填空题：
1．流体在圆形直管中作层流(滞流)流动时，其速度分布是抛物线型曲线，其管中心最大流速为平均流速的2倍，摩擦系数(与Re的关系为(=64/Re。
2．空气的粘度随温度的升高而升高，水的粘度随温度的升高而降低。
3．液体的密度只与温度有关，而与压强无关，液体被称之为不可压缩流体，这种特性被称为流体的不可压缩性，气体的密度不仅与温度有关，而且与压强有关，气体被称为可压缩流体。
4．流体在管内作湍流流动时，其摩擦系数(一般随Re和ε/d而变，而在完全湍流区，其摩擦系数只随ε/d而变，而与Re无关。
5．理想流体流过垂直等径圆管时，如果从上往下流，则其动能不变，位能减小，静压能增加；又如果从下往上流，则其动能不变，位能增加，静压能减小。
6．流体在水平等径直管中流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的静压能项。
7．理想流体流过水平的扩大管时，其动能减小，静压能增加，位能不变；又理想流体流过水平的缩小管时，其动能增加，静压能减小，位能不变。
8．当地大气压为750mmHg，测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为400mmHg，测得一容器内的表压强为1360mmHg，则其绝对压强为2110mmHg。
9．套管由(57×2.5mm和(25×2.5mm的钢管组成，则环隙的流道截面积等于0.001632m2，润湿周边长等于0.24178m，当量直径等于0.027m。
10．测量管内流体流速的仪表有毕托管，测量流体流量的仪表有孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计。
11．转子流量计读取流量的方法为转子最大截面处所对应的读数（刻度值）。当被测流体的性质与标定的流体不同时，转子流量计的流量指示值需校正
12．阀门的种类很多，请列举出五种类型阀门，分别为闸阀、止逆阀、角阀、球阀和蝶阀等。
13．管件的种类很多，请列举出五种不同的管件，它们为三通、四通、弯头、由宁和外牙等。
14．离心泵的工作点是管路特性曲线和泵性能曲线的交点。
15．离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生汽蚀现象。
16．离心泵的轴封装置主要有两种：机械密封和填料函密封。
17．若被输送的液体粘度增高，则离心泵的扬程下降，流量下降，效率下降，轴功率增加。
18．离心泵输送的液体密度增加时，离心泵的流量、扬程及效率均保持不变，而轴功率增加。
19．离心泵的主要部件有泵壳、叶轮和轴封装置。
20．离心泵的流量调节阀安装在离心泵的出口管路上，关小出口阀后，真空表的读数减小，压力表的读数增加。
21．离心泵的性能曲线有H~Q、η~Q、Na~Q等，这些曲线是在一定转速下输送某种特定的液体时泵的性能。
22．离心泵常采用出口阀调节流量，往复泵常采用旁路调节流量。
23．一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，若空气温度由20C(升至50C(，则某沉降速度将下降。
24．降尘室的生产能力只与降尘室的长度和宽度有关，而与高度无关。
25．间歇过滤机的生产能力Q=V/((在此V的物理意义为操作周期内得到的滤液量，((的物理意义为操作周期，((等于τf、τw、和τD三项之和。
26．对恒压过滤，介质阻力可以忽略时，滤液量增大一倍，则过滤速率dV/d(为原来的1/2。
27．对恒压过滤，当过滤面积S增大一倍时，如滤饼不可压缩，则过滤速率(dV/d()增大为原来的4倍。
28．常见的间歇式过滤机有板框压滤机和叶滤机，连续式过滤机有回转真空过滤机。
29．旋风分离器性能之一的临界粒径，是指在旋风分离器中能被分离下来的最小颗粒的粒径，其大小是判断旋风分离器分离性能的重要依据。
30．一列管换热器，列管规格为(25(2.5，管长为3，管子根数为252根，则以外表面积计的传热面积A0=59.346m2，以内表面积计的传热面积Ai=47.4768m2。
31．在包有二层相同厚度保温材料的圆形管道上，应该将导热系数小的材料包在内层，其原因是增加导热热阻、降低热损失。
