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《A化工单元操作》(化工1731杨春林-201905)

《A化工单元操作》(化工1731杨春林-201905)
《A化工单元操作》(化工1731杨春林-201905)

2018~2019学年每二学期《化工单元操作》期末试卷 班级: 化工1731 日期:20190610 出卷人: 杨春林

安徽化工学校2018-2019学年第二学期期末(A)试卷

化工单元操作试题 姓名 得分

一、 判断(30分)

判断下列各题正误,正确的在题后括号内打“√”,错误的打“×”。

1、为了保证塔顶产品的质量,回流越大越好。 ( )

2、沸程又叫馏程。它是指单组份物料在一定压力下从初馏点到干点的温度范围。( )

3、当吸收为气膜控制时,操作过程中吸收剂的用量增大对吸收有利。( )

4、填料主要是用来阻止气液两相的接触,以免发生液泛现象。( )

5、浮阀塔板的特点是造价较高、操作弹性小、传质性差。 V

6、液泛不能通过压强降来判断。 ( )

7、精馏塔进料温度升高,其提馏段的提浓能力不会改变。 ( ) 8、精馏操作时,增大回流比,其他操作条件不变,则精馏段的液气比和馏出液的组成均不变。( ) 9、精馏过程中,平衡线随回流比的改变而改变。( ) 10、填料的等板高度越高,表明其传质效果越好。( ) 11、通过简单蒸馏可以得到接近纯的组分。 ( )

12、如X D 、X F 、X W 一定,进料为泡点的饱和液体,则其所需精馏段理论塔板数一定比冷液体进料为少。 ( )

13、在精馏塔内任意一块理论板上,其气相露点温度要大于液相的泡点温度。( ) 14、用来表达蒸馏平衡关系的定律叫亨利定律。 ( )

15、精馏操作中,当操作回流比小于最小回流比时,精馏塔就不能正常工作。 ( ) 16、对于溶液来讲,泡点温度等于露点温度。 ( ) 17、精馏塔釜压升高将导致塔釜温度下降。 ( )

18、在产品浓度要求一定的情况下,进料温度越低,精馏所需的理论板数就越少。正确 19、精馏塔的总板效率就是各单板效率的平均值。( ) 20、精馏塔中温度最高处在塔顶。 ( )

21、灵敏板温度上升,塔顶产品浓度将提高。 ( )

22、精馏段、提馏段操作线方程为直线基于的假设为理论板。 ( )

23、从相平衡角度来说,低温高压有利于吸收,因此吸收操作时系统压力越大越好。( )

24、吸收操作的作用是分离气液混合物。 ( ) 25、一般精馏用板式塔,吸收用填料塔。 ( ) 36、亨利系数E值很大,为易溶气体。 ( )

27、吸收进行的依据是混合气体中各组分的浓度不同。 ( ) 28、温度与压力升高,有利于解吸的进行。( )

29、吸收塔进气温度越低,气相中水蒸汽含量越少,则对吸收操作越有利。( ) 30、在吸收过程中不能被溶解的气体组分叫惰性气体。( )

二、选择题(30分)

1、精馏塔塔底产品纯度下降,可能是( )。

A 提馏段板数不足

B 精馏段板数不足

C 再沸器热量过多

D 塔釜温度升高 2、下列操作中( )可引起冲塔。

A 塔顶回流量大

B 塔釜蒸汽量大

C 塔釜蒸汽量小

D 进料温度低 3、下列操作中( )会造成塔底轻组份含量大。

A 塔顶回流量小

B 塔釜蒸汽量大

C 回流量大

D 进料温度高 4、精馏塔内上升蒸汽不足时将发生的不正常现象是( )。 A 液泛 B 泄漏 C 雾沫挟带 D 干板

5、精馏过程中,当其它条件不变时,回流比增加,塔顶易挥发组分浓度( )。 A 减小 B 不变 C 增加 D 不能确定

6、精馏塔温度控制最为关键的是( )。

A 塔顶温度

B 塔底温度

C 灵敏板温度

D 进料温度 7、下列塔设备中,操作弹性最小的是( )。 A 筛板塔 B 浮阀塔 C 泡罩塔 D 舌板塔

8、 精馏操作时,若其他操作条件均不变,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 不变

C 变大

D 不确定。

2018~2019学年每二学期《化工单元操作》期末试卷班级:化工1731 日期:20190610 出卷人:杨春林

9、其它条件不变,吸收剂用量增加,填料塔压强降()。

A 减小B不变C增加D不能确定

10、在蒸馏生产中,液泛是容易产生的操作事故,其表现形式是()。

A 塔压增加

B 温度升高

C 回流比减小

D 温度降低

11、严重的雾沫夹带将导致()。

A 塔压增大

B 板效率下降

C 液泛

D 板效率提高

12、正常操作的吸收塔,若因某种原因使液体量减少至液气比小于原定的最小液气比,下列()情况将发生。

A 出塔液体浓度增加,回收率增加

B 出塔气体浓度增加,出塔液体浓度减小

C 出塔气体浓度增加,出塔液体浓度增加

D 在塔的下部将发生解吸现象

13、难溶气体吸收是受()。

A 气膜控制

B 液膜控制

C 双膜控制

D 相界面

14、吸收过程产生的液泛现象的主要原因是( ) 。

A 液体流速过大

B 液体加入量不当

C 气体速度过大

D 温度控制不当

15、吸收塔操作时,应()。

A 先通入气体后进入喷淋液体B先进入喷淋液体后通入气体;

C增大喷淋量总是有利于吸收操作的D先进气体或液体都可以。

三、简答题(25分)

1、精馏塔连续进料的5种不同的热状况

2、气体吸收的双模理论

3、恒摩尔流假设

四、计算题(15分)

常压连续精馏塔分离含苯0.44(摩尔分数,以下同)的苯-甲苯混合液,要求塔顶产品含苯0.97以上,塔底产品含苯0.0235以下,原料流量为10kmol/s,采用回流比为3.5。

