1、化学工程基础练习题第 1 章 流体的流动与输送一、单项选择题1. 层流与湍流的本质区别是( )。A、流速不同 B、流通截面积不同C、雷诺数不同 D、层流无径向运动，湍流有径向运动2. 水及一般流体在管路中常用的流速应是( )。A、0.51m B、13m C、1525m D、3050m3. 当流体在圆管内流动时, 管中心流速最大，若为层流时，平均速度 与管中心的最大流速 umaxu的关系为 ( )。A、 1.5u max B、 u max C、 0.8u max D、 0.5u max 4. 当流体在圆管内流动时, 管中心流速最大，若为湍流时，平均速度 与管中心的最大流速 umax的关系为( )
2、。A、 1.5u max B、 u max C、 0.8u max D、 0.5u max 5. 温度升高液体的粘度变化是( )。A、增大 B、减小 C、不变 D、判断依据不足6. 温度降低气体的粘度变化是( )。A、增大 B、减小 C、不变 D、判断依据不足7. 流体在等径直管中作稳定流动，因流体粘性有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长将( )。A、增加 B、减少 C、不变 D、无法判断8. 流体在阻力平方区流动，若其它条件不变，而管子的相对粗糙度增加则压降( )。A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定9. 下列结论正确的是( )。A、液体的粘度随温度升高而减小 B、气体的粘度随温度升高而减小
3、C、液体的粘度随压强降低而增大 D、气体的粘度随压强降低而增大10. 圆形直管内径为 100mm，一般情况下输水能力应为( )。A、3 m 3/h； B、30 m 3/h； C、200 m 3/h ； D、300 m 3/h11. 图示为一异径管段，从 A 段流向 B 段时，测得 U 形压差计的读数为R=R1，从 B 段流向 A 段时，测得 U 形压差计的读数为 R=R2。若两种情况下的水流量相同，则( )。A、 R1 R2 B、 R1 冷 ，为提高传热系数 K 值强化传热，措施是( )。A、同时提高两侧流体的流速 B、提高 热 一侧流体的流速C、提高 冷 一侧流体的流速 D、无法解决15.
4、换热器折流挡板的作用是( )。A、增大管程传热系数 B、增大壳程传热系数C、增大壳程传热面积 D、增大传热温度差16. 水在管内作湍流流动(Re=1.210 4)，若使水的流量减为原来的一半则其对流传热系数应为原来的( )倍。A、1/2 B、(1/2) 0.8 C、4 D、A,B,C 均不对17. 空气在管内作湍流流动(Re10 4)，若使流量提高至原来的 2 倍则其对流给热系数为原来的( )倍。A、4 B、1.74 C、0.8 D、218. 电动机为了增大散热其金属外壳应该是( )。A、表面粗糙，颜色较浅 B、表面粗糙，颜色较深C、表面光滑，颜色较浅 D、表面光滑，颜色较深19. 影响辐射传
5、热的因素应该是( )。A、物体的粘度 B、黑度 C、黑体 D、流速20. 加热炉通过各保温层的热流量不变，各层的温度降与各相应层的热阻( )。A、成正比 B、成反比 C、相等 D、关系不确定二、填空题1. 金属的导热系数大都随其纯度的增加而 。2. 金属的导热系数大都随其纯度的增加而增大，随其温度的升高而 。3. 为对某管道保温，需将两种导热系数不同的材料包于管外，已知 1 2，如所用两种材料厚度相同，则应该将导热系数为 的材料包于内层，更有利于保温。4. 在包有两层厚度相同、导热系数不同的保温材料的圆形管道上，为减少热损失应该将导热系数的材料包在内层。5. 在 、C p 这四个物性参数中，若
