2000级化工系化工原理试题-四川大学

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四川大学化学工程学院884化工原理考

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四川大学化工原理下册习题集

《化工原理》习题集第二章气体吸收1、当总压为101.3 kPa，温度为25℃时，100克水中含氨1克，该溶液上方氨的平衡分压为0.933 kPa；若在此浓度范围内亨利定律适用，试求溶解度系数H和相平衡常数m（溶液密度近似取为1000kg/m3）。

2、含有4%（体积）氨气的混合气体，逆流通过水喷淋的填料塔，试求氨溶液的最大浓度，分别以摩尔分率，质量分率，比摩尔分率，比质量分率表示。

塔内绝对压强为2.03×105 Pa, 在操作条件下，气液平衡关系为p* = 2000x(式中p的单位为mmHg, x为摩尔分率)。

3、已知NO水溶液的亨利系数如下：指出下列过程是吸收过程还是解吸过程，推动力是多少？并在x - y图上表示。

（1）含NO20.003(摩尔分率)的水溶液和含0.06 (摩尔分率) 的混合气接触，总压为101.3 kPa，T=35℃；（2）气液组成及总压同（1），T=15℃；（3）气液组成及温度同（1），总压达200kPa（绝对压强）。

4、已知某吸收系统中，平衡关系为y = 0.3x ，气膜吸收分系数k y = 1.815×10-4 kmol / (m2.s)，液膜吸收分系数k x = 2.08×10-5 kmol / (m2.s)，并由实验测得某截面上气液相浓度分别为y = 0.014，x = 0.02，试求：（1）界面浓度y i、x i分别为多少？（2）液膜阻力在总阻力中所占的百分数，并指出控制因素；（3）气相推动力在总推动力中所占的百分数。

4、在吸收塔内用水吸收混于空气中的低浓度甲醇，操作温度为27℃，压力为101.3kPa（绝对压力）。

稳定操作状况下，塔内某截面上的气相中甲醇分压为5.07 kPa，液相中甲醇浓度为2mol / m3。

甲醇在水中的溶解度系数H = 1.995 kmol / (m3.kpa.)，液膜吸收分系数k L = 2.08×10-5 m / s，气膜吸收分系数k G = 1.55×10-5 kmol / (m2.s.kpa.)。

四川大学-2011级-化工原理-期末考试复习客观题

化工原理客观题1.流体粘度的表达式为____________，在SI制中单位为______，在工程制中单位为___________；在 c.g.s中单位为_________，1泊=_____________厘泊=_____________Pa.s。

2.不可压缩流体在管路中作连续稳定流动时，其任意两截面处的流速与管径的关系为______________，所以流速随管径的减小而___________，又若管路系很长的等径垂直管，则管路上相距较远的两截面流速____________________，其原因是____________________。

3.流体粘性是指_____________________的性质，气体粘度随温度升高而_______，液体粘度随温度升高而_______。

现有物料空气和水，分别在同种规格的管内稳定流动，若它们的质量流量不变，当温度升高时，其雷诺数将分别变化为：空气_______，水_______。

4.流体在圆形直管中的流动类型分为_______两种，它是根据________________来判断，若在非圆形管中，流体流动类型的判断，可用______________概念，两种流型的主要区别是_________________________，层流速度分布呈______________，这个分布可用________仪器测出，其流动平均速度为最大流速的_______倍。

5.在相同规格的管道内，分别流着密度相差不大的粘油和清水，若它们的Re相同，则粘油流速应比清水流速_______，因为____________________________。

6.流体流动类型不仅对流体输送有很大影响，而且对_______和_______过程也有很大的影响，如果对后两者产生好效果，Re数值应在_______范围，这样，靠近管壁处的_______才有利于减少过程的_______。

7.流体在管内或沿某壁面流动时，均由______________、_______两个流动区域，通常将流速降为未受边界层影响的流速的_______倍以下的区域为边界层，即边界影响所涉及的区域。