已知料液的泡点为940C,露点为100.5,混合液体的平均摩尔热容为158.2kJ/(kmol K),混合蒸气的平均摩尔热容为107.9kJ/(kmol K),饱和液体汽化成饱和蒸气所需汽化热为33118kJ/kmol.计算3种不同材料时的q值,以及精馏段和提馏段的液、汽相流量。

1、饱和液体加料

2、200C的液体加料

化工原理实验思考题答案

化工原理实验思考题 实验一:柏努利方程实验 1. 关闭出口阀,旋转测压管小孔使其处于不同方向(垂直或正对 流向),观测并记录各测压管中的液柱高度H 并回答以下问题: (1) 各测压管旋转时,液柱高度H 有无变化?这一现象说明了什 么?这一高度的物理意义是什么? 答:在关闭出口阀情况下,各测压管无论如何旋转液柱高度H 无任何变化。这一现象可通过柏努利方程得到解释:当管内流速u =0时动压头02 2 ==u H 动 ,流体没有运动就不存在阻力,即Σh f =0,由于流体保持静止状态也就无外功加入,既W e =0,此时该式反映流体静止状态 见(P31)。这一液位高度的物理意义是总能量(总压头)。 (2) A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位是否同一高度?为什么? 答:A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位在同一高度(排除测量基准和人为误差)。这一现象说明各测压管总能量相等。 2. 当流量计阀门半开时,将测压管小孔转到垂直或正对流向,观 察其的液位高度H / 并回答以下问题: (1) 各H / 值的物理意义是什么? 答:当测压管小孔转到正对流向时H / 值指该测压点的冲压头H / 冲;当测压管小孔转到垂直流向时H / 值指该测压点的静压头H / 静;两者之间的差值为动压头H / 动=H / 冲-H / 静。 (2) 对同一测压点比较H 与H / 各值之差,并分析其原因。

答:对同一测压点H >H /值,而上游的测压点H / 值均大于下游相邻测压点H / 值,原因显然是各点总能量相等的前提下减去上、下游相邻测压点之间的流体阻力损失Σh f 所致。 (3) 为什么离水槽越远H 与H / 差值越大? (4) 答:离水槽越远流体阻力损失Σh f 就越大,就直管阻力公式可 以看出2 2 u d l H f ? ?=λ与管长l 呈正比。 3. 当流量计阀门全开时,将测压管小孔转到垂直或正对流向,观察其的液位高度 H 2222d c u u = 22 ab u ρcd p ρab p 2 2 u d l H f ??=λ计算流量计阀门半开和 全开A 点以及C 点所处截面流速大小。 答:注:A 点处的管径d=(m) ;C 点处的管径d=(m) A 点半开时的流速: 135.00145 .036004 08.0360042 2=???=???= ππd Vs u A 半 (m/s ) A 点全开时的流速: 269.00145.036004 16.0360042 2=???=???= ππd Vs u A 全 (m/s ) C 点半开时的流速: 1965.0012 .036004 08.0360042 2=???=???=ππd Vs u c 半 (m/s ) C 点全开时的流速: 393.0012.036004 16.0360042 2=???=???= ππd Vs u c 全 (m/s ) 实验二:雷诺实验 1. 根据雷诺实验测定的读数和观察流态现象,列举层流和湍流临界雷诺准数的计算过程,并提供数据完整的原始数据表。 答:根据观察流态,层流临界状态时流量为90( l/h )

化工原理课后答案

第一章 3.答案:p= 30.04kPa =0.296atm=3.06mH2O 该压力为表压 常见错误:答成绝压 5.答案:图和推算过程略Δp=(ρHg - ρH2O) g (R1+R2)=228.4kPa 7.已知n=121 d=0.02m u=9 m/s T=313K p = 248.7 × 103 Pa M=29 g/mol 答案:(1) ρ = pM/RT = 2.77 kg/m3 q m =q vρ= n 0.785d2 u ρ =0.942 kg/s (2) q v = n 0.785d2 u = 0.343 m3/s (2) V0/V =(T0p)/(Tp0) = 2.14 q v0 =2.14 q v = 0.734 m3/s 常见错误: (1)n没有计入 (2)p0按照98.7 × 103 pa计算 8. 已知d1=0.05m d2=0.068m q v=3.33×10-3 m3/s (1)q m1= q m2 =q vρ =6.09 kg/s (2) u1= q v1/(0.785d12) =1.70 m/s u2 = q v2/(0.785d22) =0.92 m/s (3) G1 = q m1/(0.785d12) =3105 kg/m2?s G2 = q m2/(0.785d22) =1679 kg/m2?s 常见错误:直径d算错 9. 图略 q v= 0.0167 m3/s d1= 0.2m d2= 0.1m u1= 0.532m/s u2= 2.127m/s (1) 在A、B面之间立柏努利方程,得到p A-p B= 7.02×103 Pa p A-p B=0.5gρH2O +(ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m (2) 在A、B面之间立柏努利方程,得到p A-p B= 2.13×103 Pa p A-p B= (ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m 所以R没有变化 12. 图略 取高位储槽液面为1-1液面,管路出口为2-2截面,以出口为基准水平面 已知q v= 0.00139 m3/s u1= 0 m/s u2 = 1.626 m/s p1= 0(表压) p2= 9.807×103 Pa(表压) 在1-1面和2-2面之间立柏努利方程Δz = 4.37m 注意:答题时出口侧的选择: 为了便于统一,建议选择出口侧为2-2面,u2为管路中流体的流速,不为0,压力为出口容器的压力,不是管路内流体压力