6、 值大，对流传热系数 就减小。6. 对流传热的热阻主要集中在 。7. 间壁二侧液体的传热过程 1， 2 相差较大（ 1 2） ，K 值总是接近_ _ _那侧的值。8. 水在管内作湍流流动(Re10 4),若使流速提高至原来的 2 倍则其对流传热系数为原来的 倍。9. 某并流操作的间壁式换热器中，热流体的进出口温度为 90和 50，冷流体的进出口温度为20和 40，此时传热平均温度差t m=_ _ _。10. 一套管换热器用 120饱和蒸汽冷凝给热，20水加热到 60,则对数平均温差 t m 等于 。11. A、B 两种流体在管壳式换热器中进行换热，A 为腐蚀性介质，B 无腐蚀性，则走管程的流体
7、应选择 。12. 在加热炉中火焰的温度高于炉管材料的熔点，管内有油品流动，由于炉管温度接近于 温度，因此炉管不会被烧穿。13. 浸过水的多孔耐火砖其隔热性能比没浸过水的同一多孔耐火砖要 。14. 换热器折流挡板的作用是 。15. 换热器在使用一段时间后，传热速率会下降很多，这是由于 。16. 用饱和蒸汽加热冷流体（冷流体无相变） ，若保持加热蒸汽压强和冷流体 t1 不变，而增加冷流体流量 qm2，则传热系数 K 。17. 在列管式换热器中用饱和蒸汽加热空气，要提高传热速率所采取的最合理方法应是 。三、计算题1、在一个 18010mm 的套管换热器中，热水流量为 3500kg/h，需从 100冷
8、却到 60，冷水入口温度为 20，出口为 30，内管外表面总传热系数 K=2326W/m2.K，冷却水走内管，忽略热损失。已知 CP 水 =4.18kJ/kgK，试求：（1）冷却水用量； （2）逆流时管长。2、某厂生产中，需要将流量为 5200 标准 m3h1 的常压空气，利用 120的饱和水蒸汽将其由 20加热到 100。现工厂仓库有一台单程列管换热器，其主要尺寸如下：钢管规格：383mm 管长3m，管数 151 条；壳体规格： 7126mm，壳程无折流挡板。问此换热器适用否？（已知此换热器的 K0=60wm2K1,空气在标准状下的密度 =1.293kgm3,平均比热 Cp=1kJkg1K1
9、）3、有一套管式换热器,内管为 18010 的钢管。用水冷却原油，采用逆流操作, 水在内管中流动,冷却水的进口温度为 15,出口温度为 55。原油在环隙中流动,流量为 500kgh1,其平均比热为3.35kJkg1K1，要求从 90冷却至 40。水侧的对流传热系数为 1000wm2K1，油侧的对流传热系数为 299wm2K1（管壁热阻及垢阻忽略不计） 。试求：（1）传热系数；（2）套管换热器的有效长度（水的比热取 4.18kJkg1K1,忽略热损失） 。4、某列管式加热器由 252.5mm 的钢管组成，将苯由 20加热到 55，苯在管中流动，其流量为每小时 15 吨，流速为 0.5 m/s。加
10、热剂为 130的饱和蒸汽冷凝给热。苯的比热 Cp=1.76 kJ/kg，密度为 858 kg/m3。已知加热器的传热系数 K 为 700W/（m 2） ，试求：（1）加热器所需管数 n；（2）单管长度 l。5、某台传热面积为 30m2 的单程列管换热器，用水逆流冷却某种热油，水的流量 qm2=2 kg/s，比热为 4.18kJ/kg.，入口温度 t1=20，出口温度 t2=40，热油入口温度 T1=100,出口温度T2=50。试求：该换热器的传热系数 K。6、某列管式换热器由 n 根长为 3m 的 252.5mm 的钢管组成，要求将流量为 1.25kg/s 的苯由77冷却到 27。水在管内与苯
11、逆流流动，水的进、出口温度分别为 17和 47。已知水侧和苯侧的给热系数 水 =0.85 kW/m2， 苯 =1.7 kW/m2，苯的比热 Cp=1.9 kJ/kg，污垢热阻及管壁热阻均可忽略，试求所需的管数 n。7、有一套管式换热器,内管为 18010 的钢管。用水冷却有机溶剂，采用逆流操作, 水在内管中流动,冷却水的进口温度为 15,出口温度为 55。溶剂在环隙中流动,流量为 500kgh1,其平均比热为 3.35kJkg1K1，要求从 90冷却至 40。水侧的对流传热系数为 1000wm2K1，溶剂侧的对流传热系数为 300wm2K1（管壁热阻及垢阻忽略不计） 。试求：（1）以管外表面计
