2023年下學(xué)期化工原理試卷及參考答案

《化工原理》期末考試試題A卷參考答案

一、選擇題（每題3分，共30分）

1、如下圖，倒u型壓差計，指示劑為空氣，現(xiàn)將指示劑改

為油后（流向不變），則R_A_o正■:

A.增大；B.變??；C.不變；叫-----

D.R不變，但倒U型差計中左側(cè)液體高于右側(cè)。_II____________

<------水

2、某孔板流量計用水測得孔流系數(shù)C0=0.64,現(xiàn)用于測p------------------------

=900kg/m3、|i=0.8cP的液體，問此時C°C0.64。題1附圖

A.>B.<C.=D.不確定

3、因次（量綱）分析法的目的在于

A.得到各變量間的精準(zhǔn)定量關(guān)系；

B.用無因次數(shù)群代替變量，使試驗(yàn)與關(guān)聯(lián)工作簡化；C.

得到各因次數(shù)群的精準(zhǔn)定量關(guān)系；

D.用無因次數(shù)群代替變量，使試驗(yàn)結(jié)果更牢靠。

4、在latm下，不飽和空氣體系，假設(shè)加熱上升干球溫度，則H_￡—。

A、變大B、變小C、不變D、不確定

5、混合液兩組分的相對揮發(fā)度愈小，則說明用蒸儲方法分別該混合液愈一旦

A、簡潔；B、困難；C、完全；D、不完全

6、物料的平衡水份肯定是-C。

A.非結(jié)合水份；B.自由水份；C.結(jié)合水份；D.臨界水份

7、當(dāng)產(chǎn)大，時，葉濾機(jī)洗滌速率（dV/dt）卬與最終過濾速率（dV/dt）e的比值為

D

A、1/2B、1/4C、1/3D、1

8,化工原理中的“三傳”是指Do

A、動能傳遞、勢能傳遞、化學(xué)能傳遞

B、動能傳遞、內(nèi)能傳遞、物質(zhì)傳遞

C、動量傳遞、能量傳遞、熱量傳遞

D、動量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞

9、一個完整的工業(yè)吸取流程應(yīng)包括C。

A、吸取局部B、脫吸局部

C、吸取局部和脫吸局部D、難以說明

10、圖中（a）為A、B二元系統(tǒng)汽液平衡組成圖，圖（b）為C、D二元系統(tǒng)汽液

平衡組成圖。以下說法正確的選項(xiàng)是Ao

A、A、B無法分別，C、D可以分別

B、A、B以及C、D都無法分別

C、A、B可以分別，C、D無法分別

D、A、B以及C、D都可以分別

二、填空題（每題2分，共20分）

1、產(chǎn)生離心泵氣縛現(xiàn)象的緣由是在葉輪入口處由離心力所產(chǎn)生的真空度不夠大，

缺乏以吸上液體。避開產(chǎn)生氣縛的方法有泵內(nèi)灌液體O

2、流體在水公平徑直管中流淌時，假設(shè)流淌處于層流區(qū)，則阻力損失與速度?

這方成正比。

3、當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?45mmHg,測得一容器內(nèi)確實(shí)定壓強(qiáng)為350mmHg,則真空度為

392mmHg。測得一容器內(nèi)的表壓為1360mmHg,則其確定壓強(qiáng)為且叵_mmHg。

44、常用的過濾設(shè)備有（任寫兩種）板框壓濾機(jī)、葉濾機(jī)。

5、以單位重量流體為基準(zhǔn)的機(jī)械能衡算方程式為：

U2pU2p

Z+1+_1_=Z+2+2

12gpg22gpg。

6、離心泵的特性曲線通常包括：Qv曲線、He?qv曲線和

Pa?qv曲線。

7、吸取、解吸操作時低溫對一吸咚有利,低壓對_幽_有利。

8、吸取操作的根本依據(jù)是一依靠氣體混合物中各組分在溶劑中的溶解度差異一。

9、在恒定枯燥條件下，：平衡含水量XjlO%,臨界含水量Xc=30%,結(jié)合水為

20%（均為干基）。今有濕料200kg,含水40%（濕基）與熱空氣長時間充分接

觸，則:

