化工原理期末思考题

《化⼯原理》期末复习思考题⼀、填空题

1．在⼀管路系统中连接U管压差计，系统的压⼒稳定，那么U管压差计使⽤的指⽰液密度越⼤，则指⽰液液柱⾼度差值R越。2．离⼼泵的⼯作点是曲线和________________曲线的交点。

3．可以通过雷诺数来判断流体的流动型态，雷诺数Re= ，当Re＞4000时，流体在管路中的流动型态是。4．在分析对流传热机理时，靠近壁⾯的有⼀薄层做层流流动的“膜”，即层流底层，其热量传递的⽅式主要是。5．在管壳式换热器中，提⾼管内流体流动速率，可以加⼤流体在管内的湍流程度，其传热系数，理由是。

6．空⽓的湿度H越⼤，则其露点td就越______(填⾼或低)；对于饱和湿空⽓，其⼲球温度t、湿球温度tw和露点td的关系是__________________（⼤⼩关系）。

7．离⼼泵在启动时应先将出⼝阀_______，⽬的是____________。

8．全回流操作时，两板之间任⼀截⾯的上升蒸⽓与下降液体的组成相等，传质过程推动⼒，达到⼀定分离程度所需的理论塔板数。

9. I-H(焓湿)图共包括5种线,分别是等湿度线、等焓线、________、_________和⽔蒸⽓分压线、。

10．流体在圆形直管中作层流流动，如果只将流速增加⼀倍，则阻⼒损失为原来的；如果只将管径增加⼀倍⽽流速不变，则阻⼒损失为原来的倍

11. 某设备的真空表读数为500mmHg，设备外环境⼤⽓压强为0mmHg，则它的绝对压强为_________Pa。如果某设备的压⼒表读数为200mmHg，设备外环境⼤⽓压强为0mmHg，则它的绝对压强为_________Pa。

13. 流体在圆形直管内作滞流（层流）流动时，其流动阻⼒及其阻⼒系数的计算公式分别为_________、______。14. 根据双膜理论，溶解度⼤的⽓体吸收过程为_______控制，溶解度⼩的⽓体吸收过程是_________控制。

15. 某圆形管道外有两层厚度相等的保温材料A和B，温度分布线如右下图所⽰，则λA______λB (填“﹥”或“﹤”)，将______层材料放在⾥层时保温效果更好。

16. ⽓体的吸收是依据混合物中各组分___________ 的差异，分离⽓体混合物的操作；液体的精馏是依据混合物中各组分_______ 的差异，分离液体混合物的操作。

17. 离⼼泵的性能曲线通常包括______曲线、______和_________曲线。这些曲线表⽰在⼀定转速下，输送某种特定的液体时泵的性能。

18. 蒸汽冷凝有__________和__________两种⽅式。

19. 粘度是流体流动过程的物性之⼀，液体的粘度随温度升⾼⽽______，⽓体的粘度随温度升⾼⽽________。

20. 在稳态传热过程中，厚度不同的三种材料构成三层接触良好的平壁结构，已知δ1＞δ2＞δ3，导热系数λ1＜λ2＜λ3，其各层的热阻⼤⼩顺序为________ ，各层的导热速率⼤⼩顺序为____________。

21．精馏操作的机理是_______________，实现精馏操作的必要条件是和__________________。

22. 在⼆元混合液的精馏中，为达⼀定分离要求所需理论板数随回流⽐的增加⽽_________，当两段操作线的交点落在平衡线上时，所需的理论板数为_________，相应的回流⽐为最⼩回流⽐。

23. ⽜顿黏性定律的数学表达式是_______，服从此定律的流体称为________。

24.离⼼泵在启动前应____________，否则会发⽣________现象；离⼼泵的安装⾼度应________允许安装⾼度,否则会发⽣________现象。

25.在填料塔中⽤清⽔吸收混合⽓体中的氨，当⽔量增⼤时，⽓相总传质单元数NOG将_________（填：增加，减少或不变）。

26. 正⽅形的边长为a，其当量直径为_________。

27. 某设备的真空表读数为200mmHg柱，则其绝对压强为mmHg柱。已知当地⼤⽓压强为101.33KPa

28. 离⼼泵内因存有空⽓⽽吸不上液的现象称为______，因此离⼼泵启动之前应先将泵内__________，且应将出⼝阀________；离⼼泵的安装⾼度超过允许吸上⾼度时，将可能发⽣_________现象。

29. ⼀定流量的⽔在圆形直管内呈层流流动，若将管内径增加⼀倍，流速将为原来的；产⽣的流动阻⼒将为原来的。30. 传热的基本⽅式有______、______和_____三种。31. 要实现精馏操作，必需有和两种辅助设备。

