001500050881011....)...(=?+?-?+??+=kg 水/kg 干空气 4分 所需空气量可由物料衡算式求出
)()(1221H H V X X G C -=-
s /kg 652.0005
.0036.0)01.0101.005.0105.0()05.01(5.0)(1221干空气=----?-?=--=H H X X G V C 4分 所需供热量和热效率分别为
Q =V （1.01+1.88H 0）（t 1－t 2）
=0.652×（1.01+1.88×0.005）×（150－20）=86.3 kJ/s 4分
615.020
150701500121=--=--=
t t t t η 3分
11年《化工原理》（下）A 卷答案及评分标准
填空（20分，每空1分）
1. 有效膜理论，溶质渗透理论，表面更新理论
2. x 5= 0.71 y 5=0.84 x 6= 0.52 y 6=0.73
3. 小 低 更适合
4. 加大 一相 临界混溶点 不在
5. 大 较差
6. 0.12 0.06 0.148 0.032
二、选择题（20分，每空2分）
1. D
2. C B
3. A
4. A B
5. C
6.C
7.B
8.A
三、简答题（每题5分，共10分）
1.答：特殊精馏是指恒沸精馏和萃取精馏
恒沸精馏适用于混合物中有恒沸物产生，采用普通精馏不能分离彻底时；
萃取精馏则适用于混合物相对挥发度过低，采用普通精馏需要的理论板太多，回流比太大，使设备投资及操作费用都不经济的情况。
2.答：①混合物相对挥发度小或形成恒沸物，用一般精馏方法不能分离或很不经济；
②混合液浓度很稀，采用普通精馏方法能耗过大；
③混合液含热敏性物质，采用萃取方法可避免物料受热破坏。
四、15分 （1）精馏段操作线方程为：
38.06.05.295.05.25.1111+=+=+++=+n n D n n x x R x x R R y 3分 95.01==D x y 2分
()894.095.025.125.295.01111=?-=--=y y x αα 2分
916.038.0894.06.038.06.012=+?=+=x y 2分
（2） ()()?????-++='=+=+=+F q D R V S Wx Dx Fx W D S F W D F 11
即 ()?????-+='=?+?=?+=+F D V S W D F W D S F 115.21.095.05.0
解之得： 36.0=F D 6分
五、20分 需要作图具体求解，略
六、15分 解：（1）当出口气体温度选定为t 2=70℃时，I 1=I 2
2
2111288125000112500881011t t H t H H ..)..(+-++= 036070
881250070011005025001500050881011....)...(=?+?-?+??+=kg 水/kg 干空气 4分 所需空气量可由物料衡算式求出
)()(1221H H V X X G C -=-
s /kg 652.0005
.0036.0)01.0101.005.0105.0()05.01(5.0)(1221干空气=----?-?=--=H H X X G V C 4分 所需供热量和热效率分别为
Q =V （1.01+1.88H 0）（t 1－t 2）
=0.652×（1.01+1.88×0.005）×（150－20）=86.3 kJ/s 4分 615.020
150701500121=--=--=
t t t t η 3分
化工原理试卷及答案
1填空题（每空 1 分，共 20 分）
1．某容器内的绝对压强为200 kPa ，当地大气压为101.3 kPa ，则表压为______。
2．在重力沉降操作中，影响沉降速度的因素主要有 、 和 。
3．热量传递的基本方式有 、 和 。
4．吸收因子A 可表示为 ，它是 与 的比值。
5．空气的干球温度为t ，湿球温度为t w ，露点温度为t d ，当空气的相对湿度等于1时，则t 、
t w 和t d 的大小关系为 。
6．吸收操作一般用于分离 混合物，其原理是利用原料中各组分 差异来达到分离的目
的；精馏操作则一般用于分离 混合物，其原理是利用原料中各组分的 差异来达到分离的目的。
7．恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括 阶段和 阶段。
8．全回流（R = ∞）时，精馏段操作线的斜率为 ，提馏段操作线的斜率为 ，
对相同的x D 和x W ，部分回流比全回流所需的理论板数 。
一、 选择题（每小题 2 分，共 20 分）
1．不可压缩流体在圆管内作稳定流动，流动速度与管径的关系是 （ ）
A . 21221
()u d u d = B ．21122()u d u d = C ．1122u d u d = D ．1221
u d u d = 2．离心泵的特性曲线是在哪种情况下测定 （ ）
A ．效率一定
B ．功率一定
C ．转速一定
D ．管路（l +∑l e ）一定
3． 对一台正在工作的列管式换热器，已知α1＝11600 W?m -2?K -1 ，α2＝116 W?m -2?K -1，要
提高总传热系数K ，最简单有效的途径是 （ ）
A ．设法增大α1
B ．设法增大α2
C ．同时增大α1和α2
D ．不确定 4．在降尘室内，要使微粒从气流中除去的条件是 （ ）
A ．停留时间≥沉降时间
B ．停留时间≤沉降时间
C ．停留时间＜沉降时间
D ．停留时间＞沉降时间 5．在讨论旋风分离器的分离性能时，临界粒径这一术语是指 （ ）
A . 旋风分离器效率最高时旋风分离器的直径
B . 旋风分离器允许的最小直径
C ．旋风分离器能够全部分离出来的最小粒径
D ．能保持层流流型最大的颗粒直径
6. 若亨利系数E 值很大，依据双膜理论，则可判断过程的吸收速率控制由 （ ）
A ．气膜
B ．液膜
C ．双膜
D ．液相主体 7．沿着精馏塔的提馏段往下，蒸气中易挥发组分 （ ） A ．越来越少
B ．越来越多
C ．基本不变
D ．先增多，后变少 8．对逆流操作的吸收塔，其它条件不变，当吸收剂用量趋于最小用量时则 （ ）
A ．吸收推动力最大
B ．吸收率最高
C ．出塔的气体浓度最低
D ．吸收液浓度趋于最高
9．固体物料在恒速干燥终了时的含水量称为 （ ）
A ．平衡含水量
B ．自由含水量
C ．临界含水量
D ．饱和含水量 10．对于有一定精馏塔数的精馏塔，当q 、x F 等保持一定，而回流比R 增大时，则定有
（ ）
A ．x D 增大，x w 减小
B ．x D 不变，x w 增加
C．x D减小，x w增加 D．x D减小，x w不变
三、判断题（每小题1分，共10 分）
