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清水作吸收剂时，当其它操作条件不变，仅降低入塔气体浓度，则吸收率将（C）。 A、增大； B、降低； C、不变； D、不确定；

200. 对流传热系数是物质的一种物理性质。 （ × ） 201. 总传热系数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关。（ × ） 202. 所谓恒縻尔流假设就是指每一块塔板上上升的蒸汽量是相等的，而下降的液体量也是相等的。

179. 低浓度逆流吸收操作中，若其它操作条件不变，仅增加入塔气量，则气相 总传质单元高度将（ A ）；气相 总传质单元数将（ B ）。

A、增加； B、减少； C、不变； D、不确定；

180. 含水湿物料与一定状态下的空气（非饱和状态下的）相接触，能被除去的 水分为（ C ）。 A、结合水分和非结合水分； B、平衡水分和自由水分； C、非结合水分和部分结合水分； D、部分平衡水分和自由水分； 得 三、判断正误【认为正确的,在题后（ ）内打\√

\错误的打\×\，每小题1分,

分 共10分】

181. 理想流体在流动时不会产生流体阻力。 （ √ ）

182. 公称直径通常指管子的内径。 （ × ） 183. 离心泵的扬程是指离心泵能升扬液体的最大高度。 （ × ） 184. 所有正位移泵均不能用调节出口阀门开度的方法调节流量。 （ √ ） 185. .尽管管内流体主体为湍流，但靠近管壁的薄层仍为层流。 （ √ ） 186. 离心泵铭牌上的流量是离心泵在最高效率下的流量。 （ √ ）

187. 在静止、连续、的同一种液体中，处在同一水平面上各点的压力均相等。（ √ ） 188. 离心泵铭牌上的性能参数是指泵扬程最高点下的性能参数。 （ × ） 189. 只要流动参数随位置变化就是不稳定流动。 （ √ ） 190. 连续性方程反映出流体流速与管子粗细的关系。 （ × ） 191. 热量总是由高温自动地传向低温而不能相反。 （ √ ） 192. 转子流量计可以读出任何流体的流量。 （ × ）

193. 用雷诺准数来判断流体的流动形态时，在SI制中属层流范围，在cgs制中属湍流范围。

（ × ）

194. 粘度是流体的物理性质之一，则雷诺准数也是流体的物理性质之一。离心泵铭牌上的性能参

数是指泵扬程最高点下的性能参数。 （ × ）

195. 多层导热时，其推动力为各层推动力之和，阻力也为各层阻力之和。 （ √ ）

196. 流体对流传热膜系数一般来说有相变时的要比无相变时为大。 （ √ ）

197. .多层平壁稳定导热时，如果某层壁面导热系数小，则该层的导热热阻大，推动力小。

（ × ）

198. 若以饱和蒸汽加热空气，传热的壁面温度一般取空气和蒸汽的平均温度。 （ × ）

199. 在同一种流体中，不可能同时发生自然对流和强制对流。 （ × ）

第 6 页 共 11 页（ × ）

203. 精馏操作中，两操作线的位置都随进料状态的变化而变化。 （ × ） 204. 精馏操作的依据是物系中组分间沸点的差异。 （ √ ） 205. 精馏段操作线方程y?0.65x?0.4，绝不可能。 （ √ ） 206. 回流比相同时，塔顶回流液体的温度越高，分离效果越好。 （ × ） 207. 精馏塔的全塔总效率并不等于所有单板效率的平均值。 （ √ ） 208. 在吸收计算中，用比縻尔组成来表示是为了计算上的方便。 （ √ ）

209. 吸收操作线总是位于平衡线的上方是由于气相中的温度高于液相中的温度。（ × ） 210. 一个气相传质单元高度是指这段填料层内的浓度变化与推动力相等。（ × ） 211. 温球温度与绝热饱和温度与水的初温高低有关。 （ × ） 212. 临界含水量是区分结合水分与非结合水分的分界点。 （ × ） 213. 含结合水分为主的物质，为了加快干燥时间，可采取增加空气流速的办法。

