化工原理 填空簡(jiǎn)答選擇

1、.化工原理（上）試卷一 一. 填空題1. 在流動(dòng)系統(tǒng)中，若截面上液體壓強(qiáng)、密度、流速等僅隨空間位置改變，不隨時(shí)間改變，稱為穩(wěn)定流動(dòng)。2. 離心泵啟動(dòng)步驟為關(guān)閉出口閥灌液；常用出口閥或泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量；往復(fù)泵常用旁路或改變曲柄轉(zhuǎn)速和活塞行程調(diào)節(jié)流量。3. 用離心泵向鍋爐供水，若鍋爐中的壓力突然升高，則泵提供的流量變小，揚(yáng)程增加。4. 牛頓冷卻定律的表達(dá)式為Q=hSt ，給熱系數(shù)（或?qū)α鱾鳠嵯禂?shù)）h的單位是Wm-2K-1。5. 工業(yè)上常用過(guò)濾方式有深層過(guò)濾和濾餅過(guò)濾；懸浮液中加入助濾劑進(jìn)行過(guò)濾的目的是減小可壓縮濾餅的流動(dòng)阻力，提高餅的剛度。二. 簡(jiǎn)答題 1. 何謂離心泵的“汽蝕”現(xiàn)象，對(duì)泵的操作有

2、何危害?應(yīng)如何防止?答：“汽蝕”：由于泵的安裝高度過(guò)高，使泵內(nèi)入口處的壓強(qiáng)等于或低于輸送液體溫度下的飽和蒸汽壓時(shí)，液體氣化，氣泡形成，氣泡到泵的高壓區(qū)破裂，周圍液體以較高速度沖擊葉輪的現(xiàn)象，稱為“汽蝕”現(xiàn)象?！捌g”發(fā)生時(shí)液體因沖擊而產(chǎn)生噪音、振動(dòng)、使流量減少，甚者無(wú)液體排出。為防止“汽蝕”現(xiàn)象發(fā)生；泵的實(shí)際安裝高度應(yīng)不高于允許安裝高度。2. 為什么安裝離心泵時(shí)要控制其安裝高度？答：防止汽蝕；保證離心泵吸液。3. 在熱傳導(dǎo)中，管外絕熱層材料包的越厚，熱損失就越少，對(duì)否?為什么?答：這個(gè)結(jié)論是不正確的，這是保溫層的熱傳導(dǎo)和保溫層外表面的自然對(duì)流傳熱過(guò)程，保溫層厚度增大時(shí)，導(dǎo)熱熱阻增大，但自然對(duì)流

3、傳熱熱阻下降，總熱阻隨保溫層厚度的變化存在一個(gè)最小值（臨界半徑rc），rc=/，當(dāng)保溫層半徑小于臨界半徑時(shí)，越厚總熱阻越小，保溫效果就越差?；ぴ恚ㄉ希┰嚲矶? 填空題1. 邊界層的定義是流速降至未受邊壁影響流速的99以內(nèi)的區(qū)域。邊界層按其中的流型可 分為層流邊界層和湍流邊界層。3.離心泵用來(lái)輸送常溫的水，已知泵的性能為：Q = 0.05m3/s時(shí)，H= 20m ；管路特性為Qe= 0.05m3/s時(shí)，He = 18m ，則在該流量下，消耗在調(diào)節(jié)閥門上的揚(yáng)程值為2m。4. 兩厚度相同但導(dǎo)熱系數(shù)不同的雙層平壁穩(wěn)定熱傳導(dǎo)過(guò)程，已知兩層溫度差t1t2，則通過(guò)兩層傳熱量相等。5. 對(duì)于通風(fēng)機(jī)，習(xí)慣