四川大学化工原理总复习

柏努利方程的讨论
5）.柏努利方程中∑hf>0，即永远是正值。 6）.（1）单位质量流体作为衡算基准的柏努利方程：
1 1
2 2
以单位质量流体为基准：
u 2 1 2p 1g1zu 2 2 2p 2g2zhf
J/kg
若流体输送机械对流体输入的机械能为 he
实际流体流动的柏努利方程
u 2 12p1g1z heu2 22p2g2zhf
J/kg
柏努利方程的讨论
22 p2
1).柏努利方程中每项的含义
吸
收
在1截面单位质量的流体具有的动能 J/kg
粘度μ （压强1.01×105Pa、温度288K）空气：0.018×10-3 N.s/m2
水：1.1405×10-3 N.s/m2 甘油：2330×10-3N.s/m2
液体的分子间距较小其粘性以分子间的引力为主因，而气体的粘性以分子运动为主因
液体——温度粘度μ 气体——温度粘度μ 注意：1泊=100厘泊
在2截面单位质 z 2
塔
量的流体具有
的动能 J/kg
1 p1 1 1 1
单位质量的流体通
z1
过流体输送机械后
所获得的能量 J/kg
u 2 1 2p 1 g z 1 h e u 2 2 2p 2 g z2 h f
E1：输入控制体的机械
能E1 J/kg
E2：输出控制体的机械能E2 J/kg
单位质量的流体由 1截面流至2截面发生的机械能损失
面上的每种能量并不一定相
等
2 1
u2 12p 1g1zu2 22p 2g2zconst
z1
z
且
2
u1
u

下册复习四川大学,化工原理

干燥章小结
1、湿空气性质及湿度图：、湿空气性质及湿度图：
ϕ=1 H
ϕp s p = 0.622 H = 0.622 P − ϕp s P− p
cH = cg + cv H
p × 100% ϕ= ps
= 1.005 + 1.884H
tas
t
iH = ( cg + cv H ) t + r0 H = cH t + r0 H
五种进料状态回流比 R = 单板效率
L D
相对挥发度α = 平衡级理论板恒摩尔流假定精馏原理 = A A = A A vB pB x B y B x B
y n − y n+1 y n * − y n +1 x − xn E mL ( n) = n −1 、 x n −1 − x n * E mV ( n) =
多级错流 : 图解法 3、多级萃取：、多级萃取：多级逆流：图解法
流程、特点、流程、特点、图解求级数 N
当平衡线为直线时
X F e N +1 − 1 = XN e −1
4、萃取设备：特点、用途、萃取设备：特点、
蒸馏章小结
一．概念理想溶液理想物系挥发度 v i =
pi xi
N 全塔效率 E 0 = Ne
等板高度有分凝器的流程直接蒸汽加热流程多股进料流程水蒸汽蒸馏间歇精馏特殊精馏
Dx D × 100% 易挥发组分回收率η 1 = Fx F W (1 − xW ) × 100% 难挥发组分回收率η 2 = F (1 − x F )
二．公式 1．理想物系的相平衡关系． 0 pA = pA x A 拉乌尔定律 0 pB = pB x B t~x~y 相图、y~x 相图相图、 2．．

江南大学化工原理2000

2000年硕士学位研究生入学试题考试科目：化工原理一、概念题：（20分）1.某蒸发装置的水喷射冷凝器，操作真空度为600mmHg，则水封高度h=__________m（水的密度1000kg/m3）。

2.一输油管输送ρ=900kg/m3，μ=0.135Pa•s的油品，管内径为0.05m，流速为1.5m/s，则管内的速度分布侧形为_________。

3.离心通风机的全风压等于（）（A）进风压加通风机出口的动压（B）离心通风机出口与进口间的压差（C）离心通风机出口的压力（D）动风压加静风压4.离心机的允许吸上真空高度与以下因素无关（）（A）当地大气压（B）输送液体的温度（C）流量（D）泵的吸入管路的长度5.在长L，高H的沉降室中，颗粒的沉降速度为u t，气体通过沉降室的水平流度为u，则颗粒能在沉降室内分离的条件是：（A）L/u<H/u t （B）L/u≥H/u t（C）L/u t≥H/u （D）L/u t<H/u6.“在离心机中回转半径越大，分离因数越大”。

“在旋风分离器中回转半径越大，分离因数越大”。

（A）只有第一种说法对（B）只有第二种说法对（C）两种说法都对（D）两种说法都不对7.回转真空过滤机生产能力为5m3/h（滤液）。

现将转速降低一半，其他条件不变，则生产能力应为（）（A）5m3/h（B）2.5m3/h（C）10m3/h（D）3.54m3/h8.对恒压过滤________。

（A）滤液体积增大一倍，则过滤时间增大为原来的2倍；μ倍；（B50m（C）滤液体积增大一倍，则过滤时间增大至原来的4倍；（D）滤液体积增大一倍，则过滤时间增大至原来的2倍。

9.对在蒸汽-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的________在工程上进行。

（A）提高空气流速；（B）提高蒸汽流速；（C）采用过热蒸汽以提高蒸汽温度；（D)在蒸汽—侧管壁上加装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液。

