第二章化工原理习题
1. 如图2-1用离心泵将20℃的水由敞口水池送到一压力为
2.5atm的塔内，管径为φ108×4mm管路全长100m(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内)。已知：水的流量为56.5m3·h-1，水的粘度为10-3 Pa·S，密度为1000kg·m-3，管路摩擦系数可取为0.024，计算并回答：
(1)水在管内流动时的流动形态；(2) 管路所需要的压头和功率；
解：已知：d = 108-2×4 = 100mm = 0.1m
A=(π/4)d 2 = 3.14×(1/4)×0.12 = 0.785×10-2 m l+Σl e =100m q v = 56.5m 3/h
∴u = q/A = 56.5/(3600×0.785×10-2) = 2m/s μ = 1cp = 10-3 Pa ·S ρ=1000 kg.m -3, λ = 0.024 ⑴ ∵ Re = du ρ/μ=0.1×2×1000/10-3 = 2×105 > 4000 ∴水在管内流动呈湍流
⑵ 以1-1面为水平基准面,在1-1与2-2面间列柏努利方程： Z 1 +(u 12/2g)+(p 1/ρg)+H =Z 2+(u 22/2g)+(p 2/ρg)+ΣHf
∵Z 1=0, u 1=0, p = 0 (表压), Z 2=18m, u 2=0 p 2/ρg=2.5×9.81×104/(1000×9.81)=25m ΣHf =λ[(l+Σle )/d](u 2/2g)
=0.024×(100/0.1)×[22/(2×9.81)] = 4.9m ∴H = 18+25+4.9 = 47.9m
Ne = Hq v ρg = 47.9×1000×9.81×56.5/3600 = 7.4kw
2. 采用IS80-65-125水泵从一敞口水槽输送60℃热水。最后槽内液面将降到泵人口以下2.4m 。已知该泵在额定流量60m 3/h 下的(NPSH)r 为
3.98m ，60℃水的饱和蒸汽压Pv 为19.92kp a 、ρ为983.2kg/m 3，泵吸入管路的阻力损失为3.0m ，问该泵能否正常工作。
解：
∴该泵不能正常工作。
[]m m H NPSH g
p g p H f r v
g 4246.10.398.381
.92.9831092.1981.92.98310013.135100.?=--??-??=---∑-ρρ＝
，允许
说明安装高度偏高。
3. 用泵将苯和甲苯的混合物送到精馏塔，精馏塔操作压强为0.5at，原料槽压强为0.1at。管路总长为20ｍ（包括全部局部阻力的当量长度），管路直径为50mm，摩擦系数为0.02。密度为800kg／ｍ3。离心泵的特性曲线可表示为Ｈe＝20－1.12×105V 2，式中V以ｍ3/s表示。试求原料输送量及泵的理论或有效功率为多少？
答：管路特性曲线:
H
=8+(0.5-0.1)×9.81×104/(800×9.81) +8×0.02×20×V 2/(π2×e
9.81×0.055)
=13+1.06×105V 2=20-1.12×105V 2
V=5.67×10-3m3/s
H
=20-1.12×105(5.67×10-3)2=16.4m
e
N
=H e Vρg=16.4×5.67×10-3×800×9.81=729.8 w
e
4以某离心泵自敞口水槽输水至塔内。升扬高度10m，泵的特性:H e=40-7.2×04V2(H e--m , V--m3/s)。塔内的p为1at (表).流量为11 L/s..若用此泵改输ρ=860kg/m3的油品,阀开启度、管路、液位差及P值不变,问:油品流量及离心泵的有效功率为多少?
答：(1)输水:V = 11L/s时,H e = 40-7.2×104×(11/1000)2 = 31.3 m 管路特性:H e′= (z2-z1)+(p2-p1)/(ρg)+KV 2,又H e′= H e
即 31.3=10+10+K(11/1000)2
K = 9.34×104 m/(m3/s)2
(2)输油品:泵的特性:H e = 40-7.2×104V 2
管路特性:H e′= 10+10/0.86+9.34×104V 2
由H e = H e′ 解得V = 0.0105 m3/s
则H e = 40-7.2×104×0.01052 = 32.1m
∴N e = H e V′g = 32.1×0.0105×860×9.81 = 2.84×103W
5.用离心泵输水在n = 2900 r/min时的特性为H e = 30－0.01V 2，阀全开时管路特性为H e′= 10＋0.04V 2 (二式中H e、H e′--m , V--m3/h)。试求：(1)泵的最大输水量。(2)要求输水量为最大输水量的75%，且采用调速方法，泵的转速为多少？
答：(1) 泵：H e = 30－0.01V 2
管路：H e′=10+0.04V 2
∵H e = H e′，解得V= 20m3/h
(2) V′ =0.75V=15 m3/h
离心泵的比例定律为：V ′/ V=n/2900，H e′/H e=(n/2900)2
令调速后转速为n r/min
H e ’=(
n
2900
)2H e V’=
n
V
2900
泵: (29002/n2) H e’=300.01(29002/n2)V’2
又因为管路曲线不变，又知流量可以求出压头：H e′= 10 + 0.04V 2= 10 + 0.04×152=19 m
∵H e = H e′
变速后的泵的特性方程中压头、流量已知，只有n为未知数。
即可求得：调速后的转速为2441 r/min。
6.有两台型号相同的离心泵，单泵性能：H e=42－8.7×105V2(H e--m，V--m3/s)。当此二泵串联操作，可将5.53L/s的水由低位槽输至高位槽。两槽皆敞口，两槽水位高度差12.5m。输水管终端浸没于水槽水中。问：若此二泵改为并联，水流量为多少？
答：(1) 二泵串联：
泵：H e = 2(42-8.7×105V 2) = 84-17.4×105×0.005532= 30.79m
管路：H e′= H0+K V 2 = 12.5+K×0.005532= 30.79m
∴K = 5.98×105 m/(m3/s)2
(2)二泵并联：
泵：H e = 42-8.7×105(V/2)2
管路：H e′= 12.5+5.98×105V2
∵H e = H e′ 解得V= 6.01×10-3 m3/s = 6.01L/s
7.用离心泵向水洗塔送水,在泵出口阀全开时,管路特性曲线方程为:
H =20+1.1×105V 2
式中:V ----管路中的流量,m3/s
在V=0.013m3/s流量下,泵提供的扬程为45m。为适应泵的特性,将泵出口阀关小以增加管路阻力。试求:因增加阻力而多消耗的功率,并写出关小阀门后管路的特性曲线方程。
