化工原理练习题
0 绪论
1. 化工原理中的“三传”是指④
①动能传递、势能传递、化学能传递，②动能传递、内能传递、物质传递 ③动量传递、能量传递、热量传递， ④动量传递、热量传递、质量传递 2. 下列单元操作中属于动量传递的有① ①流体输送，②蒸发，③气体吸收，④结晶 3. 下列单元操作中属于质量传递的有② ①搅拌，②液体精馏， ③流体加热，④沉降 4. 下列单元操作中属于热量传递的有②
①固体流态化，②加热冷却， ③搅拌，④膜分离 5、 l kgf/cm2=________mmHg=_______N/m2
6. 在 26 ℃和1大气压下 ,CO2 在空气中的分子扩散系数 D 等于 0.164cm2/s, 将此数据换算成m2/h 单位 , 正确的答案为_________
① 0.164m2/h ② 0.0164 m2/h
③ 0.005904 m2/h, ④ 0.05904 m2/h
7. 己知通用气体常数 R=82.06atm.cm3/mol.K, 将此数据换算成用kJ/kmol.K所表示的量 , 正确的答案应为_________
① 8.02 ② 82.06 ③ 8.314 ④ 83.14
第一章 流体流动
一、选择填空题
1. 研究化工流体时所取的最小考察对象为③ ①分子；②离子；③流体质点；④流体介质。 2. 化工原理中的流体质点是指④
①与分子自由程相当尺寸的流体分子；②比分子自由程尺寸小的流体粒子； ③与设备尺寸相当的流体微团；
④尺寸远小于设备尺寸，但比分子自由程大得多的含大量分子的流体微团。 3. 化工原理中的连续流体是指④
①流体的物理性质是连续分布的；②流体的化学性质是连续分布的； ③流体的运动参数在空间上连续分布；
④流体的物理性质及运动参数在空间上作连续分布，可用连续函数来描述。
4. 流体静力学基本方程式的适用条件是④
①重力场中静止流体；②重力场中不可压缩静止流体；③重力场中不可压缩连续静止流体； ④重力场中不可压缩静止、连通着的同一连续流体
5. 改善测量精度，减少 U 形压差计测量误差的下列方法不适用的为： ④ 。 ①减少被测流体与指示液之间的密度差；
②采用倾斜式微压计 ( 将细管倾斜放置的单杯压强计 )； ③双液微压计；④加大被测流体与指示液之间的密度差
6、一截面为矩形的管道，截面长、宽均为0.2m，则其当量直径de=___________m。 7. 不可压缩流体在均匀直管内作稳定流动时 , 平均速度沿流动方向的变化为③
①增大；②减小；③不变；④无法确定
8．柏努利方程适用的前提条件： (流体是不可压缩的，流体的温度不变，流动系统中无热交换器、流动系统中无外功加入，流体为理想流体)
9.机械能衡算式中：各能量项（或压头项）均是指某一流道截面处的值 ，外功和机械能损耗（或外加压头和压头损失）则是整个流动系统内的值 。
10、某液体在一段水平圆形直管内流动，已知Re值为1800，若平均流速为0.5m/s，则管中心点处速度为______m/s，流体在管内流动类型属______流动。
11. 某液体在一段Φ108×4mm水平圆形直管内流动，已知管中心点处速度为1.0m/s，黏度为0.001Pa.s，密度为1000kg/m3，则管内流体流动的雷诺数为 ,流动类型属______流动。
u212. 流体流经变径管时，局部阻力损失的计算式hf??中的u是指： ① 。
2①小管中的流速u1；②小管中的流速u1与大管中的流速u2的算术平均值； ③大管中的流速u2；④小管中的流速u1与大管中的流速u2的对数平均值。 13. 双指示液微差压差计要求指示液密度差 ① 。 ①小；②大；③中等；④越大越好。
14. 现输送45 m3/h的水，如管内水的流速约为2.5m/s，则可选② 钢管。 ①?76mm?3mm； ②?88.5mm?4mm； ③?108mm?4mm； ④?25mm?2mm。
15. 某流体流过一截面为矩形的管道，其长为a米，宽为b米，则矩形截面的当量直径为
③ 。
①ab； ②a?b； ③2ab/(a?b)； ④2ab/(a?b)。
16. 某地大气压为735mmHg，现测得一容器的绝压350 mmHg下操作，则该容器的真空度
应为 385 kPa。
13水在一段圆形直管内做层流流动，若其他条件不变，现流量和管径均减小为原来的二分之一，则此时的流动阻力产生的压力损失为原来的 8倍 。 ①2倍； ②4倍； ③8倍； ④16倍。
14圆形管内的湍动充分发展后，流体的边界层厚度等于圆管的半径。 ①等于； ②大于； ③小于； ④没关系。
15液体在两截面间的管道内流动时，其流动方向是从总能量大的界面流向总能量小的截面 。
①从位能大的界面流向位能小的截面；②从静压能大的界面流向静压能小的截面； ③从动能大的界面流向动能小的截面；④从总能量大的界面流向总能量小的截面。 16水在内径一定的圆管中定态流动，若水的质量流量保持恒定，当水温升高时，Re值变大 。 ①变大； ②变小； ③不变； ④不确定。
17圆形管内的湍动充分发展后，流体的边界层厚度等于圆管的半径（等于；大于；小于，没关系）
18一转子流量计，当流量为50m3/h时，测定流量计转子上下的压差为250Pa，现流量为100，则流量计转子上下的压差为250Pa。
①250； ②500； ③125； ④1000。
19随流量 Q 的增大，离心泵的功率N的变化趋势为 增大 。
20. 有人希望使管壁光滑些，于是在管道内壁涂上一层石蜡（对管径的影响可以忽略），倘若输送任务不变，且流体呈层流流动，流动的阻力将会 A 变大 B 变小
C 不变 D 阻力的变化取决于流体和石蜡的润湿情况
二、简答题
1．简述柏努利方程适用的前提条件。
流体是不可压缩的（1分），流体的温度不变（1分），流动系统中无热交换器（1分）、流动系统中无外功加入（1分），流体为理想流体（1分）)。
2. （化工原理习题1-16）其他条件不变，若管内流速越大，则湍动程度越大，其阻力损失应越大，然而，雷诺数增大时摩擦系数却变小，两者是否矛盾？应如何解释？
lu2不矛盾，由范宁公式wf??可知，阻力损失不仅与摩擦系数?有关，还与u2有
d2关。层流时，u越大，虽然摩擦系数?(?1/Re)越小，但wf越大（因wf正比于u）。完全湍流时，u越大，而摩擦系数?不随Re变化，但wf正比于u2，故wf越大。
3. 如何选择U形管压差计中的指示剂？采用U形管压差计测定某阀门前后的压差，问压差计的读数与U形管压差计的安装位置有关吗？
U形管压差计要求指示液与被测流体不互溶、不起化学反应，其密度大于被侧液体，常用的指示液有水银、四氯化碳、水和液体石蜡等，应根据被测流体的种类和测量范围选择合适的指示液。采用U形管压差计测某阀门前后的压力差，压差计的读数与U形管压差计的安装位置无关。
第二章流体输送机械
一、选择题
1. 离心泵扬程的意义是 ④ ①泵实际的升扬高度；②泵的吸液高度 ；③液体出泵和进泵的压差换算成的液柱高度 ④单位重量液体出泵和进泵的机械能差值 2. 离心泵铭牌上标明的扬程H可理解为 ④ ①该泵在规定转速下可以将 20 ℃的水升扬的高度 ②该泵在规定转速、最高效率下将 20 ℃的水升扬的高度 ③该泵在规定转速下对 20 ℃的水提供的压头
④该泵在规定转速及最高效率下对 20 ℃的水提供的压头 3. 启动下列化工泵时不需打开出口阀门的有 ① ①离心泵；②旋涡泵；③计量泵；④隔膜泵 4. 下列化工用泵中不属于正位移型的为①
①离心泵；②螺杆泵；③隔膜泵；④齿轮泵
5. 当流量一定而且流动进入阻力平方区时, 离心泵的最小汽蚀余量决定于 ①泵的结构尺寸；②泵的结构尺寸和供液处压强大小
