化工原理模擬題五

模擬試題五一、填空題：（每空1分，共16分）1、當?shù)卮髿鈮簽?45mmHg測得一容器內(nèi)的絕對壓強為350mmHg，則真空度為395mmHg。測得另一容器內(nèi)的表壓強為1360mmHg，則其絕對壓強為2105mmHg。2、流體流動時產(chǎn)生摩擦阻力的根本原因是流體具有粘性。3、離心泵無自吸能力，所以開始工作之前要先灌滿輸送液體；而往復泵有自吸能力，所以不需要（需要或不需要）啟動前灌泵。4、離心泵泵殼的作用分別是：匯集液體和能量轉(zhuǎn)換裝置。5、水在管內(nèi)作湍流流動，若使流速提高到原來的2倍，則其對流傳熱系數(shù)約為原來的1.74倍；管徑改為原來的1/2而流量相同，則其對流傳熱系數(shù)約為原來的3.48倍。（設條件改變后仍在湍流范圍）6、在無相變的對流傳熱過程中，熱阻主要集中在滯離層內(nèi)（或熱邊界層內(nèi)），減少熱阻的最有效措施是提高流體湍動程度。7、含溶質(zhì)A摩爾分率為xA=0.2的溶液與壓力為2atm,yA=0.15的氣體等溫接觸（此條件下的平衡關系為：pA=1.2xA），則此時將發(fā)生吸收過程。8、蒸發(fā)器的生產(chǎn)強度是單位傳熱面積上單位時間內(nèi)蒸發(fā)的水量。9、寫出三種非循環(huán)型蒸發(fā)器的名稱：升膜式、降膜式、升降膜。10、填料塔操作時，影響液泛氣速的因素有__板間距__、__氣體流速_和__液體流速___。11、萃取中選擇萃取劑時應考慮的主要因素有溶解度、選擇性、組分B、S的互溶度及萃取劑回收的難易。12、萃取中，萃取劑的加熱量應使和點M的位置位于兩相區(qū)。13、在一定的溫度和總壓強下，以濕空氣作干燥介質(zhì)，當所用空氣的相對濕度減少時，則濕物料的平衡水分相應減小，其自由水分相應增大。14、理想干燥器或等焓干燥過程是指干燥器不補充熱量，忽略干燥器的熱損失，忽略解熱物料所消耗的熱量，干燥介質(zhì)進入和離開干燥器的焓值相等。15、16、二、選擇題：（每小題1.5分，共24分）1、某液體在內(nèi)徑為d0的水平管路中穩(wěn)定流動，其平均流速為u0，當它以相同的體積流量通過等長的內(nèi)徑為d2(d2=d0/2)的管子時，若流體為層流，則壓降p為原來的（C）倍。A4B8C2、層流與湍流的區(qū)別，下列說法不正確的是（A）A.流道截面積大的為湍流，截面積小的為層流。B.湍流流速大于層流流速。C.層流的雷諾數(shù)小于湍流的雷諾數(shù)。D.層流無徑向脈動，而湍流有徑向脈動。3、離心泵的葉輪有（D）。A閉式的B半閉式的C開式的或敞式的D以上均正確4、單動往復泵的流量(B)。A連續(xù)且均勻B不連續(xù)且不均勻C連續(xù)但不均勻D不連續(xù)但均勻5、一定流量的液體在一25×2.5mm的直管內(nèi)作湍流流動，其對流傳熱系數(shù)i=1000W/m2·℃；如流量與物性都不變，改用一19×2mm的直管，則其將變?yōu)?D)。A1259B1496C1585D16786、為蒸發(fā)某種粘度隨濃度和溫度變化較大的溶液，應采用(B)流程。A并流加料B逆流加料C平流加料D雙效三體并流加料7、正常操作下的逆流吸收塔，若因某種原因使液體量減少以致液氣比小于原定的最小液氣比時，下列哪些情況將發(fā)生?(B)A.出塔液體濃度xb增加，回收率增加；B.出塔氣體濃度增加，但xb不定；C.出塔氣體濃度與出塔液體濃度均增加;D.在塔下部將發(fā)生解吸現(xiàn)象。8、膜式蒸發(fā)器中，適用于易結晶、結垢物料的是(A)。A.升膜式B.降膜式C.升降膜式D.回轉(zhuǎn)式9、下列說法中正確的是(D)。單效蒸發(fā)比多效蒸發(fā)應用廣減壓蒸發(fā)可減少設備費用二次蒸氣即第二效蒸發(fā)的蒸氣采用多效蒸發(fā)的目的是降低單位蒸氣消耗量10、吸收操作中，增大吸收劑用量使：(B)A.設備費用增大,操作費用減少B.設備費用減少,操作費用增大C.設備費用和操作費用均增大D.設備費用和操作費用均減少11、在單級萃取器中，用純?nèi)軇〢萃取A、B混合液中的溶質(zhì)A，測得平衡的萃取相與催余相中組分A的質(zhì)量分數(shù)為yA=0.37，xA=0.14，組分B、S可視為完全不互溶，萃取中，β值均應（A）A.大于1B.小于1C.等于1D.均可12、對于一定的物系，影響萃取分離效果的主要因素是（A）與（D）A.溫度B.原料液量FC.萃取劑量SD.溶劑比S/F13、利用空氣作介質(zhì)干燥熱敏性物料，且干燥處于降速階段，欲縮短干燥時間，則可采取的最有效措施是（B）A.提高干燥介質(zhì)的溫度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14、同一物料在一定干燥速率下，物料愈厚，則其臨界含水量（C）A.