4、上將壓頭表示成單位體積氣體所獲得的能量，其國(guó)際制單位為N/m2，所以風(fēng)機(jī)的壓頭稱為風(fēng)壓。6. 在濾餅過(guò)濾中真正有效的過(guò)濾介質(zhì)是不斷增厚的濾餅，深層過(guò)濾中固體顆粒沉積于較厚的過(guò)濾介質(zhì)內(nèi)部。7. 板框過(guò)濾機(jī)過(guò)濾面積為0.3m2，在表壓150 kPa恒壓下過(guò)濾某種懸浮液。5h后得濾液100m3，過(guò)濾介質(zhì)阻力可忽略。如過(guò)濾面積加倍其它情況不變可得濾液200 m3；若過(guò)濾5h后再用8m3與濾液性質(zhì)相近的水洗滌濾餅，需洗滌時(shí)間3.2h（t w =8awt）；當(dāng)表壓加倍，濾餅壓縮指數(shù)為0.4時(shí)，5h后得濾液123m3。(V2=KA2t=2kP1-sA2t)9. 用常壓水蒸氣冷凝來(lái)加熱空氣，空氣平均溫度為20

5、，則壁溫約為100。二. 問(wèn)答題1. 如圖，有一敞口高位槽，由管線與密閉的低位水槽相連接，在什么條件下，水由高位槽向低位槽流動(dòng)？為什么？答：當(dāng)pa /+gZp2/時(shí)，水向低位槽流動(dòng)，此時(shí)高位槽勢(shì)能高于密閉容器勢(shì)能，流體流動(dòng)。2. 傳熱過(guò)程中冷熱流體有幾種接觸方式？分別舉一實(shí)習(xí)見(jiàn)過(guò)的或你熟悉的換熱設(shè)備。答：傳熱過(guò)程中冷熱流體有三種接觸方式：直接接觸式，如飽和熱水塔；間壁式，如煤氣發(fā)生爐外的夾套式換熱器，列管換熱器，水冷器等；蓄熱式換熱，如蓄熱室、實(shí)習(xí)所見(jiàn)的改造前的燃燒室等?；ぴ恚ㄉ希┰嚲砣? 填空題1. 流體在等徑管中作穩(wěn)定流動(dòng)，流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生阻力的根本原因是流體具有粘性，流體的流速沿管長(zhǎng)

6、 不變。2. 流體在圓形管道中作層流流動(dòng)，如果只將流速增加一倍，則阻力損失為原來(lái)的2倍；如果只將管徑增加一倍，流速不變，則阻力損失為原來(lái)的1/4倍。如果流體的流量不變,而圓形直管的內(nèi)徑減少二分之一,且管徑減少前后流體均保持層流,則因直管阻力引起的壓降損失為原來(lái)的16倍。若管徑減少前后流體均在阻力平方區(qū)流動(dòng),則因直管阻力引起的壓降損失為原來(lái)的32倍。Pf=32hlu/d2(層流) Pf=lu2/2d(層流或湍流)3. 水由敞口恒液位的高位槽通過(guò)一管道流向壓力恒定的反應(yīng)器，當(dāng)管道上的閥門開(kāi)度減小后，水的流量將減小，摩擦系數(shù)增加，管道總阻力損失不變。4. 若被輸送的流體粘度增高，則離心泵的壓頭減小，

7、流量減小，效率減小，軸功率增加。5. 某有機(jī)溶液在長(zhǎng)為L(zhǎng)、直徑為F10810mm的鋼管中強(qiáng)制湍流，其h=310W/(m2K)，若體積流量不變，改用F15210mm的鋼管代替原鋼管，流動(dòng)仍為湍流(兩種情況下L / d均大于60)，此時(shí)h=149.4W/(m2K)。h=/diNu ，Nu =0.023Re0.8Prn，Re=diu/h ，Pr=Cph/，加熱時(shí)n=0.4，冷卻時(shí)n=0.36. 多層平壁熱傳導(dǎo)中，通過(guò)各層的傳熱速率相等。厚度不同的三種材料構(gòu)成三層平壁，各層接觸良好，已知 b1b2b3，導(dǎo)熱系數(shù)12 R2 R3 ；各層導(dǎo)熱速率Q1= Q2= Q3。9. 為了提高降塵室的生產(chǎn)能力，可采取