③泵的结构尺寸，被输送液体的性质；④供液处压强大小和被输送液体的性质
6. 离心泵的工作点决定于 ③ ①管路特性曲线；②离心泵特性曲线
③管路特性曲线和离心泵H-Q特性曲线；④与管路特性曲线和离心泵特性曲线无关 7. 某管路要求输液量Q =80 m3/h, 压头 H=18 m, 今有以下4个型号的离心泵,分别可提供一定的流量Q和压头H,则宜选用③
① Q =88 m3/h,H=28m ；② Q =90 m3/h,H=28m； ③ Q=88 m3/h,H=20m ；④ Q=88 m3/h,H=16m
8. 对调节幅度不大 , 经常需要改变流量时采用的方法为 ①改变离心泵出口管路上调节阀开度；②改变离心泵转速 ③车削叶轮外径；④离心泵的并联或串联操作 9. 离心泵的效率η与流量 Q 的关系为③ ① Q 增加 , η可增大；② Q 增加 , η可减小
③ Q 增加 , η先增大后减小；④ Q 增大 , η先减小后增大 10. 离心泵的轴功率 N 与流量 Q 的关系为 ① Q 增大 ,N 增大；② Q 增大 ,N 减小
③ Q 增大 ,N 先增大后减小；④ Q 增大 ,N 先减小后增大 11. 倘若关小离心泵出口阀门，减小泵的输液量，此时将会引起 ① ①泵的扬程增大，轴功率降低；泵的输液阻力及轴功率均增大。 ③泵的扬程及轴功率均下降；④无法确定。
12. 倘若开大离心泵出口阀门，提高泵的输液量，会引起 ③ ①泵的效率提高；②泵的效率降低 ；③泵的效率可能提高也可能降低； ④泵的效率只决定于泵的结构及泵的转速，与流量变化无关
13. 在测定离心泵特性曲线的实验中，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空表指示真空度很高，某同学正确找到原因并排除了故障。你认为可能的原因是④。 ①水温太高；②真空表损坏；③吸入管堵塞；④排出管堵塞。
14. 比较下述各种流量计，选出合适的描述：（1）孔板流量计E；（2）文丘里流量计C；（3）转子流量计D（A. 调换方便，但不耐高温高压，压头损失较大；B. 能耗小，加工方便，可耐高温高压；C. 能耗小，多用于低压气体的输送，但造价高；D. 读取流量方便，测量精度较高，但不耐高温高压；E. 制造简单，调换方便，但压头损失较大。）
二、填空
1. 离心泵的工作点是 泵的特性曲线 与 管路特性H-Q 曲线的交点。
2. 离心泵的安装高度超过允许安装高度时 , 离心泵会发生 汽蚀现象（不是气蚀） 3. 离心泵的泵壳制成蜗壳状 , 其作用是 能量转换、收集液体
4. 离心泵叶轮的作用是将原动机的 机械能 直接传给液体 , 以增加液体的静压能和动压能 ( 主要是静压能 )。
5. 离心泵样本中标明允许吸上真空高度 Hs 值，是指压力为10 mH2O, 温度为20 ℃时输送清水条件下的实测值。
6. 离心泵常采用出口阀 调节流量；往复泵常采用旁路 调节流量。
7. 当离心泵叶轮入口处压强等于被输送流体在该温度下的饱和蒸气压时，会产生汽蚀现象。 8. 离心泵与往复泵启动与流量调节不同之处是离心泵启动时需要灌泵，用出口阀调节流量，而往复泵 启动时不用灌泵，开旁路阀，用旁路阀调节流量 。 9. 离心泵中直接对液体做功的部件是叶轮 。
10. 离心泵轴封装置的密封作用分机械 密封和填料 密封2种。 11. 离心泵在启动前必须灌泵，这是为了防止气缚 现象。 12. 离心泵轴封装置起密封 作用，防止液体外泄和气体漏入。
三、简述题：
1．简述离心泵的工作原理
2．离心泵发生气缚现象的原因是什么？应如何消除？
答：离心泵在启动过程中，若泵壳内混有气体或没有灌泵，则泵壳内的流体随电机作离心运动产生负压不足以吸入液体至泵壳内，泵像被气体缚住一样，称为离心泵的气缚现象。 避免或消除气缚的方法是启动前灌泵并使泵壳内充满待输送的液体，启动时关闭出口阀 3. 离心泵发生汽蚀现象的原因是什么？有何危害？应如何消除？
离心泵操作中，当泵壳内吸入的液体在泵的入口处因压强减小恰好汽化时，给泵壳内壁带来巨大的水力冲击，使泵壳像被气体腐蚀一样，称为汽蚀现象；汽蚀的危害是破坏泵壳，同时也使泵在工作中产生振动，破坏电机，消除的方法是：降低泵的安装高度。
4. 采用离心泵从地下贮槽中抽送液体，原本操作正常的离心泵本身完好，但无法泵送液体，试分析导致故障的原因可能有哪些？
槽内液面下降，吸入管堵塞，液体温度上升，容器内压强下降，入口侧漏气等。
5. 实验测定离心泵特性曲线时，需记录哪些数据？
测定离心泵特性曲线，通过改变阀门的开度调节流量，记录流量（U形管压差计），真空表，压力表，功率表的读数。 6. 离心泵启动时为什么要关闭出口阀？
离心泵工作时，其轴功率N随流量的增大而增大，所以泵启动时，应把出口阀关闭，以降低启动功率，保护电机，不至于超负荷而损坏电机，同时也避免了出口管线的水力冲击。 7. 离心泵的主要部件有哪些？各有什么作用？
离心泵的主要部件有：叶轮、泵壳和轴封装置。叶轮的作用是将原动机的机械能传递给液体，使液体的动能和压力能得到提高；泵壳具有汇集液体和将部分动能转为静压能的作用；轴封装置的作用是防止泵内高压液体外漏及外界大气漏入泵内。 8. 简述离心泵的运转程序与安装注意事项。
先灌泵，在出口阀门关闭的情况下开泵，调节流量到合适。关泵时先关出口阀门，再停泵。
9. 离心泵的选择原则：
①泵的类型与型号的确定。根据输送液体的性质和操作条件确定泵的类型
②确定输送系统流量与压头。流量一般为生产任务所规定的最大流量，然后再根据伯努利方程式计算在最大流量下系统管路所需的压头，再根据确定的流量及压头从泵的样本或产品目录中选出合适的型号。此时为备有余量，通常所选的泵的流量和压头可稍大一点 , 但对应的泵的效率应比较高 ③核算泵的轴功率
10. 提高泵的允许安装高度的措施有：
尽量减少吸入管路的压头损失，如采用较大吸入管径，缩短吸入管长度，减少拐弯及省去不必要的管件与阀门
11. 有下列输送任务，试分别提出适合的泵的类型，并简述理由。（化工原理第二章2-7） 1）将水从水池送到冷却塔顶（塔高20m，水流量4000m3/h）； 2）配合pH控制器，将酸液按控制流量加入参与化学反应的物流中； 3）输送带有结晶的饱和食盐溶液至过滤机； 4）输送浓番茄汁至装罐机； 5）向空气压缩机的汽缸注入润滑油。 解：1）双吸离心泵：压头不高，流量较大；
2）计量泵：流量需要定量控制；
3）压力不大时用离心泵（开式叶轮，）压力大时用隔膜泵：含固体物； 4）离心泵（开式或半开式叶轮）：含有固体物； 5）齿轮泵或螺杆泵：流量较小，黏度较大
12、设计一套实验装置用于测定在特定温度和压力下离心泵特性曲线，要求： 1） 2） 3） 4）
第3 章 机械分离
一、选择题
1.下面过滤速率方程式中属于恒压过滤方程的是 ② ①dq/dθ=K/2(q+qe)；②q2＋2q.qe=K.θ；③q2＋q.qe=2K.θ；④q2＋q.qe=K.θ/2 2.过滤速率基本方程为 ① ①dq/dθ=K/2(q+qe)；②dq/dθ=K/(q+qe)；③dq/dθ=KA2/2(V+Ve)；④dV/dθ=K/2(V+Ve) 3 恒压过滤中单位面积累积滤液量q与时间θ的关系可表示为下图中的 ①
画出实验装置的简图； 列出主要设备的名称； 实验中应测定的数据； 必要的数据处理过程。
q
q q q ①
θ ②
θ ③
θ ④
θ
4 对静止流体中颗粒的自由沉降而言，在沉降过程中颗粒所不会受到的力有：① ①牛顿力；②浮力；③曳力 (阻力)；④场力(重力或离心力) 。 5叶滤机洗涤速率与终了过滤速率之比为：④ ①1/2； ②1/3； ③1/4； ④1。