答：H=20+1.1×105V2=20+1.1×105×0.0132=38.59m
ΔH =H e -H =45-38.59=6.41m
增加局部阻力多消耗的功率为:
ΔN e =V ρg ΔH =0.013×1000×9.81×6.41=817.5w
关小阀门后管路特性曲线方程为: 5分 H ′=20+k ′V 2
45=20+k ′×(0.013)2
解 k ′=1.479×105∴ H ′ =20+1.479×105V 2 V -m 3/s
8、用20℃清水测定某台离心泵性能时，在转速为2900r/min 下，得到的试验数据为：流量12.5L/s ，泵出口处压强表读数为255Kpa ，泵入口处真空表读数为26.66Kpa ，两测压点的垂直距离为0.5m ，功率表测得电机所耗功率为6.2Kw ，泵由电机直接带动，传动效率可视为1，电机效率为0.93，泵的吸入管路与排出管路的管径相同。求：(1)该泵的效率；（2）列出泵在该效率下的性能。 答案与评分标准
（1）求η 解：①求泵的压头H 。
以真空表和压强表所在的截面为1-1’和2-2’，列出以1N 为衡算基准的柏努力方程式： （2分）
2122
22121122-+++=+++f H g
p
g u z H g p g u z ρρ （2分）
确定各量：z 2－z 1＝0.5m ，u 1=u 2，p 1=-26.66Kpa （表压），p 2=255Kpa （表压）， 因两测压口距离短，故H f1-2≈0。（1分）
各量代入后可求出：H ＝0.5+81
.91000102666.01055.25
5??+?+0＝29.21m （2分）
②求泵的轴功率N ：已知N 电机＝6.2Kw ，η电机＝0.93，η传＝1 N 轴＝Kw Kw 77.5766.5193.02.6≈=?? （1分） ③求泵的效率：η＝％＝＝轴
1.62621.077
.5100081
.9100021.29105.1210003?????=
-N g QH ρ（2
分）
（2）列出该泵的主要性能：n ＝2900r/min ，Q ＝12.5L/s ，H ＝29.21m ，N ＝5.77Kw ， η＝62.1％。 （1分）
9、某离心泵性能实验中，当泵入口处真空表读数为56KPa 时，恰好出现气蚀现象，求在操作条件下的气蚀余量NPSH 和允许吸上真空度Hs ’。当地大气压为100KPa ，20℃时水的饱和蒸气压为2.238KPa 。动压头可忽略。 答案与评分标准
解：（1）求气蚀余量NPSH 可根据定义式：g
u g p p NPSH v 22
1
1+-=ρ（2分）
其中，p 1＝真空度p p a -＝100－56＝44KPa （2分）
题给：KPa p r 238.2=，动压头可略，则022
1≈g
u
（1分）
则：m NPSH 26.481
.9100010)238.244(3
=??-=
（1分） （2）求允许吸上真空度Hs ’。
m g p p H a s 71.581
.910001056'3
1=??=-=
ρ （2分） 10、某车间用3B33型离心泵将敞口贮槽中的水送至它处，槽内水位恒定，输送
量为45～55m 3/h ，在最大流量下吸入管路的压头损失为1m ，液体在吸入管路中的动压头可略。泵安装地区的大气压为9.81×104Pa 。3B33型离心泵的部分性能数据如下表。求：（1）输送20℃清水时泵的安装高度。（2）若改为输送65℃清水时，泵的安装高度。
答案与评分标准 解：（1）输送20℃清水时，泵的安装高度可由下式计算：
10212---=f s g H g u H H （2分），题给：0212
110==-g
u m H f ，
且由泵的性能看出Q 升高、Hs 下降，应以最大输送量55m 3
/h 所对应的Hs 值（＝3m ） 来确定泵的安装高度。且本题中输送条件与泵出厂时实验条件相符，故m H H s s 3'== （2分）代入上式可得：m H g 2103=--=。泵的实际安装高度还应比2m 低（0.5～1m ）。 （2）输送65℃水：应按此式校正：ρ1000
)].24.01081.9(
)10('[3
-?--+=v a s s p H H H
（2分）。有关量的确定：m H s 3'=，O mH Pa H a 24
101081.9=?=，查附录65℃水的
Pa p v 4105.2?=，密度3/5.980m Kg =ρ，（2分）代入上式得：
m H s 705.05.9801000)]24.010
81.9105.2(03[3
4=?-??-+= （1分）
而
m H g
u
H H f s g 295.010705.02102
1-=--=--=-，实际安装高度还应比
-0.295m 低（0.5～1m ）。H g 为负值，表示泵应安装在液面下。
11、如图所示，某车间要将地面敞口贮槽内密度为1120Kg/m 3
的溶液送至高位槽内，槽内表
压强为3.92×104Pa ，需要的送液量为120 m 3
/h ，输送管路为φ140×4.5mm 的钢管，其计算总长度为140m （包括直管长度和所有局部阻力的当量长度），两液面高度差Δz ＝11m ，摩擦
系数λ为0.03。试问能否送用n ＝2900r/min 、Q ＝132m 3
/h 、H ＝30m 的离心水泵？
答案与评分标准
解：（1）必须计算出输送系统所需的流量、压头与离心泵的Q 、H 进行比较后才能确定能否
选用该泵。在图（2分）中1-1’与2-2’间列 式：2122-+?+?+?=f H g
p g u z He ρ（2分）
（2）各量确定：Δz ＝11m ，Δu ＝0，pa p p p 4
121092.3?=-=?(表压)
s m u /474.2)131.0(4
3600
/1202
==
π
（2分）
m g u d l l H e f 97.981
.92)474.2(131.014003.02.222
1=???=?∑+=-λ （2分）
（3） 求He 。
把以上各值代入，可得：m He 54.2497.981
.911201092.3114
=+??+
= （1分） （4） 确定能否选用。
输送系统所需的流量Q e ＝120 m 3
/h ，压头H e ＝24.54m ，而离心泵能提供的流量Q ＝132 m 3
/h>Q e ，提供的压头30m>H e ；且溶液的性质与水相近，故能选用该水泵。（3分）
12、离心泵在一定输送流量范围和转速下，压头和流量间关系可表示为H ＝25－2.0Q 2
（式中
H 单位为m ，Q 单位为m 3
/min ）。若将该泵安装在特定管路内，该管路特性方程可表示为
2
86.120e e Q H +=。
（式中H 单位为m ，Qe 为m 3
/min ）。试求：（1）输送常温下清水时，该