8、將降塵室做成多層措施。10. 一降塵室長(zhǎng)8m，中間裝有14塊隔板，板間距為0.1m。最小顆粒沉降速度為0.02 mm/s，欲將最小直徑的顆粒全部沉降下來(lái)，則含塵氣體的最大流速不能超過(guò)1.6m/s。二. 選擇題1. 圖中所表示R值的大小反映_。 A. A、B兩截面間壓差值 B. AB截面間流動(dòng)阻力損失 C. A、B兩截面間動(dòng)壓頭變化 D. 突然擴(kuò)大或突然縮小流動(dòng)損失三. 問(wèn)答題1. 為什么工業(yè)上氣體的除塵（在沉降室中進(jìn)行，Ret、=、符號(hào)順序排列如下。t1 =t21；飽和液體進(jìn)料，q=1，氣液混合物進(jìn)料，0q1；飽和蒸汽進(jìn)料，q=0；過(guò)熱蒸汽進(jìn)料，q0。4. 設(shè)在0.1MPa，20下稀氨水的相平

9、衡方程為y*=0.94x，今使含氨0.1摩爾分率的混合氣體和x=0.05氨水接觸，試判別吸收過(guò)程的方向。答：與y=0.1混合氣體平衡的液相中x*=0.1/0.94=0.106 x=0.05；或與x=0.05平衡的氣相中y*=0.940.05=0.047 0.1=y；所以吸收未達(dá)平衡，繼續(xù)溶解。化工原理（下）試卷二一填空題 1精餾分離依據(jù)是組分間揮發(fā)度的差異。要使混合物中的組分得到完全分離，必須進(jìn)行多次部分氣化部分冷凝。 2篩板上的氣液接觸狀態(tài)有鼓泡、泡沫、噴射，工業(yè)上常用的是泡沫或噴射狀態(tài)。 3板式塔中塔板上溢流堰的作用主要是保證塔板上有一定高度的液層，以便氣液兩相充分接觸傳質(zhì)。 4難溶氣體屬

10、液膜控制，主要傳質(zhì)阻力集中于液膜側(cè)。 5享利系數(shù)E，對(duì)易溶氣體來(lái)說(shuō)E值很小，難溶氣體E值很大。 6填料塔是連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，塔內(nèi)液體為分散相，氣體為連續(xù)相。 7恒速干燥與降速干燥階段的分界點(diǎn)，稱為臨界點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的物料含水量稱為臨界含水量。 10常壓下，空氣中水汽分壓為20mmHg時(shí)，其濕度H=0.0168kg水/kg干空氣。H=0.622Pv/(P- Pv)二簡(jiǎn)答題 1精餾操作中回流的作用是什么？答：回流是精餾區(qū)別簡(jiǎn)單蒸餾的根本所在，回流是構(gòu)成氣、液兩相接觸進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)的必要條件，沒(méi)有氣、液兩相的接觸也就沒(méi)有物質(zhì)的交換，那么也就不稱其為精餾。 2測(cè)定干燥速率曲線必須在恒定條件下進(jìn)行，恒

11、定條件是什么？答：恒定條件是指空氣的溫度、濕度、流速以及與物料接觸的狀況均不變?；ぴ恚ㄏ拢﹥?cè)試卷三一 填空題1. 某二元物系的相對(duì)揮發(fā)度=3,在具有理論塔板的精餾塔內(nèi)作全回流精餾操作,已知y1=0.4,則y2=x1=0.182(由塔頂往下數(shù))；全回流操作通常用于精餾開(kāi)工階段或?qū)嶒?yàn)研究時(shí)。3. 在填料塔中用清水逆流吸收混合氣中CO2，當(dāng)水泵發(fā)生故障使水量減少時(shí)，氣相總傳質(zhì)單元數(shù)NOG將變小。4. 對(duì)易溶氣體吸收，欲提高其總傳質(zhì)系數(shù)，主要可采取的措施是加大氣相側(cè)湍動(dòng)程度。5. 在填料吸收塔的計(jì)算中,表示設(shè)備效能高低的一個(gè)量是傳質(zhì)單元高度，而表示傳質(zhì)任務(wù)難易程度的一個(gè)量是傳質(zhì)單元數(shù) 。6. 在設(shè)

