考研化工原理必備試題下冊(cè)

化工基礎(chǔ)C熱量傳遞過(guò)程3-3(共12題)

一、計(jì)算題(共12題125分)

1.15分(3762)

T3762

在列管式換熱器中，用飽和水蒸氣加熱水。列管內(nèi)為湍流流動(dòng)的水，列管外為蒸氣冷凝。

列管由。25mmX2.5mm鋼管組成。當(dāng)水流速為1.0m?s」，測(cè)得總傳熱系數(shù)K為2.20義10?

WTn-2-K'o當(dāng)其它條件不變，水的流速為1.5m時(shí),測(cè)得K為2.70Xw-m"

若污垢層熱阻略而不計(jì)，試求蒸氣冷凝一側(cè)的傳熱膜系數(shù)。(鋼管的導(dǎo)熱系數(shù)2=45

W?m1?K1)

2.5分(3763)

T3763

在列管換熱器中用水冷卻油。冷卻水在。19mmX2mm的列管內(nèi)流動(dòng)，并已知列管內(nèi)

32

冷卻水一側(cè)傳熱膜系數(shù)a1=3.50XioW-m-KL熱油在列管外殼程流動(dòng)，列管外熱油一

側(cè)傳熱膜系數(shù)ak2.60X102w2列管內(nèi)外壁都有污垢，水側(cè)污垢層的熱阻尺.尸3.2

XlO^m^K-W1,油側(cè)污垢層的熱阻RS,2=L08X10-4m2?K?W'O管壁的導(dǎo)熱系數(shù)；I=45.0

W?m'1?K"。試求:

(1)總傳熱系數(shù)；

(2)污垢層熱阻占總熱阻的百分率.

3.10分(3764)

T3764

在一傳熱面積為300n?的單程列管換熱器中，300°C的原料氣流過(guò)殼方被加熱到

430℃,反應(yīng)后550℃的熱氣體作為加熱介質(zhì)在管方流動(dòng)。冷熱兩種氣體呈逆流流動(dòng)，流量

均為1.00X104kg?h/，平均比定壓熱容均為1.05kJ-kg」?K」。如果換熱器的熱損失按殼

方氣體實(shí)際獲得熱量的10%估算，試求該傳熱過(guò)程的總傳熱系數(shù)。

4.15分(3765)

T3765

在一套管換熱器中，體積流量為20m3-h1的空氣流經(jīng)內(nèi)徑為20mm的管子，溫度由

20℃升至80C,管外用120℃的飽和水蒸氣加熱，問(wèn)傳熱管需多長(zhǎng)？

在定性溫度下，空氣的物性數(shù)據(jù)：

1

密度P=1.093kg?m-3,粘度〃=1.96Xl(y5pa?力導(dǎo)熱系數(shù)X=2.83X10"w.m-'-K-,比定

壓熱容理=1.()05義1()3八1</?K'o

5.10分(3767)

T3767

有?列管式換熱器，用殼程的飽和水蒸氣加熱管程的原油。歹IJ管由“53mmX1.5mm的

鋼管組成。已知?dú)こ陶魵庖粋?cè)的傳熱膜系數(shù)為1.163X104W-m-2-K1,管程原油一側(cè)的傳

熱膜系數(shù)為116W?m”?K-1,鋼管壁的導(dǎo)熱系數(shù)為46.5W-m-1-K1,垢層熱阻為0.00043

m2-K-W-1,試求該換熱器的總傳熱系數(shù)。

如果在保持原有其它條件不變的情況下，只是將管程原油一側(cè)的傳熱膜系數(shù)提高1倍,

試問(wèn)總傳熱系數(shù)將提高多少倍？

6.5分(3768)

T3768

有一套管換熱器，內(nèi)管通熱水，溫度由58℃降至45七。冷卻水以逆流的方式流過(guò)管間,

流量為2.0X10*013溫度由15℃升至45℃。已知內(nèi)管外徑為lOOinm,長(zhǎng)度為1450

mm,冷卻水在此溫度范圍內(nèi)的平均密度為997kg?比熱容為4.187kJ?kg"?K若熱

損失可略而不計(jì)，試求以內(nèi)管外表面積為基準(zhǔn)的總傳熱系數(shù)。

7.10分(3769)

T3769

有一管式反應(yīng)器需要將進(jìn)入反應(yīng)器前的原料氣甲烷從20℃加熱到70°C。現(xiàn)擬采用套

管換熱器，用熱水加熱甲烷氣。熱水從100℃降到80熱水與甲烷呈逆流流動(dòng)。已知熱

水?側(cè)的傳熱膜系數(shù)為2510kJ-m-2?h"?K1,甲烷流過(guò)薄壁管子的內(nèi)徑為26mm。甲烷流

動(dòng)時(shí)的雷諾數(shù)Re為5X10：甲烷的導(dǎo)熱系數(shù)為0.109kJ?K：甲烷的普朗特?cái)?shù)產(chǎn)廠