6恒压过滤中，当过滤时间增加1倍，则过滤速率为原来的2/2倍。 ①2； ②2/2； ③2； ④0.5。
7关于离心沉降速度和重力沉降速度，下述说法正确的是 ③ 。 ① 离心沉降速度和重力沉降速度是恒定的； ②离心沉降速度和重力沉降速度不是恒定的；
③离心沉降速度不是恒定值，而重力沉降速度是恒定的； ④离心沉降速度是恒定值，而重力沉降速度不是恒定的 二、填空
1. 固体颗粒在空气中自由沉降, 颗粒受重力、浮力、阻力等几种力的作用。其沉降速度公式为 。
2. 降尘室为气固或液固两相分离设备，它们的生产能力与该设备的 长度和宽度 有关，与 高度 无关。
3. 工业上常用的过滤介质有织物介质、堆积介质和多孔性固体介质 4. 常用的过滤设备有板框压滤机、叶滤机 和回转过滤机 等。
5. 间歇式过滤机一个完整的操作周期中所包括的时间有过滤时间 ，洗涤时间 ，组装、卸渣及清洗滤布等的辅助时间 。
6.根据滤液流出的方式，过滤分为明流、暗流 7.板框过滤机的洗涤方式有置换式 和横穿洗涤法
8. BAY10-402-25中B表示板框过滤机，A表示暗流，Y表示液压压紧方式，10表示过滤面积10m2, 402表示滤框的内边长为402mm，25表示滤框的厚度为25mm
9. 流体通过颗粒层的流动多呈 层流 状态 , 故单位体积床层所具有的表面积对流动阻力起决定作用。
10. 过滤分深层过滤和滤饼过滤 两种方式。
11对板框式过滤机，洗涤面积Aw和过滤面积A的定量关系为Aw=A/2。洗水走过的距离Lw和滤液在过滤终了时走过的距离L的定量关系为Lw=2L，洗涤速率（dV/d?）w和终了时的过滤速率（dV/d?）E的定量关系为（dV/d?）w=（dV/d?）E/4。 三、简述题 1. 什么是过滤？ 2. 什么是沉降？
第5章 传热
一、选择题
1. 下列关于传热与温度的讨论中正确的是 ③ 。
①绝热物系温度不发生变化；②恒温物体与外界 ( 环境 ) 无热能交换； ③温度变化物体的焓值一定改变；④物体的焓值改变, 其温度一定发生了变化 2. 下列关于温度梯度的论断中错误的是 ④ 。
①温度梯度决定于温度场中的温度分布 ②温度场中存在温度梯度就一定存在热量的传递 ③热量传递会引起温度梯度的变化 ④热量是沿温度梯度的方向传递的
3. 气体的导热系数值随温度的变化趋势为① 。
① T 升高 , λ增大；② T 升高 , λ减小； ③ T 升高 , λ可能增大或减小；④ T 变化 , λ不变
4. 空气、水、金属固体的导热系数分别为λ1、λ2、λ3, 其大小顺序② 。
①λ1>λ2>λ3；②λ1<λ2<λ3； ③λ2>λ3>λ1；④λ2<λ3<λ1
5. 水银、水、软木的导热系数分别为λ1、λ2、λ3其大小顺序为① 。
①λl〉λ2〉λ3；②λl〈λ2<λ3； ③λ1>λ3>λ2；④λ3>λ1>λ2
6. 多层平壁定态热传导时，各层的温度降与各相应层的热阻①
①成正比；②成反比；③没关系；④不确定
7. 对由三层平壁组成的多层平壁稳定热传导而言, 若三层的传热推动力 Δt1>Δt2>Δt3, 则三层平壁的传热阻力R1、R2、R3之间的关系为① ① Rl>R2>R3；② Rl
8 双层平壁稳定热传导, 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Δt1 和Δt2,若Δt1>Δt2, 则λ1和λ 2的关系为: ①
①λ1<λ2；②λ1>λ2；③λ1=λ2；④无法确定。
9. 由厚度都相同的平壁组成的三层平壁而言 , 若λ1>λ2>λ3, 则热阻 R1 、 R2 、 R3 之间的关系为②
① Rl>R2>R3；② R1
10 对于三层圆筒壁的稳定热传导而言, 若Q1、Q2、Q3为从内向外各层的导热量, 则它们之间的关系为③
① Q1>Q2>Q3；② Q3>Q2>Ql；③ Ql=Q2=Q3；④ Q1、Q2、Q3之间无法比较 11. 某燃烧炉炉壁内外表面温度分别为 t1 、 t2, 今在炉壁外表面加一层保温层, 炉壁内外表面的温度变化为T1,T2。下列的判断正确的是：② ① T1= T2,TI- T2>t1-t2；② T1>T2,T1- T2>t1-t2 ③ T1
12. 设水在一圆直管内呈漏流流动, 在稳定段处, 其对流传热系数为α1; 若将水的质量流量加倍, 而保持其他条件不变, 此时的对流传热系数α2与α1的关系为③
①α2=α1； ②α2=2α1；③α2=20.8 α1；④α2=20.4α1
13. 液体在圆形直管内作强制端流时, 其对流传热系数α与雷诺准数 Re的n次方成正比, 其中n 的值为②
① 0.5；② 0.8；③ 1；④ 2
14.下列关于换热设备的热负荷及传热速率说法中错误的是④ ①热负荷决定于化工工艺的热量衡算
②传热速率决定于换热设备、操作条件及换热介质 ③热负荷是选择换热设备应有的生产能力的依据 ④换热设备应有的生产能力由传热速率确定
15. 下列准数中反映的物体物性对对流传热影响的是③
① Nu；② Re；③ Pr；④Gr
16. 间壁二侧流体的传热过程α1、α2值相差较大(α1<<α2),K值总是接近 ① 那侧的。
①α1； ②α2； ③难以确定；
17. 下列准数中反映流动状态和揣流程度对对流传热影响的是②
① Nu、② Re、③ Pr、④Gr
18. 下列关于流体在换热器中走管程或走壳程的安排中不一定妥当的 ① ①流量较小的流体宜安排走壳程；②饱和蒸气宜安排走壳程； ③腐蚀性流体及易结垢的流体宜安排走管程； ④压强高的流体宜安排走管程；
19. 对由外管直径d1, 内管直径为d2组成的套管而言, 其传热当量直径为① ①(d12-d22)/d2；②(d12-d22)/d1；③(d12-d22)/2；④(d12-d22)/（d1＋d2）
20. 对由外管直径为d1, 内管直径为d2组成的套管而言, 按润湿周边计算而得的当量直径为③
①(d1+d2)/2；②d1+d2；③d1-d2；④d2-d1
21. 换热器中任一截面上的对流传热速率=系数×推动力, 其中推动力是指④
①两流体温差度(T-t) ；②冷流体进、出口温度差(t2-tl)
③热流体进、出口温度差(T2-T1)；④液体温度和管壁温度差(T-Tw)或(tw-t)
22. 工业上列管式换热器用于:I、水一水换热;II、气一水换热 ; III、饱和蒸气一水换热三种情况。有关总传热系数K正确的是 ③ 。
① I 最大 ,II其次；②II 最大 ,III其次 ③ III最大 ,I 其次；④I 最大 ,III其次
23. 对列管式换热器, 当管束和壳体温差超过 ② 时，应采取适当的温差补偿措施。
① 60 ℃；② 50 ℃；③ 40 ℃；④ 30 ℃
24. 冷热流体进行对流传热，冷流体一侧的给热系数为α1=100 W/(m2.K)，热流体一侧的给
热系数为α2=1000 W/(m2.K)，总传热系数K接近哪一侧的给热系数α，要提高K，应着重提高哪一侧的给热系数α：③ 。
① 接近α1，提高α2；②接近α2，提高α1；③接近α1，提高α1；④接近α2，提高α2。
25. 一定流量的液体在一?25mm?2.5mm的直管内做湍流流动，其给热系数αi=1000
W/(m2.K)，如流量和物性都不变，改用一?19mm?2mm的直管，则其将变为④ W/(m2.K)。
①1259； ②1496； ③1585； ④1678。 二、填空
1. 间壁式换热器的传热过程是 对流 、 传导 、 对流 。 2. 金属的导热系数λ大约为 几十 λ大约为 10-2kcal/(m·h·℃ )
