发布时间 : 星期六 文章化工原理复习题答案更新完毕开始阅读
答案：滞流内层；减薄湍流内层的厚度
4、换热器在使用一段时间后，传热速率会下降很多，这往往是由于 的缘故。 答案：传热管表面有污垢积存
5、对大空间的自然对流，通常取加热（或冷却）表面的 为特征尺寸。 答案：垂直高度
6、傅立叶定律：dQ???dS?t ?n7、在?、?、 ?、 p这4个物性参数中，若 值大，对流传热系数?就增大；若 值大，对流传热系数?就减小。 答案：?、
ccp、?；?
三、计算题
1、欲将一容器中的溶液进行加热，使其从30℃加热至60℃，容器中的液量为6000kg，用夹套加热，传热面积为6m，容器内有搅拌器，因此器内液体各处的温度可视为均匀的，加热蒸气为0.1MPa的饱和水蒸气，传热系
2数为800w/m?℃，求将溶液由30℃加热至60℃所需要的时间？
2已知溶液比热为5kJ/kg?℃，热损失忽略不计。 解：溶液从30℃被加热到60℃所需的热量：
Qt?wcp(t2?t1)?6000?5?103(60?30)?9?108J而夹套的传热效率：
Q?KA?tm
其中，对于0.1MPa的饱和水蒸气，T?100℃
??tm?t2?t160?30??53.6T?t1100?30lnln100?60T?t2℃
5Q?800?6?53.6?2.57?10w 则
Q19?1083????3.5?10s?0.972h5Q2.57?10∴ 所需加热时间为：
2、在列管式换热器中，用饱和水蒸气将空气由10℃加热到90℃,该换热器由38根?25?2.5mm,长1.5m
3?10J/Kg?℃,饱和水蒸气在管间的铜管构成,空气在管内作湍流流动,其流量为740Kg/h,比热为1.005
2冷凝。已知操作条件下的空气对流给热系数(或称对流传热膜系数)为70W/m.℃,水蒸气的冷凝给热系数
为8000W /m?℃,管壁及垢层热阻可忽略不计。
A） 试确定所需饱和水蒸气的温度；
B） 若将空气量增大25%通过原换热器，在饱和水蒸气温度及空气进口温度均不变的情况下，空气能
加热到多少度？（设在本题条件下空气出口温度有所改变时，其物性参数可视为不变）
解：（1）饱和水蒸气的温度T:
2wCp2(t2?t1)?KA?tm?KAT?t1?KAT?t2t2?t1T?t1lnT?t2
?w2Cp2ln2A??dl?n???0.025?1.5?38?4.477m1其中：
11125??d1/?2d2??k?1800070?202 ?k?55.6w/m?℃(以外表面计)
?(740T?10)?1.005?103ln?55.6?4.4773600T?90 T=124℃
?'2?(1.25)0.8?1.20(2) 若空气量增大25%,则 ?2
??'2?1.20?2?1.20?70?84w/m2?℃
d111125????K'?1?'2d2800084?20 K'?66.6w/m2??C
由式（１）可知：
1.25w2Cp2lnT?t1740124?10'3?KA?1.25()?1.005?10ln?66.6?4.477''3600T?t2124?t2 解得：
t'2?88.1?C
即空气加热到88.1?C
3、在一内钢管为?180?10mm的套管换热器中，将流量为 3500kg/h 的某液态烃从100?C冷却到60?C，其平均比热为2380J/(kg?K)。环隙逆流走冷却水，其进出口温度分别为40?C和50?C，平均比热为4174 J/(kg?K)。总传热系数Ko?883.8571W/(m2?K)。假定热损失可以忽略。试求： (1) 冷却水用量； (2) 对数平均温差； (3) 内管外侧传热面积。
解：(1) 由 Whcph?T1?T2??Wccpc?t2?t1? 得 Wc?Whcph?T1?T2?cpc?t2?t1??3500?2380??100?60??7982kg/h
??4174?50?40(2) ?tm逆??t2??t150?20??32.75?C ?t250lnln20?t1(3)由 Q?KoS?tm逆?Whcph?T1?T2? 得 S?Whcph?T1?T2?Ko?tm逆?3500?2380??100?60??3.1975m3 3600?883.857?32.75第五章 蒸馏
一、选择题
1． 蒸馏是利用各组分（ ）不同的特性实现分离的目的。 C A 溶解度；B 等规度；C 挥发度；D 调和度。
2．在二元混合液中，沸点低的组分称为（ ）组分。 C A 可挥发；B 不挥发；C 易挥发；D 难挥发。
3．（ ）是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。 A A 液相回流；B 进料；C 侧线抽出；D 产品提纯。
4．在（ ）中溶液部分气化而产生上升蒸气，是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。 C A 冷凝器；B 蒸发器；C 再沸器；D 换热器。
5．冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的（ ）回流。 B A 气相；B 液相；C 固相；D 混合相。
6．在精馏塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）称为（ ）。 B A 精馏段；B 提馏段；C 进料段；D 混合段。 7． 精馏的操作线为直线，主要是因为（ ）。 D
A． 理论板假定； C. 理想物系； B． 塔顶泡点回流； D. 恒摩尔流假定
8． 操作中连续精馏塔，如采用的回流比小于原回流比，则（ ）。 B
xW 均增加； Ｂ．xD 减小，xW增加；
x Ｃ．xD、W均不变； Ｄ．不能正常操作
A．xD、
9．二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
A． 提馏段操作线与q线；?平衡线；
C．平衡线与精馏段操作线； D.平衡线与q线； 10．当气体量一定时，下列判断哪些正确（ ）。 C，D，E A． 液体量过大引起漏液； C. 液体量过大引起气泡夹带； B． 液体量过大引起雾沫夹带； D. 液体量过大引起液泛； C. 液体量过大使板效率降低