為1。管外水的質(zhì)量流量為2000kg?1」，比定壓熱容為4.18kJ-kg"?K"。試求熱交換器所

需的面積。

如果改用并流操作，其它條件均保持不變，問(wèn)熱交換器所需的傳熱面枳又為多少？

8.15分(3771)

T3771

有?單程列管換熱器，管外115"C的飽和水蒸氣冷凝給熱，管內(nèi)空氣作湍流流動(dòng)，體積

流量為80n??h。若空氣的體積流量增加到92m3?h」，而要求其進(jìn)、出口溫度仍是20℃

和65℃，間加熱水蒸氣的溫度需提高多少度，才可滿足要求？(設(shè)空氣的物性不變，熱損失

不計(jì))

9.10分(3772)

T3772

某雙程列管換熱器中，殼程為148°C的飽水蒸氣冷凝，管程為湍流流動(dòng)的空氣。空氣進(jìn)

出口溫度分別為200C和106°C。因雙管程的壓力降太大，擬將此換熱器改為單管程操作。

若空氣的流量不變，且在管程流動(dòng)仍屬湍流流動(dòng)，求改單管程后，空氣的出口溫度將變?yōu)槎?/p>

少？(設(shè)流體的物性不變，熱損失不計(jì))

*.10分(3774)

T3774

在一內(nèi)管為。19mmX2mm的套管換熱器中，熱流體在管外流動(dòng)，其進(jìn)、出口溫度分別

為85℃和45℃,傳熱膜系數(shù)為5000W?m-2冷流體在管內(nèi)流動(dòng)，其進(jìn)、出口溫度分

別為15℃和50℃,傳熱膜系數(shù)為50W-m-2-K1,質(zhì)量流量為20kg?h",比定壓熱容為

1.0kJ?kg」冷熱流體呈逆流流動(dòng)。若換熱器的熱損失及管壁及垢層熱阻均忽略不計(jì)，試

求換熱器管長(zhǎng)為多少米？

11.10分(3775)

T3775

在套管換熱器中，用120°C的飽和水蒸氣加熱苯。苯在。50mmX2.5mm不銹鋼管內(nèi)

流動(dòng)，質(zhì)量流量為3600kg-h1,溫度從30℃加熱到60°C,比定壓熱容可取為1.9

kJ-kg"?K1,傳熱膜系數(shù)為500W-m-2-K\若總傳熱系數(shù)近似等于管內(nèi)苯一側(cè)的傳熱膜

系數(shù)，試求：

(1)加熱水蒸氣消耗量(水蒸氣冷凝相變熱為2204kJ-kg1,飽和冷凝液排出，熱損失不

計(jì))；

(2)套管換熱器的有效長(zhǎng)度。

12.10分(3776)

T3776

,列管式換熱器總傳熱系數(shù)等于管內(nèi)湍流流動(dòng)的傳熱膜系數(shù)。今若將。19mmX2mm

的管子改為。25mmX2.5mm,同時(shí)，改變管子數(shù)目但使流速保持不變，其它條件均維持不

變。若要保證兩流體出口溫度不變，則管長(zhǎng)應(yīng)為原來(lái)的多少倍？

C熱量傳遞過(guò)程3?3(共12題)答案

一、計(jì)算題(共12題125分)

1.15分(3762)

D3762

設(shè)：水流速為“時(shí)，水側(cè)傳熱膜系數(shù)為a2，總傳熱系數(shù)為K

水流速為“時(shí)，水側(cè)傳熱膜系數(shù)為a2,總傳熱系數(shù)為旅

①

/八（ZjAa2

②

/?%Za2

兩式相減可得:

1111

K

11i111

——-——=(--——)=(------------------)=842X105③

/*KK22002700

管內(nèi)強(qiáng)制湍流流動(dòng)時(shí),aocRe08oc/8

O8

a2/a2=(1.5/1)=1.38,a2=L38?2

——--=——-----------=8.42X105

a2a2a21.38%

a,=3.21XIO3W?m"K1

將。2位代入①式可得:

10.00251

1/2200=----H------------+---------------

4.53.27x103

fZ,=1.07X104W*m-2*KJo

2.5分(3763)

D3763

1

a-i一"3r

+i?.5,1IT---與--FR5,49+

%Aa2

—+0.00018+0:002+0.00032+1

26045.03500

=214W-m2?K

污垢熱阻此1十七20,00018+0.00032八，、，

--------------------------=0.107=10.7%P

總熱阻LK1/214

310分(3764)