32. 精馏塔有________种进料热状态，其中_______进料时q值最⼤，该进料温度（填：⼤于，⼩于或等于）____ 泡点温度。33. ⽔吸收氨—空⽓混合⽓中的氨，是属于__________控制的吸收过程。

34. ⼆组分的连续精馏操作，精馏段操作线⽅程为y=0.75x+0.245,则塔顶回流⽐R=_____，流出液组成xD= 。35 导热系数的单位为____，对流传热系数的单位为____，总传热系数的单位为_____。36 精馏操作的依据是，实现精馏操作的必要条件包括___和________。37 恒定⼲燥条件下的⼲燥速率曲线⼀般包括＿阶段和＿阶段。

38 流体流动的连续性⽅程是＿＿＿＿；适⽤于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性⽅程为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。39 对接近常压的低浓度溶质的⽓液平衡系统，吸收操作中温度不变，压⼒增加，可使相平衡常数__（增⼤、减⼩、不变），传质推动⼒___ ___（增⼤、减⼩、不变），亨利系数______（增⼤、减⼩、不变）。

40 在1atm 下，不饱和湿空⽓温度为295K，当加热到375K 时，相对湿度____ ，露点_______。(增⾼、降低、不变)

41在滞流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的____次⽅成正⽐，在湍流区颗粒的沉降速度与颗粒直径的____次⽅成正⽐。(上册P145)

42 相对挥发度α=1，表⽰不能⽤____分离，但能⽤___分离

43 流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是___型曲线，其管中⼼最⼤流速为平均流速的____倍，摩擦系数λ与Re 的关系为_____

44 离⼼泵的安装⾼度超过允许安装⾼度时会发⽣____现象

45．流体在⼀段⽔平管中流过，测得平均速度为0.5m/s ，压强降为10Pa ，Re 为1000，则管中⼼线上速度为________m/s ，若平均速度增⼤到1m/s ，则压强降为_______。

46．只有在______________的管道内，才有ΔPf=P1-P2。

47．对⼀并联管路，若各⽀管内的流动阻⼒分别为Σhf1、 Σhf2、 Σhf3，则必有____________。48 离⼼泵安装在⼀定管路上，其⼯作点是指_____________________。

49．若离⼼泵⼊⼝处真空表读数为93.32kPa ，当地⼤⽓压强为101.32kPa ，当输送42℃ 的⽔（饱和蒸⽓压为8.2kPa ）时，泵内__________发⽣⽓蚀现象。

50.通过三层平壁的热传导中，设各层壁⾯间接触良好，如果测得各层壁⾯的温度Δt1， Δt2 ， Δt3，分别为500℃、4OO ℃、200℃、100℃，则各层热阻之⽐为_________。51蒸⽓冷凝有__________和__________两种⽅式。

52．液体在⼤容器内沸腾时，随着温度差（tw-ts ）的不同，出现________、_________和___________三种不同的沸腾状态。

53．流体在圆形直管中强制湍流传热时，对流传热系数关联式为_____________，式中n 是为了校正层流底层温度对粘度_的影响，当流体被加热时， n 等于_________。

54 当流体在管内呈湍流流动时，管内的对流传热热阻主要集中在________，为了减⼩热阻以提⾼α值，可采⽤的措施是___________。

55．蒸汽在套管式换热器的环隙中冷凝以加热管内的空⽓，则总传热系数值接近于_________的对流传热系数；管壁的温度接近于__________的温度。

56.在卧式管壳式换热器中，⽤饱和⽔蒸⽓冷凝加热原油，则原油宜在________程流动，总传热系数接近于_______的对流传热系数。

57.为减少圆形管导热损失，采⽤包覆3种保温材料a 、b 、c 。若， ，则包覆的顺序从外到⾥分别为 。

58．在连续操作的精馏塔中，测得相邻两塔板的两相四个组成为0.62、0.70、0.75、0.82，则yn=____，xn=_____，yn+1=____ ， xn+1=____。

59.某连续精馏塔中，若精馏塔操作线⽅程的截距等于零，则回流⽐等于_____，馏出液流量等于______。

60.在某两组分连续精馏过程中，已知进⼊第n 块板的汽相组成为0.6（摩尔分数，下同），从第n 块板流出的汽、液组成分别为0.8、0.5，其汽液平衡关系为y =1.8x ,则第n 块板的单c b a δδδ==c b a λλλ>>

