齐鲁师范学院宋卓栋化工原理练习题.doc

化工基础作业
第一篇 传递过程
第二章 流体的流动与输送
一、选择题
1、对水喷射泵来说，当工作水温升高时，其产生的真空度是（ ）。
A、 升高； B、不变； C、降低
2、用离心泵向某设备供液，如设备内的压强突然增大，则泵扬程会（ ）。
A、变大； B、变小； C、不变
3、离心泵启动时，应把出口阀关闭，以降低启动功率，保护电机，不致超负荷工作，这是因为（ ）。
A、 Q = 0，N≈0 ； B、Q > 0，N > 0 ； C、Q < 0，N < 0
4、从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是（ ）。
A、 与指示液密度、液面高度有关，与U型管粗细无关
B、 与指示液密度、液面高度无关，与U型管粗细有关
C、 与指示液密度、液面高度无关，与U型管粗细无关
5、离心泵性能曲线中的H—Q线是在（ ）情况下测定的。
A、 效率一定 ；B、功率一定； C、转速一定； D、管路（1+∑1）一定
6、层流底层越薄则（ ）。
A、 近壁面速度梯度越小； B、流动阻力越小 ；
C、流动阻力越大； D、流体湍流程度越小
7、双液位U型管压差计要求指示密度差（ ）。
A、 大 ；B、中等 ；C、越小越好； D、越大越好
8、4B型水泵中4是代表（ ）。
A、 扬程4m ； B、流量4m/s ；C、吸入口径为4英寸
9、转子流量计的主要特点是（ ）。
A、 恒截面、恒压差； B、变截面、变压差 ；
B、 C、恒流速、恒压差； D、变流速、恒压差
10、层流与湍流的本质区别（ ）。
A、 湍流U>层流U； B、流道截面大的为湍流，截面小的为层流； C、层流的雷诺数Re < 湍流的雷诺数Re ；D、层流无径向脉动，湍流有径向脉动
11、离心泵开动以前必须充满液体，是为了防止发生（ ）。
A、气缚现象； B、汽蚀； C、汽化； D、汽浮
12、离心泵最常用的调节方法是（ ）。
A、 改变吸入管中阀门开度；B、改变压出管路中阀门开度；
C、安置回流支路，改变循环量的大小；D、车削离心泵的叶轮
13、离心泵的效率最高的点称为（ ）。
A、 工作点； B、操作点； C、设计点 ；D、计算点
14、离心泵扬程，是指单位重量流体经泵后，以下能量的增加值（ ）。
A、 包括内能在内的总能量； B、机械能； C、压能 ；D、位能（即实际的升扬高度）
15、离心泵铭牌上表明的扬程是指（ ）。
A、 功率最大的扬程； B、最大流量时的扬程；
C、泵的最大扬程； D、效率最高时的扬程
16、以下物理量不属于泵的性能参数（ ）。
A、 扬程； B、效率； C、轴功率； D、理论功率
17、离心泵铭牌上标明的流量是指（ ）。
A、 效率最高时的流量； B、泵的最大流量；
C、扬程最大时的流量； D、最小扬程时的流量
18、理想流体在简单管路中作连续流动时，在管子直径小处，静压强就（ ）。
A、大； B、小 ；C、不变
19、流体流动产生阻力的根本原因是，因为流体流动（ ）。
A、 遇到了障碍物；B、与管壁产生摩擦； C、产生了内摩擦切向力
20、离心泵的扬程是（ ）。
A、 实际的升扬高度； B、泵的吸液高度；
C、液体出泵和进泵压差换算成液柱高度；D、单位重量液体出泵和进泵的机械能差值
二、解释名词和简答题
1、理想气体P23 2、气缚P56、
3、柏努利方程式的物理意义。P33 4、滞流具有哪些特征？P43
三、计算题（教材P73）
14、套管换热器的内管为ø25mm×2.5mm，外管为ø57mm×3.5mm的无缝钢管。液体以5400 kg•h-1的流量流过环隙，液体的密度为1200kg•m-3,粘度为2×10-3Pa•s(2cP)。试判断液体在环隙中流动的类型。
17、苯由高位槽以重力流至反应釜，两液面间距离为5m。两容器均通大气。有ø32mm×2mm无缝钢管，管壁粗糙度e=0.03mm，管路（包括局部阻力）相当于50m长。苯粘度为0.65cp，密度为880kg·m-3。 求苯的流量。(设λ=0.024计算)
22、密度为1200kg•m-3，粘度为2cp的盐水，流量25m3•h-1，流过内径75mm的半新钢管，e = 0.4mm。最终液面比初始液面高25m，管总长120m，局部阻力为管阻力的25%，动压头可忽略。泵效率为60%。求泵功率。（从Re-λ图中查得λ = 0.031）
第四章 传热过程
一、选择题
1、翅片管换热器的翅片应安装在（ ）。
A、a小的一侧； B、a大的一侧； C、管内； D、管外
2、间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻（ ）。
A、成正比； B、成反比； C、 没关系
3、列管换热器管程常用流速范围：一般液体（ ）。
A、0．5—3 m/s； B、3—15 m/s； C、5—30 m/s； D、8—10m/s
4、列管换热器管程常用流速范围：气体（ ）。
A、0．5—3m/s； B、3—15m/s； C、5—30 m/s； D、 8—10m/s
5、套管冷凝器的内管走空气，管间走饱和水蒸气，如果蒸汽压力一定，空气进口温度一定，当空气流量增加时，壁温（ ）。
A、增大； B、略有减小； C、基本不变
6、套管冷凝器的内管走空气，管间走饱和水蒸气，如果蒸汽压力一定，空气进口温度一定，当空气流量增加时，传热系数K应（ ）。
A、增大； B、减小； C、基本不变
7、工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（ ）。
A、增加热阻，减少热量损失； B、节约钢材，增强美观；
C、增加传热面积，提高传热效果
8、在间壁式换热器内用饱和水蒸气加热空气，此过程的总传热系数K值接近于（ ）。
A、α蒸汽 ； B、α空气； C、α蒸汽与α空气的平均值
9、有一列管换热器，用饱和水蒸气（温度为120℃）将管内一定流量的氢氧化钠溶液由20℃ 加热到80℃，该换热器的平均传热温度差⊿tm为（ ）。
A、--60/ln2.5； B、60/ln2.5； C、120/ln5； D、—120/ln5