D3764

由冷氣體一側(cè)計(jì)算傳熱速率：0=6+血，的=0.1@,

旭晨C；?—甲)+。尸1/晨C；—)

1.00x1043,

=1.1X--------------X1.05x1。3X(430-300)

3600

=4.17XIO,W

由熱氣體一側(cè)計(jì)算傳熱速率：gqm%（T「G）

51.00X1043

4.17x1()5=----------X1.05x103X(550-T9)

3600

由上式解得:72=407℃

A7；550-430120

___￡_=________________<2

△刀407-300107'

AT；+A7；107+120

=114℃(亦即114K)

4.17x105

=12.2W?m-2K'o

-300x114

4.15分(3765)

D3765

=17.7m.s'

dup0.02x17.7x1.093C

Re=—匕=----------：——=1.97X104>104

〃1.96x10-5

的〃1.005x1()3x1.96x10-5

'~~T~2.83x102=0.7

空氣一側(cè)的傳熱膜系數(shù)

a,=0.0234Re0SPr0A

2d

2.83x10”04

=0.023X-----------X(1.97X104)°-8(0.7)°-4

0.02

=76.9W?m-2?K-1

蒸氣一側(cè)的傳熱膜系數(shù)四,通常情況下，?>>1\104W-m-2-K-1

若垢層和壁面的熱阻忽略不計(jì)，則總傳熱系數(shù)：

ha2=76.9W?nf2?K-1

由熱量衡算和傳熱速率方程可得：

。=%Cp(1一T^=pqvc'p(T2-方)

203

=1.093X-----X1.005X103X(80-20)=366W

3600

(/)=Kmll\T

(T-7；)-(7一與)(120-20)-(120-80)100-40

而出二

.120-20,100

門(mén)In--------In---

T-T,120-8040

=65.5℃(亦即65.5K)

L=-------------=------------------------------------=1J6m。

K成△(“76.9x3.14x0.02x65.5

510分(3767)

D3767

axZa2

1

]0.00151

+------+0.00043+

1.163xlO4465116

=109W*m-2?K-1

⑵當(dāng)a；=2%=2X116=232W?m-2?K”時(shí),

1

n0.0015......~r

一rT一一TT」

L163xlO446.5232

=206W*m'2*K*1

⑶K/K=206/109=1.89。

6.5分(3768)

D3768

.Md)

一A5

*，2.0乂10-2

式中：=q、p=---------------X997=5.54X10'3kg?s"

旭v3600

T；一T2=45-15=30℃,亦即T；—T；=30K

A7；=(r,-T{>58-45=13℃,亦即△7>i3K

A7；=(T2-T2)=45-15=30℃,亦即AT；=30K

…AT；-AT；30-13

然尸二^二尸皿3K

In」In

AT；13

A="="X0.1X1.45=0.456m

由此可得:

_554xl0-3x4.187x103x30

“0.456x20.3

=75.2W-m-2-K'o

7.10分(3769)

D3769

(1)逆流操作所需傳熱面積

A=----。---

式中：。=%“今(工—4)=|^X4.18X1O3X(1OO~8O)

=4.64X104W

M{=T{-T2=80-20=60℃,即AT；=60K

\T2=T2-T[=100-70=30℃,即A.=30K

eAT：-AT；60-30

AT=-I小工=-=43.3K

ln(")ln(—)

的30

a)=2510kJ?h_1?m-2?K=697W?m-2?K'

08

?2=O.O23—(/?e)

0.109/3.6408

=0.023---------(5X1O4)08

0.026

=154W?m-2?K-1

a.a.,697x154,,

K=_------------=126W?m'2?K-1

a,+a2697+154

計(jì)算可得飛魯*T&5m2

(2)并流操作所需傳熱面積

式中:A]'=7；_)=100-20=80℃,即AT；=60K

AT；=7；-7；1=80-70=10℃,即蜀=10K

…，NT；-NT；80-10

AT；,=—!——」=—―=33.7K

AT；-80、

ln(ln(——)

10

計(jì)算可得:

.4.64x1042

A=---------=11mo

126x33.7

8.15分(3771)

D3771

空氣流量為80m3?h-1時(shí)

。=4砧2c“△/=必①

空氣流量為92m3-h-1時(shí)，

/2cp,2"=K】M；②

兩式相比可得:

③

式中：如==

分”,2Qv,lP80

Ka?Ren?q、，20s80()?

