一、 选择填空题： (每题5分，共20分)
1．(1) 如图所示，若敞口罐液面恒定，罐上方压强为Pa，忽略流动阻力损失，出水管
管径为d，则出水管的出口速度u与 有关。
（A） Ｈ （B） Ｈ、ｄ （C） ｄ
（D） Ｐａ （E） Ｈ、ｄ、Ｐａ
水
(2)有一并联管路，两段管路的流量，流速、管径、管长及流动阻力损失分别为V1，ｕ
1，d1，ｌ1，ｈf1及V2，ｕ2，ｄ2，ｌ2，ｈf2。若ｄ1＝２ｄ2，ｌ1＝２ｌ2，则： ①ｈf1／ｈf2＝（ ）
（A） ２ （B）４ （C）１／２； （D）１／４ （E）１ ②当两段管路中流体均作滞流流动时，V1／V2＝（ ）
（A） ２ （B）４ （C）８ （D）１／２ （E）１
(3)转子流量计的主要特点是（ ）
（A）恒截面、恒压差 （B）变截面、变压差
（C）恒流速、恒压差 （D）变流速、恒压差
2．⑴已知流体经过泵后，压力增大∆P N/m2，则单位重量流体压能的增加为（ ）
（A）∆P （B）∆P/ρ （C）∆P/ρg （D）∆P/2g
⑵离心泵的下列部分是用来将动能转变为压能（ ）
（A）泵壳和叶轮 （B）叶轮 （C）泵壳 （D）叶轮和导轮
3．（1）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___
（Ａ）操作压差增大至原来的√２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
（2）恒压过滤时，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量___
（Ａ）增大至原来的２倍
（Ｂ）增大至原来的４倍
（Ｃ）增大至原来的√２倍
（Ｄ）增大至原来的１．５倍
4．比较下列对流给热系数的大小
空气流速为6m/s的α1，空气流速为25m/s的α2，水流速为1.2m/s的α3，水流速为2.5m/s
的α4，蒸汽膜状冷凝的α5，自大到小的顺序为： > > > >
二、 填空题： (每题5分，共20分)
1．①1atm=__________kN/m2。 ②____________________的流体称为理想流体。
③表压与绝对压力的关系是____________________。
2．①离心泵的流量调节阀安装在离心泵的管路上，关小出口阀门后，真空
表的读数 ，压力表的读数 。（填增加、降低或不变）
②管路特性曲线的一般表达式是 。
③离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生＿＿＿＿现象。
3. 粒子沉降过程分阶段和阶段。
沉降速度是指 时， 相对于 的速度。
4． 冷、热气体在间壁换热器中换热，热气体进口温度T1＝400℃，出口温度T2为200℃，
冷气体进口温度t1＝50℃，两股气体的质量流量相同，物性数据可视为相同，若不计热损
失时，冷气体出口温度为 ℃；若热损失为5%时，冷气体出口温度为 ℃。
三、 计算题 (本题15分)
某液体密度800kg/m3，粘度73cP，在连接两容器间的光滑管中流动，管径300mm，总
长50m（包括局部当量长度），两容器液面差3.2m，求（1）管内流量 （2）若在连接管口
装一阀门，调节此阀的开度使流量碱为原来的一半，阀的局部阻力系数是多少？（设流体流
动为湍流，摩擦系数符合柏拉修斯公式λ＝0.3164/Re0.25）
四、 计算题 (本题10分)
用泵将石油从低位槽输送至高位槽，两槽液位恒定，液面差15m，管子规格Φ89×
4.5mm，管路总长度（包括所有局部阻力当量长度）为200m，要求流量21 m3/h，石油的密
度 ＝ 920kg /m3，，粘度0.5NS/m2，求：
(1) 雷诺数Re，摩擦系数λ，流动阻力∑hf
(2) 泵的有效功率
五、 计算题 (本题15分)
用板框压滤机过滤悬浮液，已知过滤面积10m2，操作压力2kgf/cm2（表压），过滤15
分钟后，得滤液2.91m3，若介质阻力可忽略不计，滤饼不可压缩，
求：（1）已知该板框压滤机的生产能力4.8m3/h，计算洗涤时间和辅助时间之和
（2）若过滤时间和滤液量均不变，操作压力降至1kgf/cm2（表压），需增加多少过
滤面积才能维持生产能力不变？
六、 计算题 (本题20分)
有一套管式换热器，内管Φ54×2mm，外管Φ116×4mm的钢管， 内管中苯由50℃加