10、将1500kg/h，80℃的硝基苯通过换热器冷却到40℃，冷却水初温为30℃，出口温度不超过25℃，硝基苯比热1.38kJ/kg·K，则换热器的热负荷为（ ）。
A 、19800 kJ/h； B、82800kJ/h、 C、82800kW
11、对流传热是由（ ） 因素产生的。
A、流体分子的热运动； B、流体内电子的移动； C、流体质点的位移骚动
12、法定计量单位中，属于国际热量计算单位的是（ ）。
A、kW； B、kca l； C、J； D、K
13、热量传递的基本方式是（ ）。
A、恒温传热和稳态变温传热； B、导热、给热和热交换；
C、汽化，冷凝与冷却； D、 传导传热，对流传热与辐射传热
14、在比较多的情况下，尤其是液-液热交换过程中，热阻通常较小可以 忽略不记的是（ ）
A、热流体的热阻； B、 冷流体的热阻；
C、冷热两流体的热阻； D、金属壁的热阻
15、对流给热公式Q = αA ⊿t中，⊿t的物理意义是（ ）。
A、冷热两流体的平均温差； B、器壁与冷（热）流体的温度差；
C、冷或热流体进出口的温度差； D、间壁两侧壁面的温度差
16、传热速率公式Q = KA⊿tm，⊿tm的物理意义是（ ）。
A、器壁内外壁温的温度差； B、器壁两侧流体对数平均温度差；
C、流体进出口的温度差； D、器壁与流体的温度差
17、流体与器壁间的对流传热（即给热过程），其热阻主要存在于（ ）。
A、流体内； B、间壁内； C、流体滞流层中； D、流体湍流区域内
18、稳定的多层平壁的导热中，某层的热阻愈大，则该层的壁温差（ ）。
A、愈大； B、愈小； C、不变
19、用饱和水蒸气加热空气时，传热管的壁温接近（ ）。
A、蒸汽的温度； B、空气的出口温度； C、空气进出口平均温度
20、（ ）是指当间壁两侧冷热流体之间的对数平均温度差为1K时，在单位时间内通过单位传热面积，由热流体传给冷流体的热能。
A、导热系数； B、对流传热系数； C、总传热系数
二、解释名词和简答题
1、热传导P104 2、对流传热P111
3、导热系数的物理意义。P105 4、并流传热和逆流传热有何区别？P125
三、计算题（教材P142）
5、ø48mm×3mm的钢管（λ=45W·m-1·K-1）包以20mm软木（λ=0.05W·m-1·K-1），再包上20mm石棉（λ=0.15W·m-1·K-1），管的内壁温度为120℃，外壁温度为30℃，试求每米管长的散热速率及钢管与软木的界面温度。
10、在一列管式换热器中，热油与冷油进行热换。冷油走管内，管径为ø 25mm x 1.5mm，冷油流速为1.2m/s，冷油从30℃预热到120℃，在定性温度（75℃）下冷油有以下物理性质：
密度 850kg/m-3，比定压热容2.5 kJ•K-1•kg-1
粘度 2 ×10-3 Pa•s，导热系数 0.12 W•m-1•K-1 试求冷油的传热膜系数。
17、用重油预热原油。重油初温为350℃，终温为220℃，原油初温为100℃，终温为
180℃。设传热系数k相同，求并流与逆流传热面积之比。
第五章 吸收
一、选择题
1、下列系数中，其单位与压强的单位相同的是（ ）。
A、亨利系数； B、溶解度系数； C、相平衡常数
2、吸收速率主要决定于通过双膜扩散速度，要提高气液两流体的相对运动，提高吸收效果，则要（ ）。
A、增加气膜厚度和减少液膜厚度； B、减少气膜和液膜厚度；
C、增加气膜和液膜厚度
3、在化工生产中，要提高吸收效果，可以设法提高吸收总传质系数，必须采取（ ）。
A、降低气膜和液膜厚度； B、提高气膜和液膜厚度； C、减少流体流动速率
4、选择吸收设备时，综合考虑吸收率大，阻力小，稳定性好，结构简单，造价小，一般应选（ ）。
A、填料吸收塔； B、板式吸收塔； C、喷淋式吸收塔
5、对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当温度和压力不变，而液相总浓度增加时其溶解度系数H将（ ）。
A、增加； B、减少； C、不变
6、在常压下用水逆流吸收空气中的CO2，若将用水量增加则出口气体中的CO2 含量将（ ）。
A、增加； B、减少； C、不变
7、在常压下，用水逆流吸收空气中的CO2 ，若将用水量增加，则气相总传质系数Ky 将（ ）。
A、增加； B、减少； C、不变
8、通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时（ ）。
A、回收率趋向最高； B、吸收推动力趋向最大；
C、操作最为经济； D、填料层高度趋向无穷大
9、填料吸收塔空塔速度应（ ）于液泛速率。
A、大； B、小； C、等
10、正常操作下的逆流吸收塔，若因某种原因使液体量减少以至液气比小于原定的最小液气比时，下列哪些情况将发生（ ）。
A、出塔液体浓度x 增加； B、出塔气体浓度增加，但 x 不变；
C、出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加； D、在塔下部将发生解吸现象
11、在吸收操作的物料衡算中，V 是表示单位时间所处理的（ ）。
A、混合气体的体积； B、混合气体的摩尔流率； C、惰性气体的体积
12、下列系数中，其单位与压强的单位相同的是（ ）。
A、亨利常数； B、溶解度常数； C、相平衡常数
13、根据双膜理论，吸收质从气相主体转移到液相主体整个过程的阻力可归结为（ ）。
A、两相界面存在的阻力； B、气液两相主体中的扩散的阻力；
C、气液两相滞流层中分子扩散的阻力
14、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（ ）。
A、 吸收推动力最大； B、吸收率最高；
C、出塔气浓度最底； D、吸收液浓度趋于最高
15、填料塔的吸收面积等于（ ）。
A、塔内填料总表面积； B、塔的截面积； C、塔内湿润的填料表面积
16、对吸收操作影响较大的填料特性是（ ）。
A、对吸收阻力要小； B、机械强度； C、比表面积和自由体积
17、在 Y--X 图上，吸收操作线总位于平衡线的（）
A、上方； B、下方； C、重合线上
18、若亨利系数E 值很大，依据双膜理论，则可判断过程的吸收速率为（ ） 控制。
