(完整版)化工原理期末試題-2-答案

1、徐州工程學(xué)院試卷A Z2-Zi=0D p2-pi = 0徐州工程學(xué)院試卷題號(hào)一一三四五六七八總分總分30151540100得分1 學(xué)年第學(xué)期試卷類型考試形式閉卷命題人年月日使用班級 班級學(xué)號(hào)課程名稱化工原理考試時(shí)間100芬鐘教研室主任（簽字）年_ 日教學(xué)院長（簽字）年一月一日姓名、單選題（共15題，每題2分，共計(jì)30分）1 .滯流內(nèi)層越薄，則下列結(jié)論正確的是DA近壁面處速度梯度越小B流體湍動(dòng)程度越低C流動(dòng)阻力越小D流動(dòng)阻力越大2 .判斷流體流動(dòng)類型的準(zhǔn)數(shù)為 A。A . Re 數(shù) B. Nu 數(shù) C . Pr 數(shù) D . Gr 數(shù)3 .在一水平變徑管路中，在小管截面 A和大管截面B連接一 U形壓

2、差計(jì)，當(dāng)流體流過該管 段時(shí)，壓差計(jì)讀數(shù)R值反映的是 AA A、B兩截面間的壓強(qiáng)差B A、B兩截面間的流動(dòng)阻力C A、 B兩截面間動(dòng)壓頭變化D突然擴(kuò)大或縮小的局部阻力4 .離心泵銘牌上標(biāo)出的流量和壓頭數(shù)值是A。A.最大流量下對應(yīng)值B.操作點(diǎn)對應(yīng)值 C.計(jì)算值 D.最高效率點(diǎn)對應(yīng)值5.離心泵在一定管路系統(tǒng)下工作時(shí)，壓頭與被輸送液體的密度無關(guān)的條件是化工原理試卷（二） 答案第3頁共5頁6.含塵氣體，初始溫度為30C,須在進(jìn)入反應(yīng)器前除去塵粒并升溫到120C,在流程布置上官 AA.先除塵后升溫B.先升溫后除塵C.誰先誰后無所謂7 .穿過2層平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)過程，已知各層溫差為 t1=100C, t2=

3、25C,則第一、二層 的熱阻Ri、R2的關(guān)系為 D。A.無法確定 B. Ri = 0.25R2C. Ri = R2D. Ri = 4R28 .在蒸汽-空氣間壁換熱過程中，為強(qiáng)化傳熱，下列方案中那種在工程上最有效BA提高蒸汽流速B提高空氣流速C采用過熱蒸汽以提高蒸汽流速D在蒸汽一側(cè)管壁上裝翅片，增加冷凝面積并及時(shí)導(dǎo)走冷凝熱。9 .在吸收操作中，吸收塔某一截面上的總推動(dòng)力（以氣相組成表示）為一AA. Y -Y*B. Y*- YC. Y -Yi D. Yi - Y10 .含低濃度溶質(zhì)的氣體在逆流吸收塔中進(jìn)行吸收操作，若進(jìn)塔氣體流量增大，其他操作條 件不變，則對于氣膜控制系統(tǒng)，具出塔氣相組成將AA.增

4、大 B.變小 C.不變 D.不確定11 .兩組分物系的相對揮發(fā)度越小，則表示分離該物系BA.容易 B.困難 C.完全 D.不完全12 .用某精儲(chǔ)塔分離兩組分溶液，規(guī)定產(chǎn)品組成的xd、xw,當(dāng)進(jìn)料組成為XF1時(shí)，相應(yīng)回流比為Ri,進(jìn)料組成為XF2時(shí)，相應(yīng)回流比為R2,若XF1 < XF2,進(jìn)料熱狀況不變，則 CA. R1 < R2B. R1 = R2C. R1 > R2D.無法判斷13 .空氣溫度為td,濕度為Hd,相對濕度為4d的濕空氣， 經(jīng)一間接蒸汽加熱的預(yù)熱器后， 空氣的溫度為t1,濕度為H1,相對濕度為1,則 BA. H1>Hd B.小小小1 C. HKHd D.