泵的流量、压头和轴功率。 （2）输送密度为1200Kg/m 3
的水溶液时，该泵的流量、压头和轴功率。
假设该泵的效率为60％。
答案与评分标准
解：根据离心泵的工作点定义可得：e Q Q =，e H H = （1分） （1） 求输送常温下清水时，该泵的性能。
①由e H H =可得：2286.1200.225Q Q +=-，即586.32
=Q ，解出Q ＝1.138m 3
/min
=68.3m 3/h=0.019m 3
/s 。（2分）
②m Q H 4.22)138.1(2250.2252
2
=?-=-= （2分）
③Kw QHP N 942.66
.01021000
4.2260138
.1102=???==
η （2分） （2）求输送密度为1200Kg/m 3
的水溶液时，该泵的性能。
当输送液体的密度改变时，泵的流量和压头不变。故：
s m Q Q /019.0'3==，m H H 4.22'== （2分）
而轴功率发生变化，Kw QH N 345.86
.01021200
4.22019.0102'=???==ηρ
13、用离心泵将敞口水池内的水送到常压高位槽，两槽液面位差为8m ，液面保持恒定。特定管路的压头损失可表示为2
6106.0e f Q H ?=（Q e 的单位是m 3
/s ）。在特定转速下泵的特
性方程为2
6104.024Q H ?-=（Q 的单位为m 3
/s ）。求该条件下水的流量为多少m 3
/h 。
答案与评分标准
解：（1）据离心泵工作点的定义可得：Q ＝Q e ，H ＝H e 。（1分） （2）2
6106.008e f e Q H g
p Z H ?++=+?+
?=ρ （2分） （3）H ＝H e 可得：2
6
2
6
106.08104.024Q Q ?+=?-，即1610)6.04.0(2
6
=?+Q 可解出：h m s m Q /4.14/004.010
4333
==?=- （3分）
14、在某特定管路系统中，用离心泵输送清水。当泵的出口阀全开时，管路特性方程为
2
5103.118e Q He ?+=（Q e 单位是m 3/s ）
。现关小阀门调节流量，当泵的流量为0.012m 3
/s 时，对应的压头为44m 。试求：
（1）关小阀门后的管路特性方程。
（2）关小阀门造成压头损失占泵提供压头的百分数。
答案与评分标准
解：（1）求关小阀门后的管路特性方程。 本题中，K 不发生变化，而B 值因关小阀门而变大。关小阀门后离心泵特性不变。（1分），K 、Q 、H 值代入管路特性方程，可得：2
1844e BQ +=，即2
)012.0(1844B += 可解出510806.1?=B （2分），故关小阀门后管路特性方程为：
2
510806.118e e Q H ?+= （1分）
（2） 流量为0.012m 3
/s 时，原管路所要求的压头为：
m H e 72.3672.1818)012.0(103.11825=+=??+= （2分）
故关小阀门多耗的压头为：m H H H e 28.772.3644=-=-=? （1分）
关小阀门造成的压头损失占泵提供压头的百分数为：
%55.16%10044
28
.7=?=?H H 15、某造纸厂抄纸车间一台扬克式纸机，原生产邮封纸，所配置得白水泵（离心水泵）其流
量为Q ＝20m 3
/h ，扬程H 为31m ，轴功率N 为2.6Kw ，配套电机4.5Kw 。现因市场变化，该纸机转产卫生纸，白水泵流量比原来下降10％，扬程下降20％。若不更换泵，而将原白水泵叶轮外径切割5％，其它尺寸不变，改用3Kw 电机拖动。问此方案是否可行？
答案与评分标准
解：据离心泵得切割定律，可算出叶轮外径切割5％后，泵的Q ’、H ’和N ’： （1）由
2
2'
'D D Q Q =
得：Q Q Q D D Q D D Q 9.095.095.0''2222>=?=?= （1.5分） （2）由
222)'('D D H H =得：H H H D D H D D H 8.0903.0)95.0()'('2
22222>=?=?=（1.5分） （3）由
322)'('
D D N N =得： N N D D N D D N 857.0)95.0()'('32
2322=?=?=（1.5分） 又因N ＝2.6Kw ，则Kw N N 23.26.2857.0857.0'=?== （1分）
取安全系数为1.2倍来配套电机，则所需配套电机功率为Kw Kw 368.223.22.1<=? （1.5分） （4）由计算结果知，原水泵叶轮外径切割5％后，流量、扬程、所配电机功率都适用，故此方案可行。（1分）
16、一常压贮槽，内盛有粘度不大的油品，今拟用一离心油泵将其以15m 3/h 的流量送往表压为150KPa 的高位槽内。输送管路为mm 257?Φ的钢管，在输送条件下，该油品的密度为760Kg/m 3，饱和蒸气压为79.8KPa 。升扬高度为5m ，吸入管路和排出管路的压头损失分别为1m 和4m 。求：（1）选择一台合适的离心泵油泵。（2）确定该泵的安装高度。
答案与评分标准 解：（1）选离心油泵 ① 题给：Q e =15m 3/h ，
而m H g p g u Z H f e 12.304181.97600
1015005232=++?-?++=+?+?+?=ρ （3分）
② 据Q e ＝15m 3/h ，H e ＝30.12m 查上册教材附录24 （P303）选65Y －60B 型离心
油泵合适。其性能为：流量19.8m 3/h ，扬程38m ，转速2950r/min ，轴功率3.75Kw ，电动机功率5.5Kw ，效率55％，气蚀余量2.6m 。（3分） （2）确定安装高度
该油泵的气蚀余量m h 6.2=?，则有：
m H h g p p H f v a g 712.016.281.976010)8.7933.101(3
10-=--??-=-?--=-ρ （3分）
为安全起见，该泵的实际安装高度应比（-0.712m ）要低0.5～1m 。（1分）
17、用离心泵从敞口贮槽向表压为9.81×104Pa 的密闭高位槽输送清水，两槽液面恒定，其间垂直距离为15m 。管径为 ，管长（包括流动系统所有局部阻力的当量长度）为120m ，流动在阻力平方区，摩擦系数为0.015，流量为40m3/h.。求：（1）管路的特性方程式；（2）泵的升扬高度与管路所需的压头。 答案与评分标准 解：（1）管路特性方程： 水的密度取1000Kg/m 3。
① m g p Z K 2581
.9100001081.9154=?-?+=?+?=ρ （1.5分）
② 5
244242452/10027.281
.9)094.0(8094.0120015.08
)())(8(
m
s g
d d L L d d L L g B
e e ?=????=?
∑+∑+?=∑+∑+?
