環(huán)境工程原理試題庫

《環(huán)境工程原理》試題庫

試題一

一：?jiǎn)柎痤}（36分）

1、一定量的流體在圓形直管內(nèi)作層流流動(dòng)，若將其管徑增加一倍，問能量損失變

為原來的多少倍？

2、何謂氣縛現(xiàn)象？如何防止？

3、何謂沉降？沉降可分為哪幾類？何謂重力沉降速度？

4、在列管式換熱器中，用飽和蒸汽加熱空氣，問：

（1）傳熱管的壁溫接近于哪一種流體的溫度？

（2）傳熱系數(shù)K接近于哪一種流體的對(duì)流傳熱膜系數(shù)？

（3）那一種流體走管程？那一種流體走管外？為什么？

5、換熱器的設(shè)計(jì)中為何常常采用逆流操作？

6、單效減壓蒸發(fā)操作有何優(yōu)點(diǎn)？

三：計(jì)算題（46分）

1、如圖所示，水在管內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)，設(shè)管路中所有直管管路的阻力系數(shù)

為a=0.03,現(xiàn)發(fā)現(xiàn)壓力表上的讀數(shù)為5m〃2。，若管徑為100mm,求流體

的流量及閥的局部阻力系數(shù)？

2、在一列管式換熱器中，用冷卻

將10（Pc的熱水冷卻到5（）°C,熱水

流量為60〃?%,冷卻水在管內(nèi)流動(dòng)，溫度從20°。升到45°。。已知傳熱系數(shù)K為

2000^2,換熱管為025x2.5機(jī)機(jī)的鋼管，長(zhǎng)為3m.。求冷卻水量和換熱管數(shù)

（逆流）。

已知：夕熱水=960%,3C熱水冷水=4.18產(chǎn)）&女

試題一答案：

二：?jiǎn)柎痤}

.2

1、〃產(chǎn)力.，.工。〃2=2山,

d\2g

V1

〃2

3422

%2=64/%"2?夕=2辦。

,]IU221,

/72=z2-----=77/21。

d22g16■"?■25mV

2、離心泵只能空轉(zhuǎn)而不能輸送液體的現(xiàn)象。

離心泵啟動(dòng)前應(yīng)灌滿液體。

圖1-1

3、沉降是指依靠外力的作用，利用分散物質(zhì)與分散介質(zhì)的密度差異，使之發(fā)生相

對(duì)運(yùn)動(dòng)而分離的過程。沉降可分為重力沉降和離心沉降。顆粒以加速運(yùn)動(dòng)的末速度這一

不變的速度作勻速沉降運(yùn)動(dòng)，這一速度稱為重力沉降速度。

3、傳熱管的壁溫接近于蒸汽的溫度；傳熱系數(shù)K接近于空氣的對(duì)流傳熱膜系數(shù)；空

氣走管內(nèi)，飽和蒸汽走管外。（蒸汽散熱快）。

4、因?yàn)槟媪鞑僮鳎和苿?dòng)力大，所需的傳熱面積?。粶p少我熱體的用量。

5、可以降低溶液的沸點(diǎn)，可以利用低壓蒸汽或廢氣作為加熱劑，可以濃縮不耐高溫

的溶液，可以減少蒸發(fā)器的熱損失。

三:計(jì)算題

1、圖示，在IT,2-2面間列板努利方程

m2J”

Q+Ah,

21+—+—

2gpg2gPg

=o.oi9”/=68.9

u=2.44”

/s4

在2-2,3-3面間列板努利方程

U22P2,?22

Z2+k+—+=z3d以------卜ht0+5=0+2.—.FG—

2gpg2gpg-------------------------d2g'2g2g

2/

—+0.03.—.—!—+—!—

5=2.44G=80

[2x9.810.12x9.812x9.81；

即流體的流量為〃

0.019C,68.9局部阻力系數(shù)為8。

—6

2、(1)、2.42=K.30?.3()x60A：=3.56x10

.3

⑵、V=\.lni

11

(3)、V2=2K.A2.T

??a

V2=2K.A2.T=2X3.56x10-6x302.2x3600V=6Wo

3、5。|(丁曰2)=，G2=32%

Ar=425°CA=G2C2(t2-t\)/KAt=39An^0

n=167.即冷卻水的流量為32%和管子根數(shù)為167根。

試題二

二：?jiǎn)柎痤}（30分）

1、流體的流動(dòng)形態(tài)有哪幾種？如何判斷？

2、何謂層流內(nèi)層？其厚度受哪些因素影響？

3、采用多級(jí)壓縮的優(yōu)點(diǎn)有哪些？

4、列管式換熱器為何要進(jìn)行熱補(bǔ)償？

5、單層圓筒壁的內(nèi)、外半徑分別為〃和廠2,壁表面溫度分別為7,

和若/</,試寫出圓筒任意半徑r處的溫度表達(dá)式？

三：計(jì)算題（50分）

1、流量為5000〃?%的水通過一根20Km長(zhǎng)的水平管，總壓降為0.5Mpa?，F(xiàn)在中央接

一完全相同的平行管到中點(diǎn)。問總流量變?yōu)槎嗌偌??（設(shè)總壓降始終不變，流

動(dòng)始終為高度湍流，局部阻力忽略）。

2、泵將20°C的水由一貯槽打到另一貯槽，其中吸入管和排出管的管徑為

098X4〃7/〃*KJ無縫鋼管。吸入管長(zhǎng)為50m,排出管長(zhǎng)為160%且泵到

管出口的距離為10m,其中流量為（已知：p（）-\atm.