32．列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用是防止流体走短路、提高流体的流速，进而提高对流传热系数，折流挡板的形状有圆缺形和圆盘形等。
33．在确定列管换热器内冷热流体的流程时，一般来说，蒸汽走管外，易结垢的流体走管内，高压流体走管内，有腐蚀性流体走管内。
34．在一卧式换热器中，利用水蒸气冷凝来加热某种液体，应让加热蒸汽在壳程流动，加热器顶部设置排气阀是为了排放不凝性气体。
35．列管换热器中，用饱和水蒸气加热空气。空气走管内，蒸汽走管间，则管壁温度接近蒸汽的温度，总传热系数接近空气的给热系数(对流传热系数)。
36．举出五种间壁式换热器固定板式、浮头式、U形管式、套管和蛇管式。提高间壁式换热器传热系数的主要方法是提高流体流速。
37．消除列管换热器的温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加热膨胀节、U形管结构或采用浮头式结构。
38．操作中的吸收塔，若使用液气比小于设计时的最小液气比，则其操作结果是吸收效果＿＿下降＿。
39．含溶质A为１０％（体积）的气体混合物与浓度Ｃ为０．０２０Kmol/m3的溶质A水溶液在一个大气压下相接触。操作条件下两相的平衡关系为ｐe＝１．６２Ｃ（大气压），则溶质A将从汽相向＿液＿相转移，以气相组成表示的传质总推动力为＿0.0676＿大气压，以液相组成表示的传质总推动力为＿0.0417＿Kmol/m3。
40．在1atm，20℃下某低浓度气体被清水吸收，气膜吸收分系数（气相传质分系数）kg=0.1kmol/(m2.h.atm)，液膜吸收分系数kL=0.25kmol/(m2.h.Kmol/m3)，溶质的溶解度系数H=150kmol/(m3.atm)，则该溶质为_易_溶气体，气相总传质系数Ky=_0.0997_kmol/(m2.h.Δy)，液相总传质系数Kx=_0.0369_kmol/(m2.h.Δx)
41．在逆流吸收塔操作时，物系为低浓度气膜控制系统，如其它操作条件不变，而气液流量按比例同步增大，则此时气体出口组成y2将增加，而液体出口组成x1将减小，回收率将减小。
42．当分离要求和回流比均为一定时，在五种进料状况中，冷液进料的ｑ值最大，其温度＿最低＿，此时，提馏段操作线与平衡线之间的距离最大，分离所需的总理论板数＿最少＿。
43．某二元物系的相对挥发度α＝4，在具有理论塔板的精馏塔内于全回流条件下作精馏操作，已知ｙn＝０．４，则ｙn+1＝＿0.1429。（由塔顶往下数）。全回流操作应用场合通常是＿开车调试＿。
44．精馏操作时，增大回流比，若Ｆ,Ｘf,ｑ不变，则精馏段液汽比Ｌ／Ｖ＿增大＿，提馏段液汽比Ｌ／Ｖ＿减小＿，塔顶ＸD＿增加＿，塔底Ｘw＿减小＿。
45．连续精馏塔操作时，增大塔釜蒸汽用量，而回流量及进料状态（Ｆ，ｘf，ｑ）不变，则精馏段液汽比Ｌ／Ｖ＿不变＿，ｘD＿增加＿，ｘw＿减小＿。
46．试述五种不同进料状态下的ｑ值：（１）冷液进料＿q(＿1；（２）泡点液体进料＿q(1；（３）汽液混合物进料＿0(q(1＿；（４）饱和蒸汽进料＿q=0＿；（５）过热蒸汽进料q(0。
47．对不饱和空气进行加热，使温度由ｔ1升至ｔ2，此时其湿球温度＿增加，相对湿度＿降低＿，露点＿不变＿，湿度＿不变＿。
48以空气作为湿物料的干燥介质当所用空气的相对湿度较大时，湿物料的平衡水份相应＿较大＿，自由水份相应＿较小＿。
二、多项选择题：
⑴某液体在内径为d1的水平管路中稳定流动，其平均流速为u1，当它以相同的体积流量通过内径为d2(d2=d1/2)的管子时，则其流速为原来的_____B_____。
A)2倍；B)4倍；C)8倍;D)16倍
(2)如单位质量流体在管路中的阻力损失以∑ｈf表示，单位重量流体在同一管路中的阻力损失以∑Ｈf表示，则二者的关系为(B)
（Ａ）∑Ｈf＞∑ｈf（Ｂ）∑Ｈf＝∑ｈf／ｇ
（Ｃ）∑Ｈf＝ｇ∑hf（Ｄ）∑ｈf＝∑Ｈf
(3)离心泵最常用的流量调节方法是(B)
（Ａ）改变吸入管路中阀门开度
（Ｂ）改变压出管路中阀门的开度
（Ｃ）安置回流支路，改变循环量的大小
（Ｄ）车削离心泵的叶轮
(4)①离心泵的调节阀(B)
（Ａ）只能安在进口管路上
（Ｂ）只能安在出口管路上
（Ｃ）安装在进口管路和出口管路上均可
（Ｄ）只能安在旁路上
②离心泵调节阀的开度改变时，则(C)
（Ａ）不会改变管路性能曲线
（Ｂ）不会改变工作点
