化工原理（上、下册）部分复习资料 - 图文

化工原理(上、下册)复习资料

一. 选择题 选择题1

1．如图1示,空气以相同的流速分别通过水平放置和垂直放置的两根等径直管。 已知d1=d2 ，LAB=LCD，U型差压计指示液相同。则( )。

A. △PAB=△PCD； B. △PAB>△PCD; C. hf AB=hf CD； D. R1>R2

图1

2．流体作（ ）流动时，摩擦系数（λ）只是Re的函数，而与管壁的粗糙度无关。 A. 层流 B.湍流 C.过渡流 D.完全湍流

3．离心泵的性能曲线中的H－－Q线是在( )情况下测定的。

A. 效率一定； B. 功率一定； C. 转速一定； D. 管路（ｌ＋∑ｌe）一定 4．离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生( )

A. 气缚现象 B. 汽蚀现象 C. 汽化现象 D. 气浮现象. 5．已知圆筒壁(外半径为r3)上两层保温材料的温度分布曲线如图2示：A 层的导热系数 ( )B层的导热系数；应将( )放在内层保温效果好。(A、B 两层厚度相等)。

A. 等于 B. 大于 C. 小于 D. A 层 E. B 层

6．对一台正在工作的列管式换热器，已知α1＝116w.m-2.K-1，α2＝11600 w. m-2.K-1，要提高传热系数（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。 7．试比较某精馏塔中第n－1，n，n＋1层理论板上参数的大小（理论板的序数由塔顶向 下数起），即：yn+1（ ）yn， yn（ ）x n-1。 A. ＞， B. ＝， C. ＜

8．用y—x图表示精馏塔在某一回流比操作时，其操作线的位置 （ ）。 A. 在对角线之下； B. 与对角线重合； C. 在对角线与平衡线之间

9．在吸收传质过程中，它的方向和限度，将取决于吸收质在气－液两相平衡关系，若要进行吸收操作，则应控制（ ） A. p＞

＜

＝

图2

10． 吸收速率主要决定于通过双膜的扩散速度，要提高气液两流体的相对运动，提高吸收效果，则要（ ）

A. 增加气膜厚度和减少液膜厚度 B. 减少气膜和液膜厚度 C. 增加气膜和液膜厚度

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11． 当空气的t=tw=td时，说明空气的相对湿度φ（ ）。 A. =100% ； B. ＞100% ； C. ＜100% 12． 湿空气经预热后，空气的焓增大，而（ ）。 A. H，φ都升高； B. H不变φ降低； C. H，φ都降低 选择题2

1. 如图1所示，连接A.B两截面间的压差计的读数R表示了( )的大小。 A. A.B间的压头损失Hf AB; B. A.B间的压强差△P; C. A.B间的压头损失及动压头差之和; D. A.B间的动压头差uA2-uB2/2g

图1

图2

2. 穿过三层平壁的稳定导热过程，如图2所示，试比较第一层的热阻 R1与第二、三层热阻

R2、R3的大小( )。

A. R1>( R2+R3) B. R1<(R2+R3) C. R1=( R2+R3) D. 无法比较 3. 如图3所示。指出下列各点及线段表示的浓度及浓度差： a点（ ）； b点（ ）； c点（ ）； ab段（ ）； bc段（ ）。

A. yn, y n+1 B. yn+1，xn C. yn，xn D.yn，xn-1 E. x n-1,xne 4. 非园形管子的当量直径可用来计算（ ）。 A. 雷诺数Re B. 流速 C. 管子的截面积 5. 为减少电机的启动功率，离心泵在启动前应将（ ）.

A. 出口阀关闭 B. 进口阀关闭 C. 出口阀打开 D.进口阀打开 6. 离心泵效率最高的点称为 ( )

A.工作点 B.操作点 C.设计点 D.计算点

7. 间壁两侧流体的对流传热系数相差较大时，要提高K值，关键在于提高对流传热系数

（ ）之值。

A. 大者； B. 小者； C. 两者；

8. 从沸点一组成图中可以看出：只有将混合液加热到（ ）才能从混合液中分出易挥发组

分增多的蒸汽。

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图3

A. 液相区； B. 气相区； C. 气液共存区 9. （ ）对吸收操作有利。

A.温度低，气体分压大； B.温度低，气体分压小； C.温度高，气体分压大； C.温度高，气体分压小；

10. 根据双膜理论，吸收质从气相主体转移到液相主体整个过程的阻力可归结为（ ）。 A. 两相界面存在的阻力； B.气液两相主体中的扩散的阻力； C. 气液两相滞流层中分子扩散的阻力； 11. 物料的平衡水份一定是( )