5、 （K 小 114 .利用空氣作干燥介質(zhì)干燥熱敏性物料，且干燥處于降速階段，欲縮短干燥時(shí)間，則可采 用的最有效的措施是BA.提高干燥介質(zhì)溫度B.增大干燥面積，減薄物料厚度C.降低干燥介質(zhì)相對濕度D.提高空氣的流速15 .關(guān)于傳熱系數(shù)K下述說法中錯(cuò)誤的是CA.傳熱過程中總傳熱系數(shù)K實(shí)際是個(gè)平均值；B.總傳熱系數(shù)K隨著所取的傳熱面不同而異；C.總傳熱系數(shù)K可用來表示傳熱過程的強(qiáng)弱，與冷、熱流體的物性無關(guān)；D.要提高K值，應(yīng)從降低最大熱阻著手；二、填空題（15空，每空1分，共計(jì)15分）1 .化工原理是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其主要研究化工生產(chǎn)中物理加工過程，按其操作原理可歸納成若干單元操作。這些單元操作按其

6、理論基礎(chǔ)可分為：流體流動(dòng)過程、熱量傳遞過程、質(zhì)量傳遞過程。2 .當(dāng)Re為已知時(shí)，流體在圓形管內(nèi)呈層流時(shí)的摩擦系數(shù) 入_64儂，在管內(nèi)呈湍流時(shí)， 摩擦系數(shù) 人與 Re 、 相對粗糙度有關(guān)。3 . 離心泵允許汽蝕余量 Ah定義式為Ah二 創(chuàng) 安全余量（0.5m）。4 .降塵室中固體顆?？杀环蛛x的條件是氣體在降塵室內(nèi)停留時(shí)間大于或等于沉降時(shí)間。5 .在管殼式換熱器中飽和蒸汽加熱空氣，則1 .傳熱管的管壁溫度接近飽和蒸汽溫度;2 .傳熱總傳熱系數(shù)K將接近 空氣對流傳熱系數(shù)。6 .多層平壁定態(tài)導(dǎo)熱中，若某層的熱阻最小，則該層兩側(cè)的溫差最小 。7 .吸收操作過程中，若減少吸收劑用量，操作線的斜率將減小.吸

7、收推動(dòng)力減小。8 .最小回流比的定義是 特定分離任務(wù)下理論板數(shù)無限多時(shí)的回流比 。9 .測定空氣中水汽分壓的方法是測量一露點(diǎn)。三、簡答題（共3題，每題5分，共計(jì)15分）1、某球形顆粒在水中按斯托克斯定律沉降，試問在50c水中的沉降速度和在20c水中的沉降速度有何不同，為什么？dp2（ s ）gUt 答：根據(jù)顆粒在水中按斯托克斯定律沉降， 則沉降公式為18,因?yàn)殡S著溫度升高，徐州工程學(xué)院試卷水的粘度將減小，故 在50c水中的沉降速度將大于在 20c水中的沉降速度 2、亨利定律中E、H、m三者與溫度、壓力有什么關(guān)系？答：當(dāng)總壓不高時(shí)，在一定溫度下稀溶液上方氣相中的溶質(zhì)的平衡分壓p*A與液相中溶質(zhì)的

8、摩爾分?jǐn)?shù)成正比：p*A=kx,A)A=kc,ACA,這一關(guān)系稱為亨利定律。亨利定律適用于難溶、 較難溶的氣體(如。2, CO2其液相濃度低)；對于易溶，較易溶的氣體，只能用于液相濃度甚 低的情況。pA = kx,A)A=E坦，p a為溶質(zhì)A在氣相中的平衡分壓，A為液相中溶質(zhì)A的摩爾分?jǐn)?shù)， E為比例系數(shù)，稱為亨利系數(shù)。p A = kc,ACA= Ca/H , Ca為披相中浴質(zhì)A的體積摩爾濃度，H為溶解系數(shù)。y= pA/P = E B/P=mxA, y為溶質(zhì)A在氣相中的摩爾分?jǐn)?shù)，m為相平衡常數(shù)。一般加壓和降溫可以提高氣體的溶解度 H,相平衡常數(shù)m減小，故加壓和降溫對吸收操 作有利，反之，升溫和減壓

9、則有利于脫吸過程，此時(shí)亨利系數(shù)E增大。3、換熱器中用飽和蒸汽在換熱器外管冷凝放熱，加熱管內(nèi)流動(dòng)的空氣?？倐鳠嵯禂?shù)接近哪種流體的對流傳熱系數(shù)，壁溫接近哪種流體的對流傳熱系數(shù)？忽略污垢和管壁熱阻，要 .2想增 大總傳熱系數(shù)，應(yīng)增大哪個(gè)流體的對流傳熱系數(shù)？答：對于穩(wěn)定傳熱過程： Q= aiAi(T Tw)=入如(Tw tw)/b= 62A2(tw t) = KAA tm換熱器中用飽和蒸汽在換熱器外管冷凝放熱，加熱管內(nèi)流動(dòng)的空氣，由于飽和蒸汽一側(cè)的對 流傳熱系數(shù)比空氣一側(cè)的大得多，故內(nèi)壁溫度接近于飽和蒸汽的溫度。同時(shí)，由于管壁的熱 阻也很小，故管外壁溫度比較接近于內(nèi)壁溫度。11 b A2 工 &