10.某锅炉的铸铁炉门温度很高，因辐射而散发热量。

四川大学884化工原理历年考研真题汇编

目　录2013年四川大学884化工原理考研真题
2012年四川大学884化工原理考研真题
2011年四川大学884化工原理考研真题
2010年四川大学884化工原理考研真题
2009年四川大学884化工原理考研真题
2008年四川大学884化工原理考研真题
2007年四川大学884化工原理考研真题
2006年四川大学884化工原理考研真题
2005年四川大学884化工原理考研真题
2004年四川大学884化工原理考研真题
2003年四川大学874化工原理考研真题
2002年四川大学587化工原理考研真题
2013年四川大学884化工原理考研真题
2012年四川大学884化工原理考研真题
2011年四川大学884化工原理考研真题
2010年四川大学884化工原理考研真题
2009年四川大学884化工原理考研真题
2008年四川大学884化工原理考研真题
2007年四川大学884化工原理考研真题
2006年四川大学884化工原理考研真题
2005年四川大学884化工原理考研真题
2004年四川大学884化工原理考研真题
2003年四川大学874化工原理考研真题
2002年四川大学587化工原理考研真题。

2000化工原理真题.doc

2000 研究生入学考试福州大学化工原理试卷一如图所示，一往复泵将某种液体（密度为1100Kg/m3，黏度为100cP），由低位槽打入高位槽，往复泵用旁路阀调节流量。

已知主管内径D=0.06m，旁路支管内径d=0.032m，泵送至高位槽的流量为13.1m3/h ，a-b-c-d-e-f 管线的阻力损失为80J/Kg，ΔZ=10m，试求：（1）泵给液体的有效功We（2）如果循环回路中主管（即 b 至 c 的主管）的阻力损失可以忽略不计支管（c-g-b ）的管长（包括局部阻力当量长度在内）为50m，求通过支管的流量以及由于循环使泵多消耗的功率（设泵的效率为75 ％）。

二如图所示，要将某减压精馏塔塔釜中的液体产品用离心泵送至高位槽，釜中真空度为500mmH（g其中液体处于沸腾状态，即其饱和蒸汽压等于釜中绝对压强）。

泵位于地平面上吸入管路总阻力为0.87m液柱，液体的密度为968Kg/m3，已知该泵的允许汽蚀余量Δh=4.2m，试问该泵的安装位置是否适宜？如不适合应如何重新安排？三某厂吸收塔填料层高4m，用水吸收混合气中的公害组分A，在此情况下，测得的浓度如图所示。

已知平衡关系为y=1.5x （式中及图中的组成均为摩尔分数），求：（1）气相总传质单元高度；（2）操作液气比为最小液气比的多少倍；必须小于等于0.002，所以拟将填料层加高；若液气（3）由于法定排放浓度ym比不变填料层应加高多少？（4）画出加高前后的吸收操作线示意图。

（5）除了加高填料层高度以外还有什么措施可以降低排放浓度？四用板式精馏塔在常压下分离苯- 甲苯溶液，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热，平均相对挥发度为 2.47，1 、进料量为150kmol/h ，组成为0.4（mol 分率）的饱和蒸汽，回流比为4，塔顶馏出液组成为0.928（摩尔分率），塔底采出液流量为87.3kmol/h ，求：（1）塔底采出液的组成和塔顶馏出液的量为多少kmol/h ？（2）精馏段及提馏段的操作线方程；（3）回流比与最小回流比的比值。

化工原理化工原理(上册)样卷及参考答案-A

60℃，水的比热为 4.18kJ/(kg.K)。1）已知溶液一侧的对流传热系数为 1160w/(m2.K)，冷却
水一侧的对流传热系数为 930 w/（m2.K），忽略管壁和污垢的热阻及热损失，求以传热外
表面积为基准的总传热系数K 和冷却水的用量(kg/h)； 2）计算内管的外表面积和管长。
解：1）由： K = 1 =
A) d2×uc×(π/4)
B) 0.5×uc×d2×(π/4) C) 0.82×uc×d2×(π/4)
D) k×uc×d2×(π/4)，k为系数
3．在层流流动的范围内，流速增大，摩擦因数λ( )，阻力损失( )。
A)减小，减小 B)减小，增大 C)增大，增大 D)增大，减小
4．如图 2 所示，用 U 形压差计测定倾斜直管 1、2 两截面的压差，U 形压差计读数 R，反
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线
得分
评阅教师
五．用叶滤机处理某种悬浮液，先以等速过滤 30min，得滤液 3 m3。随即保
持当时的压强差再过滤 60 min，问共得滤液多少m3？若该叶滤机每次卸渣、
重装等全部辅助操作共需 30 min，求滤液日产量。滤布阻力可以忽略。
( ) 解：1）由： V 2 −VR2 + 2Ve (V −VR ) = KA2 (θ −θR )
D)稳定膜状沸腾
17．换热器中冷热流体一般为逆流流动,这主要是为了( )。
A) 提高传热系数
B)增大对流传热系数 C)提高对数平均温度差
D)减小流动阻力
18．由传热速率方程 Q=KAΔtm 计算得到的 Q 代表换热器的( )。
A)热负荷 B)传热能力 C)热通量 D)热流密度
19．黑度表示( )。