3. 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Δt1>Δt2>Δt3, 则λ1，λ2，λ3的大小顺序为λ1<λ2<λ3, 每层热阻的大小顺序为 R1>R2>R3 。
4. 某圆形管道外有两层厚度相等的保温材料A和B, ΔtA>ΔtB, 则A层导热系数 < B 层导热系数, 将 A 层材料放在里层时保温效果较好
5. 下面各组传热系数α的数值大小(饱和蒸气的压力相同)为: (1) α空气 < α水
kcal/(m·h·℃ ), 液体的λ大约为10-1 kcal/(m·h·℃ ),气体的
(2) α水蒸气冷凝 > α水加热或冷却 (3) α弯管 > α直管
6. 套管换热器的总传热速率方程的表达式为 ; 以外表面积为基准的总传系数 Ko 的计算式为 (忽略垢层热阻) 。
7. 写出两种带有热补偿的列管式换热器的名称 U型管式 、 浮头式 ，带补偿圈的固定管板式（任意2种）。 ④换封头
8. 多程列管式热交换器的壳程中常装有一定数目与管束相垂直的折流挡板 (简称挡板), 其目的是 提高对流传热系数
9. 有相变时的对流传热系数比无相变时 大 ，黏度μ值大，对流给热系数 小 ，热壁面在冷空气之下比热壁面在冷空气之上时对流传热系数 大
10. 当设计一台用饱和蒸气加热空气的列管式换热器时 空气 宜在管内流动。
11. 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饱和水蒸气的温度，总传热系数K的值接近空气传热膜系数
13. 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 管程。
14．根据冷、热两流体的接触方式的不同, 换热器分为直接混合式、蓄热式、间壁式等类型。 15． 热量传递的基本方式为热传导 ( 简称导热 )、对流传热、热辐射等。
16 间壁式换热器的类型有 ①夹套式②喷淋式蛇管换热器③套管式④列管式⑤沉浸式蛇管换热器等
17. 根据所采取的温差补偿措施的不同, 列管式换热器包括固定管板式、浮头式、U型管式、具有补偿圈的固定管板式等类型
18在通常情况下的同类换热器中，设空气的自然对流的给热系数为α1，空气的强制对流给热系数为α2，水的强制对流给热系数为α3，蒸汽冷凝的强制对流给热系数为α4，则从大到小的顺序为 α4>α3>α2>α1 。对于某些热敏性物料的加热而言，为避免出口温度过高而影响产品质量，冷热流体宜采用 并流操作（逆流、并流、错流、湍流）。
19对于固定管板式换热器，下列换热介质通常走管程的有A、C、D，走壳程的有B、E、F。 A 高压流体；B 蒸汽；C 易结垢的流体；D 腐蚀性流体；E 黏度大的流体；F 被冷却的流体。
20两流体通过间壁换热，冷流体从20℃升至50℃，热流体从100℃降到70℃则并流时的
?tm= 43.28 ℃，逆流时的?tm=50 ℃。
21在套管式换热器中，热流体进出口温度分别为100℃和60℃，冷流体进口温度为30℃，且已知冷热流体的热容流量mscp相等，则?tm= 30 ℃。 ①30； ②40； ③50； ④70。
22套管式换热器的管隙通入压强一定的饱和蒸汽，使管内的空气温度升高，保持空气的压强不变，流量增大，其他条件不变，则传热速率Q变大，传热系数K变大，空气出口温度t2变小，对数平均温差?tm变大。
23有一并流操作的换热器，已知冷流体进出口温度分别为20℃和50℃，热流体进出口温度分别为90℃和60℃，则其平均传热温差?tm为 30.8 ℃。
某一热流体流经一段直管后，再流入同一管径的弯管段，则弯管的传热系数比直管段的大 。 三、简答题：
1．热水瓶在设计和使用过程中采取了哪些防止热损失的措施？（从传热的角度简析理由） （1）热水瓶胆设计成玻璃夹层结构，夹层内空气被抽出，接近真空，可防止对流热损失；（2）瓶胆夹层内表面均镀有银、铝等低黑度涂层，减低了辐射散热量（3）使用中，瓶盖选用导热系数小的软木塞，而且灌水时还要在瓶口处留一段空气柱，因为空气的导热系数远小于水，从而有效的降低了瓶口处的热损失。 2. 提高给热系数的措施有哪些？
（1）提高流速，增加管程数提高管内流速，增加折流板数提高壳程流速，但此方法是以增大泵耗为代价的。
（2）改变流动状态：增加折流板，加强壳程的湍动程度，管内表面加工螺纹槽，管内安装插入物如麻花纽带等。
（3）有相变的沸腾和冷凝传热的强化：液体沸腾保持核状沸腾，制造人工表面，增加汽化核心数，冷凝保持滴状冷凝，排除不凝气体，保持气液流向一致，合理布置冷凝面，利用表面张力（沟槽、金属丝）
（4）引入机械振动：传热面振动或流体振动，目的是加强层流底层的湍动 3. 传热基本方程中，推导得出对数平均推动力的前提条件是什么？
假设的前提条件：（1）定态换热操作，或略热损失；（2）传热系数K在整个传热面上保持
不变；（3）忽略冷、热流体的比热容随温度的变化。 4. 室内暖气片为什么只把外表面制成翅片状？
室内暖气片内部的热流体和片外的冷流体（空气）之间的热传递为对流-导热-对流的过程，因为暖气片外壁与空气的给热系数远小于片内一侧水或水蒸气与内壁的给热系数，即片外一侧的给热热阻为控制热阻，要提高传热速率，改变片外的给热系数更重要，暖气的外表面制成翅片状后，加剧了空气的湍动程度，破坏了层流底层，使总传热系数增大。 5. 气温下降，应添加衣服，把保暖性好的衣服穿在里面好还是外面好，为什么？ 因为保暖性好的衣服导热系数小，热阻大，热损失小，所以把保暖性好的衣服穿在外面好 6.简述换热器的强化途径（P207）
从传热速率方程Q=KA?tm，因此强化传热，有三个途径：
（1）传热系数K：与两流体的给热系数、污垢热阻、和管壁热阻有关。
d11d2bd21??Rs12??Rs2? K?1d1d1?dm?2原则上减少上式中任意一项分热阻，都能提高K值，但当分热阻的相互差别较大时，总热阻主要有其中较大的热阻控制，增加K值，应设法减小对K值影响较大的项，如污垢热阻较大时，应主要考虑如何防止或延缓垢层形成或垢层清洗，当a1和a2相近时，同时提高两流体的给热系数，当差别较大时，设法增加较小的a才能有效提高K值，加大流速，增加湍动程度，以减少层流底层的厚度，可以有效的提高无相变的流体的给热系数，从而达到提高K值的目的，如增加列管式换热器的管程数和折流板的数目，管内装入强化添加物等 （2）平均温差：其大小由冷热流体的温度决定，一般的，已为生产条件所决定，从节能的角度，应尽量在低温差条件下传热，当两边流体为变温传热时，尽可能考虑从结构上采用逆流或接近逆流的情况，以得到较大平均温差
（3）单位体积内的传热面积：可以从改进传热面的结构着手，如翅片式换热器，在换热器内外表面带有各种形状的翅片，或以各种波纹管代替光管，不仅增加了传热面积，同时增大了湍动程度。特别是对于传热系数小的一侧采用翅片对提高传热系数更有效。 7. 提高传热系数K的措施有哪些？
传热系数K：与两流体的给热系数、污垢热阻、和管壁热阻有关。
d11d2bd21??Rs12??Rs2? K?1d1d1?dm?2原则上减少上式中任意一项分热阻，都能提高K值，但当分热阻的相互差别较大时，总热阻主要有其中较大的热阻控制，增加K值，应设法减小对K值影响较大的项，如污垢热阻较大时，应主要考虑如何防止或延缓垢层形成或垢层清洗，当a1和a2相近时，同时提高两流体的给热系数，当差别较大时，设法增加较小的a才能有效提高K值，加大流速，增加湍动程度，以减少层流底层的厚度，可以有效的提高无相变的流体的给热系数，从而达到提高K值的目的，如增加列管式换热器的管程数和折流板的数目，管内装入强化添加物等.
