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化工原理试题库 试题一 一：填充题（20分） 1、某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距为零，则精馏段操作线斜 率等于_，提馏段操作线的斜率等于_ ,回流比等于_, 馏出液等于_,回流液量等于_。2、 理想溶液的特点是同分子间作用力_异分子间作用力，形成的混合溶液中没有_._。3、 精馏塔结构不变，操作时若保持进料的组成、流率、热状况及塔顶流率一定，只减少塔釜的热负荷，则塔顶组成_,塔底组成_ 4、精馏塔的塔底温度总是_塔顶温度，其原因_、_。 5、已测得精馏塔自塔顶下数第四和第五层塔板的两相组成为0.62、0.75、0.70、0. 82,其中，试判断：_、 _ 、_。 6 、塔板负荷性能图中有_线，分别是_、_、_、_、_。 7、在选择吸收剂时，应主要考虑的4个方面是_、_、_、_。 8、对于低浓度气体吸收操作，在求传质单元数时，解析法的适用条件是_，对数平均推动力法的适用条件是_， 梯级图解法的适用条件是_, 图解积分法的适用条件是_。9、生产上常见的脱吸方法有_、_、_。 10、萃取过程是_。 11、溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，曲线以内为_，曲线以外为_，萃取操作只能在_内进行。 12、恒定干燥条件是指_以及_都不变。 二：选择题（30分） 1、精馏的操作线为直线主要是因为（ ） A、理论板假设； B、理想物糸； C、塔顶泡点回流； D、恒縻尔流假设； 2、某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成时泡点为，与之相平衡的气相组成时，相应的露点温度为 ，则（ ）。 A、 = ； B、 ； C、 ； D、不能判断；3、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；4、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；5、某真空操作精馏塔，在真空度降低后，若保持F、D、R、q及加料位置不变，则塔顶产品组成变化为（ ）。 A、变小； B、变大； C、不变； D、不确定；6、不能引发降液管液泛这种不正常操作现象的原因是（ ）。 A、塔板间距过小； B、严重漏液； C、过量雾沫夹带； D、气、液负荷过大； 7、对常压操作的低浓度吸收糸统，当糸统总压在较小范围内增时，亨利糸数E将（ ），相平衡常数将（ ），溶液解糸数H将（ ）。A、增加； B、降低； C、不变； D、不确定； 8、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；9、低浓度逆流吸收操作中，若其它操作条件不变，仅增加入塔气量，则气相 总传质单元高度将（ ）；气相 总传质单元数将（ ）。 A、增加； B、减少；C、不变； D、不确定； 10、萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M位于（ ）。 A、溶解度曲线上方区； B、溶解度曲线下方区； C、溶解度曲线上 ； D、纵坐标线上；11、用纯溶剂S对A、B混合物进行单级理论萃取，当S用量增加时，保持进 料量F和组成不变，所获得的萃取液组成应（ ）。 A、增加； B、减少； C、不变； D、不一定； 12、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；三：计算题（50分）1、 某二元混合物在连续精馏塔中分离，饱和液体进料，组成为，塔顶馏出液组成为0.9，釜液组成为0.05，（以上均为易挥发组分的縻尔分率），相对挥发度为3，回流比为最小回流比的2倍。塔顶设全凝器，泡点回流，塔釜为间接蒸汽加热。试求：进入第一块理论板的气相浓度？离开最后一块理论板的液相浓度？2、 有一填料吸收塔，填料层高5m，塔径1m，处理丙酮和空气的混合气体，其中空气的流量为，入塔气体浓度（比縻尔浓度，下同），操作条件为：，用清水逆流吸收，出塔浓度为，平衡关糸为。