夏清《化工原理》名校精选真题分章解析教材精讲及课后习题解析

成周围液体高速冲击该点，产生剧烈的水击称为气蚀。
气蚀现象：噪声大、泵体振动，流量、压头、效率都明显下降。严重时，泵不能正常工作。防止措
施：把离心泵安装在恰当的高度位置上，确保泵内压强最低处的静压超过工作温度下被输送液体的饱
和蒸汽压。
离心泵启动时，若泵内存有空气，由于空气密度很低，旋转后产生的离心力小，因而叶轮中心区形
抛物管中心２
浙江工业大学：
（１）有一并联管路，如图所示，两段管路的流量、流速、管径、管长及流动阻力分别为Ｖ１，ｕ１，ｄ１，ｌ１，
ｈｆ１及Ｖ２，ｕ２，ｄ２，ｌ２，ｈｆ２。若ｄ１＝２ｄ２，ｌ１＝２ｌ２，则当两段管路中流体均作层流时，Ｖ１／Ｖ２＝（）
Ａ．２
Ｂ．４
Ｃ．８
Ｄ．１／２
３
【解析】
根据题意，两管路流体均作层流，因此有：λ＝６４／Ｒｅ
注：泵的压头、流量及轴功率与转速间的近似关系为：Ｑ２＝Ｑ１（ｎ２／ｎ１），Ｈ２＝Ｈ１（ｎ２／ｎ１）２，Ｎ２＝Ｎ１（ｎ２／ｎ１）３泵的压头、流量及轴功率与叶轮直径间的近似关系为：Ｑ２＝Ｑ１（Ｄ２／Ｄ１），Ｈ２＝Ｈ１（Ｄ２／Ｄ１）２，Ｎ２＝Ｎ１（Ｄ２／Ｄ１）３重庆大学：
（１）离心泵特性曲线压头与流量的关系可以用公式表示为
Ａ．得到各变量间的确切定量关系
Ｂ．用无因次数群代替变量，使实验与关联简化
Ｃ．得到无因次数数群间定量关系
Ｄ．无须进行实验，即可得到关联式。
（４）下图为一异径管段，从Ａ段流向Ｂ段，测得Ｕ型压差计的读书为Ｒ＝Ｒ１，从Ｂ段流向Ａ段测得Ｕ型压差计读书为Ｒ＝Ｒ２，若两种情况下的水流量相同，则（）。
Ａ．Ｒ１＞Ｒ２Ｂ．Ｒ１＝Ｒ２Ｃ．Ｒ１＜Ｒ２Ｄ．Ｒ１＝－Ｒ２

四川大学化工原理客观题集(上册).doc

绪论%1.单位换算[0-1-1-t] 1帕斯卡=牛/米2, 米水柱， =毫米汞柱，=公斤力/厘米2（取三位有效数字）。

LO-l-2-tJ 1公斤力•秒/米2 =泊，=厘泊，=牛-秒/米2。

[0-1-3-t] 10%甲醇溶液比重为0.982,它的密度为千克/米3,比容米3/千克。

[0-1-4-t] 某液体粘度为49原泊=公斤•秒/米2=帕斯卡/秒。

[0-1-5-t] 2580 千卡/ 时=千瓦。

[O-l-6-tJ 己知运动粘度为U = L = C& m2/so若式中的乙〃单位为公斤•秒/米2,厘泊。

p P Y为流体密度公斤•/秒之/米\ /为流体重度公斤/米3,则式是C=,其换算过程是o[0-1-7-t] 将密度为1克（质）/厘米3的值进行换算，应是千克/米3,公斤（力）秒2/米4。

[0-1-8-t] 质量为10千克的物质在重力加速度等于1.6米/秒2处，其工程单位制重量是,SI制的重量是。

[0-1-9-t] 某地区大气压为720mmHg,布*一化工过程要求控制绝对压强不大于160mmHg,此过程真空度应在mmHg和Pa。

[0-1-10-t] 已知导热系数4 = 2.388xlO'3ctz//c/?7 -5-°C ,此值在SI 制中为W/m - k。

第一章流体流动%1.流体物性[M-1-t] 流体粘度的表达式为,在工程中单位为,在SI制中单位为fl-l-2-t] 不同单位的压强值为：①1. 5kgf/cnf（表压）；②450minIIg（真空度）；③500000Pa（绝压）；④1.6mH20,则它们的大小顺序为： >>>o[1-1-3-t] 密度为900千克/米3的某流体，在d内=0.3米的钢管中作层流流动，流量为64公斤/ 秒，则此流体粘度为厘泊。