板效率为________。

y=0.8, yn+1=0.6, y*=1.8×0.5=0.9，代⼊上式，有EOG= 66.7%⼆、选择题

1． 流体在圆形直管内作定态流动，雷诺准数Re ＝1500，则其摩擦系数应为（ ）A 0.032B 0.0427C 0.0267D ⽆法确定

2. 离⼼泵的适宜操作条件是在其特征曲线中的最佳⼯况点附近，最 佳⼯况点是（ ）。A. 最⼤流量的85%；B. 扬程最⾼点C. 功率最⼤点；D. 效率最⾼点

3. 在阻⼒平⽅区内，摩擦系数λ（ ）A 为常数，与Re ，ε/d 均⽆关B 随Re 值加⼤⽽减⼩C 与Re 值⽆关，是ε/d 的函数D 是Re 与ε/d 的函数

4. 在吸收传质过程中，它的⽅向和限度，将取决于吸收质在⽓－液两相平衡关系，若要进⾏吸收操作，则应控制（ ）A. P ＞P*B. P ＜P*C. P ＝P*

D. 不能确定。

5. 饱和空⽓在恒压下冷却，温度由t1降⾄t2，其相对湿度?（ ），绝对湿度H （ ），露点td （ ）。A. 增加B. 减⼩C. 不变D. ⽆法确定

6. 理想流体在圆管内定态流动，以下说法错误的是（ ）。A. 任意截⾯的总能量相等；B.任意截⾯的体积流量相等；C. 能量的不同形式间可转化；D.任意截⾯的质量流量相等

7. 在天津操作的苯⼄烯真空精馏塔塔顶真空表的读数是10m ⽔柱，在兰州操作时，若要维持塔内的绝对压强不变，真空表的读数应为_______（已知天津地区的平均⼤⽓压为10.33m ⽔柱，兰州地区的平均⼤⽓压为8.5m ⽔柱）。A. 0.33mB. 1.5mC. 1.83mD. 8.17m

8. 某套管换热器由?108×4mm 和?55×2.5mm 钢管组成，流体在环隙间流动，其当量直径为（ ）mm 。A. 53B. 45C. 50D. 58

9. 当流体以层流形态流动时，若管长、流量、流体的性质均不变，管径减⼩⼀半，则流动阻⼒增加__________A. 8倍B. 16倍C. 2倍D. 4倍

10. 在进⾏吸收操作时，吸收操作线总是位于平衡线的（ ）。A. 上⽅B. 下⽅

C. 重合 D 不能确定

11. 吸收操作的⽬的是分离（ ）。A.⽓体混合物B.液体均相混合物C.⽓液混合物

D.部分互溶的均相混合物

12. 在⼀符合亨利定律的⽓液平衡系统中，溶质在⽓相中的摩尔浓度与其在液相中的摩尔浓度的差值为（ ）。A.正值B.负值C.零D.不确定最⼤提浓度

实际提浓度=--=++1*1n n OG y y y y E

13.如左图安装的压差计，当拷克缓慢打开时，压差计中的汞⾯将（）。A. 左低右⾼ B.等⾼ C. 左⾼右低 D. ⽆法确定

14. 液体在两截⾯间的管道内流动时, 其流动⽅向是( ) 。A. 从位能⼤的截⾯流向位能⼩的截⾯；B. 从静压能⼤的截⾯流向静压能⼩的截⾯；C. 从动能⼤的截⾯流向动能⼩的截⾯；D. 从总能量⼤的截⾯流向总能量⼩的截⾯。

15. 冷热两流体的对流给热系数α相差较⼤时，提⾼总传热系数K值的措施是A.提⾼⼩的α值；B. 提⾼⼤的α值

C.两个都同等程度提⾼；

D. 提⾼⼤的α值，同时降低⼩的α值。

16. 对间壁两侧流体⼀侧恒温,另⼀侧变温的传热过程,逆流和并流时平均温差⼤⼩为( )A >B 17. 离⼼泵原来输送⽔时的流量为qV，现改⽤输送密度为⽔的1.2倍的⽔溶液，其它物理性质可视为与⽔相同，管路状况不变，流量（）。A. 增⼤B. 减⼩C. 不变D. ⽆法确定

18. 精馏操作中，当q＜0时，其进料热状况是（）A.泡点进料B.露点进料C.⽓液混合进料

D.过热蒸⽓进料

19、双层平壁定态热传导，两层壁厚相同，各层的导热系数分别为λ1，和λ2，其对应的温度差为△t1和△t2，若△t1＞△t2，则λ1和λ2的关系为（）。A.λ1＜λ2,