1．化学工程中的传递过程包括动量传递、热量传递和质量传递。（）2．离心泵的压头又称扬程，指离心泵对单位质量的液体所能提供的有效能量。（）3．流体在管路中流动时阻力可分为局部阻力和直管阻力两类。（）4．液体和气体的粘度均随温度升高而增大。（）5．溶液被加热到产生第一个气泡时的温度，称为泡点温度。（）6．升高温度或降低总压均有利于吸收操作的进行。（）3．流体在管路中流动时阻力可分为局部阻力和直管阻力两类。（）4．液体和气体的粘度均随温度升高而增大。（）5．溶液被加热到产生第一个气泡时的温度，称为泡点温度。（）6．升高温度或降低总压均有利于吸收操作的进行。（）7．一般来说，离心沉降设备的分离效果比重力沉降设备的分离效果好。（）8．填料塔中填料的有效比表面积越大，传质单元高度越小。（）9．两流体间壁传热时，以管外或管内表面积计，传热速率相等。（）10．转子流量计是恒压强变截面的流量计。（）四、简答题（每小题5分，共20 分）
1．怎样强化传热过程？哪种强化途径是最主要的？
2．什么是离心泵的气蚀现象？简述气蚀现象引起的不良后果。
3．简述流体在直管内流动时的流动类型及其判断依据。
4．何谓两相间传质的双膜理论？其基本论点是什么？
1.有一用水吸收混合气中氨的常压逆流吸收塔，如图所示。水由水池用离心泵送至塔顶经喷头喷出，泵入口管为Φ108 mm×4 mm的无缝钢管，管中流量为40 m3/h，出口管为Φ89 mm ×3.5 mm无缝钢管。池内水深为2 m，池底至塔顶喷头入口处的垂直距离为20 m。管路的总阻力损失为40 J/kg，喷头入口处的压强为120 kPa（表压）。试计算：1）此过程离心泵提供的有效功W；2）设泵的效率为65%，试求泵所需的功率。（本题条件下，水的密度为1000kg/m3，重力加速度g=9.81m/s2）
题1附图
2.在一套管式换热器中，流量为2500 kg/h，平均比热容为2.0 kJ/(kg?℃)的热流体在内管中从90℃冷却至50℃，环隙中冷水从20℃被加热至40℃。冷、热流体逆流流动。已知冷却水的平均比热容为4.17 kJ/(kg?℃)，传热系数K 值为200 w/(m2?℃)。试求：（1）冷却水用量，kg/h；（2）所需的传热面积。（忽略换热过
程中的热损失）
3.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。试计算：（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。
一、填空题（每空1 分，共20 分）
1．98.7 kPa
2．颗粒直径（dp）、颗粒密度（ρp）、流体密度（ρ）
3．(热)对流、(热)传导、(热)辐射
4．L/m G操作线斜率平衡线斜率
5．t=t w=t d
6．气体溶解度液体挥发度（沸点）
7．恒速干燥降速干燥
8．1 1 多
二、选择题（每小题2 分，共20 分）
1-5．ACBAC 6-10．BADCA
三、判断题（每小题1 分，共10 分）
1．√ 2．√ 3．√ 4．×5．√ 6．×7．√ 8．√ 9．×10．√ 四、简答题（每小题5 分，共20分）
1．根据传热总速率方程Q=KA△t m，可知，强化传热的方式有三种：
1）增加传热面积A；
2）增加总传热系数K；
3）增加对数平均温度差；
其中，增加K的方法是最为主要的一种方式。（5分）
2．当叶轮入口入的最低压强降到液体在该处温度下的饱和蒸气压时，泵内液体汽化，汽泡形成和破裂的过程中使叶轮材料受到损坏的现象成为汽蚀现象。
（2分）
汽蚀现象危害：1）造成很高的局部压力，发生噪声，引起泵的振动；
2）同时还造成金属表面严重的电化学腐蚀；
3）严重时，造成泵泵的流量、扬程和效率都会下降，不能正常工作。（3分）
根据雷诺数Re
ud
ρ
μ
=（分）
可将流体在直管内的流动分为三种方式：
1）当雷诺数Re2000,
≤层流；
2）当雷诺数2000Re4000,
<<流动类型不稳定，可能层流，也可能湍流；
3）当雷诺数Re 4000,≥流动湍流。 （3分）
4．双膜理论基于双膜模型，它把复杂的对流传质过程描述为溶质以分子扩散形式通过两个
串
联的有效膜。 （2分）
双膜理论的三个基本观点：
1）相互接触的气液两相存在一个稳定的相界面，界面两侧分别存在着稳定的气膜和液膜。膜内流体流动状态为层流，溶质A 以分子扩散方式通过气膜和液膜，由气相主体传递到液相主体。
2）在相界面处，气液两相达到相平衡，界面处无扩散阻力。
3）在气膜和液膜以外的气液主体中，由于流体的充分湍动，溶质A 的浓度均匀，即认为主体中没有浓度梯度，换句话说，浓度梯度全部集中在两个膜层内。 （3分）
五、计算题（每小题 10 分，共 30 分）
1．解：以水池为1-1截面，塔顶喷头入口处为2-2截面，在1-1截面和2-2截面间列柏努利方
程，22112212f 1-2u p u p Z g +++W =Z g +++h 22ρρ∑ （2分）
以1-1截面为基准面，由己知可得：
00()
18,120()
表压表压1122Z =, p = kPa Z =m p =kPa 由于水池液面比管路的截面大得多，因此01u =
塔顶喷头入口的流速222
40/3600 2.110.08244
vs q u ===m/s d ππ 代入上式可得：
2.110076.583881/W g J Kg 2.11?120?10=18+
++40=1+2.23+120+40=3.21000 （5分）
由e v p q W p p
ρη==可得40/3600338.8110005791 5.790.65e
v p q W p W KW ρηη
??=====（3分） 2．解：（1）()111255.56m p Q q c T T =-= KJ/S(KW)
化工原理期末考试试题及答案
1．（20分）有立式列管式换热器，其规格如下：管数30根、管长 3 m、管径由25×2.5 mm，为单管程。今拟采用此换热器冷凝冷却CS2 饱和蒸汽，从饱和温度46℃冷却到10℃，CS2 走管外，其流量为250 kg／h，其冷凝潜热为356 kJ/kg，液体CS2的比热为 1.05 kJ ／（kg·℃ ）；水走管内与CS2成总体逆流流动，冷却水进出口温度分别为5℃和30℃。已知CS2 冷凝和冷却时传热系数（以外表面积为基准）分别为K1= 232.6和K2= l16.8 W/（m2·℃），问此换热器是否适用? 1.解：CS2冷凝的热负荷：Q冷凝＝250×356＝89000kJ/h＝24.72 KW CS2冷却的热负荷：Q 冷凝＝250×1.05×（46－10）＝9450kJ/h ＝2.6 KW 总热负荷Q 为：Q＝24.7＋2.63＝27.3 KW 冷却水用量q m2 为：q m2＝27.3 ＝0.261kg/s＝940kg/h 4.187×（30-5） 设冷却水进入冷却段的温度为t k，则有：0.261×4.187×（t k－ 5）＝2.6KW 解之得：t k＝7.38℃，则：（5 分） 冷凝段对数平均温差：Δ t m＝（46－30）－（46－7.38） ＝25.67℃ ln46 －30 46－7.38 所需传热面积： A 冷凝＝24.7/232.6×10－3×25.67＝ 4.14m2，（5 分） 冷却段对数平均温差：Δ tm＝（46－7.38）－（10－5）＝ 16.45℃ ln 46－7.38 （5 分）10－5 所需传热面积： A 冷却＝ 2.6/116.8×10－3×16.45＝ 1.35m2， 冷凝、冷却共需传热面积：Σ A i＝4.14＋ 1.35＝5.49m2， 换热器实际传热面积为：A0＝30×3.14×0.025×3＝7.065＞ΣA i ，所以适宜使用。（5分） ２．（20 分）某列管换热器由多根Φ 25×2.5mm的钢管组成，将流量为15×103kg/h 由20℃加热到55℃, 苯在管中的流速为0.5m/s ，加热剂为130℃的饱和水蒸汽在管外冷凝，其汽化潜热为2178kJ/kg ，苯的比热容cp为1.76 kJ/kg ·K,密度ρ 为858kg/m3，粘度μ为0.52 ×10-3Pa·s，导热系数λ为0.148 W/m·K，热损失、管壁热阻及污垢热阻均忽略不计，蒸汽冷凝时的对流传热系数α 为10×104 W/m2·K。试求： （1）水蒸汽用量（kg/h ）；（4分） （2）总传热系数K（以管外表面积为准）；（7 分） （3）换热器所需管子根数n及单根管子长度L。（9 分）