（1）枯燥過程除去非結(jié)合水=^4kgo

（2）降速階段除去結(jié)合水=42kgo

10、固定管板式列管換熱器中，壓力高、腐蝕性及不清潔的物料應(yīng)走

管程。

三、簡答題（6分）

1、簡述常用以固體物料除濕的方法有哪些？

答：A、機(jī)械除濕當(dāng)物料帶水量較大時，可先用離心過濾等機(jī)械方法以除去大量

的水；（2分）

B、吸附除濕用某些平衡分壓很低的枯燥機(jī)與濕物料接觸，使物料中的水分經(jīng)氣

向轉(zhuǎn)入枯燥劑；（2分）

C、供熱枯燥向物料供熱以氣化其中的水分。（2分）

四、計算題（共44分）

1、［12分）如下圖，用離心泵將水由水槽送至水洗塔中，塔內(nèi)的表壓為9.807X

l（MPa,水槽液面恒定，其上方通大氣，水槽液面與輸水管出口端的垂直距離為20m,

在某送液量下，泵對水做功為317.7J/kg,管內(nèi)摩擦系數(shù)人為0.018,吸入和壓出管

路總長為110m（包括管件及入口的當(dāng)量長度，但不包括出口的當(dāng)量長度），輸水管

尺寸為＜p108X4mm,水的密度為1000kg/m3,

泵的效率為70%o試求：

⑴輸水量，m3/h；

⑵離心泵的軸功率，kWo

解：⑴列柏努利方程

p112pU2g

Z^+~^+T+We=Z3+萬+丁+①

由條件知

Z]=0,Z]=20m,P]=0(表壓),P]=9.807x104Pa

u=0,/+/=110m,W=317.7//kg

yl+lU211()U2

h-a-=0.018x一x_i

fd2().12

代入①式解得

u=\.5m/s

2

7171

q=-d2U=_X0.12X1.5x3600=42Arm/h

v424

42.4x1000

(2)q=qp=11.78kg/s

mV-3W

PWq317.7x11.78

P=—=~.=-----------------=535()0=5.35kW

or|r|0.7

2、(10分)某冷凝器傳熱面積為20m2,用來冷凝100C的飽和水蒸氣。冷液進(jìn)口

溫度為40℃,流量為0.917kg/s,比熱容為4000J/(kg-℃)□換熱器的傳熱系數(shù)

K=125W/(kg?℃),試求水蒸汽冷凝量。

解：熱量衡算

Q=rq=c(t-1)q”

mP2Im

q=呼2T-m”=4(20(叫一40)0.9—=1.62x10-31—0.065kg/s①

mr2258.4x1032

傳熱速率方程

Q=KA\t

m

K=125W/(m2.K)

A=20m2

假設(shè)傳熱溫差變化不是很大

At=100-q+1O0T,_]60q=80/

m222

代入傳熱速率方程解得

q=0.0886-5.54x10-41②

m2

聯(lián)合①、②式解得

t2=70,qm=0.049kg/s

3、（12分）在常壓填料吸取塔中，用清水吸取廢氣中氨氣，廢氣流量為2500m3/h（標(biāo)

準(zhǔn)狀態(tài)下），其中氨濃度為0.02（摩爾分?jǐn)?shù)），要求回收率不低于98%,假設(shè)水用量

為

3.6m3/h,操作條件下平衡關(guān)系為j=1.2》，氣相總傳質(zhì)單元高度為0.7m。試求:

⑴全塔對數(shù)平均推動力；

⑵氣相總傳質(zhì)單元數(shù)；

⑶完成生產(chǎn)任務(wù)需要填料層高度；

解：

y=0.02

J]

j;(1-0.98)=0.0004

x=0

2

2500一一…

ITZ，==111.6以3/h

22.4

3.6x1000

L=-------------=2004加。//h

18

物料衡算

一兀)=L(=i-再)

V{y-y)-111.6

*=—-J——1-+乂=----(0.02-0.0004)+0=0.0109

?L2200

塔底推動力勺，=j-1.2x=0.0069

111

塔頂推動力Ay=jf—1.2x=0.0004

?222

對數(shù)平均推動力儂二七2/?！?。。。/0G23

〃In竺M幽”

勺；0.0004

傳質(zhì)單元數(shù)N=%,2-0.02-().0004=&52

OGAy0.0023-

m

填料層高度H=NH=8.52x0.7=596〃，

OGOG

4、(10分)用連續(xù)精儲塔分別某雙組分混合液，混合液中含易揮發(fā)組分x=0.4(摩

F

爾分率，下同)，原料以飽和液體狀態(tài)參加塔中部，塔頂全凝，泡點(diǎn)回流。操作條

件下物系的相對揮發(fā)度a=2.5,要求塔頂產(chǎn)品濃度x=0.8，塔頂易揮發(fā)組分的回

D

收率n=0.9o塔釜間接蒸汽加熱。試求：