（Ｃ）不会改变泵的特性曲线
（Ｄ）不会改变管路所需的压头
(5)①离心泵效率最高的点称为(C)
（Ａ）工作点（Ｂ）操作点
（Ｃ）设计点（Ｄ）计算点
(6)①离心泵铭牌上标明的扬程是指(D)
（Ａ）功率最大时的扬程（Ｂ）最大流量时的扬程
（Ｃ）泵的最大扬程（Ｄ）效率最高时的扬程
②以下物理量不属于离心泵的性能参数(D)
（Ａ）扬程（Ｂ）效率
（Ｃ）轴功率（Ｄ）理论功率（有效功率）
(7)①离心泵的扬程是(D)
（Ａ）实际的升扬高度
（Ｂ）泵的吸液高度
（Ｃ）液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度
（Ｄ）单位重量液体出泵和进泵的机械能差值
②离心泵的效率不包括(C)
（Ａ）水力效率（Ｂ）机械效率
（Ｃ）原动机效率（Ｄ）容积效率
(8)对于恒压过滤__D____.
（Ａ）滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的√２倍
（Ｂ）滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的２倍
（Ｃ）滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的４倍
（Ｄ）当介质阻力不计时，滤液体积增大一倍，则过滤时间增大至原来的√２倍
(9)过滤介质阻力忽略不计,滤饼不可压缩进行恒速过滤时,如滤液量增大一倍,则_C__
（Ａ）操作压差增大至原来的8倍
（Ｂ）操作压差增大至原来的４倍
（Ｃ）操作压差增大至原来的２倍
（Ｄ）操作压差保持不变
(10)板框压滤机中，最终的过滤速率是洗涤速率的__C___.
（Ａ）一倍（Ｂ）一半
（Ｃ）四倍（Ｄ）四分之一
(11)“颗粒的粒度分布愈不均匀，则所形成的床层空隙率越大”，“壁附近床层空
隙率较床层中心的空隙率大”___A____.
（Ａ）两种说法都对（Ｂ）两种说法都不对
（Ｃ）只有第一种说法对（Ｄ）只有第二种说法对
(12)旋风分离器的总的分离效率是指___D____。
（Ａ）颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率
（Ｂ）颗粒群中最小粒子的分离效率
（Ｃ）不同粒级（直径范围）粒子分离效率之和
（Ｄ）全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率
(13)某一套管换热器用管间饱和蒸汽加热管内空气，设饱和蒸汽温度为110℃,空气进口温度为20℃，出口温度为80℃，问此套管换热器内管壁温应是____C_____。
A)接近空气平均温度；B)接近饱和蒸汽和空气的平均温度；C)接近饱和蒸汽温度
(14)碳钢的导热系数为_B__；不锈钢的导热系数为__C__；铜的导热系数为__A_，常压常温空气的导热系数为__E__；常温水的导热系数为__D___。
A)370W/m℃B)45W/m℃C)16W/m℃D)0.62W/m℃E)0.025W/m℃
(15)在蒸汽冷凝传热中，不凝性气体的存在对α的影响是_____A______。
A)不凝性气体存在会使α（值）大大降低。
B)不凝性气体存在会使α（值）升高。
C)不凝性气体的存在与否，对数据无影响。
(16)用纯溶剂吸收混合气中的溶质。在操作范围内，平衡关系满足亨利定律，逆流操作。当入塔气体浓度y1上升，而其它入塔条件不变，则气体出塔浓度y2和吸收率η的变化为：（C）。
（A）y2上升，η下降；（B）y2下降，η上升；
（C）y2上升，η不变；（D）y2上升，η变化不确定。
(17)某真空操作精馏塔，因故真空度减小，而Ｆ，Ｄ，ｘf，ｑ，加料位置，回流比Ｒ都不变。则塔底残液ｘw变化为：（A）
（Ａ）变小（Ｂ）变大（Ｃ）不变（Ｄ）不确定
(18)精馏操作时，若Ｆ，Ｄ，ｘf，ｑ，加料板位置，Ｒ都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成ｘD变化为：（B）
（Ａ）变小（Ｂ）变大（Ｃ）不变（Ｄ）不确定
(19)某二元混合物，进料量为200Kmol/h，ｘf＝0.6，要求得到塔顶ｘD不小于0.9，则塔顶最大产量为:(B)
（Ａ）120Kmol/h（Ｂ）133.3Kmol/h
（Ｃ）180Kmol/h（Ｄ）不能定
(20)湿空气在预热过程中不变化的参数是(C)