化工原理实验报告
化工原理实验报告 Prepared on 22 November 2020
实验一 伯努利实验 一、实验目的 1、熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及相互转化关系，加深对柏努利方程式的理解。 2、观察各项能量（或压头）随流速的变化规律。 二、实验原理 1、不可压缩流体在管内作稳定流动时，由于管路条件（如位置高低、管径大小等）的变化，会引起流动过程中三种机械能——位能、动能、静压能的相应改变及相互转换。对理想流体，在系统内任一截面处，虽然三种能量不一定相等，但能量之和是守恒的（机械能守恒定律）。 2、对于实际流体，由于存在内磨擦，流体在流动中总有一部分机械能随磨擦和碰撞转化为热能而损失。故而对于实际流体，任意两截面上机械能总和并不相等，两者的差值即为机械损失。 3、以上几种机械能均可用U 型压差计中的液位差来表示，分别称为位压头、动压头、静压头。当测压直管中的小孔（即测压孔）与水流方向垂直时，测压管内液柱高度（位压头）则为静压头与动压头之和。任意两截面间位压头、静压头、动压头总和的差值，则为损失压头。 4、柏努利方程式 式中： 1Z 、2Z ——各截面间距基准面的距离 （m ） 1u 、2u ——各截面中心点处的平均速度（可通过流量与其截面积求得） (m/s)
1P 、2p ——各截面中心点处的静压力（可由U 型压差计的液位差可 知） （Pa ） 对于没有能量损失且无外加功的理想流体，上式可简化为 ρ ρ2 222121122p u gz p u gz + +=++ 测出通过管路的流量,即可计算出截面平均流速ν及动压g 22 ν，从而可得到各截面测管水头和总水头。 三、实验流程图 泵额定流量为10L/min,扬程为8m,输入功率为80W. 实验管：内径15mm 。 四、实验操作步骤与注意事项 1、熟悉实验设备，分清各测压管与各测压点，毕托管测点的对应关系。 2、打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流后，检查泄水阀关闭时所有测压管水面是否齐平，若不平则进行排气调平(开关几次）。 3、打开阀5，观察测压管水头和总水头的变化趋势及位置水头、压强水头之间的相互关系，观察当流量增加或减少时测压管水头的变化情况。 4、将流量控制阀开到一定大小，观察并记录各测压点平行与垂直流体流动方向的液位差△h 1…△h 4。要注意其变化情况。继续开大流量调节阀，测压孔正对水流方向，观察并记录各测压管中液位差△h 1…△h 4。 5、实验完毕停泵，将原始数据整理。 实验二 离心泵性能曲线测定 一、实验目的 1. 了解离心泵的构造和操作方法 2. 学习和掌握离心泵特性曲线的测定方法
化工原理试题及答案
中南大学考试试卷(A) 2013 ~ 2014 学年2 学期时间110分钟化工原理课程48 学时 3 学分考试形式: 闭卷 专业年级:化工?制药?应化11级总分100分，占总评成绩70 % 一、选择填空(35分) 1?(2分) 某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ，当地大气压为101kPa，则泵入口处的绝对压强为( )? A. 74.3kPa; B. 101kPa; C. 127.6kPa? 2?(2分) 水在圆形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的( )? A. 1/4; B. 1/2; C. 2倍? 3?(4分) 当地大气压为750mmHg时，测得某体系的表压为100mmHg，则该体系的绝对压强为Pa，真空度为Pa? 4?(2分) 一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将，在空气中的沉降速度将? 5?(5分) 套管由Φ57×2.5mm和Φ25×2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于，润湿周边等于，当量直径等于? 6?(2分) 板框压滤机中，最终的过滤速率是洗涤速率的( )? A.一倍 B.一半 C.四倍 D.四分之一
7?(4分) 冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90o C，出口温度为50o C，冷水进口温度为15o C，出口温度为53o C，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的( )? A?5%; B?6%; C?7%; D?8%; 8?(2分) 为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是( ) A?表面光滑，颜色较浅; B?表面粗糙，颜色较深; C?表面粗糙，颜色较浅; D?表面光滑，颜色较深; 9?(4分) 黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来的倍?10?(1分) 采用多效蒸发的目的是为了提高( )? A. 完成液的浓度; B. 加热蒸汽经济程度; C. 生产能力 11、(1分) 多效蒸发中，蒸汽消耗量的减少是通过增加( )而换取的? A. 传热面积; B. 加热蒸汽压力; C. 传热系数 12?(1分) ( )加料的多效蒸发流程的缺点是料液粘度沿流动方向逐效增大，致使后效的传热系数降低? A. 并流; B. 逆流; C. 平流 13?(1分) 离心泵的调节阀( ) ， A.只能安在进口管路; B.只能安在出口管路上; C.安装在进口管路和出口管路上均可; D.只能安在旁路上 14?(1分) 泵的工作点( )? A 由泵铭牌上的流量和扬程所决定; B 即泵的最大效率所对应的点; C 由泵的特性曲线所决定; D 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点?15?(3分) 在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4 m，切向速度为15 m/s ?当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数K c为?
