化工原理试题库-上下册

化工原理试题库（上册）

第一章 流体流动

一、 选择题

1. 连续操作时，物料衡算通式中的过程积累量GA为（ B ）。 A.零 B.正数 C.负数 D.任意值

2. 热量衡算中，物料的焓为相对值，通常规定（A ）的焓为零。 A.0℃液体 B.0℃气体 C.100℃液体 D.100℃气体 3. 流体阻力的表现，下列阐述错误的是（ D ）。

A.阻力越大，静压强下降就越大 B.流体的粘度越大，阻力越大

流体的流动状况是产生流体阻力的根本原因 D.流体的内摩擦力在流体激烈流动时不存在 4. 压强的具有专门名称的国际单位是Pa，用基本单位表示是（ A ）。 A.atm B.mmHg C.Kg/m.s2 D.N/m2

5. 水在直管中流动，现保持流量不变，增大管径，则流速（ B ）。 A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断

6. 4.对不可压缩流体，满足 条件时，才能应用柏努力方程求解。 A A.p1?p2p1p1?p2p1?20%(式中压强采用表压表示) B.

p1?p2p1p1?p2p1?10%(式中压强采用表压表示)

C.?20%(式中压强采用绝压表示) D. ?10%(式中压强采用绝压表示)

7. 判断流体的流动类型用（ C ）准数。

A.欧拉 B.施伍德 C.雷诺 D.努塞尔特 8. 流体在圆形直管中滞流流动时的速度分布曲线为 B 。 A.直线 B.抛物线 C.双曲线 D.椭圆线

9. 增大流体的流量，则在孔板流量计的孔板前后形成的压强差（ A ）。 A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断 10. 流体在管内流动时的摩擦系数与（ A ）有关。 A.雷诺准数和绝对粗糙度 B.雷诺准数和相对粗糙度 C.欧拉准数和绝对粗糙度 B. 欧拉准数和相对粗糙度 11. 测速管测量得到的速度是流体（ B ）速度。 A.在管壁处 B.在管中心 C.瞬时 D.平均

12. 在层流流动中，若流体的总流率不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的（ C ）倍。

A. 2； B. 6； C. 4； D. 1。

13. 流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为（ B ）。 A. 1.2m； B. 0.6m； C. 2.4m； D. 4.8m。

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14. 当流体在园管内流动时，管中心流速最大，滞流时的平均速度与管中心的最大流速的关系为( C ) A. u ＝3/2.umax B. u ＝0.8 umax C. u ＝1/2. umax D u =0.75 umax 15. 判断流体流动类型的准数为（ A ）

A . Re数 B. Nu 数 C . Pr数 D . Fr数

16. 流体在圆形直管内作强制湍流时，其对流传热系数α与雷诺准数Re 的n 次方成正比，其中的n 值为（ ）

A . 0.5 B. 0.8 C. 1 D. 0.2 17. 牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈（ A ）

A．层流流动 B 湍流流动 C 过渡型流动 D 静止状态

18. 计算管路系统突然扩大和突然缩小的局部阻力时，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

19. 用离心泵在两个敞口容器间输送液体。若维持两容器的液面高度不变，则当输送管道上的阀门关小后，管路总阻力将（ ）。

A. 增大； B. 不变； C. 减小； D. 不确定。 20. 流体的压强有多种表示方式，1标准大气压为 ( ) A.780mm汞柱 B.1Kgf/cm2 C.10.336m水柱 D.10130Pa

21. 流体在圆管中层流流动，若只将管内流体流速提高一倍，管内流体流动型态仍为层流，则阻力损失为原来的（ ）倍。

A.4 B.2 C.2 D.不能确定

22. 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.1.0 B.0.5 C.0.35 D.0.75 23. 在柏努利方程式中，P/ρg被称为 ( ) A.静压头 B.动压头 C.位压头 D.无法确定

24. 流体的流动形式可用雷诺准数来判定，若为湍流则Re ( ) A.<4000 B.<2000 C.>2000 D.>4000

25. 不可压缩性流在管道内稳定流动的连续性方程式为（ ） 可压缩性流体在管道内稳定流动的连续性方程式为（ ）

A.u1Ａ1=u2Ａ1 B.u1Ａ2=u2Ａ1

C.u1Ａ1/ρ1=u2Ａ2/ρ2 D.u1Ａ1/ρ2=u2Ａ2/ρ1

26. 有两种关于粘性的说法： ( ) ①无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。 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。

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27. 层流与湍流的区别是（ ） A 湍流的流速大于层流流速

B流道截面积大的为湍流，小的为层流 C层流无径向脉动，湍流有径向脉动 D层流的雷诺准数小于湍流的雷诺准数

28. 有一并联管路如图2所示，两段管路的流量、流速、管经、管长及流动阻力损失分别为Ｖ(1)、u(1)、d(1)、L(1)、h(f1)及Ｖ(2)、u(2)、d(2)、L(2)、h(f2)。若d(1)=2d(2)，L(1)=2L(2)，则h(f1)/h(f2)＝（ ）

Ａ、2； Ｂ、4; Ｃ、1/2; Ｄ、1/4; Ｅ、1 当管路中流体均作层流流动时，Ｖ(1)/Ｖ(2)=（ ） Ａ、2； Ｂ、4; Ｃ、8; Ｄ、1/2; Ｅ、1 当管路中流体均作层流流动时，u(1)/u(2)=（ ）

Ａ、2； Ｂ、4; Ｃ、1/2; Ｄ、1/4; Ｅ、1

当两段管路中流体均作湍流流动时，并取λ(1)＝λ(2)，则Ｖ(1)/Ｖ(2)=（ ）。 Ａ、2； Ｂ、4; Ｃ、8; Ｄ、1/2; Ｅ、1/4

当两段管路中流体均作湍流流动时，并取λ(1)＝λ(2)，则u(1)/u(2)=（ ）。 Ａ、2； Ｂ、4; Ｃ、1/2; Ｄ、1/4; Ｅ、1

29. 真空表读数是60kPa，当地大气压为100kPa时，实际压强为（ ）kPa。 A.40 B.60 C.160 30. 2.当温度降低时，气体的粘度（ ）。

A.降低 B.不变 C.增大

31. 3.液体在圆形直管中稳定流动时，若管长及液体物性不变，当管内径减为原来的1/2，则流速变为原来的（ ）倍。

A.2 B.4 C.16

32. 当地大气压为100kPa，压强表读数是60kPa，则实际压强为（ ）kPa。

A、160 B、40 C、60 D、100

33. 液面保持恒定的敞口容器底部装有直径相等的进水管和出水管，当管内水的流速为2m/s时，进口能量损失为（ ）J/kg，出口能量损失为（ ）J/kg。 A、 0.5 B、1 C、1.5 D、 2‘

34. 随着温度的升高液体的粘度（ ），气体的粘度（ ）。 A、增加 B、不变 C、降低‘ 二、填空题

1. 连续性介质假定是指______________________________。

2. 流体在光滑管内作湍流流动时，摩擦系数?与 和 有关；若其作完全湍流（阻力平方区），

则?仅与 有关。 3. 流体阻力产生的根源是____________________。粘性是指______________________________。 4. 在连续稳定流动过程中，流速与管径的__________成正比。均匀圆管内流体的流速不因流阻的存在而

__________。(减、降或不变)

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5. 无因次数群是____________________的数组。 6. 滞流与湍流的根本区别是____________________。

7. 一定量的流体在圆形直管内流过，若流动处于阻力平方区，则流动阻力与速度的__________成正比。 8. 圆形直管内流体滞流流动的速度分布呈__________形状。其平均速度是中心最大速度的__________。摩

擦阻力系数与雷诺数的关系是__________。

9. 流体流动边界层是指__________。流体流过某一障碍物发生边界层脱体的原因是__________。由于固体

表面形状而造成边界层分离所引起的能量损失，称为__________。粘性流体绕过固体表面的阻力为摩

擦阻力和__________之和，又称为局部阻力。

10. 米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管径、管长不变，油温升高，粘度为原来的1/2 ，则摩擦阻

力损失为原来的_____倍。

11. 流体在圆形直管中作层流流动，如果流量等不变，只是将管径增大一倍，则阻力损失为原来的

_________。 12. 当20℃的甘油(ρ=1261kg.m-3,,μ=1499厘泊)在内径为100mm 的管内流动时,若流速为2.5m.s-1时,

其雷诺准数Re为__________ ,其摩擦阻力系数λ为________. 13. 当量直径的定义是de＝ ，对边长为ａ正方形风管当量直径de＝ 。 14. 当量直径的定义是de＝ ，在套管环间流动的流体，外管的内径是d2，内管的外径是d1，

则当量直径de＝。

15. 当Re 为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ=__________，在管内呈湍流时，摩擦系数λ

与____________、_____________有关。 16. 水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后,水流量将

__________，摩擦系数____________，管道总阻力损失________（增大、减小、不变）。 17. 某设备的表压强为50KPa，则它的绝对压强为 ，另一设备的真空度为50KPa，则它的绝对压强为 。（当地大气压为100KPa）

18. 如果管内流体流量增大一倍后，仍处于层流状态，则阻力损失增大到原来的 倍 19. 流体在管路两截面间的压强差ΔP与压强降ΔPf 相等的条件

是 。

20. 局部阻力所引起的能量损失有两种计算方法：__________法和__________法。

21. 并联管路的特点是__________。分支管路的特点是______________________________。

22. 孔板流量计是通过__________来反映流量的大小，又称为__________流量计，而转子流量计是流体流过

节流口的压强差保持恒定，通过变动的__________反映流量的大小，又称__________。 23. 热量衡算中，物料衡算通式中的过程GA为__________。

24. 热量衡算中，物料的焓为相对值，通常规定__________℃液体的焓为零。 25. 水在直管中流动，现保持流量不变，增大管径，则流速__________。 26. 对不可压缩流体，满足__________条件时，才能应用柏努力方程求解。 27. 判断流体的流动类型用__________准数。

28. 流体在圆形直管中滞流流动时的速度分布曲线为__________。 29. 增大流体的流量，则在孔板前后形成的压强差__________。 30. 流体在管内流动时的摩擦系数与__________有关。

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31. 测速管测量得到的速度是流体__________速度。

32. 流体时气体和液体的统称，其中__________是可压缩流体，__________是不可压缩流体。 33. 表压、绝压、大气压之间的关系是__________

34. 据流体静力学基本方程式知，当液面上方压强变化时，液体内部各点压强__________变化。 35. 等压面的要点有四个，即__________、__________、__________、__________。

36. 测量压强或压强差时，可用U管压差计、斜管压差计和微差压差计。若被测量的压强差很小时，可用以

上三种压差计种的__________和__________。 37. 粘度是衡量__________大小的物理量。

38. 孔板流量计是基于__________原理的流量测量仪表。 39. 恒压差、变截面的流量计有__________。 40. 恒截面、变压差的流量计有__________。 41. 并联管路的特点为__________和__________。 42. 分支管路的特点为__________和__________。 43. 串联管路的特点为__________和__________。

44. 同一容器中有A,B,C三点，B点的压强为1atm，且PA>PB>PC，若B点的压强增加0.6atm，则PA增加_______Pa，

PA-PC增加__________mmHg。 45. 实验证明，流体在管路中流动时，同一截面上各点的流速是不同的，管心处流速__________，越靠近

管壁，流速__________，在管壁处等于__________。 46. 某液体在一段水平圆形直管内流动，已知Re值为1800，若平均流速为0.5m/s，则管中心点处速度为

______m/s，流体在管内流动类型属______流动。

47. 如图1所示，液体在等径倾斜管中稳定流动，则阀的局部阻力系数ξ与压差计读数Ｒ的关系式为

_______。

48. 某转子流量计，其转子材料为不锈钢，测量密度为1.2kg/m3的空气时，最大流量为400m3/h，现用来

测量密度为0.8kg/m3的氨气，其最大流量为________ kg/m3。 49. 流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是_______型曲线，其管中心最大流速为平均流速的____倍，摩擦系数λ与Re的关系为______。 50. U形管差压计用水作指示液，测量气体管道中的压降，若指示液读数R=20mm，则所表示压降为____Pa，为使读数增大，而Δp值不变，应更换一种密度比水_______的指示液。

51. 用测速管测定的是_____流速，孔板流量计测定的是______流速；测流体流量时，随着流体流量增加，

孔板流量计两侧压差值将_______；若改用转子流量计测量，当测量增大时，转子两端差值将______。 52. 4.气体的密度与压强成 。

53. 5.静止流体内部两点间压强差的大小，只与两点间垂直距离和 有关。

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54. 6.转子流量计的压强差随流量的增加而 。

55. 9、在连续静止的同一种流体中，同一水平面上各点的压强 。 56. 10、孔板流量计前后产生的压强差随着流量的增加而 。 57. 流体是由无数质点所组成的 介质。

58. 流体流动与固体运动的区别在于其 运动的同时，内部还有 运动。

59. 一真空表的读数为20kpa，已知所测物系的实际压强为80kpa，则此时的大气压强为 kpa。 60. 根据流体静力学基本方程式，在一 的、 的同种流体内部，等高面即为 。

61. 实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是______________________。

62. 毕托管测量管道中流体的__________，而孔板流量计则用于测量管道中流体的________。

63. 某设备上安装的真空表的读数为30kpa，已知当地的大气压强为 100kpa，则所测物系的实际压

强为 kpa。

64. 流体在一段圆形水平直管中流动，测得平均流速0.5m/s，压强降为10Pa，Re为1000，问管中心

处点速度为______m/s，若平均流速增加为1m/s，则压强降为______Pa。 65. 运动粘度ν=3×10-5 m2/s的某流体在φ100×4mm的圆管内流动，其雷诺准数Re=1800，此流型为

__________________，平均流速u=________________________________________m/s，管中心最大流速umax=_______________ m/s。

66. 边长为0.4m的正方型通风管道，其水力半径rH=____________m，当量直径de=________________m。 67. 流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是__________型曲线，其管中心最大流速为平均流速的__________倍，摩擦系数λ与Re的关系为__________。 68. 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__________，润湿周边长等于__________，当量直径等于__________。

69. 孔板流量计属于变________________流量计，而转子流量计则是变__________________流量计。 70. 流体在圆形直管中作滞流流动时，摩擦系数λ与Re的关系为__________。 三、计算题

1. 有一管路系统如图所示。水在管内向高位槽流动，当E阀开度为1/2时， A、B两处的压强表读数分

别为 5.9×104Pa及 4.9×104Pa。 此时流体的流量为 36 m3/h。 现将 E阀开大， B点压强

表读数升至 6.87×104Pa， 水的密度为 1000kg/m 。 假设在两种情况下，流体

都进入了阻力平方区。

求：E阀开大后，管内水的流量； A处压强表读数Pa。 3

（1）gz1+ub12/2+p1/ρ+We=gz2+ub22/2+p2/ρ+Σhfz1= z2，ub1= ub2，We=0 p1/ρ= p2/ρ+Σhf

l??leub

?hf?(?)解出：λ； d22

（2）gz1+ub12/2+p1/ρ+We=gz3+ub32/2+p3/ρ+Σhf

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z1= 0，z3=3，ub1=？， ub3=0，We=0，p3=0 p1/ρ=Σhf； gz1+ub12/2+p1/ρ

l??leub?hf?(?2)dp2/ρ2+Σ+We=gz2+ub2/2+

2hf

z1= z2，ub1= ub2，We=0 p1/ρ= p2/ρ+Σhf

l??leub?hf?(?)2ubd2l??le连解出：ub1；p1 ?hf?(?)d2

2. 如图1所示：反应器和储槽均通大气，用虹吸管从高位槽向反应器加料。要求料液流速为 u= 1 m/s，

料液在管内阻力损失为∑hf=20J/kg（不计出口损失）。求：高位槽液面比管出口高出多少？（h=2.09m）

2图1图2

3. 如图2，储槽液面恒定。将30℃的C2H5OH(密度为800kg/m3)用φ57×3.5mm的无缝钢管吸入高位槽中。

要求VS=0.004m/s，且∑hf=0。求真空泵需将高位槽的压力降到多少？（p=5300N/m）

4. 用泵将密度为1100kg/m3、粘度为1.0×10-3Pa.s的某水溶液从开口贮槽送至开口高位槽内，两槽内液

面维持恒定，液面相差18m，管路为φ70×2.5mm，长35m。管路上全部局部阻力的当量长度为60m，摩擦系数为0.03，泵提供的外功为300J/kg。求：流体的体积

