化工原理試卷及答案

化工原理試卷及答案1填空題（每空1分，共20分）1.某容器內(nèi)的絕對壓強為200kPa，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01.3kPa，則表壓為,2.在重力沉降操作中，影響沉降速度的因素主要有3.熱量傳遞的基本方式有4.吸收因子A可表示為，它是的比值。2.在重力沉降操作中，影響沉降速度的因素主要有3.熱量傳遞的基本方式有4.吸收因子A可表示為，它是的比值。5.空氣的干球溫度為t，濕球溫度為tw，露點溫度為td，當(dāng)空氣的相對濕度等于1時，則t、t^和td的大小關(guān)系為6.吸收操作一般用于分離混合物，其原理是利用原料中各組分,5.6.吸收操作一般用于分離混合物，其原理是利用原料中各組分,,差異來達到分離的目的；精餾操作則一般用于分離，混合物，其原理是利用原料中各組分的，差異來達到分離的目的。7.恒定干燥條件下的干燥速率曲線一般包括.階段和,7.恒定干燥條件下的干燥速率曲線一般包括.階段和,階段。，提餾段操作線的斜率為全回流（R=%）時，精餾段操作線的斜率為.，提餾段操作線的斜率為對相同的xD和xW，部分回流比全回流所需的理論板數(shù)一、選擇題（每小題2分，共20分）1.不可壓縮流體在圓管內(nèi)作穩(wěn)定流動，流動速度與管徑的關(guān)系是2.3.A.u-1-u212B.udC.T—1ud22D.u1.不可壓縮流體在圓管內(nèi)作穩(wěn)定流動，流動速度與管徑的關(guān)系是2.3.A.u-1-u212B.udC.T—1ud22D.ud—^2-ud21離心泵的特性曲線是在哪種情況下測定A.效率一定C.轉(zhuǎn)速一定()B.D.功率一定管路（Z+￡Ze）一定對一臺正在工作的列管式換熱器，已知氣=11600W?m-2?K-1a2=116W.m-2.K-1，要提高總傳熱系數(shù)"，最簡單有效的途徑是設(shè)法增大％B.設(shè)法增大a2C.同時增大a1和a2D.不確定在降塵室內(nèi)，要使微粒從氣流中除去的條件是（）A.停留時間巳沉降時間B.停留時間W沉降時間C.停留時間〈沉降時間D.停留時間〉沉降時間在討論旋風(fēng)分離器的分離性能時，臨界粒徑這一術(shù)語是指（）旋風(fēng)分離器效率最高時旋風(fēng)分離器的直徑旋風(fēng)分離器允許的最小直徑旋風(fēng)分離器能夠全部分離出來的最小粒徑能保持層流流型最大的顆粒直徑若亨利系數(shù)E值很大，依據(jù)雙膜理論，則可判斷過程的吸收速率控制由（）A.氣膜B.液膜口雙膜D?液相主體沿著精餾塔的提餾段往下，蒸氣中易揮發(fā)組分（）A.越來越少B.越來越多C.基本不變D.先增多，后變少對逆流操作的吸收塔，其它條件不變，當(dāng)吸收劑用量趨于最小用量時則（）A.吸收推動力最大B.吸收率最高C.出塔的氣體濃度最低D.吸收液濃度趨于最高固體物料在恒速干燥終了時的含水量稱為（）A.平衡含水量B.自由含水量C.臨界含水量D.飽和含水量對于有一定精餾塔數(shù)的精餾塔，當(dāng)q、xF等保持一定，而回流比R增大時，則定有（）A.x「增大，七減小B.xD不變，七增加C.xD減小，x增加wD.xD減小，Xw不變?nèi)?、判斷題（每小題1分，共10分）化學(xué)工程中的傳遞過程包括動量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞。（）離心泵的壓頭又稱揚程，指離心泵對單位質(zhì)量的液體所能提供的有效能量。（）流體在管路中流動時阻力可分為局部阻力和直管阻力兩類。（）TOC\o"1-5"\h\z液體和氣體的粘度均隨溫度升高而增大。（）溶液被加熱到產(chǎn)生第一個氣泡時的溫度，稱為泡點溫度。（）升高溫度或降低總壓均有利于吸收操作的進行。（）流體在管路中流動時阻力可分為局部阻力和直管阻力兩類。（）液體和氣體的粘度均隨溫度升高而增大。（）溶液被加熱到產(chǎn)生第一個氣泡時的溫度，稱為泡點溫度。（）升高溫度或降低總壓均有利于吸收操作的進行。（）一般來說，離心沉降設(shè)備的分離效果比重力沉降設(shè)備的分離效果好。（）填料塔中填料的有效比表面積越大，傳質(zhì)單元高度越小。（）兩流體間壁傳熱時，以管外或管內(nèi)表面積計，傳熱速率相等。（）轉(zhuǎn)子流量計是恒壓強變截面的流量計。（）四、簡答題（每小題5分，共20分）怎樣強化傳熱過程？哪種強化途徑是最主要的？什么是離心泵的氣蝕現(xiàn)象？簡述氣蝕現(xiàn)象引起的不良后果。簡述流體在直管內(nèi)流動時的流動類型及其判斷依據(jù)。何謂兩相間傳質(zhì)的雙膜理論？其基本論點是什么？有一用水吸收混合氣中氨的常壓逆流吸收塔，如圖所示。水由水池用離心泵送至塔頂經(jīng)噴頭噴出，泵入口管為①108mmX4mm的無縫鋼管，管中流量為40m3/h，出口管為中89mmX3.5mm無縫鋼管。池內(nèi)水深為2m，池底至塔頂噴頭入口處的垂直距離為20m。管路的總阻力損失為40J/kg，噴頭入口處的壓強為120kPa(表壓)。試計算：1)此過程離心泵提供的有效功W；2)設(shè)泵的效率為65%，試求泵所需的功率。(本題條件下，水的密度為1000kg/m3，重力加速度g=9.81m/s2)題1附圖在一套管式換熱器中，流量為2500kg/h，平均比熱容為2.0kJ/(kg?°C)的熱流體在內(nèi)管中從90C冷卻至50C，環(huán)隙中冷水從20C被加熱至40C。冷、熱流體逆流流動。已知冷卻水的平均比熱容為4.17kJ/(kg?C)，傳熱系數(shù)K值為200w/(m2?C)。試求：(1)冷卻水用量，kg/h；(2)所需的傳熱面積。(忽略換熱過程中的熱損失)有苯和甲苯混合物，含苯0.4,流量1000kmol/h，在一常壓精餾塔內(nèi)進行分離，要求塔頂餾出液中含苯0.9(以上均為摩爾分率)，苯的回收率不低于90%，泡點進料，泡點回流，取回流比為最小回流比的1.5倍，已知相對揮發(fā)度=2.5。試計算：(1)塔頂產(chǎn)品量Q；塔底殘液量W及組成xW；(2)回流比R及精餾段操作線方程。_..=4頁腳內(nèi)容、填空題（每空1分，共20分）1.98.7kPa顆粒直徑（如）、顆粒密度（P°）、流體密度（P）（熱）對流、（熱）傳導(dǎo)、（熱）輻射L/mG操作線斜率平衡線斜率5.6.氣體6.氣體溶解度液體揮發(fā)度（沸點）恒速干燥降速干燥11多、選擇題（每小題2分，共20分）1-5.ACBAC6-10.BADCA三、判斷題（每小題1分，共10分）寸2.寸3.寸4.x5.寸6.x7.寸8.寸9.x10.寸四、簡答題（每小題5分，共20分）1.根據(jù)傳熱總速率方程Q=KA^tm，可知，強化傳熱的方式有三種：1）增加傳熱面積A；2）增加總傳熱系數(shù)K；3）增加對數(shù)平均溫度差；其中，增加K的方法是最為主要的一種方式。（5分）當(dāng)葉輪入口入的最低壓強降到液體在該處溫度下的飽和蒸氣壓時，泵內(nèi)液體汽化，汽泡形成和破裂的過程中使葉輪材料受到損壞的現(xiàn)象成為汽蝕現(xiàn)象。（2分）汽蝕現(xiàn)象危害：1）造成很高的局部壓力，發(fā)生噪聲，引起泵的振動；2）同時還造成金屬表面嚴重的電化學(xué)腐蝕；3）嚴重時，造成泵泵的流量、揚程和效率都會下降，不能正常工作。（3分）—Pud（分）根據(jù)雷諾數(shù)Re=一P（分）可將流體在直管內(nèi)的流動分為三種方式:

1）當(dāng)雷諾數(shù)Re<2000,層流；2）當(dāng)雷諾數(shù)2000vReV4000,流動類型不穩(wěn)定，可能層流，也可能湍流;當(dāng)雷諾數(shù)ReN4000,流動湍流（3分）4.雙膜理論基于雙膜模型，它把復(fù)雜的對流傳質(zhì)過程描述為溶質(zhì)以分子擴散形式通過兩個串聯(lián)的有效膜。（2分）雙膜理論的三個基本觀點：1）相互接觸的氣液兩相存在一個穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)分別存在著穩(wěn)定的氣膜和液膜。膜內(nèi)流體流動狀態(tài)為層流，溶質(zhì)A以分子擴散方式通過氣膜和液膜，由氣相主體傳遞到液相主體。2）在相界面處，氣液兩相達到相平衡，界面處無擴散阻力。3）在氣膜和液膜以外的氣液主體中，由于流體的充分湍動，溶質(zhì)A的濃度均勻，即認為主體中沒有濃度梯度，換句話說，濃度梯度全部集中在兩個膜層內(nèi)。（3分）五、計算題（每小題10分，共30分）1.解：以水池為1-1截面，塔頂噴頭入口處為2-2截面，在1-1截面和2-2截面間列柏努利Zg+^^+^i+W=Zg+U2-+P^+Zh12p22Pf1-2（2分）以1-1截面為基準面，由己知可得：Z=0,p=0kPa（表壓）Z=18m,pj120kPa（表壓）由于水池液面比管路的截面大得多，因此ui=0塔頂噴頭入口的流速%=膈=；0/360°=211m/s了70,0822代入上式可得:W=18g+5；2」1120x10001000+40=176.58+2.23+120+40=338.81//Kg

（5分）M=《=匹可得pp0.65p=<=q.WP=40/3600必心1，1000=5791W=5.79KW(3分)m1p11W=18g+5；2」1120x10001000+40=176.58+2.23+120+40=338.81//Kg0.65m1p112己知冷熱流體換熱過程中無熱損失，Q=qc(T-T)=qc(t-1)m1p112m2p221（3分）己知冷熱流體換熱過程中無熱損失，Q=qc(T-T)=qc(t-1)m1p112m2p221（3分）m1p1.1、？=qc(T-T)2500/3600x2.0m1p1.1、？=4.17x(40-20)=0.67kg/s（2分）△4.17x(40-20)△tm△t—△t(90—40)—(50—20)■=39.15/△t1ln1△t230°C（2分）m1p11(T-T)=KAAt另解:A=_Q55.56x103K△t200x39.15（2分）3.解：7.10m2△t90-405c=—<2,40-203所以A=K△tQ55.56x103200x400.9De(1)=90%1000x0.4故有△t6.95m2△t+AtD=400kmol/h(90-40)-(50-20)=40c（3分）W=600kmol/h6