12、算的总传热系数（wm 2K1） ；（2）套管换热器的有效长度（水的比热取 4.18kJkg1K1,忽略热损失） 。8、今有一套管换热器，热水流量为 2000kg/h，冷水流量为 3000kg/h，热水进口温度 T1=90，冷水进口温度 t1=10。现要求冷水出口温度 t2=40，试求（1）逆流操作和并流操作时的平均温差；（2）逆流操作和并流操作时的传热速率之比。第 3 章 吸收一、单项选择题1. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数 E，相平衡常数 m，溶解度系数 H 各自的变化将是( )。A、增加；减小；不变 B、不变；减小；不变C、增加；增加；增加 D、减小；不变；
13、减小2. ( )，对吸收操作有利。A、温度低，气体分压大时 B、温度低，气体分压小时C、温度高，气体分压大时 D、温度高，气体分压小时3. 气体的亨利系数 E 值越大，表明气体( )。A、越易溶解 B、越难溶解 C、溶解度适中 D、与溶解度无关4. 常压下操作的低浓度吸收系统，当总压增加时，亨利系数 E 将( )。A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定5. 当操作压力减小时，吸收平衡常数 m 将会( )。A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定6. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当温度增大时，相平衡常数 m 将( )。A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定7. 单向扩散中的漂流因子
14、应为( )。A、=1 B、1 C、1 D、不确定8. 下述分离过程中哪一种不属于传质分离( )。A、萃取分离 B、吸收分离 C、结晶分离 D、离心分离9. 下述分离过程中哪一种属于传质分离（ ） 。A、沉降分离 B、吸收分离 C、离心分离 D、过滤分离10.A、k y B、k x C、m/k x D、k x/m11. 用清水逆流吸收 NH3 的操作属于( )控制。A、液膜阻力 B、气膜阻力 C、气相主体 D、液相主体12. 低浓度难溶气体逆流吸收操作属于( )控制。A、气相主体 B、液相主体 C、气膜阻力 D、液膜阻力13. 吸收操作的液气比 L/G 若低于最小液气比（L/G） min，结果是
15、( )。A、达不到规定的分离要求 B、吸收操作将不能进行C、可以达到规定的分离要求 D、无法判断14. 在填料吸收塔内用纯溶剂进行逆流吸收操作时，今入塔气体浓度下降，而其它条件均不变，则吸收率将( )。A、变大 B、变小 C、不变 D、不确定15. 吸收塔中表示完成一个传质单元数所需的填料层高度的是( )。A、y m B、H OL C、N OG D、N OL16. 吸收塔操作时，若解吸因数 mG/L 增加，而气液进料组成不变，则溶质回收率将( )。A、增加 B、减少 C、不变 D、不确定17. 吸收塔操作时，若解吸因数 mG/L 增加，而气液进料组成不变，则塔顶出口气体组成 y2 将( )。A
16、、增加 B、减少 C、不变 D、不确定18. 填料吸收塔用清水吸收混合气中的氨，当水泵发生故障，使进水量减少时，气相总传质单元数NOG 将( )。A、增加 B、减少 C、不变 D、判断依据不足二、填空题1. 吸收操作中，温度不变，压力增大，可使相平衡常数_ _ _。2. 根据双膜理论，气液两相间的传质阻力主要集中在相界面两侧的 。3. 一般情况下吸收剂适宜用量为最小用量的 倍。4. 在吸收操作中，若其它条件不变，仅减少吸收剂用量，则传质推动力将_ _。）等 于 （制 ， 则， 若 吸 收 操 作 为 液 膜 控已 知 传 质 总 系 数 为 yy KmK15. 操作中的吸收塔。当生产任务一定，
