气体吸收单元自测题
一、填空题
1、吸收操作的依据是，以达到分离气体混合物的目的。
2、Henry定律的表达式为p e=E·x，若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为气体。
3、由于吸收过程中气相中溶质分压总是溶质的平衡分压，因此吸收操作线总是在平衡线的。
4、在1atm、20℃下某低浓度气体混合物被清水吸收，若气膜传质系数为k G=0.1kmol/(m2.h.atm)，液膜传质系数k L=0.25kmol/(m2.h.atm)，溶质的溶解度系数H=150kmol/(m3.atm)，则该溶质为气体，气相总传质系数K Y= kmol/(m2.h.△Y)。
5、解吸时，溶质由向传递，压力温度将有利于解吸。
6、双膜理论的基本论要点。对气膜控制体系，传质阻力主要集中在相中，对液膜控制体系，传质阻力主要集中在相中。
7、在吸收过程中，若提高吸剂用量，对气膜控制的物系，体积总传质系数K Y a，对液膜控制的物系，体积总传质系数K Y a。
8、吸收操作中增加吸收剂用量，操作线的斜率，吸收推动力。
9、当吸收剂用量为最小用量时，则所需填料层高度将为。
10、在常压逆流操作的填料塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。已知进塔气相组成Y1为0.02(摩尔比)，操作液气比为(L/G)=0.9，气液平衡关系为Y=1.0X，则溶质组分的回收率最大可达。
11、脱吸因数可表示为，吸收因数可表示为。
12、低浓度逆流吸收操作中，当气体进口含量y1下降，其它条件不变时，则气体出口含量y2，液体出口含量x1，被吸收溶质总量，回收率η，平均推动力△y m，N OL。（增大、减小、不变、不确定）
13、低浓度逆流吸收操作中，其它条件不变而入塔液体含x2下降，则N OL，出塔液体x1，出塔气体y2。（增大、减小、不变、不确定）
14、低浓度逆流吸收塔设计中，若气体流量、进出口组成及液体进口组成一定，减小吸收剂用量，传质推动力将，设备费用将。（增大、减小、不变）
二、选择题
1、吸收操作的作用是分离( )。
A、气体混合物
B、液体均相混合物
C、气液混合物
D、部分互溶的液体混合物
2、在一符合Henry定律的气液平衡系统中，溶质在气相中的摩尔浓度与其在液相中的摩尔浓度的差值为( )。
A、正值
B、负值
C、零
D、不确定
3、在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力(以液相组成差表示)为( )。
A、X*－X
B、X－X*
C、X i－X
D、X－X i
注：X为液相中溶质浓度，X*为与气相平衡的液相浓度，X i为气液相界面上的液相平衡浓度。
4、某吸收过程，已知气膜传质系数k Y为4×10-4kmol/(m2.s)，液膜的传质系数k Y为8×10-4kmol/(m2.s)，由此可判断该过程( )。
A、气膜控制
B、液膜控制
C、判断依据不足
D、双膜控制
5、在逆流吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分。其液气比L/G为2.7，平衡关系可表示为Y=1.5X(Y、X为摩尔比)，溶质回收率为90%，则液气比与最小液气比之比值为( )。
A、1.5
B、1.8
C、2
D、3
6、根据双膜理论，当溶质在液体中溶解度很小时，以液相表示的总传质系数将( )。
A、大于液相传质分系数
B、近似等于液相传质分系数
C、小于气相传质分系数
D、近似等于气相传质分系数
7、在填料塔中用清水吸收混合气中氨，当用水量减小时，气相总传质单元数N OG将( )。
A、增加
B、减小
C、不变
D、不确定
8、逆流操作的填料塔，当脱吸因数S>1时，且填料层无限高时，气液两相平衡出现在( )。
A、塔顶
B、塔底
C、塔上部
D、塔下部
9、在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组成X2增大，其它条件不变，则气相总传质单元高度将( )。
A、增加
B、减小
C、不变
D、不确定
10、在逆流吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中溶质。平衡关系符合Henry定律。当进塔气相组成Y1增大，其它条件不变，则出塔气体组成Y2和吸收率η的变化为( )。
A、Y2增大、η减小
B、Y2减小、η增大
C、Y2增大、η不变
D、Y2增大、η不确定
三、问答题
1、某逆流吸收塔操作时，因某种原因致使吸收剂入塔量减少，以至操作时液气比小于原定的液气比，则将发生什么情况？
2、某吸收塔H＝∞，气体量G与组成y1和液相组成x2不变，平衡关系符合Henry定律，试分析在以下两种情况下增大吸收剂的量L，对吸收过程有何影响？
(1)L/G＞m (2)L/G＜m
3、相平衡在吸收过程中有何应用？
四、推导题
在填料吸收塔中，逆流操作，用纯溶剂吸收混合气体中溶液质组分。已知进塔气相组成为Y1，气液平衡关系为Y=mX，试推导最小液气比(L/G)min与吸收率η间的关系？
五、计算题
1、在逆流常压填料吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分。进塔气相组成为5%(体积)，吸收率为98%。吸收剂用量为最小用量的1.4倍。操作条件下气液平衡关系为Y=1.2X(Y、X为摩尔比)，气相体积总传质系数K Y a为180kmol/(m3.h)。若混合气流量为2826标准m3/h，按标准状况下计的气体空塔速度为1m/s。试求：
(1)出塔液相组成X1，摩尔比；
(2)清水的耗用量L；
(3)填料层的高度H。
2、在逆流填料吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分。操作温度为20℃，压强为101.33kPa，相应的混合气流量为480m3/h。进塔气相组成为0.015(摩尔分率)，吸收率为98%，出塔液相组成可达到与入塔气相浓度平衡浓度的80%。平衡关系为Y=0.75X(Y、X为摩尔比)。试求：
(1)出塔液相组成；
(2)清水用量，kg/h。
3、在一逆流接触的填料吸收塔中，用纯水吸收空气～氨混合气中的氨，入塔气体中含NH39%，要求吸收率为95%，吸收剂用量为最小用量的1.2倍，操作条件下的平衡关系为y*＝1.2x。传质单元高度为0.8m。试求：
(1)填料层高度H 。
(2)若改用含NH 30.05%（摩尔分率）的稀氨水作吸收剂，x 1及其它条件均不变，吸收率为多少？
4、在某填料塔内用水吸收混合气中的可溶组分。混合气体初始含量为0.02(摩尔分数，下同)，吸收剂为解吸之后的循环水，液气比为1.5，在操作条件下，气液平衡关系为y =1.2x ，两相呈逆流接触。
当解吸塔操操作正常时，解吸后水中溶质含量为0.001，出吸收塔气体残余含量为0.002；若解吸塔操作不正常时，解吸后水中的溶质含量上升为0.005，其他操作条件不变，试求：
(1)此时出吸收塔气体中溶质的残余含量为多少； (2)此时吸收过程的平均推动力是多少？
5、某填料塔逆流吸收操作，操作压力101.3kPa ，温度303K ，用纯溶剂吸收混合气体中的溶质，当操作液气比为2.0时，溶质回收率可达96%。已知该物系在低浓度下的平衡关系为y ＝0.9x ，吸收过程大致为气膜控制，总传质系数K y a 与气体流率的0.8次成正比。
今混合气体流率增加15%，而液量及气液进口浓度不变，试求： (1)溶质吸收率有何变化；
(2)吸收塔的平均推动力有何变化？
气体吸收单元自测题（答案）
一、填空题
1．组分在溶剂中溶解度的差异2．难溶3．大于、上方4．易溶、0.0997 5．液相、气相；降低、升高
6．存在气液相界面、在相界面上气液达到平衡、传质阻力集中在液膜和气膜内；气
膜、液膜 7．几乎不变、增大 8．增大、增加 9．无限高10．90%
11．mG /L 、L /mG 12．减小、减小、减小、不变、减小、不变13．不变、减小、减小 14．减小、增大 二、选择题
1．A 2．D 3．A 4．C 5．C 6．B 7．A 8．B 9．C 10．C 三、问答题
1、答：气体出塔含量y 2增大，达不到设计要求，液体出塔含量x 1也增大。
2、答：(1)在L /G ＞m 情况下，y 2受相平衡约束等于mx 2，增大L 不会降低y 2，只会无谓降低x 1，增大操作负荷。
(2)在L /G ＜m 情况下，增L 大对降低y 2效果显著。
3、答：判断过程方向；指明过程极限；计算过程推动力。 四、推导题
推导：出塔气相组成
12)1(Y Y η-=
由最小液气比的定义式得
21212*
121m in
/X m Y Y Y X X Y Y G L --=--=???
?? 因为以纯溶剂为吸收剂，所以X 2＝0，则
ηηηm m m Y Y Y G L =--=--=?
??
??)]1(1[/)1(111m in
五、计算题
1、解：出塔气气相组成
001053.095
.005.0)98.01()1(12=?
-=-=Y Y η
最小液气比
176.12.1/05263.0001053.005263.0/2
121m in =-=--=?
??