第7章 蒸发
一、选择题
1. 提高蒸发装置的真空度, 一定能取得的效果为 ① ①将增大加热器的传热温差；②将增大冷凝器的传热温差 ③将提高加热器的总传热系数；④会降低二次蒸气流动的阻力损失 2. 采用多效蒸发的目的在于 ③
①提高完成液的浓度；②提高蒸发器的生产能力
③提高生蒸气的利用率（节省生蒸汽的用量，节能）；④提高完成液的产量
3. 下列关于并流加料多效蒸发装置的各效总传热系数(K1 ,K2，K3 … ) 以及各效蒸发量(W1, W2，W3 … ) 相对大小的判断中正确的是 ① ①K1> K2> K3……, W1
4. 在常压单效蒸发器中蒸发某种盐溶液。已测知该盐溶液在常压下因蒸气压降低引起的沸点升高为 12 ℃ , 液柱静压引起的平均沸点升高为 4 ℃ , 请据下表选定该蒸发操作至少得用 ③
饱和水蒸气绝对压强 饱和水蒸气的温度/℃ ①2.5；②2；③1.5；④1
5. 有一四效蒸发装置 , 冷料液从第三效加入 , 继而经第四效 , 第二效后再经第一效蒸发得完成液 , 可断定自蒸发现象将在出现④
①第一效；②第二效；③第三效；④第四效
1.5 115 2 120 2.5 128 3 132 3.5 138 表压的生蒸气
6. 有一套平流加料蒸发装置, 一共三效, 各效蒸发器的形式及传热面均相同。现以 W1 、 W2 、 W3 分别表示第一、二、三效在相同时间内蒸发出的水分量, 它们的大小顺序为①
①W1>W2>W3；②W2>W1>W3；③W3>W2>W1；④W1=W2=W3 7. 导出蒸发器的简化热量衡算式时，所做的基本假定是：③ 。 ①沸点进料； ②溶液的热焓和比热容取溶质和溶剂的质量平均值； ③ 忽略溶解热和稀释热； ④无热损失。 二填空题
1、将一流量10000kg/h，含量为68%（质量，下同）的硝酸铵水溶液浓缩至90%，则水分蒸发量为___________kg/h。 2蒸发过程的实质是 热量传递 3大多数工业蒸发所处理的是水溶液, 热源是 加热蒸汽（生蒸汽）， 产生的仍是 水蒸气（二次蒸汽） 两者的区别是 温位（或压强，或压力） 不同 4D/W为单位蒸汽的消耗量，用以表示蒸汽利用的经济程度。 5一般定义单位传热面的水份蒸发量为蒸发器的 生产强度 6多效蒸发可以节省生蒸汽的用量，但是以增加设备投资和降低蒸发器的生产强度为代价。 7多效蒸发的原理是利用减压的方法使后一效的蒸发压力和溶液沸点较前一效低，已使前一效引出的二次蒸汽可以作为后一效的加热用蒸汽。
8单效蒸发操作中，二次蒸汽的温度低于生蒸汽温度，这是由于传热推动力和温度损失（溶液沸点升高）造成的。
三、简答题
1 为什么多效蒸发的效数不能无限增多（效数的限制）？ 1）技术上的限制（锅炉和真空系统限定） 提高生蒸汽的温度受到锅炉的压力升高的限制
降低末效蒸发器二次蒸汽的出口温度受到真空系统的限制。
同时真空泵真空度高，二次蒸汽温度低，引起完成液的黏度升高，α下降，K下降，不利传热总温差。
效数增加，温度差损失的增加，总的有效温差减小，设备生产强度降低，在技术上每效蒸发器的有效温差不应小于7～10℃，因而效数有一限制，否则蒸发不能操作下去。
2）经济上的限制
随着效数的增加，虽然D/W在不断降低，但这种降低不与效数成正比，而在逐渐减少，将单效增为多效时，设备费用成倍增加，所以当增加的设备费已大于减少的加热蒸汽费用时，就再无必要增加效数。
2 比较单效蒸发和3效蒸发的生产能力和生产强度（设单效蒸发器和3效蒸发时的每个蒸发器传热系数相同，传热面积相等）
3．为提高生蒸气的利用率, 可供采取的措施有哪些？
①多效蒸发（2分）；②额外蒸气的引出（1分）；③二次蒸气的再压缩,再送入蒸发器加热室（1分）；④蒸发器加热蒸气所产生的冷凝水热量的利用（1分）。
第9章吸收 练习题
一、选择题
1吸收的依据是 ①
①气体混合物中各组分在某种溶剂中溶解度的差异 ②液体均相混合物中各组分挥发能力的差异 ③液体均相混合物中各组分结晶能力不同 ④液体均相混合物中各组分沸点不同 2. 一个完整的工业吸收流程应包括 ③
①吸收部分；②脱吸部分；③吸收和脱吸部分；④难以说明 3. 吸收操作的作用是分离 ①
①气体混合物；②液体均相混合物；③互不相溶的液体混合物；④气一液混合物 4. 由二氧化碳、空气、水构成的气液平衡体系, 若总压及温度选定, 那么当空气被视为不溶于水的惰性组分时,该体系的自由度数是 ③
① 3；② 2；③ 1；④ 0
5. 已知二氧化硫SO2水溶液在三种温度t1、t2 、 t3下的亨利系数分别为E1=3.6×102Pa、E2=1.1×103Pa 、E3=6.7×102Pa，则 ① ① tl < t2；② t3 > t2；③ t3 < t1；④ tl > t2 6. 吸收过程的推动力为 ④ ①浓度差；②温度差；③压力差；④实际浓度与平衡浓度差
7.对某一气液平衡物系, 在总压一定时, 若温度升高, 则其亨利系数E将： ②
①减小；②增加；③不变；④不确定
8. 根据双膜理论, 当被吸收组分在液体中溶解度很小时, 以液相浓度表示的传质总系数 KL ② ①大于液相传质分系数 KL；②近似等于液相传质分系数 kL ③大于气相传质分系数 KG；④近似等于气相传质分系数 KG
9. 低浓度液膜控制系统的逆流吸收, 在塔操作中若其他操作条件不变, 而入口气量有所增加,液相总传质单元数NOL ③ , 气相总传质单元高度HOG① ,操作线斜率②
①增加；②减少③基本不变④不变 10.吸收塔的操作线是直线, 主要基于 ④ ①物理吸收②化学吸收
③高浓度物理吸收④低浓度物理吸收
11.吸收操作中,下列各项数值的变化不影响吸收传质系数的是①
①传质单元数的改变②传质单元高度的改变 ③吸收塔结构尺寸的改变 ④吸收塔填料类型及尺寸的改变
12 吸收过程所发生的是被吸收组分的 ① 。
①单向扩散； ②等分子相互扩散； ③主体流动； ④分子扩散 二、填空
1.亨利定律的表达式为 ; 它适用于 稀溶液 2.气体的溶解度一般随温度的升高而 降低
3.吸收操作中，压力 升高 和温度 降低 都可提高气体在液体中的溶解度，有利于吸收操作。 4.对于脱吸过程而言，压力降低和温度升高都有利于过程的进行。
5.以分压差为推动力的总传质速率方程可表示为NA=KG(p-p*), NA的单位为kmol/(m2.s),由此式可推知气相体积总传质系数 KG .α的单位是: , 其中α代表 单位体积填料层中传质面积 。
6. 若KG、kG、kL 分别为气相总传质系数、气膜吸收系数和液膜吸收系数 ,在浓度范围内符合亨利定律，H为溶解度系数, 则它们之间的关系式为：
7.吸收总传质系数与分系数间的关系可表示为:1/KL= H/kG +1/kL，若 KL 近似等于kL, 则该吸收过程为 液膜 控制。
8. 吸收操作中，温度不变，压力增大，可使相平衡常数 减小 ，传质推动力 增大 9. 假设气液界面没有传质阻力，故pi与 ci的关系为 呈平衡 ，如果液膜传质阻力远小于气膜的，则 KG 与kG的关系为 相等 。在填料塔中，气速越大，KG越 大 ，扩散系数D越大，KG越 大 。
