化工原理复习题历年真题.docx

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化工原理复习题历年真题

填空题（每空1分，共45分）

1、流体静力学基本方程主要用于压强差测量液位、液封高度三个方面。

2、某粘性流体在一定的管路系统中流动，在流量不变条件下加热，则液体的粘度将减小，雷诺数将增大，流动阻力将减小。

3、流体作湍流流动时，邻近管壁处存在一层流内层，雷诺数愈大，湍流程度愈剧烈，则该层厚度愈薄，流动阻力愈大。

4、离心泵启动前要先灌满被输送流体，或者可能发生气缚现象；而当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生汽蚀现象。

5、固体颗粒的沉降过程分恒速阶段和降速阶段，

沉降速度是指恒速阶段相对于流体的速度。

6，饼层过滤是指滤渣形成饼层，深床过滤是指滤液通过很多小管道，滤渣不形成饼层。

7、多层平壁定态导热中，若某层的热阻最小，则该层两侧的温差最小。

8在沿球壁的一维定态传热过程中，热流量Q沿半径增大方向__相等__，热密度q沿该方向_↓___（↑,↓,相等,不确定）。

9、大容器里饱和液体沸腾分为自然沸腾，核状沸腾和膜状沸腾阶段，工业上总是设法在核状沸腾下操作。

10、蒸发过程中引起温度损失的原因有溶质浓度，静压力，流动阻力。

11、吸收操作分离物质的依据是__溶解度的差异_______________________。

漂流因数可表示为___P/PBM________，它反映_总体流动对传至的贡献_______。

单向扩散中的漂流因数＞_______１，等分子相互扩散中漂流因子__＝______１（＞，＝，＜＝）。

12、对于套管式换热器，要提高传热系数，应提高给热系数较__小（大，小）一侧的α；而换热器内管管壁的温度则接近于给热系数较___大（大，小）一侧的流体。

13、在吸收操作中最小液气比是当操作线与平衡线有第一个交点时定义的，该点气液两相互相平衡，需要的相际传质面积为无穷大。

14、精馏操作的分离依据为沸点的不同。

15、当地大气压为760mmHg，测得一容器内的绝对压强为350mmＨg，则真空度为___410___mmHg。

测得一容器内的表压为1360mmHg，则其绝对压强______2120__mmHg。

16、毕托管测量管道流体的__点____速度，孔板流量计测量管道中流体的___平均_速度。

17、已知q=1.3，则进料中液体量与总进料量的比是__1____________。

18、某液体在一段水平圆形直管内流动，已知Re值为4800，若平均流速为1.5m/s，则管中心点处速度为__1.5×0.817____m/s，流体在管内流动类型属____湍__流动。

19、单元操作按其所根据的内在的理论基础，可以分为动量、质量、热量传递三种。

20、传热的三种基本方式包括传导对流辐射。

二、选择题（每小题1.5分，共15分）

1、在重力沉降中，固体颗粒的自由沉降速度与下列因素无关（D）。

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

2、亨利定律的表达式之一为p=Ex，若某气体在水中的亨利系数Ｅ值很大，说明该气体为（B）。

A.易溶气体B.难溶气体C.中等溶解度气体D.不溶气体

3、在相际传质中，当达到相平衡时（B）。

A.两相浓度相等B.两相间没有净物质传递C.没有物质传递

4、当流体管内呈湍流传热时，对流传热阻力主要集中在（A）。

A.层流底层B.边界层C.湍流内层D.湍流主体

5、蒸馏操作属于（B）。

A.传热B.传热加传质C.传质

6、对一台正在工作的列管式换热器，已知α1＝116w.m-3.K-1α2＝11600w.m-3.K-1，要提高传热系数（K），最简单有效的途径是（A）。

A.设法增大α1B.设法增大α2C.同时增大α1和α2。

7、湿空气在预热过程中不变化的参数是（D）。

A.焓B.相对湿度C.湿球温度D.露点

8、层流与湍流的本质区别是（C）。

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

9、离心泵铭牌上标明的扬程是指（D）。

A.功率最大时的扬程B.最大流量时的扬程

C.泵的最大扬程D.效率最高时的扬程

10、因次（量纲）分析法的目的在于（B）。

A.得到各变量间的确切定量关系B.用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化

C.得到各因次数群的确切定量关系D.用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠

三、计算题（每小题10分，共40分）

1、将高位槽内料液向塔内加料。

高位槽和塔内的压力均为大气压。

要求料液在管内以0.5m/s的速度流动。

设料液在管内压头损失为1.2m（不包括出口压头损失），试求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米？