A、气膜； B、液膜； C、双膜
19、气体的亨利系数E 值越大，表明气体（ ）。
A、越易溶解； B、越难溶解； C、溶解度适中
20、（ ）对吸收操作有利。
A、温度低，气体分压大时； B、温度低，气体分压小时；
C、温度高，气体分压小时； D、温度高，气体分压小时
二、解释名词和简答题
1、传质单元高度P159 2、如何选择吸收剂？P146
3、强化吸收的措施。P146 4、影响填料吸收塔液泛速度的因素。P173
三、计算题（教材P185）
18、在连续逆流吸收塔中，用清水吸收焙烧硫铁矿所得炉气中的二氧化硫。炉气中含SO2为φ（SO2）=0.09。每秒钟吸收二氧化硫的量为1kg。吸收在101.3kPa压力下操作。吸收用的液气比为最小液气比的120%。吸收率为99%。操作温 度下的气液平衡关系可近似地用下式表示：y* ＝ 26.7 X
试求吸收用水量（kg•s-1）和吸收所得溶液的浓度[质量分数]。
21、含20%乙炔的乙炔-空气在25℃和101.3kpa下与乙炔水溶液接触。溶液含0.3g(乙炔)/1000g水。平衡关系为p* = 0.135 × 105 X，求传质方向和传质推动力ΔY。
24、用水在常压下吸收甲醇。处理气量为1m3/s，含甲醇2.5g/m3。甲醇吸收率为90%。吸收剂用量为最小液气比的130%。平衡关系为：Y = 1.15 X
求气相传质单元数。
第六章 精馏
一、选择题
1、精溜段操作线的斜率为R/（R+1），全回流时其斜率等于（ ）。
A 、0； B、1； C、∝
2、某二元混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成x=0.6 ，相应的泡点为tx。与之相平衡的气相组成y=0.7 ，相应的露点为ty，则（ ）。
A、tx =ty； B、tx < ty； C、tx > ty； D、不能判断
3、精溜中引入回流。下降的液相与上升的气相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高最恰当的说法是（ ）。
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，但其中易挥发组分较多；
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现象同时发生
4、精馏塔设计时，若F，xf，xd，xw，V均为定植，将进料热状态从q=1变为q>1，设计所需理论板数（ ）。
A、增多； B、减少； C、不变； D、判断依据不足
5、当回流从全回流逐渐减小时，精溜段操作线向平衡线靠近，为达到给定的分离要求，所需的理论板数（ ）。
A、逐渐增多； B、逐渐减少； C、不变
6、酒精精溜塔顶产生的蒸汽浓度为89% （摩尔%），在冷凝器内全部冷凝为液体时，则馏出的浓度xd为（ ）。
A 、89%； B、<89%； C、>89%；
7、从沸点--组成相图中可以看出：只有将混合气冷凝到（ ） 才能从混合气中分离出易挥发组分增多的蒸汽。
A、气相区； B、液相区； C、气液共存区
8、蒸馏的传质过程是（ ）。
A、气相到液相传质； B、液相到气相传质； C、汽---液和液—汽同时存在
9、蒸馏操作属于（ ）。
A、传热； B、传热加传质； C、传质
10、某精馏段传质线方程y=0.75x+0.216，则操作回流比为（ ）。
A 、0.75； B、0.216； C、3
11、某苯酚精馏塔进料量为800kg/h，进料组成含苯酚0.9886，要求塔顶含苯酚为1，塔底含苯酚0.80，（以上为重量分率）则塔顶采出量是（ ）。
A、754kg/h； B、600kg/h； C、500kg/h
12、某连续精馏塔中，进料组成为0.35 ，要求馏出液组成达到0.93 （以上为摩尔分率）泡点进料，系统的平均相对挥发度 a=2.44 ，此时最小回流比为（ ）。
A、1.75； B、1.66； C； 1.52
13、某连续精馏塔中，进料组成为0.35 ，要求馏出液达到 0.95 （以上为摩尔分率）泡点进料，系统的平均相对挥发度a=2.44 ，此时最小回流比为（ ）。
A、1.75； B、1.66； C、1.52
14、某塔的精馏段操作线方程为 y=0.75x+0.225 ，则馏出液组成为（ ）。
A、0.86； B、0.90； C、0.95
15、某塔的精馏段操作线方程为y=0.66x+0.32 ，则馏出液组分为（ ）。
A、0.90； B、0.95； C、0.96
16、蒸馏操作是利用（ ） 混合物中各组分挥发性的不同，使各组分得到分离的。
A、非均相液体； B、气体； C、 均相液体
17、实验表明：当由两个（ ）的挥发性组分所组成的理想溶液，其气液平衡关服从拉乌尔定律
A、部分互溶； B、完全互溶； C、不互溶
18、具有正偏差的非理想溶液中，相异分子间的吸引力较相同分子间的吸引力（ ）。
A、大； B、小； C、一样
19、非理想溶液不一定都有恒沸点，只有对拉乌尔定律有明显的（ ）的非理想溶液才有恒沸点。
A、偏差小； B、偏差大； C、偏差中等
20、使混合液在蒸馏釜中逐渐受热汽化，并将不断生成的蒸汽引入冷凝器内冷凝，以达到混合液中各组分得以部分分离的方法，称为（ ）。
A、精馏； B、特殊蒸馏； C、简单蒸馏
二、解释名词和简答题
1、理论塔板P208 2、精馏理论塔板的图解求算。P210
三、计算题（教材P245）
18、常压下苯—甲苯体系的平均相对挥发度为2.45。进料含苯40（mol）%，馏出液含苯95（mol）%，馏残液含苯2（mol）%。估算全回流的理论塔板数和进料塔位置。
19、常压蒸馏时，料液于泡点送入塔中；操作线方程为：
精馏段：y = 0.723x + 0.263 提留段：y = 1.25x + 0.0187
求进料、馏出液、馏残液的组成。
21、正庚烷—甲苯体系的平均相对挥发度为1.43，连续精馏
xf = 50 (mol) % (正庚烷) xd = 90 (mol) % xw = 10 (mol) %
进料为20℃溶液，采用回流比为4，求塔顶往下第三块理论塔板上（流向第四块塔板）的液相组成。