10、;由K22Am1A可知，忽略污垢和管壁熱阻，要想增大總傳熱系數(shù)，應(yīng)增大對流傳熱系數(shù)小的那個(gè)。四、計(jì)算題(共3題，共計(jì)40分)1、(10分)某干燥器的濕物料處理量為1000kg/h,其濕基含水量為10%,干燥到2% (均為 質(zhì)量分?jǐn)?shù))。干燥介質(zhì)為空氣，初溫 20C,相又t濕度40%,經(jīng)預(yù)熱器加熱到120c進(jìn)入干燥 器,出干燥器時(shí)降溫至30C,相又t濕度70%。試求：水分蒸發(fā)量和空氣消耗量。解：由題意知：L1 = 1000kg/h, 1 = 0.1,四=0.02, t0=20C, 8 = 40%, t1 = 85C, t2=30C,也=70%貝 U: Lc=L1 (1-/1)=L2 (1-c) =

11、 1000X (1-0.1) =900kg/h=L2X (10.02)L2=918.37kg/hW=Li cdi L2 底=1000>0.1918.37 0.02=81.63kg/h由t0=20C, g=40%查I H圖得空氣濕度 Ho= 0.006kg水/kg干氣由t2=30C,加=70%查I H圖得空氣濕度 H2= 0.02kg水/kg干氣空氣經(jīng)過預(yù)熱器后濕度不變，即 H0=Hi = 0.006kg水/kg干氣WW81.63 工一G 5830.90kg干氣/hH2 H1 H2 H00.02 0.0062、（15分）欲用一常壓連續(xù)精儲(chǔ)塔分離含苯 44%、甲苯56% （摩爾百分率，下同）

12、的混合 液，要求塔頂儲(chǔ)出液含苯97%,釜液含苯2%。已知泡點(diǎn)回流，且回流比取 3。泡點(diǎn)進(jìn)料， 確定全塔需要的理論塔板數(shù)及進(jìn)料位置。已知， aD=2.60, aw=2.35,進(jìn)料的物系可看作理想 物系，aF=2.47。解：取全塔相對揮發(fā)度 a , aDaW .,2.602.35 2.47精微段相揮發(fā)度a1aDaJ,2.60 2.472.53?；ぴ碓嚲恚ǘ?答案第7頁共5頁求最小回流比Rmin由泡點(diǎn)進(jìn)料可知：進(jìn)料的q = 1,所以q線方程:F 0.44聯(lián)立平衡線方程和q線方程求點(diǎn)f的坐標(biāo)（一 yQ。所以，有:2.471 1.470.44所以:yf0.440.66D y f Rmin0.970

13、.66yef0.66 0.441.409(2)求最少理論板數(shù)Nmin,Nmin,1 :Nmin lg A B D a b w . lg a lg 0.97 0.03 0.02 0.98 lg 2.47 8.15N min, 1 lg A . B d / A . B f / lg a1 = 4.00（3）利用捷算法求理論板數(shù) N、Ni :丫 RRminXR 13 1.4090.397753 1所以,v N NminY=TN 8.150.56680.75(1 X ) = 0.3052N = 12.17 （包括再沸器）Nmin,14.00 .則:N1一 N12.17 5.97Nmin8.15所以加料板可設(shè)在第 6塊。3. （15分）如圖所示輸水系統(tǒng)，已知管路總長度（包括所有當(dāng)量長度，下同）為 100m,壓 力表之后管路長度為80m,管路摩擦系數(shù)為0.03,管路內(nèi)徑為0.05m,水的密度為1000kg/m3,泵的效率為0.8,輸水量為15m3/h。求：（1）整個(gè)管路的阻力損失，J/kg; （2）泵軸功率，kw; （3）壓力表的讀數(shù)，Pa。解：（1）整個(gè)管路的阻力損失，J/kg;由題意知,u VsA152(3600 0.05-).2l u100則 hf0.03 -d 20.05(2)泵軸功率，kw;2.12m/s2.1222135.1J/kg在貯槽液面0-0'與高位才&#