流量；泵效率为75％时，泵的轴功率。

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2

1 5. 在图1-1所示管路中，管长50m，管内径为50mm，管路中有

一个标准弯头B，其局部阻力系数为0.75，一个半开的闸阀C，

其局部阻力系数为4.5。已知20℃水的粘度为100.42×10Pa.s，水的密度为998.2kg/m，管内水的流量为

3.5325m3/h，摩擦系数计算公式为λ=0.3164/Re0.25，求流体在管路中的阻力损失为多少J/kg？

6. 某钢质转子(密度为7900kg/m3)流量计，因流量过大，不适合

现场要求。若以同样形状的铝合金转子(密度为2700 kg/m3) 代替钢转子，此时测得水的流量读数为8×10-4m3/s，试求水的实际流量。

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-5

3

1 A 2 B C 第 7 页 共 46 页 2 图1-1

7. 如图，密度为1000kg/m3，粘度为1?10?3Pa?s的水以10m3/h的流量从高位槽中流下，管道尺寸

为?51?3mm，全长为150m（含局部阻力当量长度）高位槽出口与管道出口间的高度差为50m。在管路中离高位槽20m处有一压力表，其读数为14.7?104Pa（表压），求离管道出口20m处流体的静压强（表压）(已知管道的前后20m均为水平管，当Re?3?103~1?105时，??0.3164/Re0.25)

8. 用轴功率为0.55kW的离心泵，将敞口储槽中的液体输送至表压为90 kPa的密闭高位槽中。已知液体的流量为4 m/h，密度为1200 kg/m、粘度为0.96?10?3Pa·s ；输送管路的内径为32 mm，管路总长度为50 m（包括管件、阀门等当量长度）；两槽液位维持恒定的高度差15 m。试计算该离心泵的效率。

9. 有一幢102层的高楼，每层高度为4m。若在高楼范围内气温维持20℃不变。设大气静止，气体压强

为变量。地平面处大气压强为760mmHg。试计算楼顶的大气压强，以mmHg为单位。(723.82mmHg) 10. 若外界大气压为1atm，试按理想气体定律计算0.20at（表压）、20℃干空气的密度。空气分子量按29

计。(1.439Kg/m3)

11. 采用微差U形压差计测压差。如图。已知U形管内直径d为6mm，两扩大室半径均为80mm，压差计中

用水和矿物油作指示液，密度分别为1000及860kg/m3。当管路内气体压强p与外界大气压p0相等时，两扩大室油面齐平，U形管两只管内油、水交界面亦齐平。现读得读数R=350mm，试计算：（1）气体压强p（表）。（2）若不计扩大室油面高度差，算得的气体压强p是多少？（3）若压差计内只有水而不倒入矿物油，如一般U形压差计，在该气体压强p值下读数R0为多少？(104.76KPa; 101.806KPa; 49mm)

12. 一直立煤气管，如图。在底部U形压差计h1=120mm，在H=25m高处的U形压差计h2=124.8mm。U形管

指示液为水。管外空气密度为1.28kg/m3。设管内煤气及管外空气皆静止，求管内煤气的密度。(1.013Kg/m3)

13. 如图示，水以70m3/h的流量流过倾斜的异径管通。已知小管内径dA=100mm，大管内径dB=150mm，B、A

截面中心点高度差h=0.3m，U形压差计的指示液为汞。若不计AB段的流体流动阻力，试问：U形压差

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习题13

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习题12

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计哪一支管内的指示液液面较高？R为多少？(R=3.92mm)

14. 水以6.4×10-4m3/s的流量流经由小至大的管段内。如图。小管内径d1=20mm，大管内径d2=46mm。欲测

1、2两截面处水的压差，为取得较大的读数R，采用倒U形压差计。已知压差计内水面上空是ρ=2.5kg/m的空气，读数R=100mm。求水由1至2截面的流动阻力∑hf。(2.98J/Kg)

15. 以水平圆直管输送某油品。管内径为d1，管两段压差为 。因管道腐蚀，拟更换管道。对新装管道要求如下：管长不变，管段压降为原来压降的0.75，而流量加倍。设前后情况流体皆为层流。问：新管道内径d2与原来管内径d1之比为多少？(1.28)

16. 某流体在圆形直管内作层流流动，若管长及流体不变，而管径减至原来的一半，试问因流动阻力而产

生的能量损失为原来的多少？（16倍）

17. 在某输水管路中输送20℃的水，试求：（1）管长为5m，管径为?45?2.5mm，输水量为0.06l/s

时的能量损失；（2）若其它条件不变，管径为?76?3mm时能量损失由为多少？(4.8?10?3J/kg ；

5.13?10?43

J/kg)

18. 用泵自储池向高位槽输送矿物油，流量为35T/h。池及槽皆敞口。高位槽中液面比池中液面高20m。管径为Φ108×4mm，油的粘度为2840cP，密度为952kg/m3，泵的效率为50%，泵的轴功率为85kW。求包括局部阻力当量管长的总管长。(336.7m)

19. 粘度8×10-3Pa. S，密度为850kg/m3 的液体在内径为14mm 的钢管内流动，溶液的流速为1m/s ，试

计算（1）雷诺准数Re ，并指明属于何种流型 ；（2）该管为水平管，若上游某点的压力为1.47×55

10Pa ，问流体自该点开始流经多长的管子其压力下降为1.27×10Pa 。（Re =1488, 属于层流 L =15m ）

20. 用离心泵将水由水槽送至水洗塔内。水槽敞口。塔内表压为0.85at。水槽水面至塔内水出口处垂直高

度差22m。已知水流量为42.5m3/h，泵对水作的有效功为321.5J/kg，管路总长110m（包括局部阻力当量管长），管子内径100mm。试计算摩擦系数λ值。(0.0785)

21. 有一除尘洗涤塔，塔底压力表读数为4.9×104Pa ，塔顶水银压差计读数R =300mm 。压力表与水银压

3

差计间垂直距离为8m ，塔内操作温度为303K ，气体在标准状态下的密度为0.76kg/m ，试求气体在塔内流动过程的流动损失。 (∑hf =9.469×103 J/kg)

22. 将一敞口贮槽中的溶液用泵输送到另一敞口高位槽中，两槽之间的垂直距离为18m，输送管路的规格

为φ108×4mm, 溶液在管内的平均流速为1.3m/s，管路摩擦系数取λ=0.02, 管路总长为140m（包括全部局部阻力的当量长度）, 试求: （1）.溶液在管内的流型。（2）.泵的轴功率（η=60%）（计算时, 取溶液密度为1500kg/m 粘度为1.5cP）(Re?1.3?10 湍流； 5.108kw)

23. 15．在一内径为320mm的管道中，用毕托管测定平均分子量为64 的某气体的流速。管内气体的压力

为101.33kPa，温度为40℃，粘度为0.022 cp。已知在管道同一截面上毕托管所连接的U形压差计最

9

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3,

5

大度数为30mmH2O。试问此时管道内气体的平均流速为多少？(13.1m/s)

3

24. 一台离心泵在转速为1450r/min时，送液能力为22m/h，扬程为25m H2O。现转速调至1300r/min，试

3

求此时的流量和压头。(19.7m/h ； 20m)

25. 以碱液吸收混合器中的CO2的流程如附图所示。已知：塔顶压强为0.45at（表压），碱液槽液面与塔

内碱液出口处垂直高度差为10.5m，碱液流量为10m3/h，输液管规格是φ57×3.5mm，管长共45m（包括局部阻力的当量管长），碱液密度，粘度，管壁粗糙度。试求：①输送每千克质量碱液所需轴功，J/kg。②输送碱液所需有效功率，W。(160.52J/kg 535.07w) 26. 水在图示管中流动，截面1处流速为0.6 m/s,管内径为200 mm,测压管中水的高度为1.2 m，截面2处

3

管内径为100 mm，设水由截面1流到截面2间的能量损失为2.5 J/kg,水的密度1000 kg/m。求：两截面处产生的水柱高度差 h 。

27. 用离心泵将密度为1000kg/m3, 流量30 m3/h的水溶液由敞口贮槽送至表压强为100kPa的高位槽中。

泵入口位于贮槽液面上方1m，两槽液面恒定，两液面间垂直距离20m。输送管路为￠76×3mm钢管，吸入管路长6m，排出管路长40m，贮槽液面与泵入口间、两液面间所有管件的当量长度分别为20m和50m，管路摩擦系数为0.03，当地大气压为100kPa。计算（1）泵的轴功率（泵的效率75%）；（2）泵入口处的真空度。

28. 用离心泵将密度为998kg/m3, 流量36 m3/h的水由敞口贮槽送至表压强为110kPa的高位槽中。两槽内

液面维持恒定，两液面垂直距离20m。输送管路为￠76×3mm钢管，管路总长150m（包括所有管件在

内的当量长度），管路摩擦系数为0.022，当地大气压为98.1kPa，输送温度下水的饱和蒸汽压pV =2.3kPa,泵的必需气蚀余量(NPSH)r=3m,泵吸入管路的压头损失为2.5m水柱。计算（1）泵的有效功率；（2）泵的安装高度。

29. 用泵将密度为850kg/m3，粘度为0.12pa·s的重油从常压贮油罐送至敞口高位槽中。贮油罐内液面与高

位槽中液面间的距离为20m。输送管路为φ108×4mm的钢管，总长为1000m（包括直管长度及所有局部阻力的当量长度），摩擦系数?取0.029。若流动中的雷诺准数Re为3000，试求：

(1) 油在管内的流速是多少 m/s？ (2) 输油量是多少 m3/h？

(3) 输送管路的能量损失是多少 J/kg ？ (4) 所需泵的有效功率?

(5) 若泵的效率为0.55，计算泵的轴功率。

30. 用离心泵将一常压贮罐中的液体以19000kg/h的流量送入反应器。输送管路的规格为φ45×2.5mm，

反应器上压强表的显示值为210kPa，贮罐内的液面到输送管出口的垂直距离为9m。管路上装有3个当量长度1.5m的阀门，和一个阻力系数为ζ=2.1的流量计，管路总长度为36m（包括所有进出口阻力）。已知输送液体的密度为1200kg/m3，粘度为0.12Pas，管路液体呈层流流动，当地大气压强为100 kPa。试求：

(1)管路中流体的流速u＝？（3分） (2)管路中流体的雷诺准数Re＝？（2分） (3)管路的摩擦系数λ＝？（2分）

(4)管路的总阻力损失Σhf＝？（8分）

(5)泵的总效率为60%时，所需轴功率N＝？（10分）

31. 从敞口容器A用泵B将密度为890 kg/m3的液体送入塔C。塔内的表压强如附图所示。液体输送量为

15 kg/s，流体流经管路的能量损失（包括进、出口及全部损失）为122 J/kg，已知泵的效率为80%，

求泵的有效功率Ne及轴功率N。

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36 2160kN2/ 2.1

32. 用泵将密度为950kg/m3的液体从常压贮罐送至敞口高位槽中。贮罐内液面与高位槽中液面间的距离为

30m。输送管路为φ58×4mm的钢管，总长为1000m（包括直管长度及所有局部阻力的当量长度）。要

求送液量为12000kg/h，管路摩擦系数?取0.026。试求：

3

(1) 输油量是多少 m/h？

(2) 油在管内的流速是多少 m/s？

(3) 输送管路的能量损失是多少 J/kg ？ (4) 所需泵的有效功率?

(5) 若泵的效率为0.55，计算泵的轴功率。

33. 用离心泵将一常压贮槽中的液体送入反应器，输送管路的规格为φ45×2.5mm（假设泵的吸入管路与

排出管路等径）。在泵的入口处有一U管压强计，以汞为指示剂，读数为130mm (汞的密度为13600kg/m)。贮槽内液面到泵入口处的垂直距离为0.5m，输送管路在反应器处的出口到泵入口处的垂直距离为10m，忽略吸入管路以及泵进出口间的阻力损失。反应器上压强表的显示值为210kPa，管路上装有3个当量长度1.5m的阀门，和一个阻力系数为ζ=2.1的流量计。管路长度为36m（包括所有其他管件及进出口阻力的当量长度）。已知输送液体的密度为1200kg/m3，粘度为0.12Pas，管路液体呈层流流动，当地大气压强为100 kPa。试求： (1) 泵的输送能力？

(2) 总效率为60%时泵的轴功率？

3

第四章 传热

一、选择题

1. 对双层平壁的稳态导热过程，壁厚相同，各层的导热系数分别为?1和?2，其对应的温差分别为?t1和。 ?t2，若?t1> ?t2，则?1和?2的关系为（ ）

A. ?1?2。 D. 不确定。 2. 冷、热流体进、出口温度均不变时，并流推动力（ ）逆流推动力。 A.大于 B.小于 C.等于 D.不确定

3. 黑体的辐射能力与表面绝对温度的（ ）成正比。

A.一次方 B.二次方 C.三次方 D.四次方 4. 同一温度下，（ ）的辐射能力最大。

A.黑体 B.镜体 C.灰体 D.透热体 5. 傅立叶定律是描述（ ）的基本定律。

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A.热传导 B.热对流 C.热辐射 D.对流传热

6. 多层平壁导热时，各层的温度差与各相应层的热阻所呈关系是（ ） Ａ.没关系，Ｂ.反比，Ｃ.正比，Ｄ.不确定

7. 在套管换热器中用冷却水冷却热流体，热流体质量流量和出入口温度T1、T2一定，冷却水入口温度t1一定，如果增加冷却水用量，则Q（ ），K（ ），t2（ ） A：增大 B：不变 C：减小 8. 一套管换热器，环隙为120℃蒸汽冷凝，管内空气从20℃被加热到50℃，则管壁温度应接近于（ ）。 A：35℃ B：120℃ C：77.5℃ D：50℃

9. 流体在圆形直管内作强制湍流时，其对流传热系数与雷诺数Re的n次方成正比，其中n的值为（ ） A.0.5 B.0.8 C.1 D.2

10. 在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，下面两项判断是否合理。甲：传热管的壁温将接近加热蒸汽温度。乙：换热器总传热系数Ｋ将接近空气侧的对流传热系数（ ） A.甲、乙均合理 B.甲、乙均不合理

C.甲合理，乙不合理 D.乙合理，甲不合理

11. 冷热流体分别在列管换热器的管程和壳程中流动，若аi远小于аo，则列管的壁温接近于（ ）的温度。

A：冷流体 B：热流体 C：无法确定

12. 自然对流的对流传热系数比强制对流的相比（ ）。 A.大 B.小 C.相等 D.不确定

13. 在多层平壁的稳定热传导中，各层厚度及面积相同，即b1=b2=b3，S1=S2=S3其温度变化如图所示，则三种材料的导热系数的大小为( ) A.λ1>λ2>λ3