Ll-l-4-tJ 通过化工原理的学习，对测定某流体的粘度，可根据泊谡叶方程 _______ ,选定已知管段，用仪器测AP, 仪器测流速，便可算出粘度〃。

川大化工热力学习题解答(化学工业出版社)

精品PPT
2-4*
• 计算结果
RK
RK with kij
GC
150
150
150
278.6
278.6
278.6
1152.289 1152.289 1152.289
Temperature C
Pressure bar
Velocity m/s
Mole Flow kmol/hr
N2
13027.183 13037.884 12977.616

.
=
.

∗

+

.
=
.
= ( + +

+

）
解该方程
(fāngchéng)
0
精品PPT
4-11
• 对于出口(chū kǒu)气体可假设其服从理想气体状态方
程:
•
精品PPT
4-3
• 解：
•
能量(néngliàng)衡算：
•
•
泵做功：
•
•
焓变：
•
•
换热器热负荷：
4.7 Kw
精品PPT
4-3
• 思考：
•
本题能否(nénɡ fǒu)查附表来求得焓值？
计算焓变？
精品PPT
4-11
C3H8
绝热可逆压缩
(yā suō)
=
P1= 1 atm
T1= 60 ℃
Initial V：derived from Ideal gas equation
精品PPT
Equation of State

四川大学化工原理干燥及客观题

干燥习题解答12.1 解：⑴ 水在25℃的饱和蒸汽压为：2kN/m182.3)84.2332511.39915916.18exp(152)84.23311.39915916.18exp(152=+-=+-=t p s空气湿度为：0204.0182.31100182.31622.0622.00=⨯-⨯=-=ss p P p H ϕϕkg 水汽/kg 绝干气体(2) 预热到120℃时，水在120℃下的饱和蒸汽压为：2kN/m792.199)84.23312011.39915916.18exp(152=+-=s p空气预热前后水汽分压不变，因此，空气预热至120℃的相对湿度为：%593.1792.199182.3===Sp p ϕ可见, 将空气由25℃加热至120℃，相对湿度从100%降至1.593%。

当水汽分压等于大气压时，相对湿度达到最大，即%05.50792.199100===Sp P ϕ12.2 解：水在15℃的饱和蒸汽压为：2kN/m712.1)84.2331511.39915916.18exp(152=+-=s p此时的空气湿度为：00852.0712.18.0325.101712.18.0622.00=⨯-⨯=H kg 水汽/kg 绝干气体湿比热：166.100852.0884.1005.1=⨯+=+=H C C C v g H kJ/kg 绝干气体·℃ 由于预热前后空气湿度不变，所以其焓值变化为：41.157)15150(166.1)(12=-⨯=-=∆t t C i H H kJ/kg 绝干气体12.3 解：水在40℃下的饱和蒸汽压为：2kN/m405.7)84.2334011.39915916.18exp(152=+-=s p空气湿度为：0285.0405.760.0325.101405.760.0622.00=⨯-⨯=H kg 水汽/kg 绝干气体空气水蒸汽分压为：2kN/m443.4405.76.0=⨯==s p p ϕ湿比热：059.10285.0884.1005.1=⨯+=H C kJ/kg 绝干气体·℃湿焓为：绝干气体kJ/kg 361.1130285.027.249140059.127.2491=⨯+⨯=+=H t C i H H12.4 解：水在20℃下的饱和蒸汽压为：2kN/m348.2)84.2332011.39915916.18exp(152=+-=s p新鲜空气湿度为：00877.0348.260.0325.101348.260.0622.01=⨯-⨯=H kg 水汽/kg 绝干气体湿焓为：绝干气体kJ/kg 279.42008877.027.249120)00877.0884.1005.1(1=⨯+⨯⨯+=H i水在50℃下的饱和蒸汽压为：2kN/m374.12)84.2335011.39915916.18exp(152=+-=s p此时，废气湿度为：0673.0374.1280.0325.101374.128.0622.01=⨯-⨯=H kg 水汽/kg 绝干气体废气的湿焓为：绝干气体kJ/kg 252.2240673.027.249150)0673.0884.1005.1(2=⨯+⨯⨯+=H i因此，混和气体的湿度为：0506.00673.07500877.072=⨯+⨯=H kg 水汽/kg 绝干气体混和气体湿焓为：绝干气体kJ/kg 260.172252.22475279.4272=⨯+⨯=H i混和气体水蒸汽分压为：2kN/m473.7374.1280.075348.260.072=⨯⨯+⨯⨯=p水在120℃下的饱和蒸汽压为：2kN/m792.199)84.23312011.39915916.18exp(152=+-=s p混和气体预热前后的水蒸汽分压不变，因此混和气体在120℃下的相对湿度为：%740.3792.199473.7===Sp p ϕ预热前后混和气体的湿度不变，H=0.0506。