解：

取管出口高度的0－0为基准面，高位槽的液面为1－1截面，因要求计算高位槽的液面比塔入口处高出多少米，所以把1－1截面选在此就可以直接算出所求的高度x，同时在此液面处的u1及p1均为已知值。

2－2截面选在管出口处。

在1－1及2－2截面间列柏努利方程：

式中p1=0（表压）高位槽截面与管截面相差很大，故高位槽截面的流速与管内流速相比，其值很小，即u1≈0，Z1=x，p2=0（表压），u2=0.5m/s，Z2=0，

/g=1.2m

将上述各项数值代入，则9.81x=

+1.2×9.81

x=1.2m

2、有一列管式换热器，由38根φ25mm×2.5mm的无缝钢管组成。

苯在管内流动，由20℃被加热至80℃，苯的流量为8.32kg/s。

外壳中通入水蒸气进行加热。

试求管壁对苯的传热系数。

当苯的流量提高一倍，传热系数有何变化。

解：

苯在平均温度

℃下的物性可由附录查得：

密度ρ=860kg/m3；比热容cp=1.80kJ/（kg·℃）；粘度μ=0.45mPa·s；导热系数λ=0.14W/（m·℃）。

加热管内苯的流速为

m/s

以上计算表明本题的流动情况符合式4-32的实验条件，故

W/（m2·℃）

若忽略定性温度的变化，当苯的流量增加一倍时，给热系数为α′

W/（m2·℃）

3、一常压操作的连续精馏塔中分离某理想溶液，原料液组成为0.4，馏出液组成为0.95（均为轻组分的摩尔分数），操作条件下，物系的相对挥发度α＝2.0，若操作回流比R=1.5Rmin，进料热状况参数q=1.5，塔顶为全凝器，试计算塔顶向下第二块理论板上升的气相组成和下降液体的组成。

解：

由相平衡方程式

①

由q线方程

②

式①②联立求解，得到交点坐标

xq=0.484、yq=0.652

由式（6-48）得

R=1.5Rmin=1.5×1.77=2.66

精馏段操作线方程为

用逐板计算法：

因塔顶为全凝器，则y1=xD=0.95

由平衡线方程

得x1=0.905

由精馏段操作线方程

由相平衡方程

得x2=0.85

4、用SO2含量为1.1×10-3（摩尔分数）的水溶液吸收含SO2为0.09（摩尔分数）的混合气中的SO2。

已知进塔吸收剂流量为37800kg/h，混合气流量为100kmol/h，要求SO2的吸收率为80%。

在吸收操作条件下，系统的平衡关系为

，求气相总传质单元数。

解：

吸收剂流量

惰性气体流量

一、填空题（每空1分，共34分）

1．某黏性流体在一定的管路系统中流动，在流量不变条件下加热，则液体的黏度将，雷诺数将，流动阻力将。

对于套管式换热器，要提高传热系数，应提高给热系数较__（大，小）一侧的α；而换热器内管管壁的温度则接近于给热系数较___（大，小）一侧的流体。

3.某圆形管道外有两层厚度相等的保温材料A和B，温度分布线如右上图（b）中所示，则λA______λB（填“﹥”或“﹤”），将______层材料放在里层时保温效果更好。

4．大气压强为760mmHg，某设备的压力表读数是200mmHg，则该设备内的绝对压力为mmHg。

5．当流体作层流时，圆管中沿管径方向流体的速度分布图象是曲线，管内流体的平均速度是管中心速度的倍。

6．若离心泵入口处真空表读数为93.32KPa，当地大气压强为101.33KPa，则输送42℃水（饱和蒸汽压为8.2KPa）时，则泵内（填“会”或“不会”）发生气蚀现象。