第二篇 化学反应工程（下册）
一、选择题（或填空题或判断题）
1、在反应过程中，器内物料组成等保持不变的基本反应器是（ ）。
A、间歇反应器；B、全混流反应器；C、平推流反应器；D、多釜串联反应器；
2、在反应系统中，反应消耗的反应物质的摩尔数与起始摩尔数之比称为（ ）。
A、瞬时收率； B、总收率； C、选择率； D、转化率；
3、在复杂反应中，某一种目的产物的摩尔数与副产物的摩尔数之比称为（ ）。
A、转化率； B、总收率； C、瞬时收率； D、选择率；
4、在正常操作时，物料呈阶跃变化的基本反应器是（ ）。
A、间歇反应器；B、全混流反应器；C、平推流反应器；D、多釜串联反应器；
5、反应器中，造成物料返混的原因是（ ）。
A、物料粒子大小不一致； B、物料粒子混合不均匀等；
C、由于机械搅拌作用； D、由于逗留时间不同物料的混合；
6、根据返混的定义可知，返混的实质是指（ ）。
A、大小不同的粒子； B、不同种类的粒子；
C、逗留时间不同的粒子； D、不同的反应物；
7、对于简单反应，无论是放热反应，还是吸热反应，都应尽可能提高温度以提高反应速度。（ ）
8、间歇反应器与平推流反应器的基本计算式是相同的，两者的性能也是一样的。（ ）
9、根据多釜串联反应器的操作特点，其串联的釜数越多，其性能越接近平推流反。（ ）
10、间歇反应器和活塞流反应器的必要反应时间在定容过程中是相同的。（ ）
二、解释名词和简答题
1、理想混合P22 2、管式反应器的特点。P32 3、全混流反应器的特点。P35