（ × ）

214. 任何温物料只要与一定温度的空气相接触都能被干燥为绝干物料。 （ × ） 215. 气体的溶解度随温度的升高而减小，随压力的升高而增大。 （ √ ） 216. 组成一定的混合溶液的泡点温度随外压的升高而减小。 （ × ） 217. 苯和甲苯的混合液可视为理想溶液。 （ √ ） 218. 加料板上移，对精馏过程没有影响。 （ × ） 219. 间歇精馏既有精馏段又有提馏段。 （ × ） 220. 吸收中传质的极限是相互接触的两相之间达到相平衡的状态。 （ √ ）

221. 同一塔板的气相单板效率与液相单板效率应该相同。 （ × ） 222. 全回流条件下对应的理论塔板数最多。 （ × ）

223. 泡点进料条件下进料方程为y=xF。 （ × ）

224. 吸收中平衡常数一般随温度升高而增大。 （ √ ）

225. 一般流体有相变时的对流传热系数大于无相变时的对流传热系数。 （ √ ）

226. 气体的溶解度随温度的升高而减小，随压力的升高而增大。 （ √ ）

227. 吸收中平衡常数一般随温度升高而增大。 （ √ ）

228. 气体的导热系数最小，因此有利于保温、绝热。 （ √ ）

229. 稳态传热的系统中不积累热量，传热速率不变。

230. 多层导热时，其推动力为各层推动力之和，阻力也为各层阻力之和。 （ √ ）

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231. 多层平壁稳定导热时，如果某层壁面导热系数小，则该层的导热热阻大，推动力小。 （2） 传热系数K接近于哪一种流体的对流传热膜系数？ （ × ）

232. 以饱和蒸汽加热空气，传热的壁面温度一般取空气和蒸汽的平均温度。（ × ） 得 四、简答(共10分，答案写在答题纸上) 分 233. 流体的流动形态有哪几种？如何判断？

答：流体的流动形态有两种：层流和湍流；用雷诺准数来判断，当Re?2000，为层流，

当Re?4000为湍流。

234. 何谓层流内层？其厚度受哪些因素影响？

答：在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动的流体薄层，此薄层称为层流内层。受管径、流速、粘度和密度。

235. 试分析离心泵启动后，没有液体流出的可能原因。如何解决？

答：（1）可能是泵内充满气体（发生气缚），解决的办法是离心泵启动前要灌泵； （2）可能是没有打开出口阀门，解决办法是打开出口阀门。

236. 一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损失变为原来的多少倍？

h1??1.ld.u12g。d2?2d1，u2?V?1u1211， 4.?.d2242 ?2?64/d2.u2.?lu21??2?1。h2??2.d.2g?16h1。

2237. 何谓气缚现象？如何防止？

答：离心泵只能空转而不能输送液体的现象。离心泵启动前应灌满液体。 238. 何谓离心泵的汽蚀现象？如何防止？

答：离心泵的吸液作用是由于吸入液面与泵吸入口处的压头差，其它条件一定，离心泵安装位置越高，泵吸入口的压强必须越低。但是不能低于输送温度下液体的饱和蒸汽压，否则，液体就会在吸入口处发生部分汽化产生气泡，气泡随同液体从低压区流向高压区，在高压作用下迅速收缩、凝结，周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占据的空间，在冲击点处产生几万KPa的冲击力，直接冲击叶轮和泵壳，使泵体震动并产生噪音，叶轮的局部表面在巨大冲击力的反复作用下，使材料表面疲劳，从开始点蚀到形成裂缝，使叶轮或泵壳受到破坏，其流量和扬程明显下降。这种现象称为“汽蚀现象”。

确定合适的安装高度以确保不发生汽蚀现象。 239. 在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1）

传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？

第 7 页 共 11 页答：传热管的壁温接近于蒸汽的温度； 传热系数K接近于空气的对流传热膜系数. 240. 换热器的设计中为何常常采用逆流操作？

答：因为逆流操作：推动力大，所需的传热面积小；减少载热体的用量。 241. 列管式换热器为何要进行热补偿？

答：列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的热膨胀程度也有区别。若两流体的温度差较大（50℃以上）时，由于热应力会引起设备的变形，甚至弯曲和破裂。因此我们要考虑热补偿。