B.λ1>λ2=λ3 C.λ1<λ2=λ3 D.λ1<λ2<λ3

14. 在列管换热器中，用常压水蒸汽加热空气，空气的进、出口温度分别为20℃和80℃,则管壁温度约为（ ）。

A.20℃ B.80℃ C.50℃ D.100℃

15. 单层平壁定态热传导时，若壁厚增加，则温差（ ），若导热系数增加，则温差（ ），若热阻增加，则温差（ ）

A 变大 B变小 C不变 D不确定

16. 下列各种情况下对流传热系数由大到小的正确顺序应该是（ ）。 ①空气流速为30m/s时的α ②水的流速为1.5m/s时的α ③蒸气滴状冷凝时的α

④水沸腾时的α

A.③>④>①>② B.④>③>②>① C.③>④>②>① D.③>②>④>①

17. 揭示了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是（ ）。 A.斯蒂芬－波尔兹曼定律 B.克希霍夫定律

C.折射定律 D.普朗克定律

18. 计算下列四种“数”时，其数值大小与单位制选择有关的是（ ）。

Ａ、普兰德准数； Ｂ、传热单元数NTU; Ｃ、离心分离因数K; Ｄ、过滤常数K

19. 有两台同样的管壳式换热器，拟作气体冷却器用。在气、液流量及进口温度一定时，为使气体温度降到最低应采用的流程为（ ）。 Ａ、气体走管外，气体并联逆流操作；

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Ｂ、气体走管内，气体并联逆流操作；

Ｃ、气体走管内，气体串联逆流操作； Ｄ、气体走管外，气体串联逆流操作。

20. 同一物体在同一温度下的反射率与吸收率的关系是（ ）。 A.反射率大于吸收率 B. 反射率小于吸收率

C.反射率等于吸收率 D. 不确定

21. 若换热器两侧对流传热系数αi＞αo 时，总传热系数K接近于（ ）。 A.αo B.αi C.αi +αo

22. 多层平壁的定态热传导中，通过各层的传热速率、通过各层的热通量（ ）。

A.相同、相同 B.相同、不同 C.不同、不同

23. 某灰体的黑度为0.6,该灰体的吸收率为（ ）。 A. 1 B. 0.6 C. 0.4 24. 牛顿冷却定律是描述（ ）的基本定律。

A.热传导 B.对流传热 C.热辐射

25. 以下换热器属于列管换热器的是（ ）。

A.螺旋板式换热器 B.蛇管式换热器 C.U型管式换热器

26. 传热实验时,在套管换热器中用饱和水蒸气冷凝来加热空气（空气走内管,蒸汽走环隙）,为强化传热决定加装翅片,翅片应装在( )侧更为有效。

A、外管外 B、外管内 C、内管外 D、内管内

27. 黑度为0.8,表面温度为27℃的物体其辐射能力是（ ）W/m。

A、367.4 B、459.3 C、64.8 D、3306.7 28. 列管式换热器根据结构不同主要有（ ）。

A、套管式换热器、固定管板式换热器、浮头式换热器 B、固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管式换热器 C、浮头式换热器、U型管式换热器、热管换热器

D、热管换热器、套管式换热器、固定管板式换热器

29. 流体在圆形直管中作滞流流动，若管长及流体的物性不变，而管径增为原来的2倍，则流速为原来的（ ）倍，流动阻力为原来的（ ）倍。

A、1/2 B、1/4 C、1/8 D、1/16

30. 传热过程中，当两侧对流传热系数αi＜αO时，要提高总传热系数K，关键是提高( )。 A、提高αO B、提高αi C、减小αO D、减小αi

31. 黑度为0.8,表面温度为127℃的物体其吸收率是（ ）。

A、127 B、27 C、0.8 D、0.2

32. 流体在圆形直管中作强制湍流传热，若管长及流体的物性不变，而管径变为原来的1/2，则对流传热系数为原来的（ ）倍。

A、4 B、1/4 C、20.8 D、2`1.8 二、填空题 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

热量的传递是由于________引起的。

由傅立叶定律知，热传导速率与温度梯度成________比。

气体的导热系数随温度升高而________，故常用于绝热，保温。 热传导的传热距离愈远，则导热热阻愈________。

圆筒壁的热传导中，通过各层的热传导速率________，热通量________。（填相同、不同） 对流传热的热阻主要集中在__________________。

对流传热系数反映了对流传热的快慢，其值愈大，对流传热愈________。

13

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2

8. 强化对流传热过程可采用的措施有________、________和________。 9. 辐射传热中，在能量传递的同时伴随着能量的________。 10. 同一温度下，灰体和黑体相比，________的辐射能力大。 11. 物体的吸收率愈大，其辐射能力愈________。

12. 同一温度下，物体的吸收率在数值上等于该物体的________。 13. 热传导存在于________中。

14. 对流传热是指________的传热过程。

15. 沿等温面方向，温度梯度的大小为________。

16. 冷、热流体进、出口温度均不变时，并流推动力比逆流推动力________。

17. 提高传热系数的重点在于______________________________列管式换热器安装折流档板的目的是

_____________________。

18. 提高换热器传热速率的途径有_____________、______________ 、__________________。 19. 黑体的辐射能力与其________的四次方成正比。

20. 傅立叶定律是描述________的基本定律。

21. 自然对流的对流传热系数比强制对流的________。

22. 金属固体、非金属固体、液体和气体四种物质，________的导热系数最大，________的导热系数最小。 23. 定态多层平壁热传导中，各层平壁的温度差与其导热热阻成________比。 24. 传热的基本方式有 、 、 。

25. 蒸汽冷凝的方式有 和 ，工业上采用 。

26. 能全部吸收辐射能的物体称为 ，能全部反射辐射能的物体称为 。黑体与灰体相比，发射能

力最大的是 ，吸收能力最大的是 。

27. 某灰体的吸收率为0.8，其黑度为 ；某灰体的反射率为0.3，其黑度为 。

28. 写出三种常用的间壁式换热器的名称 、 、 。根据热补偿不同，列管换热器

可分为 、 、 等。

29. 大容积（器）饱和沸腾曲线а~△t可分为 、 、 几个阶段，工业生产上，

一般控制在 阶段。

30. 在钢、水、软木之间，导热效果最佳的是 ，保温效果最佳的是 。 31. 根据斯蒂芬—波尔兹曼定律，黑体的绝对温度增加一倍，其辐射能增加 倍。

32. 斯蒂芬—波尔兹曼定律的表达式为 。

33. 对流传热中，当在________情况下，进行的是恒温传热，在________情况下，进行的是变温传热。 34. 影响对流传热系数的物性常数有________。

35. 应用准数关联式计算对流传热系数时应注意________、________和________。 36. 冷凝传热中，膜状冷凝的传热效果要比滴状冷凝的________。（填好、差） 37. 能被物体吸收而转变为热能的电磁波的波长在________之间，统称热射线。

38. 在间壁式换热器中，总传热过程由下列步骤所组成：首先是热流体和管外壁间的__________传热，将

热量传给管外壁面；然后，热量由管的外壁面以________方式传给管的内壁面；最后，热量由管的内壁面和冷流体间进行_______ 传热。

39. 对于套管式换热器，要提高传热系数，应提高传热系数较__（大，小）一侧的h；而换热器内管管壁

的温度则接近于传热系数较___（大，小）一侧的流体。

40. 流体湍动程度越强，对流传热系数就 。

41. 对流体无相变化的强制对流传热过程（不考虑自然对流影响时），Nu准数与 有关。 42. 流体在圆形直管内呈强制湍流时，当物性及操作条件一定时，对流传热系数与 成正比，与

成反比。 43. 对多层平壁稳定热传导过程，若某层热阻大，则 也大。 44. 多数固体材料可视为灰体，特点是（1） ，（2） 。 45. 对多层圆筒壁稳定热传导过程，若某层 大，则温度差也大。

46. 通过因次分析，影响强制对流传热过程的准数有3个，其中反映对流传热强弱程度的准数是 ，

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而反映流体流动湍动程度的准数是 。

47. 流体在弯管内作强制对流传热时,同样条件下,对流传热系数较直管内的要 。

48. 流体在圆形直管内作强制湍流时，强制对流传热系数的准数关联式中规定Re＞ 时为湍流。 49. 某灰体在20℃时，其黑度为ε=0.8，则其辐射能力的大小为_________ ，其吸收率为___________ 。 50. 间壁两侧流体的传热过程中，总传热系数接近热阻 的一侧的对流传热系数，壁温接近热阻 的一侧流体的温度。

51. 增加列管换热器 数的目的是为了提高换热器管程流体的对流传热系数。要提高换热器的换热速率，应提高 大的一侧流体的 。 52. 辐射传热过程中,物体的黑度越大，其辐射能力 。 53. 稳定热传导计算公式中

_________________。

54. 辐射传热中，设置隔热挡板是____________辐射散热的有效方法。挡板材料的黑度愈低，辐射散热量

____________。 55. 热传导中传热速率大小用__________定律描述，而对流传热中用_____________定律描述。对流传热

只能发生在________中。 56. 对流传热计算公式中

1hSbkS项称为_____________________，其中k为__________________，单位是

项称为_____________________，其中的h为__________________，单位是

_________________。 三、判断题

1. 流体在弯管内作强制对流传热时,同样条件下,对流传热系数较直管内的要小。 ( )

2. 许多设备的外壁温度常高于环境温度,此时热量将以对流和辐射两种方式自壁面向环境传递而引起热量散

失。 ( ) 3. 多层圆筒壁的稳态热传导过程,通过各层的传热速率、热通量都相同。 （ ） 4. 螺旋板式换热器属于板翅式换热器的一种型式。 （ ）

5. 任何物体的辐射能力与吸收率的比值为恒定值，等于同温度下黑体的辐射能力。 （ ） 6. 多层平壁的稳态热传导过程,通过各层的传热速率相同、而通过各层的热通量不同。（ ） 四、计算题

1. 有一逆流操作的热交换器，用15℃的水冷却过热氨蒸汽，氨气温度为 95℃，流率为 200kg/h，氨气在热交换器中冷却。冷凝液在饱和温度（30℃）下派出。在冷却冷凝过程中，热交换器各界面上氨气与水的温度差最小处不允许小于 5℃。求冷却水用量及水最终出口温度？已知 90℃，0氨气的焓分别为 1647,1467KJ/kg,30℃液氨的焓为 323KJ/kg，水平均比热为 4183J/kg℃。 2. 一套管换热器用 133℃的饱和水蒸汽将管内的氯苯从 33℃加热到 73℃，氯苯流量为 5500Kg/h。现因某种原因，氯苯流量减少到 3300Kg/h，但其进出口温度维持不变，试问此时饱和蒸汽温度应为多少才能满足要求？此时饱和水蒸汽冷凝量为原工况的百分之几？（设两种工况下的蒸汽冷凝热阻，管壁热阻，垢层热阻及热损失均可略，且氯苯在管内作湍流流动，忽略两工况下蒸汽汽化潜热的变化）

3. 某厂现有两台单壳程单管程的列管式空气加热器，每台传热面积为A0=20m2 （管外面积），均由128根 Ф25×2.5mm的钢管组成。壳程为 170℃的饱和水蒸汽冷凝（冷凝潜热为r=2054KJ/kg），凝液不过冷。空气走管程，其入口温度t1 =30℃ ，流量为4500kg/h 假定空气的物性参数不随温度、压力变化，可视为常数，分别为CP=1.005KJ/Kg.K， ρ=1.06Kg/m ，μ=20.1×10cp ,λ=0.029w/m.k。热损失可略，管内湍流时空气的对流给热系数可用下式计算： Nu=0.02Re0.8 ；

4. 若两台换热器并联使用，通过两台换热器的空气流量均等，试求空气的出口温度t2(℃)及水蒸汽的总

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-3

冷凝量 m1(kg/h)； 若两台改为串联使用，试求此时空气的出口温度t2(℃)及水蒸汽的总冷凝量 m1(kg/h)；试比较并联及串联时传热效率的大小，并求两情况下总传热能力的比值 Q串/ Q并。

5. 有一带夹套的反应釜，釜内盛有某反应液。反应液的初始温度为 20℃。釜内液体由于剧烈地搅拌可认为温度均一。反应液需加热到 80℃进行反应。若夹套内通以 120℃的蒸汽加热，已知前 10分钟反应液的温升为 60℃，则反应液由初始温度加热至反应温度需要多少时间？若夹套内通以进口温度为 120℃的热流体加热，前 10 分钟反应釜的温升同样为60℃，则反应液由初始温度加热到反应温度需多少时间？（热流体无相变）(非稳态传热) 6. 某单程列管式换热器，其换热管为?25?2 mm的不锈钢管，管长为3m，管数为32根。在该换热器中，用25℃的水将壳程的110℃的某有机蒸汽冷凝成同温度的液体，该有机蒸汽的冷凝传热系数为8.2?103 W/(m2·℃)。水的流量为15000 kg/h，平均比热容为4.18 kJ/(kg·℃)；管壁与水的对流传热系数为1000W/(m2·℃)；不锈钢的导热系数为17 W/(m·℃)。试求： 总传热系数Ko；水的出口温度。 7. 有一加热器，为了减少热损失，在加热器壁的绝热材料。的外面包一层导热系数为0。16W/m℃，厚度为300mm的绝热材料。已测得绝热层外缘温度为此30℃，距加热器外壁250处为75℃，试求加热器外壁面温度为若干？(300℃)

8. 工厂用φ170 ×5mm的无缝钢管输水蒸气。为了减少沿途的损失，在管外包两层绝热材料：第一层为厚30mm的矿渣棉，其导热系数为0.065 W/m℃；第二层为厚30mm的石棉灰，其导热系数为0.21 W/m℃。管内壁温度为300℃；保温层外面温度为40℃。管道长50m.。试求该管道的散热量。(1.42×10W)

9. 为100mm的蒸汽管，外包两层厚度皆为15mm的保温材料，外面一层的导热系数位0.15 W/m℃，里面一层的导热系数为0.5 W/m℃，已知蒸汽管外表面温度为150℃，保温层外表面温度为50℃。求每米管长的热损失为多少？两保温层交界处的温度为多少？(329 W/m，122.5℃)

10. 一套管式换热器，外管尺寸为φ38×2.5mm，内管为25×2.5mm的钢管，冷水在管内以0.3m/s的流速流动。水进口温度20℃，出口40℃，试求管壁对水的对流传热系数。(1640 W/m℃)

11. 石油厂常用渣油废热以加热原油。若渣油初温为300℃，终温为200℃；原油初温为25℃，终温为175℃。试分别求两流体作并流流动及逆流流动时的平均温度差，并讨论计算结果。(104℃，150℃)

12. 200Kg/h的硝基苯由355K冷却至300K，冷却水初温为15℃，终温为30℃，求冷却水用量。又如将冷却的流量増加到3.5m3/s，求冷却水的终温。(26℃)

13. 热器中采用120.85kPa(绝压)的饱和水蒸气加热苯，苯的流量为4500kg/h，从20加热到60。若设备的热损失估计为所需加热量的7%，试求热负荷及蒸汽用量(设蒸汽凝液在饱和温度时排除)。(131.24kg/h) 14. 某管壳式换热器中，用水逆流冷却某石油馏分，换热器的总传热系数为233.6。该馏分的流量为1500kg/h，平均比热为3.35KJ/kg. ℃，要求将它从90℃冷却到40℃。冷却水的初温为15℃，出口温度为55℃。试求：所需传热面积和冷却水用量。(10m2，1500kg/h)

15. 在管长为1m的冷却器中，用水冷却热油。已知两流体并流流动，油由420K冷却到370K，冷却水由285K加热到310K。欲用加长冷却器管子的办法，使油出口温度降至350K。若在两种情况下，油、水的流率、物性常数、进口温度均不变；冷却器除管长外，其它尺寸也不变；忽略热损失。试求管长。(1.66m) 16. 10．现测定套管式换热器的总传热系数，数据如下：甲苯在内管中流动，质量流量为5000 Kg/h，进口温度为80℃，出口温度为50℃；水在环隙中流动，进口温度为15℃，出口为30℃。逆流流动。冷却面积为2.5m2。问所测得的总传热系数为若干？(745 W/m2℃

17. 在一套管式换热器中，内管为φ180 ×10mm的钢管，内管中热水被冷却热水流量为300 Kg/h，进口温

2.

