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化工原理练习题一（流体流动）
一、填空
1．用管子从高位槽放水，当管径增大一倍，则水的流量为原流量 倍，假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变，且管路出口处的流体动能项可忽略。
2．某设备上，真空表的读数为80mmHg，其绝压＝ kgf/cm2＝ Pa。该地区大气压强为720mmHg。 3．常温下水密度为1000kg／m3，粘度为1cP，在d内=100mm管内以3m/s的速度速度流动，其流动类型为 。 4．12kgf·m＝ J。
5．空气在标准状态下密度为1.29kg／m3，在0.25MPa下(绝压)80 ℃时的密度为 。 6．20℃的水通过10m长，d内＝l 00mm的钢管，流量V0＝10m3／h，阻力系数λ＝0.02，阻力降ΔP＝ 。 7．常用测量流量的流量计有 、 、 。
8．无论滞流湍流，在管道任意截面流体质点的速度沿管径而变，管壁处速度为 ，到管中心速度为 。滞流时，圆管截面的平均速度为最大速度的 倍．
9．在流动系统中，若截面上流体流速、压强、密度等仅随 改变，不随 而变，称为稳定流动，若以上各量既随 而变又随 而变，称为不稳定流动。
1０．流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以分 、 、 三层。
11．流体在圆形直管中滞流流动时，平均流速增大一倍，其能量损失为原来损失的 倍。 12．等边三角形边长为a，其当量直径是 ，长方形长2a，宽为a，当量直径是 。 13．管内流体层流的主要特点是 ；湍流的主要特点是 。
14．孔板流量计的流量系数C0的大小，主要与 和 有关。当 超过某一值后，C0为常数。 l 5．直管阻力的表示式hf＝ 。管中流出ζ出＝ ，流入管内ζ入＝ 。 16．气体的粘度随温度的升高而 ，水的粘度随温度的升高而 。
17．在下面两种情况下，假如流体的流量不变，而圆形直管的直径减少二分之一，则因直管阻力引起的压降损失为原来的多少倍?A)两种情况都为层流 ，B)两种情况都在阻力平方区 。
二．某离心泵将某种石油馏分自1.5Km外的原油加工厂，经一根φ160×5mm的钢管输送到第一贮缸中， 送液量为每分钟2000L。问该泵所需的功率为若干(泵的效率为0.6，管的局部阻力略去不计)。ρ＝705kg／m3，μ=500×10-1Pa·s 。
三、流量5000m3／h的水通过一根20km长的水平管．总压降为0.5MPa，现在中点接一完全相同的平行管到终点，问总流量变为多少m3/h(设总压降始终不变，流动始终为高度湍流，局部阻力忽略)?
四、20 ℃的水在管径为l00mm的直管中流动．管上A、B两点间的距离为10m，水速为2m／s。A、B间接一个U型压差计，指示液为CCl4，其密度为1630kg／m3。U型管与管子的接管中充满水。求下列三种倩况下．①A、B两点间的压差为多少N／m2，②U型管中读数R＝?指示液哪边高?(1)水在管中水平流动，(2)管了倾斜30°，水流方向从A到B，λ＝0.32Re-0.2，(3)管子倾斜30 °，水流方向从B到A，(如图)。
五。用虹吸管将水从A槽吸入B槽，如图所示，管道为玻璃管，λ＝0.02，d＝20mm，1)求每小时流体流量。(2)在C处安装一水银压差计，求其读数(3)当阀门关死时，压差计读数又为多少?(A、B槽中水面可忽略变化)
化工原理练习题四（传热）
一、填空
1、间壁式换热器的传热过程是 、 、 。
2、有相变时的对流传数系数比无相变时 ，粘度μ值越大，对流给热系数 。 3、二流体逆流流动，T1＝300℃，T2＝200℃，t2＝180℃，t1＝25℃，Δtm＝ 。
4、间壁二侧流体的传热过程α1 、α2值相差大α1＜＜α2，K值总是接近 那侧的。 5、某保温材料λ＝0.02J／(m·s·K)，厚度为300mm，测得低温处to＝80℃，单位面积导热速率为30J／(m2·s)，求高温处t1＝ 。
6、平壁稳定热传导过程，通过三层厚度相同的材料，每层间温度变化如图所示。试判断λ1、λ2、λ3的大小顺序 ，以及每层热阻的大小顺序 。
7、列管式换热器中，用饱和水蒸气加热空气，则传热管的壁温接近 ，总传热系数K的值接近 。
8、固定管板式列管换热器中，压力高、腐蚀性以及不清洁的物料应走 程。 9、绝对黑体的发射能力与绝对温度 方成正比。
10、某圆形管道外有两层厚度相等的保温材料A和B，某温度曲线如图所示，则A层导热系数 B层导热系数，将 层材料放在里层时保温效果较好。
11、沸腾传热可分为三个区域，它们是 、 和 。应维持在 区内操作
二、在内管为φ180×10mm的套管换热器中，每小时将3500kg的热水从l00℃冷却到60℃，冷却水进口温度为40℃，出口温度为50℃，传热系数K为8380kJ／(m2.h.K)，求：
(1)冷却水用量；
(2)并流时，两流体平均温差； (3)逆流时，两流体平均温差； (4)并流时，所需管长；
(5)逆流时，所需管长。
三、一套管换热器，用196kPa的水蒸气加热某料液，料液在φ54×2mm的管道中流动，水蒸气在管外冷凝，己知料液进口温度为30℃，出口温度为60℃，流量为4000kg/h，已知料液对管壁的传热系数为500W／(m2?K)，蒸汽对管壁的传热系数为10000W／(m2?K) ；管内壁的污垢热阻为0.0004 m2?K／W，忽略管壁及管外污垢的热阻。求：
(1)以上换热器的管壁平均温度为多少?