焓;(B)相对湿度;(C)露点温度;(D)湿球温度。
(21)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
(22)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φ＝９８％时，则(B)
(Ａ)ｔ＝ｔw＝ｔd(Ｂ)ｔ＞ｔw＞ｔd
(Ｃ)ｔ＜ｔw＜ｔd(Ｄ)ｔ＞ｔw＝ｔd
(23)当湿度和温度相同时，相对湿度与总压的关系是：(A)。
(Ａ)成正比；(Ｂ)成反比；(Ｃ)无关。
(24)一定湿度Ｈ的湿空气，随着总压的升高，露点相应地：(A)。
(Ａ)升高；(Ｂ)降低；(Ｃ)不变。
三、计算题：
一水塔供水系统，管路总长L=300ｍ(包括局部阻力在内当量长度),水塔和低位槽均为敞口，且液面保持恒定。两液面的高度差H=10ｍ,规定供水量V=30ｍ3/h。当忽略局部阻力和动压头损失时，管路摩擦系数λ=0.023。试求管道最小直径dmin。
解：在水塔液面和低位槽液面间列柏努里方程，则
gΔZ+×Δu2+Δp/(+Σhf=0
其中：Z1=10m,Z2=0,u1=0,u2=0,p1=p2=0
Σhf=λ×[(L+ΣLe)/d]×(u2/2)=λ×[(L+ΣLe)/d](Vs/d2)/2
=λ×[(L+ΣLe)/d]×(8×Vs2/2d4)=8×λ×(L+ΣLe)×Vs2/2d5
Vs=30÷3600=0.00833m3/s，所以：8×0.023×300×0.008332/（3.142×d5）=10×9.81
所以:d==0.083m
2．用离心泵将水由水槽送至某塔中,塔内的表压为9.807×104N/m2,水槽液面恒定,其上方通大气,水槽液面与输送管出口端的垂直距离为10m,在某送液量下,泵对水作的功为317.7J/kg，管内摩擦系数λ为0.028，吸入和压出管路总长为110m(包括管件及入口的当量长度,但不包括出口的当量长度)输送管尺寸为φ108×4mm,水的密度为1000kg/m3。求输水量为多少m3/h。
解：在水槽和塔入口出管截面间列柏努里方程，则
We=gΔZ+×Δu2+Δp/(+Σhf
其中：We=317.7J/Kg,ΔZ=10m,Δu2=0,Δp=p2－p1=9.807×104,
hf=λ×[(L+ΣLe)/d]×(u2/2)=8×λ×(L+ΣLe)×Vs2/2d5
317.7=10×9.81+0+9.807×104/103+8×0.028×110/(3.142×0.15)×Vs2
所以:Vs=0.022m3/s
3．一输水系统的管路总长度(包括所有局部阻力当量长度)为100m，高位槽和低位槽均为敞口，且液面保持恒定。两液面的高度差H=30ｍ,管路摩擦系数λ=0.025，管子内径为0.05m，水的密度ρ=1000kg/m3,泵的效率为0.8,输水量为10m3/h，求:
（1）泵对水作的功；
（2）水的质量流量；
（3）泵的有效功率；
（4）泵的轴功率。
解：在两液槽液面间列柏努里方程，则
We=gΔZ+×Δu2+Δp/(+Σhf
其中：ΔZ=30,Δu2=0,Δp=p2－p1=,
Σhf=λ×[(L+ΣLe)/d]×(u2/2)=8×λ×(L+ΣLe)×Vs2/2d5
=8×0.025×100/（3.142×0.055）×（10/3600）2
=50.09
所以:We=30×9.81+0+0+50.09=344.39J/Kg
Ws=Vs×=(10/3600)×1000=2.778Kg/s
所以:Ne=We×Ws=344.39×2.778=956.64J/s(W)
Na=Ne÷=1195.79J/s(W)
4．某板框压滤机共有10个框，空框的长、宽各为500mm，在一定压力下恒压过滤30min后，获得滤液10m3，假设滤布阻力可以忽略不计。试求：
（１）求过滤常数Ｋ；
（２）如果再过滤30min，还能获得多少m3滤液？
解：1.过滤面积A=2×n×a2=2×10×0.52=5m2
因为：v12=KA21
所以:102=K×52×30,所以:K=0.1333m2/min
2.又因为：v22=KA22其中：2=60min
所以:v2===14.14m3
所以:v2,=v2－v1=14.14—10=4.14m3