王志魁《化工原理》课后思考题参考答案

第二章 流体输送机械 2-1 流体输送机械有何作用? 答:提高流体的位能、静压能、流速,克服管路阻力。 2-2 离心泵在启动前,为什么泵壳内要灌满液体?启动后,液体在泵内是怎样提高压力的?泵入口的压力处于什么状体? 答:离心泵在启动前未充满液体,则泵壳内存在空气。由于空气的密度很小,所产生的离心力也很小。此时,在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵,但不能输送液体(气缚); 启动后泵轴带动叶轮旋转,叶片之间的液体随叶轮一起旋转,在离心力的作用下,液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围,以很高的速度流入泵壳,液体流到蜗形通道后,由于截面逐渐扩大,大部分动能转变为静压能。 泵入口处于一定的真空状态(或负压) 2-3 离心泵的主要特性参数有哪些?其定义与单位是什么? 1、流量q v : 单位时间内泵所输送到液体体积,m 3/s, m 3/min, m 3/h.。 2、扬程H :单位重量液体流经泵所获得的能量,J/N ,m 3、功率与效率: 轴功率P :泵轴所需的功率。或电动机传给泵轴的功率。 有效功率P e :gH q v ρ=e P 效率η:p P e =η 2-4 离心泵的特性曲线有几条?其曲线的形状是什么样子?离心泵启动时,为什么要关闭出口阀门? 答:1、离心泵的H 、P 、η与q v 之间的关系曲线称为特性曲线。共三条; 2、离心泵的压头H 一般随流量加大而下降 离心泵的轴功率P 在流量为零时为最小,随流量的增大而上升。 η与q v 先增大,后减小。额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵的设计点,对应的值称为最佳工况参数。 3、关闭出口阀,使电动机的启动电流减至最小,以保护电动机。 2-5 什么是液体输送机械的扬程?离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的?液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响? 答:1、单位重量液体流经泵所获得的能量 2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表,在这两处管路截面1、2间列伯努利方程得: f V M H g u u g P P h H ∑+-+-+=221220ρ 3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关,效率也不随液体密度而改变,因而当被输送液体密度发生变化时,H-Q 与η-Q 曲线基本不变,但泵的轴功率与液体密度成正比。当被输送液体的粘度大于常温水的粘度时,泵内液体的能量损失增大,导致泵的流量、扬程减小,效率下降,但轴功率增加,泵的特性曲线均发生变化。 2-6 在测定离心泵的扬程与流量的关系时,当离心泵出口管路上的阀门开度增大后,泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化?

化工原理课后题答案部分

化工原理第二版 第1章蒸馏 1.已知含苯0.5(摩尔分率)的苯-甲苯混合液,若外压为99kPa,试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t(℃) 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解:利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B *,P A *,由于总压 P = 99kPa,则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)可得出液相组成,这样就可以得到一组绘平 衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例 x =(99-40)/(101.33-40)= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时,相应的温度为92℃ 2.正戊烷(C 5H 12 )和正己烷(C 6 H 14 )的饱和蒸汽压数据列于本题附表,试求P = 13.3kPa 下该溶液的平衡数据。 温度C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解:根据附表数据得出相同温度下C 5H 12 (A)和C 6 H 14 (B)的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例,当t = 248.2℃时 P B * = 1.3kPa 查得P A *= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3

化工原理思考题答案

化工原理思考题答案集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)

化工原理思考题答案 第一章流体流动与输送机械 1、压力与剪应力的方向及作用面有何不同 答:压力垂直作用于流体表面,方向指向流体的作用面,剪应力平行作用于流体表面,方向与法向速度梯度成正比。 2、试说明粘度的单位、物理意义及影响因素 答:单位是N·S/m2即Pa·s,也用cp,1cp=1mPa·s,物理意义为:分子间的引力和分子的运动和碰撞,与流体的种类、温度及压力有关 3、采用U型压差计测某阀门前后的压力差,压差计的读数与U型压差计放置的位置有关吗? 答:无关,对于均匀管路,无论如何放置,在流量及管路其他条件一定时,流体流动阻力均相同,因此U型压差计的读数相同,但两截面的压力差却不相同。 4、流体流动有几种类型?判断依据是什么? 答:流型有两种,层流和湍流,依据是:Re≤2000时,流动为层流;Re ≥4000时,为湍流, 2000≤Re≤4000时,可能为层流,也可能为湍流5、雷诺数的物理意义是什么? 答:雷诺数表示流体流动中惯性力与黏性力的对比关系,反映流体流动的湍动状态 6、层流与湍流的本质区别是什么? 答:层流与湍流的本质区别是层流没有径向脉动,湍流有径向脉动 7、流体在圆管内湍流流动时,在径向上从管壁到管中心可分为哪几个区域?

答:层流内层、过渡层和湍流气体三个区域。 8、流体在圆形直管中流动,若管径一定而流量增大一倍,则层流时能量损失时原来的多少倍?完全湍流时流体损失又是原来的多少倍? 答:层流时W f ∝u ,流量增大一倍能量损失是原来的2倍,完全湍流时Wf ∝u 2 ,流量增大一倍能量损失是原来的4倍。 9、圆形直管中,流量一定,设计时若将管径增加一倍,则层流时能量损失时原来的多少倍?完全湍流时流体损失又是原来的多少倍? 答: 10、如图所示,水槽液面恒定,管路中ab 及cd 两段的管径、长度及粗糙度均相同,试比较一下各量大小 11、用孔板流量计测量流体流量时,随流量的增加,孔板前后的压差值将如何变化?若改用转子流量计,转子上下压差值又将如何变化? 答:孔板前后压力差Δp=p 1-p 2,流量越大,压差越大,转子流量计属于 截面式流量计,恒压差,压差不变。 12、区分留心泵的气缚与气蚀现象、扬程与升扬高度、工作点与设计点等概念 答:气缚:离心泵启动前未充液,泵壳内存有空气,由于空气密度远小于液体的密度,产生离心力很小,因而叶轮叶心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内,此时启动离心泵也不能输送液体。 气蚀:贮槽液面一定,离心泵安装位置离液面越高,贮槽液面与泵入口处的压差越大,当安装高度达到一定值时,泵内最低压力降至输送温度下液体的饱和蒸汽压,液体在该处形成气泡,进入叶轮真空高压区后气