试求：体积吸收总糸数？每小时可回收丙酮量？3、 以三氯乙烷为萃取剂，在时从含丙酮33%（质量%）的水溶液中萃取丙酮。丙酮水溶液的处理量为，若用三氯乙烷进行连续逆流萃取，允许最终萃余液中含丙酮8%。试用三角形相图求所需理论级数？（溶解度曲线和辅助曲线见下图）。 试题九答案 一：填充题1、 1；1；无限大；0；进料量。2、 等于；体积效应和热效应。3、 降低；增加。4、 高于；塔顶轻组分的浓度高，相应的泡点低；塔底压力高于塔顶，塔底的泡点较高。5、 ；。6、 5条；液泛线；漏液线；夹带线；液相负荷上限线；液相负荷下限线。7、 溶解度；选择性；挥发度；粘性。8、 操作范围内平衡线为直线；操作范围内平衡线为直线；操作范围内平衡线弯曲程度不大；各种情况。9、 通入惰性气体；通入水蒸汽；降压。10、在混合液中加入溶剂使溶质由原溶液转移到溶剂中的过程。11、两相区；均相区；两相区。12、温度、湿度、速度与物料接触状况。 二：选择题 1、D 2、A。 3、A。 4、A。 5、A。 6、B。7、C；B；C。 8、A；C。 9、A；B。10、B。 11、D。 12、C。三：计算题1、 以为准，。得：，。相平衡关糸为： ，。q线为： ，则，。最小回流比为：。精馏段操作线方程为：。， ，。同理提馏段操作线方程为：。而塔釜相当于一块理论板。，。，。即：进入第一层理论板的气相浓度为；离开最后一层理论板的液相浓度为。 2、，。, ,。， = 。 回收的丙酮量为：。即体积吸收总糸数为；回收的丙酮量为。 试题二 一：填充题（20分） 1、牛顿粘性定律_，粘度在SI制中的单位是_。 2、常用测定流量的流_._._。 3、在流动糸统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随_而变，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。4、 等边三角形的边长为a，其当量直径为_。5、 流体在圆形直管内滞流流动时，其速度分布是_ 型曲线，其管中心的最大流速为平均流速的_ ，縻擦糸数与的关系为_。6、 泵是指_，按其工作原理来分可分为 _._._._。7、 气体按压缩比来分，可分为_._._._。8、 降沉室内颗粒得以沉降的条件_。9、 过滤操作实际上是滤液通过_和_ 的流动过程， 过滤速率是指_。 10、传热一般采用逆流操作，但为_._ 时采用并流操作。 11、用二种厚度相同的材料保温时，往往把_ 的材料包在内 层，以达到好的保温效果。 12、蒸发是利用溶液中溶质的_，用加热的方法使部分溶剂汽化并除去 _溶液的浓度或析出溶质。 13、金属的导热糸数大都随其纯度的增加而_，随其温度的升高_。 14、对流传热的热阻主要集中在_,因_ 强化对流传热的重要途径。 15、 工程上流体流经换热器的压降通常限定在_Kpa。二：问答题（30分） 1、流体的流动形态有哪几种？如何判断？ 2、何谓层流内层？其厚度受哪些因素影响？ 3、采用多级压缩的优点有哪些？ 4、列管式换热器为何要进行热补偿？ 5、单层圆筒壁的内、外半径分别为和，壁表面温度分别为 和，若，试写出圆筒任意半径r处的温度表达式？ 三：计算题（50分）1、 流量为5000的水通过一根20Km长的水平管，总压降为0.5Mpa。现在中央接一完全相同的平行管到中点。问总流量变为多少？（设总压降始终不变，流动始终为高度湍流，局部阻力忽略）。2、 泵将的水由一贮槽打到另一贮槽，其中吸入管和排出管的管径为的无缝钢管。吸入管长为50m，排出管长为160m。且泵到 管出口的距离为10m，其中流量为。（已知：，,m,）.(时水，) 求：忽略动压头，求泵的安装高度？ 泵的轴功率和效率？3、 一列式换热器规格如下：管长3m,管数30根，管径为，管程为 1，现拟选用此换热器冷凝、冷却饱和蒸汽，使之从饱和温度降至。走管外，其流量为，其冷凝潜热为，比热为。水走管内，且与成逆流流动。冷却水的进出口温度分别为和。已知冷凝和冷却段基于外表面的总传热糸数分别为和。问此换热器是否造适用？4、 用一传热面积为的蒸发器将某溶液由15%浓缩到40%，沸点进料，要求每小时蒸得375Kg浓缩液，已知加热蒸汽压强为200Kpa，蒸发室的操作压强为20Kpa,此操作条件下的温度差损失可取，热损失可忽略不计。