??X m Y Y Y G L 气体处理量为
16.126273
314.82826325.101=??=
=
RT pV G kmol/h
(1)出塔液相组成
03133.0)001053.005263.0(176
.14.11)(211=-?=
-=
Y Y L
G X
(2)清水的耗用量
71.20716.126176.14.1=??=L kmol/h
(3)填料层高度
塔横截面积为
785.01
3600
/2826==
Ωm 2
气相总传质单元高度
893.0785
.018016.126=?=
Ω
=
a K G H Y OG m
平均对数推动力为
005259
.0 001053
.003133
.02.105263.0ln
001053
.003133.02.105263.0ln
)
()(2
2112211=?--?-=
-----=
?mX
Y mX Y mX Y mX Y Y m
气相总传质单元数
81.9005259
.0001053
.005263.021=-=
?-=
m
OG Y Y Y N
填料层高度
76.881.9893.0=?==OG OG N H H m
2、解：(1)出塔液相组成
0162.075
.08.0015
.01015.08.075.0/11=?-=
?=Y X
(2)清水用量
出塔气体中溶质的浓度为
000305.0015
.01015.0)98.01()1(12=-?
-=-=Y Y η
入塔气相组成
015228.01=Y
入塔气体的量
9665.19293
314.848033.101=??=
=
RT
pV G kmol/h
kg/h
24.325kmol/h
069.18 0162
.0)
000305.0015228.0()015.01(9665.19)(2
121==-?-?=
--=
X X Y Y G L
3、解：(1) 0045.009.0)95.01(009.0221=?-===y x y
368.1)2.1/09.0/()0045.009.0(2.1)/(2.1/m in =-==G L G L
00872
.0)0045.0/015.0(/)0045.0015.0(0045
.0015.02.10625.009.00625.0368.1/)0045.009.0(/)(21211=-=?=?=?-=?=-=-=Ln y y y L y y G x m
m
H N OG 84.78.08.98.900872.0/)0045.009.0(=?==-=
(2)0005.00625.009.0211===x x y
`22212124
.94)09.0/0052.0(1/1 0052
.0 368
.1)/()( / =-=-===--∴
y y y x x y y G L η解得：不变
5、解：解吸塔操作正常时，吸收塔液体出口含量
013.0001.05
.1002
.002.0)(2211=+-=
+-=
x y y L
G x
此时吸收过程的平均推动力与传质单元数分别为：
00211
.0 001
.02.1002.0013.02.102.0ln
)
001.02.1002.0()013.02.102.0(ln
)
()(2
2112211=?-?-?--?-=
-----=
?mx y mx y mx y mx y y m
53.800211
.0002.002.021=-=
?-=
m
OG y y y N
当解吸塔操作不正常时，N OG 不变。设此时两相出口含量分别为'
2y 和'
x x ，则以下两式成立：
005.05.102.0)('
2
''21'
1
+-=
+-=
y x y y L
G x x
005
.02.12.102.0ln
5
.12.111
ln
11'
2'
1'
2
'
2'
11?---
=---
=
y x mx y mx y L
mG N OG
即
'
1'
22.102.0)006.0(5.5x y -=-
联立以上两式得
0066.0'
2=y 0139.0'
1=x
此时吸收过程的平均推动力：
00157.0'
21=-=
?OG
m N y y y
6、解：原工况
由回收率可计算出气体出口浓度
111204.0)96.01()1(y y y y =-=-=η
由物料衡算可得到液体出口浓度
)()(2121x x L y y G -=- ? 11148.00
.204.01y y x =-=
吸收塔的平均推动力
11
1
11
112
2112211199.004.048.09.0ln
04.0)48.09.0(ln
)
()(y y y y y y y mx y mx y mx y mx y y m =?--?-=
-----=
?
传质单元数
82.4199.0)04.01(1
1
21=-=
?-=
y y y y y N m
OG
新工况
传质单元高度
OG OG OG y y
OG H H H G G a K G
G G G G a
K G
H 028.115
.1)
/()/(2
.02
.0'8
.0'
'
''
'
==???
?
??==
=
传质单元数
69.4028
.182.4'
'
'
==
?=
=
OG
OG
OG OG
OG H N H H H N
液体出口浓度
)()(2'
1'
21x x L y y G -=- ? '
21'21'
1575.0575.0)(0
.215.1y y y y x -=-=
吸收过程基本方程式
2
'
2'
11'
2
'
2'1
12'
2'
11'
2
1''
ln
11ln
)
()(mx y mx y L
mG mx y mx
y mx y mx y y y N
H H OG
OG
---
=------=
=
'
2
'
1
19.0ln
.215
.19.01169.4y x y -?-
=
? '
11'29.061.9x y y -=
由以上两式得
1'
2053.0y y = 1'
1545.0y x =
(1)新工况下溶质的回收率
947.0053.01
1
11
'
2
1'
=-=
-=
y y y y y y η
(2)新工况下的平均推动力
12
'
2'1
12'
2'11'
2017.0ln
)
()(y mx y mx
y mx y mx y y
m
=-----=
?
014.1199
.02017.0'
==
??m
m y y
精馏单元自测题
一、填空题
1、蒸馏是分离 的一种方法，蒸馏分离的依据是 。
2、气液两相呈平衡状态时，气液两相温度 ，但气相组成 液相组成。
3、气液两相组成相同时，则气相露点温度 液相泡点温度。
4、在精馏过程中，增大操作压强，则物系的相对挥发度 ，塔顶温度 ，塔釜温度 ，对分离过程 。
5、两组分溶液的相对挥发度是指溶液中 的挥发度对 的挥发度的比值，α=1表示 。
6、所谓理论板是指该板的气液两相 ，且塔板上 。
7、某两组分物系，其相对挥发度α=3，对第n、n-1两层理论板，在全回流条件下，已知x n=0.3，则y n-1=
8、某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.75x+0.24，则该精馏塔的操作回流比为，馏出液组成为。
9、精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是和。
10、在总压为101.33kPa、温度为95℃下，苯与甲苯的饱和蒸气分别为p A0=155.7kPa，p B 0=63.3 kPa，平衡时苯的液相组成为x= ，气相组成为y= ，相对挥发度α= 。
11、精馏塔有进料热状态，其中进料q值最大，进料温度t F泡点t b。
12、在操作的精馏塔中，测得相邻两塔板的两相四个组成为0.62、0.70、0.75、0.82，则y n= ，x n= ，y n+1= ，x n+1= 。
13、对于不同的进料热状态，x q、y q与x F的关系为：
(1)冷液进料，x q x F，y q x F；
(2)饱和液体进料，x q x F，y q x F；
(3)气液混合物进料，x q x F，y q x F；
(4)饱和蒸气进料，x q x F，y q x F；
(5)过热蒸气进料，x q x F，y q x F；
14、某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则：回流比等于，馏出液流量等于，操作线方程为。
二、选择题
1、精馏操作时，增大回流比，其他操作条件不变，则精馏段液气比L/V（），馏出液组成x D( )，釜残液组成x w( )。
A．增加 B.不变 C.不确定Ｄ.减小
2、精馏塔的设计中，若进料热状态由原来的饱和蒸气进料改为饱和液体进料，其他条件维持不变，则所需理论板数Ｎ()，Ｌ()，Ｖ( )，Ｌ／( )，Ｖ／( )。
Ａ.减小 B.不变 C.增加 D.不确定
3、对于饱和蒸气进料，则Ｌ／( )L，Ｖ／( )V。
A.等于 B .小于 C.大于 D.不确定
4、某减压操作的精馏塔，若真空度加大，而其他条件不变，则塔釜残液组成x w（），馏出液组成x D( )。
A．减小 B.不变 C.增加 D.不确定
5、操作中的精馏塔，F、q、x D、x w、Ｖ／不变，减小x F，则有( )。
A．D增大，R减小 B. D不变，R增大
C. D减小，R增加
D. D减小，R不变
6、操作中的精馏塔，保持F、x F、q、R不变，增加W，则L/V( )，Ｖ／( )。
A．不确定 B.增加 C.不变 D.减小
7、精馏操作时，若F、x F、q、R均不变，而将塔顶产品量D增加，则Ｌ／( )，
Ｖ／( )。
A．增加 B.不变 C.减小 D.不确定
8、某精馏塔分离二元混合物，规定产品组成x D、x w。当进料为x F1时，相应回流