17、若吸收剂用量小于最小用量，则吸收效果 。6. 用清水逆流吸收有害气体，平衡关系为 y = 2x，入塔气体 y1= 0.1，采用液气比 L/G = 1.5，则出塔气体浓度最低可降低至 。7. 用清水逆流吸收有害气体，平衡关系为 y = 2x，入塔气体 y1= 0.1，操作液气比 L/G= 3，则出塔气体浓度最低可降低至 。8. 对于低浓度气体吸收操作求传质单元数时，用对数平均推动力法的适用条件是 。9. 解吸因数的物理意义为 。10. 对逆流操作的填料吸收塔，当解吸因数大于 1 时，若塔高为无穷大，则气液两相将于塔 达到平衡。11. 填料塔中填料的作用 。12. 吸收操作的经济性体现在 。三、计
18、算题1、现有空气和氨的混合气体，在直径为 0.8m 的填料吸收塔中用清水吸收其中的氨。已知送入的空气量为 1390kg/h，混合气体中氨的分压为 1.33kPa，经过吸收后混合气中有 99.5%的氨被吸收下来。操作温度为 20，压力为 101.325kPa。在操作条件下，平衡关系为 Y*=0.75X。若吸收剂（水）用量为 52kmol/h。已知氨的气相体积吸收总系数 KYa=314kmol/(m3h)。试求所需填料层高度。 （20空气的平均分子量为 29g/mol）2、用清水吸收氨空气混合气中的氨。混合气进塔时氨的浓度 y10.01（摩尔分率） ，吸收率90，气液平衡关系 y=0.9x。试求：
19、（1）溶液最大出口浓度；（2）最小液气比；（3）取吸收剂用量为最小吸收剂用量的 2 倍时，气相总传质单元数为多少？（4）气相总传质单元高度为0.5m 时，填料层高为几米？3、某填料层高度为 10m 的吸收塔，在一定的操作条件下，用清水逆流吸收混合气中的有害组分A。测得进、出塔气体中含 A 分别为 y1=0.025（摩尔分率，下同）y 2=0.0045；出塔液相中含 A为 x1=0.008，相平衡关系为 y* =1.5x，试求：操作条件下的气相传质单元高度 HOG 是多少？4、用纯溶剂吸收某混合气中可溶组分，入塔气体浓度 y1= 0.05（摩尔分率） ，要求回收率 = 90%，物系的相平衡关系为
20、 y = 0.5x，液气比 L/G =1.5（L/G） min，此时的 HOG = 0.5m，求（1）出塔液体浓度；（2）填料层高度。5、设计一填料塔，在常温常压下用清水吸收空气丙酮混合气体中的丙酮，混合气入塔流率为80kmolh1，含丙酮 5（体积） ，要求吸收率达到 95。已知塔径 0.8m，操作条件下的平衡关系可以 y = 2.0x 表示，气相体积总传质系数 Kya150kmolm 3h1。而出塔溶液中丙酮的浓度为饱和浓度的 70，试求：（1）所需水量为多少m 3h1；（2）所需填料层高度 m。6、用纯溶剂吸收某混合气中可溶组分，入塔气体浓度 y1= 0.05（摩尔分率） ，要求出塔气体
21、浓度y2= 0.005，物系的相平衡关系为 y = 0.5x，实际液气比是最小液气比的 1.5 倍，此时的 HOG =1.2m，试求（ 1）最小液气比；（ 2）填料层高度。7、填料吸收塔中，用清水逆流吸收废气中的有害组分 A，进塔废气中含 A 为 y1= 0.025（摩尔分率，下同）要求出塔气体中含 A 为 y2=0.003，已知相平衡关系为 y=1.8x，若适宜操作液气比是最小液气比的 1.5 倍，在该操作条件下，传质单元高度为 2m，试求该吸收塔的填料层高度。第 4 章 精馏一、单项选择题1. 蒸馏操作的物理依据是物系中( )。A、组分间挥发度的差异 B、组分间沸点的差异C、组分间溶解度的
22、差异 D、进料液气比的差异2. 蒸馏操作的依据是物系中组分间的( )差异。A、沸点 B、溶解度 C、挥发度 D、相对挥发度3. 当操作压力减小时，精馏液体组分的相对挥发度 将会( )。A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定4. 精馏塔内同一块理论塔板上的气相露点温度与液相的泡点温度为( )。A、气相露点温度大于液相的泡点温度 B、气相露点温度小于液相的泡点温度C、气相露点温度与液相的泡点温度相等 D、无法判断5. 某塔的精馏段操作线方程为 y=0.75x+0.225, 则馏出液组成为 ( )。A、0.86 B、0.90 C、0.95 D、0.2256. 某精馏段操作线方程 y=0.75x0.