10.(1)在实验室用水吸收空气中的CO2基本属于 液膜 控制,其气膜中的浓度梯度 小于 液膜中的浓度梯度。气膜阻力 小于 液膜阻力。
(2) 吸收塔操作时, 若脱吸因数S(mG/L)增加, 而气液进料组成不变, 则溶质回收率将 减少 (增加,减少,不变,不定)。
11. 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 减小 , 操作线将 靠近平衡线 , 设备费用将 增加 ，日常运作费用降低 12. 吸收操作中，若S=mG/L为脱吸因数，(yb-mxa)/(ya-mxa)表示吸收程度,NOG为气相总传质单元数
1) 若吸收程度相同，S减小（吸收因数A提高），则：NOG （减小），填料层高度h0 (降低)。说明S减小或A增大，利于吸收 。
2) S相等时，吸收程度提高，则：NOG提高 ，从而填料层高度h0 加大，设备投资加大。 3) NOG相同时，若S减小，A增大，则：吸收程度提高 ，说明L增大吸收分离的效果提高 13. 低浓度液膜控制系统的逆流吸收, 在塔操作中若其他操作条件不变, 而入口气量有所增加,液相总传质单元数NOL基本不变, 气相总传质单元高度HOG 增加 ，操作线斜率 减少 14正常操作的逆流吸收塔，因故吸收剂入塔量减少，一致使液气比小于原最小液气比，将会发生 ③ 时，应采取适当的温差补偿措施。
①出塔液x1增大，回收率?增大；②出塔气y2增大，出塔液x1不变； ③出塔气y2增大，出塔液x1增大； ④在塔的下部发生解吸现象。
15完成一分离任务需要的填料层高度为8m，所用填料的等板高度为0.5米，如改用板式塔，则完成这一分离任务所需的理论塔板数（包括塔釜）为 16 。
16吸收操作中，如温度升高则亨利系数E增大，相平衡常数m增大，溶解度系数H减小。温度不变，压力增大可使相平衡常数m 减小 ，传质推动力 增大（增加；减少；基本不变；不变）
17对逆流吸收系统，若吸收因数S=1，则气相总传质单元数NOG将等于理论板数NT，如吸收因数S>1，则NOG将小于NT（等于，大于，小于，不确定）
18低浓度逆流吸收操作中，若其他条件不变，仅增加入塔气量，则气相总传质单元高度HOG将增加，气相总传质单元数NOG将减小，出塔气相组成将增加，出塔液相组成将增加，溶
质回收率将减小（增加，减小，基本不变，不确定）。
19吸收塔底部的排液管成U形，目的是起液封作用，以防止气体倒灌。 三、简答题：
1. 评价吸收溶剂的指标有哪些？
对混合气中被分离组分有较大溶解度, 而对其他组分的溶解度要小（1分）；混合气中被分离组分在溶剂中的溶解度应对温度的变化比较敏感（1分）；溶剂的蒸气压、黏度要低（1分）；化学稳定性要好（1分）, 此外还要满足价廉易得、无毒、不易燃烧等经济和安全条件（1分）
2.吸收双膜模型的基本要点：
①气液相间有一稳定的界面，界面两侧分别存在着一层停滞的气膜和液膜，溶质组分只能以分子扩散方式通过此二层膜
②每一相的传质阻力都集中在这层假想的膜内，膜外的气液两相湍流区的阻力相形之下可以忽略，用于克服阻力的浓度差（传质推动力）也只是存在于停滞的膜内。 ③相界面阻力可以忽略，即气液两相在界面处达成平衡，pi=f(ci)
3. 吸收操作时溶质从气相转入液相的过程主要有下列中的 ①②③ 步骤组成。 ① 溶质从气相主体传递到两相界面
② 在界面上溶质由气相转入液相, 即在界面上的溶解过程 ③ 溶质从界面传递到液相主体
4 传质单元高度是填料塔的重要参数, 与传质系数可以互算，和传质系数相比，使用传质单元高度比较方便，为什么？
①传质单元高度更直观，单位是米，易于建立数量的概念
②传质单元高度变化范围小于传质系数，一般为0.15-1.5m，受气液流率变化影响小。
5. 欲提高填料吸收塔的回收率，你认为可以从哪些方面入手？ （1）降低操作温度或提高压力，可使吸收速率提高，回收率提高； （2）在保证不发生液泛的前提下，适当增大气速；
（3）适当增加吸收剂用量，可使回收率提高（但操作费用增大，吸收液浓度降低） （4）喷淋液体应均匀，并保证填料的充分润湿； （5）可适当增加填料层高度。
6. 吸收剂的进塔条件有哪三个要素？操作中调节这三个要素，分别对吸收结果有什麽影
响？
吸收剂的进塔条件包括：流率L，温度t2，含量x2三个要素， 增大吸收剂用量：操作线斜率增大，出口气体含量下降；
降低吸收剂温度，气体溶解度增大，m减小，平衡线下移，平均推动力增大； 吸收剂入口含量下降，液相入口处推动力增大，全塔的平均推动力增大。
第10章 蒸馏
一、选择题
1. 精馏操作的作用是分离 ②。
①气体混合物；②液体均相混合物；③固体混合物；④互不溶液体混合物 2. 精馏分离的依据为 ① 。
①利用混合液中各组分挥发度不同；②利用混合气中各组分在某种溶剂中溶解度的差异； ③利用混合液在第三种组分中互溶度的不同；④无法说明
3.精馏塔设计时, 若F、xF、xD、xw、V为定值时(其中F为进料量, xF为进料组成 , xD为馏出液组成,xw 为釜残液组成 ,V为精馏段上升蒸气流量),将进料热状态参数q=1改为q>1,则所需要理论板数②
①增加；②减少；③不变；④无穷大
5.甲说:若增加精馏塔的进料量就必须增加塔径。乙说: 增大精馏塔的塔径就可以减少精馏塔板。丙说: 若想提高塔底产品的纯度应增加塔板。甲、乙、丙三种说法中正确的是④ ①甲、乙对；②乙、丙对；③甲、丙对；④丙对
6. 某连续精馏塔，原料量为F、组成为xF, 馏出液流量为D、组成为xD。现F不变而xF减小，欲保持xD和xW不变, 则D将 ②
①增加；②减少；③不变；④不确定
7. 下列说法中比较概括而确切地说明了液体的精馏过程的是 ②
①精馏过程中溶液在交替地进行汽化与冷凝
②精馏过程中溶液的部分汽化与蒸气的部分冷凝伴随进行
③精馏过程中液气两相在进行传质；④精馏过程中蒸发与回流联合进行 8. 精馏理论中,\理论板\概念提出的充分而必要的前提是③ ①塔板无泄漏；②板效率为100% ；③离开塔板的气液相达到平衡；④板上传质推动力最大
9. 下面有关理论板概念中不正确的是① 。
①理论板也是实际塔板
②理论板是理想化的塔板, 即不论进入该板的气、液相组成如何,而离开该板的气、液相在传质、传热两方面都达到平衡, 或者说离开该板的气、液两相组成平衡, 温度相同 ③在精馏计算中, 一般首先求得理论板数, 再用塔效率予以修正, 即可得实际板数 ④理论板是一个气、液两相都充分混合而且传质与传热过程的阻力皆为零的理想化塔板 10. 有关恒摩尔流的假定说法中正确的是③ ①在精馏塔内, 各板上下降液体的摩尔量相等 ②在精馏塔内, 各板上上升蒸气的摩尔量相等
③精馏塔内，在没有进料和出料的塔段中，各板上上升蒸气的摩尔量相等(恒摩尔气流)，各板上下降液体的摩尔量相等(恒摩尔液流)