B.λ1＞λ2 Cλ1=λ2 D．⽆法确定

20、在静⽌流体内部各点的静压强相等的必要条件是( )A.同⼀种流体内部B．连通着的两种流体

C同⼀种连续流体 D.同⼀⽔平⾯上，同⼀种连续的流体

21、⽓体在等径圆管内作等温定态流动时，管内各截⾯上的（）.A. 速度相等B. 体积流量相等C. 速度逐渐减⼩D. 质量流速相等

22、离⼼泵的效率η和流量Q的关系为（）。A．Q增⼤，η增⼤B．Q增⼤，η先增⼤后减⼩C．Q增⼤，η减⼩D．Q增⼤，η先减⼩后增⼤

23、精馏塔中由塔顶向下的第n-1、n、n+1 层塔板，其汽相组成关系为（）。A. B.C. D.不确定

24、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线发⽣变化；C．平衡线和q线发⽣变化 D. 平衡线和操作线发⽣变化25、全回流时，y-x图上精馏塔的操作线位置（）。A. 在对⾓线与平衡线之间B. 与对⾓线重合C. 在对⾓线之下D. 在对⾓线之上

26、在管壳式换热器中，⽤饱和蒸汽冷凝以加热空⽓，下⾯两项判断为（）。甲：传热管壁温度接近加热蒸汽温度。⼄：总传热系数接近空⽓侧对流传热系数。A．甲、⼄均合理B．甲、⼄均不合理C．甲合理、⼄不合理D．甲不合理、⼄合理27、根据双膜理论，在⽓液接触界⾯处( )。A. ⽓相组成⼤于液相组成B. ⽓相组成⼩于液相组成C. ⽓相组成等于液相组成

D. ⽓相组成与液相组成平衡

28、在逆流吸收塔中，⽤清⽔吸收混合⽓中的溶质组分。其液⽓⽐L/V为2.7，平衡关系可表⽰为Y=1.5X(X,Y为摩尔⽐)，溶质的回收率为90%，则液⽓⽐与最⼩液⽓⽐之⽐值为（）。A. 1.5 B . 1.8 C. 2 D. 3

29⼀定流量的液体在⼀φ25×2.5mm 的直管内作湍流流动，其对流传热系数αi=1000W/m2·℃；如流量与物性都不变，改⽤⼀φ19×2mm 的直管，则其α将变为。A .1259 B. 1496 C. 1585 D. 1678

30某⼆元混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成xA=0.6，相应的泡点为t1，与之相平衡的汽相组成yA=0.7，相应的露点为t2，则______A. t1=t2B. t1C. t1>t2D. 不确定

31精馏操作时，若F、D、xF、q、R、加料板位置都不变，⽽将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成xD 变化为______A .变⼩ B. 变⼤ C. 不变 D. 不确定

32 已知湿空⽓的下列______参数，利⽤H-I 图可查得其他未知参数。A .(tW，t)

B .(td，H) C. (p，H) D. (I，tW)

33 流体流动时的摩擦阻⼒损失hf 所损失的是机械能中的_____项。A .位能 B. 静压能 C .总机械能 D. 动能

34 离⼼泵开动之前必须充满被输送的流体是为了防⽌发⽣_____。A. ⽓缚现象B. 汽化现象C. ⽓浮现象D. 汽蚀现象

35某液体在内径为d0 的⽔平管路中稳定流动，其平均流速为u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2(d2=d0/2)的管⼦时，其流速为原来的______倍。A . 2

B . 4 C. 8 D . 16

36 过滤基本⽅程式是基于＿＿＿＿推导出来的。A .滤液在介质中呈湍流流动 B. 滤液在滤渣中呈湍流流动C. 滤液在介质中呈层流流动D. 滤液在滤渣中呈层流流动

37在蒸⽓—空⽓间壁换热过程中，为强化传热，下列⽅案中的_________在⼯程上可⾏。A. 提⾼蒸⽓流速 B .提⾼空⽓流速C. 采⽤过热蒸⽓以提⾼蒸⽓温度

D. 在蒸⽓⼀侧管壁加装翅⽚，增加冷凝⾯积

38 已知q=1.1，则加料液中液体量与总加料量之⽐为__________。A. 0.1:1B. 1.1:1C. 1: 1.1D. 1:1

39 精馏的操作线是直线，主要基于以下原因＿＿。A. 理论板假定B. 理想物系C. 恒摩尔流假定D. 塔顶泡点回流

40 物料的平衡⽔分⼀定是_________。A .⾮结合⽔分

B .⾃由⽔分 C. 结合⽔分 D. 临界⽔分41 傅⽴叶定律是_____的基本定律。A. 对流传热B. 热传导C.总传热D. 冷凝

41 精馏中引⼊回流，下降的液相与上升的汽相发⽣传质使上升的汽相易挥发组分浓度提⾼，最适当的⽅法是（）A. 液相中易挥发组分进⼊汽相B. 汽相中难挥发组分进⼊液相