5.某悬浮液在一板框式过滤机中进行恒压过滤。过滤面积为4m2，过滤常数Ｋ＝0.04ｍ2／ｓ，一个操作循环中，辅助时间为1000ｓ，滤饼勿需洗涤。假设滤饼不可压缩，过滤介质阻力可以忽略不计，试求：过滤机的最大生产能力ｍ3／ｓ。
解：根据过滤机操作最大生产能力原则，即当F=D时,Q最大
所以:F=D=1000s
又因为：vF2=KA2F
所以:vF===25.298m3
所以:Qmax=vF/(F+D)=25.298/(1000+1000)=0.01265m3/s
6．一单壳程单管程列管换热器,由多根φ25×2.5mm的钢管组成管束,管程走某有机溶液,流速为0.5m/s，流量为15000kg/h,比热为1.76kJ/kg.K,密度为858kg/m3,温度由20℃加热至50℃。壳程为130℃的饱和水蒸汽冷凝。管程、壳程的对流传热系数分别为700W/m2K和10000W/m2K。钢导热系数为45W/mK。垢层热阻忽略不计。
求:A)换热器热负荷；
B)总传热系数;
C)管子根数
D)管子管长;
解：A)Q=Wc×Cpc×(t2-t1)=(15000/3600)×1.76×(50-20)=220KJ/s
因为：1/K=1/0+1/I
所以:1/K=1/10000+1/700
所以:K=654.20W/m2·K
因为：u=Vs/[(di2/4)·n]
所以:n=Vs/[(di2/4)·u],
又因为：Vs=Ws/s=15000/(858×3600)=0.00486m3/s
所以:n=0.00486/(0.785×0.022×0.5)=31
因为：Δtm=(Δt1-Δt2)/ln(Δt1/Δt2)
Δt1=130-20=110℃,Δt2=130-50=80℃,
Δtm=94.20℃
所以:A0=Q/(K·Δtm)=220×103/(654.20×94.20)=3.57m2
又因为：A0=n·d0L
所以:L=3.57/(31×3.14×0.025)=1.47m
7．某车间有一台换热面积（以外表面积计）为2.5m2的单程列管换热器。用180℃的热废气预热轻油，轻油走管外，其流量为200kg/h，比热为2kJ/kg℃,温度由30℃升至80℃。轻油与热气体作逆流流动。热废气出口温度为70℃。求：
换热器的热负荷；
总传热系数；
解：A)Q=Wc×Cpc×(t2-t1)=200×2×(80-30)=2×104KJ/h=5.55KJ/s
B)Δtm=(Δt1-Δt2)/ln(Δt1/Δt2)
Δt1=180-80=100,Δt2=70-30=40
所以:Δtm=(100-40)/ln(100/40)=65.5℃
又因为：Q=K0·A0·Δtm
所以:K0=Q/(A0·Δtm)=5.55/(2.5×65.5)=33.9W/m2·℃
8．用一传热面积为3m2由φ25×2.5mm的管子组成的单程列管式换热器,用初温为10℃的水将机油由200℃冷却至100℃,水走管内,油走管间。已知水和机油的质量流量分别为1000kg/h和1200kg/h,其比热分别为4.18kJ/kg.K和2.0kJ/kg.K;水侧和油侧的对流传热系数分别为2000W/m2.K和250W/m2.K,两流体呈逆流流动,忽略管壁和污垢热阻。
换热器的热负荷；
总传热系数；
对数平均温差；
计算说明换热器是否适用？
解：A)Q=Wc×Cph×(T1-T2)=1200×2.0×(200-100)=66.66KJ/s
B)因为：1/K0=1/0+1/I=1/250+1/2000
所以:K0=222.22W/m2·K
C)因为：Q=Wc×Cpc×(t2-t1)=Wh×Cph×(T1-T2)
所以:t2=1200×2×(200-100)/(1000×4.18)+10=67.42℃
因为：Δt1=200-67.42=132.58
Δt2=100-10=90
所以:Δtm=(Δt1-Δt2)/ln(Δt1/Δt2)=(132.58-90)/ln(132.58/90)=109.92℃
D)因为：Q=K0·A0·Δtm
所以:A0=Q/(K0·Δtm)=66.66×103/(222.22×109.92)=2.73m23m2
所以:合用。
在一传热面为30m2的列管式换热器中，用130℃的饱和蒸汽冷凝将气体从30℃加热到80℃，气体走管内，流量为5000m3/h,密度为1kg/m3（均按入口状态计）。比热为１kJ/kg.K，估算此换热器的总传热系数。若气量减少了30％，估算在加热蒸汽压力和气体入口温度不变的条件下，气体出口温度变为多少？