—?^-=(—7產(chǎn)=產(chǎn)8=(一)08=0.894

Ka2Reqv292

(1-丁)-(115-20)-(115-65)

=70.1℃

回引）ln(S)

115-65

AT(T-T；)-(T-T)區(qū)-20)-(n-65)45

△I----2----------2-----2----------------------

in,J,-20

7；-65

由式③可得:

45

--------=1.15X0.894X70.1=72.1

一八一20

ln(^)

『65

T-2()

化簡(jiǎn)上式得：ln('-----)=0.624④

T2—65

由此解得：7>117℃。

9.10分(3772)

D3772

(1)雙程列管換熱器::

據(jù)題意

q%2cp,2(5—*)=a2A

T-T

化簡(jiǎn)得：-2=V2A

q,“,2cp.2=。24148-20、①

ln()

148-106

(2)單程列管換熱器

改為單程操作后，同理可得:

Q.n,2C,2=a2AUg_2()②

ln(------)

148-%

128

,ln(--------)

zy148-7/

聯(lián)立①②兩式可得：③

,,128、

?2l|n(--)

42

&_=(匕盧8=(_1產(chǎn)8

④

?2M2

,128

In-------；

由式③和式④聯(lián)立得:(!)',o.8148-%

，=,128

2

In—

42

由此解得:t'=80.6℃。

*.10分(3774)

D3774

,...20

-Z)=T-x1.0X103X(50-15)=194W

p213600

(j)=KAM“=Kmd

?,a,a5000x50,,

式中：K=—!~7^-=---------=49.5W?m-2?Kl

ax+a25000+50

△T\=T「T]=85-50=35℃,\T2=T2-Ty=45-15=30℃

M+M35+30

=32.5℃,BPAT；,=32.5K

22

由此可得:

_________194_________

/=。/K7id^Tm==2.3in。

49.5x3.14x0.017x32.5

11.10分(3775)

D3775

(1)水蒸氣耗用量/“

。=q=3600X1.9X103X(60-30)

3600x1.9xIQ3x(60-30)

=93kg,h1

2204x10s

(2)套管換熱器有效長(zhǎng)度I

gKA=K力d

AT.-AT,(120-30)-(120-60)

AT=—!-------=74℃(即A7；=74K)

M.AT,,120-30

In——LIn----------

120-60

(h3600x1.9xIO3x(60-30)/3600

/=---------=------------------------------------=10rrio

K\Tm7id500x74x3.14x0.0475

12.10分(3776)

D3776

d20nd2e〃，2

—,一二(7廣(因品=?〃?〃)

d15ftd4

匚K-A'M《L)吟

L

(f>K-AZ1ndd

.L20L

-1.2------

J=(—)

L15L

L20

則工。嚴(yán)，4%

化工基礎(chǔ)D-質(zhì)量傳遞過(guò)程5?1(共58題)

一、填空題(共38題78分)

1.2分(4012)

T4012

相際傳質(zhì)過(guò)程主要依靠物質(zhì)的擴(kuò)散作用，而物質(zhì)的擴(kuò)散主要有兩種基本方式：物質(zhì)借

分子運(yùn)動(dòng)由處向另處轉(zhuǎn)移而進(jìn)行物質(zhì)擴(kuò)散的方式，即為;物質(zhì)因流體的旋渦運(yùn)

動(dòng)或流體質(zhì)點(diǎn)的相對(duì)位移而進(jìn)行物質(zhì)擴(kuò)散的方式即為0

2.2分(4013)

T4013

牛頓粘性定律、傅立葉定律和費(fèi)克定律三者之間具有明顯的類(lèi)似性。這三種過(guò)程之間

存在類(lèi)似性，正是由于動(dòng)量、熱量和質(zhì)量三者都是憑借—運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行傳遞的。分子擴(kuò)散

過(guò)程應(yīng)遵循一定律，即分子擴(kuò)散速度與成正比。

3,2分(4015)

T4015

某合成氨廠脫硫用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01的稀氨水，其摩爾分?jǐn)?shù)為,摩爾比(比

摩爾分?jǐn)?shù))為o

4.2分(4202)

T4202

在填料塔中，亂堆的填料具有的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是°

5.1分(4005)

T4005

渦流擴(kuò)散系數(shù)除與流體的性質(zhì)有關(guān)外，主要受的影響。

82分(4006)

T4006

傳質(zhì)速率方程的表達(dá)形式，以及傳質(zhì)系數(shù)的數(shù)值和單位，均因傳質(zhì)推動(dòng)力所采用的表

示方法而異。常用的傳質(zhì)系數(shù)及其單位有：

的]=________________四】=：

[KJ=；陷］=________________

7.2分(4007)

T4007

傳質(zhì)設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛的為填料塔和浮閥塔。前者氣液兩相間的物質(zhì)傳遞主要是在

上進(jìn)行;后者氣液兩相間的物質(zhì)傳遞主要是在______上進(jìn)行。

8.2分(4008)

