化工原理复习资料

第一章   流体流动

1.米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管径、管长不变，油温升高，粘度为原来的1/2 ，则摩擦阻力损失为原来的1/2倍。

2.流体在圆形直管中作层流流动，如果流量等不变，只是将管径增大一倍，则阻力损失为原来的1/16。

3.物料衡算的理论依据是 质量守恒定律 ，热量衡算的理论基础是 能量守恒定律 。

4.雷诺数的表达式是Re = duρ/μ

5.流体在试管中流动，若流量不变，管长增加一倍，则摩擦阻力损失2倍

6.按单元操作所遵循的基本原理不同，可将单元操作分为 动量传递、热量传递、质量传递

7.当20℃的甘油(ρ=1261kg.m^-3,,μ=1499厘泊)在内径为100mm 的管内流动时,若流速为2.5m.s^-1时,其雷诺准数Re为210.3,其摩擦阻力系数λ为0.304.

8．当量直径的定义是de＝4×流通截面积/浸润周边，对边长为ａ正方形风管当量直径de＝ａ在套管环间流动的流体，外管的内径是d₂，内管的外径是d₁，则当量直径d_e＝d₂－d₁。

10.当Re 为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ=64/Re，在管内呈湍流时，摩擦系数λ与Re、ε/d有关。

11.水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后,水流量将 减小，摩擦系数 增大，管道总阻力损失 不变（增大、减小、不变）。

12.当流体在园管内流动时，管中心流速最大，滞流时的平均速度与管中心的最大流速的关系为（ C）

    A. U_m＝3/2.U_maλ       B.  U_m＝0.8U_maλ  C. U_m＝1/2.U_maλ

13.学习流体流动与输送，你认为应解决些什么问题？

答：1、合理选择流体输送管道的管径      2、确定输送流体所需的能量和设备。

    3、流体流量测量和速度、体积和质量流量、压力，以及控制。

    4、流体流动的形态和条件，作为强化设备和操作的依据。

14.什么叫化工单元操作？ 常用的化工单元操作有哪些？

答：化工产品的生产过程中，具有共同物理变化，遵循共同的物理学定律的一些物理操作过程。如：流体流动、流体输送、非均相分离、传热、蒸发、蒸馏、吸收、萃取、干燥等。

第二章   流体输送机械

1.液体输送设备有：离心泵; 往复泵; 齿轮泵; 螺杆泵; 旋涡泵

2.产品样本上离心泵的性能曲线是在一定的转速下，输送20℃的清水时的性能曲线。

3.用离心泵在两敞口容器间输液, 在同一管路中，若用离心泵输送ρ＝1200kg.m^-3的某液体(该溶液的其它性质与水相同），与输送水相比，离心泵的流量不变,扬程不变,泵出口压力变大,轴功率变大。(变大,变小,不变,不确定)

4.两流体的间壁换热过程，计算式Q=(λ/b)A△t中, A表示为平均壁面面积

5.离心泵主要部件有如下三部分：  泵壳、叶轮、泵轴

6.当安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生 气蚀 现象。

7.某逆流操作的间壁式换热器中,热流体的进.出口温度为80℃和50℃, 冷流体的进出.口温度为25℃和45℃,此时传热平均温度差 △t_m=  30℃

8.某并流操作的间壁式换热器中, 热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为30℃和40℃,此时传热平均温度差△t_m=  27.9℃.

9.    平壁稳定传热过程，通过三层厚度相同的不同材料，每层间温度变化如图所示，试判断λ₁、λ₂、λ₃的大小顺序λ₃〉λ₁〉λ₂,

以及每层热阻的大小顺序δ₃/λ₃〈δ₁/λ₁〈δ₂/λ₂。

10.离心泵铭牌上标明的扬程是指( D )

    A. 功率最大时的扬程        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

11.已知流体经过泵后，压力增大ΔP N.m^-3，则单位重量流体压能的增加为（ C  )

    A. ΔP              B. ΔP/ρ

    C. ΔP/(ρｇ)       D. ΔP/(2ｇ)

12.离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后，以下能量的增加值 (  B  )

    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）

13.    往复泵在操作中( A   )

