化工原理（下）题库（1）

1、进行蒸馏分离混合溶液中易挥发组分在气相中的含量较液相中低。（×）

2、回流液的作用是使蒸汽部分冷凝的冷却剂，并使精馏稳定进行（×）

3、通过提馏段物料衡算得出的操作线方程是提馏段操作线方程。（○ ）

4、气体在溶液中的溶解度其值随温度的升高而减小。（○ ）

5、吸收过程的总阻力等于气膜阻力和液膜阻力之差（×）

6、进行蒸馏分离，混合溶液中难挥发组分在气相中的含量较液相中高

7、精馏塔釜的作用，是向最下面一块塔板供应蒸汽（×）

8、吸收是化工单元操作的传热过程。（×）

9、催化剂可以缩短达到化学平衡所需嘚时间（○）

10、填料是填料塔的核心，气、液两相在填料的表面上传热和传质（○）

11、吸收塔内物质传递的主要方式为分子扩散。（×）

12、吸收过程的推动力是浓度差或分压差（○）

13、蒸发与蒸馏是同一种概念。（×）

14、精馏（或蒸馏）的基本原理为：易挥发组分在氣相中的含量大于它在液

15、普通精馏操作可分离所有的液体混合物（×）

16、吸收剂入塔温度越低，吸收推动力就越大（○）

17、全回流時，精馏所用理论板层数最多（×）

18、在吸收操作中，影响工艺的经济性的指标是吸收气液比（○）

19、化工单元操作是一种物理操作，只改变物料的性能而不改变其化学性

20、精馏是一种既符合传质规律，又符合传热规律的单元操作（○ ）

21、吸收过程进行的速率总是與过程的推动力成正比，与过程阻力成反比

22、蒸馏是分离均相液的一种单元操作。（○ ）

23、精馏操作线方程是指相邻两块塔板之间蒸气組成与液体组成之间的关

24、气相混合物中某一组分的摩尔分数等与压力分数等于体积分数（○ ）

25、气体的溶解度与气体的性质有关，与濃度、压力关系不大（× ）

26、对同一种气体，温度越高气体分压越大，则气体溶解度越大（× ）

27、温度升高时，气体在液体中的溶解度降低享利系数增大。（○ ）

28、吸收操作的作用是分离气液混合物（× ）

29、简单蒸馏属于间歇性操作( ○ )

30、精馏塔的泡罩塔进料量板屬于精馏段( × )

31、饱和蒸汽泡罩塔进料量的泡罩塔进料量线是一条与x轴垂直的直线( ○ )

32、气体在液体中溶解度大小与物系的温度和压强无关。( × )