化工原理上册课后习题及答案 (1)

第一章:流体流动 二、本章思考题 1-1 何谓理想流体?实际流体与理想流体有何区别?如何体现在伯努利方程上? 1-2 何谓绝对压力、表压和真空度?表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系?真空度与绝对压力、大气压力有什么关系? 1-3 流体静力学方程式有几种表达形式?它们都能说明什么问题?应用静力学方程分析问题时如何确定等压面? 1-4 如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失?测量什么量?如何计算?在机械能损失时,直管水平安装与垂直安装所得结果是否相同? 1-5 如何判断管路系统中流体流动的方向? 1-6何谓流体的层流流动与湍流流动?如何判断流体的流动是层流还是湍流? 1-7 一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动,当水温升高时,Re将如何变化?1-8 何谓牛顿粘性定律?流体粘性的本质是什么? 1-9 何谓层流底层?其厚度与哪些因素有关? 1-10摩擦系数λ与雷诺数Re及相对粗糙度d/ 的关联图分为4个区域。每个区域中,λ与哪些因素有关?哪个区域的流体摩擦损失f h与流速u的一次方成正比?哪个区域的f h与2 u成正比?光滑管流动时的摩擦损失f h与u的几次方成正比?

1-11管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响?何谓流体的光滑管流动? 1-12 在用皮托测速管测量管内流体的平均流速时,需要测量管中哪一点的流体流速,然后如何计算平均流速? 三、本章例题 例1-1 如本题附图所示,用开口液柱压差计测量敞口贮槽中油品排放量。已知贮槽直径D 为3m ,油品密度为900kg/m3。压差计右侧水银面上灌有槽内的油品,其高度为h1。已测得当压差计上指示剂读数为R1时,贮槽内油面 与左侧水银面间的垂直距离为H1。试计算当右侧支管内油面向下移动30mm 后,贮槽中排放出 油品的质量。 解:本题只要求出压差计油面向下移动30mm 时,贮槽内油面相应下移的高度,即可求出排放量。 首先应了解槽内液面下降后压差计中指示剂读数的变化情况,然后再寻求压差计中油面下移高度与槽内油面下移高度间的关系。 设压差计中油面下移h 高度,槽内油面相应下移H 高度。不管槽内油面如何变化,压差计右侧支管中油品及整个管内水银体积没有变化。故当压差计中油面下移h 后,油柱高度没有变化,仍为h1,但因右侧水银面也随之下移h ,而左侧水银面必上升h ,故压差计中指示剂读数变为(R-2h ),槽内液面与左侧水银面间的垂直距离变为(H1-H-h )。 当压差计中油面下移h 后,选左侧支管油与水银交界面为参考面m ,再在右侧支管上找出等压面n (图中未画出m 及n 面),该两面上的表压强分别为: g h H H p m 01)(ρ--= ( ρ为油品密度) 1-1附图 m

化工原理实验思考题答案

实验5 精馏塔的操作和塔效率的测定 ⑴ 在求理论板数时,本实验为何用图解法,而不用逐板计算法 答:相对挥发度未知,而两相的平衡组成已知。 ⑵ 求解q 线方程时,C p ,m ,γm 需用何温度 答:需用定性温度求解,即:2)(b F t t t += ⑶ 在实验过程中,发生瀑沸的原因是什么如何防止溶液瀑沸如何处理 答;① 初始加热速度过快,出现过冷液体和过热液体交汇,釜内料液受热不均匀。 ② 在开始阶段要缓慢加热,直到料液沸腾,再缓慢加大加热电压。 … ③ 出现瀑沸后,先关闭加热电压,让料液回到釜内,续满所需料液,在重新开始加热。 ⑷ 取样分析时,应注意什么 答:取样时,塔顶、塔底同步进行。分析时,要先分析塔顶,后分析塔底,避免塔顶乙醇大量挥发,带来偶然误 差。 ⑸ 写出本实验开始时的操作步骤。 答:①预热开始后,要及时开启塔顶冷凝器的冷却水,冷却水量要足够大。 ②记下室温值,接上电源,按下装置上总电压开关,开始加热。 ③缓慢加热,开始升温电压约为40~50伏,加热至釜内料液沸腾,此后每隔5~10min 升电压5V 左右,待每块塔板上均建立液层后,转入正常操作。当塔身出现壁流或塔顶冷凝器出现第一滴液滴时,开启塔身保温电压,开至150 V ,整个实验过程保持保温电压不变。 ④等各块塔板上鼓泡均匀,保持加热电压不变,在全回流情况下稳定操作20min 左右,用注射器在塔顶,塔底同时取样,分别取两到三次样,分析结果。 / ⑹ 实验过程中,如何判断操作已经稳定,可以取样分析 答:判断操作稳定的条件是:塔顶温度恒定。温度恒定,则塔顶组成恒定。 ⑺ 分析样品时,进料、塔顶、塔底的折光率由高到底如何排列 答:折光率由高到底的顺序是:塔底,进料,塔顶。 ⑻ 在操作过程中,如果塔釜分析时取不到样品,是何原因 答:可能的原因是:釜内料液高度不够,没有对取样口形成液封。 ⑼ 若分析塔顶馏出液时,折光率持续下降,试分析原因 答:可能的原因是:塔顶没有产品馏出,造成全回流操作。 … ⑽ 操作过程中,若发生淹塔现象,是什么原因怎样处理 ⑾ 实验过程中,预热速度为什么不能升高的太快 答:釜内料液受热不均匀,发生瀑沸现象。 ⑿ 在观察实验现象时,为什么塔板上的液层不是同时建立 答:精馏时,塔内的蒸汽从塔底上升,下层塔板有上升蒸汽但无暇将液体;塔顶出现回流液体,从塔定下降,塔 顶先建立液层,随下降液体通过各层塔板,板上液层液逐渐建立。 ⒀ 如果操作过程中,进料浓度发生改变,其它操作条件不变,塔顶、塔底产品的 浓度如何改变 》 答:塔顶D x 下降,W x 上升 ⒁ 如果加大回流比,其它操作条件不变,塔顶、塔底产品的浓度如何改变

(完整版)化工原理实验思考题答案..