化工原理期末考试真题及答案
填空题 I. (3分)球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是 _粒子所受合力的 代数和为零_。滞流沉降时，其阻力系数=_24/ Rep_. 2― 勺、连续的同种流体内，位于同一水平面上各点的压力均相等。 3. 水在内径为? 105mmX25mm 只管内流动，已知水的粘度为1.005mPa*s ,密度 为1000kg*m3,流速为1m/s ，贝U Re=99502流动类型为湍流。 4. 流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来 的2—倍;如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的1/4倍. 5. 求取对流传热系数常采用 因次分析法，将众多影响因素组合成若干无因次 数群，再通过实验确定各特征数 数之间的关系，即得到各种条件下的 关联 式。 6. 化工生产中加热和冷却的换热方法有_直接换热_,间壁换热和蓄热换热. 7. 在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温接近饱和蒸汽 侧流体的温度，总传热系数K 接近空气侧流体的对流给热系数。 8. 气液两相平衡关系将取决于以下两种情况： ⑴(2)若p > pe 或Ce > C 则属于吸收过程 9. 计算吸收塔的填料层高度，必须运丽口下三个方面的知识关联计算：_平衡关系 ,物料衡算，传质速率.. 10. 在一定空气状态下干燥某物料能用干燥方法除去的水分为 _自由水分首先除 去的水分为非结合水分不能用干燥方法除的水分为 平衡水分。 II. ,当20E 的水(p =998.2kg/m3,卩=1.005厘泊)在内径为100mm 勺光滑管内流 动时,若流速为1.0m/s 时，其雷诺准数Re 为9.93 x 105；直管摩擦阻力系数入为 0.0178._ 12. 流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有粘性 13. 计算管道流体局部阻力的方法有：当量长度法；阻力系数法；,其相应的阻力计 14. 过滤是一种分离悬浮在 液体或气体中固体微粒 的操作。 15. 进行换热的两流体，若a 1》a 2时，要提高K 值，应设法提高a 2； 当a 1 "a 2时，要提高K 值，应使 a 1a 2同时提高 。 16. 某间壁换热器中，流体被加热时，圆形管内湍流的传热系数表达式为 0.023 Re 0.8 Pr 0.4.当管内水的流速为0.5m/s 时,计算得到管壁对水的传热系 d 数a =2.61(kw/ (nt K ).若水的其它物性不变，仅改变水在管内的流速,当流速 为1.2m/s 时，此时传热系数a =3.81(kw/ ( nV K ). 17. 强化传热的方法之一是提高 K 值.而要提高K 值则应提高对流传热系数提高 给热系数较小一侧的给热系数. 18. 吸收剂用量增加，操作线斜率增大，吸收推动力增大。 (增大，减小，不变) 19. 双膜理论认为，吸收阻力主要集中在界面两侧的气膜和液膜 之中。 20. 对不饱和湿空气，干球温度大于湿球温度，露点温度小于湿球温度。 算公式为h f 2 l e U d 2g ；,h f 2g
化工原理精馏实验报告
北 京 化 工 大 学 实 验 报 告 课程名称： 化工原理实验 实验日期： 2011.04.24 班 级： 化工0801 姓 名： 王晓 同 组 人：丁大鹏,王平,王海玮 装置型号： 精馏实验 一、摘要 精馏是实现液相混合物液液分离的重要方法，而精馏塔是化工生产中进行分离过程的主要单元，板式精馏塔为其主要形式。本实验用工程模拟的方法模拟精馏塔在全回流的状态下及部分回流状态下的操作情况，从而计算单板效率和总板效率，并分析影响单板效率的主要因素，最终得以提高塔板效率。 关键词：精馏、板式塔、理论板数、总板效率、单板效率 二、实验目的 1、熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法。 2、了解板式塔的结构，观察塔板上气-液接触状况。 3、测测定全回流时的全塔效率及单板效率。 4、测定部分回流时的全塔效率。 5、测定全塔的浓度或温度分布。 6、测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。 三、实验原理 在板式精馏塔中，由塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液，在塔板上实现多次接触，进行传热和传质，使混合液达到一定程度的分离。 回流是精馏操作得以实现的基础。塔顶的回流量和采出量之比，称为回流比。回流比是精馏操作的重要参数之一，其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。 回流比存在两种极限情况：最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务，则需要有无穷多块塔板的精馏塔。当然，这不符合工业实际，所以最小回流比只是一个操作限度。若操作处于全回流时，既无任何产品采出，也无原料加入，塔顶的冷凝液全部返回塔中，这在生产中无实验意义。但是，由于此时所需理论板数最少，又易于达到稳定，故常在工业装置开停车、排除故障及科学研究时采用。 实际回流比常取用最小回流比的1.2-2.0倍。在精馏操作中，若回流系统出现故障，操作情况会急剧恶化，分离效果也将变坏。 板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数，有以下两种定义方法。 （1）总板效率E e N E N 式中 E —总板效率； N —理论板数（不包括塔釜）； Ne —实际板数。
化工原理试题库(第五——第十)讲解
第5章蒸发 一、选择题 1.以下蒸发器属于自然循环型蒸发器的是（）蒸发器。 A、强制循环型 B、升膜 C、浸没燃烧 D、外热式 2.与加压、常压蒸发器相比，采用真空蒸发可使蒸发器的传热面积（），温度差（），总传热系数（）。 A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定 3.蒸发操作能持续进行的必要条件是( )。 A、热能的不断供应，冷凝水的及时排除。 B、热能的不断供应，生成蒸气的不断排除。 C、把二次蒸气通入下一效作为热源蒸气。 D、采用多效操作，通常使用2-3效。 4.蒸发操作通常采用( )加热。 A、电加热法 B、烟道气加热 C、直接水蒸气加热 D、间接饱和水蒸气加热 5.以下哪一条不是减压蒸发的优点( )。 A、可以利用低压蒸气或废汽作为加热剂 B、可用以浓缩不耐高温的溶液 C、可减少蒸发器的热损失 D、可以自动地使溶液流到下一效，不需泵输送 6.多效蒸发流程通常有三种方式，以下哪一种是错误的( )。 A、顺流 B、逆流 C、错流 D、平流 7.中央循环管式蒸发器中液体的流动称为( )。 A、自然循环 B、强制循环 C、自然沸腾 D、强制沸腾 8.蒸发操作中，二次蒸气的冷凝通常采用( )。 A、间壁式冷凝 B、混合式冷凝 C、蓄热式冷凝 D、自然冷凝 9.单效蒸发器计算中D／W 称为单位蒸汽消耗量，如原料液的沸点为393K，下列哪种情况D/W最大? ( )。 