川大884化工原理五套模拟题

四川大学攻读硕士学位研究生入学考试模拟题（一）考试科目：化工原理科目代码：（试题共页）（答案必须写在答题纸上，写在试题上不给分）计算题（96分）6. （20分）采用如图所示的输送系统，将水池中的清水（密度为1000kg/m 3）输送到密闭高位槽中。

离心泵的特性方程为42407.010H Q =−⨯ （式中H 的单位为m ，Q 的单位为m 3/s ），当压力表读数为100KPa 时，输水量为10L/s ，此时，管内流动已进入阻力平方区。

若管路及阀门开度不变，当压力表读数为80KPa 时，试求：（1）管路的特性方程；（2）输水体积流量；（3）离心泵的有效功率。

7. （20分）某低粘度流体的流量为10000kg/h ，比热容为4.18/()kJ kg C •o ，生产要求将该流体由15℃加热到100℃。

现采用的换热器是列管式换热器，其管束由160根管径为ϕ25mm × 2mm 的不锈钢管组成。

管外的加热源为110℃的饱和水蒸气，其冷凝对流传热系数为12kW/（m 2•℃）。

欲完成生产任务，当换热器为单程时，换热管的长度为4.5m ；若将单管程改为双管程，而管子的总数不变，试求：（1）换热器的总传热系数；（2）所需换热管的长度。

（不考虑管壁及可能的污垢热阻，忽略换热器的热损失，并假设流体在管内均成湍流流动，两种情况下蒸汽冷凝传热系数相同）8. （12分）体积流量为 0.95 m 3/s ，温度为 20℃，压强为 9.81×104 Pa 的含尘气体在进入反应器之前需进入除尘室除尘，并将气体温度预热至 260℃（预热前后气体压强不变）。

已知气体中尘粒的密度ρs =1800 kg/m 3，除尘室的底面积为60m 2；20℃时气体密度ρ=1.205 kg/m 3，气体粘度 µ=1.81×10-5 Pa·S ， 260℃时气体密度ρ=0.6622 kg/m 3，气体粘度µ=2.79×10-5 Pa·S 。

四川大学工业化学复习题(完整版)

第三章硫酸工业1.阐述硫铁矿为原料制取硫酸的主要工序及焙烧原理，并写出主要化学反应式。

（10分）主要工序：（FeS 2）选矿→硫铁矿焙烧→炉气净化→SO2催化转化→三氧化硫吸收→尾气回收SO2和污水处理。

焙烧原理：主反应:4FeS 2+11O 2=8SO 2+2Fe 2O 33FeS 2+8O 2=6SO 2+Fe 3O42.SO2催化氧化工艺条件如何确定？（20分）1)催化剂——钒催化剂V2O55%～9%，为活性组份。

K2O 9%～13%NaO 1%～5%，碱金属盐为助催化剂。

SO310%—20%SiO250%～70%，为载体。

制成环形、球形、或粒状2)温度：Tb—Tm 即催化剂起燃温度与耐热极限温度之间，即活性温度范围内420-600℃。

从t—X*—γ关系曲线可知：存在最佳反应温度Tma （反应速率最大）反应温度原则：在催化剂活性温度范围内催化剂床层温度应沿最佳温度线变化：即先高后低原则3)SO2原始浓度：根据硫酸生产总费用最少原则，进入SO2转化器浓度存在最佳浓度：7%～7.5%4)压力：P↑→X*↑SO2↑，设备尺寸减小。

不利条件：加压对设备要求提高，反应压力最好在常压5)最佳转化率：转化率提高→提高硫的利用率，减小尾气SO2含量和对大气污染。

不利条件→催化剂用量增加，设备尺寸增大。

即存在最佳转化率。

工艺上采用两次转化、两次吸流程，转化率99%以上。

❤3.如何从热力学和动力学角度确定SO 2催化氧化温度条件？（10分）见2，2）热力学：由于反应是SO 2的催化氧化是一个放热反应，所以为了让平衡向正方向移动应该降低温度更能够提高转化率；动力学：反应速率随着温度的升高而增大，但是由于催化剂的活性温度在420℃-600℃最大，当再随着温度升高时，反应速率就会下降甚至停止反应。

综上所述，从热力学和动力学充分考虑到产率和速率的最优值来确定反应温度。

❤4.在制取硫酸过程中，常易形成酸雾，试解释酸雾形成的原因，以及酸雾怎样清除之。

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四川大学化工原理模拟考题参考答案上册一、客观题01．牛顿黏性定律的数学表达式是y u d μτ-= ，服从此定律的流体称为牛顿流体。

