2009化工原理(下)-清考卷

2009化工原理(下)清考卷（考試時(shí)間：90分鐘，滿分：100分）一、選擇題（10小題，每小題2分，共20分）1.下列關(guān)于流體流動(dòng)的敘述中，正確的是（）A.流體在管道中的流速與管道直徑成正比B.流體在管道中的流速與管道長(zhǎng)度成正比C.流體在管道中的流速與管道截面積成反比D.流體在管道中的流速與管道摩擦系數(shù)成正比2.下列關(guān)于傳熱原理的敘述中，正確的是（）A.熱量總是從高溫物體傳向低溫物體B.熱量總是從低溫物體傳向高溫物體C.熱量傳遞的方向與溫度差無關(guān)D.熱量傳遞的大小與溫度差成正比3.下列關(guān)于蒸餾操作的敘述中，正確的是（）A.蒸餾是利用液體混合物中各組分的沸點(diǎn)不同來實(shí)現(xiàn)分離的B.蒸餾是利用液體混合物中各組分的熔點(diǎn)不同來實(shí)現(xiàn)分離的C.蒸餾是利用液體混合物中各組分的密度不同來實(shí)現(xiàn)分離的D.蒸餾是利用液體混合物中各組分的顏色不同來實(shí)現(xiàn)分離的4.下列關(guān)于干燥操作的敘述中，正確的是（）A.干燥是利用熱能將濕物料中的水分蒸發(fā)掉的過程B.干燥是利用冷能將濕物料中的水分蒸發(fā)掉的過程C.干燥是利用電能將濕物料中的水分蒸發(fā)掉的過程D.干燥是利用機(jī)械能將濕物料中的水分蒸發(fā)掉的過程5.下列關(guān)于吸收操作的敘述中，正確的是（）A.吸收是利用液體吸收劑將氣體中的某一組分吸收的過程B.吸收是利用氣體吸收劑將液體中的某一組分吸收的過程C.吸收是利用固體吸收劑將氣體中的某一組分吸收的過程D.吸收是利用固體吸收劑將液體中的某一組分吸收的過程6.下列關(guān)于萃取操作的敘述中，正確的是（）A.萃取是利用兩種互不相溶的液體中某一組分的溶解度差異來實(shí)現(xiàn)分離的B.萃取是利用兩種互溶的液體中某一組分的溶解度差異來實(shí)現(xiàn)分離的C.萃取是利用固體與液體中某一組分的溶解度差異來實(shí)現(xiàn)分離的D.萃取是利用氣體與液體中某一組分的溶解度差異來實(shí)現(xiàn)分離的7.下列關(guān)于結(jié)晶操作的敘述中，正確的是（）A.結(jié)晶是利用溶質(zhì)在溶劑中的溶解度隨溫度升高而增大的原理來實(shí)現(xiàn)分離的B.結(jié)晶是利用溶質(zhì)在溶劑中的溶解度隨溫度升高而減小的原理來實(shí)現(xiàn)分離的C.結(jié)晶是利用溶質(zhì)在溶劑中的溶解度隨壓力升高而增大的原理來實(shí)現(xiàn)分離的D.結(jié)晶是利用溶質(zhì)在溶劑中的溶解度隨壓力升高而減小的原理來實(shí)現(xiàn)分離的8.下列關(guān)于離心分離操作的敘述中，正確的是（）A.離心分離是利用離心力將混合物中的固體顆粒從液體中分離出來的過程B.離心分離是利用離心力將混合物中的液體從固體顆粒中分離出來的過程C.離心分離是利用離心力將混合物中的氣體從液體中分離出來的過程D.離心分離是利用離心力將混合物中的液體從氣體中分離出來的過程9.下列關(guān)于膜分離操作的敘述中，正確的是（）A.膜分離是利用半透膜將混合物中的大分子物質(zhì)與小分子物質(zhì)分離的過程B.膜分離是利用半透膜將混合物中的小分子物質(zhì)與大分子物質(zhì)分離的過程C.膜分離是利用半透膜將混合物中的離子與分子分離的過程D.膜分離是利用半透膜將混合物中的分子與離子分離的過程10.下列關(guān)于熱力學(xué)第一定律的敘述中，正確的是（）A.熱力學(xué)第一定律是能量守恒定律在熱力學(xué)系統(tǒng)中的具體應(yīng)用B.熱力學(xué)第一定律是能量不守恒定律在熱力學(xué)系統(tǒng)中的具體應(yīng)用C.熱力學(xué)第一定律是動(dòng)量守恒定律在熱力學(xué)系統(tǒng)中的具體應(yīng)用D.熱力學(xué)第一定律是動(dòng)量不守恒定律在熱力學(xué)系統(tǒng)中的具體應(yīng)用二、填空題（10小題，每小題2分，共20分）11.流體在管道8.計(jì)算題（3小題，每小題10分，共30分）1.一臺(tái)單級(jí)離心泵，進(jìn)口直徑為150mm，出口直徑為100mm，轉(zhuǎn)速為2900r/min，求該泵的理論揚(yáng)程和理論流量。2.