比为R1；进料为x F2时，相应回流比为R2。若x F1< x F2，进料热状态不变，则( )。
A．R1< R2 B.R1=R2 C.R1>R2 D.不确定
9、精馏塔设计中，增大操作压强，则相对挥发度( )，塔顶温度( )，塔釜温
度( )。
A．增加 B.不变 C.减小 D.不确定
10、精馏塔中由塔顶向下的第n-1、n、n+1层塔板，其气相组成关系为( )。
A．y n+1> y n> y n-1 B.y n+1= y n= y n-1 C.y n+1 11、某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x A=0.4，相应的泡点温度为 t1，气相组成为y A=0.4，相应的露点温度为t2，则( ) A．t1< t2 B . t1=t2 C. t1> t2 D.不能判断 12、分离某二元混合物，进料量为100kmol/h，x F=0.6，要求馏出液组成x D不小于 0.9，则塔顶最大产量为( )。 A．60 kmol/h B.66.7 kmol/h C.90 kmol/h D.不能判断 13、完成某分离任务需理论板数为N=7（包括再沸器），若E T=50%，则塔内需实 际板数为( )。 A．14层B．10层C．12层D．无法确定 三、计算题 1、在连续精馏塔中分离某两组分混合液，已知进料量为100 kmol/h、组成为0.45 （摩尔分数，下同），饱和液体进料；操作回流比为2.6，馏出液组成为0.96，釜残液组成为0.02，试求： (1)易挥发组分的回收率。(2)精馏段操作线方程。(3)提馏段操作线方程。 2、在常压连续精馏塔中分离含苯0.4(摩尔分数，下同)的苯—甲苯混合液。饱和液 体进料，馏出液组成为0.9，釜残液组成为0.06。塔顶采用全凝器，泡点回流，操作回流比为最小回流比的1.5倍，在操作条件下，物系的平均相对挥发度为2.47。试求理论板数和进料位置。 3、用一常压操作的连续精馏塔，分离含苯为0.44(摩尔分率，以下同)的苯—甲苯 混合液，相对挥发度为2.46。 要求塔顶产品中含苯不低于0.975，塔底产品中含苯不高于0.0235。操作回流比为 3.5。试用简捷法求以下两种情况时的理论板层数。 (1)原料为饱和液体。 (2)原料为液化率等于1/3的气液混合物。 精馏单元自测题（答案） 一、填空题 1、均相液体混合物，挥发度差异 2、相同，大于 3、大于 4、下降，升高，升高，不利 5、易挥发组分，难挥发组分，不能用普通蒸馏方法分离 6、互呈平衡，液相组成均匀一致 7、0.794 8、3，0.96 9、塔顶易挥发组分含量高，塔底压力高于塔顶10、0.411，0.632， 2.46 11、五种，过冷液体，小于12、0.82，0.70，0.75，0.62 13、(1)>、>；(2)=、>； (3)<、>；(4)<、=；(5)<，< 14、∞，0，yn+1=xn 二、填空题1、A、A、D 2、A、B、B、C、C 3、A、B 4、A、C 5、C 6、C 7、A、A 8、C 9、C、A、A 10、C 11、A 12、B 13、C 三、计算题 1、(1)97.59；(2)y n+1=0.722x n+0.267；(3)y m+1=1.329x m-0.0066 2、N T=10(包括再沸器)，N F=5 气液传质设备自测题 一、填空题 1、板式塔的流体力学性能包括、、、、。 2、塔板负荷性能图由、、、、五条线组成，五条线围成的区域为，操作点应在。 3、加大板间距，则液泛线；减少塔板开孔率，则漏液线；增加降液管面积，则液相负荷上限线。 4、塔板的操作弹性是指。 5、列举三种板式塔___________、___________、___________；列举四种常见的填料___________、___________、___________、___________。 二、选择题 1、下列塔板属于错流塔板的有( )。 A．浮阀塔板B．穿流筛板 C．泡罩塔板D．淋降栅板 2、精馏塔设计中，增加塔板开孔率，可使漏液线( )。 A．上移B．不动C．下移D．无法确定 3、板式塔操作过程中，下列哪些因素会引起塔压剧增( )。(多选) A、降液管堵塞 B、夹带液泛 C、物料起泡 D、以上因素都不能 4、下列哪个因素能使雾沫夹带量上升( )。 A、气速增大 B、板间距增大 C、操作压强增大 D、液体表面张力增大 5、关于填料塔压降△p与气速u和喷淋量L的关系，下列说法正确的是( )。 A、u越大，△p越小 B、u越大、△p越大 C、L越大，△p越小 D、以上说法都不对 三、问答题 1、溢流堰、降液管的作用是什么？ 2、在板式塔设计中，塔板间距的选取主要考虑哪些因素？ 3、什么叫液泛？发生液泛时塔温（塔顶、塔底）或压强有何反映？当出现H d>(H T+h w)时，可能是哪些原因造成的？可以从哪些方面进行调整？ 4、在板式塔的操作中，可能出现哪些返混现象？返混对塔的效率会有何影响？ 气液传质设备自测题（答案） 一、填空题 1、塔板压降，液泛，雾沫夹带，漏液，液面落差 2、雾沫夹带线，液泛线，液相负荷上限线，漏液线，液相负荷下限线，适宜操作区，适宜操作区内 3、上移，下移，右移 4、操作线与负荷性能图上曲线的两个交点所对应的气体流量的上限和与下限的比值。 5、浮阀塔、筛板塔、泡罩塔；拉西环、鲍尔环、阶梯环、矩鞍环 二、选择题 1、A、C 2、A 3、A、B、C 4、A 5、B 三、问答题 1、答：液流堰的作用是保证塔板上有一定高度的液层，使塔板上有足够的气液接触表面积和接触时间。 降液管的作用是液体向下流动的通道，使泡沫中的气体得到分离，不把气泡带入下一塔板而影响传质效率。 2、答：(1)当塔板数很多，而塔不宜太高时，板间距可取得低些，以降低塔高。(在进料不变的情况下，可将塔径取得大些，气速则下降)。 (2)H T取得高些，不易液泛。(不液泛的条件是H d≤(H T+h w)/2)，H T越高，允许的降液管清液层高度H d可越高。) (3)H T取得高些，不易夹带。 (4)所需要求的负荷弹性大，板间距H T取大些。 (5)液量大，H T取高些。 3、答：液泛现象是当通过塔板的汽液负荷过大，流体在板上不断积累，液层上涨，致辞使塔板上整个窨都充满了液体。 此时塔顶温度上升，釜温波动。塔顶与塔底压差急骤增大，釜压上升。产生的原因从操作看，可能是气速过大，液量过大；从结构上看，可能是开孔率太小(气速大，干板阻力大)，板间距太低，溢流堰太高，降液管面积及流出口面积过小等。 调节措施是降低上升气量(减小回流比，减小进料量F)，以降低液量L，从结构上可提高开孔率φ，增大塔板间距H T，降低溢流堰高度h w，提高降液管面积A f及流出口面积A出。 4、答：塔内纵向返混有过量液沫夹带，过量泄漏，气泡夹带。横向返混有塔板上的液流不是沿降液方向进行柱塞流动。 纵向及横向返混均会引起板效率严重下降。 液液萃取单元自测题 一、填空题 1、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中而达到混合液中组分分离的操作。 2、在三角形坐标图上，三角形的顶点代表，三条边上的点代表，三角形内的点代表。 3、分配系数k A是指，其值愈大，萃取效果。 4、影响分配系数k A数值的因素有、、。 5、通常物系温度升高，组分B、S的互溶度，两相区面积，不利于萃取分离。 6、溶质的分配系数k A越大，稀释剂的分配系数k B越小，则选择性系数β值，越有利于萃取分离。 7、在单级萃取器中，用纯溶剂S萃取A、B混合液中的溶质A，测得平衡的萃取相与萃余相中组分A的质量分数分别为y A=0.37，x A=0.14，组分B、S可视着完全不互溶，则组分A的分配系数k A= ，萃取剂的选择性系数β= 。萃取中，β值均应。 8、溶解度曲线将三角形相图分为两个区，曲线内为，曲线外为，萃取操作只能在内进行。 9、单级萃取操作中，平衡时E相组成为39%的A和2.4%的B，R相的组成为16%的A及83%的B，则组分A的分配系数k A= ，萃取剂的选择性系数β= 。 10、萃取中，萃取剂的加入量应使和点M的位置位于。 11、萃取装置中，根据两相接触方式不同，分为和两 大类。填料萃取塔属于，筛板塔属于。 12、单级萃取料液x F，溶剂用量愈大，混合点M愈S点， 最大溶剂用量点为，最小溶剂用量点为。（见图所示） 二、选择题 1、萃取中当出现下列情况时，说明萃取剂的选择是不适宜的（）。 A．k A<1 B．k A=1 C．β>1 D．β≤1 2、单级萃取中，在维持料液组成x F、萃取相组成y A不变条件下，若用含有一定溶质A的萃取剂代替纯溶剂，所得萃余相组成x R将（）。 A．增加B．减小C．不变D．不确定 3、用纯溶剂S对A、B混合液进行单级萃取，F、x F不变，加大萃取剂用量，通常所得萃取液组成y A’将（）。 A．提高B．减小C．不变D．不确定 4、在原料液组成x F及溶剂比(S/F)相同条件下，将单级萃取改为多级萃取，如下参数的变化趋势是萃取率（），萃余率（）。 A．提高B．降低C．不变D．不确定 5、纯溶剂单级萃取，x F、x R一定，若溶质分配系数k A越大，则所需溶剂比S/F（）。 A．越大B．越小C．不变D．不确定 液液萃取单元自测题（答案） 一、填空题 1、溶解度的差异 2、纯物质，二元混合液，三元混合液 3、y A/x A，愈好 4、物系，温度，组成 5、加大，减小 6、越大 7、2.643，无穷大，大于1 8、两相区，单相区，两相区 9、2.438，84.3 10、两相区11、逐级接触，微分接触，微分接触式，级式接触式12、靠近，C，D 二、选择题 1、D 2、C 3、D 4、A，B 5、B 干燥单元自测题 一、填空题 1、在101.33kPa的总压下，在间壁式换热器中将温度为293K、相对湿度为80%的湿空气加热，则该空气下列状态参数变化的趋势是：湿度H ，相对湿度φ，湿球温度t w，露点温度t d。 