度为，出口为60℃。环隙中冷却水进口温度为50℃，总传热系数 2000 W/m℃。

试求： （1）冷却水用 （2）并流流动时的平均温度差及所需的管子长度；

（3）逆流流动时的平均温度差及所需的管子长度。 (3011.5Kg/h；2.32m；3.0m)

18. 在一传热外表面积为300m2的单程列管式换热器中，300℃的某种气体流过壳方并被加热到430℃，另一种560℃的气体作为加热介质，两气体逆流流动，流量均为1×104Kg/h,平均比热均为1.05 KJ/kg.℃，

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4

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%。(11.3W/m℃)

19. 某列管换热器由φ25×2.5mm的钢管组成。热空气流经管程，冷却水在管间与空气呈逆流流动。已知管内侧空气侧的对流传热系数为50 W/m2?℃，管外水侧的对流传热系数为1000 W/m2?℃，钢的导热系数为

45 W/m?℃。试求基于管外表面积的总传热系数K。若管壁热阻和污垢热阻忽略不计，为提高总传热系数，在其它条件不变的情况下，分别提高不同流体的对流传热系数，即：(1)将管内侧空气侧的对流传热系数提高一倍；(2)将 管外水侧的对流传热系数提高一倍。分别计算K值。(37.2W/m?℃，74W/m?℃，39W/m?℃) 20. 在一单壳程、四管程换热器中，用水冷却热油。冷水在管内流动，进口温度为15℃，出口温度为32℃。热油在壳方流动，进口温度为120℃，出口温度为40℃。热油的流量为1.25kg/s，平均比热为1.9KJ/kg.。

22

若换热器的总传热系数为470 W/m?℃，试求换热器的传热面积。(9.1 m)

21. 质量流量为7000kg/h的常压空气，要求将其温度由20 ℃加热到85 ℃，选用108 ℃的饱和蒸汽作加热介质。若水蒸气的冷凝传热系数为1.0×10W/m?K。定性温度下空气的物性参数：Cp=1.0kJ/kg?℃, μ=1.98×10cP , λ=2.85×10W/m?℃，普兰特准数为0.7。(1)总传热系数。(2) 核算此换热器能否完成此换热任务（已知该换热器为单管程、单壳程、管数为200根，管子规格为φ25×2.5mm，管长为2m，管壁及污垢热阻可忽略）(89.04，能)

22. 有一套管式换热器，内管为φ54×2mm，外管为φ116×4mm的列管，内管中苯被加热，其流速为

0.643m/s，苯的进口温度为50℃，出口温度为80℃，外管中为120℃的饱和水蒸气冷凝，冷凝对流传热系数为1.0×10W/m.K，管壁热阻及污垢热阻均可忽略不计，试求：套管的有效长度。（K值的计算以内管的外壁为基准；苯在定性温度下的物性：Cp=1.86KJ/kg.℃ ρ=880kg/m3 λ=0.134w/m.℃ μ=0.39cP）(14.3m)

23. 在传热面积为20 m的列管式换热器中用温度为20℃，流量为13500 kg/h冷水将某油品从110℃冷却至40℃，冷却水出口温度为50℃。运转一年后，两流体的流量和进口温度均不变，而测得冷却水出口温度降至40℃，经分析是由于污垢积累所至，试计算污垢热阻的增加量。可忽略热损失，水的平均比热4.2KJ/Kg.℃。(0.002m2℃/W)

24. 套管换热器的内管为φ38×2mm的铜管。今以绝对压强为294Kpa的饱和蒸汽将内管内的5000 kg/h氯苯由33℃加热到75℃。现某种原因，氯苯流率减小到1350 kg/h，而进、出口温度不变。如仍在原换热器内进行换热，你将采取什么措施？并计算建议改变的项目。两种流率下氯苯在管内流动均为湍流，但氯苯的物性常数可视为不变。已知冷凝传热膜系数比氯苯传热膜系数数值大得多。氯苯侧污垢热阻可忽略不计。(蒸汽压强降为176.5 Kpa)

25. 一卧式列管换热器，钢质换热管长3m，直径为φ25×2mm。水以0.7m/s的流速在管内流过，并从17℃被加热到37℃，流率为1.25kg/s、温度为72℃烃的饱和蒸汽在管外冷凝成同温度的液体。烃蒸汽的冷凝潜热为315KJ/kg。已测得：蒸汽冷凝系数为800W/ m℃，管内侧热阻为外侧的40%，污垢热阻又为管内侧热阻的70%，试核算换热管的总根数及换热器的管程数。计算时可忽略管壁热阻及热损失。(80，4) 26. 在一油冷却器里，水一单管为100g/s的流量流过得钢管，油以单管为75g/s的流量在管外逆向流动。若管长为2m，油和水的进口温度分别为370K和280K，问油的出口温度为多少？已知油侧的对流传热系数为1700 W/ m2℃、水侧的对流传热系数为2500 W/ m2℃，油的比热为1.9 KJ/Kg.℃(325K)

27. 某列管冷凝器，管内通冷却水，管外为有机蒸气冷凝。在新使用时，冷却水的进出口温度分别为20℃和30℃。使用一段时期后，在冷却水进口温度与流量相同的条件下，冷水出口温度降为26℃。求此时的垢层热阻。已知换热器的传热面积为16.5m，有机蒸气的冷凝温度为80℃，冷却水流量为3.0Kg/s，水的比热为4.2KJ/Kg.K。(12分)

28. 一单壳程单管程列管式换热器，苯在换热器管内流动，流量为1.5kg/S，由80℃冷却到30℃。冷却水在管间和苯作逆流流动，水进口温度20℃，出口温度50℃,已知苯的平均比热为1.9×103J/（kg. ℃）,基于外表面积的总传热系数K为490W/(M2. ℃),换热器的热损失忽略不计，试求：传热速率Q为多少kW?(4分);对流平均温度差为多少℃？（4分）；该列管换热器的传热面积为多少M2 ？（4分） 29. 有一台新的套管换热器，用水冷却油，水走内管，油与水逆流，内管为?19?3mm的钢管，外管为?40?3mm的钢管。水与油的流速分别为1.5m/s及1.1m/s，水的进出口温度为20℃和40℃，油的进口

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温度为100℃，热损失不计，试计算所需要的管长。

水，油和钢在定性温度下的物性常数： 密度（kg/m3） 比热[J/(kg·℃)] 导热系数[W/(m·℃) 水 油 钢 998.2 860 ------- 4138 1900 -------- 0.59 0.15 45.4 粘度[W/(m·K)] 0.001 0.0011 ------- 30. 在一新的套管换热器中，冷却水在φ25×2.5mm的内管中流动以冷凝环隙间的某蒸汽。当冷却水的流速为0.4m/s和0.8m/s时，测得基于内管外表面的总传热系数分别为1200瓦每平方米开尔文和1700瓦每平方米开尔文。水在管内为湍流，管壁的导热系数为45w/m·K。水流速改变后可认为环隙间冷凝的传热膜系数不变，试求：当水的流速为0.4m/s时，管壁对水的对流传热系数为多少？管外蒸汽冷凝的对流传热系数为多少？若操作一段时间后，水流速仍维持0.4m/s，但测得的总传热系数比操作初期下降10%，试分析可能的原因，并论述此时蒸汽的冷凝量是否也下降10%。（13分） 31. 有一套管式换热器，管程走冷空气，温度由15℃加热到105℃，空气的流速为13.2m/s，空气在定性温度下的物性为：密度为1.06kg/m3，比热1.005kJ/(kg.K)，粘度2.01×10-5Pa.s，导热系数0.02893W/(m.K)，普兰特准数0.696，温度为115℃的水蒸汽在环隙冷凝，其对流传热系数1.0×104W/(m2.℃)。套管换热器的内管尺寸为25×2.5mm，不计污垢热阻，求套管换热器的内管管长。 32. 在一套管式换热器中，用水冷却热油。换热器管长为1.5m，两流体作逆流流到，油由150℃冷却到95℃，冷却水由15℃加热到35℃。若用加长冷却器管子的方法，使油出口温度降至65℃。假设在这两种情况下，油和水的流量、物性常数、进出口温度均不变，冷却器除管长外，其它尺寸也不变，忽略热损失，试求管长。

33. 在列管式换热器中，用15℃的冷却水将某溶液从90℃冷却到40℃，该溶液流量为5400kg/h，比热为3.4kJ/(kg·K)，对流传热系数为600W/(m2·K)。冷却水走管程与管外溶液逆流换热，流量为10080kg/h，比热4.16 kJ/(kg·K)，对流 传热系数为1100W/(m2·K)。换热器管束由φ25×2.5mm钢管组成，钢管导热系数

为45W/（m·K），管内、外两侧污垢热阻可略去不计，计算需换热器的传热面积(以So表示)，换热器的热损

失可不计。若该换热器运行一段时间后，只能将溶液冷却到45℃，问此时应采取什么措施才能保证换热要求？ 34. 在列管式换热器中，用饱和水蒸气加热原油。温度为160℃的饱和水蒸气在壳层冷凝排出饱和液体。原油在管程流动，由20℃被加热到106℃。饱和水蒸气的流量为2160kg/h，汽化潜热为2087kJ/kg，对流传热系数为1200W/(m2·K)。原油比热1.6 kJ/(kg·K)，对流 传热系数为400W/(m2·K)。换热器管束由φ25×2.5mm钢管组成，钢管导热系数为45W/（m·K），管内、外两侧污垢热阻及其热损失可略去不计。计算（1）原油的流量；（2）需换热器的传热面积(以So表示)。 35. 在一逆流换热器中，将1.26 kg/s的苯用冷却水从110℃冷却 到40℃，苯的比热为1.7 kJ/(kg·℃)。冷却水走管内,入口温度为18℃，出口温度36℃，水的比热为4.16 kJ/(kg·℃)，换热器由φ25×2.5mm的钢管组成。水和苯的对流传热系数分别为1800 W/(m2·℃)和600 W/(m2·℃),忽略管壁及两侧污垢热阻，不计换热器热损失。求：1.冷却水用量。2.换热器所需换热管总长。

36. 在一列管换热器中将15000kg/h的油品从20℃加热到90℃。油品走管内，管外加热介质为130℃的水蒸汽。换热器由100根φ15×1.5mm、长2m的钢管构成。已知αi＝360W/m2·℃，αo＝12000W/m2·℃，油品的比热为1.9kJ/kg·℃，操作条件下水的汽化潜热为2205kJ/kg，管壁的导热系数为45W/m·℃。若加热蒸汽全部冷凝后在饱和温度下排出，忽略热损失和管壁污垢热阻。试求：

(1) 换热器的热负荷Q＝？

(2) 加热蒸汽消耗量Wh＝？ (3) 总传热系数K＝？

(4) 该换热器能否满足生产任务？

37. 某内管为φ180×10mm的套管换热器中，将流量为3100kg/h的某液态烃从100℃冷却到60℃，其平均比热为2.38kJ/kg.K，冷却水进出口温度分别为40℃和50℃，其平均比热为4.174 kJ/kg.K，并、逆流时的总传热系数K0均为2000W/m.K，试求：

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(1)冷却水用量；

(2)计算两流体分别作并流流动、逆流流动时的平均温度差和管长，并根据计算结果加以讨论。 38. 某内管为φ150×10mm的套管换热器中，将流量为3100kg/h的某液态烃从120℃冷却到60℃，其平均比热为2.38kJ/kg.K，冷却水进出口温度分别为30℃和50℃，其平均比热为4.174 kJ/kg.K，并、逆流时的总传热系数K0均为2000 W/m2.K，试求：

(1)冷却水用量；

(2)两流体作并流流动时的平均温度差和管长；

3两流体作逆流流动时的平均温度差和管长。 39. 用初温为10℃的水在φ25×2.5mm的管子组成的单程列管式换热器内将机油由200℃冷却至100℃，水走管内，油走管间。已知水和机油的质量流量分别为1000 kg/h和1200 kg/h，其比热分别为4.18kJ/kg·K和2.0kJ/kg·K。水侧和油侧的对流传热系数分别为2000W/m·K和250W/m·K，两流体呈逆流流动，忽略管壁和污垢热阻。试计算：

(1) 换热器的热负荷；

(2) 冷却水的出口温度； (3) 总传热系数； (4) 所需传热面积；

(5) 若换热器由15根长3 m的上述换热管组成，说明该换热器是否合用？ 40. 单程列管式换热器由15根φ25×2.5mm、长3 m钢管组成，管内为初温10℃、终温20℃的冷却水，比热为4.18kJ/kg·K；管间为机油，由200℃冷却至100℃。机油的质量流量为1200 kg/h，比热为2.0kJ/kg·K。两流体呈逆流流动，试计算：

(1) 换热器的热负荷；

(2) 所需冷却水的质量流量； (3) 平均温度差； (4) 总传热系数。

41. 在一列管换热器中逆流将15000kg/h的某低粘度油品从20℃加热到80℃。油品走管内，管外加热介质为130℃的水蒸汽冷凝为饱和水。换热器由100根直径为25mm、长6m的薄壁钢管构成。已知αi＝360W/m2·℃，αo＝12000W/m2·℃，油品的比热为1.9kJ/kg·℃。操作条件下水的汽化潜热为2205 kJ/kg。若换热过程的热损失为冷热流体换热量的15%，忽略管壁及污垢热阻。试求：

(1) 加热蒸汽消耗量？

(2) 该换热器能否满足生产任务？

(3) 若其他已知条件不变，将油品的流量提高到17000kg/h，求此时的总传热系数。 五、简答题

1. 三种基本传热方式中，辐射传热与其他两种传热在传热方式上最主要的区别是什么？

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第五章 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

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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。 12. 单位蒸汽消耗量愈________，蒸发装置的经济效益愈好。 13. 蒸发器的传热速率愈大，则生产能力愈________。 14. 多效蒸发中，效数愈多，则单位蒸汽消耗量愈________。 15. 多效蒸发的操作流程有________、________和________。 16. 多效并流蒸发流程适于处理________的溶液。 17. 多效逆流蒸发流程适于处理________的溶液。

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18. 多效平流蒸发流程适于处理________的溶液。

19. 为提高蒸发器的生产能力，可采用________的方法。 20. 提高蒸发器的生产强度的措施有________和________。

21. 加热蒸汽提供的热量用于________、________、________和________。 22. 溶液的流向与蒸汽相同的多效蒸发流程称为 。

23. 杜林规则认为，一定浓度的某溶液在两不同压强下的沸点差与对应压强下水的沸点差的比值为 。 24. 蒸发操作得以实现的主要条件是________________的不断导入，及

________________________________________________。 三、判断题

1. 一般逆流加料法多效蒸发流程适合于粘度随温度和浓度变化较大的溶液的蒸发。 （ ）

2. 杜林规则认为，一定浓度的某溶液在两不同压强下的沸点差与对应压强下水的沸点差的比值为2。

（ ） 3. 一般并流加料法多效蒸发流程适合于粘度随温度和浓度变化较大的溶液的蒸发。 （ ） 4. △’是指由于溶质的存在而引起的温度差损失。 （ ） 四、计算题

1. 常压单效蒸发中，每小时将10000kg的某水溶液从5％浓缩到25％。原料液温度为40十三点，分离

室的真空度为60kPa，加热蒸汽压强为120kPa，蒸发器的管外总传热系数为2000W/(m2.℃)，溶液的平均比热为3.6kJ/(kg.℃)，操作条件下溶液的各种温度差损失为15℃，忽略热损失。求（1）水分蒸发量；（2）加热蒸汽消耗量；（3）蒸发器的传热面积。