242. 说明热负荷与传热速率的概念及两者之间的关系？ 传热速率：单位时间内通过传热面的传热量。

热负荷：当生产上需要加热（或冷却）某物料时，便要求换热器在单位时间内向该物料输入或输出一定的热量，这是生产对换热器换热能力的要求，称为该换热器的热负荷。 一个满足生产的换热器应该是：传热速率等于（略大于）热负荷。 243. 何谓加热剂和冷却剂？举例说明之？

加热剂：给出热量对物料起加热作用的载热体称为加热剂。例蒸汽。

冷却剂：取走热量对物料起冷却作用的载热体称为冷却剂。例水。 244. 叙述导热系数、对流传热膜系数、传热系数的单位及物理意义

导热系数：在壁厚为1m时，在单位面积单位时间内以热传导的方式所传递热量的多少。单位是：W/m·K 。

传热系数：当冷热流体的温度差为1K时，通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。单位是：W/m2·K 。

对流传热膜系数：当流体与壁面温度差为1K时，通过单位面积单位时间内以对流传热的方式所传递热量的多少。单位是：W/m2·K 。 245. 强化传热的途径有哪些？

答：由传热基本方程式为Q = KAΔtm可知，强化传热的途径有：

（1）增加传热面积A（即增加单位体积的传热面积而不是增大换热器体积）； （2）增加温度差Δtm；（采用逆流流动）；

（3）增加传热系数K（增加流体的湍流流动，防止垢层热阻的形成及及时地消除垢层热阻） 246. 画出连续精馏塔的流程示意图，并说出各部分的作用。 要点

a. 精馏段作用:浓缩轻组份 b. 提馏段作用:浓缩重组分

c. 塔板作用:提供物质与能量交换的场所

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d. 塔釜作用: 提供一定的上升蒸汽量。 247. 叙述恒縻尔流假设的内容？

恒縻尔溢流：在精馏塔的精馏段内，从每一块塔板上下降的液体的千縻尔流量 皆相等，提馏段内也是如些，但两段不一定相等。

恒縻尔汽化流：在精馏塔的精馏段内，从每一块塔板上上升的汽体的千縻尔流量皆相等，提馏段内也是如些，但两段不一定相等。

248. 何谓理论板？为什么说一个三角形梯级代表一块理论块？

答：理论板：离开理论板的气、液相组成满足汽液相平衡关系且汽液相温度均一；在绘图法求理论板时，一个三角形梯级正好使用了一次平衡关系和一次操作线关系，与逐板法相比，正好跨过了一块板，可认为一个三角形梯级代表了一块理论板。 249. 精馏塔为什么必须有回流？试述回流比确定依据。

答：精馏之所以区别于蒸馏就在于精馏有“回流”，回流包括塔顶的液相回流与塔釜部分汽化造成的气相回流。在每块塔板上，下降的液体和上升的蒸汽充分接触，上升的蒸汽被下降的液体部分冷凝，使其中部分难挥发组分转入液相；同时蒸汽的冷凝潜热传给液相使液相部分汽化，液相中部分易挥发组分转入汽相。这种传质过程在每块塔板上逐级发生.

所以，塔底→塔顶：易挥发组分↑;难挥发组分↓ ；温度↓。反之，塔顶→塔底：易挥发组分↓ ;难挥发组分↑ ;温度↑。

由于回流使下降的液体和上升的蒸汽充分接触，同时进行热量和质量的传递；由于热和质的传递。从而保证了精馏塔连续稳定的生产过程。这样随着原料从加料板连续加入，易挥发组分从塔顶、难挥发组分从塔底连续生产出来。