C. 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进⼊汽相，但易挥发组分较多D. 液相中易挥发组分进⼊汽相和汽相中难挥发组分进⼊液相必定同时发⽣

42.在逆流吸收塔中，吸收过程为⽓膜控制，若进塔液体组成增⼤，其他条件不变，则⽓相总传质单元⾼度将（）。A．增加B．减⼩C．不变D．不确定

43.在逆流吸收塔中，⽤纯溶剂吸收混合⽓中的溶质。平衡关系符合亨利定律。当进塔⽓相组成增⼤，其他条件不变，则出塔⽓体组成和吸收率的变化为（C ）。A．增⼤、减⼩B．减⼩、增⼤C．增⼤、不变D．增⼤、不确定

44.精馏操作时，增⼤回流⽐，其他操作条件不变，则精馏段液⽓⽐（），馏出液组成（），釜残液组成（）。A．增⼤B．不变C．不确定D．减⼩

45.精馏塔的设计中，若进料热状态由原来的饱和蒸⽓进料改为饱和液体进料，其他条件维持不变，则所需理论板数N（），L（），V（），L′（），V′（）。A．减⼩B．不变C．增⼤D．不确定

46. 对于饱和蒸⽓进料，则L′（）L，V′（）V。A．等于B．⼩于C．⼤于D．不确定

47.在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素⽆关的是（）。A、颗粒的⼏何尺⼨；B、颗粒与流体的密度；C、流体的⽔平流速；D、颗粒的形状；

48.下述措施中对提⾼换热器壳程对流传热⽷数有效的是（）。A、设置折流挡板；B、增⼤板间距；C、增加管程数；D、增加管内流体的流速

49.操作中的吸收塔，当其它操作条件不变，仅降低吸收剂⼊塔浓度，则吸收率将（）；⼜当⽤清⽔作吸收剂时，当其它操作条件不变，仅降低⼊塔⽓体浓度，则吸收率将（）。A、增⼤；B、降低；C、不变；D、不确定

50.含⽔湿物料与⼀定状态下的空⽓（⾮饱和状态下的）相接触，能被除去的⽔分为（）。A、结合⽔分和⾮结合⽔分；B、平衡⽔分和⾃由⽔分；C 、⾮结合⽔分和部分结合⽔分；D 、部分平衡⽔分和 ⾃由⽔分；51. 层流与湍流的本质区别是：( )。A. 湍流流速>层流流速

B. 流道截⾯⼤的为湍流，截⾯⼩的为层流；C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数；D. 层流⽆径向脉动，⽽湍流有径向脉动。

52.精馏操作中，若其它条件都不变，只将塔顶的过冷液体回流改为泡点回流，则塔顶产品组成变化为（ ）。A 、变⼩；B 、变⼤；C 、不变；D 、不确定；

53. 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 、提馏段操作线与q 线；B 、平衡线；

C 、平衡线与精馏段操作线；D 、平衡线与q 线；

54.流体在园管内作滞流流动时,阻⼒与流速的（ ）成⽐例,作完全湍流时,则呈（ ）成⽐例。

A. 平⽅B. 三次⽅C. ⼀次⽅D. 四次⽅

55.某筛板精馏塔在操作⼀段时间后，分离效率降低，且全塔压降增加，其原因及应采取的措施是 ( )A 、塔板受腐蚀，孔径增⼤，产⽣漏液，应增加塔釜热负荷；

B 、筛孔被堵塞，孔径减⼩，孔速增加，雾沫夹带严重，应降低负荷操作；C 、塔板脱落，理论板数减少，应停⼯检修；D 、降液管折断，⽓体短路，需更换降液管。56.离⼼泵的扬程是指（ ）。A ．液体的实际的升扬⾼度B ．单位重量液体通过泵获得的能量C ．泵的吸上⾼度

D ．液体出泵和进泵的压强差换算成的液柱⾼三．计算题：

1．在如图所⽰的输⽔系统中，已知管路总长度（包括所有当量长度，下同）为100m ，其中压⼒表之后的管路长度为80m ，管路摩擦系数为0.03，管道内径为0.05m ，⽔的密度为1000kg/m3，泵的效率为 0.85，输⽔量为15m3/h 。求：H=20m,H1=2m,