低B.不變C.高D.不定15、16、三、計算題：（50分）1、（8分）有一輸水系統(tǒng)，如本題附圖所示，水箱內(nèi)水面維持恒定，輸水管直徑為φ60×3mm，輸水量為18.3m3/h，水流經(jīng)全部管道（不包括排出口）的能量損失可按Σwf=15u2公式計算，式中u為管道內(nèi)水的流速（m/s（1）水箱中水面必須高于排出口的高度H；（2）若輸水量增加5%，管路的直徑及其布置不變，管路的能量損失仍可按上述公式計算，則水箱內(nèi)的水面將升高多少米？解：確定上、下游截面及基準水平面，如圖所示。在兩截面間列柏努利方程并化簡(We=0,p1=p2,Z2=0,由于A1≥A2，u1≈0)可得(a)（2分）(1)水箱中水面高于排出口的高度H。將有關數(shù)據(jù)代入式(a)便可求得Z1(即H)。式中（1分）（1分）（1分）(2)輸水量增加5%后，水箱中水面上升高度H輸水量增加5%后，u2及Σwf分別變?yōu)镠=8.58—7.79=0.79m（2、（5分）用離心泵將水庫中的清水送至灌溉渠，兩液面維持恒差8.8m，管內(nèi)流動在阻力平方區(qū)，管路特性方程為（qe的單位為m3/s）單臺泵的特性方程為（q的單位為m3/s）試求泵的流量、壓頭和有效功率。解：聯(lián)立管路和泵的特性方程便可求泵的工作點對應的q、H，進而計算Pe。（1分）管路特性方程泵的特性方程聯(lián)立兩方程，得到q=4.52×10–3m3/sH=19.42m（2分）則W=861W（2分）3、（7分）有一蒸汽加熱器，熱方：為飽和蒸汽冷凝，T=100℃；冷方：為生垢液體升溫，，。在測試中，維持以上溫度條件不變，發(fā)現(xiàn)蒸汽凝液流量，在清洗前后之比為1：2。問：a那些是控制熱阻？管程宜走那一方流體？簡述理由；b清洗前，污垢熱阻約為該時總熱阻的多少分數(shù)？在操作中，若要求改為維持該加熱器的熱負荷不變。問：隨著污垢的增加，調(diào)節(jié)飽和蒸汽的溫度和生垢液體的流量，是否都能達到要求？簡述理由（定性分析）。注：冷方流型為湍流、面積基準和物性變化可不考慮以及清洗后的垢阻為零。解：(1)a垢層是主要控制熱阻，其次是垢層對液體的給熱過程，因傳熱過程的傳熱量取決于熱阻大的一方。管程宜走生垢液體，便于清洗，便于增大流速，可能減少垢層沉積在管子表面上，飽和蒸汽宜在管間（殼程）走，因流速對飽和蒸汽冷凝給熱系數(shù)幾乎無影響，而飽和蒸汽冷凝的表面又不要求清洗，且在殼程流動易于及時排除冷凝水和不凝性氣體。b維持不變時：清洗前傳熱量（1）清洗后傳熱量（2）（1）式與（2）式比較得：清洗前后總熱阻的差值是污垢熱阻所以%在操作中，調(diào)節(jié)生垢液體流量，企圖減少垢層厚度來增加換熱量，是不能滿足的，因為生垢液體以為湍流，再增加流量時，所增加的換熱量決不能與所需要的熱量相當，這時會使出口溫度下降。只有調(diào)節(jié)飽和蒸汽的溫度來增加，使其滿足熱負荷的要求。假設垢層熱阻的增加，使其換熱量減少一半，（換熱量再減少即不能操作），這時蒸汽的溫度提高到160℃假設垢層的生成，其傳熱面積的變化忽略不計，而傳熱系數(shù)下降一半，則推動力增加一倍，這樣即可滿足其換熱器的熱負荷不變。4、（8分）一填料塔用清水逆流吸收混合氣中的有害組分A。已知操作條件下氣相總傳質(zhì)單元高度為1.5m，進塔混合氣組成為0.04（A的摩爾分率，下同），出塔尾氣組成為0.0053，出塔水溶液濃度為0.0128，操作條件下平衡關系為Y=2.5X。試求：（1）液氣比為最小液氣比的多少倍？（2）所需填料層高度？（3）若氣液流量和初始組成不變，要求尾氣濃度降至0.0033，求此時填料層高度為若干米？解：（1）液氣比為最小液氣比的多少倍?則(2）所需填料層高度？故(3)此條件下的填料層高度。5、（5分）用純?nèi)軇?5kg在單級萃取器中處理A、B組分混合物。料液處理量為39kg，其中組分A的質(zhì)量比組成為XF=0.3。操作條件下，組分B、S可視作完全不互溶，且兩相的平衡方程為Y=1.5X，求組分A的萃取率。解：有題條件知YS=0S=45kg（2分）根據(jù)理論級的假設，Y1=1.5X1，有組分A的無聊衡算便可求得X1（或Y1）,即B(XF-X1)=S(Y1-YS)（1分）30(0.3-X1)=45(1.5X1-0)解得X1=0.09231（1分）（1分）6、（8分）在常壓流化床干燥器中將顆粒狀物料的含水量從0.18降至0.025（干基）。濕物料處理量為2000kg/h。已測得在硫化狀態(tài)下該物料的臨界含水量為0.02，平衡含水量接近0。t0=30℃、=40%的空氣經(jīng)預熱升溫至100