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）.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。.在重力沉降操作中，影響沉降速度的因素主要有、和o.熱量傳遞的基本方式有、和o.吸收因子A可表示為,它是與的比值。.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、tw和td的大小關(guān)系為。.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(dá)到分離的目的；精儲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(dá)到分離的目的。.恒定干燥條件下的干燥速率曲線一般包括階段和階段。.全回流（R=?時，精循段操作線的斜率為,提儲段操作線的斜率為,對相同的xd和xw,部分回流比全回流所需的理論板數(shù)o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 （）A.uU2C.U1d1A.uU2C.U1d1U2d2Ui刈、2=()U2 d2u1_d2U2 d1.離心泵的特性曲線是在哪種情況下測定A..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.對一臺正在工作的列管式換熱器，已知K,最簡單有效的途徑是A.設(shè)法增大onC,同時增大O1和“2B.功率一定D.管路（l+Re）一定“1=11600W?m-2?K-1,?2=116W?m-2?K-1,要提高總傳熱系數(shù)（）B.設(shè)法增大02D.不確定4.在降塵室內(nèi)，要使微粒從氣流中除去的條件是4.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》沉降時間A.停留時間》沉降時間B.停留時間（沉降時間C.停留時間（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 （）A.旋風(fēng)分離器效率最高時旋風(fēng)分離器的直徑B.旋風(fēng)分離器允許的最小直徑C.旋風(fēng)分離器能夠全部分離出來的最小粒徑D.能保持層流流型最大的顆粒直徑TOC\o"1-5"\h\z.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 C.雙膜 D.液相主體.沿著精福塔的提福段往下，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.對于有一定精儲塔數(shù)的精儲塔，當(dāng) q、xf等保持一定，而回流比R增大時，則定有（）A.xd增大，Xw減小 B.Xd不變，%增加C.xd減小，Xw增加 D.xd減小，xw不變?nèi)?、判斷題（每小題1分，共10分）TOC\o"1-5"\h\z.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。 （）.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(jìn)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(jìn)行。

TOC\o"1-5"\h\z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①89mmx3.5mm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20mo管路的總阻力損失為40J/kg,噴頭入口處的壓強為120TOC\o"1-5"\h\zkPa（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 40Co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,在一常壓精儲塔內(nèi)進(jìn)行分離，要求塔頂播出液中含苯 0.9（以上均為摩爾分率），苯的回收率不低于 90%,泡點進(jìn)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)度空2.5。試計算：（1）塔頂產(chǎn)品量D;塔底殘液量W及組成xw；（2）回流比R及精播段操作線方程。一、填空題（每空1分，共20分）98.7kPa顆粒直徑（dp）、顆粒密度（？p）、流體密度（?）（熱）對流、（熱）傳導(dǎo)、（熱）輻射L/mG 操作線斜率 平衡線斜率t=tw=td6.氣體溶解度液體揮發(fā)度（沸點）6.氣體溶解度液體揮發(fā)度（沸點）.恒速干燥 降速干燥.1 1多二、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）1.V2,V3.V4.x5.V6.x7.V8.V9.x10,V四、簡答題（每小題 5分，共20分）.根據(jù)傳熱總速率方程Q=KAAtm,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；TOC\o"1-5"\h\z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(yán)重的電化學(xué)腐蝕；3）嚴(yán)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）根據(jù)雷諾數(shù)Re=fud （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)2000<Re<4000，流動類型不穩(wěn)定，可能層流，也可能湍流；3）當(dāng)雷諾數(shù)Re*4000，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(kuò)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(kuò)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(dá)到相平衡，界面處無擴(kuò)散阻力。A的濃度均勻，即認(rèn)為主體中沒有濃度3）A的濃度均勻，即認(rèn)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截面間列柏努利方程,2 2乙g+U^+㈡+W=Z2g+（+與+%hf1-2以1-1截面為基準(zhǔn)面，由己知可得乙=0,p1=0kPa（表壓）乙=18m,p2=120kPa（表壓）由于水池液面比管路的截面大得多，因此 u1=0塔頂噴頭入口的流速U2=qvL二d240/3600-0.08224=2.11m/s（2分）代入上式可得:-II,：211 「?31）00 . .——W=l&g+ + —+40=176.58+2.23+120+4。=338.81J/Kg （5分）2 1000由=—PqVW：- PeqvW：40/3600338.811000=———可彳Pp=—=———= =5791W=5.79KWp 0.65（3分）2.解：（1）Q=qm[Cp1（T；-T,）=55.56kj/s（kw）己知冷熱流體換熱過程中無熱損失,Q=qm1Cp1T1-T> =qm2Cp2t2-t1（3分）已知冷熱流體換熱過程中無熱損失， Q=qm1Cp1 —T2）=qm2cp2?2—11） （3分）=…-T2=2500/36002.090-50 5Cp2t2-t1 4.17（40-20）（90-40）-（50-20）— _50In-30℃=39.15Q

K^tm55.5610320039.15=7.10m2以=90s40=5*，故有&JU90-0-20/ct2 40-20 3 m2 2八Q55.56310 2 、A= = =6.9n5 （3分）Ktm 20040（2