试求：（）开始设入使用时，此蒸发器的传热糸数为多少？ （）操作一段时间后，因物料在传热面上结垢，为完成同样蒸发任务，需将加热蒸汽的压力提高到350Kpa，问此时蒸发器的传热糸数为多少？ 查得20Kpa水蒸汽的饱和温度为，汽化潜热为 查得200Kpa水蒸汽的饱和温度为 查得350Kpa水蒸汽的饱和温度为 试题二的答案 一：填充题 1、。 2、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计。 3 、位置、时间、时间、位置。 4、。 5、抛物线、0.5、。 6、为液体提供能量的输送机械，离心式、往复式、旋转式和流体作用式。 7、通风机、鼓风机、压缩机。 8、颗粒的停留时间大于沉降时间。 9、介质和滤渣层的流动，单位时间内所获到的滤液量。 10、控制温度、降低粘度、减少阻力。 11、导热糸数小的。 12、不挥发性、提高。 13、增加、增加。 14、层流内层、减薄层流内层的厚度。 15、10.13-101.3. 二：问答题 1、流体的流动形态有两种：层流和湍流；用雷诺准数来判断，当，为层流，当为湍流。1、 在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动 的流体薄层，此薄层称为层流内层。受管径、流速、粘度和密度。2、 避免压缩后气体温度过高，提高气缸容积糸数，减小功率，使压缩机结构更为合理。3、 列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的热膨胀程度也有区别。若两流体的温度差较大（以上）时，由于热应力会引起设备的变形，甚至弯曲和破裂。因此我们要考虑热补偿。4、 = 三：计算题132图2-1 1、 设接平行管道后，总流量为。 二平行管流量为和。 板努利方程： 22 10m 11 图2-2 总压降相同得： =， ，。 。2、。 。 考虑0.5m的安装安全糸数。则泵的安装高度为1m. . . . . . .3、换热器已有的传热面积：。求所需的传热面积：冷凝段的热量： =冷却段的热量：。总热量为：Q=+=27.55Kw冷却水的用量：冷却水离开冷却段的温度：冷凝段的温度差：冷却段的温度差： 冷凝段所需传热面积： 冷却段所需传热面积： 所需的总的传热面积：A=6.45.4、水分蒸发量：，.F=1000Kg , W=625Kg 溶液的沸点为 。 传热糸数K为： 改变压力后的传热糸数： 。 可见结垢以后的传热糸数降低。 试题三 一：填充题（18分） 1、空气在标准状态下密度为1.29，在0.25Mpa下（绝压）时的密 度为_。 2、产生流体阻力的原因有_._ 3、转子流量计在安装时应_。 4、连续性方程是_指导出来的，它适用_流体。 5、 直管阻力的表示式为_，管中流出 =_流入管中=_。 6、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生_现象。 7、 往复式压缩机的工作循环为_._ ._._四个阶段。 8、一热流体将热量通过壁面传给冷流体的过程是_._. 9、固定管板式列管式换热器中，压力高、腐蚀性以及不清洁的物料应走 _程。10、一根暴露在外的热管子以_._散发热量。 11、式中两个准数=_，Pr=_. 若液体被冷却时n=_。 12、多效蒸发主要有_._._三种典型流程。二：判断题（18分） 1、在并联管路中，它们的阻力相等，同理在串联管路中，它们的流速也是相等 的。（稳定流动）。2、 转子流量计可以读出任何流体的流量。 3、用雷诺准数来判断流体的流动形态时，在SI制中属层流范围，在cgs制中属 湍流范围。 4、粘度是流体的物理性质之一，则雷诺准数也是流体的物理性质之一。离心泵铭牌上的性能参数是指泵扬程最高点下的性能参数。 5、往复式压缩机的工作循环是由吸气、排气、膨胀、压缩四个阶段组成。 6、沉降器的生产能力与沉降速度及沉降面积有关，与沉降高度无关。 7、气相与液相所组成的物糸称为气相非均相物糸。 8、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液量不断增加，生产能力也不断增加。 9、多层导热时，其推动力为各层推动力之和，阻力也为各层阻力之和。 