A、原料液在293K时加入蒸发器 B、原料液在390K时加入蒸发器 C、原料液在393K时加入蒸发器 D、原料液在395K时加入蒸发器 10.蒸发过程温度差损失之一是由于溶质存在，使溶液（）所致。 A、沸点升高 B、沸点降低 C、蒸汽压升高 11.属于单程型的蒸发器是（）。 A、中央循环管式蒸发器 B、外热式蒸发器 C、降膜蒸发器 D、悬筐式蒸发器 二、填空题 1.蒸发操作所用的设备称为________。 2.蒸发操作中，加热溶液用的蒸汽称为________，蒸发出的蒸汽称为________。 3.按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为________和________；按操作压强大小，蒸发分为________、________和________； 按蒸发方式不同，蒸发分为________和________。 4.蒸发过程中，溶剂的气化速率由________速率控制。 5.蒸发溶液时的温度差损失在数值上恰等于________的值。 6.蒸发操作时，引起温度差损失的原因有________、________和________。 7.杜林规则说明溶液的沸点与同压强下标准溶液的沸点间呈________关系。 8.20％NaOH水溶液在101.33kPa时因溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失为________。 9.单效蒸发的计算利用________、________和________三种关系。 10.当稀释热可以忽略时，溶液的焓可以由________计算。 11.单位蒸汽消耗量是指________，它时衡量________的指标。
化工原理试卷及答案
化工原理试卷及答案 1填空题（每空 1 分，共 20 分） 1．某容器内的绝对压强为200 kPa ，当地大气压为101.3 kPa ，则表压为______。 2．在重力沉降操作中，影响沉降速度的因素主要有 、 和 。 3．热量传递的基本方式有 、 和 。 4．吸收因子A 可表示为 ，它是 与 的比值。 5．空气的干球温度为t ，湿球温度为t w ，露点温度为t d ，当空气的相对湿度等于1时，则t 、 t w 和t d 的大小关系为 。 6．吸收操作一般用于分离 混合物，其原理是利用原料中各组分 差异来达到分离的目的；精馏操作则一般用于分离 混合物，其原理是利用原料中各组分的 差异来达到分离的目的。 7．恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括 阶段和 阶段。 8．全回流（R = ∞）时，精馏段操作线的斜率为 ，提馏段操作线的斜率为 ，对相同的x D 和x W ，部分回流比全回流所需的理论板数 。 一、 选择题（每小题 2 分，共 20 分） 1．不可压缩流体在圆管内作稳定流动，流动速度与管径的关系是 （ ） A . 21221()u d u d = B ．2112 2 ()u d u d = C ． 11 22 u d u d = D ． 12 21 u d u d = 2．离心泵的特性曲线是在哪种情况下测定 （ ） A ．效率一定 B ．功率一定 C ．转速一定 D ．管路（l +∑l e ）一定 3． 对一台正在工作的列管式换热器，已知α1＝11600 W?m -2?K -1 ，α2＝116 W?m -2?K -1，要提高总传热系数K ，最简单有效的途径是 （ ） A ．设法增大α1 B ．设法增大α2 C ．同时增大α1和α2 D ．不确定 4．在降尘室内，要使微粒从气流中除去的条件是 （ ）
化工原理实验传热实验报告
传热膜系数测定实验（第四组） 一、实验目的 1、了解套管换热器的结构和壁温的测量方法 2、了解影响给热系数的因素和强化传热的途径 3、体会计算机采集与控制软件对提高实验效率的作用 4、学会给热系数的实验测定和数据处理方法 二、实验内容 1、测定空气在圆管内作强制湍流时的给热系数α1 2、测定加入静态混合器后空气的强制湍流给热系数α1’ 3、回归α1和α1’联式4.0Pr Re ??=a A Nu 中的参数A 、a * 4、测定两个条件下铜管内空气的能量损失 二、实验原理 间壁式传热过程是由热流体对固体壁面的对流传热，固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热三个传热过程所组成。由于过程复杂，影响因素多，机理不清楚，所以采用量纲分析法来确定给热系数。 1）寻找影响因素 物性：ρ，μ ，λ，c p 设备特征尺寸：l 操作：u ，βg ΔT 则：α=f （ρ，μ，λ，c p ，l ，u ，βg ΔT ） 2）量纲分析 ρ[ML -3]，μ[ML -1 T -1]，λ[ML T -3 Q -1]，c p [L 2 T -2 Q -1]，l [L] ，u [LT -1]， βg ΔT [L T -2]， α[MT -3 Q -1]] 3）选基本变量（独立，含M ，L ，T ，Q-热力学温度） ρ，l ，μ, λ 4）无量纲化非基本变量 α：Nu ＝αl/λ u: Re ＝ρlu/μ c p : Pr ＝c p μ/λ βg ΔT : Gr ＝βg ΔT l 3ρ2/μ2 5）原函数无量纲化 6）实验 Nu ＝ARe a Pr b Gr c 强制对流圆管内表面加热：Nu ＝ARe a Pr 0.4 圆管传热基本方程： 热量衡算方程： 圆管传热牛顿冷却定律： 圆筒壁传导热流量：)] /()ln[)()()/ln(11221122121 2w w w w w w w w t T t T t T t T A A A A Q -----?-?=δλ 空气流量由孔板流量测量：54.02.26P q v ??= [m 3h -1，kPa] 空气的定性温度：t=(t 1+t 2)/2 [℃]
化工原理考研试题库
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1000 3m 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______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 二：问答题（36分） 1、 一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损 失变为原来的多少倍？ 2、 何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1） 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？ （2） 传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3） 那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 三：计算题(46分) 1、 如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数为03.0=λ，现发现压力表上 的读数为052mH ，若管径为100mm,求流体的流量及阀的局部阻力糸数？ 2、 在一 列管式换热器中，用冷却将C 0100的热水冷却到C 0 50，热水流量为h m 360，冷却水在管 内 流动，温度从C 020升到C 0 45。已 知传热糸数K 为C m w .20002， 换热管为mm 5.225?φ的钢管，长 为3m.。求冷却水量和换热管数 （逆流）。