(2)若蒸气改为150kPa，问此时料液出口温度为多少?
已知：①196kPa时水蒸气饱和温度为120℃；150kPa时为109℃。 ②料液的定压比热cP＝1.9kJ／kg·K，水蒸气汽化潜热为2200kJ／kg。 ③改变条件后认为液体物性不变，传热系数不变。
化工原理练习题五（吸收）
1、完成以下方程，并指出吸收系数的单位：
2、假设气液界面没有传质阻力．故pi与ci的关系为 。如果液膜传质阻力远小于气膜的，则KG与kG的关系为 ，在填料塔中，气速越大，KG越 ，扩散系数D越大，KG越 。
3、用水吸收空气中少量的氨。总气量V、气温t及气体组成Y1，Y2(进出口)均不变，而进塔水温升高后： 总传质单元数NOG： 总传质单元高度HOG： 最少液气比(L/G)min： 相平衡常数m：
4、漂流因数表示式为 ，它反映 的影响。当混合气体中组分A的浓度很低时，漂流因数 。当A浓度高时，漂流因数 。
5、在气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时，减少吸收剂用量，则传质推动力将 ，操作线将 、设备费用将 。
6、某逆流吸收塔用纯溶剂吸收混合气中易溶组分，设备高为无穷大，入塔Y1＝8％(体积)，平衡关系Y=2X，问 (1) 液气比为2.5时，吸收率= (2) 液气比为1.5时，吸收率＝ 。
四、某内截面积为1m2填料塔用纯轻油吸收混合气中的苯，进气量为1000标准m3／h，进料气体含苯5%(体积百分数)，其余为惰性气体，要求回收率95％，操作时轻油用量为最小用量的1.5倍，平衡关系Y＝1.4X(Y，X为摩尔比)，已知气体总体积传质系数KYα＝125kmol／m3?h，轻油平均分子量170。
求：(1)轻油用量kg／h ? (2)完成该生产任务所需填料高度?