23、216, 则操作回流比为( )。A、0.75； B、0.216； C、3 D、0.907. 设计精馏塔时，若其它条件不变，仅将加料热状态由原来的饱和液体改为过冷液体，则理论塔板数将( )。A、增加 B、减少 C、不变 D、无法判断8. 若以过热蒸汽状态进料时，进料线方程的斜率应为( )。A、等于 1 B、等于 0 C、小于 0 D、大于 09. 若以饱和蒸汽状态进料时，进料线方程的斜率应为( )。A、等于 1 B、等于 0 C、小于 0 D、大于 010. 某二元混合物，其中 A 为易挥发组分，液相组成 xA = 0.6 时，相应的泡点温度为 t1，与之相平衡的气相组成为 yA = 0.7，相
24、应的露点为 t2，则( )。A、t 1 = t2 B、 t1 t2 C、t 1 t2 D、判断依据不足11. 连续精馏塔在操作过程中，如果加大回流比 R，其它条件不变，则( )。A、x D 增大，x W 增大 B、x D 增大， xW 减小C、x D 减小，x W 增大 D、x D 减小，x W 减小12. 双组分溶液连续精馏计算中，回流比的变化将引起以下线的变化( )。A、平衡线与 q 线； B、q 线与精馏段操作线；C、平衡线与提馏段操作线； D、精馏段操作线与提馏段操作线13. 双组分溶液连续精馏计算中，操作压强的变化将引起以下线的变化( )。A、精馏段操作线 B、q 线 C、平衡线 D
25、、提馏段操作线14. 精馏操作时，实际回流比 R 若低于最小回流比 Rmin，结果是( )。A、可以达到规定的分离要求 B、精馏操作将不能进行C、达不到规定的分离要求 D、无法判断15. 连续精馏塔操作时，若 F、D、x F、q，R 及加料板位置不变，而操作的总压减小，则( )。A、x D 增大，x W 增大 B、x D 减小， xW 减小 C、x D 减小，x W 增大 D、x D 增大， xW 减小16. 某精馏塔操作时，F、x F、q、D 保持不变，增加回流比 R，则此时正确的是( )。A、x D 增加、x W 增加、V 增加 B、x D 增加、x W 减少、V 增加C、x D 减少、x
26、 W 增加、V 减少 D、x D 增加、x W 减少、V 减少17. 设计精馏塔时，若其它条件不变，仅将加料热状态从 q = 1 变为 q 1，则设计所需理论塔板数将( )。A、增加 B、减少 C、不变 D、判断依据不足18. 设计精馏塔时，若其它条件不变，仅将回流比 R 增大，则设计所需理论塔板数将( )。A、增加 B、减少 C、不变 D、判断依据不足19. 下述说法中错误的是 ( )。A、板式塔内气液逐级接触，填料塔内气液连续接触B、填料塔既可以用于精馏，也可以用于吸收C、板式塔既可以用于精馏，也可以用于吸收D、板式塔用于精馏，填料塔用于吸收20. 精馏操作中进料 F、q、x F、x D、
27、x W 不变，若仅将回流比 R 增大，则精馏段和提馏段操作线斜率的变化应为（ ）A、 B、 C、 D、,LV,LV,LV,LV二、填空题1. 精馏操作的依据是 。2. 精馏与简单蒸馏的根本区别在于 。3. 对于理想溶液，组分间的相对挥发度等于两个纯组分的 。4. 在汽-液相平衡的 t-x-y 图中，沸点与气相组成的关系曲线，称为 _ _。5. 在汽-液相平衡的 t-x-y 图中，沸点与液相组成的关系曲线，称为 _ _。6. 板式塔中塔板上溢流堰的作用主要是 。7. 某精馏塔操作时，已知冷凝分率 q = 0.4，其进料中液体量与汽体量的比是 。8. 某精馏塔操作时，已知冷凝分率 q = 0.6，