④精馏塔内精馏段和提馏段下降液体摩尔流量(或上升蒸气摩尔流量)相等 11. 二元连续精馏计算中, 进料热状态q的变化将引起x -y图上变化的线有 ③ ①平衡线和对角线；②平衡线和 q 线；③操作线和 q 线；④操作线和平衡线 . 12.精馏塔操作时, 其温度和压力从塔顶到塔底的变化趋势为④ ①温度逐渐增大,压力逐渐减小；②温度逐渐减小, 压力逐渐增大 ③温度逐渐减小, 压力逐渐减小；④温度逐渐增大, 压力逐渐增大 13. 对一定分离程度而言, 精馏塔所需最少理论板数为① ① 全回流；② 50% 回流；③ 25% 回流；④ 无法判断
14. 若某精馏塔正在正常、稳定地生产，现想增加进料量，且要求产品质量维持不变, 宜采取的措施为③
①加大塔顶回流液量；②加大塔釜加热蒸气量
③加大塔釜加热蒸气量以及冷凝器冷却水量；④加大冷凝器冷却水量
15. 在精馏设计中，对一定的物系，其xF、 q 、xD和xW不变，若回流比R增加，则所需理论板数N将①
①减小；②增加；③不变；④无法确定
16. 某二元理想体系进行连续精馏, 相邻二理论板气液浓度分别为 yn、xn、yn+1 、xn＋1 (见图7-3),在x-y图(图7-4)上将4个浓度表示出来的高低顺序为: yn>yn+1≥xn>xn＋1 y
yn yn+1 xn
17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，与之平衡的气相组成为yA=0.8，相应的露点为t2，则：t1等于t2 （等于，大于，小于，不确定）。 二、填空
1. 精馏分离的依据是 各组分挥发度 的差异。要使混合物中的组分得到完全的分离, 必须进行多次的 部分冷凝和部分汽化 2. 相对挥发度的表示式α= 。
3. 写出用相对挥发度α表示的相平衡关系式
4. 双组分理想溶液在同一温度下2纯组分的饱和蒸气压分别为 PA0 和 PB0, 则相对挥发度αAB 的表示式为PA0/ PB0 。
5.q 线方程的表达式为y=qx/(q-1) – xF/(q-1)；该表达式在 x -y 图上的几何意义是精馏段和提馏段操作线交点的轨迹方程。
6. 当进料热状态 q=1 时 ,xF 与 xd 之间关系为：xF ＝ xd 7. 当进料热状态 q>1, xF 与 xd 之间关系为：xF < xd
8. 若已知某精馏过程的回流比 R 和塔顶产品的质量xD，则精馏段操作线方程为 9. 精馏实验中，通常在塔顶安装一个温度计，以测量塔顶的气相温度，其目的是为了判断塔内操作是否稳定 和 塔顶产品组成是否合格 。
10. 某精馏操作时, 原料液流量F、组成xF、进料热状态参数q及精馏段上升蒸气量 V 均保持不变, 若回流比增加, 则此时馏出液组成 xD增加、釜液组成 xw 减小、馏出液流量D 减少 、精馏段液气比 L/V 增加
11. 某精馏塔操作时，F、xF、q 、D保持不变，增加回流比R，则此时xD 增加 xw 减小 V 增加 L/V 增加 ( 增加, 不变 , 减少，不能确定 )。
12. 蒸馏操作是分离液相均相 混合物最常用的单元操作，是利用混合物各组分挥发度 的不同，在部分冷凝或部分汽化时，汽相中易挥发组分 比液相中较富，从而使混合物达到一定程度的分离。
13 ，采用精馏的方式分离A和B的混合液，如果分离要求不变，进料情况相同，当回流比
R=Rmin时，理论塔板数N 为__无穷大_，回流比增大理论板数__减少__ ，同时同样的产量D和W时，回流比增大，回流量 增大 ，冷凝器和再沸器的负荷 增大，塔的直径可能需 增大，与此相应，大的回流比使操作线向对角线方向 移动，并以对角线 为极限，小的回流比使操作线向平衡线方向 移动。
14、气液传质设备可分为2大类：板式塔和填料塔,其中板式塔按照塔板结构的不同可分为：泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、舌片板塔、浮舌板塔等。
15、评价塔板性能的标准是：生产能力的大小、塔板效率大小、操作弹性的大小（是否易于操作）、塔板压降的大小（动力消耗）、结构是否简单（造价高低）。
16 常见散装塔填料的类型有 拉西环 、 弧鞍 、 矩鞍 、鲍尔环、阶梯环、金属鞍环等。 17. 在连续精馏中, 其他条件均不变时, 仅加大回流, 可以使塔顶产品浓度xD提高。若此时加热蒸气量V不变,产品量D将下降。若在改变R的同时, 保持塔顶采出量不变,必然需增加蒸气用量, 那么冷却水量将增大
18.精馏塔内存在一定的温度分布,从塔顶到塔底, 温度是升高的，在高纯度分离时，在塔顶(或塔底)相当高的一个塔段内温度变化极小,但在精馏段或提馏段的某些塔板上，温度变化最为显著。或者说，存在灵敏板，这些塔板上的温度对外界干扰参数的反应最灵敏，由于灵敏板比较靠近进料口,故常将感温元件安装在灵敏板上，以便及时采取相应调节手段，稳定塔顶馏出液的组成。
19.q称为加热的热状态参数, ① q 值大小为 1kmol原料变成饱和蒸气所需的热与原料的摩尔汽化热的比值；② q 值大小等于每加入lkmol的原料使提馏段液体所增加的物质的量（摩尔数）；③ q=0为饱和蒸气加料；④ O ⑤ q=1为泡点加料；⑥ q>1为过冷液体加料；⑦ q ②增大回流比的措施是增大塔底的加热速率和塔顶的冷凝量，其代价是能耗的增大 ③回流比可以在零(无回流)至无穷大(全回流)之间变化 ④全回流时为达到指定的分离程度所需的理论板最少 ⑤最小回流比对应于无穷多塔板数,设备费用无疑过大而不经济 ⑥一般，操作过程所选的适宜回流比为最小回流比的1.2倍~2 倍 22. 下列论断中正确的是①②③④ ①精馏操作中最优加料板位置是该板的液相组成x等于或略低于 xd(即精馏段操作线和提馏段操作线交点的横坐标) ②最适宜回流比对应于总费用(设备费和操作费)的最低点 ③一般,在热耗不变的情况下, 热量应尽可能在塔底输入,使所产生的气相回流能在全塔中发挥作用; 而冷却量应尽可能施加于塔顶, 使所产生的液体回流能经过全塔而发挥最大的效能 ④当塔釜温度过高、物料易产生聚合或结焦时,工业上采用热态或气态进料 23一般而言，两组份A、B等物质的量的相互扩散体现在精馏单元操作中，而A在B中单向扩散体现在吸收单元操作中。 24对于某理想溶液的平衡蒸馏，如维持进料量F、物料温度tF、闪蒸室压强p不变，而将物料浓度xF提高，则气相馏出物的量D增大（增大，减小，不变，不确定） y?25、q 线方程的表达式为 xqx?Fq-1q-1；该表达式在 x -y 图上的几何意义是精馏段和 提馏段操作线交点的轨迹方程。 26某精馏操作中，加料由饱和液体改为过冷液体，且保持进料流量及组成、塔顶蒸汽量和塔顶产品质量不变，则此时塔顶产品的组成xD变大 ，塔底组成xW变小 ，回流比R不变 ，精馏段操作线斜率L/V不变 （变大；变小；不变；不确定） 27某精馏塔维持其他条件不变，将加料板位置从最佳进料位置下移，则精馏段的塔板数变大，塔顶产品组成变小，塔底产品组成变大（变大，变小，不变，不确定） 28在同样空塔气速和液体流量的情况下，塔板开孔率增加，其漏液量增大，压降减小。 