2热至80℃，流量4000kg/h，环隙为2kgf/cm（绝）饱和蒸汽，蒸汽冷凝的传热系数104W/m2K，
已知苯的 ＝ 880kg /m3，CP=0.1856kj/kg, λ=0.134 W/mK，μ=0.39cP, 管内污垢热阻Rsi＝
0.0004 m2 K / W，管壁热阻和管外污垢热阻可略，求：（1）管内给热系数αi，以管内表面积
计的总传热系数Ki （2）套管的有效长度 （3）若加热蒸汽压力增至3kgf/cm2（绝），
问苯的出口温度是多少？（设Ki不变）
压强，kgf/cm2（绝） 1.0 2.0 3.0
温度，℃ 99.1 120 133
汽化潜热，KJ/Kg 2259 2204 2163
选择填空题：
1. A E C C 2. C C 3. C C 4. α5>α4>α3 >α2>α1
填空题
1. ①2。
②粘度为零，无流动阻力的流体称为理想流体。
③表压与绝对压力的关系是表压＝绝对压力－大气压。
2．①离心泵的流量调节阀安装在离心泵的 出口管路上，关小出口阀门后，真空表的读数
小，压力表的读数 增大。（填增大、减小或不变）
t02a05002
‘②管路特性曲线的一般表达式是 2
t02a05001
③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。
3.粒子沉降过程分阶段。沉降速度是指 流体的速度。
4．冷、热气体在间壁换热器中换热，热气体进口温度T1＝400℃，出口温度T2为200℃，
冷气体进口温度t1＝50℃，两股气体的质量流量相同，物性数据可视为相同，若不计热损失
时，冷气体出口温度为 250 ℃；若热损失为5%时，冷气体出口温度为 240 ℃。
三．解：p1=-p2 u1=u2
gZ1+u12/2+p1/ρ+He=gZ2+u22/2+p2/g+∑hf
gZ1=∑hf= (0.3164/Re0.25)(l/d)(u2/2)
∴u=3.513m/s
(2) gZ1=∑hf= (0.3164/Re0.25+ζ)(l/d)(u2/2)
∴ζ=14.3
四．解：u=21/(3600*0.785*0.082)=1.16m/s
Re= duρ/μ=170.8 层流
λ＝64/Re=0.374
∑hf=λ(l/d)(u2/2)==0.374*(200/0.08)*(1.162/2)=629.9J/Kg
(2) He=g∆z+∑hf=777J/Kg
Ne=HeVg=4.17KW
五．解：(1)Q=V/(τF+τW+τR)
0.00133=2.91/(900+τW+τR)
τW+τR=21.47min
(2) V2=2k∆P A2τ
V2=2k∆P’ A’2τ
A’2=∆P A2/∆P’=200
A’=14.14m2
∆A=14.14-10=4.14 m2
六．解（1）Re=duρ/μ=4W/πdμ=4*4000/(3600*3.14*0.05*0.39*10-3)=7.259*104
Pr=Cpμ/λ=0.1856*103*0.39*10-3/0.134=5.4 2αi=0.023(λ/di)Re0.8Pr0.4=936.59W/ mK
Ki=1/(1/αi+di/α0d0+Rsi)=641 W/ m2K
(2)ts=120℃ △tm=(80-50)/ln70/40=53.6℃
Q=WCCPC(t2-t1)=(4000/3600)*0.1856*103*(80-50)=61864W
Q=KiπdiL△tm L=11.5m
(3) ts=133℃ △tm=( t2-50)/ln(133-50)/(133- t2)
Q=KiπdiL△tm= WCCPC(t2-t1)
641π*0.05*11.5*( t2-50)/ln(133-50)/(133- t2)=(4000/3600)*0.1856*103*( t2-50)
t2=84.5℃
[一] 选择题：
⑴①正常操作下的逆流吸收塔，若因某种原因使液体量减少以致液气比小于原定的最小液气
比时，下列哪些情况将发生( ) （Ａ） 出塔液体浓度xb增加，回收率增加；
（Ｂ） 出塔气体浓度增加，但xb不变；
（Ｃ） 出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加；
（Ｄ） 在塔下部将发生解吸现象。
②在填料塔中用清水吸收混合气中ＮＨ3，当水泵发生故障上水量减少时，气相总传质单元
数ＮOG（ ）
（Ａ）增加； （Ｂ）减少； （Ｃ）不变。