2、在101.33kPa的总压下，将饱和空气的温度从t1降至t2，则该空气下列状态参数变化的趋势是：相对湿度φ，湿度H ，湿球温度t w，露点温度t d。 3、在实际干燥过程中，常用来测量空气的湿度。 4、测定空气中水汽分压的实验方法是测量。 5、对流干燥操作的必要条件是；干燥过程是相结合的过程。 6、在101.33kPa的总压下，已知湿空气的温度为40℃，其相对湿度φ为60%，且40℃下水的饱和蒸汽压为7.38kPa，则该空气的湿度H为kg/kg绝干气，其焓I为kj/kg绝干气。 7、在一定的温度和总压强下，以湿空气作干燥介质，当所用空气的相对湿度φ减小时，则湿物料的平衡水分相应，其自由水分相应。 8、恒定干燥条件是指空气、、均不变的干燥过程。 9、恒速干燥阶段又称控制阶段，影响该阶段干燥速率的主要因素是；降速干燥阶段又称控制阶段，影响该阶段干燥速率的主要因素是。 10、在恒速干燥阶段，湿物料表面的温度近似等于。 11、在常压和40℃下，测得湿物料的干基含水率X与空气的相对湿度φ之间的平衡关系为：当φ=100%时，平衡含水量X*=0.26kg/kg绝干料；当φ=40%时，平衡含水量X*=0.04kg/kg绝干料。已知该物料的初始含水量X1=0.43kg/kg绝干料，现让该物料在40℃下与φ=40%的空气充分接触，非结合水含量为kg/kg绝干料，自由含水量kg/kg绝干料。 12、理想干燥器或等焓干燥过程是指，干燥介质进入和离开干燥器的焓值。 二、选择题 1、当空气的相对湿度φ=60%时，则其三个温度t(干球温度)、t w(湿球温度)、t d(露点)之间的关系为（）。 A．t=t w=t d B．t>t w>t d C．t 2、湿空气在预热过程中不变化的参数是（）。 A．焓B．相对湿度C．湿球温度D．露点 3、物料的平衡水分一定是（）。 A．结合水分B．非结合水分C．临界水分D．自由水分 4、在恒定条件下将含水量为0.2(干基，下同)的湿物料进行干燥。当干燥至含水量为0.05时干燥速率开始下降，再继续干燥至恒重，测得此时含水量为0.004，则物料的临界含水量为（）。 A．0.05 B．0.20 C．0.004 D．0.196 5、同一物料，如恒速干燥阶段的干燥速率加快，则该物料的临界含水量将（）。 A．不变B．减少C．增大D．不一定 6、已知湿物料的临界含水量为0.18(干基，下同)，现将该物料从初始含水量0.45干燥至0.12，则干燥终了时物料表面温度θ为（）。 A．θ>t w B．θ=t w C．θ=t d D．θ=t 7、利用空气作介质干燥热敏性物料，且干燥处于降速阶段，欲缩短干燥时间，则可采取的最有效措施是（）。 A．提高干燥介质的温度B．增大干燥面积、减薄物料厚度 C．降低干燥介质相对湿度D．提高空气流速 8、同一物料在一定干燥速率下，物料愈厚，则其临界含水量（）。 A．低B．不变C．高D．不确定 9、在恒定条件下干燥某种湿物料，则（）。 (1)临界含水量是结合水与非结合水的分界点 (2)平衡水分是区分可除去水与不可队去水的分界点 A．两种说法都对B．两种说法都不对 C．(1)对，(2)不对D．(2)对，(1)不对 10、物料的平衡水分随其本身升高的变化趋势为（）。 A．增大B．减少C．不变D．不确定 11、在一定温度下，物料的结合水与非结合水的划分，取决于（）。 A．空气状态B．物料性质 C．由空气状态和物料性质共同决定D．影响因素复杂，难以判断 12、欲从液体料浆直接获得固体产品，则最适宜的干燥器是（）。 A ．气流干燥器 B ．流化床干燥器 C ．喷雾干燥器 D ．厢式干燥器 三、计算题 1、常压下拟用温度为20℃、湿度为0.008kg 水/kg 干气的空气干燥某种湿物料。空气在预热器中被加热到90℃后送入干燥室，离开时的温度为45℃、湿度为0.022kg 水汽/kg 干气。现要求每小时将1200kg 的湿物料由含水率3%（湿基）干燥至0.2%（湿基），已知物料进、出口温度分别为20℃和60℃，在此温度范围内，绝干物料的比热为 3.5kJ/(kg ·℃)，水的平均比热为 4.19 kJ/(kg ·℃)。干燥设备热损失可按预热器中加热量的5%计算。试求： (1)新鲜空气用量，kg/h ； (2)预热器的加热量Q P ，kW ； (3)干燥室内补充的热量Q d ，kW ； (4)热效率η。 2、现将上题流程改为废气循环流程设计，如下图所示。将出口废气中的50%引到新鲜空气处与新鲜空气混合。混合气经预热器仍加热至90℃后，再送入干燥室，出干燥室的废气温度仍为45℃，干燥室加热量Q d 不变，仍为40.3kW ，被干燥的物料及干燥要求不变，热损失仍可取为Q P 的5%。试计算： (1)新鲜空气的用量，kg/h ； (2)预热器的加热量Q P ，kW ； (3) 热效率η。 干燥单元自测题（答案） 一、填空题 1、不变，降低，增高，不变 2、φ=100%不变，降低，降低，降低 3、干球温度计 4、露点 5、湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水汽分压，存在传热传质推动力，热量传递和质量传递 6、0.02843，113.3 7、减小，增大 8、温度，湿度，流速 9、表面汽化，干燥介质状况、流速及其与物料的接触方式，内部迁移，物料结构、尺寸及其与干燥介质的接触方式、物料本息的温度10、热空气的湿球温度11、0.17，0.39 12、干燥器不补充热量、忽略干燥器的热损失、忽略加热物料所消耗的热量，相等 二、选择题 1、B 2、D 3、A 4、A 5、C 6、A 7、B 8、C 9、D 10、B 11、B 12、C t 0 =20H 0 L 2 ω2 M2 t 0 =20H 0 L 吸收 一填空 (1) 在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y=2kmol/m2·h，气相传质总K y=1.5kmol/m2·h，则该处气液界面上气相浓度y i应为?0.01????。平衡关系y=0.5x。 (2) 逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无穷高时，气液两相将在塔底达到平衡。 (3) 在填料塔中用清水吸收混合气中HCl，当水量减少时气相总传质单元数N OG增加。 (4) 板式塔的类型有；板式塔从总体上看汽液两相呈逆流接触，在板上汽液两相呈错流接触。 (5) 在填料塔中用清水吸收混合气中NH3，当水泵发生故障使上水量减少时，气相总传质单元数NOG (增加）（增加，减少）。 (6) 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，吸收操作中温度不变，压力增加，可使相平衡常数???减小?（增大、减小、不变），传质推动力??增大?（增大、减小、不变），亨利系数??不变（增大、减小、不变）。 (7) 易溶气体溶液上方的分压（小），难溶气体溶液上方的分压（大) ，只要组份在气相中的分压(大于）液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。 (8) 压力（减小),温度( 升高）,将有利于解吸的进行；吸收因素(A= L/mV ) ,当 A>1 时,对逆流操作的吸收塔,若填料层为无穷高时,气液两相将在塔（顶）达到平衡。 (9) 在逆流吸收塔操作时，物系为低浓度气膜控制系统，如其它操作条件不变，而气液流量按比例同步减少,则此时气体出口组成y2将 (减小），液体出口组成将（增大），回收率将。 (10) 当塔板中（气液两相达到平衡状态)，该塔板称为理论板。 (11) 吸收过程的传质速率方程N A=K G( )=k y( )。 (12) 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则塔的H OG将不变，N OG将增大。 (13)吸收因数A可表示为 mV/L，它在X–Y图上的几何意义是平衡线斜率与操作线斜率之比。 (14)亨利定律的表达式为；亨利系数E的单位为 kPa 。 (15) 某低浓度气体吸收过程，已知相平衡常数m=1 ，气膜和液膜体积吸收系数分别为k y a=2× 10-4kmol/m3.s, k x a=0.4kmol/m3.s, 则该吸收过程为（气膜阻力控制）及气膜阻力占总阻力的百分数分别为 99.95% ；该气体为易溶气体。 二选择 1.根据双膜理论，当被吸收组分在液相中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数 B 。 A大于液相传质分系数 B 近似等于液相传质分系数 C小于气相传质分系数 D 近似等于气相传质分系数 2.单向扩散中飘流因子 A 。 第五章 蒸馏 一、选择与填空 1、精馏操作的依据是 混合液中各组分挥发度的差异 。实现精馏操作的必要条件是 塔顶液相回流 和 塔底上升蒸汽 。 2、汽液两相呈平衡状态时，汽液两相温度_相同_，但液相组成_小于_汽相组成。 3、用相对挥发度α表达的汽液平衡方程可写为1(1)x y x αα= +-。根据α的大小，可用 来 判定用蒸馏方法分离的难易程度 ，若α=1则表示 不能用普通的蒸馏方法分离该混合液 。 4、在精馏操作中，若降低操作压强，则溶液的相对挥发度 增加 ，塔顶温度 降低 ，塔釜温度 降低 ，从平衡角度分析对该分离过程 有利 。 5、某二元物系，相对挥发度α=3，在全回流条件下进行精馏操作，对第n 、n+1两层理论板，已知 y n =0.4，则 y n+1=_0.182_。全回流通常适用于 开工阶段 或 实验研究 。 