/

4=0.02,Hv=3.0m,N電=2Kw,77電=0.94）.（20°C時(shí)水，p=1000^/3,

3A3

//=1.24X10-^/2,p°=2,4xl0^/2）

求：忽略動(dòng)壓頭，求泵的安裝高度？

泵的軸功率和效率？

3、一列式換熱器規(guī)格如下：管長(zhǎng)3叫管數(shù)30根，管徑為025x2.5〃〃%,管程為

1,現(xiàn)擬選用此換熱器冷凝、冷卻CS2飽和蒸汽，使之從飽和溫度46°。降至

10°CoCS2走管外，其流量為Gi=0.07”（，其冷凝潛熱為356%^,比熱為

LOS，%。。。水走管內(nèi)，且與C§2成逆流流動(dòng)。冷卻水的進(jìn)出口溫度分別為

5°C和30°C。已知冷凝和冷卻段基于外表面的總傳熱系數(shù)分別為

K}=2000^/20。和《2=100%2問此換熱器是否造適用？

4、用一傳熱面積為10〃戶的蒸發(fā)器將某溶液由15%濃縮到40%,沸點(diǎn)進(jìn)料，要求每小

時(shí)蒸得375Kg濃縮液，已知加熱蒸汽壓強(qiáng)為200Kpa,蒸發(fā)室的操作壓強(qiáng)為20Kpa,

此操作條件下的溫度差損失可取80C,熱損失可忽略不計(jì)。試求：（1）開始設(shè)

入使用時(shí)，此蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)為多少？

（2）操作一段時(shí)間后，因物料在傳熱面上結(jié)垢，為完成同樣蒸發(fā)任務(wù)，需將

加熱蒸汽的壓力提高到350Kpa,問此時(shí)蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)為多少？

查得20Kpa水蒸汽的飽和溫度為60.1°。，汽化潛熱為23549

查得200Kpa水蒸汽的飽和溫度為12Q2°C

查得350Kpa水蒸汽的飽和溫度為13a80C

N=HQpg=16.75.35.10009.81/3600=\.6Kw.n==85%.

2

3、換熱器已有的傳熱面積：A=n.7r.dl=30.3.14.0.0253=7.07/zzo

求所需的傳熱面積：

冷凝段的熱量：Q=卬/=0.07.356=24.9Kw

冷卻段的熱量：Q2=W.C].（7廠72）=0.07.1.05.36=2.65Kw。

總熱量為:Q=Q+Q2=27.55KW

冷卻水的用量：G水二、二—/J=0263e/

水。.（上一。）4.187.（30-5）八

冷卻水離開冷卻段的溫度：t=0十―—=5+———=7.4°C

G水C比0.263.4.187

(46—7.4)―(46—30)

=25.70C

冷凝段的溫度差：Z=

,46-7.4

In

46-30

(46-7.4)-(10-5)

=16.4°C

冷卻段的溫度差：A/=

10-5

Q24.9.1000=4.84w2

冷凝段所需傳熱面積:4=~KAt~2(X).25.7

Q_2,65.1000

=1

冷卻段所需傳熱面積:2~KAt~100.16.4

所需的總的傳熱面積:A=6.45^2.

4、水分蒸發(fā)量：W=F.=0.625F,F-W=375.

Ib)