实验1 单项流动阻力测定 (1)启动离心泵前,为什么必须关闭泵的出口阀门? 答:由离心泵特性曲线知,流量为零时,轴功率最小,电动机负荷最小,不会过载烧毁线圈。 (2)作离心泵特性曲线测定时,先要把泵体灌满水以防止气缚现象发生,而阻力实验对泵灌 水却无要求,为什么? 答:阻力实验水箱中的水位远高于离心泵,由于静压强较大使水泵泵体始终充满水,所以不需 要灌水。 (3)流量为零时,U 形管两支管液位水平吗?为什么? 答:水平,当u=0时 柏努利方程就变成流体静力学基本方程: 21212211,,Z Z p p g p Z g P Z ==+=+时当ρρ (4)怎样排除管路系统中的空气?如何检验系统内的空气已经被排除干净? 答:启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。关闭出口阀后,打开U 形管顶部 的阀门,利用空气压强使U 形管两支管水往下降,当两支管液柱水平,证明系统中空气已被排除干净。 (5)为什么本实验数据须在双对数坐标纸上标绘? 答:因为对数可以把乘、除变成加、减,用对数坐标既可以把大数变成小数,又可以把小数扩 大取值范围,使坐标点更为集中清晰,作出来的图一目了然。 (6)你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法?它们各有什么特点? 答:测流量用转子流量计、测压强用U 形管压差计,差压变送器。转子流量计,随流量的大小, 转子可以上、下浮动。U 形管压差计结构简单,使用方便、经济。差压变送器,将压差转换成直流电流,直流电流由毫安表读得,再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差,可测大流量下的压强差。 (7)读转子流量计时应注意什么?为什么? 答:读时,眼睛平视转子最大端面处的流量刻度。如果仰视或俯视,则刻度不准,流量就全有 误差。 (8)两个转子能同时开启吗?为什么? 答:不能同时开启。因为大流量会把U 形管压差计中的指示液冲走。 (9)开启阀门要逆时针旋转、关闭阀门要顺时针旋转,为什么工厂操作会形成这种习惯? 答:顺时针旋转方便顺手,工厂遇到紧急情况时,要在最短的时间,迅速关闭阀门,久而久之 就形成习惯。当然阀门制造商也满足客户的要求,阀门制做成顺关逆开。 (10)使用直流数字电压表时应注意些什么? 答:使用前先通电预热15分钟,另外,调好零点(旧设备),新设备,不需要调零点。如果有 波动,取平均值。 (11)假设将本实验中的工作介质水换为理想流体,各测压点的压强有何变化?为什么? 答:压强相等,理想流体u=0,磨擦阻力F=0,没有能量消耗,当然不存在压强差。 ,22222221 11g u g p Z g u g P Z ++=++ρρ ∵d 1=d 2 ∴u 1=u 2 又∵z 1=z 2(水平管) ∴P 1=P 2 (12)离心泵送液能力,为什么可以通过出口阀调节改变?往复泵的送液能力是否也可采用 同样的调节方法?为什么? 答:离心泵送液能力可以通过调节出口阀开度来改变管路特性曲线,从而使工作点改变。往复泵是正往移泵流量与扬程无关。若把出口堵死,泵内压强会急剧升高,造成泵体,管路和电机的损

化工原理实验思考题参考答案2017

实验一:流体流动形态的观察与测定 1、影响流体流动型态的因素有哪些? 主要有流体的物理性质如密度、粘度、流速和流体的温度,管子的直径、形状和粗糙度等。 2、如果管子不是透明的,不能直接观察来判断管中的流体流动型态,你认为可以用什么办法来判断? 可通过测试流体的流量求出其平均流速,然后求出Re ,根据Re 的大小范围来判断。 3、有人说可以只用流速来判断管中流体流动型态,流速低于某一具体数值时是层流,否则是湍流,你认为这种看法对否?在什么条件下可以由流速的数值来判断流动型态? 这种看法不确切,因为只有管子的尺寸和流体的基本形状确定不变的情况下,此时Re 的大小只与流速有关,可以直接采用流速来判断。 实验二 柏努利方程实验 1、 关闭阀A ,各测压管旋转时,液位高度有无变化?这一现象说明什么? 这一高度的物理意义又是什么? 关闭阀A ,各测压管旋转时,液位高度无变化;液位高度代表各测压点的总能量,即位压头、静压头之和,这一现象说明,流速为0,各点总能量不变,守恒. 2、 点4的静压头为什么比点3大? 点3的位置较点4高一些,即H 3位>H 4位, 两点的总压头相等, H 3静H '?为什么距离水槽越远,(H -H ')的差值越大?这一差值的物理意义是什么? H 代表阀门关闭时(u=0)时的液位高度,即为该测压点的总压头,为高位槽的高度H 0(基准面的总压头),H’为阀门打开时(u>0)时测压孔正对水流方向的液位高度,H‘=静压头+动压头+位压头,由于流体的流动产生一定的阻力损失H f ,造成总压头的降低,因此H >H’。 H-H ’=H f ,即为损失压头,阻力损失与管子的长度成正比,因此距离水槽越远,(H -H ')的差值越大。 5、测压孔正对水流方向,开大阀A 流速增大,动压头增大,为什么测压管的液位反而下降? 测压孔正对水流方向,H”=静压头+动压头+位压头=H 0-H f ,开大阀A 流速增大,动压头增加,由于H f 与流速的平方成正比,流速增加,H f 增加,即部分静压头转化为阻力损失,H 0(基准面的总压头)不变时,测压点总压头减少,测压管的液位反而下降. 6、将测压孔由正对水流方向转至与水流方向垂直,为什么各测压管液位下降? 下降的液位代表什么压头?1、3两点及2、3两点下降的液位是否相等?这一现象说明什么? 测压孔正对水流方向,H”=静压头+动压头+位压头;将测压孔与水流方向垂直,H”’=静压头+位压头, 测压管液位下降。 H”-H ’’’=H 动,下降的液位代表该测压点的动压头。 1、3两点下降的液位高度相等, 2、3两点下降的液位不相等,因为管1和3的直径相等,H 动相等;而管2,3的直径不相等,H 动不相等。 说明采用上述方法可以测试管内某点的动压头,从而测试其点速度。 7、在不改变阀A 开度的情况下,(1 H '''-3H ''')表示什么?(2H '''-3H ''')表示什么? H '''为测压孔与水流方向垂直,液位高度,H '''=静压头+位压头=动动H --H H ''f 0=-H H ;H 1动=H 3动,因 此,1 H '''-3H '''=H f1-3,代表从1点到3点的阻力损失。 (2 H '''-3H ''')=(H 0-H 0-2-H 2动)-(H 0-H 0-3-H 3动)=H f2-3+(H 3动-H 2动)