2. 进料量为9000kg/h，浓度为1%（质量分率）的盐溶液在40℃下进入单效蒸发器并被浓缩到1.5%。蒸

发器传热面积为39.1平方米，蒸发室绝对压强为0.04MPa（该压力下水的蒸发潜热r'=2318.6kJ/kg），加热蒸汽温度为110℃（该饱和温度下水的蒸发潜热r=2232k J/kg）。由于溶液很稀，假设溶液的沸

点和水的沸点相同，0.04MPa下水的沸点为75.4℃，料液的比热近似于水的比热，Ｃｐ＝

4.174kJ/kg·K。求蒸发量、浓缩液量、加热蒸汽量和加热室的传热系数K。如进料量增加为12000kg/h，传热系数、加热蒸汽压强、蒸发室压强、进料温度和浓度均不变的情况下，蒸发量、浓缩液量和浓缩液浓度又为多少？均不考虑热损失。 五、简答题

1. 蒸发操作得以进行的基本条件是什么？

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化工原理试题库（下册）

第一章 蒸馏

二、 选择题

1. 当二组分液体混合物的相对挥发度为（ ）时，不能用普通精馏方法分离。 A.3.0 B.2.0 C.1.0 D.4.0

2. 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（ ）。 A.60.5kmol/h B.66.7Kmol/h C.90.4Kmol/h D.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（ ）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（ ）。

A.(xW,xW) B(xF,xF) C(xDxD) 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（ ）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（ ）。

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（ ）。 A容易； B困难； C完全； D不完全

8. 设计精馏塔时，若Ｆ、xF、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（ ），塔顶冷凝器热负荷（ ），塔釜再沸器热负荷（ ）。 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______ ，L′/V′______，xD______ ，xW______ 。 A变大， B变小， C不变， D不一定

10. 精馏塔操作时，若Ｆ、xF、q，加料板位置、Ｄ和Ｒ不变，而使操作压力减小，则xD______，xw______。 A变大， B变小， C不变， D不一定

11. 操作中的精馏塔，保持F，xF，q，D不变，若采用的回流比R< Rmin，则x D ______，xw______。

A变大， B变小， C不变， D不一定 12. 恒摩尔流假设是指 。

A 在精馏段每层塔板上升蒸汽的摩尔流量相等 B 在精馏段每层塔板上升蒸汽的质量流量相等 C 在精馏段每层塔板上升蒸汽的体积流量相等

D 在精馏段每层塔板上升蒸汽和下降液体的摩尔流量相等 13. 精馏过程的理论板假设是指 。 A 进入该板的气液两相组成相等 B 进入该板的气液两相组成平衡 C 离开该板的气液两相组成相等 D 离开该板的气液两相组成平衡

14. 精馏过程若为饱和液体进料，则 。

‘’

A.q=1，L=L＇ B.q=1，V=V＇ C.q=1，L=V＇ D.q=1，L=V’

15. 全回流时的精馏过程操作方程式为 。 A y n = x n B y n-1 = x n C y n+1 = x n D y n+1 = x n+1

16. 精馏是分离（ ）混合物的化工单元操作，其分离依据是利用混合物中各组分（ ）的差异。

A、气体 B、液体 C、固体 D、挥发度 E、溶解度 F、温度 17. 精馏过程的恒摩尔流假设是指在精馏段每层塔板（ ）相等。

A、上升蒸汽的摩尔流量 B、上升蒸汽的质量流量

C、上升蒸汽的体积流量 D、上升蒸汽和下降液体的流量 18. 精馏过程中，当进料为饱和液体时，以下关系（ ）成立。

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A、q =0，L =L‘ B、q =1，V =V’

C、q =0，L =V D、q =1，L =L‘

19. 精馏过程中，当进料为饱和蒸汽时，以下关系（ ）成立。 A、q =0，L =L‘ B、q =1，V =V’ C、q =0，L =V D、q =1，L =L‘ 20. 精馏过程的理论板假设是指（ ）。

A、进入该板的气液两相组成相等 B、进入该板的气液两相组成平衡 C、离开该板的气液两相组成相等 D、离开该板的气液两相组成平衡

21. 某二元混合物，若液相组成xA为0.45，相应的泡点温度为t1；气相组成yA为0.45，相应的露点温

度为t2，则（ ）。

A.t1?t2 B.t1?t2 C.t1?t2 D.不能判断

22. 两组分物系的相对挥发度越小，则表示该物系（ ）。 A.容易 B.困难 C.完全 D.不完全 23. 精馏塔的操作线是直线，其原因是（ ）。

A.理论板假定 B.理想物系 C.塔顶泡点回流 D.恒摩尔流假定

24. 分离某两元混合物，进料量为10kmol/h，组成xF为0.6，若要求馏出液组成不小于0.9，则最大的馏

出液量为（ ）。

A.6.67kmol/h B.6kmol/h C.9kmol/h D.不能确定

25. 精馏塔中由塔顶往下的第n-1、n、n+1层理论板，其气相组成关系为（ ）。 A.yn?1?yn?yn?1 B. yn?1?yn?yn?1 C. yn?1??yn?yn?1 D.不确定

26. 在原料量和组成相同的条件下，用简单蒸馏所得气相组成为xD1，用平衡蒸馏得气相组成为xD2，若两种蒸馏方法所得气相量相同，则（ ）。

A. xD1>xD2 B. xD1=xD2 C. xD1

27. 在精馏塔的图解计算中,若进料热状况变化,将使( )。 A.平衡线发生变化 B.操作线与q线变化 C.平衡线和q线变化 D.平衡线和操作线变化

28. 操作中的精馏塔,若选用的回流比小于最小回流比,则( ).

A.不能操作 B. xD、xw均增加 C. xD、xw均不变 D. xD减小、xw增加 29. 操作中的精馏塔，若保持F、xF、xD、xw、V不变，减小xF，则（ ）

A.D增大、R减小 B.D减小、不变 C.D 减小、R增大 D.D不变、R增大

30. 用某精馏塔分离两组分溶液，规定产品组成。当进料组成为时，相应回流比为；进料组成为时，相应

回流比为，若，进料热状况不变，则（ ）。 A.R1R2 D.无法判断

31. 用精馏塔完成分离任务所需的理论板数为8（包括再沸器），若全塔效率为50%，则塔内实际板数为

（ ）。

A.16层 B.12层 C.14层 D.无法确定

32. 在常压下苯的沸点为80.1℃，环己烷的沸点为80.73℃，欲使该两组分混合液得到分离，则宜采用

（ ）。

A.恒沸精馏 B.普通精馏 C.萃取精馏 D.水蒸气精馏

33. 精馏操作中，若将进料热状况由饱和液体改为冷液体进料，而其它条件不变，则精馏段操作线斜率

（ ），提馏段斜率（ ），精馏段下降液体量（ ），提馏段下降液体量（ ）。 A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断

34. 若连续精馏过程的进料热状况参数q=1/3，则其中气相与液相的摩尔数之比为（ ）。 A.1/2 B.1/3 C.2 D.3

35. 直接水蒸气加热的精馏塔适用与（ ）的情况，直接水蒸气加热与间接水蒸

气加热相比较，当x、x、R、q、α、回收率相同时，其所需理论板数要（ ） A.多 B.少 C. 相等 D.无法判断

36. 某精馏塔内，进料热状况参数为1.65，由此可判定物料以（ ）方式进料。 （A）饱和蒸汽 （B）饱和液体 （C）过热蒸汽 （D）冷流体

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‘

37. 两组分的相对挥发度越小，则表示物系分离的越（ ） A.容易 B.困难 C.完全 D.不完全

38. 二元溶液连续精馏计算中，进料热状况的变化将引起以下线的变化： 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 二、填空题

1. 某连续精馏塔中，若精馏段操作线的截距为零，则馏出液流量为__________。

2. 当分离要求和回流比一定时，__________进料的q值最小， 此时分离所需的理论塔板数__________。 3. 蒸馏是指__________________________________的化工单元操作。

4. 在精馏塔实验中，当准备工作完成之后，开始操作时的第一项工作应该是__________________________________。

5. 实现精馏操作的必要条件是_______________和________________________ 。 6. 恒摩尔流假设成立的主要条件是________________________________________。

7. 某精馏塔设计时，若将塔釜由原来间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热，而保持x(F)，D／F，ｑ，Rx(D)不变，则W／F将_______，x(w)将_______，提馏段操作线斜率将_______，理论板数将_______。

8. 在只有一股进料无侧线出料的连续精馏操作中，当体系的压力、进料组成、塔顶、塔底产品组成及回流比一定时，进料状态q值愈大，提馏段的斜率就愈 ，完成相同的分离任务所需的总理论板数就愈 ，故5种进料状态种中， 进料所需的理论板数最少。

9. 直接蒸汽加热与水蒸汽蒸馏虽都是向釜液直接通入蒸汽，但其目的并不相同。前者是_______________ ，而后者_______________。

10. 操作中，若提馏段上升蒸汽量V增加，而回流量和进料状态（Ｆ，xF，q）仍保持不变，则R_____，xD_____，xw_____，L′/V′_____。

11. 操作时，若Ｆ、Ｄ、xF、q，加料板位置、Ｖ不变，而使操作的总压力增大，则xD ________，xW _____ 12. 精馏塔的塔顶温度总低于塔底温度，其原因之一是__________________________，原因之二是_____________________。

13. 精馏塔设计中，回流比越___________所需理论板数越少，操作能耗__________ 。但随着回流比的逐渐增大，操作费用设备费的总和将呈现________变化过程。

14. 恒沸精馏与萃取精馏主要针对________的物系，采取加入第三组分的办法以改变原物系的________。 15. 精馏设计中，当进料为气液混合物，且气液摩尔比为2:3，则进料热状态参数q值等于 。 16. 填料塔用于精馏过程中，其塔高的计算采用等板高度法，等板高度是指 ；填料层高度Z= 。

17. 简单蒸馏与精馏的主要区别是 。 18. 精馏的原理是_______________________________________________。

19. 精馏过程的恒摩尔流假设是指____________________________________________________。

20. 进料热状况参数的两种定义式为q=__________和q=_____________，汽液混合物进料时q值范围_______________。

21. 精馏操作中，当回流比加大时，表示所需理论板数_____________，同时，蒸馏釜中所需的加热蒸汽消耗量_____________，塔顶冷凝器中，冷却剂消耗量__________，所需塔径___________。

22. 精馏设计中，随着回流比的逐渐增大，操作费用_____________，总费用呈现__________________________的变化过程。

23. 精馏操作中，当回流比加大时，表示所需理论板数_____________，同时，蒸馏釜中所需的加热蒸汽消耗量_____________，塔顶冷凝器中，冷却剂消耗量__________，所需塔径___________。

24. 某填料精馏塔的填料层高度为8米，完成分离任务需要16块理论板（包括塔釜），则等板高度（HETP）＝___________。

25. 总压为1atm，95℃ 温度下苯与甲苯的饱和蒸汽压分别为1168mmHg与475mmHg，则平衡时苯的汽相组成＝___________，苯的液相组成＝___________（均以摩尔分率表示）。苯与甲苯的相对挥发度＝___________。

26. 精馏处理的物系是___________________混合物，利用各组分_______________的不同实现分离。吸收处理的物系是_______________混合物，利用各组分_______________的不同实现分离。 27. 精馏操作的依据是 。实现精馏操作的必要条件是 和 。

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28. 气液两相呈平衡状态时，气液两相温度 ，液相组成 气相组成。

29. 用相对挥发度α表达的气液平衡方程可写为 。根据α的大小，可用来 ，若α=1，则表示 。

30. 在精馏操作中，若降低操作压强，则溶液的相对挥发度 ，塔顶温度 ，塔釜温度 ，从平衡角度分析对该分离过程 。

31. 某两组分体系，相对挥发度α=3，在全回流条件下进行精馏操作，对第n、n+1两层理论板（从塔顶往下计），若已知ｙｎ＝０４，则ｙｎ＋１＝ 。全回流操作通常适用于 .或 。

32. 精馏和蒸馏的区别在于 ；平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别在于 。

33. 精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是 和 。

0034. 在总压为101.33kPa，温度为85℃下，苯和甲苯的饱和蒸气压分别为pA则?113.6kPa、pB?46kPa，相对挥发度α= ，平衡时液相组成xA? ，气相组成为yA? 。

35. 某精馏塔的精馏段操作线方程为y?0.72x?0.275，则该塔的操作回流比为 ，馏出液组成为 。

36. 最小回流比的定义是 ，适宜回流比通常取为 Rmin。

37. 精馏塔进料可能有 种不同的热状况，当进料为气液混合物且气液摩尔比为2：3时，则进料热状况q值为 。

38. 在某精馏塔中，分离物系相对挥发度为2.5的两组分溶液，操作回流比为3，若测得第2、3层塔板（从塔顶往下计）的液相组成为x2?0.45、x3?0.4，流出液组成xD为0.96（以上均为摩尔分率），则第3层塔板的气相莫弗里效率为EMV3= 。

xw ，39. 在精馏塔设计这，若保持F、xF、若增加回流比R，则xD ，q、D不变，

L/V 。

40. 在精馏塔设计中，若F、xF、xD、xW及R一定，进料由原来的饱和蒸气改为饱和液体，则所需理论板数NT 。精馏段上升蒸气量V 、下降液体量L ；提馏段上升蒸气量V ，下降液体量L 。

‘’41. 操作中的精馏塔，增大回流比，其他操作条件不变，则精馏段液气比L/V ，提馏段液气比

’L/V ，xD ，xw 。

‘42. 操作中的精馏塔保持F、xF、q、V不变，若釜液量W增加，则xD ，xw ，

L/V 。

43. 在连续精馏塔中，若xF、xD、R、q、D/F相同，塔釜由直接蒸汽加热改为间接蒸汽加热，则所需理论板数NT ，xw 。

44. 恒沸精流与萃取精馏的共同点是 。两者的主要区别是 和 三、计算题

1. 某二元混合液含易挥发组分0.35，泡点进料，经连续精馏塔分离后塔顶产品浓度为0.96，塔底产品浓

度为0.025（以上均为易挥发组分的摩尔分率），设满足恒摩尔流假设，试计算：(1)塔顶产品的采出率D/F为多少？（4分）；(2)如果回流比R为2，请分别求出精馏段、提馏段操作方程。

2. 用一常压连续精馏塔分离苯－甲苯混合液，原料液入塔时其中蒸气量和液体量的千摩尔之比为2:3。

原料液流量为60kmol/h， 料液中含苯50％，所得残液含苯5％，馏出液中含苯98％(以上组成均为摩尔百分率)，苯对甲苯的平均挥发度为2.5，试求：⑴馏出液和残液量？⑵R＝2Rmin时的操作回流比？⑶该操作条件下， 精馏段和提馏段操作线方程式？

3. 在常压精馏塔内分离某理想二元混合物。已知进料量为100kmol/h，进料组成为xF=0.5,塔顶组成为

xD=0.98（均为摩尔分数）；进料为泡点进料；塔顶采用全凝器，泡点回流，操作回流比为最小回流比的1.8倍；气液平衡方程为：y=0.6x+0.43，气相默弗里效率Emv=0.5。若要求轻组分收率为98%，试计

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算：1.塔釜馏出液组成；2.精馏段操作线方程；3.经过第一块实际板气相浓度的变化。

用一连续精馏塔分离由组分A、B组成的理想混合溶液。原料液中含A为0.40，馏出液中含A为0.95（以上均为摩擦分率），已知进料热状况q为0.6，最小回流比为1.50，试求相对挥发度α值？ 用一提馏塔分离某水溶液（双组分体系，水为重组分），原料液量为100kmol/h，泡点进料，进料组成为40％，塔顶蒸汽全部冷凝成液体产品而不回流，其组成为70％（以上组成均为轻组分的摩尔分率）。轻组分回收率为98％，直接用水蒸汽加热。假设塔内为恒摩尔溢流和汽化，操作条件下两组分的平均相对挥发度为4.5，每层塔板用气相表示的单板效率为70％，求釜液组成及从塔顶第二层实际板下降的液相浓度。