③在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数
ky=2kmol/m2h， 气相总传质系数Ky=1.5kmol/ m2h，则该处气液界面上气相浓度yi应为
（ ），平衡关系y=0.5X。
（Ａ）0.02 （Ｂ）0.01 （Ｃ）0.015 （Ｄ）0.005
⑵①某精馏塔，精馏段理论板数为Ｎ1层，提馏段理论板数为Ｎ2层，现因设备改造，使精馏
段理论板数增加，提馏段理论板数不变，且Ｆ，ｘF，ｑ，Ｒ，Ｖ等均不变，则此时：（ ） （Ａ）ｘD增加，ｘW不变
（Ｂ）ｘD增加，ｘW减小
（Ｃ）ｘD增加，ｘW增加
（Ｄ）ｘD增加，ｘW的变化视具体情况而定。
②连续精馏塔设计时，当采用塔顶全凝器，泡点回流方案时，为完成分离任务所需理论板数
为ＮT1。若采用塔顶分凝器，而回流比和前方案相同时，则完成同样分离任务所需理论板数
为ＮT2。比较：（ ）
（Ａ）ＮT2＞ＮT1； （Ｂ）ＮT2＝ＮT1；
（Ｃ）ＮT2＜ＮT1； （Ｄ）判断依据不足。
⑶①（1）绝热饱和温度tas是大量的循环水与进入的空气接触时最后达到的稳态温度，它等
于循环水的温度。
（2）湿球温度tw是湿球温度计所指示的平衡温度，但它并不等于湿纱布中水分的温度。
对以上两种说法正确的判断是：( )。
(Ａ)．两者都对； (Ｂ)两者都不对； (Ｃ)⑴对⑵不对； (Ｄ)⑵对⑴不对。
②对于一定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度： ( )。
(Ａ)愈高； (Ｂ)愈低； (Ｃ)不变； (Ｄ)不一定，与其它因素有关。
(4)①湿空气在预热过程中不变化的参数是( )
(Ａ)焓； (Ｂ)相对湿度； (Ｃ)露点温度； ( D )湿球温度。
②指出“相对湿度，绝热饱和温度、露点温度、湿球温度”中，哪一个参量与空气的温度无
关( )。
(Ａ)相对湿度 (Ｂ)湿球温度 (Ｃ)露点温度 (Ｄ)绝热饱和温度
[二] 填空题：
⑴双膜理论的要点是：（１） ；
（２）。
⑵① 物理吸收操作属于 过程，是一组分通过另一静止组分的 扩
散。
② 当平衡线在所涉及的范围内是斜率为ｍ的直线时，则1/Ky=1/ky＋ ×1/kx。
③气体吸收计算中表示设备（填料）效能高低的一个参量是 ，而表示
传质任务难易程度的一个参量是 。
⑶①某精馏塔在操作时，加料热状态由原来的饱和液体进料改为冷液进料，且保持Ｆ，ｘF，
Ｒ，Ｄ不变，则此时ｘD，ｘWＶ
（填写：增加，不变，减少）
②两组份的相对挥发度越小，则表示分离该物系越 。二元溶液连续精馏计算中，进
料热状态的变化将引起平衡线、操作线与ｑ线中哪几条线的变化？____ __________
⑷已知在常压及25℃下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度φ=100%时，
平衡含水量x*=0.02kg水／kg绝干料；相对湿度φ=40%时, 平衡含水量 x*=0.007 kg水／kg
绝干料。现该物料含水量为0.23kg水／kg绝干料, 令其与25℃, φ=40%的空气接触, 则该
物料的自由含水量为 kg水／kg绝干料, 结合水含量为 kg水／kg绝干料,
非结合水的含量为 kg水／kg绝干料。
[三]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B 。入塔气体中
B 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(1/A)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 。
[四]常压操作连续精馏塔用以分离苯－甲苯溶液，y1=0.72(摩尔分率，下同)的塔顶蒸汽经分
凝器冷凝后液相作为塔顶回流液，气相经全冷凝器冷凝成塔顶产品，进料Ｆ为100kmol/h，
进料浓度ｘF= 0.44，泡点进料，塔顶与塔底产品D=W=50 kmol/h，塔顶馏出液浓度ｘD= 0.83，
取相对挥发度α=2.5，塔釜液平均分子量取 M = 91.4kg/kmol， 求： ⑴ 塔釜液浓度XW；
⑵ 操作回流比R；
⑶ 塔釜蒸发量Ｖ’ ｋｇ／ｈ；
⑷ 最小回流比Ｒmin；
D [五] 在恒定干燥条件下进行干燥实验，已测得当ｔ＝５０℃，φ＝７０％，气体的质量流