化工原理 习题及答案

第三章机械分离 一、名词解释(每题2分) 1. 非均相混合物 物系组成不同,分布不均匀,组分之间有相界面 2. 斯托克斯式 3. 球形度 s 非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值 4. 离心分离因数 离心加速度与重力加速度的比值 5. 临界直径dc 离心分离器分离颗粒最小直径 6.过滤 利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作 7. 过滤速率 单位时间所产生的滤液量

8. 过滤周期 间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间 9. 过滤机生产能力 过滤机单位时间产生滤液体积 10. 浸没度 转筒过滤机浸没角度与圆周角比值 二、单选择题(每题2分) 1、自由沉降的意思是_______。 A颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计 B颗粒开始的降落速度为零,没有附加一个初始速度 C颗粒在降落的方向上只受重力作用,没有离心力等的作用 D颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程 D 2、颗粒的沉降速度不是指_______。 A等速运动段的颗粒降落的速度 B加速运动段任一时刻颗粒的降落速度 C加速运动段结束时颗粒的降落速度

D净重力(重力减去浮力)与流体阻力平衡时颗粒的降落速度B 3、对于恒压过滤_______。 A 滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的?2倍 B 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍 C 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍 D 当介质阻力不计时,滤液体积增大一倍,则过滤时间增大至原来的4倍D 4、恒压过滤时,如介质阻力不计,滤饼不可压缩,过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量___ 。 A增大至原来的2倍B增大至原来的4倍 倍D增大至原来的1.5倍 C 5、以下过滤机是连续式过滤机_______。 A箱式叶滤机B真空叶滤机 C回转真空过滤机D板框压滤机C 6、过滤推动力一般是指______。 A过滤介质两边的压差B过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差

化工原理思考题答案

流体流动阻力 1,以水作介质所测得的λ~Re关系能否适用于其他流体? 答:可以用于牛顿流体的类比,牛顿流体的本构关系一致。应该是类似平行的曲线,但雷诺数本身并不是十分准确,建议取中间段曲线,不要用两边端数据。雷诺数本身只与速度,粘度和管径一次相关,不同流体的粘度可以查表。(建议读一读流体力学三大相似的那一章,应该能有更深入的理解。) 2,在不同设备上(包括不同管径),不同水温下测定的λ~Re数据能否关联在同一条曲线上? 答:一次改变一个变量,是可以关联出曲线的,一次改变多个变量时不可以的 离心泵性能测定实验 1,试从所测实验数据分析,离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门? 答:关闭阀门的原因从试验数据上分析:开阀门意味着扬程极小,这意味着电机功率极大,会烧坏电机。 2,为什么用泵的出口阀调节流量?这种方法有什么优缺点?是否还有其他方法调节流量? 答:用出口阀门调解流量而不用崩前阀门调解流量保证泵内始终充满水,用泵前阀门调节过度时会造成泵内出现负压,使叶轮氧化,腐蚀泵。还有的调节方式就是增加变频装置,很好用的。

3,正常工作的离心泵,在其进口管路上安装阀门是否合理?为什么? 答:不合理容易产生节流损失产生压损压力降低,易造成汽蚀的发生 对流给热系数测定实验 1,蒸汽冷凝过程中,若存在不凝性气体,对传热有何影响?应采取什么措施? 答:①会由于空气中含有水分造成冰堵。冰堵不单使制冷效率下降。而且会导致系统停机。压力不断降低,还会损坏压缩机。 ②空气混入压缩腔,由于空气中含有不凝性气体,如氮气。这些 不凝性气体会减少制冷剂的循环量,使制冷量降低。 ③并且不凝性气体会滞留在冷凝器的上部管路内,致使实际冷凝面积减小,冷凝负荷增大,冷凝压力升高,从而制冷量会降低。而且由于冷凝压力的升高致使排气压力升高,还会减少压缩机的使用寿命2,在实际生产中,冷热流体逆流还是并流的传热效果好?为什么?答:在实际生产中,传热的平均线温差标志传热量的大小,传热公式Q=KA(ΔTm)知,ΔTm越大则传热Q越大,在逆流,顺流,叉流中,逆流的平均温差最大,因此在无特殊情况下换热器多采用逆流的形式。