6、精馏和蒸馏的区别在于 精馏必须引入回流；平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别在于前者为连续的稳态过程而后者是间歇的非稳态过程 。 7、精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是 塔底压强高 和 塔底难挥发组分含量高 。 8、在总压为101.33kPa 、温度为85℃下，苯和甲苯的饱和蒸汽压分别为p A 0 =116.9kPa,p B 0 =46 kPa ，则相对挥发度α= 2.54，平衡时液相组成x A = 0.78 ，气相组成y A = 0.90 。 9、某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.72x+0.275，则该精馏塔的操作回流比为_2.371_，馏出液组成为_0.982_。 10、最小回流比的定义是 在特定分离任务下理论板数为无限多时的回流比 ，适宜回流比通常取 1.1~2.0 R min 11、精馏塔进料可能有 5 种不同的热状况，当进料为气液混合物且气液摩尔比为2:3时，则进料热状况q 值为 0.6 。 注：23() 550.6V V L V F V L V L I I I I I q I I I I -+-===-- 12、在塔的精馏段测得 x D =0.96、x 2=0.45、x 3=0.40（均为摩尔分率），已知R=3 ，α=2.5，则第三层塔板的气相默弗里效率 E MV _44.1%_。 注：1 * 1 n n MV n n y y E y y ++-= - 13、在精馏塔设计中，若F 、x F 、q 、D 保持不变，若增加回流比R ，则x D 增加, x W 减小 ,V 增加,L/V 增加 。 14、在精馏塔设计中，若F 、x F 、x D 、x W 及R 一定，进料由原来的饱和蒸气改为饱和液体，则所需理论板数N T 减小 。精馏段上升蒸气量V 不变 、下降液体量L 不变 ； 流体流动、流体输送机械习题 主要计算公式： 1、流体静力学基本方程式： gh p p ρ+=0或 2、流体的速度、体积流量、质量流量 及质量流速之间的关系： uA q v = 圆管： 2 4 d q u v π = ρ ρuA q q v m == ρ ρu A q A q G v m === 3、稳定流动时的连续性方程： 对任一截面： 常数 ==m q uA ρ 对不可压缩流体：常数=uA 4、柏努利方程： 221122 1222u p u p gz gz ρρ ++=++ 不可压缩、有外功加入的实际流体柏努利方程： ∑+++=+++f e h p u gz w p u gz ρρ2 222121122 或∑+?+?+?=f e h p u z g w ρ22 5、流体通过直管的摩擦阻力： 22 u d l h f λ = 6、摩擦因数（系数）λ 层流（ 2000 ≤e R ）： ρ μ λdu R e 6464= = 层流时直管摩擦阻力： p g z ρ+=常数 232d g lu h f ρμ= 湍流（ 5 310~103?=e R ），且在光滑管内流动时： 25 .03164 .0e R =λ 柏拉修斯（Blasius ）式 7、局部阻力计算 （1）当量长度法 22 u d l h e f λ = （2）阻力系数法 2u 2 ξ =f h 8、流体输送设备消耗的功率 η W q ηH ρgq ηP P e m v e a === H ρgq P v e = 9、并联管路 3 21V V V V ++= B fA f f f h h h h -?=?=?=?321 10、分支管路 21V V V += 1 f01 21020 0h ρP 2u gz ρP 2u gz 1 -∑+++=++ 2 f02 22h ρP 2u gz 2 -∑+++=常数= 《化工原理》复习材料 0绪论 0.1单元操作所说的“三传”是指__动量传递___、___热量传递__和___质量传递__。 0.2任何一种单位制都是由__基本单位__和__导出单位__构成的。 0.3重力单位制的基本单位是__长度__、__时间__和__力__。 0.4绝对单位制的基本单位是__长度__、__时间__和__质量__。 第一章 流体流动 一、填空题 1.1.流体静力学方程式仅适用于__连通着__的，__同一种连续__的，不可__压缩__静止流体。 1.2圆形直管内，流体体积流量一定，设计时若将d 增加一倍，则层流时h f 是原值的___16___倍；高度湍流时h f 是原值的___32___倍（忽略d ε变化的影响）。 1.3流量V q 增加一倍，孔板流量计的孔口速度为原来的____2__倍，转子流量计的阻力损失为原来的____1__倍，孔板流量计的阻力损失为原来的__4__倍，转子流量计的环隙通道面积为原来的____2__倍。 1.4流体在圆形管道中做层流流动，如果只将流速提高一倍，则阻力损失为原来的___2___倍，如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的_0.25__倍。 1.5处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是__静止的___、_连通着的__、__同一种连续的液体__。流体流动时，要测取管截面上的流速分布，应选用___皮托管______流量计测量。 1.6如果流体为理想流体且无外加功的情况下，单位质量流体的机械能衡算式为 __常数=++ρp u gz 22_；单位重量流体的机械能衡算式为_常数=++g p g u z ρ22_；单位体积流体的机械能衡算式为___常数=++p u gz 22 ρρ_。 化工原理下册题库 300题 化工原理（下）题库（1） 一、选择题（将正确答案字母填入括号内） 1、混合物中某组分的质量与混合物质量之比称为该组分的（ A ）。 A. 质量分数 B. 摩尔分数 C. 质量比 2、关于精馏塔中理论的叙述错误的是（ B ）。 A.实际上不存在理论塔板 B. 理论塔板仅作为衡量实际塔板效率的一个标准。 C. 理论塔板数比实际塔板数多 3、在精馏塔中每一块塔板上（ C ）。 A. 只进行传质作用 B. 只进行传热作用 C. 同时进行传热传质作用 4、气体吸收过程中，吸收速率与推动力成（ A ）。 A. 正比 B. 反比 C. 无关 5、气体的溶解度很大时，溶质的吸收速率主要受气膜一方的阻力所控制，故称为（ A ）。 A. 气膜控制 B. 液膜控制 C. 双膜控制 6、普通温度计的感温球露在空气中，所测得的温度为空气的（ A ）温度。 A. 干球 B. 湿球 C. 绝热饱和 7、混合物中某组分的物质的量与混合物物质的量之比称为该组分的（B ）。 A. 质量分数 B. 摩尔分数 C. 质量比 8、在蒸馏过程中，混合气体中各组分的挥发性相差越大，越（B ）进行分离。 A. 难 B. 容易 C. 不影响 9、气体吸收过程中，吸收速率与吸收阻力成（ B ）。 A. 正比 B. 反比 C. 无关 10、气体的溶解度很小时，溶质的吸收速率主要受液膜一方的阻力所控制，故称为（ B ）。 A. 气膜控制 B. 液膜控制 C. 双膜控制 11、某二元混合物，进料量为100kmol/h，xF=0.6，要求得 到塔顶xD不小于0.9，则塔顶最大产量为（ B ） A 60kmol/h B 66.7kmol/h C 90kmol/h D 不能定 12、二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下 线的变化 ( B ) 。 A平衡线 B 操作线与q线 C平衡线与操作线 D 平衡线与q线 13、下列情况 ( D ) 不是诱发降液管液泛的原因。 A液、气负荷过大 B 过量雾沫夹带 C塔板间距过小 D 过量漏液 14、以下有关全回流的说法正确的是（ A、C ）。 A、精馏段操作线与提馏段操作线对角线重合 B、此时 所需理论塔板数量多 化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津 大学出版）社,2011.8.） 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 P A *(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B *(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以260.6℃时为例 当t= 260.6℃时 x = (P-P B *)/(P A *-P B *) =（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例 当t= 260.6℃时 y = P A *x/P = 13.3×1/13.3 = 1 同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289 x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0 y 1 0.767 0.733 0.524 0 根据平衡数据绘出t-x-y曲线 3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。 1、 如图所示，从高位槽向塔内进料，高位槽中液位恒定，高位槽和塔内的压力均为大气压。 送液管为φ45×2.5mm 的钢管，要求送液量为4.2m 3/h 。设料液在管内的压头损失为1.4m （不包括出口能量损失），试问高位槽的液位要高出进料口多少米？ 