=ππζλζλπ （3分）
③ 可得管路特性方程为：2
4210027.225e e e Q Q B K H ?+=?+=（Q e 单位为m 3/s ）
（2）求泵的升扬高度与所需的压头：
① 泵的升扬高度即为两液面位差：m Z 15=? （1分） ② 管路所需得压头H e ：代入Q e ＝40m 3/h ，可得：
m He 7.27)3600
40(10027.2252
4=??+= （1.5分）
18、某单动往复压缩机压缩绝热指数为1.4的气体，吸入压强为101.33KPa ，体积为500m 3，
初温为10℃；压出气体压强为380KPa 。压缩机得实际排气量为10 m 3
/min ，假设气缸的余隙系数为5％，求（1）压缩后气体的稳定T 2和体积V 2。（2）压缩机的容积系数λ0和理论功率
N d （此过程假设为绝热压缩）
答案与评分标准
解：（1）求T 2和V 2
对于绝热压缩过程：K p p T T k
k 413)
33
.101380
(283)
(4
.114.111
212===-- （2分）
求V 2可用理想气体状态方程式：
2
2
2111T V p T V p = 所以31221126.194283
413
38033.101500m T T p p V V =??=??= （3分） （2）求λ0和N d
①922.0]1)33
.101380[(05.01]1)[(14
.11
1120=--=--=k p p ελ （2分）
②求N d
压缩机绝热压缩得理论功率60/]1)
[(111
2min 1--??=-k
k d p p k k
V p N
Kw w N d 2.272720060/]1)
33
.101380
[(14.14.1101033.1014
.114.13
==--???=-（3分）
填空或选择题
1、离心泵的主要性能参数有（1） 、（2） 、（3） 、（4） 、（5） 等。 答案与评分标准
（1）流量 （2）压头 （3）轴功率 （4）效率 离心泵安装在一定管路上，其工作点是指------------ 答案与评分标准
泵的特性曲线和管路特性曲线的交点。（2分） 离心泵的压头（又称扬程）是指 ，它的单位是 。 答案与评分标准
泵对单位重量（1N ）液体所提供的有效能量（3分） m （1分）
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 、轴功率 。 答案与评分标准
减小，减小，下降，增大 （每个1分，共4分）
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/m 3, 而其他性质与水相同的液体，则泵的流量 、压头 、 轴功率 。
答案与评分标准
不变，不变，增大 （每空1分，共3分）
管路特性曲线的形状由 和 来确定，与离心泵的性能 。 答案与评分标准
管路布置，操作条件，无关 （每空1分，共3分）
离心泵气蚀余量的定为 。
答案与评分标准
g
u g p p h v 22
1
1+
-=?ρ （2分） 当液体的密度改变时，离心泵的压头H 和轴功率N 的变化为（ ）
A 、H 、N 均不变
B 、H 不变，N 改变
C 、H 改变，N 不变
D 、H 、N 均改变 答案与评分标准 （B ） （2分）
下列两设备，均须安装旁路调节流量装置（ B ）
A 、离心泵与往复泵
B 、往复泵与齿轮泵
C 、离心泵与旋涡泵
D 、离心泵与齿轮泵 离心泵的轴功率是（ ）
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 答案与评分标准
（C ）
离心泵的效率η与流量Q 的关系为（ ） A 、 Q 增大则η增大 B 、Q 增大，η先增大后减小 C 、Q 增大则η减小 D 、Q 增大，η先减小后增大
答案与评分标准 （B ） （2分）
离心泵的必需气蚀余量Δh r 与流量Q 的关系为（ ） A 、Q 增大，Δh r 增大 B 、Q 增大，Δh r 减小
C 、Q 增大，Δh r 不变
D 、Q 增大，Δh r 先增大后减小
答案与评分标准 （A ） （2分）
往复泵适用于（ ）
A 、大流量且要求流量均匀的场合
B 、介质腐蚀性强的场合
C、流量较小，压头较高的场合
D、投资较小的场合
答案与评分标准
（C）
说明离心泵叶轮的构造和作用。
答案与评分标准
答：叶轮的构造：它是由若干弯曲的叶片构成。（1分）
作用：将原动机的机械能直接传给液体，使液体的静压能和动能均有所提高。（2分）（共3分）
用简单语言来说明离心泵的工作原理。
答案与评分标准
答：离心泵的工作原理是依靠高速旋转的叶轮，泵内液体在惯性离心力
作用下，自叶轮中心被甩向外界并获得能量，最终体现为液体静压能的增加。（4分）
为什么在启动和停止离心泵前，必须先关闭出口阀？
答案与评分标准
答：启动离心泵前应关闭出口阀，以减小启动电流，保护电机。（2分）停泵前先关闭出口阀是为防止高压液体倒流入泵损坏叶轮。（2分）
简述气蚀现象发生的原因及防止气蚀发生的有效措施。
答案与评分标准
答：气蚀现象发生的原因是叶轮入口附近处液体的绝对压强等于或低于该液体在工作温度下的饱和蒸气压。（2分）
有效措施是通常根据泵的抗气蚀性能，合理地确定泵的安装高度。（2分）
简述离心泵有哪些种流量调节方法？常用哪一种？
答案与评分标准
答：离心泵流量调节方法有：（1）改变泵出口阀门开度；（1分）
（2）改变泵的转速；（1分）
（3）减小叶轮直径。（1分）
生产中常用第（1）种方法。（1分）
简述选用离心泵的一般步骤。
答案与评分标准
答：一般步骤如下：
（1）根据输送液体的性质和操作条件，确定离心泵的类型。（1分）
（2）确定输送系统的流量Q
e 和压头H
e
。（1分）
（3）选择泵的型号，要求Q≥Q
e ，H≥H
e
，且效率η较高（在高效区）（2分）
（4）核算泵的轴功率。（当ρ
液>ρ
水
时）（1分）
化工原理试题库3
化工原理试题库3 试题1 一：填充题（20分） 1、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于_________________,与间接蒸汽相比， 相同要求下，所需理论塔板数将____________。 2、平衡线表示塔的任一截面上气、液两相的___________________，操作线表示了_______________________________ 3、溶液中各组分之挥发度可用它在___________________和与之平衡的液相___________之比来表示，若是理想溶液，则__________________。 4、对拉乌尔定律产生正偏差是由于_______________________________。 5、对拉乌尔定律产生负偏差是由于_______________________________。 6、在板式塔的设计中，为了减少雾沫夹带，我们可以适当地_________塔径 以_______空塔气速，也可以适当地___________板间距。， 7、实验室用水吸收空气中的20C ，基本属于_________控制，其气膜中的浓度梯度________液膜中的浓度梯度，气膜阻力______液膜阻力。 8、在吸收操作时，若解吸因素L mV 增加，而气、液进料组成不变，则 溶质 的回收率将_________。 9、组分A 、B 的分配糸数之比值1 β，能否________萃取分离。 10、理论干燥过程是指 ____________________________________________. 11、 总压为0.1Mpa 的空气温度小于C 0100时，空气中水蒸汽分压的最大值应为_________________________________________. 12、 单级萃取操作中，料液为F ，若溶剂用量愈大，则混合物的点愈_______ S 点，当达到__________,溶液变为均一相。 二：问答题（30分） 1、何谓理论板？为什么说一个三角形梯级代表一块理论块？ 2、何谓塔的漏液现象？如何防止？ 3、填料可分为哪几类？对填料有何要求？ 4、写出任意一种求温度的方法？ 5、叙述多级逆流萃取操作是如何求理论级数的？ 三：计算题（50分） 1、用一精馏塔分离二元理想混合物，已知3=α，进料浓度为3.0=F x ，进 料量为h Kmol 2000 ，泡点进料。要求塔 顶浓度为0.9，塔釜浓度为
化工原理课后题答案(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 95 100 105 x 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P B *，P A *，由 于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)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（C 5H 12 ）和正己烷（C 6 H 14 ）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C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 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C 5H 12 （A）和C 6 H 14 （B）的饱和蒸汽压
以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 P B * = 1.3kPa 查得P A *= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A *(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B *(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-P B *)/(P A *-P B *) =（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 = P A *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(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289 x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0 y 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。 解：①计算平均相对挥发度 理想溶液相对挥发度α= P A */P B *计算出各温度下的相对挥发度： t(℃) 248.0 251.0 259.1 260.6 275.1 276.9 279.0 289.0 291.7
(完整版)化工原理第二版(下册)夏清贾绍义课后习题解答带图
化工原理第二版夏清，贾绍义 课后习题解答 （夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津大学出版） 社,2011.8.） 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 95 100 105 x 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P B *，P A *，由于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)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（C 5H 12 ）和正己烷（C 6 H 14 ）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 C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 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C 5H 12 （A）和C 6 H 14 （B）的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 P B * = 1.3kPa 查得P A *= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A *(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B *(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-P B *)/(P A *-P B *) =（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 = P A *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(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289 x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0
最新化工原理下册第二章
第二章 吸收 1. 从手册中查得101.33 KPa 、25 ℃时，若100 g 水中含氨1 g ，则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987 KPa 。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： 3333 31/170.582/1001 1000 0.582/0.590/()0.987NH NH NH a C kmol m H C P kmol m kP *= =+∴===? (2). 求m .由333 333330.9870.00974101.331/170.01051/17100/18 0.00974/0.9280.0105NH NH NH NH NH NH NH NH y m x P y P x m y x ** **=== ===+=== 2. 101.33 kpa 、10 ℃时，氧气在水中的溶解度可用p O2=3.31×106x 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：
222 266101.330.2121.2821.28 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6522232()6.431032 1.1410()/()11.4118()g O kg 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506.6 kPa 。从手册中查得30 ℃时CO 2在水中的亨利系数E =1.88x105 KPa ，试求溶解度系数H (kmol/（m 3·kPa 、）)及相平衡常数m ，并计算每100克与该气体相平衡的水中溶有多少克CO 2。 解：(1). 求H 由2H O H EM ρ =求算. 24351000 2.95510/()1.881018 a H O H kmol m kP EM ρ -===???? (2). 求m 5 1.8810371506.6E m ρ?=== (1) 当0.02y =时.100g 水溶解的2CO (2) (3) 2255506.60.0210.1310.13 5.39101.8810CO a CO P kP P x E ** -=?====?? 因x 很小，故可近似认为X x ≈ 552222422()()445.3910 5.3910()()18()()1.31810()kmol CO kg CO X kmol H O kg H O kg CO kg H O ---????=?=????????????=?????