二、填空题
1．溶液被加热到鼓起第一个气泡时的温度称为 温度。 泡点 2．气相混合物被冷却到有第一滴液滴析出时的温度称为 温度。 露点
3．精馏过程是利用 和 的原理进行完成的。 多次部分气化；多次部分冷凝 4．最小回流比是指 。 塔板数为无穷多时的回流比的极限值 5．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板 数 。 过热蒸气；最多
6．对于二元理想溶液, x-y图上的平衡曲线离对角线越近, 说明该物系 。 不容易分离
7．完成一个精馏操作的两个必要条件是塔顶 和塔底 。
液相回流，上升蒸气
8．精馏操作中，再沸器相当于一块 板。 理论板
9．用逐板计算法求理论板层数时，用一次 方程就计算出一层理论板。 相平衡
三、计算题
1．用连续精馏塔每小时处理100 kmol含苯40%和甲苯60%的混合物，要求馏出液中含苯90%，残液中含苯1%（组成均以mol%计），求：
（1）馏出液和残液的流率（以kmol/h计）；
（2）饱和液体进料时，若塔釜的气化量为132 kmol/h，写出精馏段操作线方程。 解：（1） 代入数据 解此方程组，得 D = 43.8 kmol/h，W = 56.2 kmol/h （2）饱和液体进料时，V = V’，即V = 132 kmol/h，则 L = V – D = 132 – 43.8 = 88.2 kmol/h R = L/D = 88.2/43.8 = 2
精馏段操作线方程
2．一连续精馏塔，泡点进料。已知操作线方程如下： 精馏段 y = 0.8 x + 0.172 提馏段 y = 1.3 x – 0.018 求原料液、馏出液、釜液组成及回流比。 解：由精馏段操作线方程
，得 R = 4； ，得 xD = 0.86 将提馏段操作线方程与对角线方程 y = x 联立 解得 x = 0.06，即 xw = 0.06 将两操作线方程联立
解得 x = 0.38
因是泡点进料，q = 1，q线垂直，两操作线交点的横坐标即是进料浓度， ∴ xF = 0.38
3．一连续精馏塔分离二元理想混合溶液，已知某塔板的气、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：
（1）精馏段操作线方程； （2）提馏段操作线方程。 解：精馏段操作线方程 y依精馏段操作线方程
n?1?R1xxDR?n?R?1
0.83?R?0.77?xD将该板和上层板的气液相组成代入有
R?1R?1 (a) 0.78?R?x再将该板和下层板的气液相组成代入有
R?10.70?DR?1 (b) 联立（a）、（b）解得 R?2.0，xD?0.95
y?2则精馏段操作线方程为
2?1x?0.952?1 即 3y?2x?0.95
（2）提馏段操作线方程
yL/WxW提馏段操作线方程的通式为
m?1?L/?Wxm?L/?W 将 L/?L?qF,F?D?W q?1(泡点进料)
代入上式则有
yL?qFWxWm?1?xm?
L?qF?WL?qF?W ?L?D?WxWxW
L?Dm?L?D yR?1?WDWD转化上式为
m?1?R?1xm?R?1xW （C） DxF?根据
W?xW2xD?x?0.46?xWW 即 30.95?0.46 解得 xW?0.13
将有关数据代入（c），则提馏段操作线方程为
y?2?1?323
2?1x?22?1?0.13 即 3y?4.5x?0.195
第六章 吸收
一、填空及选择
1、吸收速度取决于_______________，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以_______________来增大吸收速率。
双膜的扩散速率 减少气膜、液膜厚度
2、用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2，入塔气体浓度y = 0.06，要求出塔气体浓度y2 = 0.006，则最小液气比为_________。 1.80
3、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的HOG将_________，NOG将_________ (增加，减少，不变)。
不变 增加
4、计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：_________、_________、_________。 平衡关系 物料衡算 传质速率。
5、双膜理论认为吸收过程的阻力集中在_________。A A. 两膜层中； B. 界面上； C. 液膜之中； D. 气膜之中；
6、若享利系数E值很大，依据双膜理论，则可判断过程的吸收速率为_________控制。B A. 气膜； B. 液膜； C. 双膜
7、对于逆流操作的吸收塔，其它条件不变，当吸收剂用量趋于最小用量时，则_____。D A. 吸收推动力最大； B. 吸收率最高；
C. 出塔气浓度最低； D. 吸收液浓度趋于最高。
二、计算题
1、在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S 吸收混合气体中的可溶组分A 。入塔气体中A 的摩尔分率为0.03，要求吸收率为95%。 已知操作条件下的解吸因数为0.8 ，物系服从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03（摩尔分率）。 试计算：
(1) 操作液气比为最小液气比的倍数； (2) 出塔液体的浓度；
解：
① y1 = 0.03 , x1e = 0.03 ，所以m = 1 (L/G)min = (y1-y2)/(y1/m) = mη = 0.95 S = m/(L/G)， L/G = m/S = 1/0.8 = 1.25 ∴ (L/G)/(L/G)min = 1.25/0.95 = 1.316
② x1 = (y1-y2)/(L/G) = (0.03-0.03(1-0.95))/1.25 = 0.0228