用一连续精馏塔在常压下分离苯－甲苯液体混和物。在全浓度范围内，体系的平均相对挥发度为2.5。泡点进料，进料量为100kmol/h。进料中苯含量为0.4(摩尔分率)。规定塔顶产品中苯的含量为0.9，苯的回收率为95％以上。塔顶采用全凝器，泡点回流，回流比取为最小回流比的1.5倍，塔釜采用间接蒸汽加热。求（1）塔底产品浓度；（2）精馏段操作线方程和提馏段操作线方程；（3）从塔顶开始数起，离开第二块板的液相组成（小数点后取三位数）。

苯、甲苯两组分混合物进行常压蒸馏，原料组成X(苯)＝0.7，要求得到组成为0.8的塔顶产品（以上均为摩尔分率），现用以下三种方法操作：连续平衡蒸馏、简单蒸馏（微分蒸馏）、连续蒸馏。在三种情况下，塔顶用一分凝器，其中50%的蒸汽冷凝返回塔顶。出冷凝器的蒸汽与冷凝液体呈平衡。对每种方法进料量均为100kmol/h，问塔顶、塔釜产量各为多少？汽化量为多少？已知α=2.46。

在常压连续精馏塔中，分离苯—甲苯混合液。原料液流量为1000kmol/h，组成为含苯0.4（摩尔分率，下同）泡点进料。馏出液组成为0.9，釜液组成为0.00667，操作回流比为最小回流比的1.5倍，操作条件下平均相对挥发度为2.5，试求：（1）提馏段操作方程 （2）离开第二层理论板（从塔顶往下数）的气相组成y2

在常压连续精馏塔中，分离两组分理想溶液。原料液组成为0.5（摩尔分率，下同）饱和气体进料。馏出液组成为0.9，釜液组成为0.05，操作回流比为最小回流比的2.0倍，操作条件下平均相对挥发度为3.0，试求：（1）提馏段操作线方程 （2）离开第二层理论板（从塔顶往下数）的气相组成y2 . 在常压连续精馏塔中，分离两份理想溶液。原料液组成为0.5（摩尔分率，下同），饱和蒸汽进料，馏出液组成为0.9，釜液组成为0.05。操作回流比为最小回流比的2倍。操作条件下平均相对挥发度为3.0，试求：（1）提馏段操作线方程 （2）离开第二层理论板（从塔顶往下数）的气相组成y2。 试计算压力为101.33KPa，温度为时84℃，苯-甲苯物系平衡时，苯与甲苯在液相和气相中的组成。(xA?0.818 yA?0.92)

苯-甲苯混合液初始组成为0.4（摩尔分率，下同），在常压下加热到指定温度，测得平衡的液相组成x为0.257、汽相组成y为0.456，试求该条件下的液化率。(q=0.281)

2313. 某两组分混合气体，其组成y?0.6（摩尔分率）,通过部分冷凝将蒸汽量中的

流量冷凝为饱和液体，

试求此时的气、液相组成。气液平衡关系为y?0.46x?0.549 (x?0.5085； y?0.783 )

14. 在连续精馏塔中分离两组分理想溶液，原料液流量为75kmol/h，泡点进料。精馏段操作线方程和提馏

段操作线方程分别为y?0.723x?0.263和y?1.25x?0.018 试求精馏段及提馏段的上升蒸汽量。15.

(V?V??142.3kmol/h)

在常压连续精馏塔中，分离含甲醇为0.4（摩尔分率）的甲醇-水混合液。试求进料温度40℃为时得q值。已知进料泡点温度为75.3℃。操作条件下甲醇的汽化潜热为1055KJ/kg、比热为2.68KJ/(kg.℃)；水的汽化潜热为2320KJ/kg，比热为4.19KJ/（kg.℃）。

将含易挥发组分为24%的原料加入一连续精馏塔中，要求馏出液组成为95%，釜液组成为3%（均为易挥发组分的摩尔分率）。已知进入冷凝器中蒸汽量为850kmol/h，塔顶回流液量为670kmol/h，试求塔顶、塔釜产品量及回流比。（D=180kmol/h ； W=608.6kmol/h ； R=3.72）

用板式精馏塔在常压下分离苯－甲苯混合液，塔顶为全凝器，塔釜用间接蒸汽加热，平均相对挥发度为2.47，进料为150kmol/h、组成为0.4（摩尔分率）的饱和蒸汽，回流比为4，塔顶馏出液中苯的回收率为0.97，塔釜采出液中甲苯的回收率为0.95，求：（１）塔顶馏出液及塔釜采出液的组成；（2）精馏段及提馏段操作线方程；（3）回流比与最小回流比的比值。（0.928、0.021；精馏线y=0.8x+0.1856、提馏线y=1.534x-0.0112；R/Rmin=1.4）

在由一层理论板和塔釜组成的精馏塔中，每小时向塔釜加入苯－甲苯混合液100kmol，含苯量为50%（摩尔％，下同），泡点进料，要求塔顶馏出液中含苯量为80%，塔顶采用全凝器，回流液为饱和液体，回流比为3，相对挥发度为2.5，求每小时获得的塔顶馏出液量Ｄ，塔釜排出液量Ｗ及浓度xw。

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（D=17.0kmol/h, W=83.0kmol/h, xW=0.4385）

19. 用精馏分离某水溶液，水为难挥发组分，进料F=1kmol/s，xF=0.2（摩尔分率，下同），以饱和液体

状态加入塔中部，塔顶馏出量D=0.3kmol/s，xD=0.6，R=1.2Rmin，系统a=3，塔釜用饱和水蒸汽直接通入加热。试求：（１）蒸汽通入量;（２）提馏段操作线（V=0.57kmol/s； y= 2.23x-0.0351）

20. 在连续精馏塔中分离二硫化碳和四氯化碳混合液。原料液流量为1000kg/h，组成为0.3（二硫化碳的

质量分率，下同）。若要求釜液组成不大于0.05，馏出液中二硫化碳回收率为88%。试求馏出液流量和组成。（3.58kmol/h; 0.97）

21. 在常压连续精馏塔中，分离两组分理想溶液。原料液组成为0.5（摩尔分率，下同），饱和蒸汽进料。

馏出液组成为0.9，釜液组成为0.05。操作回流比为最小回流比的2倍。操作条件下平均相对挥发度为3。试求：（1）提馏段操作线方程；（2）离开第2层理论板（从塔顶往下计）的气相y2 (y?1.385x?0.0193 ；0.786)

22. 在常压连续精馏塔中，分离两组分理想溶液。已知原料液组成为0.6（摩尔分率，下同），泡点进料，

馏出液组成为0.95，釜液组成为0.04，回流比为2，物系的平均相对挥发度为3.5。塔顶为全凝器。试用逐板计算法计算精馏段所需理论板数。( 2块 )

23. 在连续精馏塔中分离两组分理想溶液。已知原料液组成为0.35（摩尔分率，下同）馏出液组成为0.9，

回流比为最小回流比的1.2倍，物系的平均相对挥发度为2.0，试求以下两种进料状况下的操作回流比（1）饱和液体进料；（2）饱和蒸汽进料。(2.7； 4.79)

24. 在连续精馏塔中分离两组分理想溶液。物系的平均相对挥发度为3.0。塔顶采用全凝器。实验测得塔

顶第一层塔板的单板效率Eml为0.6，且已知精馏段操作线方程为y=0.833x+0.15，试求离开塔顶第二层板的上升蒸汽组成y2(0.825) 25. 在连续精馏塔中分离苯—甲苯混合液。原料液组成为0.4（摩尔分率，下同），馏出液组成为0.95。

气--液混合进料，其中气相占1/3（摩尔数比），回流比为最小回流比的2倍，物系的平均相对挥发度为2.5，塔顶采用全凝器，试求从塔顶往下数第二层理论板的上升蒸汽组成y2(0.899) 26. 实验测得常压精馏塔在部分回流下，精馏段某相邻两板的上升气相组成分别为

yn?0.885,yn?1?0.842。已知物系平均相对挥发度为5，回流比为3.5，馏出液组成为0.95（摩尔分率），试求以气相组成表示的第n层板的单板效率Emv。( 0.5 )

27. 在一常压连续精馏塔中分离由A、B组成的混合液。已知原料液组成为0.3，要求塔顶产品组成为0.9，

釜液组成为0.5（均为A组分的摩尔分率），操作回流比为2.5，试绘出下列进料情况的精馏段操作线和提馏段操作线。（1）q=2；（2）泡点进料；（3）气液混合进料，汽化率为1/2。

28. 在一常压连续精馏塔中，精馏段操作线方程式和q线方程式如下：y?0.75x?0.2075

y??0.5x?1.5xF 试求：（1）回流比；（2）馏出液组成；（3）q值 (R=3 ；xD?0.83；q=1/3)

29. 在一常压连续精馏塔中，分离苯－甲苯混合液。塔顶为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热，泡点进料。物

系的相对挥发度α＝2.47。试计算：（１）全回流时，xD?0.95，第一块塔板上的气相单板效率

Emv?0.7时，求第二块塔板上升蒸汽组成；（２）进料量为180kmol/h，原料组成为0.4时，要求塔

顶苯的回收率为0.96，塔釜甲苯的回收率为0.93时，求xD和xw；（３）若R?1.4Rmin，求R；（４）写出精馏段操作线方程式。(0.916 ； 0.9 ， 0.028； 1.7 ；yn?1?0.638xn?0.326 )

30. 常压连续精馏塔中，分离某双组分理想溶液，原料液在泡点下进料，进料量为150Kmol/h，组成为0.4(摩尔分率，下同)，馏出液组成为0.9，釜残液组成为0.1，操作回流比为3.5，全塔平均相对挥发度为2，塔顶采用全凝器，塔底采用间接蒸汽加热，求：1.塔顶、塔底产品流量，Kmol/h；2.回流比为最小回流比的倍数；3.精馏段上升蒸汽量和提馏段下降液体量，Kmol/h；4.塔顶第二块理论板上下降的液相组成。

31. 将180 kmol/h 含苯0.4 (摩尔分率，下同)的苯—甲苯溶液，在连续精馏塔中进行分离，要求塔顶馏出

液中含苯0.95，釜残液中含苯不高于0.01，进料为饱和液体，回流比R=2，求塔顶、塔底两产品流量及精馏段、提馏段操作线方程式。

32. 在常压连续精馏塔中分离相对挥发度为2.3的苯—甲苯混合液，进料量100kmol/h，且为饱和液体进

料，其中含苯0.4（摩尔分率，下同）。塔顶采用全凝器，泡点回流，塔釜蒸汽间接加热。要求 塔顶馏出液中含苯0.95，塔底釜残液中含苯0.04，回流比取最小回流比的1.4倍。计算（1）塔顶和塔底产品的流量。（2）推导精馏段、提馏段操作方程式。

33. 在常压连续精馏塔中分离相对挥发度为2.3的苯—甲苯混合液，进料量200kmol/h，且为饱和液体进

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料，其中含苯0.4（摩尔分率，下同）。塔顶采用全凝器，泡点回流，塔釜蒸汽间接加热。要求 塔顶馏出液中含苯0.95，塔底釜残液中含苯0.05，回流比取最小回流比的1.5倍。计算（1）塔顶和塔底产品的流量。（2）实际回流比、提馏段上升蒸汽流量及其下降液体流量、塔顶苯的回收率。

34. 在常压连续精馏塔中分离相对挥发度为2.3的苯—甲苯混合液，进料量200kmol/h，且为饱和液体进

料，其中含苯0.4（摩尔分率，下同）。塔顶采用全凝器，泡点回流，塔釜蒸汽间接加热。要求 塔顶馏出液中含苯0.95，塔底釜残液中含苯0.05，回流比取最小回流比的1.5倍。计算（1）塔顶和塔底产品的流量。（2）实际回流比、提馏段上升蒸汽流量及其下降液体流量、塔顶苯的回收率。 连续、常压精馏塔中分离某混合液，要求塔顶产品组成为0.94,塔底产品为0.04（摩尔分率），已知此塔

进料q线方程为y=6x-1.5，采用回流比为最小回流比的1.2倍，混合液在本题条件下的相对挥发度为2，求：1、精馏段操作线方程；2、若塔底产品量W=150kmol/h，求进料量F和塔顶产品量D；3、提馏段操作线方程。 在一连续、常压精馏塔中分离某液态二组元混合液，其中含易挥发组分0.4（摩尔分率，下同），混合液流

量为1000 kmol/h，塔顶采用全凝器，要求塔顶馏出液含易挥发组分0.9,易挥发组分的回收率为90%，泡点进料，回流比取最小回流比的1.5倍，已知相对挥发度α为2.5。

试求：① 塔顶馏出液流量D；② 塔釜残液流量W，组成xw；③ 回流比R及最小回流比Rmin；④ 写出提馏段操作线方程。

苯和甲苯的混合物，其中含苯0.4（摩尔分率，下同），流量为1000 kmol/h，在一连续、常压精馏塔中进

行分离。塔顶采用全凝器，要求塔顶馏出液含苯0.9,苯的回收率为90%，泡点进料，泡点回流，回流比取最小回流比的1.5倍，已知相对挥发度α为2.5;求：1、塔顶馏出液流量D；2、塔釜残液流量W； 3、塔顶第二块理论板上升的蒸汽量V及组成 y2； 4、塔釜上一块理论板下降的液体量L’及组成xm；。 在一常压连续精馏塔中分离某二元混合液，其中含易挥发组分0.4（摩尔分率，下同），汽液混合物进料，流量为100 kmol/h，进料中蒸汽的摩尔流率占总进料量的1/3。塔顶采用全凝器，要求塔顶易挥发组分的回收率为90%，回流比取最小回流比的1.5倍，塔底残液中轻组分组成为0.064。已知相对挥发度α

3

为2.5，提馏段内上升蒸汽的空塔气速为2 m/s，蒸汽的平均分子量为79.1，平均密度1.01kg/m。试求：⒈ 塔顶馏出液中轻组分的流量？⒉ 从塔顶向下第2块理论板上升的气相组成？⒊ 提馏段操作线方程？⒋ 提馏段塔径？

常压连续精馏塔中，分离某双组分理想溶液，原料液在泡点下进料，进料量为150Kmol/h，组成为0.4（摩

尔分率、下同），馏出液组成为0.9，釜残液组成为0.1，操作回流比为3.5，全塔平均相对挥发度为2，塔顶采用全凝器，塔顶采用间接蒸汽加热，求：1）塔顶、塔底产品流量，Kmol/h；2）回流比为最小回流比的倍数；3）精馏段上升蒸汽量和提馏段下降液体量，Kmol/h；4）塔顶第二块理论板上下降的液相组成。

在连续精馏塔中，将含苯0.5（摩尔分率）的笨、甲苯混合液进行分离。已知为饱和蒸汽进料，进料量为

100kmol/h，要求塔顶、塔底产品各为50kmol/h，精馏段操作线方程为y=0.833x+0.15。试求塔顶与塔L?WL?W在连续精馏塔中分离两组分理想溶液，原料液流量为100kmol/h，组成为0.3（易挥发组分摩尔流率），

其精馏段和提馏段操作线方程分别为y?0.714x?0.257 （1） y?1.686x?0.0343 （2）

底产品的组成，以及提馏段操作线方程。（提示：提馏段操作线方程为y?'L''x?'W'xw）

试求：（1）塔顶流出液流量和精馏段下降液体流量（kmol/h）；（2）进料热状况参数q。 在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液，原料液组成为0.4（苯摩尔分率，下同），馏出液组成为0.97，釜

残液组成为0.04，试分别求以下三种进料热状况下的最小回流比和全回流下的最小理论板数。20℃下冷液体；饱和液体；饱和气体。 假设操作条件下物系的平均相对挥发度为2.47。原料液的泡点温度为94℃，原料液的平均比热容为1.85kJ/（kg.℃），原料液的汽化热为354kJ/kg。