A. 非结合水份 B. 自由水份 C. 结合水份 D. 临界水份

12. 在某常压连续干燥器中采用废气循环操作， 即由干燥器出来的一部分废气(t2,H2,)和新鲜

空气(t0,H0)相混合,混合气经预热器加热到必要的温度后再送入干燥器。干燥过程中有关参数如下：混合气状态点M(tm, Hm)预热至点N(t1,H1)，进入干燥器干燥(I2=I1)至点B(t2,,H2,)。已知水分蒸发量为W，则根据对整个干燥系统的物料衡算可得绝干空量L为 ( )。 A. L＝W/（H2－H0）； B. L＝W/（H1－H0）； C. L＝W/（H2－H1）； D. L＝W/（Hm－H0）。 选择题3

1. 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，同一种连续的流体

2.柏努利方程的物理意义可以从图1中得到说明，若忽略A，B间的阻力损失，试判断B玻璃管水面所处的刻度。（ ）

A. a位置 B. c位置

3.离心泵停止操作时，应（ ）

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.单机泵先停电，多级泵先关出口阀

4.在重力场中，固体颗粒在静止流体中的沉降速度与下列因素无关的是（ ）。

A.颗粒几何形状 B.颗粒几何尺寸 C.颗粒与流体密度 D.流体的流速

5.离心泵的性能曲线中的H－－Q线是在( )情况下测定的。

A. 效率一定 C. 转速一定

B. 功率一定 D. 管路阻力一定

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C. b位置

图1

7.用两种不同的保温材料时，往往把导热系数入值小者放在 （ ）。

A. 内层

9.用清水逆流吸收空气中的NH3，当水量和空气量一定时，增加NH3量，则出塔气体浓度（ ），出塔液体浓度（ ）。

A.增加；不变 C.增加；增加

10.吸收剂用量增加，操作线斜率（ ），吸收推动力（ ）。

A. 增大；减小 C.减少；增大

11.非理想溶液不一定都有恒沸点，只有对拉乌尔定律有明显的（ ）的非理想溶液才具有恒沸点。

A. 极小偏差

12. 对现有一个精馏塔，若将其回流比减少时，其需要的理论板数会( ），产品的浓度会（ ）。

A．减少；增加 B.减少；降低

13. 已知连续精馏过程的q＝1.1，则加料中液体量与总加料量之比是（ ）。

A. 0.1:1

15. 干燥过程中预热室的热量消耗随空气进入预热器的温度的降低而（ ）。

A.降低

16. 判断对错：（1）在恒定干燥条件下，湿物料本身的初始温度高或低，对恒定干燥速度无影响；（2）当湿物料干燥到临界含水量以后，此时可用提高空气流速来提高其干燥速率，以减少干燥时间。（ ）

A.（1）、（2）都对 C.（1）对；（2）错 选择题4

1. 流体作（ ）流动时，摩擦系数λ只是Re的函数，而与管壁的粗糙度无关。 A.层流

2.在相同条件下，缩小管径，雷诺数（ ） A.增大

B. 减小

C.不变

B.湍流

C.过渡流

D.完全湍流

B.（1）、（2）都错 D.（1）错；（2）对

B.增加

C.不变

D.不确定

B.1.1：1

C. 1：1

D.无法计算

C.增加；降低

D.增加；增加

B.极大偏差

C. 中等偏差

D.无偏差

B. 增大；增大 D.减少；减少

B.不变；增加 D.不变；不变

B. 外层

C. 内外层均可

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3离心泵效率最高的点称为 ( ) A.工作点 B.操作点

4.当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为( ) A.气体的粘度太小 C.气体比液体更容易起漩涡