7.用吸收分离气相混合物是根据来达到分离的目的。

8.离心泵在启动时要求关闭出口阀门，原因是。

9.吸收操作中增加吸收剂的用量，操作线的斜率，吸收推动力。

10.对一台正在工作的列管式换热器，已知α1＝116w.m-3.K-1，α2＝11600w.m-3.K要提高传热系数（K），最简单有效的途径是。

11.离心泵的效率反映它对外加能量的利用程度，泵内部的机械能损失包括、、三种。

12．化工生产中常用的测速管又叫，它是测量流体速度的。

13．在吸收操作中最小液气比是当操作线与平衡线有第一个交点时定义的，该点气液两相互相平衡，需要的相际传质面积为。

14．某连续精馏塔中，若精馏段的操作线方程的截距等于零，则回流比等于，操作线方程为。

15．热量传递的三种基本方式为，，。

16．外边长为4ａ,内边长为ａ回形直管当量直径de＝。

17．某逆流操作的间壁式换热器中,热流体的进.出口温度为80℃和30℃,冷流体的进出.口温度为15℃和45℃,此时传热平均温度差△tm=

18．溶解度很小的气体，吸收时属于控制，强化吸收的手段是。

19．离心泵的工作点是指特性曲线和特性曲线的交点。

20．理想物系双组分精馏过程中增大总压，则相对挥发度α将。

二、选择题（每题2分，共16分）

1．水在圆管中强制对流湍流时的对流传热系数αi=为1000W/（m2·℃），若将水的流量增加一倍，而其他条件不变，则αi为W/（m2·℃）。

A.2000B.1740C.1000D.500

2．离心泵原来输送水时的流量为qV，现改用输送密度为水的1.2倍的水溶液，其它物理性质可视为与水相同，管路状况不变，流量（）。

A.增大B.减小C.不变D.无法确定

3．精馏塔的设计中，如果增大操作压强，则塔顶的温度。

A.增大B.减小C.不变D.由操作物料决定

4．当流体管内呈湍流传热时，对流传热阻力主要集中在。

A.层流内层B.边界层C.湍流内层D.湍流主体

5．在精馏塔中每一块塔板上（）。

A.只进行传质作用B.只进行传热作用C.同时进行传热传质作用

6．操作中的精馏塔,保持F、xF、q、R不变,则V′（）。

A.增大B.减小C.不变D.不能确定

7.在层流区，流动摩擦阻力损失与成正比

A.流速的一次方B.流速的二次方

C.流速的三次方D.流速的五次方

8．泡点进料q值为。

A．0B.1＞q＞0C.1D.＞1

三．判断题（每题1分，共10分）

1．流体在水平圆管内呈湍流流动，沿管径方向的速度分布图象为抛物线。

（）

2．理想物系是指：

气相符合道尔顿分压定律，液相符合亨利定律的气液系统。

（）

院系：

专业班级：

姓名：

学号：

装订线

3．在气体吸收过程中，当气体溶解度很大时，吸收过程是气膜控制。

（）

4．图解法求得某分离任务需要理论塔板数为N=7（包括再沸器），若ET=50%，则塔内所需的实际塔板数为14层。

（）

5．水以2m·s-1的流速在Ø35mm×2.5mm钢管中流动，水的粘度为1×10-3Pa·s，密度为1000kg·m-3,其流动类型为湍流。

（）

6．实现精馏连续稳定操作的必要条件是塔顶液相回流和塔底上升蒸汽流。

（）

7．离心泵在轴功率在流量为零时最大。

（）

8．伯努利方程的应用条件是流体在流动过程中无阻力和无外加能量。

（）

9．牛顿黏性定律适用于牛顿型的流体在水平圆形直管中流动。

（）

10.温度降低,总压增大有利于吸收。

（）

四、计算题（共40分）

1．（20分）每小时将2×104kg、45℃氯苯用泵从反应器A输送到高位槽B（如图所示），管出口处距反应器液面的垂直高度为15m，反应器液面上方维持26.7kPa的绝压，高位槽液面上方为大气压，管子为Ø76mm×4mm、长26.6m的不锈钢管，管壁绝对粗糙度为0.3mm。

管线上有两个全开的闸阀、5个90°标准弯头。

45℃氯苯的密度为1075kg⋅m-3，粘度为6.5×10-4Pa·s。

泵的效率为70%，求泵的轴功率。

附：

各局部阻力系数

全开闸阀ζ1=0.17

90℃标准弯头ζ2=0.75

摩擦系数计算式λ=0.1（

+

）0.23

2．（1分）用一传热面积为3m²（以外表面积为准），由φ=25×2.5mm的管子组成的单程列管式换热器，用初温为10℃的水将机油由200℃冷却至100℃，水走管内，油走管间。

已知水和机油质量流量分别为1000kg/h和1200kg/h，其比热容分别为4.18kJ/（kgK）和2.0kJ/（kgK），水侧和油侧的对流表面传热系数分别为2000W/（m²K）和250W/（m²K），两侧可视为呈逆流流动，如不计算管壁及污垢热阻

⑴试计算说明该换热器是否合用。

⑵夏天，水的初温达到30℃时，该换热器是否合用（假设K不变）

3．（1分）常压下分离丙酮水溶液的连续精馏塔,进料中含丙酮50%（mol,下同）,其中汽相占80%,要求馏出液和釜出液中丙酮的组成分别为95%和5%,若取回流比R=2,试按进料流率为100kmol/h,分别计算精流段与提馏段的汽相流率V和V′和液相流率L和L′,并写出相应的操作线方程和q线方程.