化工原理萃取大题解析
1.、在逆流连续操作的塔内，以水为萃取剂从丙酮--苯混合液内提取丙酮。苯与水可视作完全不互溶。在操作条件下，丙酮在水和苯中以质量比为基准的分配系数为0.65，即:Y= 0.65X，原料的流率为1200kg/h，其中含丙酮0.35(质量分率，下同)，要求萃余相中丙酮含量不大于0.06。若用水量为最小量的1.6倍，试求水的实际用量kg/h。 解：Z F=0.35/(1-0.35)=0.54 Z N=0.06/(1-0.06)=0.064 Ymax=0.65×0.54=0.351 (B/S)min=(Ymax-Z)/(Z F-Z N)=(0.351-0)/(0.54-0.064)=0.74 (S/B)min=1/0.74=1.35 Smin=1.35×1200=1620 实际用水量S=1.6×1620=2592 kg/h 2、在B-S部分互溶物系的单级萃取中，料液中溶质A与稀释剂B的质量比为40：60。采用纯溶剂S=200kg，溶剂比为1，脱除溶剂后萃余液浓度X A°=0.3(质量分率)，选择性系数β=8。试求萃取液量E°为多少kg? 解：萃取液浓度y A°=(βX A°)/[1＋(β-1)X A°]=8×0.3/(1＋7×0.3)=0.774 X F=40/(40＋60)=0.4 又S=F=200 kg 据物料衡算(杠杆法则)： E°=F×(X F-X A°)/(Y A°-X A°)=200×(0.4-0.3)/(0.774-0.3)=42.2 3、使用纯溶剂S对A、B混合液作萃取分离。在操作范围内，S-B不互溶，平衡关系Y A= 1.2X A(Y、X均为比质量分率)，要求最终萃余相中萃余分率φR=0.05。试求用单级萃取时，每kg稀释剂B中，溶剂S消耗量kg。 解：φR=(BX)/(BX F)=X/X F∴X=X FφR Y=KX=KφR X F 物料衡算：SY=B(X F-X) ∴ S/B=(X F-X)/Y=X F(1-φR)/(KφR X F)=(1-0.05)/(1.2×0.05)=15.83 kgS/kgB 4、用纯溶剂S进行单级萃取，X F=0.15(质量分率，下同)。 萃取相中A的浓度与萃余相中A 的浓度相同。采用溶剂比为1。 试求: ⑴选择性系数β； ⑵当溶剂用量为最少时, 求萃取液浓度y A°。(设所涉及范 围内分配系数K A均相同) 解：(1) ∵y A=x A∴k A= y A/x A= 1 又S/F = 1 5、连FS取中点即M点， 过M点作ER平行于BS，脱溶 剂S后得x A°=0.1 y A°=0.5 ∴选择性系数 β=[y A°/(1-y A°)]/[x A°/(1-x A°)]=[0.5/(1-0.5)]/[0.1/(1-0.1)]=9 (2)联点S、F,与平衡线交于M'点,过M'点作平行于BS(虚线所示)的线,与平衡线交于点E'连S、E'两点延伸到AB上得y A°=0.7
化工原理第二版_(下册)夏清_贾绍义_课后习题解答
化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答 （夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津大学出版）社,2011.8.） 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 95 100 105 x 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P B*，P A*，由于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B*)/(P A*-P B*)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 = 1 3.3kPa下该溶液的平衡数据。 温度 C5H12 223.1
233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C6H14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 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
化工原理《液液萃取》概念题
化工原理《液-液萃取》概念题 一、单项选择题 1、单级萃取中，若增加纯溶剂S得加入量，则萃取液得浓度y A 将。 A、不变 B、减小 C、增大 D、不确定 2、单级萃取操作时，若降低操作温度，其她条件不变，则溶剂得选择性将。 A、变差 B、变好 C、不变 D、不确定 3、选用溶剂进行萃取操作时，其必要条件为。 A、分配系数k A ＜1 B、萃取相含量y A ≤萃余相含量x A C、选择性系数β＞1 D、分配系数k B =1 4、单级萃取中，若升高操作温度，则萃取液中溶质得浓度y A 将。 A、不变 B、减小 C、增大 D、不确定 5、对于萃取过程，若溶剂得选择性好，则溶剂得溶解度也将。 A、变大 B、变小 C、不变 D、不确定 6、当萃取过程溶剂比S/F减小时，萃取液中溶质A得浓度，所需理论级数。 A、不变，减小 B、减小，减小 C、增大，减小 D、减小，增大 7、萃取过程得能耗主要集中在。 A、萃取操作时溶剂得输送 B、萃取操作时原溶液得输送 C、萃取操作时溶剂得回收 D、萃取操作时温度得升高 8、以下说法错误得就是。 A、临界混溶点位于溶解度曲线最高点 B、临界混溶点左方曲线表达式为： C、临界混溶点右方曲线表达式为： D、溶解度曲线内得平衡联结线两端得表达式为： 9、一般情况下，稀释剂B组分得分配系数k B 值。 A、大于1 B、小于1 C、等于1 D、难以判断，都有可能 10、单级(理论)萃取中，在维持进料组成与萃取相浓度不变得条件下，若用含有少量溶质得萃取剂代替纯溶剂所得萃余相浓度将。 A、增加 B、减少 C、不变 D、不一定 11、单级(理论)萃取操作中，在维持相同萃余相浓度下，用含有少量溶质得萃取剂代替纯溶剂，则萃取相量与萃余相量之比将。 A、增加 B、不变 C、降低 D、不定 12、单级(理论)萃取操作中，在维持相同萃余相浓度下，用含有少量溶质得萃取剂代替纯溶剂，萃取液得浓度(指溶质)将。 A、增加 B、不变 C、降低 D、不定 13、萃取剂加入量应使原料与萃取剂得与点M位于。 A、溶解度曲线之上方区 B、溶解度曲线上 C、溶解度曲线之下方区 D、座标线上 14、萃取就是利用各组分间得差异来分离液体混合物得。 A、挥发度 B、离散度 C、溶解度 D、密度 15、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
化工原理实验思考题整理