02．实际流体与理想流体的主要区别在于实际流体具有黏性，实际流体柏努利方程与理想流体柏努利方程的主要区别在于实际流体柏努利方程中有阻力损失项。

03．液体在两截面间的管道内流动时, 其流动方向是 D 。

A. 从位能大的截面流向位能小的截面；B. 从静压能大的截面流向静压能小的截面；C. 从动能大的截面流向动能小的截面；D. 从总能量大的截面流向总能量小的截面。

04．离心泵在启动前应灌泵，否则会发生__气缚__现象；离心泵的安装高度应小于允许安装高度, 否则会发生汽蚀现象。

05．进出口温度分别为85℃和40℃的热流体对进口温度为20℃的冷流体进行加热，规定冷流体出口温度不超过40℃，则必须采用并流操作。

06．冷热两流体的对流给热系数h 相差较大时，提高总传热系数K 值的措施是 AA. 提高小的h 值；B. 提高大的h 值；C. 两个都同等程度提高；D. 提高大的h 值，同时降低小的h 值。

07．蒸汽冷凝时的热阻 B 。

A. 决定于汽膜厚度；B. 决定于液膜厚度；C. 决定于汽膜和液膜厚度；D. 主要决定于液膜厚度，但汽膜厚度也有影响。

08．在空气-蒸汽间壁换热过程中可采用 C 方法来提高传热速率最合理。

A. 提高蒸汽速度；B. 采用过热蒸汽以提高蒸汽温度；C. 提高空气流速；D. 将蒸汽流速和空气流速都提高。

09．沉降室的生产能力与 C 有关。

A. 颗粒沉降速度和沉降室高度；B. 沉降面积；C. 沉降面积和颗粒沉降速度；D. 沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度。

10．恒速过滤时，过滤速率不变，过滤压差随滤饼厚度的增加而增加；恒压过滤时，过滤压差不变，过滤速率随滤饼厚度的增加而减小。

二、计算题1．用水泵向高位水箱供水（如附图所示），管路流量为150m 3/h ，泵轴中心线距水池液面和水箱液面的垂直距离分别为2.0m 和45m 。

泵吸入管与排出管分别为内径205mm 和内径180mm 的钢管。

吸入管管长50m （包括吸入管路局部阻力的当量长度），3排出管管长200m （包括排出管路局部阻力的当量长度），吸入管和排出管的管壁粗糙度均为0.3mm ，水的密度1000 kg/m 3，粘度1.0×10-3 Pa ﹒s ，泵的效率为65%，圆管内湍流摩擦系数用下式计算：23.0Re 681.0⎪⎭⎫⎝⎛+=d ελ试求：（1）吸入管和排出管内的流速、雷诺数各为多少？各属于哪种流动类型？（2）泵吸入口处A 点的真空表读数？（3）泵向单位质量流体所作的功为多少？泵的轴功率？解：（1）吸入管内流速 263.1205.0785.03600/150211=⨯==A V u m/s ， 258915100.11000263.1205.0Re 3111=⨯⨯⨯==-μρu d ，属于湍流；排出管内流速 638.1180.0785.03600/150222=⨯==A V u m/s ， 294840100.11000638.1180.0Re 3222=⨯⨯⨯==-μρu d ，属于湍流；（2）在1－1与2－2间列柏努利方程∑-+++=++212111200022f h u p g z u p g z ρρ 00000=≈=z u p p a()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+-222111*********u d l u u g z z p p p A λρ＝－＝真 0231.0258915682053.01.023.01=⎪⎭⎫⎝⎛+=λ 249112263.1205.0500231.02263.181.92100022=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯++⨯⨯＝真A p Pa (3) 在1－1与3－3间列柏努利方程∑-+++=+++312333200022f e h u p g z h u p g z ρρ 0003030=≈===z u u p p p a()22222222111103u d l u d l g z z h e λλ++-＝ 0237.0294840681803.01.023.02=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=λ89.5002638.1180.02000237.02263.1205.0500231.081.94722=⨯+⨯+⨯＝e h J/kg36.3210865.010003600/15089.500=⨯⨯==＝ηρηV h N N e eW2．在由118根φ25⨯2.5，长为3m 的钢管组成的列管式换热器中，用饱和水蒸汽加热空气，空气走管程。