10、流体对流传热膜糸数一般来说有相变时的要比无相变时为大。 11、多层平壁稳定导热时，如果某层壁面导热糸数小，则该层的导热热阻大，推动力小。 12、若以饱和蒸汽加热空气，传热的壁面温度一般取空气和蒸汽的平均温度。 13、所谓黑体就是人们所讲的黑颜色的物体。 14、在同一种流体中，不可能同时发生自然对流和强制对流。 15、多效蒸发可以提高蒸汽的利用率，二次蒸汽利用一次称为单效蒸发，利用二次称为双效蒸发，依次类推。 16、对流传热糸数是物质的一种物理性质。 17、黑体、镜体、和灰体都是理想化的物体，在自然界中并不存在。 18、总传热糸数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关。三：计算题（64分）1、 图示，“U”管压差计甲的上部管内充满了水，下部为汞，汞的液面落差为，求？若再接一“U”管压差计乙，其上部仍为水，下部放置不知名的液体，且测得，求？P1 甲乙 2、 一降层室长为5m,宽为3m，高为4m。内部用隔板分成20层，用来回收含尘气体中的球形固体颗粒，操作条件下含尘气体的流量为，气体密度，粘度为。尘粒密度。试求理论上能100%除去的最小颗粒直径？3、 外径为200mm的蒸汽管道，管外壁温度 为。管外包以导热糸数为 图3-1 的保温材料。要求保温层外壁面温度不超过， 每米 管长的热损失不超过。问保温层的厚度应为多少？4、 欲将浓度为25%，沸点为，流量为的NaOH水溶液经蒸发浓缩到50%。料液的进口温度为，加热蒸汽的压强为392.4Kpa（绝压），冷凝器的压强为53.32Kpa.据经验蒸发器的传热糸数可取，溶液的密度为。若忽略蒸发器的热损失。求加热蒸汽的消耗量及蒸发器所需的传热面积？已知：p=53.32Kpa, , p=392.4Kpa, 试题三答案 一：填充题1、 。 2、内縻擦力和流体的流动状态。3、保持垂直。 4、质量守恒定律、 5、1、0.5. 6、 气蚀现象。 7、吸气、压缩、排气、膨胀四个阶段所组成。8、热流体以对流传热的方式将热量传给壁面、壁面间的热传导、冷流体以对流传热的方式获得热量 9、管程。10、自然对流、热辐射。11、12、并流、逆流和平流。二：判断题 6、10、17为对，其余都为错。三：计算题 1、 。 ， 。 2、降沉室的总面积：。 沉降速度：。 设沉降区为层流，则有： ， 。 验算：。3、 保温材料的导热糸数 ：。 ， 。4、 水分蒸发量： 。加热蒸汽消耗量：。所需的传热面积为：。即所需的加热蒸汽消耗量为。所需的传热面积为 试题四 一：填充题（20分） 1、边界层的形成是流体具有_结果。 2、用阻力糸数法来计算突然扩大和突然缩小的损失时，按_管内的流速来计算动能项。 3、长方形的长为2a，宽为 a，其当量直径为_ 4、粘度的物理意义是促使流体产生单位速度梯度的_. 5、经内径为158mm的钢管输送运动粘度为的燃料油，若保持油品作层流流动，则最大流速不能超过_。6、用离心泵在两个敞开容器间输液，若维持两容器的液面高度不变，当关小输送管道的阀门后，管道的总阻力将_。1、 离心泵的工作点是_曲线与_曲线的交点。 8、往复式压缩机的余隙糸数=_,_-，则增大，生产 能力_。 9、沉降操作是指在某种_中利用分散相和连续相之间的_,使之发生相对运动而实现分离的操作。沉降过程有_和_沉降两种方式。 10、工业上常用的过滤介质主要有_、_、_。 11、在过滤操作中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是_而不是_。 12、在平壁稳定热传导过程中，通过三层厚度相同的材料，三层间的温度差变 化是依次降低，则三层材料的导热糸数的大小顺序_。 13、沸腾传热可分为三个区域，它们是_、_、_ 。应维持在_区内操作。 14、用饱和蒸汽加热水，经过一段时间后，发现传热阻力迅速加大，这可能是由于_所引起的。 15、温度差损失包括_、_、 _。 二：选择题 1、层流和湍流的本质区别是（ ） A、流速不同； B、流通截面积不同； C、雷诺数不同； D、层流无径向流动，湍流有径向流动； 2、选择下述流体在管路中常用的流速 （1）、过热水蒸汽（ ），（2）、水及一般流体（ ）； （3）、压强较高的气体（ ），（4）、粘度较大的液体（ ）； _ A、1-3，B、0.5-1,C、15-20,D、30-50 3、离心泵铭牌上标明的是泵在（ ）时的主要性能参数。 