化工基础作业答案
第一篇 传递过程
第二章 流体的流动与输送
一、选择题
1——5 C、A、A、A、C； 6 —10 C、C、C、C、D；
11—15 A、B、C、B、D； 16—20 D、A、B、C、D；
二、解释名词和简答题
1、理想气体P23
答：理想气体是指流动时没有摩擦阻力的气体。当温度等条件改变时，理想气体各物理参数可用下式表示： PV = nRT
2、气缚P56、
答：当泵启动时，若泵内存在空气，因空气的密度较小，产生的离心力也很小，叶轮中心只能造成很小的负压力，不足以吸入液体，就会形成叶轮空转，这种现象称为“气缚”。
3、柏努利方程式的物理意义。P33
答：柏努利方程式有下述的物理意义：
（1）理想流体在导管中作定态流动时，导管任一截面的总能量或总压头为一常数。
（2）能量在不同形式间可以相互转化，当某一形式的压头的数值因条件而发生变化时，将相应地引起其他压头的数值的变化。
4、滞流具有哪些特征？P43
答：当流体在圆管中作滞流流动时，流体的质点作一层滑过一层的位移，层与层之间没有明显的干扰。各层之间只因扩散而位移。流体的流速沿断面按抛物线分布；紧靠管壁的流体流速等于零，管中央的流速最大，管中流体的平均流速为最大流速度1/2。
三、计算题（教材P73）
14、套管换热器的内管为ø25mm×2.5mm，外管为ø57mm×3.5mm的无缝钢管。液体以5400 kg•h-1的流量流过环隙，液体的密度为1200kg•m-3,粘度为2×10-3Pa•s(2cP)。试判断液体在环隙中流动的类型。
解：环隙的内径d为ø25 mm，外径D为50 mm，当量直径为25 mm。
流速ω：