回流比确定依据①根据经济核算确定最佳回流比，即总费用（设备费与操作费之和）为最小时，一般取最小回流比的1.2~2倍。

250. 在精馏操作过程中为什么要有回流及再沸器？

答：回流是保证精馏塔正常而稳定操作的必要条件。是补充塔板上的液相组成和数量；使塔板上的液相组成和数量保持稳定；提高塔顶产品的浓度。再沸器主要是提供一定的上升蒸汽量。 251. 何谓塔的漏液现象？如何防止？

塔板上的液体直接从塔板上漏下的现象。增加上升蒸汽量。 252. 填料可分为哪几类？对填料有何要求？

填料主要可分为实体填料和网体填料；要求要有较大的比表面积，较高的空隙率，一定的化学稳定性和一定的机械强度，重量轻，造价低。 253. 气体吸收在工业上的应用有哪些方面？ 答：①回收混合气体中有价值的组分； ②除去有害组分以净化气体； ③制备某种气体的溶液；

第 8 页 共 11 页④工业废气的治理。 254. 简述“双膜理论”要点

①相互接触的气、液两流体间存在着稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的有效层流膜层，吸收质通过分子扩散的方式通过此二膜层； ②在相界面处，气、液两相达到相平衡；

③在膜层以外的中心区域，由于流体的充分湍动，吸收质的浓度是均匀的，即两相中心区的浓度梯度为0，全部浓度变化集中在两个有效层流膜层内。 要点a. 吸收总阻力＝气膜阻力＋液膜阻力 b. 气、液膜界面处达平衡 c. 稳态传质

255. 写出任意一种求湿度的方法？

h?0.622pP?p，利用露点温度查得p,即可算出湿度。 256. 为什么湿空气要经预热后再送入干燥器？

答：水的饱和蒸气压ps随温度升高而增大，对于具有一定水气分压pw的湿空气，温度升高，相对湿度Φ必然下降。而相对湿度Φ越小，吸收水汽能力越强。因此，在干燥操作中，为提高湿空气的吸湿能力和传热的推动力，通常将湿空气先预热后再送入干燥器。 257. 叙述湿空气的性能参数？ 答：湿空气的性质参数有：相对湿度、 湿度、焓、比容、比热、干球温度、 湿球温度、露点温度、绝热饱和温度。

258. 何谓干燥速率？干燥过程分为哪几个阶段？各受什么控制？

答：干燥速率是单位时间单位干燥面积上所汽化的水分量。干燥分恒速干燥阶段和降速干燥阶段。恒速干燥阶段受表面汽化速率控制，降速干燥阶段受内部扩散控制。 259. 什么位置为适宜的进料位置？为什么？

答：适宜的进料位置一般应在精馏塔内液相或气相组成与进料组成相接近或相同的塔板上。当采用图解法计算理论板时，适宜的进料位置应为跨过两操作线交点所对应的梯级。对于一定的分离任务，此时所需的理论塔板数为最少。

260. 湿物料中的水分按能否用干燥操作分为？按除去的难易程度可分为？ 湿物料中的水分按能否用干燥操作来分：平衡水分和自由水分。 按除去的难易程度来分：结合水分和非结合水分。

261. 对同样的干燥要求,夏季与冬季哪一个季节空气消耗量大?为什么? 1.

答：对同样的干燥要求,夏季比冬季空气消耗量大。这是由于通常情况下，同一地区夏季空气的湿度大于冬季的湿度，，而空气的消耗量只与最初湿度和最终湿度有关，而与经历过程无关，

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对于同样的干燥要求，最终湿度相同，最初湿度越大，空气消耗量越大，所以夏季比冬季空气消耗量大。 得 五、计算(30分)

分 262. 空气和氨的混合物在直径为0.8m的填料塔里用清水吸收其中所含氨的99.5%。每小时送入的混合气量为1400kg。混合气体的总压为101.3kPa，其中氨的分压为

1.333kPa。实际吸收剂用量为最小耗用量的1.4倍。操作温度下的平衡关系为Y*=0.75X。吸收总系数为K3Yα=0.088kmol/(m.s)。求每小时的用水量与所需的填料层高度。 解：每小时用水量：L=49.80kmol/h 填料层高度：Z= 4.32m