A、流量最大； B、压头最大； C、效率最高； D、轴功率最小； 4、下列结论正确的是（ ）。A、 液体的粘度随温度的升高而减小；B、 气体的粘度随温度的升高而增大；C、 液体的粘度基本上不随压强变化；D、 气体的粘度随压强增大而减小。 5、离心泵吸入管路底阀的作用是（ ）。 A、阻拦液体中的固体颗粒； B、避免出现气蚀现象； C、维持最低的允许吸上高度；D、防止启动前充入的液体从泵内漏出； 6、在一个过滤周期中，为了达到最大生产能力应（ ） A、过滤时间应大于辅助时间； B、过滤时间应小于辅助时间； C、过滤时间应等于辅助时间； D、过滤加洗涤所需时间等于1/2周期； 7、下述说法中正确的是（ ）。 A、过滤速率与过滤面积成正比；B、过滤速率与过滤面积的平方成正比； C、过滤速率与滤布阻力成反比；D、过滤速率与操作压差的平方成正比； 8、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； 9、旋液分离器是利用离心力分离（ ）。 A、离心机可分离液液混合物； B、离心机可分离液固混合物； C、离心机可分离气固混合物； D、 离心机所分离的不均匀混合物中至少有一相是液相； 10、传热过程中当两侧流体的对流传热糸数都较大时，影响传热过程的将是 （ ）。 A、管壁热阻； B、管内对流传热热阻； C、污垢热阻； D、管外对流传热热阻； 11、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； 12、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（ ），走壳程的有（ ）。 A、高压流体； B、蒸汽； C、易结垢的流体； D、腐蚀性流体； E、粘度大的流体； F、被冷却的流体； 13、采用多管程换热器，虽然能提高管内流体的流速，增大其对流传热糸数，但同时地导致（ ）。 A、管内易结垢； B、壳程流体流速过低； C、平均温差下降； D、管内流动阻力增大； 14、增大换热器传热面积的办法有（ ）。 A、选用粗管排列； B、选用翅片管； C、增加管程数； D、增加壳程数； 15、关于传热糸数K下述说法中错误的是（ ）。A、 传热过程中总传热糸数K实际上是个平均值；B、 总传热糸数K随着所取的传热面不同而异；C、 总传热糸数K可用来表示传热过程的强弱，与冷热流体的物性无关；D、 要提高K值，应从降低最大热阻着手； 三：计算题 1、 图示为一输油管路，未装流量计，但在A、B分别测得压强为 ，试估算管道中油的流量？ 已知：管为，A、B间距为10m, 其中管道的当量长度为9.3m， ，。 2、试证明球形颗粒在重力场中作自由 沉降时，层流区域内的沉降速度公式 为： 。 3、用一板框压滤机在300Kpa压强差下过滤 图4-2 某悬浮液。已知过滤常数K为， 为 。要求每一操作周期得滤液，过滤时间为0.5h。设滤 饼不可压缩，且滤饼与滤液体积之比为0.025。试求：过滤时间；若操作压强 差提高至600Kpa，现有一台板框过滤机，每框的尺寸为 ，若 要求每个过滤周期仍得滤液，则至少需要多少个框能满足要求？过滤时间 又为多少？ 4、一卧式列管换热器，钢质换热管长为3m,直径为。水以的 流速在管内流动，并从被加热到。流量为、温度为 烃的饱和蒸汽在管外冷凝成同温度的液体。烃蒸汽的冷凝潜热为。 已测得：蒸汽冷凝传热糸数为，管内侧热阻为个侧热阻的40%， 污垢热阻又为管内侧热阻的70%，试核算换热管的总根数及换热器的管程数。 计算时可忽略管壁热阻及热损失。 试题四答案 一：填充题 1、粘性。 2、细。 3、。 4、剪应力。 5、。 6、不变。 7、管路特性曲线、离心泵特性曲线。 8、 小、大。 9、力场、密度、重力、离心。 10、 织物介质、粒状介质、多孔性固体介质。11、滤饼层、过滤介质。 12、依次增加。13、自然对流、膜状对流、核状对流、 核状对流。14、冷凝水未排出、不凝性气体未排15、溶液沸点升高、静压力、流体阻力所引起的温度差损失。二：判断题 1、D 2、D、A、C。 3、C。 4、A、B、C 5、B。 6、D 7、B 8、C。