T4008

傳質(zhì)過(guò)程常用的塔設(shè)備有填料塔和板式塔兩種。按兩相流體的接觸方式可分為連續(xù)接

觸設(shè)備(或稱(chēng)微分接觸設(shè)備)和分級(jí)接觸設(shè)備，填料塔屬于設(shè)備，而板式塔屬于

設(shè)備。

9.2分(4009)

T4009

兩相流體傳質(zhì)設(shè)備按兩相接觸時(shí)的狀態(tài)可分為膜狀接觸設(shè)備、鼓泡接觸設(shè)備和噴射接

觸設(shè)備。傳質(zhì)設(shè)備中常用的填料塔屬于設(shè)備，而浮閥塔屬于設(shè)備。

*.2分(4010)

T4010

單分子單方向擴(kuò)散速率方程與等分子反向擴(kuò)散速率方程適用于不同的場(chǎng)合，如吸收過(guò)

程屬于過(guò)程，而雙組分精鐳屬于過(guò)程。

11.2分(4001)

T4001

如右圖的氣液平衡曲線示意圖中，

A(XA.yA),B(xB,yB),C(xc,yc)分別代表二種物系的實(shí)際

濃度，則由此可判斷三種情況下傳質(zhì)的方向分別為:

(A);(B);(C).o

12.2分(4002)

T4002

物質(zhì)以擴(kuò)散的方式由一相到另一個(gè)相的轉(zhuǎn)移為傳質(zhì)過(guò)程。傳質(zhì)過(guò)程可以在兩相流體之

間進(jìn)行，也可以在流體與固體兩相之間進(jìn)行。屬于前者的單元操作如一；一；一等;屬于

后者的單元操作如_；_；等。

13.2分(4003)

T4003

由于均相混合物的組成可以用多種方法來(lái)表達(dá)，所以亨利定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式也

有：、、和等幾種形式。

14.2分(4004)

T4004

氣相分子擴(kuò)散系數(shù)隨溫度升高而—，隨壓強(qiáng)升高而一;液相分子擴(kuò)散系數(shù)隨粘度增

加而____.

15.5分(4203)

T4203

在同一物系中，氣體的亨利常數(shù)E和溶解度常數(shù)”的數(shù)值大小只取決于而相平衡

常數(shù)，〃還與有關(guān)。當(dāng)溫度升高時(shí)E值一，”值—，機(jī)值一。

16.2分(4204)

T4204

填料吸收塔正常操作時(shí)，若液氣比增大,則吸收液的出塔濃度—，吸收的推動(dòng)力—。

17.2分(4206)

T4206

對(duì)于填料吸收塔，若操作條件一定，只是將填料層增高一些，則塔的傳質(zhì)單元高度HOG將

一，傳質(zhì)單元數(shù)將—。

18.2分(4207)

T4207

氣相總傳質(zhì)系數(shù)與膜系數(shù)之間的關(guān)系為「一='-+」一,該式表示單位相界面的傳質(zhì)

心勺叫

總阻力等于和之和。當(dāng)其中項(xiàng)的值遠(yuǎn)大于一項(xiàng)時(shí),則表明該過(guò)程為

氣膜控制。

19.2分(4208)

T4208

液相傳質(zhì)總系數(shù)與膜系數(shù)之間的關(guān)系為「一=2+2"，該式表示單位相界面的傳質(zhì)總

KL仆k、

阻力等于與之和。當(dāng)其中項(xiàng)的值遠(yuǎn)大于一項(xiàng)時(shí)，則表明相際傳質(zhì)過(guò)

程受液膜控制。

20.2分(4209)

T4209

操作線和操作方程表示吸收塔中任何一個(gè)截面上氣相和液相進(jìn)行接觸時(shí)的濃

度關(guān)系，而平衡曲線和平衡關(guān)系式則表示氣相和液相之間的—濃度關(guān)系。

21.2分(4212)

T4212

吸收是利用氣相混合物中各組分的不同，選擇適宜的對(duì)混合氣中的

組分進(jìn)行選擇性吸收的單元操作。在同物系中，在定的壓力和溫度下進(jìn)行操作時(shí)，加大

吸收推動(dòng)力的最有效措施是加大。

吸收操作線在KX坐標(biāo)圖上為一直線，該直線通過(guò)和兩點(diǎn),

余斗率為0

22.2分(4215)

T4215

含體積分?jǐn)?shù)為0.01環(huán)氧乙烷的氣體混合物與環(huán)氧乙烷濃度為0.020kmol?n?的溶液在

101.3kPa的壓強(qiáng)下接觸，已知PA*=7.69CA,以氣相分壓差表示的總傳質(zhì)推動(dòng)力為kPa似

液相組成差表示的總傳質(zhì)推動(dòng)力為—kmoHm\此時(shí)環(huán)氧乙烷將由一相向一相轉(zhuǎn)移。

23.2分(4216)