263. 某连续操作的精馏塔,泡点进料，泡点进料。操作线方程如下： y=0.8x+0.172 ; y=1.3x-0.018 试问： ⑴ 哪个为精馏段方程，哪个为提馏段方程？ ⑵ 塔顶液体回流量R、流出液组成。 ⑶ 进料组成及塔釜残液组成。 ⑷ 塔釜蒸汽回流比。

解：⑴ 精馏段方程：y=0.8x+0.172 提馏段方程：y=1.3x-0.018 ⑵ R=4 XD＝0.86 ⑶ XF=0.38 XW=0.06 ⑷ R’＝3.33

264. 用清水吸收空气中的丙酮，操作条件为常压和20℃，进入塔内的混合气体流量为1500m3/h，其中丙酮含量为6％（体积分数），其余为空气。要求丙酮的回收率为98％，在此条件下相平衡关系为Y*=1.68X，取操作液气比为最小液气比的1.3倍。试求：塔顶的喷淋水量及出塔液体组成。 塔顶喷淋量：L=125.51kmol/h 出塔液体组成：X1＝0.0291

265. 精馏塔分离某二元混合物，塔顶设全凝器。已知操作线方程为：y=1.25x-0.0187和y=0.723x＋0.263，判断哪一个是精馏段操作线方程，哪一个是提馏段操作线方程，为什么？回流比及塔顶馏出液组成为多少？若为泡点进料，进料量为1000kmol/h，α＝2.47，试求 ⑴ 进料组成及塔釜残液组成。 ⑵ 精馏塔内的物料循环量。

第 9 页 共 11 页⑶从第二块塔板下降的液体组成。 R=2.6 xD=0.95 xF=0.53 xW=0.075

266. 在连续操作的精馏塔中，每小时要求蒸馏2000kg含乙醇20%（质量分数，下同）的乙醇水溶液，馏出液中含乙醇95%，残液含水98%。若操作的回流比为3.5,问回流量为多少？精馏段上升蒸汽量为多少？

解：xF=(20/46)/(20/46+80/18)=0.089 XD=(95/46)/(95/46+5/18)=0.88 XW=(2/46)/(2/46+98/18)=0.008

MF=46×xF=(20/46)/(20/46+80/18)0.089+18×0.911=20.5kg/kmol F=1600/20.5=78kmol/h F=D+W FxF=DxD+WxW 代入，78=D+W

78×0.089=0.88D+0,008W 解之得，D=7.25kmol/h L=RD=7.25×3.5=25.4

kmol/h

V=(R+1)D=7.25×4.5=32.6kmol/h

答：回流量为25.4kmol/h。精馏段上升蒸汽量为32.6kmol/h。

267. 填料吸收塔中，用清水处理含SO2的混合气体。进塔气体中含SO2 10%（摩尔分数），吸收剂用量比最少用量大60%，要求每小时从混合气中吸收64kmol的SO2，在操作条件下气液平衡关系为Y*=26X。试计算每小时吸收剂用量为多少kmol。 解：Y=y/(1-y)=10/90=0.11 GA =V(Y1-Y2)=L(X1-X2) =LX1=64 X1*=Y1/26=0.11/26=0..0043 L=1.6Lmin

L/V=(Y1-Y2)/ (X1-X2)= (Y1-Y2)/ X1 (L/V)min=(Y*1-Y2)/ (X1-X2)= (Y1-Y2)/ X*1 X1= X* 1/1.6=0.0043/1.6=0.0027 L=64/X1=64/0.0027=23703kmol/h 答：每小时吸收剂用量为23703kmol。

268. 用一个常压干燥器干燥湿物料,已知湿物料的处理量为1200kg/h，含水量由40%降至5%（湿基）。试求水分汽化量和干燥产品量。 解：G1=G2+W G1w1=G2w2+W

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1200= G2+W 1200×0.4=0.05 G2+W 解之得：G2=758 kg/h W=442 kg/h