    A. 不开旁路阀时，流量与出口阀的开度无关

    B. 允许的安装高度与流量无关

    C. 流量与转速无关

    D. 开启旁路阀后，输入的液体流量与出口阀的开度无关

14.一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出口处的压力表也逐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是(  D  )

    A. 忘了灌水            B. 吸入管路堵塞

    C. 压出管路堵塞        D. 吸入管路漏气

15.一离心泵组成如附图的输水系统，当阀门A关小时，相应的流量和压力有何变化

流量  VA （ B）   VB （  A  ）  VC （  B  ）

压力  PA （  A  ）   PB （   A）   PC （  A  ）

    A. 增大；   B. 减小；   C. 不变     D. 不定

16.流体输送设备的主要类型有几种？

答：离心式——离心泵、离心通风机、离心压缩机等。

    正位移式——往复泵、齿轮泵、螺杆泵等。

    离心—正位移式——旋涡泵。

17.泵的扬程的单位是m ，其物理意义是泵提供给单位重量流体的能量。

第四章  传热

1.热量传递的基本方式有  传导传热、对流传热和辐射传热。

2.平均总传热系数K与间壁两侧对流传热系数α₁.α₂以及间壁导热系数λ的关系简化式为(1/K)=(1/α₁+δ/λ+1/α₂) 当间壁管规格为φ108×4mm,导热系数为45(w.m^-3.K^-1)时,两侧给热系数分别为8000(w.m^-3.K^-1)和1000(w.m^-3.K^-1)时,总传热系数= 824(w.m^-3.K^-1).

3.间壁换热器管壁温度 t接近α 大 一侧的流体温度；总传热系数Ｋ的数值接近 热阻大 一侧的α值。

4.冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90℃，出口温度为50℃，冷水进口温度为15℃，出口温度为53℃，冷热水的流量相同，则热损失占传热量的5％（冷热水物性数据视为相同）

5.厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知b₁>b₂>b₃;导热系数λ₁<λ₂<λ₃在稳定传热过程中，各层的 热阻 R₁>R₂>R₃各层导热速率 Q₁ ＝ Q₂＝Q₃。

6.冷、 热气体在间壁换热器中换热，热气体进口温度T₁＝400℃， 出口温度T₂为200℃，冷气体进口温度ｔ₁＝50℃，两股气体的质量流量相同,物性数据可视为相同,若不计热损失时，冷气体出口温度为250℃； 若热损失为5％时，冷气体出口温度为240℃。

7.用冷却水将一定量的热流体由100℃冷却到40℃，冷却水初温为15℃， 在设计列管式换热器时，采用两种方案比较，方案I是令冷却水终温为30℃， 方案II是令冷却水终温为35℃，则用水量 W₁大于W₂，所需传热面积A₁小于A₂（大于、小于、等于）。

8.单层间壁热阻的表达式为_b/λA_m_，用SI制表示的单位是K.w^-1。

9.如图所示为间壁式换热器中冷流体B与热流体A的稳态传热过程的温度分布曲线，该传热过程是由对流_、热传导_和_对流_三个串联的热传递环节组成，由图分析可知:α₁_<_α₂，控制热阻应在___A__侧，因此若强化该传热过程，应从__A___侧着手。

10.对一台正在工作的列管式换热器，已知α₁＝116w.m^-3.K^-1α₂＝11600 w.m^-3.K^-1， 要提高传热系数（K），最简单有效的途径是（ A  ）。

    A. 设法增大α₁;          B. 设法增大α₂;

    C. 同时增大α₁和α₂。

11.已知圆筒壁(外半径为r₃)上两层保温材料的温度分布曲线如图示:A 层的导热系数 (  C )B层的导热系数；应将(  D )放在内层保温效果好。(A,B 两层厚度相等)。

    A. 等于    B. 大于    C. 小于    D. A 层

12.穿过三层平壁的稳定导热过程，如图所示，试比较第一层的热阻R₁与第二、三层热阻R₂、R₃的大小(  C  )。

     A.  R₁>(R₂+R₃)     B.  R₁<(R₂+R₃)

    C.  R₁=(R₂+R₃)   D. 无法比较

13.在反应器的单根冷却蛇管内通冷却水，其进、出口温度分别为ｔ₁、ｔ₂，蛇管外有热流体稳定流过,借搅拌器作用，使热流体保持均匀温度T(T为热流体出口温度) ，如冷却蛇管长度增力一倍,其它条件不变,问出口水温ｔ₂应(  A )。

    A. 增大    B. 减小    C. 不变    D. 不一定

14.传热系数是物质传热能力的标志，一般情况下，金属的传热系数较大，非金属的传热系数较小。（× ）

15.传导传热,对流传热和辐射传热,三者之间有何不同?