解：1)Wc=Vc·=5000×1=5000Kg/h
Q=Wc×Cph×(t2-t1)=5000×1×(80-30)/3600=69.44KW
又因为：Q=K0·A0·Δtm
Δtm=(Δt1-Δt2)/ln(Δt1/Δt2)
Δt1=130-30=100
Δt2=130-80=50
所以:Δtm=(100-50)/ln(100/50)=72.13℃
所以:K0=Q/A0Δtm=69.44×103/(30×72.13)=32.09W/m2·℃
2)Wc’=0.7·Wc=3500Kg/h
K0’/K0=i’/i=(0.7)0.8i’/i=(0.7)0.8
K0’=24.12W/m2·℃
Q’=K0’·A0·Δtm’=Wc’×Cpc×(t2’-t1)
K0’·A0·Δtm’=0.7·Wc×Cpc×(t2’-t1)
所以:
24.12×30×(t2’-t1)/ln[(130-t1)/(130-t2’)]=(3500/3600)×1×103×(t2’-t1)
所以:(130-t1)/(130-t2’)=2.10,t2’=82.49℃
10．在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S吸收混合气体中的可溶组分A。入塔气体中A的摩尔分率为0.03，要求吸收率为95%。已知操作条件下的解吸因数为0.8，物系服从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03（摩尔分率）。
试计算：①操作液气比为最小液气比的倍数；
②出塔液体的浓度；
③完成上述分离任务所需的气相总传质单元数NOG。
解：1)y1=0.03,=95%,x2=0
因为：=[(y1-y2)/y1]×100%
所以:y2=y1(1-)=0.03×(1-0.95)=0.0015
又因为：(L/G)min=(y1-y2)/(y1/m-x2)=m
已知1/A=m·G/L=0.8所以:L/G=m/0.8=1.25m
所以:(L/G)/(L/G)min=1.25m/m=1.25/0.95=1.316
2)由物料衡算
x1=G(y1-y2)/L=(y1-y2)/(LG)=(y1-y2)/[1.316(L/G)min]
=(y1-y2)/[1.316·(y1-y2)/(x1-x2)]=(x1-x2)/1.316
=(0.03-0)/1.316=0.02280
3)NOG==
==7.84
11．有一逆流填料吸收塔,塔径为0.5m，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。入塔气体量为100kmol/h,，溶质浓度为0.01（摩尔分率），回收率要求达到90%，液气比为1.5，平衡关系ye=x。试求：
①液体出塔浓度；
②测得气相总体积传质系数Kya=0.10kmol/m3.s，问该塔填料层高度为多少？
解：1)D=0.5m,x2=0,y1=0.01,=90%,G=100Kmol/h,L/G=1.5
ye=x
由物料衡算得G·(y1-y2)=L·(x1-x2)
所以:x1=G·(y1-y2)/L+x2=(y1-y2)/(L/G)+x2=·y1/(L/G)+x2
=0.9×0.01/1.5+0=0.006
2)因为:m=1
所以:1/A=m·G/L=m/(L/G)=1/1.5=0.667
所以:NOG==
==4.16
又因为：HOG====1.42
所以:H=NOG·HOG=1.42×4.16=5.91m
12.在直径为0.8ｍ的填料塔中，用2000kg/h的清水吸收空气中某溶质A。混合气量为89.2kmol/h，混合气含溶质A为１.３％（体积），要求回收率99.5％，操作条件为20℃、1atm，平衡关系为ye=0.75x，总体积传质系数Ｋya＝0.055Kmol/m3.s,试求
液体出口浓度;
（2）填料层高度。
解：1)D=0.8,L=2000Kg/h,G=89.2Kmol/h,y1=0.013,x2=0,=99.5%,ye=0.75x,Kya=0.055Kmol/m2·s
由物料衡算式G·(y1-y2)=L·(x1-x2)
所以:x1=G·(y1-y2)/L+x2
式中：y1-y2=y1=0.995×0.013=0.01294