F二lOOOKg,g625Kg

溶液的沸點(diǎn)為"60.1+8=68.1°。。

/上玨少將i/4，“Q625.23549.1000

KK=----------彳--------------=785y

傳熱系數(shù)為：A\t10.3600(1202-68.1);/m29?nC

rr4々魴Q625.23549.1000

改變壓力后的傳熱系數(shù)：K=-^=----------7--------------；=578y0no

AM10.3600(13&8-68.1)AT?2.°C

可見結(jié)垢以后的傳熱系數(shù)降低。

試題三

判斷題（18分）

1、在并聯(lián)管路中，它們的阻力相等，同理在串聯(lián)管路中，它們的流速也是相等的。

（穩(wěn)定流動(dòng)）。

2、轉(zhuǎn)子流量計(jì)可以讀出任何流體的流量。

3、用雷諾準(zhǔn)數(shù)來判斷流體的流動(dòng)形態(tài)時(shí)，在SI制中屬層流范圍，在cgs制中屬湍

流范圍。

4、粘度是流體的物理性質(zhì)之一，則雷諾準(zhǔn)數(shù)也是流體的物理性質(zhì)之一。離心泵銘牌

上的性能參數(shù)是指泵揚(yáng)程最高點(diǎn)下的性能參數(shù)0

5、往復(fù)式壓縮機(jī)的工作循環(huán)是由吸氣、排氣、膨脹、壓縮四個(gè)階段組成。

6、沉降器的生產(chǎn)能力與沉降速度及沉降面積有關(guān)，與沉降高度無關(guān)。

7、氣相與液相所組成的物系稱為氣相非均相物系。

8、用板框式過濾機(jī)進(jìn)行恒壓過濾操作，隨著過濾時(shí)間的增加，濾液量不斷增加，生

產(chǎn)能力也不斷增加。

9、多層導(dǎo)熱時(shí)，其推動(dòng)力為各層推動(dòng)力之和，阻力也為各層阻力之和。

10、流體對(duì)流傳熱膜系數(shù)一般來說有相變時(shí)的要比無相變時(shí)為大。

11、多層平壁穩(wěn)定導(dǎo)熱時(shí)，如果某層壁而導(dǎo)熱系數(shù)小，則該層的導(dǎo)熱熱阻大，推動(dòng)力

12、若以飽和蒸汽加熱空氣，傳熱的壁面溫度一般取空氣和蒸汽的平均溫度。

13、所謂黑體就是人們所講的黑顏色的物體。

14、在同一種流體中，不可能同時(shí)發(fā)生自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流。

15、多效蒸發(fā)可以提高蒸汽的利用率，二次蒸汽利用一次稱為單效蒸發(fā)，利用二次稱

為雙效蒸發(fā)，依次類推。

16、對(duì)流傳熱系數(shù)是物質(zhì)的一種物理性質(zhì)。

17、黑體、鏡體、和灰體都是理想化的物體，在自然界中并不存在。

18、總傳熱系數(shù)K可用來表示傳熱過程的強(qiáng)弱，與冷、熱流體的物性無關(guān)。

三：計(jì)算題（64分）

1、圖示，“U”管壓差計(jì)甲的上部管內(nèi)充滿了水，下部為汞，汞的液面落差為3c7〃,

求AP時(shí)?若再接一“U”管壓差計(jì)乙，其上部仍為水，下部放置不知名的液體，

且測(cè)得H乙=63.5。〃，求夕乙？

2、一降層室長(zhǎng)為5m,寬為3m,高為4m。

內(nèi)部用隔板分成20層，用來回收含塵

氣體中的球形固體顆粒，操作條件下含

塵氣體的流量為3600?！?,氣體密度

p=0.9,粘度為〃=0.03/〃2心。

塵粒密度0=4300。試求理論上能

100%除去的最小顆粒直徑？

3、外徑為200mrTi的蒸汽管道，管外壁溫度為

16d）C。管外包以導(dǎo)熱系數(shù)為

圖3-1

4=0.08-4-llxlC）-4/的保溫材料.要求保溫層外壁面溫度不超過600C.

每米管長(zhǎng)的熱損失不超過150%。同保溫層的厚度應(yīng)為多少？

4、欲將濃度為25樂沸點(diǎn)為131.5°。，流量為3600*%的NaOH水溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮到

50%o料液的進(jìn)口溫度為20°C,加熱蒸汽的壓強(qiáng)為392.4Kpa（絕壓），冷凝器的

壓強(qiáng)為53.32Kpa.據(jù)經(jīng)驗(yàn)蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)可取1100”7,溶液的密度為

1500笠^。若忽略蒸發(fā)器的熱損失。求加熱蒸汽的消耗量及蒸發(fā)器所需的傳熱

面積？0=4.93%0。

己知：p=53.32Kpa,r=83°C,r=2000%g

p=392.4Kpa,7=1429°CR=2143%

/Kg

試題三答案

三：計(jì)算題

3

1、3=（夕示一"測(cè)）RgA/?=（13.6-l）0.03.9.81.10=3.70SKpao

=.亍—“0.635.9.81.1（P=3.708&/a,/示二1600^/30

2、降沉室的總面積：A=20.5.3=30(h?。

36000

沉降速度：^/=-==0.033^o

A300.3600/$

設(shè)沉降區(qū)為層流，則有…="泮

0.033=—(433。絲?81,公2.06x1。4,。

18.0.03.10-3

驗(yàn)算：心如=陋金華”=0.66YL

〃0.03.10~3

3、保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)：4=0.0921%/。

2怨世60160)/0,5=47,所。

1吟"+%00

4、水分蒸發(fā)量：VV=F.|1-^2.|=360(/1--1=1800^^/0

IJV50j%

加熱蒸汽消耗量：D=r4^=36004.93.(131.5-20)=Qo

R2143公

所需的傳熱面積為：A=-=—―362143125.93

KAt1100(1425-131.5)

即所需的加熱蒸汽消耗量為0.736%。所需的傳熱面積為1259次

試題四

三：計(jì)算題

1、圖示為一輸油管路，未裝流量計(jì)，但在A、B分別測(cè)得壓強(qiáng)為

PA=150Kpa,PA=140&%,試估算管道中油的流量？已知：管為。89X4L,A、B

間距為10m,

其中管道的當(dāng)量長(zhǎng)度為9.3m,

K

p=820^/3,〃=12切。

2、試證明球形顆粒在重力場(chǎng)中作自由沉降時(shí)，層流區(qū)域內(nèi)的沉降速度公式

為:

18.〃

3、用一板框壓濾機(jī)在300Kpa壓強(qiáng)差下過濾圖4-2

某懸浮液。已知過濾常數(shù)K為7.5x105冽7

qe為SOI"!/?o要求每一操作周期得8,產(chǎn)濾液，過濾時(shí)間為0.5h。

設(shè)濾

餅不可壓縮，且濾餅與濾液體積之比為0.025。試求：過濾時(shí)間；若操作壓

強(qiáng)

差提高至600Kpa,現(xiàn)有一臺(tái)板框過濾機(jī)，每框的尺寸為635x635x25"zw，

若

要求每個(gè)過濾周期仍得8〃產(chǎn)濾液，則至少需要多少個(gè)框能滿足要求？過濾時(shí)

間

又為多少？

4、一臥式列管換熱宿，鋼質(zhì)換熱管長(zhǎng)為3m,直徑為°25X2〃7)明水以()7%的

流速在管內(nèi)流動(dòng)，并從17°。被加熱到37°C。流量為1.25%、溫度為

72°C

煌的飽和蒸汽在管外冷凝成同溫度的液體。燒蒸汽的冷凝潛熱為315%且o

己測(cè)得：蒸汽冷凝傳熱系數(shù)為800%7，管內(nèi)側(cè)熱阻為個(gè)側(cè)熱阻的40樂

/m2ync

污垢熱阻又為管內(nèi)側(cè)熱阻的70%,試核算換熱管的總根數(shù)及換熱器的管程

數(shù)。

計(jì)算時(shí)可忽略管壁熱阻及熱損失。

試題四答案

三：計(jì)算題

1、在A-B兩點(diǎn)間列板努利方程：

+—+2^.-

P電2gd2g

150xl03140x1()3?J9.3〃2

0+--------------=1+/I.”2=0.02.