答：传导热是固体或静止流体的分子运动或分子振动传递热量。对流传热则是流体质点发生相对位移来传递热量, 辐射传热是高温物体以电磁波形式向空间发射能量来传递热量。

16.导热系数受哪些因素影响?现有建筑砖（ρ＝1800kg.m^-3）和煤灰砖（ρ＝700 kg.m^-3）两种材料，哪种保温性能好?

答：组成：纯物质的导热系数好;

    结构：结构致紧、密度大的材料导热系数大;

    温度：一般温度升高，导热系数减小。

    煤灰砖的保温性能好。

17.凡稳定的圆筒壁传热，热通量为常数。(×)

第五章  吸收

1.用亨利系数E表达的亨利定律表达式为Pe=Ex.在常压下,20℃时, 氨在空气中的分压为69.6mmHg, 与之平衡的氨水浓度为10(kg NH₃ (100kg) ^-1H₂O).此时亨利系数E=727.3mmHg,相平衡常数m=0.957.

2.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（C）。

    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；

3.对于难溶气体，吸收时属于液膜控制的吸收，强化吸收的手段是增大液相侧的传质分系数或液体湍动程度。

4.试填写下列各传质速率方程，使其完整

     N＝k_CA（p－p_i）＝k_LA（C_i－C）＝K_CA（p－p_e）

＝K_LA（C_e－C）＝k_YA（y－y_i）＝k_λA（x_i－x_o）

5.物理吸收的极限取决于当时条件下吸收质在吸收剂中的溶解度，吸收速率取决于吸收质从气相主体传入液相主体的扩散速率。

6.用Δp为推动力的气膜传质速率方程有两种,以传质分系数表达的传质速率方程为N_a=k_C(p-p_i),以总传质系数表达的传质速率方程为Na=K_C(p-p_e).

7.某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用相平衡常数表示，而操作线的斜率可用液气比表示。

8.吸收是指用液体吸收剂吸收气体的过程，解吸是指液相中的吸收质向气相扩散的过程。

9.溶解度很大的气体，吸收时属于气膜控制，强化吸收的手段是增大气相侧的传质分系数或气流湍动程度。

10.某炉气含SO₂8.1％（体积），在一条件下测得与其成平衡的溶液浓度为0.003（摩尔分率），则其相平衡常数值为27.

11.在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将减少，操作线将靠近平衡线。

12.含SO₂为10％（体积）的气体混合物与浓度C为0.020kmol.m^-3的SO₂水溶液在一个大气压下相接触。操作条件下两相的平衡关系为p_e＝1.62C（大气压） ，则SO₂将从气相相向液相相转移， 以气相组成表示的传质总推动力为Δp＝0.0676atm大气压.

14.用△p,△C为推动力的传质速率方程中,当平衡线为直线时，传质总系数K_C与分系数k_C,k_L的关系式为1/K_C=1/k_C+1/H.k_L.K_L与k_C,k_L的关系式为1/K_L=H/k_C+1/k.

15. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数不变，相平衡常数m减少，溶解度系数H不变（增加、减少、不变）。

16. 由于吸收过程气相中的溶质分压总大于液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的上方。增加吸收剂用量，操作线的斜率增大，则操作线向远离平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－y_e）增大。

17.吸收速率公式中，当用p－p_i作吸收推动力时，其对应的吸收系数为（ A  ）。   

 A.k_C；      B.K_C；      C.k_L；

18.正常操作下的逆流吸收塔， 若因某种原因使液体量减少以致液气比小于原定的最小液气比时，下列哪些情况将发生?(  B )

    A 出塔液体浓度x_D增加；

    B 出塔气体浓度增加，但x_D不定；

    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。

19.通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，（  D）。 

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。

20.对于大多数气体的稀溶液，气液间的平衡关系可用亨利定律表示。亨利系数值（E＝p_e/x）随温度的升高而减小；而溶解度系数（H＝C/p_e）则随温度的升高而增大。（×）

21.喷淋吸收是吸收剂成液滴分散在气体中，因此，液体为连续相，气体为分散相（×）。

22.亨利定律有哪几种表达式?它们只适合于什么场合?

