化工原理復習知識點

一、填空題：

1、物料衡算的理論依據是質量守恒定律，熱量衡算的理論基礎是能量守恒定律。

2、雷諾數的表達式是Re=duP/Uo當密度P=1000kg-m-3,粘度口=1厘泊，

半徑d=10mm,以流速為0.15m-s-1在管中流動時，其雷諾準數等于1500,流動

類型為層流。

3、流體在圓形直管中作層流流動，若流量不變，管徑不變，管長增加一倍，則

摩擦阻力損失為原來的2倍。

4、根據按單元操作所遵循的基本原理不同，可將單元操作分為動量傳遞、熱量

傳遞、質量傳遞。

5、離心泵主要部件有如下三部分：泵殼、葉輪、泵軸。

6、當安裝高度超過允許安裝高度時，離心泵會發生氣蝕現象。

7、平壁穩定傳熱過程，通過三層厚度相同的不同材料，每層間溫度變化如圖所

示，試判斷L、入2、入3的大小順序入3〉X,）3，以及每層熱阻的大小順序6-/

入3（5,/Xt<8,/X2。

8、1140肌（屬于第二章內容）

9、熱量傳遞的基本方式有傳導傳熱、對流傳熱和輻射傳熱。

10、精儲過程,就是利用混合液的各組分具有不同的沸點（或揮發度），利用多次部

分汽化多次部分冷凝的方法,將各組分得以分離的過程。

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11、某連續精鐳塔，已知其精鐳段操作線方程為y=0.78x+0.204,則該塔的回流

比R=3.54,儲出液組成Xd=O.926o

12、由于吸收過程氣相中的溶質分壓總大于液相中溶質的平衡分壓，所以吸收操

作線總是在平衡線的上方。增加吸收劑用量，操作線的斜率增大，則操作線向遠

離平衡線的方向偏移，吸收過程推動力（y—y0）增大。

13、用相平衡常數m表達的亨利定律表達式為y=mx。在常壓下,20℃時，氨在空

氣中的分壓為166mmHg,與之平衡的氨水濃度為20（kgNL/lOOkgHQ）。此時亨利

系數m=l.250。

14、當空氣的濕含量一定時，其溫度越高，則相對溫度越低，表明空氣的吸濕能

力越強，所以濕空氣在進入干燥器之前都要經預熱器預熱。

15、飽和空氣在恒壓下冷卻，溫度由3降至t2,此時其相對濕度不變，濕度下

降，濕球溫度下降，露點下降。

二、選擇題：

1、流體流動時產生摩擦阻力的根本原因是（A）

A、流體具有粘度B、管道不夠光滑C、流動速度大于零

2、在間壁式換熱器內用飽和水蒸氣加熱空氣，此過程的總傳熱系數K值接近于

（C）

A、a蒸汽B、a蒸汽與a空氣的平均值C、a空氣

3、蒸儲操作屬于（B）

A、傳熱B、傳熱加傳質C、傳質

4、吸收速率主要決定于通過雙膜的擴散速度，要提高氣液兩流體的相對運動，

提高吸收效果，則要（B）

A、增加氣膜厚度和減少液膜厚度B、減少氣膜和液膜厚度C、增加氣膜和液

膜厚度

5、干燥是（C）過程。

A、傳質B、傳熱C、傳熱和傳質。

三、問答題：

某恒定干燥過程，（如圖所示：預熱器K1,干燥器K2,冷卻冷凝器K3）,已知預

熱器出口空氣的干球溫度為tl,濕球溫度為twl,此狀態空氣在干燥器經歷一個

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絕熱增濕過程，出干燥器空氣溫度為t2,經冷卻冷凝器冷卻冷凝，析出一部分

水份之后，再經預熱器預熱至他，且其濕球溫度仍為twl,如此反復循環。試在

濕空氣的H-I圖(或I-H)圖上用線段和箭頭繪出空氣在上述干燥過程狀態變化

的示意圖。并說明空氣在其中所經歷的過程。(課本p334)

答：由twl及tl確定A點(由溫度為twl的等溫線與6=100%線相交，再沿等溫

線向上與等溫線tl相交得A點)。

AB為空氣在干燥器經歷絕熱增濕過程，也是等焰干燥過程；

BC為空氣在冷卻冷凝器經歷等H冷卻過程；

CD為空氣在冷卻冷凝器經歷析出部分水份過程；(4>=100%)