12、計(jì)連續(xù)操作的精餾塔時(shí)，如保持xF、D/F、xD、R一定，進(jìn)料熱狀態(tài)、空塔氣速也一定，則增大進(jìn)料量將使塔徑變大，所需的理論板數(shù)不變。7. 在101.3kPa下，不飽和濕空氣的溫度為295K、相對(duì)濕度為69%，當(dāng)加熱到303K時(shí)，該空氣相對(duì)濕度降低，濕球溫度升高，露點(diǎn)不變，焓增加。8. 恒定的干燥條件是指空氣的濕度、溫度、速度、以及與物料接觸的狀況都不變。9. 濕球溫度是大量空氣與小量水在對(duì)流條件下充分接觸水所達(dá)到的平衡溫度。二 問(wèn)答題1. 有一填料吸收塔，逆流操作，氣體由塔底進(jìn)入，吸收劑從塔頂淋下，該過(guò)程的平衡線與操作線如圖1，試將下列有關(guān)參數(shù)表示在圖上。 (1) 塔頂、塔底氣液組成; (2)

13、作出最小液氣比時(shí)的操作線; (3) 理論上塔底可獲得的出塔液體最大濃度。2. 精餾塔在一定條件下操作時(shí)，若將加料口從原適宜位置向上移動(dòng)兩層塔板，此時(shí)塔頂和塔底產(chǎn)品組成將有何變化？為什么？ 答：當(dāng)加料板從適宜位置向上移動(dòng)兩層板時(shí)，精餾段理論板層數(shù)減少，其他條件不變時(shí)，分離能力下降， xD，易揮發(fā)組分收率降低，xW。3. 試定性分析，當(dāng)某精餾塔的實(shí)際回流比小于最小回流比時(shí)（即R Rmin），而保持其它操作條件不變（F、xF、q、D），則該塔能否操作，將出現(xiàn)什么現(xiàn)象？答：能夠操作，但完不成設(shè)計(jì)任務(wù)。將會(huì)使塔頂易揮發(fā)組份濃度減少，塔釜易揮發(fā)組份濃度增大。4. 濕空氣在進(jìn)入干燥器前常需進(jìn)行預(yù)熱，這樣做有

14、什么好處？答：先預(yù)熱，t升高、H不變、降低，從而提高濕空氣的吸收水分能力；另外，t升高，加大傳熱溫差，從而提高干燥速率。5. 用濕空氣干燥某濕物料,該物料中含水量為50%(干基),已知其臨界含水量為120%(干基)。有人建議提高空氣溫度來(lái)加速干燥,你認(rèn)為他的建議是否可取?為什么? 答：由干燥 UX圖可知該制品處于降速干燥階段。降速干燥速率主要取決于材料內(nèi)部自由遷移的速率。而與外界濕空氣風(fēng)速、壓力等因素關(guān)系不大,只有升高空氣溫度才能提高物本身溫度從而加速內(nèi)部水分向表面遷移的速率。所以說(shuō)他的建議是可取的?；ぴ恚ㄏ拢┰嚲硭囊? 填空題1. 已知SO2水溶液在三種溫度t1、t2、t3下的亨利系數(shù)分

15、別為E1=0.0035atm, E2=0.011atm, E3=0.00652atm, 則t1小于 t3。（溫度越高，越難溶解，E越大）2. 空氣的干球溫度為t,濕球溫度為tw，露點(diǎn)為td，當(dāng)空氣的相對(duì)濕度=98%時(shí)，則t、tW 、td之間的關(guān)系為ttwtd。3. 用連續(xù)精餾方法分離雙組分理想混合液，原料中含易揮發(fā)組分0.40，餾出液中含易揮發(fā)組分0.90（以上均為摩爾分率），溶液的平均相對(duì)揮發(fā)度為2.5，最小回流比為2，則料液的熱狀況參數(shù)q=0.787。4. 在吸收塔某處，氣相主體濃度y=0.025,液相主體濃度x=0.01，氣相傳質(zhì)分系數(shù)ky=2kmol/（m2h）， 氣相總傳質(zhì)系數(shù)Ky=