已知加热蒸汽的温度为132.9℃，空气的质量流量为7200kg/h ，空气的进、出口温度分别20℃和60℃，操作条件下的空气比热为1.005 kJ/(kg ⋅℃)，空气的对流给热系数为50 W/(m 2⋅℃)，蒸汽冷凝给热系数为8000 W/(m 2⋅℃)，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的总传热系数K 为多少？（3）此换热器能否完成生产任务？解：（1）()()4.802060005.13600/72001222=-⨯⨯=-=t t c w Q p kJ/s (2) 8.395002.0025.08000111111222=⨯+=+=h d d h K W/(m 2⋅℃)(3) 8.273025.014159.31182=⨯⨯⨯=A m 245.919.1129.72ln 40ln2111=-=∆∆∆-∆=∆t t t t t m ℃ 184.101J/s 10118445.918.278.3922==⨯⨯=∆=m t A K Q kJ/s ，能够完成生产任务。

下册一、填空与选择：（1）吸收操作一般用于分离气体混合物，其原理是利用气体中各组分在吸收剂中溶解度的差异来达到分离的目的。

（2）精馏操作一般用于分离液体混合物，其原理是利用原料中各组分的挥发度差异来达到分离的目的。

（3）萃取操作一般用于分离液体混合物，其原理是利用原料液中各组分在萃取剂中溶解度的差异来达到分离的目的。

（4）全回流（R = ∞）时，精馏段操作线的斜率为 1 ，提馏段操作线的斜率为 1 ，对相同的x D和x W ，部分回流比全回流所需的理论板数多。

（5）气液两相在填料塔内逆流接触时，填料表面是气液两相的主要传质面积。

为保证操作过程中两相的良好接触，故填料吸收塔顶部要有良好的液体分布装置。

（6）写出浮阀塔三种不正常操作情况：(A) 漏液；(B) 液泛；(C) 雾沫、气泡夹带。

（7）两组分的相对挥发度 α 越小，则表示分离该物系越 B 。

A. 容易；B. 困难；C. 完全；D. 不完全。

（8）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。

（9）物料的平衡水份一定是 C 。

A. 非结合水份；B. 自由水份；C. 结合水份；D. 临界水份。

（10）对流干燥过程按干燥速率一般分为：（1）恒速段，该段中空气温度下降，物料温度不变，除去的是非结合水份；（2）降速段，该段中空气温度下降，物料温度上升，除去的是结合水份。

（11）用对流干燥除去湿物料中的水份时，当干燥介质一定，湿物料中自由水份可以除去，平衡水份不可以除去。

（12）某三元混合液组成为x A =0.2，x B =0.5，x S =0.3。

试在三角形相图中表示出该点的坐标位置。

ABS二、在常压下逆流操作的填料吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气体中的溶质组分。

入塔气体流量为1120m 3/h （标准状况），入塔气体中溶质的浓度为5%（体积），吸收率为90%，操作条件下的气液平衡关系为Y *=1.5X ，液气比L /V =3，体积传质系数K Y a = 100 kmol/m 2⋅h(∆Y)，塔径为0.8m 。

试求（1）出塔液体浓度X 1；（2）所需填料层高度Z 。

解：（1）进塔惰性气体量 ()5.4705.014.221120=-⨯=V kmol/h()00526.01.00526.010526.005.0105.0121=⨯=-==-=ηY Y Y()()01578.000526.00526.03102112=-⨯=-==Y Y L V X X（2）002367.001578.05.1*2*1==⨯=Y Y41.300526.002367.00526.0ln00526.002367.00526.000526.00526.021=----=∆-=mOG Y Y Y N 9455.08.0785.01005.472=⨯⨯=Ω=a K V H Y OG m 224.341.39455.0=⨯==O G O G N H Z m三、有苯和甲苯混合物，含苯0.4，流量1000 kmol/h ，在一常压精馏塔内进行分离，要求塔顶馏出液中含苯0.9（以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于90%，泡点进料，泡点回流，取回流比为最小回流比的1.5倍，已知相对挥发度α = 2.5。

试求（1）塔顶产品量D ；塔底残液量W 及组成x W ；（2）回流比R 及精馏段操作线方程；（3）由第二块理论板（从上往下数）上升蒸汽的组成。

解：（1）kmol/h 600kmol/h 400%904.010009.0===⨯W D D0667.06009.04004.010006009.04004.01000=⨯-⨯=+⨯=⨯W Wx x（2）111---==q z x q qy q Fq 线方程： 4.0=x平衡线方程：()xxy xxy 5.115.2115.2+=-+==ααα联立求得：625.04.0==d d y x8333.15.1222.14.0625.0625.09.0m i n m i n ===--=--=R R x y y x R d d d D 精馏段操作线：317.0647.011+=+++=x R x x R Ry D（3）9.01==D x y 由平衡线方程可得：7826.05.115.29.0111=+=x x x由精馏段操作线：8234.0317.0647.012=+=x y。