T4216

已知某物系的氣液相平衡關(guān)系為廣=〃正當(dāng)—總壓強(qiáng),—溫度時(shí)，可使平衡常數(shù)m值變

小，則丁吸收操作。

24.2分(4217)

T4217

吸收塔某截面上的氣液兩相A的摩爾分?jǐn)?shù)分別為產(chǎn)0.0540.01，操作條件卜.，氣液平衡關(guān)

系為則該截面的氣相傳質(zhì)總推動(dòng)力為，液相傳質(zhì)總推動(dòng)力為o

25.2分(4218)

T4218

在填料塔中進(jìn)行逆流接觸的吸收操作時(shí),若液氣比增大，其它操作條件不變，則溶液出口

濃度將，氣體出口濃度，吸收率。

26.2分(4221)

T4221

根據(jù)氣液相平衡關(guān)系可判明過(guò)程進(jìn)行的方向和限度。當(dāng)氣相中吸收質(zhì)的分壓PA高于液

相濃度XA相應(yīng)的平衡分壓PA*，即PA邛A*時(shí),一相中吸收質(zhì)能夠向一相轉(zhuǎn)移，即能夠進(jìn)行

—過(guò)程;反之，即PA*>PA,__相中吸收質(zhì)向__相轉(zhuǎn)移，即進(jìn)行過(guò)程;當(dāng)PA=PA*

時(shí)，則過(guò)程達(dá)到極限。

27.2分(4223)

T4223

某氣體用水吸收時(shí)，在一定濃度范圍內(nèi)，其在KX圖上標(biāo)繪的操作線和平衡線均為直線，則

平衡線的斜率即為_(kāi)__________值，操作線的斜率即為_(kāi)__________值。

28.2分(4224)

T4224

傳熱過(guò)程的推動(dòng)力是冷熱流體之間的氣體吸收過(guò)程的推動(dòng)力則是氣相

與液相實(shí)際濃度相應(yīng)的之差。

29.2分(4226)

T4226

亨利定律可以表達(dá)為PA*=—CA，PA*二E'A或)入*=加以，若該體系的總壓強(qiáng)為P,溶液

H

的密度為夕匕，溶液A的摩爾質(zhì)量為MA,溶劑的摩爾質(zhì)量為Me,則溶解度常數(shù)從亨利常數(shù)E

和相平衡常數(shù)m之間存在如下?lián)Q算關(guān)系:E=______?—,E=m.對(duì)于稀溶液內(nèi)值較小,

H

溶液密度PL可近似等于溶劑密度Pc，則E與H換算關(guān)系可簡(jiǎn)化為E=—o

H

30.2分(4228)

T4228

用純水逆流吸收有害氣體，平衡關(guān)系為Y*=L5X,若進(jìn)塔氣體濃度為匕=0.1,要求尾氣

濃度為匕=0.01,擬用液氣比&/a=2,則出塔溶液濃度為X2=。若改變液氣比，溶液

可能達(dá)到的最高濃度為o

31.2分(4229)

T4229

對(duì)一逆流操作的吸收塔，若塔底氣相濃度匕、塔頂液相濃度X2和液氣比Fc/J均保持不

變,物系的溫度上升一些，但仍符合亨利定律，則對(duì)該塔的影響是:平均推動(dòng)力AY,,

吸收率〃。(填入增大、減小或不變)。

32.2分(4231)

T4231

填料吸收塔在操作時(shí)，加大氣體處理量(體積流量)心而保持吸收劑入塔的各項(xiàng)參數(shù)不

變，(已知?dú)庀囿w積吸收系數(shù)長(zhǎng)以土產(chǎn))，則液相出口濃度Xi氣相出口濃度Y2

(填入增大、減小或不變)。

33.2分(4233)

T4233

對(duì)于難溶氣體的吸收過(guò)程，其傳質(zhì)阻力主要集中在____，則吸收速率受控制;而對(duì)

于易溶氣體的吸收過(guò)程，其傳質(zhì)阻力主要集中在____，則吸收速率受控制。

34.2分(4234)

T4234

填料吸收塔的操作狀態(tài)超過(guò)泛點(diǎn)之后，將發(fā)生相的轉(zhuǎn)變,氣體由一相轉(zhuǎn)化為—相;液

體由一相轉(zhuǎn)化為—相。

35.2分(4238)