L=2000/18=111.11Kmol/h,又x2=0，
所以:x1=89.2×0.01294/111.11=0.01039
2)因为:1/A=m·G/L=0.75×89.2/111.11=0.602
NOG==
==11.02
又因为：HOG====0.897
所以:HOG=NOG·HOG=11.02×0.897=9.88m
13．在常压填料吸收塔中，用清水吸收废气中的氨气。废气流量为223.2kmol/h，废气中氨的浓度为0.02(摩尔分率),要求回收率不低于９８％。若吸收剂用量为200kmol/h操作条件下的平衡关系为ye=0.8x，气相总传质单元高度为０.７ｍ。
试求：
Ａ塔底、塔顶及全塔的吸收推动力（气相）；
Ｂ气相总传质单元数；
Ｃ总填料层高。
解：G=223.2Kmol/h,y1=0.020,x2=0,=98%,L=200Kmol/h,ye=0.8x,HOG=0.7m
因为:=(y1－y2)/y1
所以:y2=(1-)·y1=(1-0.98)×0.02=0.0004
又因为:G·(y1-y2)=L·(x1-x2)
所以:x1=G·(y1-y2)/L+x2=×(0.02-0.0004)+0=0.02187
所以:y1e=0.8x1=0.8×0.02187=0.01750
所以:塔顶的推动力y1=y1－y1=0.02-0.01750=0.002504
塔底的推动力y2=y2－y2=0.0004
全塔平均推动力yem===0.001147
NOG=(y1-y2)/yem=(0.02-0.0004)/0.001147=17.09m
H=HOG×NOG=17.09×0.7=12.0m
14.今拟在某一直径为0.5m的填料塔中，在20℃、760mmHg下用清水对空气—氨混合气进行逆流吸收操作，每小时向塔送入含NH3为1.5mol%的混合气20kmol/h，要求NH3的回收率为98%。已知20℃的平衡关系为ye=0.75x（x、y均为摩尔分率），出塔溶液中NH3的浓度为平衡浓度的80%。试求：
①出塔溶液中氨的浓度（用摩尔分率表示）；
②水用量;
③已知气相体积总传质系数Kya为0.09kmol/m3.s.Δy，计算所需填料层高度m。
解：D=0.5m,y1=0.015,x2=0,G=20Kmol/h,=98%,ye=0.75x
x1=0.8x1
因为:ye=0.75x,所以:x1=y1/0.75=0.015/0.75=0.02
所以:x1=0.8×0.02=0.016
B)因为:G·(y1-y2)=L·(x1-x2)
所以:L=G·(y1-y2)/(x1-x2)=G·y1·/(x1-x2)==18.375Kmol/h
C)因为:HOG====0.3145m
1/A=m·G/L=0.75×20/18.375=0.816
所以:NOG=
==12.52
所以:H=HOG×NOG=0.3145×12.52=3.93m
15.用常压精馏塔分离双组分理想混合物，泡点进料，进料量100kmol/h，加料组成为0.5（摩尔分率，下同）塔顶产品组成XD＝0.95,产量D＝50kmol/h，回流比R=2Rmin，设全塔均为理论板。相对挥发度α＝３。求：
1)最小回流比Rmin;
2)精馏段和提馏段上升蒸汽量;
3)列出精馏段操作线方程和提馏段操作线方程。
解：q=1,F=100Kmol/h,xf=0.5,xD=0.95,D=50Kmol/h,R=2Rmin,=3
因为:q=1,所以q线方程为:xq=xf=0.5,
yq==3×0.5/[1+(3-1)×0.5]=0.75
所以:Rmin===0.8
精馏段：V=(R+1)·D=(2Rmin+1)·D=(2×0.8+1)×50=130Kmol/h
提馏段：V’=V=130Kmol/h
精馏段操作线:yn+1=xn+=xn+
=xn+=0.615xn+0.3654
提馏段操作线:因为W=F-D=100-50=50Kmol/h
xw=(F·xf-D·xD)/W=(100×0.5-50×0.95)/50=0.05
L’=L+q·F=R·D+q·F=2×0.8×50+100=180
所以:y’m+1=·xm’-·xw=(180/130)·xm’-(50/130)·0.05
=1.3846·xm’-0.01923