82Q9.8182(19.810.()8「2.9.81

0.117

設(shè)流體在管路中作層流流動(dòng)，貝J：A=—

92011792

A.U=0.02=—―~.u=0.02ow=1.7^o

核算雷諾準(zhǔn)數(shù)：七,二4絲=933<2000。

貝I」：油品的流量為丫=；。?，.〃=31.52m%。

33

2、顆粒作自由沉降，受力:F}=y.7r.d.psg,F2=y.7r.d.pg

66

22

F3=g—^.d"",mao尸］一/2一尸3二°

心聲層一%一筆也

52

3、過濾面積：（q+q￥=K1,+0.012^=7.5.10~.05.3600,A=22.5mo

0.2

濾餅體積：V=8.0.025=0.2加3框數(shù)〃==20o

0.635.0.635.0.025

過濾總面積：，4=0.6352.2.20=16.1筋2。

/2-4

(q+qe)2=K.T,(8zj613+0.012)=1.5.10r,工=0.478〃。

5、傳熱量為：Q=394Kw。所需水量：W=4.713%\4=44.25°。。

單管水量：^=().243%,每程所需管子數(shù)為：〃=20。

每程傳熱面積：A=4.71/〃2,傳熱系數(shù)：K=4762%20c

所需傳熱面積：A=18.7〃，管程數(shù)為：聯(lián)4.總管數(shù)為80根。

試題五

一：簡(jiǎn)答題（60分）

1、圖示管路中，流體作穩(wěn)定流動(dòng)。問：

（1）、靜壓頭2哪個(gè)大？為什么？

pg---A-

（2）、體積流量V哪個(gè)大？為什么？

（3）、質(zhì)量流速哪個(gè)大？為什么？

（不計(jì)阻力）

2、圖示，測(cè)出A、B兩端點(diǎn)的壓力差？

3、管子的類型有哪幾種？表示方法有哪幾

種？家里的自來水管是什么管？

4、何謂離心泵的汽蝕現(xiàn)象？如何防止？

5、何謂過濾介質(zhì)？對(duì)過濾介質(zhì)有何要求？

6、說明熱負(fù)荷與傳熱速率的概念及兩者之間

的關(guān)系？

7、何謂加熱劑和冷卻劑？舉例說明之？

8、敘述導(dǎo)熱系數(shù)、對(duì)流傳熱膜系數(shù)、

圖5-2

傳熱系數(shù)的單位及物理意義？

9、強(qiáng)化傳熱的途徑有哪些？

10、蒸發(fā)操作有何特點(diǎn)？

~：計(jì)算題

1、容器A、B分別盛有水和密度為

800%3的灑精，中間接一水銀壓差計(jì)。

（1）當(dāng)容器A中的壓強(qiáng)P*2.943x1O’”。

（表壓）時(shí)，測(cè)得R=0.3m,/?]=0.5m

h2=0.2m,求容器B內(nèi)的壓強(qiáng)為多少？

（2）當(dāng)容器A中的壓強(qiáng)減小至

PA=1.962x1容器B內(nèi)的壓強(qiáng)不變，

則水銀壓差計(jì)內(nèi)的讀數(shù)為多少？

2、用油泵從貯罐向反應(yīng)器輸送液態(tài)異丁烷，貯,其上方壓強(qiáng)為

652.365Kpao泵位于貯罐液面以下1.5m處，吸入管路的全部壓頭損失為1.6m。異

丁烷在輸送條件下的密度為530飽和蒸汽壓為637.65Kpa。在泵的性能表

上查得，輸送流量下泵的允許汽蝕余量為3.5爪試問該泵能否正常操作？

3、在一板框過濾機(jī)上過濾某種懸浮液，在0.IMpa（表壓）下20分鐘可在每平方米過

濾面積上得到0.197陽3的濾液，再過濾20分鐘又得到濾液0.09〃，，試求共過濾i

小時(shí)可得總濾液量為多少？

4、某溶液在單效蒸發(fā)器中蒸濃，用飽和蒸汽加熱，需加熱蒸汽量2100%,加熱蒸

汽的溫度為12（P。，其汽化潛熱為2205%。已知蒸發(fā)器內(nèi)二次蒸汽的冷凝溫度

為81°C,各項(xiàng)溫度差損失共為9°C。取飽和蒸汽冷凝的傳熱膜系數(shù)。2為

8000》9%,沸騰溶液的傳熱膜系數(shù)臼為3500沙,，求該換熱器的傳熱面

積？（管壁熱阻、垢層熱阻及熱損失忽略不計(jì)）

試題五答案

一：?jiǎn)柎痤}

22

1、ZA+以+/*/%+.，叢Y%。

Pg2gPg2gp.gpg

VBnW=up,WA=W〃C

2、測(cè).g.（R+。）,〃=/么+/測(cè)長(zhǎng)心+外+夕示田./?

邸=〃八一測(cè)gZ+（「示一夕測(cè)）gR邸=夕測(cè)出2+（夕示一夕測(cè)）g.Ro

3、管子的類型有：鋼管、鑄鐵管、有色金屬管和非金屬管。

表示方法有：英寸表示法、公寸直徑表示法、外徑乘壁厚。

4、泵內(nèi)壓強(qiáng)最低處的壓強(qiáng)等于同溫度下輸送液體的飽和蒸汽壓時(shí)，此時(shí)

液體將急劇汽化，并產(chǎn)生大量汽泡，使得葉輪表面或泵內(nèi)殼表面產(chǎn)生裂縫，泵體振

動(dòng)，產(chǎn)生噪聲，其流量和揚(yáng)程明顯下降。這一現(xiàn)象稱為汽蝕現(xiàn)象。確定合適的安裝高度

以確保不發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。

5、過濾介質(zhì)：一種多孔性物質(zhì)。

要求：多孔性、阻力?。挥幸欢ǖ臋C(jī)械強(qiáng)度；有一定的化學(xué)穩(wěn)定

性。

6、傳熱速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過傳熱面的傳熱量。

熱負(fù)荷：當(dāng)生產(chǎn)上需要加熱（或冷卻）某物料時(shí)，便要求換熱器

在單位時(shí)間內(nèi)向該物料輸入或輸出一定的熱量，這是生產(chǎn)對(duì)換熱器換熱能力的要求，

稱為該換熱器的熱負(fù)荷。

一個(gè)滿足生產(chǎn)的換熱器應(yīng)該是：傳熱速率等于（略大于）熱負(fù)

荷。7、加熱劑：給出熱量對(duì)物料起加熱作用的載熱體稱為加熱劑。例蒸汽。

冷卻劑：取走熱量對(duì)物料起冷卻作用的載熱體稱為冷卻劑。例

水。

8、導(dǎo)熱系數(shù)：在壁厚為1口時(shí)，在單位面積單位時(shí)間內(nèi)以熱傳導(dǎo)的方式所

傳遞熱量的多少。單位是：V

傳熱系數(shù)：當(dāng)冷熱流體的溫度差為1K時(shí)，通過單位面積單位時(shí)間

內(nèi)所傳遞熱量的多少。單位是：y9o

/nr.K

對(duì)流傳熱膜系數(shù)：當(dāng)流體與壁面溫度差為1K時(shí)，通過單位面積單

位時(shí)間內(nèi)以對(duì)流傳熱的方式所傳遞熱量的多少。單位是：y2o

/m2.K

9、強(qiáng)化傳熱的途徑有：增加傳熱面積；（增加有效傳熱面積）

增加溫度差；（采用逆流流動(dòng)）增加傳熱系數(shù)K（增加流體的湍流流動(dòng)，防止垢層熱

阻的形成及及時(shí)地消除垢層熱阻）

10、蒸發(fā)操作的特點(diǎn)：溶液沸點(diǎn)的升高；節(jié)約能源；物料本身的工藝特

性。

二：計(jì)算題：

1、〃=〃八十/1出41〃=PB+PZ&/12+PHg.&R。

PB=-Pzgh2-PHg，gR+〃4+0-&加，PB=-7.26X103，。。

/-\/?\

,R—R,R—R-

〃=〃A+01￡?〃1------，〃=〃3+22?g?〃2+—+PHggR

/-\/?\

,R-R,R-R/

PA^P\-g-h\------=PB"2?g,3十一^—"HggR。

R=0.22bno

7〃o—〃。..7652365—637650

2o、Z=-----△A〃-hf,Z=-------------------------3.5-1.6=-2.27m

p.gj530.9.81o

即泵不能正常工作。

3、(g+%)2=K.T,(0.197+/產(chǎn)=K.20.60,(0.206+qj=K.2.20.600

zx93/-8

(g+g)=K.2.2.20.60。qe=0.022^/2。7C=3.96x10

/tn

q=0.3567%2。過濾1小時(shí)所得到的總濾液量為0-356,

4、傳熱量：Q=Dr=21嗎600、2205=129瞰”.