T4238

若使含氨摩爾分?jǐn)?shù)為0.10的空氣-氨混合氣與含氨摩爾分?jǐn)?shù)為0.05的稀氨水在塔內(nèi)進(jìn)行

逆流接觸,(此時(shí)的相平衡方程為：y=1.2x),則混合氣出口含氨的摩爾分?jǐn)?shù)最低為，溶液

出口含氨的摩爾分?jǐn)?shù)最高為o

36.2分(4240)

T4240

如圖所示押某吸收劑在吸收塔中逆流吸收某

混合氣中的一個(gè)組分。若混合氣的進(jìn)口濃度均增加,

而惰性組分的摩爾流率入、吸收劑的摩爾流率

Fc、吸收劑入口濃度X2以及操作溫度和壓強(qiáng)都不

變，則混合氣出口濃度匕將，溶液的出口濃度Xi

將。

37.2分(4243)

T4243

吸收操作中，溫度不變，壓強(qiáng)增大，可使相平衡常數(shù)；傳質(zhì)推動(dòng)力。

38.2分(4244)

T4244

填料吸收塔操作中，當(dāng)液氣比越大,液泛速度就越_；液體的粘度越大,液泛速度就越

填料因子。越小，液泛速度就越—o

二、選擇題(共12題24分)

39.2分(4052)

T4052

氣體的擴(kuò)散系數(shù)與壓強(qiáng)成反比，與溫度7”成正比，為了獲得較大的吸收速率，吸收操

作通常應(yīng)在高溫和減壓的條件下進(jìn)行。......................................()

40.2分(4054)

T4054

傳質(zhì)過(guò)程中，單向擴(kuò)散指的就是分子擴(kuò)散，因而，傳質(zhì)膜系數(shù)k就等于擴(kuò)散系數(shù)

D,,..........................................................................................................................................()

41.2分(4055)

T4055

根據(jù)雙膜模型假設(shè)，在吸收過(guò)程中，氣液界面上兩相濃度互成平衡，界面上不存在任何

擴(kuò)散阻力。...............................................................()

42.2分(4058)

T4058

分子擴(kuò)散的速率與擴(kuò)散物質(zhì)和介質(zhì)的性質(zhì)、傳質(zhì)面積、濃度差及擴(kuò)散距離有關(guān)。()

43.2分(4059)

T4059

和傳熱過(guò)程相類(lèi)似，氣、液相際傳質(zhì)過(guò)程的推動(dòng)力是氣、液兩相的濃度差;過(guò)程的極限

是兩相之間達(dá)成相平衡。......................................................()

44.2分(4315)

T4315

在填料吸收塔操作中，當(dāng)在一定的氣速下，增大單位吸收劑耗用量(即液氣比)時(shí)，則出塔溶

液的濃度就會(huì)下降，吸收的推動(dòng)力也會(huì)減小,吸收率也隨之降低。..................()

45.2分(4317)

T4317

吸收操作是氣液兩相間的傳質(zhì)過(guò)程。當(dāng)吸收操作在塔設(shè)備中進(jìn)行時(shí)，氣液兩相采用逆流

接觸有利于吸收完全，并可獲得較大的推動(dòng)力。....................................()

46.2分(4306)

T4306

當(dāng)系統(tǒng)溫度升高及總壓強(qiáng)降低時(shí)，亨利常數(shù)E增大,相平衡常數(shù)機(jī)增大。.....()

47.2分(4302)

T4302

在填料吸收塔的計(jì)算中，氣相傳質(zhì)單元高度HOG為一工，氣相傳質(zhì)單元數(shù)NOG為

KYaS

\dY

Jy-r*

48.2分(4310)

T4310

當(dāng)系統(tǒng)溫度升高及總壓強(qiáng)降低時(shí)，溶解度常數(shù)H減小，相平衡常數(shù)m減小。.....()

49.2分(4312)

T4312

泛點(diǎn)氣流速度稱(chēng)為液泛速度，是填料吸收塔操作氣流速度的極限。正常操作的氣流速度

必須低于液泛速度。.............................................................()

50.2分(4314)

T4314

填料塔中填放填料的巨的是提供氣液兩相接觸面枳。吸收速率的大小與填料提供的比表

面積大小有關(guān)，因此填料的比表面積越大，則吸收速率越大，吸收率也越高。.......()

三、判斷題(共5題10分)

51.2分(4101)

T4101

將板式塔和填料塔作比較，下列項(xiàng)目中，填料塔優(yōu)于板式塔的是............（）

（A）生產(chǎn)能力；（B）操作彈性；（C）持液量；（D）壓降。

52.2分（4102）

T4102

如下列舉各條中，哪一條不是雙膜模型的基本假設(shè)？......................（）

（A）氣、液界面兩側(cè)存在氣膜層和液膜層；

（B）吸收質(zhì)以分子擴(kuò)散方式通過(guò)氣膜層和液膜層；

（C）吸收質(zhì)在兩相界面上處于平衡狀態(tài)；

（D）易溶氣體的溶解過(guò)程不存在液膜阻力，難溶氣體的溶解過(guò)程不存在氣膜阻力。

53.2分（4103）

T4103

分子擴(kuò)散系數(shù)。的單位是.............................................（）

（A）m,s-1;（B）m2,s-1;（C）kmol;（D）kmol,m_2,s-1?