五、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y1＝0.03，要求吸收率η=0.95，巳知操作条件下mG/L＝0.8(m＝常数)，平衡条件Y＝mX，与入塔气体相平衡的液相浓度X*1=0.03，试计算：
(1)操作液气比为最小液气比的倍数； (2)吸收液的出口浓度X1；
(3)完成上述分离任务所需的气相传质单元数NOG。
化工原理练习题六（蒸馏）
一、填空或选择
1．精馏操作的依据是 。实现精馏操作的必要条件是 。
2．气液两相呈平衡状态时，气液两相温度 ，液相组成 气相组成。
3．用相对挥发度α表达的气液平衡方程可写为 。根据α的大小，可用来 ，若α ＝1，则表示 。
4．在精馏操作中，若降低操作压强，则溶液的相对挥发度 ，塔顶温度 ，塔釜温度 ，从平衡角度分析对该分离过程 。
5．某两组分物系，相对挥发度α ＝3，在全回流条件下进行精馏操作，对第n、n+1两层理论板(从塔顶往下计)，若已知yn=0.4，则yn+1= 。全回流操作通常适用于 或 。
6．精馏和蒸馏的区别在于 ，平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别在于 。 7．精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是 。
8．在总压为l01.33kPa、温度为85℃下，苯和甲苯的饱和蒸气压分别为p0A=116.9kPa、p0B＝46kPa，则相对挥发度α= ，平衡时液相组成xA＝ ，气相组成yA= 。 9．某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.72x+0.275，则该塔的操作回流比为 ，馏出液组成为 。 10 ．最小回流比的定义是 ，适宜回流比通常取为 Rmin 。
11 ．精馏塔进料可能有 种不同的热状况，当进料为气液混合物且气液摩尔比为2：3时，则进料热状况q值为 。
12．在某精馏塔中，分离物系相对挥发度为2.5的两组分溶液，操作回流比为3，若测得精馏段第2、3层塔板(从塔顶住下计)的液相组成x2=0.45、X3=0.4，馏出液组成XD为0.96(以 上均为摩尔分率)，则第3层塔板的气相默弗里效率Emv3= 。
13 ．在精馏塔设计中，若F、xF、q、D保持不变，若增加回流比R，则xD , xw ，V ，L/V 。
14．在精馏塔设计中，若F、 xF 、xD、 xw及R一定，进料由原来的饱和蒸气改为饱和液体，则所需理论板数从NT 。精馏段上升蒸气量V 、下降液体量L ；提馏段上升蒸气量V’ ，下降液体量L’ 。 15．操作中的精馏塔，增大回流比，其他操作条件不变，则精馏段液气比L/V ，提馏段液气比L’/V’ ，xD ，xw 。
16．操作中的精馏塔，保持F、q、xF、V不变，若釜液量W增加，则xD ，xw ，L/V 。
17．在连续精馏塔中，若xF、xD、R、q、D／F相同，塔釜由直接蒸汽加热改为间接蒸汽加热，则所需理论板数NT ，xw 。
19．某二元混合物，若液相组成xA为0.45，相应的泡点温度为t1；气相组成yA为0.45，相应的露点温度为t2，则( )。
A．t1＜t2 B．t1＝t2 C．t1＞t2 D．不能判断 20．两组分物系的相对挥发度越小，则表示分离该物系( )。 A ．容易 B．困难 C．完全 D．不完全 21．精馏塔的操作线是直线，其原因是( )。
A．理论板假定 B．理想物系 C．塔顶泡点回流 D．恒摩尔流假定
22．分离某两元混合液，进料量为10kmol/h，组成xF为0.6，若要求馏出液组成xD不小于0.9，则最大馏出液量为( )。
A．6.67kmol/h B．6kmol/h C．9kmol/h D．不能确定
23．精馏塔中由塔顶住下的第n-1、n、n+1层理论板，其气相组成关系为( ) 。
A．yn+1>yn>yn-1 B． yn+1 24在原料量和组成相同的条件下，用简单蒸馏所得气相总组成为xD1，用平衡蒸馏得气相总组成为xD2，若两种蒸馏方法所得的气相量相同，则( )。 A．xD1＞xD2 B．xD1＞xD2 C．xD1＞xD2 D．不能判断 25．在精馏塔的图解计算中，若进料热状况变化，将使( )。 A．平衡线发生变化 B．操作线与q线变化 C．平衡线和q线变化 D．平衡线和操作线变化 26．操作中的精馏塔，若选用的回流比小于最小回流比，则( )。 A．不能操作 B ．xD、xw均增加 C． xD、xw均不变 D． xD减小、xw增加 27．操作中的精馏塔，若保持F、q、 xD、xw、V’不变，减小xF，则( )。 A．D增大、R减小 D．D减小、R不变 C．D减小、R增大 D．D不变、R增大 28．用某精馏塔分离两组分溶液，规定产品组成xD、xw。当进料组成为xF1时，相应回流比为R1；进料组成为xF2时，相应回流比为R2。若xF1 29．用精馏塔完成分离任务所需理论板数NT为8(包括再沸器)，若全塔效率ET为50%，则塔内实际板数为( )。 A ．16层 B．12层 C．14层 D．无法确定 30．在常压下苯的沸点为80.1℃，环己烷的沸点为80.73℃，欲使该两组分混合液得到分离，则宜采用( )。 A．恒沸精馏 B．普通精馏 C．萃取精馏 D．水蒸气精馏 二．在常压连续精馏塔中分离某两组分理想溶液，物系的平均相对挥发度为2.0。馏出液组成为0.94(摩尔分率，下同)，釜残液组成为0.04，釜残液流量为150kmol／h。回流比为最小回流比的1.2倍。且已知进料方程为y＝6x-1.5。试求精馏段操作线方程和提馏段操作线方程。