答：ｐe＝Ex，ｐe＝ｃ/H，ye＝mx  E称为亨利系数，H称为溶解度系数，m称为相平衡常数。它们只适合于稀溶液的情况。

23.提高吸收速率应采取哪些措施?

答：由Na＝Ky（y-ye）看出，为了提高Na，必须增大吸收系数和吸收推动力。

1.增大湍动程度；

2.增大气液接触是为了增大吸收系数。

3.增大液气比是为了提高推动力。

第六章  精馏

1.蒸馏操作属于（ B）

    A. 传热      B. 传热加传质      C. 传质

2.回流比的定义是回流量（L）与采出量（D）之比。

3.某连续精馏塔,已知其精馏段操作线方程为y=0.667x+0.32,则该塔的回流比R=2.0.馏出液组成x_d=0.96.

4.某泡点进料的连续精馏塔中,进料组成x_f=0.35,系统的平均相对挥发度α=2.44, 当x_d=0.93时,达到此分离要求的最小回流比R_m=1.66

5.工业生产中的操作回流比一般是最小回流比的1.1～2倍。

6.精馏过程,就是利用混合液的各组分具有不同的沸点(或挥发度),利用多次部分汽化_.多次部分冷凝的方法,将各组分得以分离的过程.

7.按蒸馏操作方法不同，蒸馏可分为简单蒸馏、间歇精馏 和连续精馏三大类。

8.某连续精馏塔, 已知其精馏段操作线方程为y=0.78x+0.204,则该塔的回流比R=3.54.馏出液组成x_d=0.926.

9.某二元理想溶液的连续精馏塔,提馏段操作线方程为: y=1.3x-0.018,系统的平均相对挥发度α=2.5,当x_w=0.06时(摩尔分率),此 时从塔底数起的第二块理论板数 (塔底可视为第一块理论板)下流液体的组成为0.120(摩尔分率).

10.对一定组成的二元体系， 精馏压力越大，则相对挥发度越小， 塔操作温度越高，对分离越不利。

11.精馏过程的回流比是指回流与塔顶产品量之比， 最小回流比是指塔板数为无限多时的回流比的极限值

12.设计某二元理想溶液精馏塔时，如保持F,x_f,x_d,x_w不变，则随进料热状况参数的增加，其最小回流比减小（增加、减小、不变）。

13.某连续精馏塔, 已知其精馏段操作线方程为y=0.667x+0.32,且塔 顶产品量为100kmol.h^-1,则馏出液组成x_d=0.96,塔顶上升蒸气量V=300kmol.h^-1.

14.精馏操作的依据是混合液中各组分的挥发度差异。 实现精馏操作的必要条件包括塔顶液相回流和 塔底上升气流。

15.某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x_a＝0.6相应的泡点为ｔ₁， 与之相平衡的汽相组成y_a＝0.7，相应的露点为ｔ₂，则：（ A ）。

    A. ｔ₁＝ｔ₂     B. ｔ₁＜ｔ₂   C. ｔ₁＞ｔ₂      D. 不能判断

16.精馏设计时，若回流比R增加，并不意味产品D减小，精馏操作时也可能有类似情况；（√）

17.在一定压强下，液体混合物没有恒定的沸点。（√）

18.连续精馏塔中，中间进料的目的是获得较纯的易挥发组分和较粗的难挥发组分。（× ）

19.随着R的减小，精馏段操作线愈接近平衡线，达到一定的分离要求所需理论板数越少。（× ）

20.理论板图解时与下列参数：F，x_f，q，R，α， x_d，x_w无关；（× ）

21.为什么操作需要塔顶回流？

答：主要是为了保持塔内有下降的液流，使精馏塔保持稳定操作。

22.精馏塔在一定条件下操作时，试问将加料口向上移动两层塔板，此时塔顶和塔底产品组成将有何变化？为什么？

答：当加料板从适宜位置向上移两层板时，精馏段理论板层数减少， 在其它条件不变时，分离能力下降，xD 下降，易挥发组分收率降低。

第七章   干燥

1.饱和空气在恒压下冷却， 温度由ｔ₁降至ｔ₂，此时其相对湿度不变， 湿度下降，湿球温度下降.露点下降。

2.湿球温度是大量空气与少量水长期接触后水面的温度， 对空气--水系统，当被测气流温度不太高, 流速>5m.s^-1时，α/k_θ为一常数, 其值约为1.09kJ.kg^-1K^-1,故可写出t_w的计算式 tw= t-(r_fw/1.09)(H_sfw-H)。