16、1.5kmol/（m2h） ，若平衡關(guān)系y=0.5x，則該處氣液界面上氣相濃度yi 應(yīng)為0.01。5. 精餾分離a=2.5的二元理想混合液，已知回流比R=3，塔頂xD=0.96，測(cè)得第三層塔板（精餾段）的下降液體濃度為0.4，第二層板下降液體濃度為0.45，則第三層塔板的氣相單板效率EMV為44.1%。6. 由于吸收過(guò)程氣相中的溶質(zhì)分壓總是高于液相中溶質(zhì)的平衡分壓，所以吸收過(guò)程的操作線總是在其平衡線的上方。 7. 物料中的水分根據(jù)能否采用一定狀態(tài)的空氣干燥除去可以分為平衡水分和自由水分，根據(jù) 水分與物料的結(jié)合方式可分為結(jié)合水分和非結(jié)合水分。8. 如圖，已測(cè)得塔板上四股物料的組成為0.62，0.

17、70，0.75，0.82，試找出y6，x6，y7，x7的對(duì)應(yīng)值，y6 =0.82 x6=0.70 y7 =0.75 x7=0.62。填空題10附圖二. 問(wèn)答題1.什么是液泛現(xiàn)象？為什么填料塔一般不能在液泛下操作？答：當(dāng)氣速增加至泛點(diǎn)氣速時(shí)，通過(guò)填料層的壓降迅速上升，并有強(qiáng)烈波動(dòng)，氣速再增加，氣體流經(jīng)填料層的壓降已增大到使液體受到阻塞而積聚在填料上，這時(shí)往往可以看到在填料層的頂部以及某些局部截面積較小的地方出現(xiàn)液體，而使氣體分散在液體里鼓泡而出。有時(shí)因填料支承板上通道面積比填料層的自由截面積還小，這時(shí)鼓泡層就首先發(fā)生在塔的支承板上。液泛現(xiàn)象一經(jīng)發(fā)生，若氣速再增加，鼓泡層就迅速膨脹，進(jìn)而發(fā)展到全塔

18、，使液體不易順暢流下，填料塔不能在液泛下操作。2.在設(shè)計(jì)連續(xù)精餾塔時(shí)，欲保持餾出液組成xD和易揮發(fā)組分的收率不變，試定性判斷分別改變?nèi)缦虏僮鲄?shù)（其它參數(shù)不變）時(shí)所需理論板層數(shù)將如何變化：(1)加大回流比R，T ；(2)提高操作壓強(qiáng)P，T ；(3)提高加料溫度t，回流比R保持不變，T ；(4)增加生產(chǎn)能力30（仍能正常操作）。不變3.什么是氣相總體積吸收系數(shù)？寫出其物理意義及單位。答：氣相總體積吸收系數(shù)是氣相總傳質(zhì)系數(shù)KY與比表面積a的乘積，其單位均為kmol/（m3s）。物理意義是在推動(dòng)力為一個(gè)單位的情況下，單位時(shí)間、單位體積填料層內(nèi)吸收的溶質(zhì)量。4.什么是絕熱干燥過(guò)程？答：若干燥過(guò)程中忽略

19、設(shè)備熱損失和物料進(jìn)出干燥器溫度的變化，且不向干燥器補(bǔ)充熱量，則干燥器內(nèi)空氣放出的顯熱全部用于蒸發(fā)濕物料中的水分，最后水分又將潛熱帶回空氣中，此時(shí)I1=I2，這種干燥過(guò)程稱為理想干燥過(guò)程，又稱絕熱干燥過(guò)程或等焓干燥過(guò)程?；ぴ恚ㄏ拢┰嚲砦逡? 填空題1. 若相平衡關(guān)系為直線，則對(duì)于低濃氣體吸收，其最小液氣比的計(jì)算關(guān)系式為 (L/G)min=y2-y1/xe-x1。2. 在一逆流操作的填料吸收塔中分離氣體混合物，操作條件下的平衡關(guān)系為y=mx，氣相進(jìn)出塔摩爾分率分別為yb、ya，液相進(jìn)塔摩爾分率為xa，則最小液氣比下的吸收因數(shù)Amin=yb- ya / yb-mxa。3. 加大吸收劑用量對(duì)吸收是