其中：z1=h ，u1=0 p1=0(表压) He=o Z2=0 p2=0(表压) hf=1.4m 将以上各值代入上式中，可确定高位槽液位的高度： 计算结果表明，动能项数值很小，流体位能主要用于克服管路阻力。 2、 如附图所示。用泵将敞口水池中的水输送至吸收塔塔顶，并经喷嘴喷出，水流量为35 m3/h 。 泵的入口管为φ108×4mm 无缝钢管，出口管为φ76×3 mm 无缝钢管。池中水深为1.5m ， 池底至塔顶喷嘴入口处的垂直距离为20m 。水流经所有管路的能量损失为42 J/kg （不包括喷嘴）， 喷嘴入口处的表压为34 kPa 。设泵的效率为60%，试求泵所需的功率.（水密度以1000kg/m3计） 解: 取水池大液面为1-1’面，取喷嘴入口内侧为2-2’截面，取池底水平面为基准水平面， 在1面与2面之间列柏努利方程 由题 Z1=1.5 m; P1=0 (表压）； U1=0 z2=20; u2=qv/(0.785d22)=35/(3600*0.785*0.072)=2.53 m/s; P2= 34 Kpa (表压）; Wf=42 J/kg 3、 例：在操作条件25oC 、101.3kPa 下，用CO2含量为0.0001（摩尔分数）的水溶液与含CO2 10% （体积分数）的CO2 －空气混合气在一容器内充分接触。 （1）判断CO2的传质方向中，且用气相摩尔分数表示过程的推动力； （2）设压力增加到506.5kPa ，则CO2的传质方向如何？并用液相分数表示过程的推动力？ （3）若温度增加到60oC ，压力仍为506.5kPa ，则CO2的传质方向如何？ 解：（1）查表5-2得：25oC 、101.3kPa 下CO2 －水系统的E ＝166MPa ，则 因y=0.10比较得y < y*所以CO2的传质方向是由液相向气相传递，为解吸过程。 解吸过程的推动力为：Δy=y*-y = 0.164-0.10 = 0.064 （2）压力增加到506.5kPa 时，因x=1×10-4比较得x*>x 所以CO2的传质方向是由气相向液相传递，为吸收过程。 吸收过程的推动力为Δx=x*-x = 3.05×10-4-----1×10-4=2.05×10-4 由此可见，提高操作压力，有利于吸收 0.164 0.0001163916390.1013166=?=====m x y*p E m 一、填空题(25分，每空1分): 1、空气在内径一定的圆管中稳定流动，若气体质量流速一定，当气体温度升高时，Re值将___________。 2、流体在等径水平直管的流动系统中，层流区：压强降与速度的______次方成正比；完全湍流区：压强降与速度的_________次方成正比。 3、恒密度流体在水平等径直管中流动时的摩擦阻力损失Σh f所损失的是机械能中的_________项；恒密度流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长_________。 4、离心泵的工作点是曲线与曲线的交点。 5、离心泵常采用调节流量，往复泵常采用调节流量。 6、含尘气体通过长为4m，宽为3m，总高为1m内置4层隔板的除尘室，已知颗粒的沉降速度为0.03m/s，则该除尘室的生产能力为_________m3/s。 7、水与苯进行换热，水由20℃升到35℃，苯由80℃降至40℃。若苯的热容量流率比水的热容量流率小，此换热器的传热效率ε= _____，热容量流率比C R =____ 。 8、离心泵采用并联操作的目的是，采用串联操作的目的是。 9、在传热实验中，用饱和水蒸气加热空气，总传热系数Ｋ接近于_______侧的对流传热系数，而壁温接近于_______侧流体的温度。 10、当计算流体由粗管进入细管的局部阻力损失时，公式中的流速应该用_____管中的速度。流体在管内湍流流动时(不是阻力平方区)，其摩擦系数λ随_____和_____而变。 11、某悬浮液在离心机内进行离心分离时，若微粒的离心加速度达到9807m/s2，则离心机的分离因数等于。 12、在一套板框过滤机中，滤框厚度为16mm，板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框刚充满，则在每一框中滤液穿过厚度为______的滤饼，而洗涤时，洗涤液则穿过厚度为______的滤饼，洗涤液穿过的滤布面积等于过滤面积的______。 13、两流体通过间壁换热，冷流体从20℃被加热到60℃, 热流体从100℃ 被冷却到70℃，则逆流时的 Δt m=____℃；并流时的Δt m=_____℃。 三、简答题（共20分，每题5分） 1、什么是牛顿粘性定律？根据牛顿粘性定律写出黏度的物理意义。 2、简述离心泵的主要部件及工作原理。 3、恒压过滤时，如滤饼不可压缩，则加大操作压力或提高滤浆温度，过滤速率会发生什么变化？为什么？ 4、一列管式换热器，用饱和水蒸气加热某易结垢的悬浮液，此换热器在流程安排上应使悬浮液走管程还是 化工原理（天津大学第二版）下册部分答案 第8章 2. 在温度为25 ℃及总压为 kPa 的条件下，使含二氧化碳为%（体积分数）的混合空气与含二氧化碳为350 g/m 3的水溶液接触。试判断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。已知操作条件下，亨 利系数51066.1?=E kPa ，水溶液的密度为 kg/m 3。 解：水溶液中CO 2的浓度为 对于稀水溶液，总浓度为 3t 997.8kmol/m 55.4318 c ==kmol/m 3 水溶液中CO 2的摩尔分数为 由 54* 1.6610 1.44310kPa 23.954p Ex -==???=kPa 气相中CO 2的分压为 t 101.30.03kPa 3.039p p y ==?=kPa < *p 故CO 2必由液相传递到气相，进行解吸。 以CO 2的分压表示的总传质推动力为 *(23.954 3.039)kPa 20.915p p p ?=-=-=kPa 3. 在总压为 kPa 的条件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。测得在塔的某一截面上，氨的气、液相组成分别为0.032y =、3 1.06koml/m c =。气膜吸收系数k G =×10-6 kmol/(m 2skPa)，液膜吸收系数k L =×10-4 m/s 。假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，溶解度系数H ＝ kmol/(m 3kPa)。 （1）试计算以p ?、c ?表示的总推动力和相应的总吸收系数； （2）试分析该过程的控制因素。 解：(1) 以气相分压差表示的总推动力为 t 1.06*(110.50.032)kPa 2.0740.725 c p p p p y H ?=-=- =?-=kPa 其对应的总吸收系数为 6G 1097.4-?=K kmol/(m 2skPa) 以液相组成差表示的总推动力为 其对应的总吸收系数为 （2）吸收过程的控制因素 气膜阻力占总阻力的百分数为 气膜阻力占总阻力的绝大部分，故该吸收过程为气膜控制。 4. 在某填料塔中用清水逆流吸收混于空气中的甲醇蒸汽。操作压力为 kPa ，操作温度为25 ℃。在操作条件下平衡关系符合亨利定律，甲醇在水中的溶解度系数为 kmol/(m 3kPa)。测得塔内某截面处甲醇的气相分压为 kPa ，液相组成为 kmol/m 3，液膜吸收系数k L =×10-5 m/s ，气相总吸收系数K G ＝×10-5 kmol/(m 2skPa)。求该截面处（1）膜吸收系数k G 、k x 及k y ；（2）总吸收系数K L 、K X 及K Y ；（3）吸收速率。 解：(1) 以纯水的密度代替稀甲醇水溶液的密度，25 ℃时水的密度为 0.997=ρkg/m 3 溶液的总浓度为 华东理工大学化工原理自测题 (根据其精品课程网站下载,网站无第三章、第七章内容) 第一章流体流动 1 ．量纲分析法的目的在于 ______ 。 A 得到各变量间的确切定量关系； B 得到各无量纲数群的确切定量关系； C 用无量纲数群代替变量，使实验与关联工作简化； D 用无量纲数群代替变量，使实验结果更可靠。 2 ．某物体的质量为 1000kg ，则其重量为 ____________ 。 A)1000N B)9810N C)9810kgf D)1000/9.81kgfB 3 ． 4 ℃ 水在 SI 制中密度为 ________ 。 A)1000kgf/m 3 B) 1000kg /m 3 C)102kgf · s 2 /m 4 D)9810N/m 3 4 ．用标准孔板流量计测量管中的流量，采用如图所示三种装置，两测压孔距离 h 相等，其读数分别为 R 1 ， R 2 ， R 3 。则＿＿＿。（ d 1 ＝ d 2 ＝ d 3 ，流速相等） A)R 2 ＜ R 1 ＜ R 3 B)R 1 ＜ R 2 ＝ R 3 C )R 1 ＜ R 2 ＜ R 3 D)R 1 ＝ R 2 ＝ R 3 E)R 1 ＞ R 2 ＝ R 3 5 ．一敞口容器 , 底部有一进水管 ( 如图示 ) 。容器内水面保持恒定 , 管内水流动的速度头为 0.5m 水柱 ( 流速 u= 3.132m /s) 。水由水管进入容器 , 则 2 点的表压 p 2 =( ) 水柱。 A) 2.0m ; B) 1.5m ; C) 1.0m ; D) 0.75m 6 ．层流与湍流的本质区别是： ________ 。 A) 湍流流速 > 层流流速； B) 流道截面大的为湍流，截面小的为层流； C) 层流的雷诺数 < 湍流的雷诺数； D) 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。 7 ．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；C) 恒流速、恒压差； D) 变流速、恒压差。 