16.某精馏塔用于分离苯－甲苯混合液，泡点进料，进料量30kmol/h，进料中苯的摩尔分率为0.5，塔顶、底产品中苯的摩尔分率分别为0.95和0.10，采用回流比为最小回流比的1.5倍，操作条件下可取系统的平均相对挥发度α=2.40。
求塔顶、底的产品量；
最小回流比Rmin
列出精馏段操作线方程
若塔顶设全凝器，各塔板可视为理论板，求离开第二块板的液体组成。
解：q=1,F=30Kmol/h,xf=0.5,xD=0.95,xW=0.1,R=1.5Rmin,=2.4
因为:F=D+W,Fxf=DxD+WxW
所以:D=F·(xf-xW)/(xD-xW)=30×(0.5-0.1)/(0.95-0.1)=14.12Kmol/h
W=30-14.12=15.88Kmol/h
因为:q=1,所以:q线方程为：xq=xf=0.5,
yq==2.40×0.5/（1+1.4×0.5）=0.706
所以:Rmin===1.184
R=1.5Rmin=1.5×1.184=1.78
3）因为:yn+1=xn+=xn+=0.6403xn+0.3417
4）因为:y1=xD=0.95,又y1=
所以:0.95=，x1=0.8879
y2=0.6403×0.8879+0.3417=0.9102
又因为:y2=,所以:x2=0.8086
17.在一连续干燥器中干燥盐类结晶，每小时处理湿物料为1000kg，经干燥后物料的含水量由40％减至５％（均为湿基），以热空气为干燥介质，初始湿度Ｈ0为0.009kg水／kg绝干气，离开干燥器时湿度Ｈ2为0.039kg水／kg绝干气，假定干燥过程中无物料损失，试求：
（１）水分蒸发量Ｗ（kg水／ｈ）；
空气消耗量Ｌ（kg绝干气／ｈ）。
解：G1=1000Kg,w1=40%,w2=5%,
H0=0.009kg水／kg绝干气,H2=0.039kg水／kg绝干气
因为:W=GC(X1-X2)其中：GC=G1（1-w1）=1000×（1-0.4）=600Kg/h
X1=w1/(1-w1)=0.4/0.6=0.667
X2=w2/(1-w2)=5/95=0.0526
所以:W=GC(X1-X2)=600×(0.667-0.0526)=368.62Kg
2)因为:L·(H2-H0)=W,所以:L=W/(H2-H0)=368.62/(0.039-0.009)=12287.4Kg/h
18.在一干燥器中干燥某湿物料，每小时处理湿物料3000kg，经干燥后物料的含水量由35％减至2％（均为湿基），干燥介质为373Ｋ的热空气，其中所含水汽的分压为1.0ｋＮ／ｍ2，空气在313Ｋ及相对湿度70％下离开干燥器，试求
水分蒸发量Ｗ（kg水／ｈ）；
干燥产品量Ｇ2（kg／ｈ）；
空气消耗量Ｌ（kg绝干气／ｈ）。
水在313Ｋ时的饱和蒸汽压可取为7.4ｋＮ／ｍ2,湿空气的总压为101.3ｋＮ／ｍ2。
解：G1=3000Kg,w1=35%,w2=2%,p1=1.0Kpa,=373K=100℃
=313K=40℃,=70%
1)X1=w1/(1-w1)=0.35/0.65=0.5385
X2=w2/(1-w2)=2/98=0.02041
GC=G1（1-w1）=3000×（1-0.35）=1950Kg/h
W=GC(X1-X2)=1950×(0.5385-0.02041)=1010.28Kg
G2=GC/(1-w2)=1950/(1-0.02)=1989.8Kg/h
因为:L·(H2-H1)=W,H1=0.622·=0.622·
=0.0062kg水／kg绝干气
因为:=p2/ps,所以:p2=·ps=0.7×7.4=5.18Kpa
H2=0.622·=0.0335kg水／kg绝干气
L(H2-H1)=W,所以:L=1010.28/(0.0335-0.0062)=3.698×105Kg/h
已知某物料恒定干燥条件下从初始含水量0.4Kg水/Kg干料降至0.08Kg水/Kg干料，共需要6小时，物料的临界含水量X0=0.15Kg水/Kg干料,平衡含水量X=0.04Kg水/Kg干料,降速阶段的干燥曲线可作为直线处理。
试求：1）恒速干燥阶段所需的时间
2）降速干燥阶段所需的时间
解：恒速干燥阶段所需的时间=(X1-X0)
降速干燥阶段所需的时间=ln
===2.247(1)
由题意可知：+=6h(2)
由（1）（2）解得=4.15h,=1.85h
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