3.空气的饱和湿度Hs是湿空气的如下参数的函数：( A ) 。

    A. 总压及干球温度；      B. 总压及湿球温度；

    C. 总压及露点；          D. 湿球温度及焓。

4.空气温度为ｔ_d，湿度为H_d，相对湿度为φ_d的湿空气，经一间接蒸汽加热的预热器后，空气的温度为ｔ₁，湿度为H₁，相对湿度为φ₁，则( B )

  A. H₁＞H_d          B. φ_d＞φ₁

  C. H₁＜H_d          D. φ_d＜φ₁

5.回答下列诸问题

（1） 湿空气的干球温度、湿球温度、露点在什么情况下相等，什么情况下不等?

（2） 湿空气在进入干燥器前，往往进行预热，这样做有什么好处?

答：1、对于饱和空气ｔ＝ｔw ＝ｔd ；对于不饱和空气ｔ＞ｔw ＞ｔd

    2、先预热，其ｔ升高，H不变，而φ降低，使湿空气提高吸收水份能力。另外ｔ升高，加快水份蒸发速率，提高干燥速率。

6.若维持不饱和空气的湿度H不变，提高空气的干球温度，则空气的湿球温度上升，露点不变，相对湿度变小。(变大,变小,不变,不确定)

7.已知湿空气总压为101.3kN.m^-3,温度为40℃,相对湿度为50% ,已查出40℃时水的饱和蒸气压Ps为7375N.m^-3,则此湿空气的湿度H是0.0235kg水.kg^-1绝干气,其焓是100.68kJ.kg^-1绝干气。

8.在测量湿球温度时，空气速度需大于5m.s^-1,这是为了减少辐射和热传导的影响，使测量结果较为精确。

9.已知在ｔ＝50℃、P＝1atm时，空气中水蒸汽分压P_w＝55.3mmHg，则该空气的湿含量H＝0.0488；相对湿度φ＝0.598；（50℃时,水的饱和蒸汽压为92.51mmHg）

10.在1atm下，不饱和湿空气的温度为295K，相对温度为60％，当加热到273K时，该空气下列状态参数将如何变化?（升高,增加, 降低, 不变） 湿度不变， 相对湿度降低，湿球温度升高，露点不变，焓增加。

11.湿空气经预热，相对湿度φ下降，对易龟裂物料，常采用废气部分循环方法来控制进干燥器的φ值。

12.干燥操作中， 干燥介质（不饱和湿空气）经预热器后湿度不变， 温度升高。当物料在恒定干燥条件下用空气进行恒速对流干燥时，物料的表面温度等于该空气的湿球温度温度。

13.已知湿空气的下列哪两个参数，利用t-H图或H-I图，可以查得其他未知参数( A   )。

A. (t_w,t);      B. (t_d,H);   C. (p,H);        D. (I,t_w)。

14.在测量湿球温度时，应注意空气速度u( C   )。

A.  u < 1m.s^-1;  B. u < 3m.s^-1;  C. u > 5m.s^-1;  D. u 越小越好。

15.湿空气在温度308K和总压1.52MPa  下，已知其湿度H为0.0023kg水.kg^-1绝干空气，则其比容υ_θ应为（单位均为 m³.kg^-1绝干空气）( A   )。

 A.  0.0583;       B.  1.673;    C.  2.382;      D.  0.0224。

16.干燥器进口的温度计最小分度是 0.1℃，下面是同一温度时的几种记录，哪一种是正确的( D  )。

 A.  75℃;       B.  75.0℃;   C.  75.014℃;    D.  74.98℃。

17.    空气温度为ｔ_d，湿度为H_d，相对湿度为φ_d的湿空气，经一间接蒸汽加热的预热器后，空气的温度为ｔ₁，湿度为H₁，相对湿度为φ₁，则(  B  )