DA為空氣在預熱器中經歷等H升溫過程。

四、計算題：

1、用泵自敞口貯油池向敞口高位槽輸送礦物油，流量為38.4t/h,高位槽中液

面比油池中液面搞20m,管路總長(包括閥門及管件的當量長度)430m,進出口

阻力不計，管徑為6108X4mm,若油在輸送溫度下的比重為0.96,粘度為

3430cp,求泵所需的實際功率，設泵的效率n=50強

解：對貯油池液面至高位槽液面列伯努利方程：

H=Ho+EHf

=Ho+X[(l+Ele)/d](u72g)

HO=20m

1+Ele=430m

d=108-2X4=lOOnnn=0.Im

q.=38400/3600=10.667kg/s

u=q,/(0.758d2?P)=10.667/(0.785X0.I2X960)=1.415m/s

Re=duP/u=0.1X1.415X960/(3430X10-3)=396<2000

故入=64/Re=64/39.6=1.616

H=20+1.616X430/0.1X1.415/(2X9.81)=729.2m

P=qvHpg/n=q』g/n=10.667X729.2X9.81/50%=152611w=152.6kw

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2、100℃的水蒸氣在管殼式換熱器的管外冷凝，冷凝潛熱為2258.4J/kg,總傳

熱系數2039w/(m2?K)，傳熱面積為12.75m2,15℃的冷卻水以2.25X105kg/h的

流量在管內流過，設總傳熱溫差可以用算術平均值計算，求水蒸氣冷凝量kg/h?

解：Q=Gc,Cpc(t2-tj-KAAtm

△tm=[(100-15)+(100-t2)]/2-(185-tJ/2

Q=2.25X105X4.18X10^3X(t2-15)/3600

=2039X12.75X(296-t2)/2

t2=23.1℃

Q=2039X12.75X(185-23)/2-2105kw

D=2105X3600/2258.4-3355kg/h

3、設計一臺常壓操作的填料吸收塔，用清水吸收焦爐氣中的氨，操作條件下的

平衡關系為y=L2x,氣體流率為4480m3/h.,入塔氣體濃度為10g/m:要求回收

率為95%,吸收劑用量為最小用量的1.5倍，氣相體積總傳質系數K,

a=200kmol/(m*,h),試求

①水用量(n?/h)(取P水1000kg/m3)

②出塔溶液中氨的濃度(mol%)；

解：①yi=(10Xlor/*)/(1/22.4)=0.0132

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yz=y】(l-n)=0.0132(1-0.95)=6.59X10-4

(L/G)m/?=(yi-y2)/(yi/m)=nm=0.95X1.2=1.14

L/G=1.5(L/G)“n=1.5X1.14=1.71

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

L=1.71X200=342kmol-m-2-h-1=342X18/1000

=6.16m3/h

-4

②x】=(yi-y2)/(L/G)=(0.0132-6.59X10)/1.71

=0.00733=0.733%

4、用常壓精儲塔分離雙組分理想混合物，泡點進料，進料量100kmol/h,加料

組成為50%塔頂產品組成xu=95%,產量D=50kmol/h,回流比R=2Rmin,設全塔均

為理論板，以上組成均為摩爾分率，相對揮發度a=3。求

①Rmin(最小回流比);

②精鐳段和提儲段上升蒸汽量；

③列出該情況下的精儲段操作線方程。

解：①y=ax/[l+(a-1)x]=3x/(l+2x)

泡點進料q=1,xe=Xi=0.5

Ye=3X0.5/(1+2X0.5)=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=『=(R+1)D=(2X0.8+1)X50=130kmol/h

?y=[R/(R+l)]x+x?/(R+l)=0.615x+0.365

5、在一常壓氣流干燥器中干燥某種濕物料，已知數據如下，空氣進入預熱器的

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溫度為15℃濕含量為0.0073kg水.kg-絕干氣，熔為35kJ/kg絕干空氣；空氣

進干燥器溫度為90℃,焰為109kJ/kg絕干氣；空氣出干燥器溫度為50℃；濕含

量為0.023kg水.kg」,絕干氣；進干燥器物料含水量為0.15kg水.kg」,絕干料；

出干燥器物料含水量為0.01水.kg-絕干料；干燥器生產能力為237kg/h(按干

燥產品計)。試求

①絕干空氣的消耗量(kg絕干氣/h)

②進預熱器前風機的流量(m：'/s)

③預熱器加入熱量(kw)(預熱器熱損失可忽略)。

附濕空氣比容計算公式:V=(0.773+1.244H(t+273)/273X(1.0133X105)

/P

解:①Gc=G2(l-w2)=G2X2/(1+X2)=237X0.01/(1+0.01)=234.7kg絕

干氣/h

W=Gc(X-X2)=234.7X(0.15-0.01)=32.9kg/h

L=W/(H2-HJ=32.9/(0.023-0.0073)=2096kg絕干氣/h

②