28、其进料中液体量与汽体量的比是 。9. 设计精馏塔时，若其它条件不变，仅将加料热状态由原来的饱和液体改为过冷液体，则理论塔板数将 。10. 在连续精馏塔中进行全回流操作，已测得相邻两板上液相组成分别为 xn+1=0.75，x n=0.5（均为易挥发组分摩尔分率）已知操作条件下相对挥发度 =3，则 yn= 。11. 某连续精馏塔，已知其精馏段操作线方程为 y = 0.75x + 0.2，塔顶馏出液量 D = 80kmol/h，则塔顶上升蒸汽量= kmol/h。12. 全回流适用的场合通常是 。13. 精馏理论塔板计算采用芬斯克方程捷算法适用于 的情况。14. 简单蒸馏和平衡蒸馏的主要区别在于 。1
29、5. 间歇精馏和平衡蒸馏的主要区别在于 。三、计算题1、用一精馏塔分离双组分理想液体混合物，泡点进料，进料量为 100kmol/h，进料中易挥发组分xF=0.4，塔顶产品组成 xD = 0.9，塔底釜组成 xW=0.05（皆为摩尔分率） ，操作回流比 R=3.0，该物系相对挥发度 =2.5，试求：（1）塔顶和塔底的产品量（kmol/h） ；（2）提馏段上升蒸汽量（kmol/h） ；（3）提馏段操作线方程。2、连续操作的常压精馏塔用于分离双组分混合物。已知原料液中含易挥发组分 xF=0.4（摩尔分率，下同） ，泡点进料，进料量 F=100 kmol/h，塔顶馏出液量 D = 40 kmol/h，
30、塔顶组成 xD=0.9，操作回流比 R=3.0，试求：（1）精馏段操作线方程；（2）塔底釜液量 W 和釜液组成 xW；（3）提馏段操作线方程。3、在连续精馏塔中分离苯甲苯溶液，塔釜间接蒸汽加热，塔顶全冷凝器，泡点回流，进料中xF=0.35（摩尔分率，下同） ，进料量 F=100kmol/h，以饱和蒸汽状态进入塔中部，塔顶馏出液量D = 40 kmol/h，已知精馏段操作线方程为 y = 0.8x + 0.16。试求：（1）操作回流比 R；（2）塔顶产品组成 xD；（3）塔釜组成 xW；（4）提馏段操作线方程。4、分离苯和甲苯混合液，进料组成为 xF=0.4，馏出液组成为 xD=0.95，残液组
31、成为 xW=0.05（以上组成均为苯的摩尔分率） 。苯对甲苯的平均相对挥发度为 2.44。泡点进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热。试求：（1）最小回流比；（2）若回流比取最小回流比的 1.2 倍，列出精馏段操作线方程。5、用常压精馏塔分离双组分理想混合物，泡点进料，进料量 150kmolh1，加料组成为 50%，塔顶产品组成 xD95，产量 D60 kmolh1，回流比 R=2Rmin，设全塔均为理论板，以上组成均为摩尔分率。相对挥发度 3。试求：（1）最小回流比 Rmin ；（2）精馏段和提馏段上升蒸汽量；（3）写出该情况下的精馏段操作线方程。6、一连续精馏塔在分离某双组分混合物时，泡点进料，塔顶全凝器泡点回流，其操作线方程为精馏段：y n+1 = 0.723xn + 0.263提馏段：y n+1 = 1.25xn 0.018 试求：（1）回流比 R ；（2）塔顶产品组成 xD；（3）釜液组成 xW ；（4）进料组成 xF。