速Ｌ＝2.5kg/m2S，气体平行流过物料表面，水份只从物料上表面汽化，物料由湿含量Ｘ1变
到Ｘ2，干燥处于恒速段，所需干燥的时间为τA＝１小时。如果干燥面积A、汽化水量W
和传热系数α不变，且仍处于恒速段，只是空气改变为ｔ＝８０℃，φ＝２０％（Ｌ不变），
求所需干燥时间τB 。
注：水的汽化潜热可由下式计算： ｒw＝2491.27 －2.30285tw ｒw----汽化潜热，kJ/kg tw----湿球温度，℃
[六]如图示的精馏塔由一只蒸馏釜及一层实际板所组成，只有提馏段，没有精馏段。料液由塔顶加入，泡点进料，L’=F，V’=D，ｘF＝0.2（摩尔分率，下同），今测得塔顶易挥发组分的回收率为８０％，且ｘD＝0.3，系统相对挥发度α＝3.0。设蒸馏釜可视为一个理论板。试求：
（１）残液组成ｘW； （２）该层塔板的液相默夫里板效率ＥML。 提示：ＥML=(ｘn-1-ｘn)/ (ｘn-1-ｘ*n)=(ｘF-ｘ1)/ (ｘF-ｘ*1)
D,XD
W,XW
1 蒸馏釜 选择题：
（1）C A B （2）B C （3）C B （4）C C
[二] 填空题：
⑴双膜理论的要点是：（１）界面上汽液平衡；（２）阻力集中于有效膜内。 ⑵① 物理吸收操作属于传质过程，是一组分通过另一静止组分的单向扩散。 ② 当平衡线在所涉及的范围内是斜率为ｍ的直线时，则1/Ky=1/ky＋m1/kx。
③气体吸收计算中表示设备（填料）效能高低的一个量是传质单元高度，而表示传质任务难易程度的一个量是传质单元数。
⑶①某精馏塔在操作时，加料热状态由原来的饱和液体进料改为冷液进料，且保持Ｆ，ｘF，Ｒ，Ｄ不变，则此时ｘD增加，ｘW减少Ｖ不变，Ｌ／Ｖ不变。
②两组份的相对挥发度越小，则表示分离该物系越 困难 。二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起平衡线、操作线与ｑ线中哪几条线的变化操作线与ｑ线。
⑷已知在常压及25℃下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度φ=100%时，平衡含水量x*=0.02Kg水／Kg绝干料；相对湿度φ=40%时, 平衡含水量 x*=0.007 Kg水／Kg绝干料。现该物料含水量为0.23Kg水／Kg绝干料, 令其与25℃, φ=40%的空气接触, 则该物料的自由含水量为 0.233 Kg水／Kg绝干料, 结合水含量为 0.02 Kg水／Kg绝干料, 非结合水的含量为 0.21 Kg水／Kg绝干料。
[三] j06a10106
∵y1=0.03 x1=0.03 ∴m=1
(L/G)min=(y1-y2)/(y1/m)=0.95
L/G=m/S=1/0.8=1.25
∴(L/G)/( (L/G)min)=1.316
x1=(y1-y2)/( L/G)=0.0228
NOG=1/(1-S)ln[(1-S)y1/y2+S]=7.843
[四] j07d20122
(1)∵FXF=DXD+WXW
∴XW=0.05
(2)yD=xD=0.83
x0=0.83/(2.5-1.5*0.83)=0.66
∵y1=R*x0/(R+1)+ xD/(R+1)
∴R=1.83
(3)V’=V=(R+1)D=12900kg/h
(4)xq=xF=0.44 yq=2.5*0.44/(1+1.5*0.44)=0.663 Rmin=(xD-yq)/(yq-xq)=0.749
[五] j09b15028
τA＝GC(X1-X0)rw/[αA(t-tw)]= Wrw/[αA(t-tw)] ｒW＝2491.27 －2.30285tW
τB/τA= [rBw/ (t-tBw)]/ [rAw/ (t-tAw)]=0.20217 τB =0.20217h
[六] j07d20107
DXD/FXF=0.8
∴D/F=0.533
D/F=(XF-XW)/(XD-XW)=0.533
∴XW=0.0857
L’/V’=F/D=1.876
W/V’=W/D=(F-D)/D=0.876
ym+1= (L’/V’)xm-(W/V’)xw=1.876 xm -0.0751 yw=αxw/[1+(α-1)xw]=0.22
x1=(yw+0.0751)/1.876=0.157
y1=xD=0.3
ｘ*1=y1/[α-(α-1)y1]=0.125
ＥML=(ｘn-1-ｘn)/ (ｘn-1-ｘ*n)=(ｘF-ｘ1)/ (ｘF-ｘ*1)=0.573