化工原理试题及答案
化工原理试题及答案(绝密请勿到处宣扬) 12月25日 一、填空题（共15空，每空2分，共30分） 1. 一容器真空表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强和表压强（以kpa计）分别为：（90kpa）和（ -10kpa）。 2. 热传导只发生在固体和（静止）的或（滞）流动的流体中。 3. 物体的吸收率越（大），其辐射能力越（大）。（填大或小） 4. 蒸发中以（二次蒸汽）是否再利用而分为单效或多效蒸发。 5. 蒸发中的温度差损失主要由溶液中的（不挥发溶质）、液柱的（静压头）和管路（阻力）所引起的沸点升高三部分组成。 6. 一容器压力表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强（以kpa计）为：（90kpa）。 7. 对于同种流体，自然对流时的对流传热系数比时的（小）。（填大或小） 8. 物体的吸收率越大，其辐射能力越（大），所以黑体的辐射能力比灰体的（大）。（填大或小） 9. 蒸发操作所用的设备称为（蒸发器）。 10. 按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为（单效蒸发）和（多效蒸发）。 二、选择题（共5题，每题2分，共10分） 1. 对吸收操作有利的条件是：（D） A. 操作温度高、压强高； B. 操作温度高、压强低； C. 操作温度低、压强低； D. 操作温度低、压强高 2. 精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板（A ），液相温度较下层塔板（） A. 高，低； B. 低，高； C. 高，高； D. 低，低 3. （D ）是塔内气液两相总体上呈逆流流动，而在每块塔板上呈均匀的错流流动。 A. 板式塔的传质意图； B. 板式塔的设计过程； C. 板式塔的恒摩尔流要求； D. 板式塔的设计意图 4. 恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的（C）及与物料的接触方式都不变。 A. 温度、焓值、湿度； B. 流速、压强、湿度； C. 流速、温度、湿度； D. 温度、湿度、压强 5. 对于湿物料的湿含量，下面哪种说法是正确的？（B） A. 平衡水一定是自由水； B. 平衡水一定是结合水； C. 自由水一定是结合水； D. 自由水一定是非结合水 6. 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。当相对挥发度为（ A ）时，可以采用精馏方法
化工原理考试题及答案I
化工原理考试题及答案 姓名____________班级____________学号_____________成绩______________ 一、填空题： 1.（3分）题号1155 第1章知识点400 难度容易 当20℃的甘油（ρ=1261kg.m,μ=1499厘泊）,在内径为100mm的管内流动时,若流速为2.0m.s时,雷诺数Re为_______,流体的流动型态为______。 ***答案*** 168.2 层流 2.（2分）题号2038 第2章知识点100 难度容易 往复压缩机的实际工作循环由_____、_______、______和______四个阶段组成。 ***答案*** 膨胀、吸气、压缩、排气 3.（2分）题号4060 第4章知识点200 难度容易 对流传热膜系数α工程制单位为_____________，SI制单位为_________。 ***答案*** kCal.h.K.m; W/(Km) 二、选择题： 1.（2分）题号1202 第1章知识点400 难度容易 园管的摩擦系数λ=64/Re公式的适用范围是（）。 A. 滞流 B. 过渡流 C. 湍流 ***答案*** A 2.（2分）题号2121 第2章知识点500 难度容易 通常所说的离心通风机的风压是指（） A. 静风压 B. 动风压 C. 全风压 ***答案*** C 3.（2分）题号4147 第4章知识点400 难度中等 为了提高列管换热器管内流体的α值，可在器内设置（）。 A. 分程隔板 B. 折流接板 C. 多壳程 ***答案*** A 三、判断题： 1.（2分）题号3058 第3章知识点100 难度容易 要使固体颗粒在沉降器内从流体中分离出来，颗粒沉降所需要的时间必须大于颗粒在器内的停留时间。（） ***答案*** × 四、问答题： 1.（8分）题号3079 第3章知识点300 难度容易 试分析提高过滤速率的因素？ ***答案*** 过滤速率为dv/Adθ=△P/rμL推动力/阻力提高过滤速率的方法有： （1）提高推动力△P，即增加液柱压力；增大悬浮液上面压力；在过滤介质下面抽真空。
化工原理实验报告
化工原理实验报告
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实验一 伯努利实验 一、实验目的 1、熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及相互转化关系,加深对柏努利方程式的理解。 ２、观察各项能量(或压头)随流速的变化规律。 二、实验原理 1、不可压缩流体在管内作稳定流动时,由于管路条件（如位置高低、管径大小等)的变化,会引起流动过程中三种机械能——位能、动能、静压能的相应改变及相互转换。对理想流体,在系统内任一截面处，虽然三种能量不一定相等,但能量之和是守恒的(机械能守恒定律）。 2、对于实际流体，由于存在内磨擦,流体在流动中总有一部分机械能随磨擦和碰撞转化为热能而损失。故而对于实际流体,任意两截面上机械能总和并不相等，两者的差值即为机械损失。 3、以上几种机械能均可用U 型压差计中的液位差来表示，分别称为位压头、动压头、静压头。当测压直管中的小孔(即测压孔）与水流方向垂直时,测压管内液柱高度(位压头）则为静压头与动压头之和。任意两截面间位压头、静压头、动压头总和的差值，则为损失压头。 4、柏努利方程式 ∑+++=+++f h p u gz We p u gz ρ ρ2222121122 式中: 1Z 、2Z ——各截面间距基准面的距离 (ｍ） 1u 、2u ——各截面中心点处的平均速度（可通过流量与其截 面积求得） (m/s) 1P 、2p ——各截面中心点处的静压力(可由Ｕ型压差计的液位 差可知) （Pa ） 对于没有能量损失且无外加功的理想流体，上式可简化为 ρ ρ2 2 22121122p u gz p u gz + +=++ 测出通过管路的流量,即可计算出截面平均流速ν及动压g 22 ν，从而可得到各截面测管水头和总水头。 三、实验流程图
化工原理期末试题及答案