1.洞道干燥实验及干燥特性曲线的测定 （1）什么是恒定干燥条件？本实验装置中采用了哪些措施来保持干燥过程在恒定干燥条件下进行？ 答：恒定干燥条件指干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，都在整个干燥过程中均保持恒定。 本实验中所采取的措施：干燥室其侧面及底面均外包绝缘材料、用电加热器加热空气再通入干燥室且流速保持恒定、湿物的放置要与气流保持平行。 （2）控制恒速干燥速率阶段的因素是什么？降速的又是什么？ 答：①恒速干燥阶段的干燥速率的大小取决于物料表面水分的汽化速率，亦取决定于物料外部的干燥条件，所以恒定干燥阶段又称为表面汽化控制阶段。 ②降速阶段的干燥速率取决于物料本身结构、形状和尺寸，而与干燥介质的状态参数关系不大，故降速阶段又称物料内部迁移控制阶段。 （3）为什么要先启动风机，再启动加热器？实验过程中干湿球温度计是否变化？为什么？如何判断实验已经结束？ 答：①让加热器通过风冷慢慢加热，避免损坏加热器，反之如果先启动加热器，通过风机的吹风会出现急冷，高温极冷，损坏加热器； ②理论上干、湿球温度是不变的，但实验过程中干球温度不变，但湿球温度缓慢上升，估计是因为干燥的速率不断降低，使得气体湿度降低，从而温度变化。 ③湿毛毡恒重时，即为实验结束。 （4）若加大热空气流量，干燥速率曲线有何变化？恒速干燥速率，临界湿含量又如何变化？为什么？
答：干燥曲线起始点上升，下降幅度增大，达到临界点时间缩短，临界点含水量降低。因为加快了热空气排湿能力。 （5）毛毡含水是什么性质的水分？ 毛毡含水有自由水和平衡水，其中干燥为了除去自由水。 （6）实验过程中干、湿球温度计是否变化？为什么？ 答：实验结果表明干、湿球温度计都有变化，但变化不大。 理论上用大量的湿空气干燥少量物料可认为符合定态空气条件。定态空气条件：空气状态不变（气流的温度t、相对湿度φ）等。干球温度不变，湿球温度不变。 绝热增湿过程，则干球温度变小，湿球温度不变。 （7）什么是恒定干燥条件？本实验装置中采用了哪些措施来保持干燥过程在恒定干燥条件下进行？ 答：①指干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，均在整个干燥过程中保持恒定；②本实验中本实验用大量空气干燥少量物料，则可以认为湿空气在干燥过程温度。湿度均不变，再加上气流速度以及气流与物料的接触方式不变。所以这个过程可视为实验在在恒定干燥条件下进行。
经典化工原理考试题及答案
化工原理考试题及答案 第三章非均相分离 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 ______________________________。 ***答案*** 固体微粒，包围在微粒周围的液体 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____________ 。 ***答案*** 重力、阻力、浮力代数和为零沉降速度 3.（2分）自由沉降是 ___________________________________ 。 ***答案*** 沉降过程颗粒互不干扰的沉降 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_________ 。 ***答案*** 小 1 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。 ***答案*** 重离心沉积 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=____________. ***答案*** 粒子所受合力的代数和为零 24/ Rep 7.（2分）降尘宝做成多层的目的是____________________________________ 。 ***答案*** 增大沉降面积，提高生产能力。 8.（3分）气体的净制按操作原理可分为 _____________________________________ ___________________.旋风分离器属_________________ 。 ***答案*** 重力沉降、离心沉降、过滤离心沉降 9.（2分）过滤是一种分离悬浮在____________________的操作。 ***答案*** 液体或气体中固体微粒 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__________ 。 ***答案*** 单位时间内通过单位面积的滤液体积变慢 11.（2分）悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是 ___________________________ ___________________________________________________。 ***答案*** 在滤饼中形成骨架，使滤渣疏松，孔隙率加大，滤液得以畅流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_______ 。 ***答案*** μ γL 13.（2分）板框压滤机每个操作循环由 ______________________________________五个阶段组成。 ***答案*** 装合板框、过滤、洗涤、卸渣、整理
化工原理第二版下册答案(题目已筛选)
气体吸收 1. 在温度为40 ℃、压力为 kPa 的条件下，测得溶液上方氨的平衡分压为 kPa 时，氨在水中的溶解度为 g (NH 3)/1 000 g(H 2O)。试求在此温度和压力下的亨利系数E 、相平衡常数m 及溶解度系数H 。 解：水溶液中氨的摩尔分数为 76.6 170.075 76.61000 1718 x ==+ 由 *p Ex = 亨利系数为 *15.0kPa 200.00.075 p E x = ==kPa 相平衡常数为 t 200.0 1.974101.3 E m p = == 由于氨水的浓度较低，溶液的密度可按纯水的密度计算。40 ℃时水的密度为 992.2ρ=kg/m 3 溶解度系数为 kPa) kmol/(m 2760kPa)kmol/(m 1802002 99233S ?=??= = ...EM H ρ 3. 在总压为 kPa 的条件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。测得在塔的某一截面上，氨的气、液相组成分别为0.032y =、3 1.06koml/m c =。气膜吸收系数kG=×10-6 kmol/(m2·s ·kPa)，液膜吸收系数kL=×10-4 m/s 。假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，溶解度系数H ＝ kmol/(m3·kPa)。 （1）试计算以p ?、c ?表示的总推动力和相应的总吸收系数； （2）试分析该过程的控制因素。 解：(1) 以气相分压差表示的总推动力为 t 1.06 *(110.50.032)kPa 2.0740.725c p p p p y H ?=-=- =?-=kPa 其对应的总吸收系数为 246 G L G 11111 ()(m s kPa)/kmol 0.725 1.5510 5.210 K Hk k --=+=+?????