8 ．①层流底层越薄 __________ 。 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) 流体湍动程度越小 ②双液体Ｕ形差压计要求指示液的密度差 __________ 。 A) 大 B) 中等 C) 小 D) 越大越好 本章自测题答案：1.c；2.b；3.b；4.d；5.b；6.d；7.c；8.c c 第二章流体输送机械 1 ．将 1000m 3 /h 的各车间回水送往水冷却塔 , 宜选用 ( ) A) 离心泵 B) 往复泵 C) 齿轮泵 D) 喷射泵。 2 ．某泵在运行１年后发现有气缚现象，应（） Ａ）停泵，向泵内灌液Ｂ）降低泵的安装高度 Ｃ）检查进口管路有否泄漏现象Ｄ）检查出口管路阻力是否过大。 3 ．离心泵的性能曲线中的 H-- q v 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 (l+ S l e )) 一定。 4 ．离心泵最常用的调节方法是 ( ) （Ａ）改变吸入管路中阀门开度（Ｂ）改变压出管路中阀门的开度 （Ｃ）安置回流支路，改变循环量的大小（Ｄ）车削离心泵的叶轮 第八章课堂练习： 1、吸收操作的基本依据是什么？答：混合气体各组分溶解度不同 2、吸收溶剂的选择性指的是什么：对被分离组分溶解度高，对其它组分溶解度低 3、若某气体在水中的亨利系数 E 值很大，说明该气体为难溶气体。 4、易溶气体溶液上方的分压低，难溶气体溶液上方的分压高。 5、解吸时溶质由液相向气相传递；压力低，温度高，将有利于解吸的进行。 6、接近常压的低浓度气液平衡系统，当总压增加时，亨利常数 E 不变， H 不变，相平衡常数 m 减小 1、①实验室用水吸收空气中的O2 ，过程属于（ B ） A 、气膜控制B、液膜控制C、两相扩散控制 ② 其气膜阻力（C）液膜阻力 A 、大于B、等于C、小于 ２、溶解度很大的气体，属于气膜控制 ３、当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m 的直线时，则 1/Ky=1/ky+ m /kx 4、若某气体在水中的亨利常数 E 值很大，则说明该气体为难溶气体 5 、总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+1/HkG ，当(气膜阻力 1/HkG) 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。 1、低含量气体吸收的特点是L 、 G 、Ky 、 Kx 、T 可按常量处理 2、传质单元高度HOG 分离任表征设备效能高低特性，传质单元数NOG 表征了（分离任务的难易）特性。 3、吸收因子 A 的定义式为 L/ （ Gm ），它的几何意义表示操作线斜率与平衡线斜率之比 4、当 A<1 时，塔高 H= ∞，则气液两相将于塔底达到平衡 5、增加吸收剂用量，操作线的斜率增大，吸收推动力增大，则操作线向（远离）平衡线的方向偏移。 6、液气比低于（L/G ） min 时，吸收操作能否进行？能 此时将会出现吸收效果达不到要求现象。 7、在逆流操作的吸收塔中，若其他操作条件不变而系统温度增加，则塔的气相总传质单元 高度 HOG 将↑，总传质单元数NOG将↓，操作线斜率（L/G ）将不变。 8、若吸收剂入塔浓度 x2 降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率↑，出口气体浓度↓。 x2 增大，其它条件不变，则 9、在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组 成气相总传质单元高度将（ A ）。 A. 不变 B.不确定 C.减小 D. 增大 吸收小结： 1、亨利定律、费克定律表达式 及温度而异，单位与压强的 2、亨利系数与温度、压力的关系； E 值随物系的特性单 位一致； m 与物系特性、温度、压力有关（无因次） 3、 E 、 H 、 m 之间的换算关系 4、吸收塔在最小液气比以下能否正常工作。 5、操作线方程（并、逆流时）及在y~x 图上的画法 6、出塔气体有一最小值，出塔液体有一最大值，及各自的计算式 7、气膜控制、液膜控制的特点 8、最小液气比(L/G)min 、适宜液气比的计算 9、加压和降温溶解度高，有利于吸收 减压和升温溶解度低，有利于解吸 下册第一章蒸馏 1. 苯酚(C 6H 5OH)(A )和对甲酚(C 6H 4(CH 3)OH)(B )的饱和蒸气压数据为 解： 总压 P=75mmHg=10kp 。 由拉乌尔定律得出 0 A p x A ＋0 B p x B =P 所以 x A = 000B A B p p p p --；y A =p p A 00B A B p p p p --。 因此所求得的t-x-y 数据如下： t, ℃ x y 1 1 0 0. 2. 承接第一题，利用各组数据计算 （1）在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度i α,取各i α的算术平均值为α，算出α对i α的最大相对误差。 （2）以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y-x ”关系,算出由此法得出的各组y i 值的最大相对误差。 解： （1）对理想物系，有 α＝00B A p p 。所以可得出 t, ℃ i α 算术平均值α= 9 ∑i α=。α对i α的最大相对误差＝ %6.0%100)(max =?-α ααi 。 （2）由x x x x y 318.01318.1)1(1+=-+= αα得出如下数据： t, ℃ x 1 0 y 1 0 各组y i 值的最大相对误差= =?i y y max )(%。 3.已知乙苯(A )与苯乙烯(B )的饱和蒸气压与温度的关系可按下式计算: 95.5947 .32790195.16ln 0 -- =T p A 72 .6357.33280195.16ln 0 --=T p B 式中 0 p 的单位是mmHg,T 的单位是K 。 问:总压为60mmHg(绝压)时，A 与B 的沸点各为多少在上述总压和65℃时,该物系可视为理想物系。此物系的平衡气、液相浓度各为多少摩尔分率 解： 由题意知 T A ==-- 0195.1660ln 47 .327995.59＝℃ T B ==--0195 .1660ln 57 .332872.63=℃ 65℃时，算得0 A p ＝；0 B p = mmHg 。由0 A p x A ＋0 B p （1－x A ）=60得 x A ＝， x B =; y A =0A p x A /60=; y B ==。 4 无 化工原理试题 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2 填空与选择 1．比较：(a)1.5kgf/cm2(表压)；(b)450mmHg(真空度)；(c)5×105Pa(绝压)；(d)1.6mH2O，它们的大小顺序为> > > 。 2．有两个底面积分别为A1和A2（且A1>A2）的容器，盛有高度相同的同样液体，则容器底部所受的压力P A1< P A2，而底部所受的压强p A1= p A2 3．流体在园形直管中作层流流动时，h f与u的一次方成正比，若流动为完全湍流时，h f与u的平方成正比。 4．流体在管内流动时，其流速、压强等均不随时间而变，而仅随位置而变，则称为稳定流动，否则，则为不稳定流动。 5．流体在管内流动时，层流和湍流的主要区别是径向脉冲，理想流体与实际流体的主要区别是μ= 0 ，可压缩流体与不可压缩流体的主要区别是ρ = f (P，T ) 。 6．流体在园形直管内流动时，产生阻力损失的根本原因是μ，湍流时摩擦系数与Re，ε/d有关，在阻力平方区，摩擦系数与ε/d有关，层流时，λ = 64/Re 。 7．不可压缩流体在u0的水平管中作稳定流动，平均流速为u0，现流量不变，而管径改用d = d0/2，则通过管内的平均流速为原来的 A 倍，若流动处于层流状态，通过相同管长度阻力损失的为原来的 C 倍，若流动处于阻力平方区，通过相同管长的阻力损失为原来的D 倍。 A、4倍； B、8倍； C、16倍； D、32倍 8．不可压缩流体在园形直管中作稳定层流流动，现维持流量不变，而将管长和管径增加一倍，则阻力损失比原来增加了 C 倍。 A、1/2； B、1/4； C、1/8； D、1/16 h f = (128Q / ρgπ ) ( l / d4) 9．流体在直管内的阻力损失，层流损失与管径的C 次方成反比；若为湍流（忽略λ变化的影响），则阻力损失与管径的 D 次方成反比。 A、二次方； B、三次方； C、四次方； D、五次方 10．分支管路的流动特点是：，；并联管路的流动特点是：，。11．离心泵长时间闭闸运行可能出现什么问题？（B） A、气缚现象； B、机械磨损； C、汽蚀 12．为什么前弯叶轮容易造成电动机过载？（C） A、泵的流量大；B泵的压头大；C、泵的压头随流量加大而增加 13．离心泵性能曲线H=f1(Q)与管路特性曲线H=f2(Q)的关系是 A、彼此可以互相折算；B互不相关，也不相交；C、彼此独立而具有交点。 14．离心泵在启动前，应将泵壳内和吸入管内，否则，会产生。 15．离心泵的特性曲线是指：，，。 16．液体密度大小，不影响离心泵的，，但其功率随密度的增加而。 17．离心泵的流量、压头和效率与转速的关系式为，，。 18．当离心泵的进口压强等于、小于时，会产生现象。 19．允许吸上真空高度的修正式为：。 20．离心泵流量的调节方法有三种：，，。一般多采用调节，其优点是，缺点。 21．