溶液的沸點(diǎn)：r=81+9=90°Co

溫差：A/=l20-90=30°Co

傳熱系數(shù)：K=177-二一=2.435W)

/3500+/8000/m工

傳熱面積：A—0=—乜史—=17.66/??^o

KAt2.435.30

故所需的傳熱面積為17.6to2o

試題六

二：簡(jiǎn)答題（36分）

1、敘述恒縻爾流假設(shè)的內(nèi)容?

2、板式塔塔板上造成液面落差的原因有哪些？如何防止？

3、試推導(dǎo)并流吸收塔的操作線方程？并在y-x的相圖上表示出來?

4、敘述雙膜理論的論點(diǎn)？

5、畫出單級(jí)萃取操作相圖？

6、敘述濕空氣的性能參數(shù)？

-：計(jì)算題（44分）

1、雙股進(jìn)料的二元連續(xù)進(jìn)料，

均為泡點(diǎn)液相進(jìn)料，進(jìn)料液為片12,

求第三段的汽相和液相流量？己知

第一段的汽液相流量分別為V和Lo

2、某填料吸收塔用純輕油吸收混

合氣中的苯，進(jìn)料量為1000標(biāo)準(zhǔn)〃。圖6T

進(jìn)料氣體中含苯5%（體積百分?jǐn)?shù)），其余為惰性氣體。要求回收率95%。操作時(shí)輕油

含量為最小用量的L5倍，平衡關(guān)系為Y=1.4X0已知體積吸收總系數(shù)為

KM=125K〃"3/輕油的平均分子量為170。求輕油用量和完成該生產(chǎn)任務(wù)所需填

料層高度？

3、有一干燥系統(tǒng)如圖，

新鮮空氣為20°C,

“0=0.01Kg%g干空氣與干

0.8

燥器出口溫度為，2=500C,

濕度為H2=0.08

的廢氣匯合后進(jìn)入預(yù)熱器

（廢氣/新鮮空氣=0.08/0.2）,

干燥器中的干物料為G尸1500%,

圖6~3

溫含量為卬尸0.47,W2=0.05,求新鮮空氣加入量和預(yù)熱器加入的熱量？

試題六答案：

二：?jiǎn)柎痤}

1、恒縻爾溢流：在精倒塔的精錨段內(nèi)，從每一塊塔板上下降的液體的千縻爾流量

皆相等，提儲(chǔ)段內(nèi)也是如些，但兩段不一

定相等。

恒縻爾汽化流：在精儲(chǔ)塔的精儲(chǔ)段內(nèi)，

從每一塊塔板上上升的汽體的千縻爾流量

皆相等，提儲(chǔ)段內(nèi)也是如些，但兩段不一

定相等。

1、液流星、塔板結(jié)構(gòu)和液流長(zhǎng)度；可采取雙溢流或多溢流降液管、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的篩板

塔。

2、v.(yry)=￡.(x-xj

簡(jiǎn)答題5

Yx+—xi+yIo匕X]

——VV11

3、相互接觸的氣、液兩流體

間存在著穩(wěn)定的相界面，界面

兩側(cè)各有一個(gè)很薄的有效層流

膜層，吸收質(zhì)是發(fā)分子擴(kuò)散的

方式通過此膜層；在相界面處，

氣、液兩相達(dá)到相平衡；在膜層以

外的中心區(qū)域，由于流體

的充分湍動(dòng)，吸收質(zhì)的濃度是均勻

的，即兩相中心區(qū)的濃度梯度為

0,

全部濃度變化集中在兩個(gè)有效層流

膜層內(nèi)。

6、濕空氣的性質(zhì)參數(shù)有：相對(duì)濕度、

濕度、焰、比容、比熱、干球溫度、

濕球溫度、露點(diǎn)溫度、絕熱飽和溫度。

三：計(jì)算題

1、解：由物料衡算得：

V\F^F2+L=L+V

而料液是泡點(diǎn)進(jìn)料,則：v"=v,F^F^L=L.

y.=0>05=0.0526,

2、解:y尸丫卜(1一0)=0.0526(1-95%)=0.00263。

11-0.05

(Lyyry20.0526-0.00263

0-O52X.4

L=1.5.1.33L=1.5.1.33.1°嶗24=891。

卬廣17Q89.1=15147%\

Vr

AK2=0.00263,X1=vr2)=002825yA丫尸0.013(乃

△V,*0.00651,Z=一么=2.74〃

〃KXY

八ya,mm

即輕油量為15147%,所需填料層高度為2.74m。

3、解：由等熔過程找到預(yù)熱后混合氣的狀態(tài)點(diǎn)

“尸0.0652Kg%g干空氣，0=80.5°。。

由質(zhì)量比找到混合氣的狀態(tài)點(diǎn)

”片0.0652心，^干空氣，即產(chǎn)43°。

干燥水分量：W=G[G2=150015g(1-047)=663.16*%。

1—0.05/〃

新鮮空氣量：

5券？（"%）=曲

Qp=(1.01+1=(1.01+1.88.0.065^(80.5-43)=42.47Kw.