粘度µ：µ = 2cp = 0.002 Pa•S
Re = /µ = 12750 ≈ 1.28 * 104
流动形态属于湍流。

17、苯由高位槽以重力流至反应釜，两液面间距离为5m。两容器均通大气。有ø32mm×2mm无缝钢管，管壁粗糙度e=0.03mm，管路（包括局部阻力）相当于50m长。苯粘度为0.65cp，密度为880kg·m-3。 求苯的流量。(设λ=0.024计算)
解：管壁的相对粗糙度ε： ε =
设压头消耗于转化成动能和摩擦阻力。 设λ=0.024 ，则 △H=（1+λ）ω2/2g
5=(1+0.024×)ω2/(2×9.81) 解得：ω=1.50m·s-1
Re=dωρ/μ=(0.028×1.50×880)/(0.65×10-3) =55862≈5.7×10-4
qv=ω·A=1.5×л×(0.028)2/4≈9.2×10-4L·s-1
22、密度为1200kg•m-3，粘度为2cp的盐水，流量25m3•h-1，流过内径75mm的半新钢管，e = 0.4mm。最终液面比初始液面高25m，管总长120m，局部阻力为管阻力的25%，动压头可忽略。泵效率为60%。求泵功率。（从Re-λ图中查得λ = 0.031）
解：