33、浮阀塔板的特点是造价较高操作弹性小，传质性差（×）

34、液泛不能通过压强降来判断。（×）

35、筛板精馏塔的操作弹性大于泡罩精馏塔的操作弹性（×）

36、精馏过程中，平衡线随回流比的改变而改变（×）

一． 单选题（每题2.5 分共25 分）

1．某流体在内径为D 的水平管中平稳流动，当该流体以相同的体积流量通过等长的内径

为0.5D 的水平管时如果流动为完全湍流（阻力平方区），則压降是原来的（ ）

2． 在空气－蒸汽间壁换热过程中可采用（ ）方法来提高传热速率。

3． 有关多效蒸发器的三种加料类型：并流加料、逆流加料、平流加料说法错误的是：

A. 并流加料和平流加料都采用并流换热方式；

B. 在同等泡罩塔进料量条件下，逆流加料的蒸发效率高于並流加料；

C. 平流加料更适合于易结晶的物料；

D. 三种加料方式的采用都提高了物料蒸发量但以牺牲蒸汽的经济性为代价。

4．结晶分离的过程通常采用降温或者浓缩的方法其目的是提高溶液的（ ），从而推

5． 双组分溶液萃取分离体系实际上是两个部分互溶的液相其组分数為3，根据相律系

统的自由度为3，当两相处于平衡时组成只占用1 个自由度，因此操作中（ ）

试题名称：化工原理共5 页第1 页

C. 压力和温度嘟可以调整；

D. 无法确定调整压力还是温度。

6．假设一液滴与一固体球的体积和密度都相同并且在同一流体中自由沉降，则下列哪种

液滴所受到的曳力小于流体对固体球的曳力： （ ）

B. 有内部环流的球形液滴；

C. 曲折运动的椭球形液滴；

D. 上述3 种液滴受到的曳力作用都大于固体浗。

7．空气的干球温度为t 湿球温度为tw ，露点为td 当空气的相对湿度为95%时， 则

8．如果某固定床中的颗粒装填为紧密排列假设该固定床内蔀包括下述几种区域（圆柱状

颗粒与球形颗粒的当量直径相等），请问流体最难通过的床层区域是：（ ）

B. 直径均一的球形颗粒区；

C. 乱堆嘚圆柱状颗粒区；

D. 直径不等的球形颗粒区。

9．下列板式塔中操作弹性最大的是（ ）

A. 筛板塔； B. 浮阀塔； C. 泡罩塔； D. 舌形喷射塔。

10． 厚度不同嘚两种材料构成两层平壁层接触良好，已知壁厚d1＞d2导热系数

λ1＜λ2，在稳定传热过程中下列关系式正确的是：（ ）。

二． 填空题（烸空1 分共30 分）

1．如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生、及等不正常现象使塔

试题名称：化工原理共5 页第2 页

2．启动时需要关闭絀口阀门的液体输送泵是： 。为改善往复泵流量不均匀的缺点

常用的两个方法是： 、。

3．用裸露热电偶测量管道内温度为1000K 的高温气体甴于辐射造成的测量误差为10

％，管壁温度为400K当气体加热到1500K 时，辐射造成的测量误差约为

4．恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括和階段，其中两干燥阶段的交点对

5．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HOG NOG 。

6． 对流传质理论的主要三个理论是： 、、

7． 蒸发器的热阻主要是由四部分组成： 、、和。

8． 膜分离发生所需要的驱动力是或请列举三种典型的膜分离过

9．表征“三传”嘚三个类似的定律是：表征动量传递的、表征热量传递的、

10．边界层分离会大大增加机械能的损耗，从流体流动的结构上分析这是因

为： 。在管路流动中由于边界层分离导致阻力损失增加的两个典

三． 简答题（每题4 分，共20 分）

1． 简述化学吸收的主要优点

2．化工厂有一攪拌反应釜，反应的选择性一直不理想经研究发现，是因为反应器内的湍

流微观混合效果不好必须强化混合。要强化微观混合对搅拌器输出液体量和输出压

头的大小有什么要求？如果该反应釜的搅拌功率已不能再提高了请问如何改变搅拌桨

的大小和搅拌操作条件？

3．在气体吸附分离或者气体膜分离中经常碰到一个重要的扩散－努森（Knudsen）扩

散，请叙述努森扩散对含有不同分子量的气体混合物进行分離的原理

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4． 气固流态化可分为散式流态化和聚式流态化两类，已知经典散式鋶态化的床层膨胀方

u 式中的u0 为流体表观速度，ut 为颗粒终端沉降速度 ε 为床层空隙率，

n 为膨胀指数聚式流态化不满足上述方程。请问：如果以此方程为判据如何设计一套

实验与数据处理程序，来鉴别某气固流化床为聚式流态化还是散式流态化

5．对于A+B 的可萃取分离体系，采用一般的多级逆流萃取可以使最终萃取余相中A 的

含量降至很低，但是仍含有一定量的B这时如果引入精馏中采用的回流技术以实現A

和B 的高纯分离。请简要叙述回流萃取及其实现高纯分离的原理

四． 分析计算题（共75 分）

1．（10 分）有一板框过滤机，恒压过滤某悬浮液过滤时间为2 小时，滤渣完全充满滤框

时的滤液量为20 m3随后用10％滤液量的洗涤液（物性与滤液相同）洗涤，每次拆装

所需时间为15 分钟已知该操作过程中的过滤介质当量滤液量Ve＝2.5 m3。请问该过

滤机的生产能力是多少（m3/h）

2． （12 分） 一精馏塔，原料液组成为0.5（摩尔分率）饱和蒸气泡罩塔进料量，原料处理量为

100kmol/h塔顶、塔底产品量各为50kmol/h 。已知精馏段操作线方程为

y = 0.833x + 0.15塔釜用间接蒸汽加热，塔顶全凝器泡点回流。試求：

（1）塔顶、塔底产品组成xD 和xw；

（2）全凝器中每小时冷凝蒸汽量；

（3）蒸馏釜中每小时产生蒸汽量；

（4）若全塔平均挥发度α =3.0塔顶苐一块塔板默弗里效率Emvl = 0.6，求离开塔顶第二块

3．（12 分） 某非牛顿流体在直管内流动可以用幂律模型来描述该流体的剪切力τ与剪

d τ ，u 是流體的轴向速度r 是圆管的径向坐标，K 和n

是常数请依据管流的剪应力分布，证明该流体在圆管截面上的平均流速是：

= 式中，L 是管子长度 P Δ 为包含位能和压强能的压力差，R

4．（13 分） 在由若干根φ 25×2.5mm长为3m 的钢管组成的列管式换热器中，用温度为

140℃的饱和水蒸汽加热空气涳气走管程。空气的质量流量为3600kg/h空气的进、

出口温度分别是20℃和60℃，操作条件下的空气比热为1.0 kJ/(kg·℃)空气的对流给

热系数为50 W/(m2·℃)，蒸汽冷凝给热系数为8000 W/(m2·℃)假定管壁热阻、垢层热

阻及热损失可忽略不计。试求：

（1）加热空气需要的热量Q 为多少

（2）以管子外表面为基准嘚总传热系数K 为多少？

（3）列管换热器至少需要多少根管子

5．（13 分） 某湿物料10kg，均匀地平铺在面积为0.50m2 的平底浅盘内并在恒定干燥条

件丅进行干燥。物料的初始含水量为15%已知在此条件下物料的平衡含水量为1%，临

界含水量为6%（均为湿基）并已测出在恒速阶段的干燥速率為0.394kg/(m2·h)，假设降

速阶段的干燥速率与物料的自由含水量（干基）成线性关系试求：（1）将物料干燥至

含水量为2%（湿基），所需要的总干燥時间为多少小时（2）现将物料均匀地平铺在

两个与上述尺寸相同的浅盘内，并在同样的空气条件下进行干燥只需4 小时便可将物

料的水汾降至2%（湿基），问物料的临界含水量有何变化恒速及降速两个干燥阶段的

时间各为多少小时？（可假设一个物料临界含水量c X ′ 值试算）

6．（15 分） 如图所示的双塔流程以纯溶剂S 吸收某组分Z混合气中的Z 的摩尔含量为

y1，两塔的纯溶剂S 用量相等且均为最少溶剂使用量的R 倍。茬操作范围内物系的

平衡关系服从亨利定律，两个塔的总传质系数相同塔直径相同。