  A. H₁＞H_d          B. φ_d＞φ₁     C. H₁＜H_d          D. φ_d＜φ₁

18.对于一定干球温度的空气， 当其相对湿度愈低时，其湿球温度：( B   )。

A. 愈高；   B. 愈低；      C. 不变； D. 不一定，尚与其它因素有关。

19.在湿球温度ｔ_w的计算式中，k_θ/α之比值：( A  )。

    A. 与空气的速度变化无关；

    B. 与空气速度u的0.8次方成正比，即k_θ/α∝u^0.8

    C. k_θ/α∝u^0.5；

    D. 不一定，与多种因素有关。

20.试说明为什么在干燥过程中,湿空气作为干燥介质时,一般都经过预热才进入干燥器。简要说明对流干燥过程是一传热过程，又是一传质过程。

答：湿空气预热可提高载热载湿的能力（H不变，ｔ增加，φ下降，传热传质推动力加大）。热空气传热给湿物料是一个传热过程，湿物料中的湿分汽化扩散至气体主体是一个传质过程。

21.什么是湿空气的绝热饱和温度和湿球温度?两者有何关系。

答：绝热饱和温度：空气和水系统在绝热条件下，空气降温增湿，至空气达饱和时的温度。湿球温度：当温包包有润湿沙布空气传给湿布的热量恰好等于水份气化的热量，此时温包中水分的温度为湿球温度。

对于空气－水系统，两者数值恰好相等。

1.某连续精馏塔，已知其精馏操作线方程为y=0.78x +0.204，则该塔德回流比R=（3.54），馏出液组成x=（0.926）

2.由于吸收过程气相中的溶质分压总（大于）液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的（上方）。增加吸收剂用量，操作线的斜率（增大），则操作线向（远离）平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y – ye）（增大）。

3.用相平衡常数m表达的亨利定律表达式为（y = mx），在常压下，20℃时，氨在空气中的分压为166mmHg，与之平衡的氨水浓度为20（kgNH₃/100kgH₂O），此时m=（1.250）

4.当空气的湿含量一定时，其温度越高，则相对温度越（低），表明空气的吸湿能力越（强），所以湿空气在进入干燥器之（前）都要经（预热器预热）

5.饱和空气在恒压下冷却，温度由t1降至t2，此时其相对湿度（不变），湿度（下降），湿球温度（下降），露点（下降）

6.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是：流体具有粘性

7.在间壁式换热器内用饱和水蒸气加满空气，此过程的总传热系数K值接近于：（α空气）8.蒸馏操作属于（传热加传质）

9.吸收速率主要决定于通过双膜的扩散速度，要提高气液两流体的相对运动，提高吸收效果，则要（减少气模和液膜的厚度）

10.干燥是（传热和传质）过程

18．用泵自敞口贮油池向敞口高位槽输送矿物油，流量为38.4t/h，高位槽中液面比油池中液面高20m，管路总长（包括阀门及管件的当量长度）430m，进出口阻力不计，管径为φ108 × 4mm，若油在输送温度下的比重为0.96，粘度为3430cp，求泵所需的实际功率，设泵的效率η=50%

解：H = H₀ + ∑Hf = H₀ + λ[(l + ∑le)/d](u²/2g)

H0 = 20m         l+∑le = 430m

d =108 – 2 × 4 = 100mm = 0.1m    q_m = 38400/3600 = 10.667kg/s

 u = q_m /(0.785d²·ρ) = 10.667/(0.785 × 0.1² × 960) = 1.415m/s

 Re=duρ/μ = 0.1 × 1.415 × 960 / (3430 × 10^－3) = 396 < 2000

 故λ = 64/Re = 64/39.6=1.616

 H = 20 + 1.616 × 430/0.1 × 1.415/(2 × 9.81) = 729.2m

 P = q_vHρg/η=q_mHg/η=10.667 × 729.2 × 9.81 / 50% = 152611w = 152.6kw

18．100℃的水蒸气在管壳式换热器的管外冷凝，冷凝潜热为2258.4J/kg，总传热系数2039w/(m²·K)，传热面积为12.75m²,15℃的冷却水以2.25×10⁵kg/h的流量在管内流过，设总传热温差可以用算术平均值计算，求水蒸气冷凝量kg/h？