（1）整个管路的阻⼒损失，J/Kg ；（2）泵轴功率，kW ；（3）压⼒表的读数，Pa

解：取低位槽和⾼位槽的液⾯分别为截⾯1-1′，2-2′，并以截⾯1-1′为基准⾯，在截⾯ 1-1′和2-2′之间进⾏能量衡算，根据实际流体的柏努利⽅程，有：

Z1 + P1/ρg + u12/2g + He = Z2 + P2/ρg + u22/2g + Σhf由已知条件可知：

Z1=0，Z2=20m ，P1= P2=0（表压），ρ=1.0×103kg/m3, u1=u2=0, d=0.05m, qv=15m3/h, L1=100m(管路总长

度)，L2=80m(压⼒表之后的管路长度),λ=0.03, η=0.85, ⽔在管内的流速u=4qv / 3600πd2=4×15 / 3600×3.14×0.052=2.12(m/s)根据管路的阻⼒损失计算公式有 (1) Σhf=λ = 0.03× =135(J/kg)22u d l 212.205.01002H=20mH1=2m

(2) 将以上这些已知数据代⼊（1）式，得：He = Z2+λ=20+0.03×=33.8(m)

P=qvρgHe/3600η=15×1.0×103×9.8×33.8/(3600×0.85)=1624(W)=1.624kW

(3) 取低位槽液⾯和压⼒表所在平⾯分别为截⾯1-1′，2-2′，并以截⾯1-1′为基准⾯，在截⾯1-1′和2-2′之间进⾏能量衡算，根据实际流体的柏努利⽅程，有：He=H1+u2/2g+P1/ρg+λ,代⼊已知数据,有:

33.8=2+2.122/2×9.8+P2/1000×9.8+0.03×解得: P2=2.82×105(Pa)

答：整个管路的阻⼒损失为135J/kg, 泵的轴功率为1.624kW, 压⼒表的读数为2.82×105Pa 2.⽤泵⾃敞⼝贮油池向敞⼝⾼位槽输送矿物油，流量为38.4吨/⼩时，⾼位槽中液⾯⽐油池

中液⾯⾼20m, 管路总长430m (包括所有局部阻⼒的当量长度)。钢管管径为108×4mm，若油在输送温度下的密度为960 kg/m3,粘度为3.43Pa·S，求泵的有效功率和轴功率？设泵的效率η=65%。

3. 在逆流换热器中，⽤初温为20℃的⽔将某液体冷却，已知液体的流速为1.25kg/s，⽐热

为1.90kJ/(kg·℃)，要求将液体的温度从80℃降到30℃，⽔的出⼝温度不⾼于50℃。已知换热器列管的直径为Ф25×2.5mm，⽔⾛管内，⽔侧和液体侧的对流给热系数分别为0.85kW/(m2·℃)和1.70 kW/( m2·℃)，管壁的导热系数为45 W/(m·℃)。试求⽔的流速和换热⾯积（⽔的⽐热为4.18 kJ/(kg·℃)）。

4. 有⼀单管程列管式换热器，该换热器管径为 5×2.5mm，管⼦数37根，管长3⽶。今

拟采⽤此换热器冷凝并冷却CS2饱和蒸汽，将CS2由饱和温度46℃冷却到10℃。已知CS2在管外冷凝，其流量为300kg/h，冷凝潜热为351.6 kJ/kg，定性温度下的⽐热容为1.05 kJ/(kg ℃) 。冷却⽔在管内与管外的CS2逆流流动，其进⼝温度为5℃，出⼝温度为32℃，定性温度下的⽐热容为4.18 kJ/(kg ℃) 。已知CS2在冷凝和冷却时的总传热系数分别为2000 w/(m2 ℃)及100w/(m2 ℃) 。问此换热器是否适⽤？（注：传热⾯积A及总传热系数均以外表⾯积计）5.在⼀内管为Φ20×2的套管换热器中，⽤清洁河⽔逆流冷却某有机液体。已知管内冷却⽔

的进、出⼝温度分别为30℃和40 ℃；有机液体的质量流量为300kg/h，进出、⼝温度分别为105 ℃和50 ℃，平均⽐热为1.88kJ/kg ℃；⽔和有机液体与管壁的对流传热系数分别为2810 w/(m2 ℃)及10 w/(m2 ℃) ，管壁和污垢热阻可忽略，试求传热总系数（以内管内侧⾯积为基准）及套管长度。

6、在常压下操作的填料塔中⽤清⽔吸收空⽓和氨混合⽓中的氨，混合⽓体流量为

151.2Kmol/h，其中含氨8%（摩尔分率），要求氨回收率95%，⽔⽤量为最⼩⽤量的1.2倍，塔直径2m，已知操作条件下KYα＝0.06kmol/（m3．S），Y=1.2X，试⽤吸收因数法计算所需填料层⾼度。