5.管壁及污垢热阻可略,对薄管壁来说,当两流体对流体热系数相差悬殊时(如αi>>α0),为有效提高K值，关键在于（ ）。

A 提高αi B.提高α0 C.减小垢层热阻 D.提高管内流体流量

6. 下列系数中，其单位与压强的单位相同的是（ ）。

A.气相总传质系数 B.溶解度系数 C. 亨利系数 D. 相平衡常数

7.为使脱吸操作易于进行，通常可采用（ ）或（ ）。

A. 升温

8. 常压下沸点为86℃与水不互溶的A组分，若采用水蒸汽蒸馏方法，在常压下，此混合液

以的沸点（ ）。 A. >100℃

9.全回流时，y-x图上精馏塔的操作线位置（ ）。 A.在对角线与平衡线之间 C.与对角线重合

10. 精馏塔设计时，若F、xF、xD、xW、R、V均为定值，将进料热状态从q＝1变为q<1，设

计所需理论板数：（ ） A. 多

11. 少量湿空气与大量水充分且密切接触， 湿空气离开时与水已达传热和传质的平衡，如果

系统与外界无热交换，水的进出口温度相等，则湿空气离开时的温度等于( ) A. 湿空气的进口温度 C. 湿球温度

12. 判断对错：（1）恒速干燥阶段，所除去的水分为非结合水分；（2）降速干燥阶段，所除去的水分为结合水分。（ ）

A.（1）、（2）都对 C.（1）对；（2）错

B.（1）、（2）都错 D.（1）错；（2）对

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C.设计点 D.计算点

B.气体的密度太小 D.气体破坏了液体的连续性

B.加压 C.减压 D.降温

B. =100℃ C. =86℃ D. <86℃

B.与平衡线重合 D.在对角线之下

B. 少 C. 不变 D. 无法判断

B. 绝热饱和温度 D. 露点温度

三. 计算题 计算题1

1. （15分）如图5所示，用离心泵将20℃的水由敞口水池送到一压力为245.25kPa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1厘泊，密度为1000kg.m-3，管路摩擦系数可取为0.024，试计算并回答： (1) 水在管内流动时的流动形态； (2) 管路所需要的压头和轴功率；

(3) 今库存有三台离心泵，其性能参数如下表所示，应选用哪台泵？

型号 转速 r/min 2900 流量 m3.h-1 30 IS80-50-200 50 60 60 IS100-65-200 2900 100 120 60 IS125-100-400 1450 100 120 扬程 m 53 50 47 54 50 47 52 50 48.5 效率 % 55 69 71 65 76 77 53 65 67 轴功率 kw 7.87 9.87 10.8 13.6 17.9 19.9 16.1 21 23.6 30 22 15 电机功率 kw 图5

2. (16分) 在一套管换热器中用水逆流冷却某种溶液,溶液量为1.4kg.s-1,比热为2kJ. kg-1.K-1,走内管(规格为φ25×2.5mm),从150℃ 冷却到100℃ 。冷却水走套管环隙,从25℃升温至60℃,水的比热为4.18kJ.kg-1.K-1。

（1） 已知溶液一侧的对流传热系数为1160w.m-2K-1,冷却水一侧的对流传热系数为930 w. m-2.K-1,忽略管壁和污垢的热阻及热损失, 求以传热外表面积为基准的总传热系数K 和冷却水的用量(kg.h-1)。

（2） 计算内管的外表面积和管长。

3. (12分) 用连续精馏塔每小时处理100 kmol含苯 40% 和甲苯60% 的混合物，要求馏出液中含苯90%，残液中含苯 1%（组成均以kmol%计）。试求： (1)馏出液和残液各多少kmol.h-1。

(2)饱和液体进料时，已估算出塔釜每小时汽化量为132kmol，问回流比为多少？

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4. (15分)在一填料塔中用清水逆流吸收混合于空气中的氨气。混合气体的流量为111kmol.m-2.h-1,氨浓度为0.01（体积分率），要求回收率为99%，水的用量为最小用量的1.5倍，操作条件下的平衡关系为Y=2.02X，KYa=0.0611kmol.m-3.s-1 (按摩尔比计算值) 试求：

(1) 最小液气比(LS/GB)min及操作液气比LS/GB； (2) 出塔的液相浓度X1； (3) 脱吸因素S；

(4) 气相总传质单元高度H OG；

(5) 所需填料层高度 h 。（N OG =[1/(1-S)]ln[(1-S)（Y1-mX2）/（Y2-mX2）+S]） 计算题2

1. （15分）图6所示，已知管内径d=50mm, 在阀门全开时输送

系统的Σ(l+le ) =50m,摩擦系数可取λ=0.03，流量为6m3.h-1至15m3.h-1范围内泵的性能曲线可用下式描述: H=18.92－0.82Q0.8，此处H为泵的扬程m，Q为泵的流量m3h-1。如输水量为10m3.h-1，问:

(1) 所需外加能量为多少J.kg-1? (2) 此泵能否完成任务?