从Re-λ图中查得λ = 0.031

两液面差为25m的液柱，相当于：ΔpH = Hρg = 294.3 kpa
总压强差：Δp = 386 kpa
泵效率为60%，输送功率为

第四章 传热过程
一、选择题
1——5 A、A、A、C、B； 6 —10 A、C、B、B、B；
11—15 C、C、D、D、B； 16—20 B、C、A、A、C；
二、解释名词和简答题
1、热传导P104
答：传导传热是物体温度较高的分子因热而振动，并与相邻的分子碰撞，而将能量传递给相邻分子，顺序地将热量从高温向低温部分传递。
2、对流传热P111
答：传热的对流方式是由于流体质点变动位置并相互碰撞，热量由较高的质点传递给能量较低的质点，从而使热量传播。
3、导热系数的物理意义。P105
答：导热系数是物质导热能力的标志，其物理意义是当物体两个面（等温面）间温差为1 K，厚度为1m时，每秒经过1m2传热面积所能传导的热量J，其单位为J·(m·K·s)-1。
4、并流传热和逆流传热有何区别？P125
答：连续稳定的传热过程中，逆流操作比并流优越，表现在下列两方面：
（1）相同的条件（如相同的流体和相同的起始及最终温度）下，逆流比并流有更大的平均传热推动力—传热温差，相应地只要较小的换热面积；
（2）并流换热时，冷流体受热后的极限温度总低于或接近于热流体换热后的最终温度。逆流换热时则不受此限制，冷流体受热后的极限温度只低于或接近于热流体换热后的初始温度，热流体换热后的极限温度只高于或接近于冷流体的初始温度，热能能较充分地利用与回收，相应地只要用较少量的传热介质（加热剂或冷却剂）就可以达到要求的传热效果。
三、计算题（教材P142）
5、ø48mm×3mm的钢管（λ=45W·m-1·K-1）包以20mm软木（λ=0.05W·m-1·K-1），再包上20mm石棉（λ=0.15W·m-1·K-1），管的内壁温度为120℃，外壁温度为30℃，试求每米管长的散热速率及钢管与软木的界面温度。
[解]：（一）每米管长的散热速率为：
q/l=2л△t/[1/λ1×㏑(r2/r1)+ 1/λ2×㏑(r3/r2) + 1/λ3×㏑(r4/r3)]
=2л(120-30)/[1/45×㏑24/21)+ 1/0.05×㏑(44/24) + 1/0.15×㏑(64/44)]
=2л90/14.624= 38.7 W·m-1
钢管与软木的界面温度：
△t1/[1/λ1×㏑(r2/r1)] =△t/[∑1/λn×㏑(rn+1/rn)]
= (120-t1)/[1/45×㏑(24/21)]= (120-30)/14.624
t1= 119.98℃≈120℃
即通过钢管的温度降只有0.02℃， 管壁的热阻很小。
10、在一列管式换热器中，热油与冷油进行热换。冷油走管内，管径为ø 25mm x 1.5mm，冷油流速为1.2m/s，冷油从30℃预热到120℃，在定性温度（75℃）下冷油有以下物理性质：
密度 850kg/m-3，比定压热容2.5 kJ•K-1•kg-1
粘度 2 ×10-3 Pa•s，导热系数 0.12 W•m-1•K-1 试求冷油的传热膜系数。
解：用狄丢斯公式计算：
Re = dwρ/μ = 11220 Pr = cμ/λ = 41.7
符合该公式应用范围: Re > 10000 0.7 < Pr < 120
因流体被加热：
α= 0.023(λ/d）(Re)0.8(Pr)0.4= 969.2 W••m-2•K-1 ≈ 970 W••m-2•K-1
17、用重油预热原油。重油初温为350℃，终温为220℃，原油初温为100℃，终温为
180℃。设传热系数k相同，求并流与逆流传热面积之比。
解：并流的传热温度差为：