模拟试题一 1当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为395 mmHg。测得另一容器内的 表压强为1360 mmHg，则其绝对压强为2105mmHg ____ 。 2、流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为0 ，临近管壁处存在层流底层，若Re值越大，则该层厚 度越薄 3、离心泵开始工作之前要先灌满输送液体，目的是为了防止气缚现象发生：而且离心泵的安装高度也不能 够太高，目的是避免汽蚀现象发生。4、离心泵的气蚀余量越小，则其抗气蚀性能越强。 5、在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数，而壁温接近于 饱和水蒸汽侧流体的温度值。 6、热传导的基本定律是傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻_大（大、小）一侧的：?值。间壁换热器管壁温度t w接近于：?值大（大、小）一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈大（大、小），其两侧的温差愈大（大、小）。 7、Z=（V/K Y a. Q.（y i —Y2）/ △ Y m,式中：△ Y m称气相传质平均推动力,单位是kmol吸收质/kmol惰气;（Y i—丫2） /△ Y m称气相总传质单元数。 8、吸收总推动力用气相浓度差表示时，应等于气相主体摩尔浓度和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之 差。 9、按照溶液在加热室中运动的情况，可将蒸发器分为循环型和非循环型两大类。 10、______________________________________________________________________________________ 蒸发过程中引起温度差损失的原因有：溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。____________________________ 11、工业上精馏装置，由精馏塔塔、冷凝器、再沸器等构成。 12、分配系数k A是指』A/X A—，其值愈大，萃取效果越好。 13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中溶解度的差异而达到混合液中组分分离的操作。 14、在实际的干燥操作中，常用干湿球温度计来测量空气的湿度。 15、对流干燥操作的必要条件是湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分压;干燥过程是热量传递和质 量传递相结合的过程。 1、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，则各截面上的（ D ） A.速度不等 B.体积流量相等 C.速度逐渐减小 D.质量流速相等 2、装在某设备进口处的真空表读数为-50kPa，出口压力表的读数为100kPa，此设备进出口之间的绝对压强差为 （A A. 50 B. 150 C. 75 D .无法确定 3、离心泵的阀门开大时，则（ B ）。A ?吸入管路的阻力损失减小 C .泵入口处真空度减小 D .泵工作点的扬程升高 4、下列（A ）不能实现对往复泵流量的调节。 A .调节泵出口阀的开度 C .改变活塞冲程D.改变活塞往复频率 5、已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度（ B .泵出口的压力减小 B ?旁路调节装置 D ）耐火砖的黑度。 ，使空气温度由20 C升至80 C,
化工原理期末考试选择题及答案
1、 在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数 数值 ________ 。 A. 与光滑管一样 B. 只取决于Re C.取决于相对粗糙度 D.与粗糙度无关 2、 某离心泵运行一年后发现有气缚现象，应 _____ 。 A. 停泵，向泵内灌液 B. 降低泵的安装高度 C.检查进口管路是否有泄漏现象 D. 检查出口管路阻力是否过大 3、 液体在两截面间的管道内流动时,其流动方向是 ________ 。 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； 相差较大时，提高总传热系数 K 值的措施 B. 提高大的值； D.提高大的值，同时降低小的值。 5、在空气-蒸汽间壁换热过程中可采用 _____ 方法来提高传热速率最合理。 A. 提高蒸汽速度； B.采用过热蒸汽以提高蒸汽温度； C. 提高空气流速； D.将蒸汽流速和空气流速 都提高。 6沉降室的生产能力与—有关。 \ A. 颗粒沉降速度和沉降室高度； B.沉降面 积； C. 沉降面积和颗粒沉降速度； D. 沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度。 7、 离心泵的扬程是指泵给予（ ）液体的有效能量。 A. 1kg B. 1N C. 1m 8、 雷诺数的物理意义表示 __________ 。 A. 粘滞力与重力之比； B.重力与惯性力之比； C.惯性力与粘滞力之比； D.压力与粘滞力之比。 4、冷热两流体的对流给热系数 是 _____ 。 A.提高小的值； C.两个都同等程度提高；
9、为了减少室外设备的热损失，保温层外的一层隔热材料的表面应该 是_________ 。 A. 表面光滑，色泽较浅 B.表面粗糙，色泽较深
最新浙江大学化工原理实验---填料塔吸收实验报告分析解析
实验报告 课程名称：过程工程原理实验（乙） 指导老师： 叶向群 成绩：__________________ 实验名称：吸收实验 实验类型：工程实验 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 填料塔吸收操作及体积吸收系数测定 1 实验目的： 1.1 了解填料吸收塔的构造并熟悉吸收塔的操作； 1.2 观察填料塔的液泛现象，测定泛点空气塔气速； 1.3 测定填料层压降ΔP 与空塔气速u 的关系曲线； 1.4 测定含氨空气—水系统的体积吸收系数K y a 。 2 实验装置： 2.1 本实验的装置流程图如图1： 专业： 姓名： 学号： 日期：2015.12.26 地点：教十2109
2.2物系：水—空气—氨气。惰性气体由漩涡气泵提供,氨气由液氮钢瓶提供，吸收剂水采用自来水，他们的流量分别通过转子流量计。水从塔顶喷淋至调料层与自下而上的含氮空气进行吸收过程，溶液由塔底经过液封管流出塔外，塔底有液相取样口，经吸收后的尾气由塔顶排至室外，自塔顶引出适量尾气，用化学分析法对其进行组成分析。 3 基本原理： 实验中气体流量由转子流量计测量。但由于实验测量条件与转子流量计标定条件不一定相同，故转子流量计的读数值必须进行校正。校正方法如下：
3.2 体积吸收系数的测定 3.2.1相平衡常数m 对相平衡关系遵循亨利定律的物系（一般指低浓度气体），气液平衡关系为： 相平衡常数m与系统总压P和亨利系数E的关系如下： 式中：E—亨利系数，Pa P—系统总压（实验中取塔内平均压力），Pa 亨利系数E与温度T的关系为： lg E= 11.468-1922 / T 式中：T—液相温度（实验中取塔底液相温度），K。 根据实验中所测的塔顶表压及塔顶塔底压差△p，即可求得塔内平均压力P。根据实验中所测的塔底液相温度T，利用式（4）、（5）便可求得相平衡常数m。 3.2.2 体积吸收常数 体积吸收常数是反映填料塔性能的主要参数之一，其值也是设计填料塔的重要依据。本实验属于低浓气体吸收，近似取Y≈y、X≈x。 3.2.3被吸收的氨气量,可由物料衡算 (X1-X2) 式中：V—惰性气体空气的流量，kmol/h；
《化工原理试题库》大全