7.⼀连续操作的常压精馏塔⽤于分离双组分混合物。已知原料液中含易挥发组分XF =

40%(mol%,下同），进料状况为⽓液混合物，q=0.6，所达分离结果为塔顶产品XD=98%,塔釜残液XW=2%。若该系统的相对挥发度α=2，操作时采⽤的回流⽐R=1.8Rmin，试计算：（1）易挥发组分的回收率。（2）最⼩回流⽐Rmin;（3）提馏段操作线⽅程。

8..发酵法⽣产酒精时排出的⽓体中含酒精2%（体积⽐），其余为惰性⽓体，⽤清⽔吸收⽓

体中的⼄醇，要求⼄醇回收率达90%。每⼩时处理的⽓体量为100kmol，⽔的⽤量为最⼩⽤量的1.5倍，⽓液平衡关系可近似⽤Y=1.06X表⽰。试求：1．吸收液⽤量

2．出塔液体中⼄醇浓度3．传质单元数

9.在⼀常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。进料量为

1000kmol/h，含苯0.4，要求塔顶馏出液中含苯0.9（以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于90%，泡点进料，泡点回流。已

知α=2.5，取回流⽐为最⼩回流⽐的1.5 倍。求：(1)塔顶产品量D、塔底残液量W 及组成xw；(2) 最⼩回流⽐；(3) 精馏段操作线⽅程；（4）从与塔釜相邻的塔扳上下降的液相组成为多少？

10..在⼀单程列管式换热器中，欲⽤⽔将15000kg/h 的煤油从140℃冷却到40℃，⽔的进、出⼝温度分别为30℃和40℃，两流体逆流流动。煤油的平均⽐热容为2.3kJ/(kg℃，⽔

的平均⽐热容为4.187 kJ/(kg ℃。若换热器的总传热系数为300W/(m2℃)，试求：（1）冷却⽔的流量；（2）换热器的对数平均温度差Δtm；（3）换热器的传热⾯积S。

11.在逆流填料吸收塔中，⽤清⽔吸收含氨5%（体积）的空⽓—氨混合⽓中的氨，已知混

合⽓量为2826m3/h（标准状况），⽓体空塔速度为1m/s，平衡关系为Y=1.2X，以摩尔⽐为, 推动⼒的⽓相体积总传质系数KYa=180kmol/m3·h，吸收剂⽤量为最⼩⽤量的1.4 倍，要求吸收率为98%，求：（1）溶液的出⼝浓度X1（摩尔⽐）；（2）⽓相总传质单元⾼度HOG；（3）⽓相总传质单元数NOG；

12.⽤离⼼泵把20℃的⽔从储槽送⾄⽔洗塔顶部，槽内⽔位维持恒定。各部分相对位置如

本题附图所⽰。管路的直径均为Φ76mm×2.5mm，在操作条件下，泵⼊⼝处真空表的读数为24.66×103Pa；⽔流经吸⼊管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按∑hf 1= 2 u 2, 与∑hf 2= 10 u 2, 计算，由于管径不变，故式中u 为吸⼊或排出管的流速m/s。排⽔管与喷头连接处的压强为98.07×103Pa（表压）。试求：（1）⽔在管内的流速u；（2）泵的有效功率；

（3）已知泵的效率为60%，求操作条件下泵的轴功率。

13.在板式精馏塔中，分离某两组分理想溶液，进料量为100 ，组成为0.5（摩尔分数），饱

和液体进料。塔顶为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热。塔顶易挥发组分的回收率为90。已知精馏段操作线⽅程式为0.8+0.19,试求：（1）塔顶和塔底产品流量，；（2）精馏段和提馏段上升蒸⽓流量，四、简答题

1. 何谓汽蚀现象？如何防⽌发⽣汽蚀现象？

答：当叶轮进⼝处的压强等于或⼩于输送温度下液体的饱和蒸⽓压时，液体汽化，产⽣汽泡，含⽓泡的液体进⼊叶轮后，由于静压强的升⾼，⽓泡被压缩⽽急剧凝结，产⽣了局部真空，周围液体以⾼速涌原汽泡处。产⽣⾮常⼤的冲击⼒，造成对叶轮和泵壳的冲击，使其振动并发出噪声。这叫离⼼泵的汽蚀现象。