即新鮮空氣量為9568*%,預(yù)熱所提供的熱量為42.74Kwo

試題七

二：?jiǎn)柎痤}（30分）

1、何謂理論板？為什么說一個(gè)三角形梯級(jí)代表一塊理論塊？

2、何謂塔的漏液現(xiàn)象？如何防止？

3、填料可分為哪幾類？對(duì)填料有何要求？

4、寫出任意一種求溫度的方法？

5、敘述多級(jí)逆流萃取操作是如何求理論級(jí)數(shù)的？

三：計(jì)算題（50分）

1、用一精儲(chǔ)塔分離二元理想混合物.已知。=3,進(jìn)料濃度為XF=0.3,進(jìn)料量為

200即啖,泡點(diǎn)進(jìn)料。要求塔頂濃度為0.9,塔釜濃度為0.1t以上均

為縻爾分率）。求塔頂、塔釜的采出量，若R=2/?Illin,寫出精館段和提偏段的

操作線方程？

2、用純水吸收空氣一氨混合氣體中的氨，氨的初始濃度為0.05（縻爾濃度）。要求

氨的回收率不低于95%,塔低得到的氨水濃度不低于

0.05.已知操作條件下的氣、液相平衡關(guān)系為Y=0.95X。試計(jì)算：

⑴、逆流操作，氣體流量取0.022。且K*=0.02K，3。

求所需填料層高度？

（2）、采用部分吸收劑再循環(huán)流程，新鮮吸收劑與循環(huán)量之比為20,氣體流量

不變，體積吸收總系數(shù)也不變，求所需填料層高度？

3、在密閉的容器內(nèi)，盛有溫度為20%,總壓為101.3Kpa,濕度為

0.01心%且干空與的濕空氣。水蒸汽的飽和蒸汽壓為2.338Kpa。試求：

（1）、該空氣的相對(duì)濕度及容納水分的最大能力為多少？

（2）、若容器內(nèi)壓入溫度為20%的干空氣，使總壓上升為303.9Kpa。

該空氣的相對(duì)濕度及容納水分的最大能力為多少？

試題七的答案：

二：?jiǎn)柎痤}

1、理論板：離開這一塊板上的氣、液相組成滿足平衡關(guān)系的板；在繪三角形梯級(jí)

時(shí)，正好使用了一次平衡關(guān)系和一次操作線關(guān)系，與逐板法相比，正好跨過了

一塊板，可認(rèn)為一個(gè)三角形梯級(jí)代表了一塊理論板。

2、塔板上的液體直接從塔板上漏下的現(xiàn)象。增加上升蒸汽量。

3、填料主要可分為實(shí)體填料和網(wǎng)體填料；要求要有較大的比表面積，較高的空隙

率，一定的化學(xué)穩(wěn)定性和一定的機(jī)械強(qiáng)度，重量輕，造價(jià)低。

4>/.=0.622-^,利用露點(diǎn)溫度查得p,即可算出濕度。

P—P

5、第一，在三角形相圖上作出溶解度曲線和轉(zhuǎn)助曲線；第二，根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)找出

原料液組成點(diǎn)F、末級(jí)萃余相組成點(diǎn)溶劑點(diǎn)S、利用杠桿規(guī)則找到勺；第

三，聯(lián)結(jié)FE］和R〃S的延長(zhǎng)線交于△這一操作點(diǎn)；第四，作AR］的延長(zhǎng)線交

于石2點(diǎn)，找到心后，作A的的延長(zhǎng)線交于與點(diǎn)；以此類推，直至最終萃余

相的組成小于R〃為此。所作的聯(lián)結(jié)線數(shù)目，即為所求的理論級(jí)數(shù)。

三：計(jì)算題

1、F=D+W2000=D+W

D=50()Km(%

Y=3.

x=0.3,々=0.3,0-5。

-l+2xyq=

3__,RxF)