化工原理试题库多套及答案 一：填空题（18分） 1、 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=___8.7m 02H , _____pa 41053.8?__. 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______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 二：问答题（36分） 1、 一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损 失变为原来的多少倍？ 2、 何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1） 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？ （2） 传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3） 那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 三：计算题(46分) 1、 如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数 为03.0=λ，现发现压力表上的读数为052mH ，若管径为100mm,求流体 的流量及阀的局部阻力糸数？ 2、 在一 列管式换热器中，用冷却 将C 0100的热水冷却到C 050，热水
化工原理习题 含答案
·流体 流动部分 1．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3 的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔，其中心距罐底1000 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ，问至少需要几个螺钉（大气压力为101.3×103 Pa ）？ 解：由流体静力学方程，距罐底1000 mm 处的流体压力为 作用在孔盖上的总力为 每个螺钉所受力为 因此 2．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。读数分别为R 1=500 mm ，R 2=80 mm ，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右 侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=100 mm 。试求A 、B 两点的表压力。 习题2附图 习题1附图
解：（1）A点的压力 （2）B点的压力 3、如本题附图所示，水在管道内流动。为测量流体压力，在管道某截面处连接U管压差计，指示液为水银，读数R=100毫米，h=800mm。为防止水银扩散至空气中，在水银液面上方充入少量水，其高度可忽略不计。已知当地大气压为101.3KPa试求管路中心处流体的压力。 解：设管路中心处流体的压力为p P A =P A P + ρ 水gh + ρ 汞 gR = P P=p 0- ρ 水 gh - ρ 汞 gR =（101.3×103-1000×9.8x0.8 - 13600×9.8×0.1） P=80.132kpa 4、如本题附图所示，高位槽内的水位高于地面7 m，水从φ108 mm×4 mm的管道中流出，管路出口高于地面1.5 m。已知水流经系统的能量损失可按∑h f=5.5u2计算，其中u为水在管内的平均流速（m/s）。设流动为稳态，试计算（1）A-A'截面处水的平均流速；（2）水的流量（m3/h）。
化工原理考试题及答案
化工原理 试题与答案 北村（奥力体育）复印店
化工原理考试题及答案 姓名____________班级____________学号_____________成绩______________ 一、填空题： 1.（2分）悬浮液属液态非均相物系，其中分散内相是指_____________；分散外相是指______________________________。 2.（3分）悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_____________三个力的作用。当此三个力的______________时，微粒即作匀速沉降运动。此时微粒相对于流体的运动速度，称为____________ 。 3.（2分）自由沉降是 ___________________________________ 。 4.（2分）当微粒在介质中作自由沉降时，若粒子沉降的Rep相同时，球形度越大的微粒，介质阻力系数越________ 。球形粒子的球形度为_________ 。 5.（2分）沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒，在 _________力或__________力的作用下，沿受力方向发生运动而___________ ，从而与流体分离的过程。 6.（3分）球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________ 。滞流沉降时，其阻力系数=____________. 7.（2分）降尘宝做成多层的目的是____________________________________ 。 8.（3分）气体的净制按操作原理可分为_____________________________________ ___________________.旋风分离器属_________________ 。 9.（2分）过滤是一种分离悬浮在____________________的操作。 10.（2分）过滤速率是指___________________________ 。在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐__________ 。 11.（2分）悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是___________________________ ___________________________________________________。 12.（2分）过滤阻力由两方面因素决定：一方面是滤液本身的性质，即其_________；另一方面是滤渣层本身的性质，即_______ 。 13.（2分）板框压滤机每个操作循环由______________________________________五个阶段组成。 14.（4分）板框压滤机主要由____________________________________________，三种板按 ________________的顺序排列组成。 1—2—3—2—1—2—3—2—1 15.（3分）某板框压滤机的框的尺寸为：长×宽×厚=810×810×25 mm，若该机有10块框，其过滤面积约为_________________ m。 16.（4分）板框压滤机采用横穿洗涤滤渣，此时洗穿过____层滤布及____个滤框厚度的滤渣，流经过长度约为过滤终了滤液流动路程的____倍，而供洗液流通的面积又仅为过滤面积的____。