解：Q=

△tm = [( 100 – 15) + (100 － t₂)]/2 = (185 – t₂)/2

Q = 2.25 × 10⁵ × 4.18 × 10^3 ×(t2-15)/3600

  = 20## × 12.75 × (185 – t₂)/2

 t₂ = 23.1℃

Q = 20## × 12.75 × (185 – 23)/2 = 2105kw

D = 2105 × 3600/2258.4 = 3355kg/h

24 设计一台常压操作的填料吸收塔，用清水洗手焦炉气中的氮，操作条件下的平衡关系为y=1.2x，气体流率为4480m³/h.，入塔气体浓度为10g/m³，要求回收率为95%，吸收剂用量为最小用量的1.5倍，气相体积总传质系数K，a=200kmol/(m³·h),试求

①  水用量（m³/h）（取ρ水 1000kg/m³）

②  出塔溶液中氨的浓度（mol%）；

解：① y₁= ( 10 × 10^－3 /17) / (1/22.4) = 0.0132

   y₂=y₁(1 -η) = 0.0132(1 – 0.95) = 6.59 × 10^－4

(L/G)_m/n = (y₁ – y₂) / （y₁/m）=ηm =0.95 × 1.2 = 1.14

   L/G = 1.5(L/G)_m/n = 1.5 × 1.14 = 1.71

   G = 4480/22.4=200kmol ? m^－2 ? h^－1

   L = 1.71 × 200 = 342 kmol ? m^－2 ? h^－1=342 × 18/1000

= 6.16m³/h

② x₁=(y₁ – y₂)/(L/G)= (0.0132 – 6.59 × 10^－4)/1.71

     =0.00733=0.733%

23.用常压精馏塔分离双组分理想混合物，泡点进料，进料量100kmol/h，加料组成为50%塔顶产品组成X_D=95%,产量D=50kmol/h，回流比R=2Rmin，设全塔均为理论板，以上组成均为摩尔分率，相对挥发度α=3。求

①  Rmin（最小回流比）     2、精馏段和提馏段上升蒸汽量。

3、列出该情况下的精馏操作方程。

解：①y = αx/[1 + (α－ 1 )x] = 3x/(1+2x)

  泡点进料q = l , x_e =x₁=0.5

  Ye=3 × 0.5/(1+2×0.5)=1.5/2=0.75

  Rm/(Rm + 1) = (0.95 – 0.75)/(0.95 – 0.5) = 0.20/0.45 = 4/9

  Rm = 4/5=0.8

②V=V’ = (R + 1)D = (2 × 0.8 + 1)×50=130kmol/h

22. 在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料，已知数据如下，空气进入预热器的温度为15℃湿含量为0.0073kg水.kg^－1绝干气，焓为35kJ/kg绝干空气；空气进干燥器温度为90℃，焓为109kJ/kg绝干气；空气出干燥器温度为50℃；湿含量为0.023kg水.kg^－1绝干料；进干燥器物料含水量为0.15kg/kg绝干料；出干燥器物料含水量为0.01kg水/kg绝干料。干燥器生产能力为237kg/h（按干燥产品计）。试求

①  绝干空气的消耗量（kg绝干气/h）   2、进预热器前风机的流量（m³/s）

3、预热器加入热量（kw）（预热器热损失可忽略）。

附湿空气比容计算公式：V=（0.773 + 1.244H (t + 273)/273 ×（1.0133×10⁵）/P

解①L_C = L₂(1 － w₂) = L₂X₂ / (1+X₂) = 237 × 0.01/(1+0.01)=234.7kg绝干气/h

W=L_C(X₁ – X₂) = 234.7 × (0.15 – 0.01) = 32.9kg/h

G = W / (H₂ – H₁) = 32.9 / (0.023 - 0.0073) = 2096kg绝干气/h

②v_H = (0.773 + 1.244H₀)(t₀ + 273) / 273

= (0.773 + 1.244 × 0.0073) × 288/273= 0.825m³湿空气.kg^－1绝干气

q_v = G× v_H = 0.825 × 20## = 1729m³/h

③Q_P = G(I₁ – I₀) = 2096(109 – 35)= 155104kJ/h= 43.08kw