(3) 如要求输送量减至8m3.h-1 (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)

2. (12分)为了测定套管式甲苯冷却器的传热系数,测得实验数据如下：冷却器传热面积A＝

2.8m2, 甲苯的流量为2000kg.h-1,由80℃冷却到40℃,甲苯的平均比热为1.84kJ.kg-1.K-1。冷却水从20℃升高到32℃,两流体呈逆流流动,求： （1） 所测得的传热系数K为多少?

（2） 若水的比热为4.18kJ.kg-1.K-1,问水的流量为多少?

3. (15分) 有一二元理想溶液， 在连续精馏塔中精馏。原料液组成50%（摩尔％） ，饱和

蒸汽进料。原料处理量为每小时100kmol，塔顶、塔底产品量各为50kmol.h-1，已知精馏段操作线方程为y=0.833x+0.15，塔釜用间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器,泡点回流。试求: (1)塔顶、塔底产品组成（用摩尔分率表示）； (2)全凝器中每小时冷凝蒸汽量； (3)蒸馏釜中每小时产生的蒸汽量；

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图6

4. (16分) 用清水吸收氨－空气混合气中的氨。混合气进塔时氨的浓度y1＝0.01（摩尔分率）,

吸收率90％，气－液平衡关系y=0.9x。试求： (1) 最小液气比及操作液气比； (2) 溶液最大出口浓度；

(3) 取吸收剂用量为最小吸收剂用量的2倍时，气相总传质单元数为多少? （用对数平均推动力法）

(4) 气相总传质单元高度为0.5m时，填料层高为几米? 计算题3

1. （12分）如本题附图4所示，水从贮水箱A经异径水平管B及C流至大气中。已知水箱内液面与管子中心线间的垂直距离为5.5m，保持恒定，管段B的直径为管段C的两倍。水流经

B、C段的摩擦阻力分别为∑hfB=15J/kg，∑hfC=30J/kg。由水箱至管段B及由管段B至管段C的突然缩小损失可以忽略，而管段C至外界的出口损失不能忽略。试求： （1）水在管路C中的流速 （2）水在管路B中的流速； （3）管段B末端内侧的压强。

溢流补充水115.5m3B（图4）

2C2A32. （10分）某输水管路系统，要求流量为Qe＝9m3/h，管路特性方程为：He?15?0.04Qe2（式中Qe：m3/h，He：m），现有三种型号离心泵列于附表中，求：

（1）计算后从附表中选择一台合适的离心水泵。 （2）若吸入管路压头损失为1.5m，操作温度为25℃，当地大气压为1.013×105Pa，求该泵的允许安装高度（该泵在转速为2900r/min下，输送25℃清水时，pv=3169Pa，允许汽蚀余量△h允许＝3.5m）。

型号 A B C

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Q（m3/h） 30 25 15 H（m） 18.5 20 21.8

3. （10分）为了测定套管式甲苯冷却器的传热系数,测得实验数据如下：冷却器传热面积A＝2.8m2,甲苯的流量m1＝2000kg.h-1,由80℃冷却到40℃,甲苯的平均比热为1.84kJ.kg-1.K-1。冷却水从20℃升高到30℃,两流体呈逆流流动,求所测得的传热系数K为多少?若水的比热为4.18kJ.kg-1.K-1,问水的流量为多少?