有两层厚度相同，材质不同的平壁导热，若内层的温度降?t1小于外层的温度降?t2，则其导热系数与热阻应满足。(D) A、λ1>λ2，R1>R2； B、λ1>λ2,，R1 1. 某双组分理想物系当温度t=80℃时，P A°=，P B°=40kPa，液相摩尔组成x A=，试求：⑴与此液相组成相平衡的汽相组成y；⑵相对挥发度α。 解：（1）x A=(P总－P B°)／(P A°－P B°) ； =(P总－40)／（－40） ∴P总=； y A=x A·P A°／P总=×／= （２）α=P A°／P B°=／40= 5. 某精馏塔在常压下分离苯－甲苯混合液，此时该塔的精馏段和提馏段操作线方程分别为y=+和y'='，每小时送入塔内75kmol的混合液，进料为泡点下的饱和液体，试求精馏段和提馏段上升的蒸汽量为多少（kmol/h）。 解:已知两操作线方程: y=+(精馏段) y′=′(提馏段) ∴R/(R+1)= R= x D / (R+1)= x D=×= ！ 两操作线交点时, y=y′x=x′ ∴+= x F = 饱和液体进料q=1, x F = x = 提馏段操作线经过点(x W，x W) ∴y′=x w =－x W= 由全塔物料衡算F=D+W F x F = D x D + W x W D =(x F—x W)/(x D－x W)F = ∵饱和液体进料 V′=V=L+D=(R+1)D=×=h - 6. 已知某精馏塔进料组成x F=，塔顶馏出液组成x D=，平衡关系ｙ＝ｘ＋，试求下列二种情况下的最小回流比R min。⑴饱和蒸汽加料；⑵饱和液体加料。解：R min = (x D－y q)/(y q －x q ) (1) ； y q= x q + (2) ； y q= qx q/ (q－1)－x f / (q－1) (3) ⑴q=0, 由(3) y q=x f=，由(2) x q = ， R min = 由(3) x q =x f =，由(2) y q =×+=， R min= 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=2R min，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：(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段操作线方程。解：1. y=αx/[1+(α－1)x]=3x/(1+2x) 泡点进料q=1, x q = x F = , y q =3×(1+2×=2= R min / (R min+1)= ： R min=4/5= 2. V=V′=(R+1)D=(2×+1)×50=130kmol/h 3. y=[R/(R+1)]x + x D / (R+1)=+ 12. 某精馏塔用于分离苯－甲苯混合液，泡点进料，进料量30kmol/h，进料中苯的摩尔分率为，塔顶、底产品中苯的摩尔分率分别为和，采用回流比为最小回流比的倍，操作条件下可取系统的平均相对挥发度α=。(1)求塔顶、底的产品量；(2)若塔顶设全凝器，各塔板可视为理论板，求离开第二块板的蒸汽和液体组成。 解：（1）F=D+W ，Fx F=Dx D＋Wx W 30=D+W ，30×= D×+W× ∴D= / h W= / h （2）x q=x F= ， y q =αx q／[1+ (α—1)x q ] =×[1+ —1)×] = R min =(x D－y q)／(y q－x q)=—/ —=， ？ R = ×R min =×= 精馏段的操作线方程为： y = [R / (R+1)]x +x D／（R+1) j06a10013 用不含溶质的吸收剂吸收某气体混合物中的可溶组分A，在操作条件下，相平衡关系为Y=mX。试证明：(L/V)min ＝mη，式中η为溶质A的吸收率。 j06a10103 一逆流操作的常压填料吸收塔，用清水吸收混合气中的溶质A，入塔气体中含A 1%(摩尔比)，经吸收后溶质A 被回收了80%，此时水的用量为最小用量的1.5倍，平衡线的斜率为1，气相总传质单元高度为1m，试求填料层所需高度。 j06a10104 在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质A，进塔气体中溶质A的含量为8%（体积%），吸收率为98%，操作条件下的平衡关系为y=2.5x，取吸收剂用量为最小用量的1.2倍，试求： ①水溶液的出塔浓度； ②若气相总传质单元高度为0.6 m，现有一填料层高为6m的塔，问该塔是否合用？ 注：计算中可用摩尔分率代替摩尔比，用混合气体量代替惰性气体量，用溶液量代替溶剂量。 j06a10105 在20℃和760 mmHg，用清水逆流吸收空气混合气中的氨。混合气中氨的分压为10mmHg，经吸收后氨的分压下降到0.051 mmHg。混合气体的处理量为1020kg/h，其平均分子量为28.8，操作条件下的平衡关系为y=0.755x。 若吸收剂用量是最小用量的5 倍，求吸收剂的用量和气相总传质单元数。 j06a10106 在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S 吸收混合气体中的可溶组分A。入塔气体中A的摩尔分率为0.03，要求吸收率为95%。已知操作条件下的解吸因数为0.8，物系服从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03(摩尔分率)。试计算： ①操作液气比为最小液气比的倍数； ②出塔液体的浓度； ③完成上述分离任务所需的气相总传质单元数N OG。 j06a10107 某厂有一填料层高为3m 的吸收塔，用水洗去尾气中的公害组分A。测 得浓度数据如图，相平衡关系为y=1.15x。 试求：该操作条件下，气相总传质单元高度H OG为多少m ？ 参见附图：j06a107.t j06a10108 总压100kN/m2，30℃时用水吸收氨，已知k G=3.84?10-6kmol/[m2·s(kN/m2)]， k L=1.83?10-4kmol/[m2·s(kmol/m3)]，且知x=0.05时与之平衡的p*=6.7kN/m2。 求：k y、K x、K y。（液相总浓度C 按纯水计为55.6 kmol/m3） j06a10109 有一逆流填料吸收塔，塔径为0.5m，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。入塔(惰性/混合？？)气体量为100kmol/h，，溶质浓度为0.01（摩尔分率），回收率要求达到90% ，液气比为1.5，平衡关系y=x。试求： ①液体出塔浓度； ②测得气相总体积传质系数K y a=0.10kmol/（m3·s），问该塔填料层高度为多少？ (提示：N OG=1/(1-S)ln[(1-S)(y1-m x1)/(y2-m x2)+S]) j06b10011 当系统服从亨利定律时，对同一温度和液相浓度，如果总压增大一倍则与之平衡的气相浓度（或分压）(A) y 增大一倍；(B) p增大一倍；(C) y减小一倍；(D) p减小一倍。 j06b10019 按图示流程画出平衡线与操作线示意图： 1. ⑴低浓度气体吸收 2. ⑴低浓度气体吸收 ⑵部分吸收剂循环⑵气相串联 1．将浓度为95%的硝酸自常压罐输送至常压设备中去，要求输送量为36m 3 /h, 液体的扬升高度为7m 。输送管路由内径为80mm 的钢化玻璃管构成，总长为160（包括所有局部阻力的当量长度）。现采用某种型号的耐酸泵，其性能列于本题附表中。问：该泵是否合用？ Q(L/s) 0 3 6 9 12 15 H(m) 19.5 19 17.9 16.5 14.4 12 η(%) 17 30 42 46 44 已知：酸液在输送温度下粘度为1.15?10-3 Pa ?s ；密度为1545kg/m 3 。摩擦系数可取为0.015。 解：（1）对于本题，管路所需要压头通过在储槽液面（1-1’）和常压设备液面（2-2’）之间列柏努利方程求得： f e H g p z g u H g p z g u ∑+++=+++ρρ222 2112122 式中0)(0,7,0212121≈=====u ，u p p m z z 表压 管内流速：s m d Q u /99.1080 .0*785.0*360036 42 2 == = π 管路压头损失：m g u d l l H e f 06.681 .9*299.108.0160015.022 2==∑+=∑λ 管路所需要的压头：()m H z z H f e 06.1306.6711=+=∑+-= 以（L/s ）计的管路所需流量：s L Q /103600 1000 *36== 由附表可以看出，该泵在流量为12 L/s 时所提供的压头即达到了14.4m ，当流量为管路所需要的10 L/s ，它所提供的压头将会更高于管路所需要的13.06m 。因此我们说该泵对于该输送任务是可用的。 3、如图用离心泵将20℃的水由敞口水池送到一表压为2.5atm 的塔内，管径为φ108×4mm 管路全长100m(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内)。已知： 水的流量为56.5m 3·h -1，水的粘度为1厘泊，密度为1000kg·m -3，管路摩擦系数可取为0.024，计算并回答： (1)水在管内流动时的流动形态；(2) 管路所需要的压头和有效功率； 图2-1 解：已知：d = 108-2×4 = 100mm = 0.1m A=(π/4)d 2 = 3.14×(1/4)×0.12 = 0.785×10-2 m化工原理下册复习题
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