一列逆流操作的填料吸收塔，操作條件下氣相流量為0.5Nm3/s，液相流量為0.3m3/s，吸收劑濃度為0.01mol/m3，氣體中溶質(zhì)濃度為0.05mol/m3，平衡關(guān)系為YA=0.5X，求該塔的吸收效率。3.一臺(tái)列管式換熱器，管程數(shù)為4，殼程數(shù)為3，管子外徑為25mm，管子內(nèi)徑為20mm，管長(zhǎng)為3m，求該換熱器的總傳熱面積。9.分析題（2小題，每小題10分，共20分）1.分析影響過濾操作的因素，并說明如何優(yōu)化過濾操作。2.分析影響干燥操作的因素，并說明如何優(yōu)化干燥操作。10.設(shè)計(jì)題（2小題，每小題10分，共20分）1.設(shè)計(jì)一套用于處理含塵氣體的旋風(fēng)分離器，要求處理氣量為5000m3/h，除塵效率達(dá)到90%。2.設(shè)計(jì)一套用于濃縮溶液的蒸發(fā)器，要求蒸發(fā)量為1t/h，蒸發(fā)室的操作壓力為10kPa，加熱蒸汽的壓力為200kPa。一、選擇題答案：1.C2.A3.D4.B5.C6.A7.B8.D9.B10.A二、填空題答案：11.壓力損失12.層流13.對(duì)數(shù)平均14.熱導(dǎo)率15.對(duì)流傳熱16.冷凝17.蒸發(fā)18.濕球溫度19.理論板數(shù)20.操作線三、計(jì)算題答案：1.理論揚(yáng)程：H=(nQ^2)/gA^2=(2900^20.001^2)/(9.810.001^2)=20.7m理論流量：Q=(πD^2/4)V=(π0.15^2/4)(29000.15)=0.042m^3/s2.吸收效率：η=(YA0YA)/(YA0YAs)=(0.50)/(0.50.01)=0.983.總傳熱面積：A=nπDL=43π0.0253=0.28m^2四、分析題答案：1.影響過濾操作的因素有：濾餅的壓縮性、濾液的粘度、過濾速度、濾餅的厚度等。優(yōu)化過濾操作的方法有：選擇合適的濾布和濾餅厚度、控制過濾速度、定期清洗濾布等。2.影響干燥操作的因素有：干燥介質(zhì)的溫度、濕度、流速、干燥室的尺寸和形狀等。優(yōu)化干燥操作的方法有：選擇合適的干燥介質(zhì)和流速、控制干燥室的溫度和濕度、定期清理干燥室等。五、設(shè)計(jì)題答案：1.旋風(fēng)分離器的設(shè)計(jì)需要考慮處理氣量、除塵效率、進(jìn)口風(fēng)速、分離器直徑等因素。具體設(shè)計(jì)步驟包括：計(jì)算處理氣量和進(jìn)口風(fēng)速，確定分離器直徑和高度，設(shè)計(jì)進(jìn)口和出口管道等。2.蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)需要考慮蒸發(fā)量、操作壓力、加熱蒸汽的壓力、換熱面積等因素。具體設(shè)計(jì)步驟包括：計(jì)算蒸發(fā)量和換熱面積，選擇合適的加熱蒸汽壓力和操作壓力，設(shè)計(jì)蒸發(fā)室和換熱器等。本試卷涵蓋了化工原理課程中的流體流動(dòng)、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞、化工單元操作等多個(gè)方面的知識(shí)點(diǎn)。具體包括：1.流體流動(dòng)：流體在管道中的流速與管道直徑、管道長(zhǎng)度、管道截面積、管道摩擦系數(shù)等的關(guān)系。2.熱量傳遞：熱量的傳遞方式、熱量傳遞原理、熱力學(xué)第一定律等。3.質(zhì)量傳遞：質(zhì)量傳遞原理、傳質(zhì)系數(shù)、傳質(zhì)速率等。4.化工單元操作：過濾、干燥、蒸發(fā)、吸收等單元操作的基本原理和影響因素。5.化工設(shè)備設(shè)計(jì)：旋風(fēng)分離器、換熱器等化工設(shè)備的設(shè)計(jì)原理和方法。各題型所考察學(xué)生的知識(shí)點(diǎn)詳解及示例：1.選擇題：主要考察學(xué)生對(duì)基本概念和原理的理解和掌握程度。例如，熱量總是從高溫物體傳向低溫物體，這是熱力學(xué)第二定律的體現(xiàn)。2.填空題：主要考察學(xué)生對(duì)專業(yè)術(shù)語和概念的掌握程度。例如，過濾操作中的壓力損失是指過濾過程中由于濾餅的阻力而產(chǎn)生的壓力降低。3.計(jì)算題：主要考察學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。例如，計(jì)算離心泵的理論揚(yáng)程和理論流量需