化工原理第二章习题及答案
第二章流体输送机械 一、名词解释（每题2分） 1、泵流量 泵单位时间输送液体体积量 2、压头 流体输送设备为单位重量流体所提供的能量 3、效率 有效功率与轴功率的比值 4、轴功率 电机为泵轴所提供的功率 5、理论压头 具有无限多叶片的离心泵为单位重量理想流体所提供的能量 6、气缚现象 因为泵中存在气体而导致吸不上液体的现象 7、离心泵特性曲线 在一定转速下，离心泵主要性能参数与流量关系的曲线 8、最佳工作点 效率最高时所对应的工作点 9、气蚀现象 泵入口的压力低于所输送液体同温度的饱和蒸汽压力，液体汽化，产生对泵损害或吸不上液体 10、安装高度 泵正常工作时，泵入口到液面的垂直距离 11、允许吸上真空度 泵吸入口允许的最低真空度 12、气蚀余量 泵入口的动压头和静压头高于液体饱和蒸汽压头的数值 13、泵的工作点 管路特性曲线与泵的特性曲线的交点 14、风压 风机为单位体积的流体所提供的能量 15、风量 风机单位时间所输送的气体量，并以进口状态计 二、单选择题（每题2分） 1、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，整个管路阻力损失减少
Ｂ送水量增加，整个管路阻力损失增大 Ｃ送水量增加，泵的轴功率不变 Ｄ送水量增加，泵的轴功率下降 A 2、以下不是离心式通风机的性能参数( ) Ａ风量Ｂ扬程Ｃ效率Ｄ静风压 B 3、往复泵适用于( ) Ａ大流量且流量要求特别均匀的场合 Ｂ介质腐蚀性特别强的场合 Ｃ流量较小，扬程较高的场合 Ｄ投资较小的场合 C 4、离心通风机的全风压等于( ) Ａ静风压加通风机出口的动压 Ｂ离心通风机出口与进口间的压差 Ｃ离心通风机出口的压力 Ｄ动风压加静风压 D 5、以下型号的泵不是水泵( ) ＡＢ型ＢＤ型 ＣＦ型Ｄｓｈ型 C 6、离心泵的调节阀( ) Ａ只能安在进口管路上 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 B 7、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值( ) Ａ包括内能在内的总能量Ｂ机械能 Ｃ压能Ｄ位能（即实际的升扬高度）B 8、流体经过泵后，压力增大?p N/m2，则单位重量流体压能的增加为( ) A ?p B ?p/ρ C ?p/ρg D ?p/2g C 9、离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能( ) A 泵壳和叶轮 B 叶轮 C 泵壳 D 叶轮和导轮 C 10、离心泵停车时要( ) Ａ先关出口阀后断电 Ｂ先断电后关出口阀 Ｃ先关出口阀先断电均可 Ｄ单级式的先断电，多级式的先关出口阀 A 11、离心通风机的铭牌上标明的全风压为100mmH2O意思是( ) A 输任何条件的气体介质全风压都达100mmH2O B 输送空气时不论流量多少，全风压都可达100mmH2O C 输送任何气体介质当效率最高时，全风压为100mmH2O D 输送20℃，101325Pa空气，在效率最高时，全风压为100mmH2O D 12、离心泵的允许吸上真空高度与以下因素无关( ) Ａ当地大气压力Ｂ输送液体的温度
化工原理第二版上册答案
绪 论 1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI 单位。 （1）水的黏度μ= g/(cm ·s) （2）密度ρ= kgf ?s 2/m 4 （3）某物质的比热容C P = BTU/(lb ·℉) （4）传质系数K G = kmol/(m 2 ?h ?atm) （5）表面张力σ=74 dyn/cm （6）导热系数λ=1 kcal/(m ?h ?℃) 解：本题为物理量的单位换算。 （1）水的黏度 基本物理量的换算关系为 1 kg=1000 g ，1 m=100 cm 则 )s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.044??=??=? ? ? ????????????? ???=--μ （2）密度 基本物理量的换算关系为 1 kgf= N ，1 N=1 kg ?m/s 2 则 3 242m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=?? ?? ????????????????=ρ （3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为 1 BTU= kJ ，l b= kg o o 51F C 9 = 则 ()C kg kJ 005.1C 95F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0??=?? ? ????????????????????????=p c （4）传质系数 基本物理量的换算关系为 1 h=3600 s ，1 atm= kPa 则 ()kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.342 52G ???=?? ??????????????????=-K （5）表面张力 基本物理量的换算关系为 1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm 则 m N 104.71m 100cm 1dyn N 101cm dyn 742 5 --?=????? ??????????????=σ （6）导热系数 基本物理量的换算关系为 1 kcal=×103 J ，1 h=3600 s
第三章习题化工原理
第三章沉降与过滤 一、填空题或选择 1.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 ______________________________。 ***答案*** 固体微粒，包围在微粒周围的液体 2.含尘气体中的尘粒称为（）。 A. 连续相； B. 分散相； C. 非均相。 ***答案*** B 3.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____________ 。 ***答案*** 重力、阻力、浮力代数和为零沉降速度 4.自由沉降是 ___________________________________ 。 ***答案*** 沉降过程颗粒互不干扰的沉降 5.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_________ 。 ***答案*** 小 1 6.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。 ***答案*** 重离心沉积 7.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=____________. ***答案*** 粒子所受合力的代数和为零 24/ Rep 8.降尘宝做成多层的目____________________________________ 。 ***答案*** 增大沉降面积，提高生产能力。 9.气体的净制按操作原理可分为_____________________________________ ___________________.旋风分离器属_________________ 。 ***答案*** 重力沉降、离心沉降、离心沉降离心沉降 10.离心分离因数是_______________________________________ _________。为了提高离心机的分离效率，通常使离心机的___________增高，而将它的________减少。 ***答案*** 物料在离心力场中所受的离心力与重力之比; 转速直径适当 11.离心机的分离因数越大，则分离效果越__________；要提高离心机的分离效果，一般采用________________的离心机。 ***答案*** 好 ; 高转速 ; 小直径 12.某悬浮液在离心机内进行离心分离时，若微粒的离心加速度达到9807m.s ，则离心机的分离因数等于__________。 ***答案*** 1000 13．固体粒子的沉降过程分____阶段和____阶段。沉降速度是指____阶段颗粒相对于____的速度。 14．在重力场中，固粒的自由沉降速度与下列因素无关（） A）粒子几何形状B）粒子几何尺寸 C）粒子及流体密度D）流体的流速 15．在降尘室中除去某粒径的颗粒时，若降尘室高度增加一倍，则颗粒的沉降时间____，气流速度____，生产能力____。
化工原理分章试题与解答 第三章
第三章 一、填空题 1．某颗粒的重力沉降服从斯托克斯定律，若在水中的沉降速度为u 1,在空气中为u 2，则u 1 u 2；若在热空气中的沉降速度为u 3，冷空气中为u 4，则u 3 u 4。(＞，＜，＝) 答：μρρ18)(2-=s t g d u ，因为水的粘度大于空气的粘度，所以21u u < 热空气的粘度大于冷空气的粘度，所以43u u < 2．用降尘室除去烟气中的尘粒，因某种原因使进入降尘室的烟气温度上升，若气体质量流量不变，含尘情况不变，降尘室出口气体含尘量将 （上升、下降、不变），导致此变化的原因是1） ；2） 。 答：上升， 原因：粘度上升，尘降速度下降； 体积流量上升，停留时间减少。 3．含尘气体在降尘室中除尘，当气体压强增加，而气体温度、质量流量均不变时，颗粒的沉降速度 ，气体的体积流量 ，气体停留时间 ，可100%除去的最小粒径min d 。（增大、减小、不变） 答：减小、减小、增大，减小。 ρξρρ3) (4-=s t dg u ，压强增加，气体的密度增大，故沉降速度减小， 压强增加， p nRT V =，所以气体的体积流量减小，