一、填空题

1、减小增大减小

2、小、小

3、流体动力学质量传递

4、960mmHg

5、抛物线0.5

6、会

7、组分在溶剂中溶解度的差异

8、降低启动电流，保护电机

9、增加增加

10、提高α1

11、机械损失水力损失容积损失

12、皮托管，点

13、无穷

14、无穷yn+1=xn

15、热传导热对流热辐射

16、0.75a

17、23.6

18、液膜控制增加液体湍动程度

19、离心泵管路

20、减小

二、选择题

BCAACDAC

三、判断题

错错对错对对错对错对

四、计算题

1、1.解：

如图，取1-1、2-2界面，以1-1截面为基准面

（2分）

p1=26.7kPa（绝压），z1=0,u1≈0（1分）

p2=101.3kPa（绝压）z2=15m（1分）

（1分）

（1分）

（1分）

∴

（1分）

（2分）

（1分）

=1.178m（1分）

=0.4717m（2分）

=23.83m（1分）

Ne=HeqVρg=23.83⨯5.168⨯10-3⨯1075⨯9.81=1.30⨯103W（2分）

Na=

（2分）

2、解:

Q1=mcp1（T1-T2）=1200×2×（200-100）=240000kJ/h

Q2=Q1=m2cp2（t2-t1）

Q2240000

t2=———+t1=————+10=67.4℃

m2cp21000×4.18

200-67.4

△tm=[（200-67.4）-（100-10）]/ln————=110℃

100-10

1/K=1/αi（d0/di）+1/α0=1/200（25/20）+1/250K=216.2W/（m²K）

A=Q/K△tm=240000×1000/3600/（216.2×10）=3.44m²＞3m²

所以该换热器合用

若于夏天=30℃时

要完成把油从200℃冷却到100℃的任务，水终温

t2=t1+240000/（1000×4.18）=87.4℃

tm=[（200-87.4）-（100-30）]/ln[（200-87.4）/（100-30）]=89.7℃

A=Q/K△tm=240000×1000/3600/（216.3×89.7）=3.44m²＞3m²

所以该换热器不合用

3、解：

D=W=50kmol/h,

q=1－0.8=0.2

V=（R+1）D=3×50=150kmol/h

L=RD=2×50=100kmol/h

V′=V+（q－1）F=70kmol/h

L′=L+qF=120kmol/h

精馏段操作线方程为=0.667x+0.3167

提馏段操作线方程为y=1.714x－0.0357

q线方程为y=－0.25x+0.625

填空题（每空1分，共34分）

1、某粘性流体在一定的管路系统中流动，在流量不变条件下加热，则液体的粘度将减小，雷诺数将增大，流动阻力将减小。

2、流体在钢管内作湍流流动时磨擦希数λ与雷诺数和粗燥度有关；若流体作完全湍流（阻力平方区）则λ仅与速度有关。

3、牛顿粘性定律的表达式为τ=udu/dy该式应用条件为理想流体作层流流动。

4、离心泵的主要部件有叶轮和泵壳。

5、多层平壁稳定热传导中，若某层的热阻小，则该层两侧的温差小。

6、管壳式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于增大壳程雷诺数将。

7、在沿球壁的一维定态传热过程中，热流量Q沿半径增大方向_相等___，热密度q沿该方向__↓__（↑,↓,相等,不确定）。

8、精馏操作的依据是组分的沸点不同实现精馏连续稳定操作的必要条件是上升蒸气和下降液流。

9、精馏塔进料可能有5种不同的热状况，q=1.1是冷液热状况进料。

11、离心泵的效率反映它对外加能量的利用程度，泵内部的机械能损失包括容积损失机械损失水力损失三种。

12、漂流因数的物理意义是_总体流动对传质的贡献_______，单向扩散中的漂流因数___＞____１，等分子相互扩散中漂流因子___＝_____１（＞，＝，＜＝）。