4. （12分）在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S 吸收混合气体中的可溶组分A 。入塔气体中A 的摩尔分率为0.03，要求吸收率为95%。已知操作条件下的解吸因数为0.8，物系服从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03（摩尔分率）。 试计算：

(1)操作液气比为最小液气比的倍数； (2)出塔液体的浓度；

(3)完成上述分离任务所需的气相总传质单元数NOG。

5. （12分）用常压连续精馏塔分离某二元理想混合物，已知相对挥发度α=3，加料量F=10kmol.h，饱和蒸汽进料，进料中易挥发组分浓度为0.5(摩尔分率,下同) ，塔顶产品浓度为0.9，塔顶蒸汽全凝液于泡点下回流，回流比R=2Rmin，易挥发组分的回收率为90%，塔釜为间接蒸汽加热，试计算提馏段上升蒸汽量。

6. （12分）常压下用温度为20℃、湿度为0.008的空气干燥某种湿物料。空气在预热器中被加热后送入干燥室，离开时的温度为45℃、湿度为0.022kg水/kg干气。出口废气中的50%引到新鲜空气处与新鲜空气混合。现要求每小时将1200kg的湿物料由含水率3%（湿基）干燥至0.2%（湿基）。设干燥器是理想干燥器。试求：

(1)新鲜空气用量，kg/h； (2)预热室的耗热量，kW； (3)干燥设备的热效率?。 计算题4

1. （12分）某油田用φ300×15mm的钢管输送原油到炼油厂，管路总长160000m,输油量280吨/时，油管许可承受的最大压力为5.89×106Pa(表)。在50℃下输送，油的粘度为187×10-3Pa.S，密度为890Kg/m3(假定输油管两端标高相等，且局部阻力忽略不计)。试求 （1）油泵提供的外功作用是什么？ （2）输送过程中产生的直管阻力多大？ （3）中途需要几个加油站？

2. （10分）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＝25－2.0Q2（式中H单位为m，Q单位为m3/min），效率60%。若将该泵安装在特定管路内，该管路特性方程可表示为He?20?1.86Qe。（式中H单位为m，Qe为m3/min）。试求：输送常温下清

2-1

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水时，该泵的流量、压头和轴功率。

3. （9分）为了测定套管式甲苯冷却器的传热系数,测得实验数据如下：冷却器传热面积A＝2.8m2,甲苯的流量m1＝2000kg.h-1,由80℃冷却到40℃,甲苯的平均比热为1.84kJ.kg-1.K-1。冷却水从20℃升高到30℃,两流体呈逆流流动,求所测得的传热系数K为多少?若水的比热为4.18kJ.kg-1.K-1,问水的流量为多少?

4. (10分)在直径为0.8m的填料塔中，用1200kg.h-1的清水吸收空气和SO2混合气中的SO2，混合气量为1000m3（标准大气压）.h-1，混合气含SO21.3％（体积），要求回收率99.5％，操作条件为20℃、1atm，平衡关系为y=0.75x，总体积传质系数Kya＝0.055kmol.m-1.s-1.atm-1，求液体出口浓度和填料高度。

5. (12分)用常压精馏塔分离双组分理想混合物，泡点进料，进料量100kmol.h-1，加料组成为50%塔顶产品组成xD＝95％,产量 D＝50kmol.h-1，回流比R=2Rmin，设全塔均为理论板，以上组成均为摩尔分率。相对挥发度α＝3。求：

(1)Rmin

(2)精馏段和提馏段上升蒸汽量。 ( 3)列出该情况下的精馏段操作线方程。

6. （15分）常压下用温度为15℃、湿度为0.005的空气干燥某种湿物料。空气在预热器中被加热后送入干燥室，离开时的温度为50℃、湿度为0.025kg水/kg干气。出口废气中的75%引到新鲜空气处与新鲜空气混合。现要求每小时将1500kg的湿物料由含水率5%（湿基）干燥至0.5%（湿基）。设干燥器是理想干燥器。试求：

(1)新鲜空气用量，kg/h； (2)预热室的耗热量，kW； (3)干燥设备的热效率?。 计算题5

1.（18分）用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定。各部分相对位置如图4所示。管路的直径均为Φ76×2.5mm在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66×103Pa；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按Σhf,1=2u2与Σhf,2=10u2计算，式中u为吸入或排出管的流速m/s。排水管与喷头连接处的压强为98.07×103Pa（表压）。已知水的粘度为1厘泊，密度为1000kg.m-3。试求：

（1）水的体积流量； （2）水在管内的流动型态； （3）泵提供的压头；

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图4

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/rsft.html