同上面的公式可求得逆流传热温度差为：Δtm = 143.5℃
取算数平均值则为：Δtm = 145℃
Ф = K A Δtm，因K相同：A并/A逆 = 145/114.6 = 1.27
第五章 吸收
一、选择题
1——5 A、B、A、A、C； 6 —10 B、A、D、B、B；
11—15 B、A、C、D、C； 16—20 C、A、B、B、A；
二、解释名词和简答题
1、传质单元高度P159
答：传质单元高度是指在填料比表面和塔径已定的条件下，与一个传质单元所需的传质面积相当的填料层的高度。
2、如何选择吸收剂？P146
答：吸收剂的选择是吸收操作的关键，要根据具体情况，考虑下列原则来加以选择：
（1）吸收剂应有良好的选择性，对气体中要吸收的组分有大的溶解度，以有利于吸收完全或节省吸收剂用量，对其余组分的溶解度应小。
（2）当吸收剂需要回收或吸收剂不污染被吸收的气体时，其蒸汽压应尽量低。
（3）尽可能选用无毒、难燃、腐蚀性小的吸收剂。
（4）吸收剂的粘度要较低，以便于输送和有利于汽液接触。化学性质应稳定，以免变质和在过程中析出污垢，影响操作。
（5）易于取得，价格低廉，容易再生或再次利用。
（6）操作或处理过程中不污染环境。
3、强化吸收的措施。P146
答：（1）采用连续操作，以有利于稳定生产和调节控制操作条件；
（2）气液间逆流吸收，以有利于吸收完全并获得较大的吸收推动力；
（3）传递速率与传质接触面成正比，因此，应尽量增大气液间有效接触面，但不应造成对气体或液体过大的流动阻力；
（4）增大相际的湍动程度及降低传质阻力。
4、影响填料吸收塔液泛速度的因素。P173
答：填料塔的液泛速度与下列因素有关：
（1）液体对气体的质量流量之比：比值较大，即相对液体量较大时，较低气速就会引起液泛；
（2）填料的形状和大小：如拉西环比弧鞍填料易引起液泛。
（3）气液的物理性质：如液体的粘度较大，相对地液泛速度越小，即越易引起液泛。
三、计算题（教材P185）
18、在连续逆流吸收塔中，用清水吸收焙烧硫铁矿所得炉气中的二氧化硫。炉气中含SO2为φ（SO2）=0.09。每秒钟吸收二氧化硫的量为1kg。吸收在101.3kPa压力下操作。吸收用的液气比为最小液气比的120%。吸收率为99%。操作温 度下的气液平衡关系可近似地用下式表示：y* ＝ 26.7 X
试求吸收用水量（kg•s-1）和吸收所得溶液的浓度[质量分数]。
解：最小液气比为：
式中：

SO2吸收量N为：

吸收所得溶液的浓度：SO2吸收量为 1 kg/s，水量为100 kg/s
C = 1/(1 + 100) = 1%
21、含20%乙炔的乙炔-空气在25℃和101.3kpa下与乙炔水溶液接触。溶液含0.3g(乙炔)/1000g水。平衡关系为p* = 0.135 × 105 X，求传质方向和传质推动力ΔY。
解：乙炔的摩尔质量：26 溶液中含乙炔0.3g/1000g水

气体含乙炔20%：

平衡分压为： P* = 0.135×106 X = 28.0 kpa
当时气相中乙炔分压： P = 101.3 × 20% = 20.3 kpa
因P* 〉P，故乙炔由溶液向气相传递。

得气相推动力ΔY为： Y – Y* = - 0.132
24、用水在常压下吸收甲醇。处理气量为1m3/s，含甲醇2.5g/m3。甲醇吸收率为90%。吸收剂用量为最小液气比的130%。平衡关系为：Y = 1.15 X
求气相传质单元数。
解：求液气比L/V： 甲醇摩尔质量：32 y1 = 0.0175 Y1 = 0.0178
Y2 = 0.0178(1-0.9) = 0.0018 X1*= Y1/1.15

求所得吸收液浓度：

解得：X1 = 0.0119
求气相传质单元数nG X1 = 0.0119 Y*1 = 1.15X1 = 0.0137
X2 = 0 Y*2 = 0

代入数值后得：nG ≈ 6

第六章 精馏
一、选择题
1——5 B、A、D、B、A； 6 —10 A、C、C、B、C；
11—15 A、B、C、B、C； 16—20 C、B、B、B、A；
二、解释名词和简答题