ARnn.n—-''q—-2\R=2.6oy=------x+——

為』R+lR+\

y=0.722r+0.25y=1.83%-0.083

即精飾塔的塔頂和塔釜采出量分別為500所%和1500K加味。兩段的操

作線方程為)，=0.722r+0.25和y=1.83x-0.083o

2、

丫1=0.0526,Y2=0.0025o0.0526,X2=0

△Y尸0.00263,△丫2=00025。AV〃尸0.00256。

z=一(丫廠丫2)=0.02(0.0526-0.0029=196m。

Kya.S.\Ym0.02.0.00256

%R=2(),由質(zhì)量守恒得：LR.XI=(L+L/JX2，A:2=0.00238

△Y1=0.0026?,AK2=0.0()023,△匕產(chǎn)0.00096?。

z=3士)=0.02.(0.0526-0.0029=493/77°

Kya.SAYm0.020.000963

即填料層高度分別為19.6m和49.3m。

H.P0.01.101.3

3、/7=0.622—^―p——=1.603即。o

P-P0.622+H0.622+0.01

=L60XQQQ=68.6%O

/Z.JJo

容納水分的最大能力即飽和濕度：

H尸0.622—^—=0.622—軍史一=0.0147Kg力力。

'p_p01013-2338/Kg干空7

同理，

=0.622一咳里一=0.0033

//=0.622Kg水/

/Kg干空氣°

P-P303.9-1.604

o

=0.622一生^一二0.0048/g7%「”。

H=0.622—

sP-P°303.9-2.338/心干空氣

L60

XQQQ-68.6%O

試題八

三：計(jì)算題（50分）

1、圖示的精福塔是由一只蒸饋釜

和一塊實(shí)際板所組成。料液由塔頂加

入，泡點(diǎn)進(jìn)料，XF=0.2,今測(cè)得塔

頂易揮發(fā)組分的回收率為80%,系統(tǒng)

的相對(duì)揮發(fā)度為。=3.0。且犬￡）=0.3

求：殘液組成XW和該塊塔板的液相默夫里效率？（蒸鐳釜可視為一塊理論板）。

2、某生產(chǎn)車間使用一填料塔，用

清水逆流吸收混合氣中的有害組分A。已知操作條件下，氣相總傳質(zhì)單元

高度為1.5m,進(jìn)塔混合氣中組分A的縻圖8-1

爾分率為0.04,出塔尾氣組成為0.0053,出塔水溶液濃度為0.0125,操作條件下的平衡

關(guān)系為Y=2.5X。試求：液汽比為最小液汽比的多少倍？，所需的填料層的高度？

3、在常壓連續(xù)理想干燥器中，用通風(fēng)機(jī)將空氣送至預(yù)熱器，經(jīng)12OPC飽和蒸汽加

熱后進(jìn)入干燥器以干燥某種溫物料，已知空氣的狀態(tài)為：S=150C,水蒸汽分壓

〃0=1.1758%,0二90°。，『2=50°。。物料的狀態(tài)為：X]=0.15絕干料，

X尸0.01心外且絕干料。干燥器的生產(chǎn)能力為G2=250%。預(yù)熱器的總傳熱系數(shù)為

K=500%o試求通風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量和預(yù)熱器的傳熱面積？

//.?。。

試題八的答案

三：計(jì)算題

2^=0.8

1、—=0.8.

F.xpF/嘮"％

則，=0.2,x0.2=0.0857?

FJCp

*)力0.3…=0.2-0.125=65.6%

XW=~——=0.125o

l+2.yD1+2.0.3xp~x^r0.2—0.0857

即塔釜濃度為工卬=0.0857,液相組成表示的默夫里效率為65.6%0

004

3、X2=0,r.==0.0417,X=0.00533,X尸0.01297。

L11-0.042

0.0417-0.00533。

L二丫子2——2.XU4。

0.01297

VXrX2

⑷_YY_0.0417-0.00533

lvjnin=r2=0.0417/

m/

mVyYy-mX2

lo

~L)Y2-mX2L

液汽比為最小液汽比為1.286倍。所需的填料層高度為7.67m。

泉品=248%,W=G0.(X]-X2)=34.7K%

”0=0.622-^-

P-Pu

/=(1.()1+1.88〃())o+249(H(尸33.5%干空氣。

/尸/2=(1.01+1.88%).11+249CH尸110%干空氣。

人」^=221國(guó)干空%。

“2-”0/h

3/

V-L(O722+124W)70+273-1822〃％」

o273

2

Q=〃/]—/（））=47K卬oA/=59.9°CoA=^-=16w0

即通風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量為1822ml和所需的傳熱面積為16m2o

試題九

三：計(jì)算題（50分）

1、某二元混合物在連續(xù)精儲(chǔ)塔中分離，飽和液體進(jìn)料，組成為工廠=（）.5,塔頂館

出液組成為0.9,釜液組成為0.05,（以上均為易揮發(fā)組分的縻爾分率），相

對(duì)揮發(fā)度為3,回流比為最小回流比的2倍。塔頂設(shè)全凝器，泡點(diǎn)回流，塔釜

為間接蒸汽加熱,試求：進(jìn)入第一塊理論板的氣相濃度？離開最后一塊理論板

的液相濃度？

2、有一填料吸收塔，填料層高5m,塔徑1m,處理丙酮和空氣的混合氣體，其中空

氣的流量為丫=92%〃/，入塔氣體濃度丫尸0.05（比縻爾濃度，下同），操

作條件為：尸=101.30a,r=25°C,用清水逆流吸收，出塔濃度為

Y^=0.0026,X]=0.0194,平衡關(guān)系為Y=2X。試求：體積