答: 水分汽化量为442 kg/h，干燥产品量为758 kg/h。

269. 在连续操作的精馏塔中，每小时要求蒸馏1600kg含乙醇20%（质量分数，下同）的乙醇水溶液，馏出液中含乙醇95%，残液含水98%。若操作的回流比为4.0,问回流量为多少？精馏段上升蒸汽量为多少？

解：xF=(20/46)/(20/46+80/18)=0.089 XD=(95/46)/(95/46+5/18)=0.88 XW=(2/46)/(2/46+98/18)=0.008

MF=46×xF=(20/46)/(20/46+80/18)0.089+18×0.911=20.5kg/kmol F=1600/20.5=78kmol/h F=D+W FxF=DxD+WxW 代入，78=D+W

78×0.089=0.88D+0,008W 解之得，D=7.25kmol/h L=RD=7.25×4=29 kmol/h V=(R+1)D=7.25×5=36.3kmol/h

答：回流量为29kmol/h。精馏段上升蒸汽量为36.3kmol/h。

270. 填料吸收塔中，用清水处理含SO2的混合气体。进塔气体中含SO2 8%（摩尔分数），吸收剂用量比最少用量大40%，要求每小时从混合气中吸收32kmol的SO2，在操作条件下气液平衡关系为Y*=26X。试计算每小时吸收剂用量为多少kmol。 解：Y=y/(1-y)=8/92=0.087

GA =V(Y1-Y2)=L(X1-X2) =LX1=32 X1*=Y1/26=0.087/26=0.0033 L=1.4Lmin

L/V=(Y1-Y2)/ (X1-X2)= (Y1-Y2)/ X1 (L/V)*

*

min=(Y1-Y2)/ (X1-X2)= (Y1-Y2)/ X1 X1= X* 1/1.4=0.0033/1.4=0.0024 L=32/X1=32/0.0024=13333kmol/h 答：每小时吸收剂用量为13333kmol。

271. 作图：用精馏的方法分离苯和甲苯混合液，其平衡线如图所示。

第 10 页 共 11 页已知塔顶馏出液组成xD=0.90;（摩尔分数，下同）进料组成xF=0.4; 塔釜残液组成xw=0.10；进料状况为饱和液体进料；操作的回流比R =3.5。 ①在图上作出精馏段操作线； ②在图上作出提馏段操作线； ③在图上用梯级作图法求理论塔板数； ④实际理论塔板数NT= 3 块。

272. 如图所示，用水吸收混合气中氨，已知管子的规格是φ85×2.5mm,水的流量是50m3/h,水池液面到塔顶管子与喷头连接处的垂直距离是20m,管路全部的阻力损失为50J/kg,喷头与管子连接处的压力是100kPa(表压)，试求水从泵获得的外加机械能为多少？（水的密度取1000kg/m3）（15分） 解：如图所示，取1-1′，2-2′界面为衡算界面，1-1′截面为基准面， 由伯努利方程式得：

Z1g + p1/ρ+ u21/2 + W = Z2g + p2/ρ+ u22/2 + ∑hf (1) 由题意可知 Z1=0, Z2=20m; p1=0 (表压)，p2=105Pa(表压); u1=0 管

内径d=85-2×2.5=80mm=0.08m,

u=50/360020.785?0.082=2.76m/s; ∑hf=50J/kg代入（1）得：

W=20×9.81 + 100000/1000 + 2.762/2 + 50 = 350 J/kg

答：水从泵获得的外加机械能为350 J/kg。 273. 将相对密度为1.20的液体从一常压贮槽用泵送

到

24m高处。设泵的进口管是φ89ⅹ4.5mm，液体的流速是1.5m/s，泵的出口管是φ66ⅹ3mm，损失

压头是30J/Kg,试求泵出口处的流速和所需外加功，并换算出流量和扬程。 解：贮槽液面为了1-1截面，管出口为2-2截面

柏努利方程式 gz2

2

1 + u1/2 + P1/ρ+ W = gz2 + u2/2 + P2/ρ + Ef z1 = 0 z2 =24

u1 = 1.5 u2 = 1.5(0.08/0.06)2 = 2.67 P1 =0 P2 = 0

W = Ef = 30

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