29精馏塔设计时, 若将塔釜由原来的间接加热改为直接蒸汽加热，同时保持D/F、xF、xD、q及R为定值时(其中D为塔顶产品量，F为进料量，xF为进料组成，xD为馏出液组成，q为进料热状态参数，R为回流比)，则W/F 变大 ，xw变小，提馏段操作线斜率不变，理论塔板数变大。（变大；变小；不变；无穷大） 30在筛板塔设计中，塔径、孔径、孔间距一定，若增大溢流堰的长度，则组成负荷性能图的液相流量上限左移，液沫夹带线下移，降液管液泛线下移，漏液线下移（上移，下移，左移，右移）。溢流堰的主要作用是为了保证塔板上有一定高度的液体。 31板式塔中气、液两相发生与主体流动方向相反的流动，称为返混现象，它们主要是由液沫夹带和气泡夹带引起的。 32二元连续精馏计算中，进料热状态q的变化将引起x -y图上变化的线有操作线和 q 线。（平衡线；对角线；操作线；q 线） 33填料的比表面积和孔隙率是评价填料性能的两个重要指标。 34填料塔的等板高度（HETP）是指起一块理论板作用的填料层高度。 35已知精馏塔塔顶第一层理论板上的液相泡点为t1，与之平衡的气相露点为t2，而该塔塔底某理论板上的液相泡点为t3，与之平衡的气相露点为t4，则这四个温度的大小顺序为：② 。 ①t1 精馏操作为采用回流的工程手段，使由挥发度不同的组份组成的混合液在塔板上反复的进行部分汽化和部分冷凝，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组分(轻组分) 多次从液相向气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，从而使料液分离为高纯度产品的过程。 精馏塔是提供气液两相接触传质的场所，是精馏装置的核心， 塔底再沸器为提供塔底回流蒸汽所必须，而塔顶冷凝器则为提供回流液（和得到液相产品）而设置。进料方式为连续进料。 3 简述液泛的成因？（11章137页） 4 气液传质设备的选用的一般原则（11章167页）。（塔较高、塔径大时，液气比小的场合，侧线出料时，液体量小，操作中要进行冷却时，液体含有固体颗粒。适合板式塔，压降要求小时，热敏性物料要求塔内持液量小时，适合填料塔） 5 简述理论塔板？ 6简述全塔效率的3个来源并指出哪种来源最可靠。 生产实际中得到（1分），小型试验设备全回流状态得到（1分），根据塔效率的关联式得到（1分）。从生产实际中得到全塔效率最可靠。（2分） 7．试画出塔板负荷性能图，标注构成负荷性能图的几条线的名称，并以浮阀为例说明各条线的绘制依据，标出操作点，用阴影表示适宜操作范围，写出操作弹性的表达式。 8. 简述评价塔板性能优劣的标准。 生产能力的大小（空塔气速是否较大）、塔板效率大小（分离程度的高低）、操作弹性的大小（操作稳定性如何，是否易于操作）、塔板压降的大小（动力消耗）、满足工业对生产设备的 一般要求：结构简单、造价低、安装维修方便等（造价高低）。 9设计过程中回流比如何影响精馏装置的设备费用？ 10什么叫全回流？全回流操作一般用在哪些场合？ R=∞时，精馏塔不进料也不出料，塔顶冷凝液全部回流，即全回流操作。全回流时，回流比无穷大，达到分离要求的理论板数最少。开车时为不稳定过程，为了尽快达到分离要求，采用全回流操作，然后再慢慢减小回流比，至规定回流比。发生异常产品质量不合格时或停车时先过度到全回流操作再停车，科研实验中采用全回流测定板效率。 11. 精馏塔在一定条件下操作，试问：回流液由饱和液体改为冷液时，塔顶产品组成有何变化，为什么？ 从泡点回流改为冷液回流时，xD增加，其原因是：冷液回流至塔顶时，冷凝一部分蒸汽放出潜热，把冷液加热至塔顶第一块塔板的饱和温度。冷凝部分中含难挥发组分较大，使气相中易挥发组分增浓，同事，在塔顶回流比保持不变的情况下，增加了塔内的内回流，也有利于分离。 12. 精馏塔的全凝器、分凝器和再沸器各有什么作用? 全凝器和分凝器均可提供精馏塔连续稳定操作所必须的回流液（冷量）。不同的是全凝器的冷凝液一部分作为塔顶回流液，另一部分作为塔顶产品；而分凝器的冷液全部回流，从分凝器出来的蒸气再进入全凝器冷凝后为产品。理想情况下分凝器出来的蒸气与冷凝液平衡，因此分凝器相当于一块理论板，而回流比靠分凝器冷液量控制。 再沸器提供精馏塔连续稳定操作所必须的上升蒸气（热量），再沸器相当于一块理论板。 13. 精馏塔的设计中，与间接加热相比，采用塔釜直接加热有什么优缺点？ 优点是可以用结构简单的塔釜鼓泡器代替造价昂贵的再沸器，且需要的加热蒸气压力较低；缺点是需要的理论板数略有增多，塔釜排除更多的废液。 14. q值的含义是什么？根据q的取值范围，有几种加料状态？ q称为加热的热状态参数，q值大小为 1kmol原料变成饱和蒸气所需的热量与原料的摩尔汽化热的比值；其在数值上等于进料中液相所占的分率。 有5种加料状态：q<0为过热蒸气加料；q=0为饱和蒸气加料；0 15. 单板效率EM和总板效率E有什么关系？影响塔板效率的因素有哪些？ 关系： （1）在数值上不一定相等 （2）总板效率大，则表明单板效率一定大； （3）但单板效率大，则总板效率不一定大，这是因为：板和板之间传质会相互影响，可能存在着各种不利的操作现象，如漏液、液沫夹带、液泛等。 影响塔板效率的因素有： （1）流动状况：如气液相的流速； （2）物性参数：如气液相的密度、黏度、表明张力、相对挥发度、扩散系数等 （3）塔板结构参数：如塔板型式、板间距、开孔率、开孔的排布方式等； （4）操作参数：温度、压力等 第13章 干燥 一、选择填空题 1将温度30℃，湿度H=0.024kg水/(kg绝干空气)，焓I0=92kJ/(kg绝干空气)的空气预热到90℃，焓I1=155kJ/(kg绝干空气)。空气流量为100kg绝干空气/h，则加热空气所需热量为____kW。 2自由水份包括____________水份和可以除去的____________水份。 3典型干燥过程由____________、恒速干燥阶段和降速干燥阶段三个阶段组成，____________是划分后两个阶段的标志。 4在干燥过程中，湿空气经过预热器后，其湿度H、温度T、焓I和相对湿度φ 如何变化？ 干燥时对湿空气进行预热其____________不变，____________减小。 5冷却湿空气时其____________增大，达到饱和时的温度称为____________。 6在一定的空气条件下干燥湿物料，恒速阶段除去的是__________，最后物料中不能除去的水分是___________。 7提高干燥热效率的措施有______________、______________和废气循环等。 8常压下对湿度H一定的湿空气，当气体温度升高时，其露点td将不变 ，而当总压p增大时，td将 升高 。（升高；降低；基本不变；不变） 9空气越潮湿，则干湿球温度计读数相差越小，恒定干燥条件下，恒速干燥阶段物料的表面温度为空气湿球温度。（空气干球温度；空气湿球温度；物料初始温度；物料终了温度） 二、简答题 1. 整个干燥过程分为哪几个阶段？ 2. 为什么湿空气在进入干燥器之前，通常先进行预热？ 提高焓值，提高干燥器热效率，降低相对湿度，提高干燥能力。