气体的停留时间A V L u L t s /== ，气体体积流量减小，故停留时间变大。 最小粒径在斯托克斯区)(18min ρρμ-= s t g u d ，沉降速度下降，故最小粒径减小。 4．一般而言，同一含尘气以同样气速进入短粗型旋风分离器时压降为P 1，总效率为1η，通过细长型旋风分离器时压降为P 2，总效率为2η，则：P 1 P 2， 1η 2η。 答：小于，小于 5．某板框过滤机恒压操作过滤某悬浮液，滤框充满滤饼所需过滤时间为τ，试推算下列情况下的过滤时间τ'为原来过滤时间τ的倍数： 1）0=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ； 2）5.0=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ； 3）1=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ； 1）0. 5；2）0.707；3）1 s p -?∝1)/(1τ，可得上述结果。 6．某旋风分离器的分离因数k=100，旋转半径R=0.3m ，则切向速度u t = m/s 。 答：17.1m/s 7．对板框式过滤机，洗涤面积W A 和过滤面积A 的定量关系为 ，洗水走过的 距离w L 和滤液在过滤终了时走过的距离L 的定量关系为 ，洗涤速率（W d dV )θ和终了时的过滤速率E d dV )( θ的定量关系为 。
化工原理下册课后题答案(第二版)
第七章传质与分离过程概论 1 ?在吸收塔中用水吸收混于空气中的氨。已知入塔混合气中氨含量为5.5% （质量分 数, 下同），吸收后出塔气体中氨含量为0.2%,试讣算进、出塔气体中氨的摩尔比人、打。 解：先计算进、出塔气体中氨的摩尔分数川和乃。 0.055/17 y. = ------------------------------- = 0.0903 0.055/17 + 0.945/29 0.002/17 儿= -------------------- =0.0034 ' ? 0.002/17 + 0.998/29 进、岀塔气体中氨的摩尔比X 、Y?为 0.0034 ----------- =0.0034 1-0.0034 由讣算可知，当混合物中某组分的摩尔分数很小时，摩尔比近似等于摩尔分数。 2.试证明由组分A 和B 组成的双组分混合物系统，下列关系式成立: M < M R d.v A z ?、 」 A o A (1) d 叩 A = ------------------------------------- 2 &A M A +XR M B ) (2) 邑)2 Afn H ， A A / A A = -------- IV A t 竺「0.0993 1-0.0903 du A 解: (1) M."A A = X A M A + A B A/ B V A A/A + ~ A A )" B A/A A A 由于 dw A dT" A A/A (x A Af A + A B .W B )-X A A/A (A/A -A/ b ) J W A J W B CV A +5) X A +“B i (2)
化工原理第三章题库完整
沉降与过滤一章习题及答案 一、选择题 1、一密度为 7800 kg/m3的小钢球在相对密度为 1.2 的某液体中的自由沉降速度为在20℃水中沉降速度的 1/4000，则此溶液的粘度为（设沉降区为层流）。D A ? 4000mPa·s；B ? 40mPa·s； C ? 33.82Pa·s； D ? 3382mPa·s 2、含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。理论上能完全除去30μm的粒子，现气体处理量增大 1 倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为。D A．2?30μm；B。1/2?3μm；C。30μm；D。2?30μm 3、降尘室的生产能力取决于。 B A．沉降面积和降尘室高度；B．沉降面积和能 100%除去的最小颗粒的沉降速度； C．降尘室长度和能 100%除去的最小颗粒的沉降速度；D．降尘室的宽度和高度。 4、降尘室的特点是。D A．结构简单，流体阻力小，分离效率高，但体积庞大； B．结构简单，分离效率高，但流体阻力大，体积庞大； C．结构简单，分离效率高，体积小，但流体阻力大； D．结构简单，流体阻力小，但体积庞大，分离效率低 5、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素无关。C A．颗粒的几何尺寸B．颗粒与流体的密度 C．流体的水平流速；D．颗粒的形状 6、在讨论旋风分离器分离性能时，临界粒径这一术语是指。C A.旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径; 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颗粒的直径; D.能保持滞流流型时的最大颗粒直径 7、旋风分离器的总的分离效率是指。D A.颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率; B.颗粒群中最小粒子的分离效率; C.不同粒级(直径范围)粒子分离效率之和; D.全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率 8、对标准旋风分离器系列，下述说法哪一个是正确的。C A．尺寸大，则处理量大，但压降也大；B．尺寸大，则分离效率高，且压降小；C．尺寸小，则处理量小，分离效率高；D．尺寸小，则分离效率差，且压降大。 9、恒压过滤时，如滤饼不可压缩，介质阻力可忽略，当操作压差增加 1 倍，则过滤速率为原来的。 B A.1倍； B.2倍； C.2倍； D.1/2 倍 10、助滤剂应具有以下性质。B A.颗粒均匀、柔软、可压缩 B.颗粒均匀、坚硬、不可压缩; C.粒度分布广、坚硬、不可压缩; D.颗粒均匀、可压缩、易变形 11、助滤剂的作用是。B A．降低滤液粘度，减少流动阻力； B．形成疏松饼层，使滤液得以畅流； C．帮助介质拦截固体颗粒； D．使得滤饼密实并具有一定的刚性 12、下面哪一个是转筒真空过滤机的特点。B A．面积大，处理量大；B．面积小，处理量大；C．压差小，处理量小；D．压差大，面积小 13、以下说法是正确的。B A.过滤速率与 A(过滤面积)成正比; B.过滤速率与 A2成正比; C.过滤速率与滤液体积成正比; D.过滤速率与滤布阻力成反比 14、恒压过滤，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时，同一过滤时刻所得滤液量。C A.增大至原来的 2 倍; B.增大至原来的 4 倍; C.增大至原来的倍; D.增大至 原来的 1.5 倍
化工原理课后习题答案上下册
下册第一章蒸馏 1. 苯酚(C 6H 5OH)(A )和对甲酚(C 6H 4(CH 3)OH)(B )的饱和蒸气压数据为 解： 总压 P=75mmHg=10kp 。 由拉乌尔定律得出 0 A p x A ＋0 B p x B =P 所以 x A = 000B A B p p p p --；y A =p p A 00B A B p p p p --。 因此所求得的t-x-y 数据如下： t, ℃ x y 1 1 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＝00B A p p 。所以可得出
t, ℃ i α 算术平均值α= 9 ∑i α=。α对i α的最大相对误差＝ %6.0%100)(max =?-α ααi 。 （2）由x x x x y 318.01318.1)1(1+=-+= αα得出如下数据： t, ℃ x 1 0 y 1 0 各组y i 值的最大相对误差= =?i y y max )(%。 3.已知乙苯(A )与苯乙烯(B )的饱和蒸气压与温度的关系可按下式计算: 95.5947 .32790195.16ln 0 -- =T p A 72 .6357.33280195.16ln 0 --=T p B 式中 0 p 的单位是mmHg,T 的单位是K 。 问:总压为60mmHg(绝压)时，A 与B 的沸点各为多少在上述总压和65℃时,该物系可视为理想物系。此物系的平衡气、液相浓度各为多少摩尔分率 解： 由题意知 T A ==-- 0195.1660ln 47 .327995.59＝℃ T B ==--0195 .1660ln 57 .332872.63=℃ 65℃时，算得0 A p ＝；0 B p = mmHg 。由0 A p x A ＋0 B p （1－x A ）=60得 x A ＝， x B =; y A =0A p x A /60=; y B ==。 4 无