20、有利的。當(dāng)系統(tǒng)為氣膜控制時(shí)，Kya值如何變化？基本不變；當(dāng)系 統(tǒng)為液膜控制時(shí)，Kya值又如何變化？變大。4. 某精餾塔塔頂上升蒸汽組成y1，經(jīng)全凝器恰好冷凝到泡點(diǎn)，部分回流入塔，組成為x0，則 y1 =x0。5. 已知塔頂?shù)谝粔K理論板上升的汽相組成為y1=0.63（摩爾分率，下同），將其全部冷凝為泡點(diǎn) 液體，該液體在貯罐內(nèi)靜止分層，上層xD=0.9作為產(chǎn)品，下層x0=0.5于泡點(diǎn)下回流，則回流比R=2.08。9. 在恒定干燥條件下用空氣進(jìn)行對(duì)流干燥（忽略輻射傳熱等的影響）時(shí)，在恒速干燥階段，物料的表面溫度等于該空氣的濕球溫度。10. 對(duì)于濕物料不允許快速干燥而干物料又能耐高溫的情況，干燥流程宜

21、采用氣固兩相逆流方式 操作。11. 在干燥器中常常使用廢氣循環(huán)操作是為了控制進(jìn)干燥器空氣的濕度和使干燥推動(dòng)力均勻。12. 已知某雙組分混合液服從拉烏爾定律，在一定溫度下，純組分A的飽和蒸汽壓為總壓的2倍， xA=0.3，則yA=0.6。yA=(p*/p） xA13. 已知進(jìn)料熱狀況參數(shù)q=1.1，則加料中液體量與總加料量之比是1:1（過(guò)冷液體）。14. 最小回流比是指為達(dá)到指定的分離要求，所需理論板數(shù)為無(wú)窮多時(shí)的回流比。二.問(wèn)答題1. 求取最小液氣比有何意義？適宜液氣比如何選擇？增大液氣比對(duì)操作線有何影響？答：溶質(zhì)氣體A得以吸收的最小溶劑用量、最小液氣比時(shí)，欲達(dá)到分離要求需填料層高度（或理論塔

22、板數(shù)）無(wú)窮大，所以在最小液氣比時(shí)，吸收操作只在理論上才能進(jìn)行。當(dāng)液氣比比最小液氣比還小時(shí)，有一部分操作線會(huì)在平衡線之下，吸收在理論上都行不通了，而為脫吸了。適宜液氣比常在最小液氣比的1.12.0倍范圍內(nèi)。 增大液氣比，操作線更遠(yuǎn)離平衡線，越加有利于吸收。2. 某精餾塔的操作線及平衡線如圖所示，現(xiàn)若在操作時(shí)增大回流比R（保持F，xF，q，D不變），試定性畫出新情況下的操作線。 3. 試說(shuō)明為什么在干燥過(guò)程中，濕空氣作為干燥介質(zhì)時(shí)，一般都需經(jīng)過(guò)預(yù)熱才進(jìn)入干燥器？簡(jiǎn)要說(shuō)明對(duì)流干燥過(guò)程既是傳熱過(guò)程，又是傳質(zhì)過(guò)程。答：濕空氣預(yù)熱后，溫度升高、相對(duì)濕度變小，其載熱載濕的能力提高，即傳熱、傳質(zhì)推動(dòng)力加大。熱空氣將顯熱傳給濕物料是傳熱過(guò)程，濕物料中的濕分汽化擴(kuò)散至氣相主體是傳質(zhì)過(guò)程。4. 為什么臨界含水量xC的確定對(duì)于如何強(qiáng)化具體的干燥過(guò)程具有重要的意義? 答：干燥中，與臨界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物料含水量xC稱為臨界含水量。臨界點(diǎn)是恒速與降速階段之分界點(diǎn)。在恒速階段與降速階段內(nèi)，物料干燥的機(jī)理和影響干燥速率的