为了避免⽓蚀现象，离⼼泵的安装⾼度要⼩于其允许安装⾼度，并留有⼀定的⽓蚀余量，使叶轮⼊⼝处的绝对压强必须⾼于⼯作温度下液体的饱和蒸⽓压。

2. 何谓进料热状态参数？不同进料热状态的q 值有何不同？如何计算？

答：将1kmol 原料变成饱和蒸⽓所需的热量与1kmol 原料的⽓化热之⽐称为进料热状态参数。精馏塔的进料热状况⼀般有5种：

（1）q=1，即饱和液体进料或称泡点进料；（2）q=0，即饱和蒸汽进料或称露点进料；（3）1>q>0，即⽓-液混合物进料；（4）q>1，即过冷液体进料；

（5）q<0，即过热蒸汽进料。

3.利⽤I-H 图如何求得某状态下的湿空⽓的湿球温度？

答：由⼲球温度t 和相对湿度φ在I-H 图确定⼀个点A ，过该点的等焓线交饱和湿度线于B ，过B 点的等温线对应的温度即为湿球温度。

4.何谓湿基含⽔量ω？何谓⼲基含⽔量X ？ω与X 的关系如何？

答：湿基含⽔量ω为湿物料中⽔份质量与湿物料总质量之⽐；⼲基含⽔量X 为湿物料中⽔份质量与湿物料中绝⼲物料质量之⽐。两者关系：

5. 离⼼泵⽤于输送粘度⼤于⽔的液体时，泵的流量、扬程、轴功率和效率有何变化，产⽣这些变化的原因是什么？

答：离⼼泵⽤于输送粘度⼤于⽔的液体时，泵的流量下降、扬程下降、轴功率增⼤，效率下降，因为粘度增⼤时，由于粘性产⽣的流动阻⼒增⼤，泵体内能量损失增⼤，导致流量下降、扬程下降、轴功率增⼤，效率下降。6.恒摩尔流假设的主要内容是什么？该假设成⽴的前提条件是什么？答：恒摩尔流假设如下：

（1）精馏段 每层塔板上升蒸⽓的摩尔流量皆相等，以V 表⽰；每层塔板下降液体的摩尔流量皆相等，以L 表⽰。

（2）提馏段 每层塔板上升蒸⽓的摩尔流量皆相等，以V ′表⽰；每层塔板下降液体的摩尔流量皆相等，以L ′表⽰。

恒摩尔流假设成⽴的条件是汽液两相在塔板上接触时，若有⼀摩尔蒸⽓冷凝能使⼀摩尔液体汽化。 ⼀摩尔蒸⽓冷凝能使⼀摩尔液体汽化的条件如下： ① 溶液中两组分的摩尔汽化热相等； ② 因汽液两相温度不同⽽传递的热量可忽略； ③精馏塔保温良好，其热损失可忽略。w w X X X w -=+=11

7.换热器设计中为何常常采⽤逆流操作？

答：当⼯艺规定冷、热流体温度时，采⽤逆流换热可获得较⼤的Δtm,从⽽可减⼩换热器的⾯积，所以换热器设计中常常采⽤逆流操作。

8.何谓⼲燥速率？⼲燥过程分哪⼏个阶段？各受什么控制？

答：单位时间、单位⼲燥⾯积汽化⽔分量叫⼲燥速率。⼲燥过程的三阶段，分别是预热段、恒速⼲燥段、降速⼲燥段。9. 未饱和湿空⽓的湿球温度恒低于其⼲球温度，为什么？

答：⽤⼲球温度计（即普通温度计）测得的湿空⽓的温度称为湿空⽓的⼲球温度，湿球温度是由湿球温度计置于湿空⽓中测得的温度，湿球温度实质上是湿空⽓与湿纱布中⽔之间传质和传热达到稳定时，湿纱布中⽔的温度。对于未饱和湿空⽓，由于湿纱布中⽔份的挥发吸热，再次达到稳定时，湿纱布中的⽔温有所下降，所以未饱和湿空⽓的湿球温度恒低于其⼲球温度。10.（双膜理论的主要观点有哪些？答：双膜理论的基本论点如下：

(1) 在⽓液两流体相接触处，有⼀稳定的分界⾯,叫相界⾯。在相界⾯两侧附近各有⼀层稳定的⽓膜和液膜。(2) 全部浓度变化集中在这两个膜层内。

(3) 在相界⾯处，⽓液浓度达成平衡，即界⾯上没有阻⼒.

11．强化传热最有效的途径是增⼤换热器的传热系 数K ，如何增⼤K 值？ 答：（1）抑制污垢的⽣成或及时除垢，

（2）改变流体的流动状况，包括：提⾼流速，增加⼈⼯扰流装置，

（3）改变传热表⾯状况，包括：增加传热⾯的粗糙程度，改变传热⾯的形状和⼤⼩。

12. 写出亨利定律的三种表达式，并推导出亨利系数E 、总压P 、相平衡常数m 之间的关系式。答：PA*=E x , PA*=C/H, y*=m x, 所以：

mx y x P E P P y A A A =*=*=*P E m =