54.2分（4104）

T4104

根據(jù)雙膜模型的基本假設(shè)，氣液相之間的傳質(zhì)過(guò)程，其....................（）

（A）氣相傳質(zhì)推動(dòng)力為零；

（B）液相傳質(zhì)推動(dòng)力為零；

（C）相界面上的兩相之間推動(dòng)力為零；

（D）相界面上的兩相之間推動(dòng)力為大于零的常數(shù)。

55.2分（4107）

T4107

已知20℃,101.3kPa下，乙醇在空氣中的分子擴(kuò)散系數(shù)為1.21X10-5m?。s"。若壓

強(qiáng)不變，隨著溫度增高，則擴(kuò)散系數(shù)的數(shù)值應(yīng)為...............................（）

（A）隨之增大；（B）隨之降低；（C）維持不變;D）隨具體溫度而定，增大或降低。

四、計(jì)算題（共3題20分）

56.5分（4151）

T4151

在某吸收系統(tǒng)中，已知場(chǎng)=3.8X10"mol?m_2?s_1,kx=12.5mol?m7?b平衡關(guān)系為

Y*=mX.當(dāng)加=0.01時(shí)，求椅為多少？此氣體屬易溶還是難溶氣體？

57.10分（4152）

T4152

在20℃及101.33kPa下,CO?與空氣的混合物緩慢地沿Na2cCh溶液液面流過(guò)，空氣不溶

于Na2c。3溶液。CO?透過(guò)1.0mm的靜止空氣層擴(kuò)散到Na2c。3溶液中。氣體中CO2的摩爾

分?jǐn)?shù)為0.20。在Na2cCh溶液液面上,CO?被迅速吸收，故相界面上CO,的濃度極小，可忽略不

計(jì)。CO?在空氣中20℃時(shí)的擴(kuò)散系數(shù)。為0.18cm2，sL問(wèn)CO2的擴(kuò)散速度是多少？

58.5分(4154)

T4154

20℃時(shí)氧氣溶于水中的亨利系數(shù)為4.06X106kPa,求20℃和101.33kPa時(shí),空氣中

的氧氣溶于水中的飽和濃度，mol-m\

D-質(zhì)量傳遞過(guò)程5-1（共58題）答案

一、填空題(共38題78分)

1.2分(4012)

D4012

分子擴(kuò)散;渦流擴(kuò)散。

2.2分(4013)

D4013

分子；費(fèi)克;濃度梯度。

3.2分(4015)

D4O15

1.06X10-2;1.07XIO1。

4.2分(4202)

D4202

使液體均勻分布;有向塔壁偏流的現(xiàn)象。

5.1分(4005)

D4005

流體流動(dòng)狀況。

6.2分(4006)

D4006

kmol,m_2?s'1,Pa'1;kmol,m_2?s'1?(旦或m?s_1;kmol,m_2,s'1;kmol,m_2,s''?

m

7.2分(4007)

D4007

填料表面;氣泡表面。

8.2分(4008)

D4008

連續(xù)接觸;分級(jí)接觸。

9.2分(4009)

D4009

膜狀接觸設(shè)備;鼓泡接觸設(shè)備。

*.2分(4010)

D4010

單分子單方向擴(kuò)散;等分子反向擴(kuò)散。

11.2分(4001)

D4001

吸收過(guò)程;達(dá)到平衡;解吸過(guò)程。

12.2分(4002)

D4002

吸收;精鐲;萃取;干燥;吸附;浸取(固-液萃取)

13.2分(4003)

D4003

p*=Ex;p*=—;y*=mx;Y*=mX。

H

14.2分(4004)

D4004

增大;減小;減小。

15.5分(4203)

D4203

溫度;總壓強(qiáng);增大;減小;增大。

16.2分(4204)

D4204

降低;增大。

17.2分(4206)

D4206

不變;增加。

18.2分(4207)

D4207

氣膜阻力;液膜阻力;」-;」一

kgHk、

19.2分(4208)

D4208

氣膜阻力;液膜阻力;工;且

k\kg

20.2分(4209)

D4209

實(shí)際操作;平衡

21.2分(4212)

D4212

溶解度;吸收劑;液氣比(絲)；塔底(X3)；塔頂(X2M2)；液氣比(絲)。

22.2分(4215)

D4215

0.86。