在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液，原料液的流量为100，泡点下进料，进料组成为0.4苯摩尔分率，

下同）。回流比取为最小回流比的1.2倍。若要求馏出液组成为0.9，苯的回收率为90%，试分别求出泡点下回流时的精馏段操作线方程和提馏段操作线方程。物系的平均相对挥发度为2.47。 用一连续精馏塔分离苯—甲苯的混合液，进料量为100kmol/h，原料液中含苯0.4，塔顶馏出液中含苯0.95，

塔底馏出液中含苯0.1（以上均为摩尔分率），原料液为汽液混合进料，其中蒸汽占1/3（摩尔比）。苯—甲苯的平均相对挥发度为2.5，回流比为最小回流比的2倍，塔顶采用全凝器，塔釜间接蒸汽加热。试求：每小时馏出液及釜残液量；原料液中汽相及液相组成；回流比；每小时塔釜产生的蒸汽量及塔顶回流的液体量；离开塔顶第二层理论板的蒸汽组成；离开塔釜上一块理论板的液相组成。

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苯和甲苯的混合物，其中含苯0.4（摩尔分率，下同），流量为1000kmol/h，在一连续精馏塔中进行分

离。塔顶采用全凝器，要求塔顶流出液含苯0.9，苯的回收率为0.9，泡点进料，回流比取最小回流比的1.5倍。已知相对挥发度α为2.5。求：塔顶流出液流量D；塔釜残液流量W；精馏段上升的蒸汽

‘量V及提馏段下降的液体量L。

某分离苯﹑甲苯的精馏塔进料量为1000kmol/h，浓度为0.5。要求塔顶产品浓度不低于0.9，塔釜浓度不

大于0.1（皆为苯的摩尔分率），泡点液相进料，间接蒸汽加热，回流比为2。当满足以上工艺要求时，塔顶﹑塔底产品量各为多少？塔顶产品量能达到560kmol/h吗？采出最大极限值是多少？当塔顶产品量为535kmol/h时，若要满足原来的产品浓度要求，可采取什么措施？做定性分析。 分离苯﹑甲苯的精馏塔有10块塔板，总效率为0.6，泡点液相进料，进料量为1000kmol/h，其浓度为0.175，

要求塔顶产品浓度为0.85，塔釜浓度为0.1（皆为苯的摩尔分率）。试求：1、该塔的操作回流比为多少？有几种解法？试对几种解法进行比较。2、用该塔将塔顶产品浓度提高到0.99是否可行？若将塔顶产品浓度提高到0.88，可采取何种措施？对其中较好的一种方案进行定性和定量分析。3、当塔顶产品浓度为0.85时，最小回流比为多少？4、若塔顶冷凝水供应不足，回流比只能是最小回流比的0.9倍，该塔还能操作吗？5、若因回流管道堵塞或回流泵损坏，时回流比为0，此时塔顶及塔釜的组成和流量分别为多少？（设塔板效率不下降）。 用一连续精馏塔分离苯—甲苯的混合液，进料量为100kmol/h，原料液中含苯0.4，塔顶馏出液中含苯0.95，

塔底馏出液中含苯0.1（以上均为摩尔分率），原料液为汽液混合进料，其中蒸汽占1/3（摩尔比）。苯—甲苯的平均相对挥发度为2.5，回流比为最小回流比的2倍，塔顶采用全凝器，塔釜间接蒸汽加热。试求：

每小时馏出液及釜残液量； 原料液中汽相及液相组成； 回流比；

每小时塔釜产生的蒸汽量及塔顶回流的液体量； 离开塔顶第二层理论板的蒸汽组成；

离开塔釜上一块理论板的液相组成。

精馏塔采用全凝器，用以分离苯和甲苯组成的理想溶液，进料状态为汽液共存，两相 组成如下：xF=0.5077，yF=0.7201。

(1) 若塔顶产品组成xD=0.99，塔底产品的组成为xW=0.02，问最小回流比为多少？塔底产品的纯度如何保证?

(2) 进料室的压强和温度如何确定。

(3) 该进料两组份的相对挥发度为多少?

(Rmin=1.271，通过选择合适的回流比来保证；?=2.49)．

常压连续操作的精馏塔来分离苯和甲苯混和液，已知进料中含苯0.6(摩尔分数)，进料状态是汽液各占一半

(摩尔数)，从塔顶全凝器取出馏出液的组成为含苯0.98(摩尔分数)，已知苯—甲苯系统在常压下的相对挥发度为2.5。试求：

（1）进料的汽液相组成；(2)最小回流比。 (液相0.49；汽相0.71；Rmin=1.227) 最小回流比与理论板数

用一连续精馏塔分离苯—甲苯混合液，原料中含苯0.4，要求塔顶馏出液中含苯0.97，釜液中含苯0.02(以上均为摩尔分数)，R=4。求下面两种进料状况下最小回流比Rmin。及所需理论板数：(1)原料液温度为25℃；(2)原料为汽液混合物，汽液比为3 ：4。已知苯—甲苯系统在常压下的相对挥发度为2.5。 (Rmin=1.257，NT=10，第5块加料；Rmin =2.06，NT=11，第6块加料) 物料恒算：

1kmol/s的饱和汽态的氨—水混合物进人一个精馏段和提馏段各有1块理论塔板的精馏塔分离，进料中氨的组成为0.001(摩尔分数)。塔顶回流为饱和液体，回流量为1.3kmol/s，塔底再沸器产生的汽相量为0.6kmol/s。若操作范围内氨—水溶液的汽液平衡关系可表示为y=1.26x，求塔顶、塔底的产品组成。 (xD=1.402?10-3， xW=8.267?10-4) 操作线方程

一连续精馏塔分离二元理想混合溶液，已知精馏段某层塔板的气、液相组成分别为0.83和 0.70，相邻上层塔板的液相组成为0.77，而相邻下层塔板的气相组成为0.78(以上均为轻组分A的摩尔分数，下同)。塔顶为泡点回流。进料为饱和液体，其组成为0.46。若已知塔顶与塔底产量比为2／3，试求：

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(1)精馏段操作线方程； (2)提馏段操作线方程。

(精馏段3y=2x+0.95；提馏段3y=4.5x-0.195) 综合计算：

某一连续精馏塔分离一种二元理想溶液，已知F=10kmol/s，xF=0.5，q=0，xD=0.95,xW=0.1， (以上均为摩尔分率)，系统的相对挥发度?=2，塔顶为全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热，且知塔釜的汽化量为最小汽化量的1.5倍。试求：

(1) 塔顶易挥发组分的回收率; (2) 塔釜的汽化量;

(3) 第二块理论板的液体组成(塔序由顶部算起) 。 (?=89.5％；V’=11.07kmol/s; x2=0.843) 热状况参数与能耗

某苯与甲苯的混合物流量为100kmol／h，苯的浓度为0.3(摩尔分率，下同)，温度为20℃，采用精馏操作对其进行分离，要求塔顶产品浓度为0.9，苯的回收率为90％，精馏塔在常压下操作，相对挥发度为2.47，试比较当N??时，以下三种工况所需要的最低能耗(包括原料预热需要的热量)： (1) 20℃加料；

(2) 预热至泡点加料； (3) 预热至饱和蒸汽加料。

已知在操作条件下料液的泡点为98℃，平均比热容为161.5J/kmol.K，汽化潜热为32600J/mol。 (977.1kW；1110.6kW； l694.7kW)

用一连续操作精馏塔在常压分离苯—甲苯混合液，原料含苯0.5（摩尔分率，下同），塔顶馏处液含苯0.99，

塔顶采用全凝器，回流比为最小回流比的1.5倍，原料液于泡点状态进塔，加料板上的液相组成与进料组成相同.泡点为92.3¤，求理论进料板的上一层理论板的也相组成。苯的饱和蒸汽压可以用安托尼公式计算。 0

Logp=A-B/（t+C），A=6.91210，B=1214.645，C=221.205

有苯和甲苯混合液，含苯0.4，流量1000kmol/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，取回流比为最小回流比的1.5倍。已知塔内平均相对挥发度为2.5。试求： （1）、塔顶产品流量D；（2）、塔底釜残液流量W与组成；（3）、最小回流比；（4）、精馏段操作线方程；（5）、提馏段操作线方程（6）、若改用饱和蒸汽进料，仍用（4）中所用的回流比，所需理论板数为多少？ 某双组分混合液，重组分为水。设计时先按如下流程安排（图中实线），塔釜采用饱和蒸汽直接加热。塔

顶全凝器，泡点回流。系统符合恒摩尔流假定，相对挥发度为2。且知：F=100kmol/h，q=0，xF=0.4（摩尔分率，下同），xD=0.95，xw=0.04，S=60kmol/h。试求：（1）、塔顶轻组分的回收率；（2）、若保持S、F、xF、q、xD、xW不变，设计时在塔上部有侧线抽出（如虚线所示），抽出液量为θ，kmol/h，组成xθ=0.6，则该塔的最小回流比为多少？

拟设计一常压连续精馏塔以分离某易挥发组分为40%（摩尔百分率，下同），流量为100kmol/h的料液，

要求馏出液组成为92%，回收率为90%，料液为泡点进料，回流比为最小回流比的1.5倍，全塔效率为0.7，料液的相对挥发度为3。试求：（1）、完成分离任务所需的实际塔板数及实际加料板位置；（2）、若F、xF、NP不变，欲提高此物系易挥发组分的回收率，试定性说明可采用的措施有那些？

22、用一连续精馏塔分离苯与甲苯混合液，原料液中含苯0.40，塔顶馏出液中含苯0.95（以上均为摩尔分率），原料液为汽液混合进料，其中蒸汽占1/3（摩尔分率），苯—甲苯的平均相对挥发度为2.5，回流比为最小回流比的2倍，试求： （1）、原料液中汽相与液相的组成；（2）、最小回流比；（3）、若塔顶采用全凝器，求从塔顶往下数第二块理论板下降的液相组成。

某一正在操作的连续精馏塔，有塔板15块，塔顶为全凝器，用于分离苯-甲苯混合液，料忒中含苯35%，

泡点进料，馏出液含苯97%，残液含苯5%（以上皆为摩尔百分率）试求：（1）、最小回流比；（2）、如采用回流比R=4.3，求理论板数及全塔效率；（3）、如果单板效率等于全塔效率，求提馏段最下一块板上升蒸汽组成。

某精馏塔用于分离苯-甲苯混合液，泡点进料，进料量为30kmol/h，进料中苯的摩尔分率为0.5，塔顶、塔

低产品中苯的摩尔分率分别为0.95和0.10，采用回流比为最小回流比的1.5倍，操作条件下可取平均相对挥发度为2.4。（1）、塔顶、塔底的产品量；（2）、若塔顶设全凝器，各塔板可视为理论板，求离开第二板的蒸汽和液体组成。

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有一二元理想溶液，在连续精馏塔中精馏。原料掖组成为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，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；（4）若全塔平均相对挥发度为3.0，塔顶第一块板的液相莫弗里效率为0.6，求离开塔顶第二块板的汽相组成。

用一连续精馏塔分离二元理想溶液，进料量为100kmol/h，进料组成为0.4（摩尔分率，下同），馏出液组

成为0.9，残液组成为0.1，相对挥发度为2.5，饱和蒸汽进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。试求：（1）馏出液及残液量；（2）最小回流比；（3）操作回流比为3时，塔釜每小时产生的蒸汽量为多少？（4）塔釜上一块理论板液相组成为多少？（5）计算第（3）问时做了什么假定？ 用一连续精馏塔分离二元理想溶液，进料量为100kmol/h，进料组成为0.5（摩尔分率，下同），馏出液组

成为0.95，残液组成为0.0.05，相对挥发度为2.5，泡点进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。操作回流比为1.61，求：（1）馏出液及残液量；（2）提馏段上升蒸汽量；（3）提馏段操作线方程；（4）最小回流比。

用一连续精馏塔分离苯与甲苯混合液，原料液中含苯0.44，塔顶馏出液中含苯0.96（以上均为摩尔分率），

原料液为汽液混合进料，其中周期占1/2（摩尔分率），苯—甲苯的平均相对挥发度为2.5，回流比为最小回流比的1.5倍，试求：（1）、原料液中汽相与液相的组成；（2）离开塔顶第二块板的汽相组成； 用一连续精馏塔分离二元理想溶液，进料量为10kmol/h，进料组成为0.4（摩尔分率，下同），馏出液组成

为0.6，易挥发组成的回收率为90%，相对挥发度为2.0，饱和蒸汽进料，回流比为最小回流比的2倍。塔顶冷凝器为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。试求：（1）馏出液及残液量；（2）最小回流比；（3）第一块塔板下降的液体组成为多少？（4）精馏段上升的蒸汽量与提馏段下降的液体量各为多少？ 用一连续精馏塔分离苯与甲苯混合液，泡点进料，塔顶馏出量为75kmol/h（绝压），查得此压强下水蒸气

的汽化潜热为511kcal/kmol，在塔釜温度下釜液的汽化潜热为10000kcal/kmol，精馏段操作线方程为y=0.72x+0.25。试求：（1）加热蒸汽消耗量；（2）离开塔顶第二层理论板的蒸汽组成。

第二章 吸收 一、选择题

1. 吸收操作的依据是（ ）。 A.挥发度差异 B.溶解度差异 C.温度差异 D.密度差异

2. 在逆流吸收塔中，增加吸收剂用量，而混合气体的处理量不变，则该吸收塔中操作线方程的斜率会

_________。

A.增大 B.减小 C.不变 D.不能确定

3. 在吸收系数的准数关联式中，反映物性影响的准数是（ ） A.Sh B.Re C.Ca D.Sc 4. 已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.35kPa、E2=1.1kPa、E3=0.65kPa则（ ） A.t1t2 C.t3 t2

5. 在吸收塔中，随着溶剂温度升高，气体在溶剂中的溶解度将会______。 A.增加 B.不变 C.减小 D.不能确定 6. 下述说明中正确的是_________。 A.用水吸收氨属液膜控制

B.常压下用水吸收二氧化碳属难溶气体的吸收，为气膜阻力控制 C.用水吸收氧属难溶气体的吸收，为气膜阻力控制

D.用水吸收二氧化硫为具有中等溶解度的气体吸收，气膜阻力和液膜阻力都不可忽略 7. 下述说法错误的是________。

A.溶解度系数H很大，为易溶气体 B.亨利系数E值很大，为易溶气体 C.亨利系数E值很大，为难溶气体 D.相平衡系数m值很大，为难溶气体

8. 扩散系数D是物质重要的物理性质之一， 下列各因数或物理量与扩散系数无关的是 ( )。 A.扩散质和扩散介质的种类 B.体系的温度 C.体系的压力 D.扩散面积 9. 吸收塔的操作线是直线，主要基于如下原因（ ）。

A 物理吸收 B 化学吸收 C 高浓度物理吸收 D 低浓度物理吸收 10. 吸收操作的作用是分离（ ）。

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A 气体混合物 B 液体混合物 C 互不相溶的液体混合物 D 气液混合物

11. 通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，则下列那种情况正确（ ）。 A. 回收率趋向最高 B. 吸收推动力趋向最大 C. 操作最为经济 D. 填料层高度趋向无穷大

12. 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 D .气相主体的涡流扩散阻力

13. 根据双膜理论，当被吸收组分在液体中溶解度很小时，以液相浓度表示得传质总系数KL ( ) A.大于液相传质分系数k L B. 近似等于液相传质分系数k L C. 大于气相传质分系数k G D. 近似等于气相传质分系数k G