化工原理课后思考题答案完整版

第一章流体流动 问题1.什么是连续性假定?质点的含义是什么?有什么条件? 答1.假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。质点是含有大量分子的流体微团,其尺寸远小于设备尺寸,但比起分子自由程却要大得多。问题2.描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点? 答2.前者描述同一质点在不同时刻的状态;后者描述空间任意定点的状态。 问题3.粘性的物理本质是什么?为什么温度上升,气体粘度上升,而液体粘度下降?答3.分子间的引力和分子的热运动。 通常气体的粘度随温度上升而增大,因为气体分子间距离较大,以分子的热运动为主;温度上升,热运动加剧,粘度上升。液体的粘度随温度增加而减小,因为液体分子间距离较小,以分子间的引力为主,温度上升,分子间的引力下降,粘度下降。问题4.静压强有什么特性? 答4.静压强的特性:①静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力;②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等;③压强各向传递。 问题5.图示一玻璃容器内装有水,容器底面积为8×10-3m 2 ,水和容器总重10N。 (1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向); (2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少?哪一侧的压力大?为什么? 题5附图 题6附图 答5.1)图略,受力箭头垂直于壁面、上小下大。 2)内部压强p=ρgh=1000×9.81×0.5=4.91kPa; 外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强4.91kPa。 因为容器内壁给了流体向下的力,使内部压强大于外部压强。 问题6.图示两密闭容器内盛有同种液体,各接一U 形压差计,读数分别为R 1、R 2,两压差计间用一橡皮管相连接,现将容器A 连同U 形压差计一起向下移动一段距离,试问读数R 1与R 2有何变化?(说明理由) 答6.容器A 的液体势能下降,使它与容器B 的液体势能差减小,从而R 2减小。R 1不变,因为该U 形管两边同时降低,势能差不变。 问题7.为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好? 答7.由静力学方程可以导出Δp=H(ρ冷-ρ热)g,所以H 增加,压差增加,拔风量大。问题8.什么叫均匀分布?什么叫均匀流段? 答8.前者指速度分布大小均匀;后者指速度方向平行、无迁移加速度。问题9.伯努利方程的应用条件有哪些? 答9.重力场下、不可压缩、理想流体作定态流动,流体微元与其它微元或环境没有能量交换时,同一流线上的流体间能量的关系。 问题10.如图所示,水从小管流至大管,当流量V、管径D、d 及指示剂均相同时,试问水平放置时压差计读数R 与垂直放置时读数R ’的大小关系如何?为什么?.(可忽略粘性阻力损失)答10.R=R ’,因为U 形管指示的是总势能差,与水平放还是垂直放没有关系。

化工原理课后习题答案

第七章 吸收 1,解:(1)008.0=* y 1047.018 100017101710=+=x (2)KPa P 9.301= H,E 不变,则2563.010 9.3011074.73 4 ??==P E m (3)0195.010 9.301109.53 3=??=* y 01047.0=x 2,解:09.0=y 05.0=x x y 97.0=* 同理也可用液相浓度进行判断 3,解:HCl 在空气中的扩散系数需估算。现atm P 1=,,293k T = 故()( ) s m D G 2 52 17571071.11 .205.2112915.361293102 1212 1 --?=+?+?= HCl 在水中的扩散系数L D .水的缔和参数,6.2=α分子量,18=s M 粘度(),005.1293CP K =μ 分子体积cm V A 33.286.247.3=+= 4,解:吸收速率方程()()()12A A BM A P P P P RTx D N --= 1和2表示气膜的水侧和气侧,A 和B 表示氨和空气 ()24.986.1002.962 1 m kN P BM =+=代入式 x=0.000044m 得气膜厚度为0.44mm. 5,解:查s cm D C 2256.025=为水汽在空气中扩散系数ο 下C ο80,s cm s cm T T D D 2 5275 .175 .112121044.3344.029*******.0-?==??? ???=??? ? ??= C ο80水的蒸汽压为kPa P 38.471=,02=P 时间s NA M t 21693 .041025.718224=???==-π 6,解:画图 7,解:塔低:6110315-?=y s m kg G 234.0=' 塔顶:621031-?=y 02=x 2.5N 的NaOH 液含3100405.2m kgNaOH g =? 2.5N 的NaOH 液的比重=1.1液体的平均分子量: 通过塔的物料衡算,得到()()ZA L y y P K A y y G m G m λ-=-21 如果NaOH 溶液相当浓,可设溶液面上2CO 蒸汽压可以忽略,即气相阻力控制传递过 程。 ∴在塔顶的推动力6210310-?=-=y 在塔底的推动力61103150-?=-=y 对数平均推动力()()66 105.12231 3151031315--?=?-= -In L y y m λ 由上式得:()2351093.8m kN s m kmol a K G -?=

化工原理实验(思考题答案)

实验1 流体流动阻力测定 1. 启动离心泵前,为什么必须关闭泵的出口阀门? 答:由离心泵特性曲线知,流量为零时,轴功率最小,电动机负荷最小,不会过载烧 毁线圈。 2. 作离心泵特性曲线测定时,先要把泵体灌满水以防止气缚现象发生,而阻力 实验对泵灌水却无要求,为什么? 答:阻力实验水箱中的水位远高于离心泵,由于静压强较大使水泵泵体始终充满水, 所以不需要灌水。 3. 流量为零时,U 形管两支管液位水平吗?为什么? 答:水平,当u=0时 柏努利方程就变成流体静力学基本方程: 21212211,,Z Z p p g p Z g P Z ==+=+时当ρρ 4. 怎样排除管路系统中的空气?如何检验系统内的空气已经被排除干净? 答:启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。关闭出口阀后,打开 U 形管顶部的阀门,利用空气压强使U 形管两支管水往下降,当两支管液柱水平,证明系统中空气已被排除干净。 5. 为什么本实验数据须在双对数坐标纸上标绘? 答:因为对数可以把乘、除变成加、减,用对数坐标既可以把大数变成小数,又可 以把小数扩大取值范围,使坐标点更为集中清晰,作出来的图一目了然。 6. 你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法?它们各有什么特点? 答:测流量用转子流量计、测压强用U 形管压差计,差压变送器。转子流量计,随 流量的大小,转子可以上、下浮动。U 形管压差计结构简单,使用方便、经济。差压变送器,将压差转换成直流电流,直流电流由毫安表读得,再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差,可测大流量下的压强差。