13、对于套管式换热器，要提高传热系数，应提高给热系数较_小_（大，小）一侧的α；而换热器内管管壁的温度则接近于给热系数较___大（大，小）一侧的流体。

14、在吸收操作中最小液气比是当操作线与平衡线有第一个交点时定义的，该点气液两相互相平衡，需要的相际传质面积为无穷大。

15、流体在直管内流动造成阻力损失的根本原因是___流体有粘度_________________。

16、启动离心泵前，应首先___排空气和关闭出口阀门_____________。

17、造成离心泵汽缚现象的原因是___没有_排空气_______________________。

18、当地大气压为760mmHg，测得一容器内的真空度为350mmＨg，绝对压强则为___410___mmHg。

测得一容器内的表压为1500mmHg，则其绝对压强___2260_____mmHg。

19、毕托管测量管道流体的___点___速度，孔板流量计测量管道中流体的_平均___速度。

二、选择题（每题2分，共14分）

1、离心泵的扬程是指（）

A实际的升扬高度B泵的吸上高度

C单位重量液体通过泵的能量D液体出泵和进泵的压强差换算成的液柱高

2、粒径分别为16μm和8μm的两种颗粒在同一旋风分离器中沉降，则两种颗粒的离心沉降速度之比为（）（沉降在斯托克斯区）

A2B4C1D1/2

3、在管壳式换热器中，用饱和蒸汽冷凝以加热空气，下面两项判断为（）

甲：

传热管壁温度接近加热蒸汽温度。

乙：

总传热系数接近于空气侧对流传热系数。

A甲、乙均合理B甲、乙均不合理C甲合理、乙不合理D甲不合理、乙合理

4、水在圆管中强制湍流时的对流传热系数αi为1000W/（m²*℃）若将水的流量增加一倍，而其他条件不变。

则为αi为（）

A2000B1740C1000D500

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

A增加B减小C不变D不确定

6、已知湿空气的如下两个参数，便可确定其他参数（）

AH,pBH,tdCH,tDI,tas

7、已知物料的临界含水量为0.18（干基，下同），现将该物料从初始含水量0.45干燥至0.12，则干燥终了时物料表面温度θ为（）

Aθ＞twBθ＝twCθ＝tdDθ＝t

三、简答题（共12分）

院系：

专业班级：

姓名：

学号：

装订线

1.根据湿空气的相对湿度，干球温度，通过I-H图求取空气的其它参数。

（4分）

2.非均相物系分离的目的？

（4分）

3.对进料热状态参数q的确定。

（4分）

四、计算题（每题10分，共40分）

1同上

2、在逆流操作的吸收塔中，于101.33kPa,25°C下用清水吸收混合气中的H2S，将其浓度由2%降至0.1%（体积）。

该系统符合亨利定律。

亨利系数E=5.52*104kPa。

若取吸收剂用量为理论最小用量的1.2倍，试计算操作液气比L/V及出口液相组成X1。

又若压强改为1013而其它条件不变，再求L/V及X1。

（10分）

3、用一传热面积为3m²（以外表面积为准），由φ=25×2.5mm的管子组成的单程列管式换热器，用初温为10℃的水将机油由200℃冷却至100℃，水走管内，油走管间。

已知水和机油质量流量分别为1000kg/h和1200kg/h，其比热容分别为4.18kJ/（kgK）和2.0kJ/（kgK），水侧和油侧的对流表面传热系数分别为2000W/（m²K）和250W/（m²K），两侧可视为呈逆流流动，如不计算管壁及污垢热阻力（10分）

⑴试计算说明该换热器是否合用。

⑵夏天，水的初温达到30℃时，该换热器是否合用（假设K不变）

4.在常压下连续提馏塔中分离两组分理想溶液原料液加热到泡点后从塔顶加入。

原料液组成为0.20（摩尔分率，下同）提馏塔由蒸馏釜和一块实际板构成。

现测得塔顶馏出液中易挥发组分的回收率为80%，且馏出液组成为0.28物系的相对挥发度为2.5，试求釜液组成和该层塔板的板效率（用气相表示）。

蒸馏釜可视为一层理论板料（10分）

二、选择题

CBABACA

三、简答题（每小题4分，共12分）

1．答：

2．答：

回收分散物质、净制分散物质、劳动保护和环境卫生。

3．答：

（1）饱和液体进料，q=1

（2）饱和蒸气进料，q=0

（3）气液混和物进料：

0＜q＞1

（4）冷液进料：

q＞1

（5）过热蒸气进料：

q＜0

三、计算题（每题10分，共40分）

1、解：

取管出口高度的0－0为基准面，高位槽的液面为1－1截面，因要求计算高位槽的液面比塔入口处高出多少米，所以把1－1截面选在此就可以直接算出所求的高度x，同时在此液面处的u1及p1均为已知值。

2－2截面选在管出口处。

在1－1及2－2截面间列柏努利方程：

（5分）

式中p1=