14. 对某一汽液平衡物系，在总压一定时，温度升高，则亨利系数（ ） A.变小 B.增大 C.不变 D.不确定

15. 吸收是分离（ ）混合物的化工单元操作，其分离依据是利用混合物中各组分（ ）的差

异。

A、气体 B、液体 C、固体 D、挥发度 E、溶解度 F、温度 16. 为使吸收过程易于进行，采取的措施是 。 A 加压升温 B 加压降温 C 减压升温 D 减压降温

17. 吸收速率方程式中各吸收系数之间的关系是 。

A （KG）-1 = （kG）-1 +（H kL）-1 B （KG）-1 = （H kG）-1 +（ kL）-1

-1-1-1-1-1-1

C （KG） = （kG） +（m kL） D （KG） = （m kG） +（kL） 18. 根据双膜理论，在气液接触界面处 。 A p i = c i B p i ＞ c i C p i ＜ c i D p i = c i/H

19. 物质在空气中的分子扩散系数随压强的增大而（ ），随温度的升高而（ ）。

A 增大 B 不变 C 减小 D 无法判断 20. 根据双膜理论，在气液接触界面处（ ）。

A、气相组成小于液相组成 B、气相组成大于液相组成 C、气相组成等于液相组成 D、气相组成与液相组成平衡 21. 为使操作向有利于吸收的方向进行，采取的措施是（ ）。

A、加压和升温 B、减压和升温

C、加压和降温 D、减压和降温

22. 吸收是分离（ ）混合物的化工单元操作，其分离依据是利用混合物中各组分（ ）的差

异。

A、气体 B、液体 C、固体 D、挥发度 E、溶解度 F、温度

23. 对难溶气体的吸收过程，传质阻力主要集中于（ ）。

A、气相一侧 B、液相一侧 C、气液相界面处 D、无法判断 24. 在吸收过程中，（ ）将使体系的相平衡常数m减小。

A、加压和升温 B、减压和升温

C、加压和降温 D、减压和降温 25. 对难溶气体的吸收过程，传质阻力主要集中于（ ）。

A、气相一侧 B、液相一侧 C、气液相界面处 D、无法判断

26. 实验室用水吸收空气中的二氧化碳，基本属于（ ）吸收控制，其气膜阻力（ ）液

膜阻力。

①A.汽膜 B.液膜 C.共同作用 D.无法确定 ② A.大于 B.小于 C.等于 (D.无法确定 27. 在双组分理想气体混合物中，组分A的扩散系数是（ ）。

A.组分A的物质属性 B.组分B的物质属性 C.系统的物质属性 D.仅取决于系统的状态

28. 含低浓度溶质的气液平衡系统中，溶质在气相中的摩尔组成与其在液相中的摩尔组成的差值为

（ ）。

A.负值 B.正值 C.零 D.不确定 29. 某吸收过程，已知气膜吸收系数kY为2kmol/（m2.h），液膜吸收系数kX为4 kmol/（m2.h），由此判断

该过程为（ ）。

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A.气膜控制 B.液膜控制 .C.不能确定 D.双膜控制

30. 含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作，若进塔气体的流量增大，其他操作条件不变，则

对于气膜控制系统，起出塔气相组成将（ ）。

A.增加 B.减小 C.不变 D.不确定

31. 含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作，若进塔液体的流量增大，其他操作条件不变，则

对于气膜控制系统，起出塔气相组成将（ ）。

A.增加 B.减小 C.不变 D.不确定

32. 在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力（以气相组成表示）为（ ）。 A，Y-Y* B.Y*-Y C.Y-Yi D.Yi-Y

33. 在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若将进塔液相组成X2增大，其它操作条件不变，则气相总

传质单元数NOG将（ ），气相出口浓度将（ ）。

A.增加 B.减小 C.不变 D.不确定

34. 在逆流吸收塔中当吸收因数A〈1，且填料层高度为无限高时，则气液平衡出现在（ ）。

A.塔顶 B塔上部 C.塔底 D.塔下部

35. 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。当将进塔气体组成Y1增

大，其他操作条件不变，起出塔气相组成Y2将（ ），吸收率φ（ ）。 A.增加 B.减小 C.不变 D.不确定 二、填空题

1. 在吸收单元操作中， 计算传质单元数的方法很多，其中，采用对数平均推动力法计算总传质单元数

法的前提条件是 。

2. 吸收操作是吸收质从_______转移到_______的传质过程。在吸收操作中压力____________，温度

________将有利于吸收过程的进行。

3. 吸收是指____________________________________的化工单元操作。

4. 逆流吸收操作中，当气体处理量及初、终浓度已被确定，若减少吸收剂用量，操作线的斜率将____，

其结果是使出塔吸收液的浓度_______， 而吸收推动力相应_________。

5. 用亨利系数E表达的亨利定律表达式为_______________.在常压下,20℃时, 氨在空气中的分压为

69.6mmHg, 与之平衡的氨水浓度为10(kg NH3 (100kg) -1H2O).此时亨利系数E=________,相平衡常数m=______.

6. 对于难溶气体，吸收时属于 控制的吸收，强化吸收的手段是 。

7. 吸收操作中，温度不变，压力增大，可使相平衡常数 ，传质推动力 。

8. 某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用

常数表示，而操作线的斜率可用 表示。

9. 吸收是指 的过程，解吸是指 的过程。

10. 溶解度很大的气体，吸收时属于 控制，强化吸收的手段

是 。 11. 在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将 ，

操作线将 平衡线。

12. 吸收因数A可以表示为______，它在Y—X图上的几何意义是_________________________。

13. 在一逆流吸收塔中，若吸收剂入塔浓度下降，其它操作条件不变，此时该塔的吸收率 ，塔

顶气体出口浓度 。

14. 在低浓度难溶气体的逆流吸收塔中，若其他条件不变而入塔液体量增加，则此塔的液相传质单元数

N(l)将_______，而气相总传质单元数NOG将_______，气体出口浓度ｙ(a)将_______。

15. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数 ，相平衡常数m ，溶解度系数H （增加、减少、不变）。

16. 在一逆流吸收塔中，吸收剂温度降低，其它条件不变，此时塔顶气体出口浓度 出塔溶液组

成 。

17. 对易溶气体的吸收过程，阻力主要集中于 。 18. 若传质总系数与分系数之间的关系表示为

1KG?33

1HkL?1kG,则其中的

1kG表示____________，当

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____________项可以忽略时表示该吸收过程为气膜控制。 19. 若传质总系数与分系数之间的关系表示为

1KL?1kL?HkG,则其中的

1kL表示____________，当

____________项可以忽略时表示该吸收过程为液膜控制。

20. 传质单元数NOG反映_________________________________,分离任务所要求的液体浓度变化越

_______________,过程的平均推动力越______________,所需的传质单元数NOG 越大。

21. 在填料塔中用水吸收氨。欲提高吸收速率，增大 相的流量比增大另一相的流量更有效。

22. 在低浓度溶质的气液平衡系统，当总压操作降低时，亨利系数E将 ，相平衡常数m将 ，溶解度系数H将 。

23. 亨利定律表达式p*?Ex，若某气体在水中的亨利系数E值很小，说明该气体为 气体。 24. 亨利定律表达式p*?cH，若某气体在水中的亨利系数H值很大，说明该气体为 气体。

25. 在吸收过程中，KY和ky是以 和 为推动力的吸收系数，它们的单位

是 。 26. 若总吸收系数和分吸收系数间的关系可表示为

项可忽略时，表示该过程为气膜控制。

2/m.h.atm）27. 在1atm、20℃下某低浓度气体被清水吸收，若气膜吸收系数kG?0.1kmol（，液膜吸收

1KG?1kG?1HkL，其中

1kG表示 ，当

23系数为kL?0.25kmol（/m.h.atm），溶质的溶解度系数H?150kmol（/m.atm），则该溶质为

2气体，气相总吸收系数KY? kmol（。 /m.h）28. 一般而言，两组分A、B的等摩尔相互扩散体现在 单元操作中，而组分A在B中单向扩散体

现在 单元操作中。

29. 在吸收过程中，若降低吸收剂用量，对气膜控制体系，体积吸收总系数KY?值将 ，对液膜控制物系，体积吸收总系数KY?值将 。

30. 双膜理论是将整个相际传质过程简化为 。

31. 吸收塔的操作线方程和操作线是通过 得到的，它们

与 、 和 等无关。

32. 在吸收过程中，若减小吸收剂的用量，操作线的斜率 ，吸收推动力 。

（33. 在吸收过程中，物系平衡关系可用Y*?mX表示，最小液气比的计算关系式

LV）min=。

34. 某吸收过程，用纯溶剂吸收混合气体中的溶质组分A，混合气进塔组成为0.1，出塔组成为0.02（均

为摩尔比），已知吸收因数A为1，若该吸收过程所需理论板数为4层，则需传质单元数为 。 三、计算题

1. 在填料塔内用清水逆流吸收空气和氨混合气中的氨，惰性气体的处理量为50kmol/h，进塔气体浓度

Y1=0.04(比摩尔分率)，要求氨的回收率为90%，吸收剂用量是最小用量的1.5倍。操作条件下平衡关系为Y*=0.8X，气相传质单元高度H0G为0.8m，气相传质单元数NoG为4.6，试求：(1)吸收剂用量为多少kmol/h?；(2)出塔液体浓度X1为多少？；(3)填料层高度为多少m?

2. 吸收塔中用清水吸收混合气体中的SO2，气体与水逆流接触， 气体(标准状态)流量为5000m3/h，其

中SO2(体积分数)为10％，要求SO2的吸收率为95％，塔的操作条件为293K及101.3KPa，在此条件下，SO 2在二相间的平衡关系可近似的表示为Y*=26.7X，试问：取用水量为最小用水量的1.5倍时，用水量应为多少？

3. 某吸收塔填料层高4m，用水吸收尾气中的有害成分A。在此情况下，测得的浓度如

图所示。已知平衡关系为Y=1.5X。求(1)气相总传质单元高度；(2)操作液气比为最小液气比的多少倍？(3)由于法定排放浓度规定ｙ(2)必须小于0.002，所以拟将填料层加高。若液气比不变，问填料层应加高多少？(4)画出填料加高前后吸收操作线的示意图。

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4. 某厂现有一直径为1.2m、填料层高度为5.4m的吸收塔，用来吸收某气体混合物中的溶质组分。已知

操作压力为300kpa、温度为30℃；入塔混合气体中溶质的含量为5%（体积%），要求吸收率不低于95%；吸收剂为纯溶剂，出塔溶液的浓度为0.0152（摩尔比）；操作条件下的平衡关系为：Y-2.16X（X、Y均为摩尔比），总体积吸收系数Kya为65.5kmol/m^3*h。试计算：（1）吸收剂用量是最小用量的多少倍；（2）该吸收塔的年处理量（m^3混合气/年）。注:每年按7200工作时间计 5. 某混合气含溶质A 3%（摩尔分率），在常压下用清水逆流吸收，回收率为99%，已知在操作条件下平

23

衡关系为 Y=2.0X，混合气体流率为G=0.03kmol/(m·s)，气相体积传质系数为KYa=0.04kmol/(m·s) 。如果取液气比为最小液气比的1.5倍 试求：1.气相总传质单元数； 2.填料层高度。

6. 汽液逆流通过一填料吸收塔，入口气体中溶质氨的浓度为10g/Nm3，溶质的回收率为98％，用清水作

吸收剂，吸收剂的用量为380kmol/h，是最小吸收剂用量的1.4倍，操作压力为101.kPa，相平衡关系为Y=1.3X，求该塔混和气体的处理量及总传质单元数。

7. 在常压逆流填料吸收塔中，用清水吸收焦炉气中氨，焦炉气处理量为500标准m3/h，进塔气体组成y1

为0.0132（摩尔分率）。氨的回收率为0.99。水的用量为最小用量的1.5倍。焦炉气入塔温度为30℃，空塔气速为1.1m /s 。操作条件下平衡关系为Y* =1.2X（X ,Y 为摩尔比）。气相体积总吸收系数KY a

3

为200 kmol /m.h，试求：（１）气相总传质单元数NOG ；（２）填料层高度Z。

8. 在常压操作的填料吸收塔中，用清水吸收焦炉气中的氨。焦炉气处理量为6000m3(标准)/h，进塔气体

中氨的含量为3%（摩尔分率），氨的吸收率为98%，水的用量为最小用量的1.6倍，操作条件下的平

*

衡关系为 Y=1.2X，气相总传质单元高度为0.65m 。 试求：（1）出塔溶液的组成 （2）填料层高度

3

9. 吸收塔处理1500m混合气，其中含溶质组分A 1.5kmol ,操作温度25℃，压强为105KPa，试求混合

气中组分A的摩尔分率y和摩尔比Y（y＝0.0236, Y=0.0242）。

10. 已知在101.33kPa 及20℃时，测得氨在水中的平衡数据为：溶液上方氨平衡分压为0.8kPa ，气体在

液体中溶解度为1g (NH3)/100g (H2O) 。试求溶液的亨利系数E 、平衡常数m 以及溶解度系数H 。假定该溶液服从亨利定律(E =76.3kPa m =0.076 H =0.728kmol /kN.m ) 。

11. 常压、25℃下某已知体系的平衡关系符合亨利定律，亨利系数E为

压为0.54大气压的混合气体分别与三种溶液接触：①溶质A浓度为

大气压，溶质A的分的水溶液；②溶质

A浓度为 的水溶液；③溶质A浓度为 的水溶液。试判断上述三种情况下溶质A在二相间的转移方向。

12. 在常压逆流吸收塔中，以清水吸收空气～氨气混合气中的氨气。已知进塔气体中含NH3 5%，出塔气

体中含NH30.5%（以上均为体积%），出塔液体中NH3组成为0.01（摩尔分率），气液平衡关系为Y =2.5X （式中X, Y 为摩尔比），试求塔顶和塔底处以ΔY 表示的气相推动力(ΔY1=0.0273 ΔY2=0.00526)。

13. 在常压逆流操作的吸收塔中，用清水吸收混合气体中溶质A 。已知操作温度为30℃，混合气体处理

量为1000m3 /h ，进塔气体中组分A 的体积分率为0.05，吸收率为90%，清水用量为120kmol/h ，试求塔底吸收液的组成。(X1 =0.015) 14. 在逆流吸收塔中，进塔气相组成Y1=0.01（摩尔比），吸收率为99%，操作条件下相平衡关系为Y =1.0X

（式中X ，Y 为摩尔比），试求下列情况下的气相总传质单元数NOG ；（1）进塔液相为纯溶剂，

LV=1.25； （2）进塔液相为纯溶剂，

LV=1.0。 ( (1) NOG=15 (2) NOG=99 )

15. 在逆流操作的填料塔中，用清水吸收空气中得氨，要求氨的回收率为0.99，已知吸收塔中填料层高度

为4.5m ，实际的吸收剂用量为最小用量的1.4倍，操作条件下的平衡关系可表示为Y =m X （Y ，X 为摩尔比）试求填料塔的气相传质单元高度。(HOG=0.374m )

16. 在逆流填料吸收塔中，用清水吸收空气---氨气混合气中得氨气。进塔气体组成为Y1=0.026(摩尔比，

33

下同)，出塔气体组成Y2=0.0026 ，混合气体流量为100标准m/h ，清水用量为0.1 m/h。操作压力为0.95atm ，亨利系数为0.5atm ，平衡关系为直线。填料层高度为1.2m ，塔内径为0.2m 。试求吸收塔的气相总体积吸收系数KY a 。(KY a=374kmol /m3.h )

17. 在逆流填料吸收塔中，用纯溶剂吸收某混合气中的溶质。在常压、27℃下操作时混合气流量为1200

m3/h，进塔气体组成为0.05（摩尔分率）。塔截面积为0.8m2 ，填料层高度为4m ，气相体积总系数KY a为100 kmol /m3.h，气液平衡关系为直线，且吸收因数A =1，试求出塔气体组成Y2 和回收率η。(Y2=0.00387, η=0.926)

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