7. 读转子流量计时应注意什么?为什么? 答:读时,眼睛平视转子最大端面处的流量刻度。如果仰视或俯视,则刻度不准, 流量就全有误差。 8. 假设将本实验中的工作介质水换为理想流体,各测压点的压强有何变化?为 什么? 答:压强相等,理想流体u=0,磨擦阻力F=0,没有能量消耗,当然不存在压强差。 ,2222222111g u g p Z g u g P Z ++=++ρρ ∵d 1=d 2 ∴u 1=u 2 又∵z 1=z 2(水平管) ∴P 1=P 2 9. 本实验用水为工作介质做出的λ-Re 曲线,对其它流体能否使用?为什么? 答:能用,因为雷诺准数是一个无因次数群,它允许d 、u 、ρ、变化。 10. 本实验是测定等径水平直管的流动阻力,若将水平管改为流体自下而上流动 的垂直管,从测量两取压点间压差的倒置U 型管读数R 到ΔP f 的计算过程和 公式是否与水平管完全相同?为什么? 答:过程一样,公式(通式)相同,R 值的计算结果不同。 通式:gz gR p p B B A ρρρ+-=-)(21 水平放置: z=0 gR p p B A )(21ρρ-=- 垂直放置: z=L (管长)gL gR p p B A ρρρ+-=-)(21 11. 影响流动型态的因素有哪些?用Re 判断流动型态的意义何在? 答:影响流动类型的因素有:内因:流动密度ρ、粘度μ;外因:管径d 、流速u,即 μρdu R e =。用它判断流动类型,什么样的流体、什么样的管子,流速等均适用,这样,就把复杂问题简单化了,规律化了,易学、易用易于推广。 12. 直管摩擦阻力的来源是什么? 答:来源于流体的粘性y u A F ??=μ流体在流动时的内摩擦,是流体阻力的内因或依据。

化工原理习题答案英文

Problems and Solutions Distillation 1、 A continuous fractionating column is used to separate 4000kg/h of a mixture of 30 percent CS 2and 70 percent CCl 4. Bottom product contain 5 percent CS 2at least, and the rate of recovery of CS 2in the overhead product is 88% by weight,required. Calculate (a) the moles flow of overhead product per hour .(b) the mole fractions of CS 2and CCl 4in the overhead product, respectively Solution: Form overall material balance 1F D W F D W F x D x W x =+'''=+ () (2) Known by the justice of the problem 0.88D F Dx Fx ''= (3) Take the place of 3 types and enter 2 types 0.880.122880/ 0.05400028801220/0.880.8840000.3 0.943 1120 F F w w F D Fx Fx Wx kg h x D F W kg h Fx x D '''=+'?4000?0.3==' =-=-='??'== =F 0.12Fx W= The unit converts : 0.943/76 0.970.943/760.057/154 D x ==+(mole fraction ) 0.97 76 0.0315478.3 / 112014.3/78.3 m M kg kmol D Kmol h =?+?=∴==

化工原理实验思考题答案(精编版)

实验一流体流动阻力测定 1.如果测压口,孔边缘有毛刺或安装不垂直,对静压的测量有何影响? 答案:没有影响.静压是流体内部分子运动造成的.表现的形式是流体的位能.是上液面和下液面的垂直高度差.只要静压一定.高度差就一定.如果用弹簧压力表测量压力是一样的.所以没有影响. 2.以水做介质所测得的λ~ Re 关系能否适用于其它流体 ? 如何应用 ? 答案:可以用于牛顿流体的类比,牛顿流体的本构关系一致。应该是类似平行的曲线,但雷诺数本身并不是十分准确,建议取中间段曲线,不要用两边端数据。雷诺数本身只与速度,粘度和管径一次相关,不同流体的粘度可以查表。 3.在不同设备上 ( 包括不同管径 ) ,不同水温下测定的λ~ Re 数据能否关联同一条曲线? 答案: 一次改变一个变量,是可以关联出曲线的,一次改变多个变量时不可以的。另外,不要奢望可以做出一个多项式之类的好的曲线,这是不可2.一次改变一个变量,是可以关联出曲线的,一次改变多个变量时不可以的。 4如何检测管路中空气是否排干净? 答案:在流动测定中气体在管路中,对流动的压力测量产生偏差,在实验中一定要排出气体,让流体在管路中流动,这样流体的流动测定才能准确。当流出的液体无气泡是就可以证明空气已经排干净了。 5.在对装置做排气工作时,是否一定要关闭流程尾部的出口阀?为什么? 答案:应该关闭。应为这样可以把管道中的气泡全部排出。 实验三对流传热系数测定

实验四 填料塔压降曲线和吸收系数测定 1.本实验中怎样才能提高体积吸收系数a K Y 的数值? 增加气体流速,换用比表面积更大的填料。 2.当气体温度与吸收剂温度不同时,应按哪种温度来查取亨利常数? 按吸收剂的温度,因为溶解度主要与液体的温度有关。 3.干填料层的U Z P ~?关系与湿填料层的U Z P ~?关系有什么不同? 干填料压降曲线为一条直线,湿填料曲线的斜率是变化的,依次有载点和泛点。 4.通常填料的空塔操作下气速应控制在多少? 应控制在载点气速以上,泛点气速的0.8倍以下。 实验五 精馏塔效率测定 1.测量全回流和部分回流总板效率与单板效率时各需测几个参数? 答:全回流:塔顶,塔底取样,用折光仪测得其组成。 部分回流:各板取样,用折光仪测得其组成。 2.冷料进料对精馏塔操作有什么影响? 答:冷进料肯定会造成塔内的温度、压力的变化。对于冷液进料,提镏段内回流液量包括三部分,1精馏段的回流量,2原料液流量,3为将原料液加热到板上温度,必然会有一部分自提馏段上升的蒸汽被冷凝下来,冷凝液也成为回流液的一部分,由于这部分的冷凝故上升到精馏段的蒸汽量比提留段少,费蒸汽。 3. 查取进料液的汽化潜热时定性温度取何值? 答:水和乙醇的最低恒沸温度。

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