化工原理試卷及答案

1、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(qiáng)為200 kPa,當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01.3 kPa那么表壓為 。2在重力沉降操作中，影響沉降速度的因素主要有 、和。3 熱量傳遞的根本方式有 _、和。4吸收因子A可表示為_，它是_與_的比值。5. 空氣的干球溫度為t,濕球溫度為tw，露點(diǎn)溫度為td,當(dāng)空氣的相對濕度等于 1時(shí)，那么t、tw和td的大小關(guān)系為。6. 吸收操作一般用于別離_混合物，其原理是利用原料中各組分 _差異來到達(dá)別離的目的；精餾操作那么一般用于別離 _混合物，其原理是利用原料中各組分的 差異來到達(dá)別離的目的。7恒定枯燥條件下的枯燥速率曲線一般包括 階段和階段。

2、&全回流R =時(shí)，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，局部回流比全回流所需的理論板數(shù) 。一、選擇題每題 2分，共20分1 不可壓縮流體在圓管內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)，流動(dòng)速度與管徑的關(guān)系是A.U2曾)2U1U2C U1 _d_U2d?2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3對一臺(tái)正在工作的列管式換熱器，高總傳熱系數(shù)K，最簡單有效的途徑是A .設(shè)法增大afU1D .U2d1()B .功率一定D .管路(1+刀le) 定a= 11600 W?m2?K-1 , a = 116 W?nf?K-1，要提()B .設(shè)法增大aC.同時(shí)增大 a和aD .不確

3、定4.在降塵室內(nèi)，要使微粒從氣流中除去的條件是C.停留時(shí)間V沉降時(shí)間D 停留時(shí)間沉降時(shí)間5在討論旋風(fēng)別離器的別離性能時(shí)，臨界粒徑這一術(shù)語是指 A. 旋風(fēng)別離器效率最高時(shí)旋風(fēng)別離器的直徑B. 旋風(fēng)別離器允許的最小直徑C. 旋風(fēng)別離器能夠全局部離出來的最小粒徑D 能保持層流流型最大的顆粒直徑6. 假設(shè)亨利系數(shù) E 值很大，依據(jù)雙膜理論，那么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7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.根本不變D .先增多，后變少8. 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(shí)那么A .吸收推動(dòng)力最大B

4、.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9. 固體物料在恒速枯燥終了時(shí)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10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(shí)，那么定有A. Xd增大，Xw減小B. Xd不變，Xw增加C xD 減 小 ， xw 增 加D . Xd減小，Xw不變?nèi)?、判斷題每題 1 分，共 10 分1 化學(xué)工程中的傳遞過程包括動(dòng)量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞。2離心泵的壓頭又稱揚(yáng)程，指離心泵對單位質(zhì)量的液體所能提供的有效能量。 3流體在管路中流動(dòng)時(shí)阻力可分為局部阻力和直管阻力兩類。4液體和氣

5、體的粘度均隨溫度升高而增大。5溶液被加熱到產(chǎn)生第一個(gè)氣泡時(shí)的溫度，稱為泡點(diǎn)溫度。6升高溫度或降低總壓均有利于吸收操作的進(jìn)行。3流體在管路中流動(dòng)時(shí)阻力可分為局部阻力和直管阻力兩類。4液體和氣體的粘度均隨溫度升高而增大。5溶液被加熱到產(chǎn)生第一個(gè)氣泡時(shí)的溫度，稱為泡點(diǎn)溫度。6升高溫度或降低總壓均有利于吸收操作的進(jìn)行。7一般來說，離心沉降設(shè)備的別離效果比重力沉降設(shè)備的別離效果好。8填料塔中填料的有效比外表積越大，傳質(zhì)單元高度越小。9兩流體間壁傳熱時(shí)，以管外或管內(nèi)外表積計(jì)，傳熱速率相等。10轉(zhuǎn)子流量計(jì)是恒壓強(qiáng)變截面的流量計(jì)。 四、簡答題每題 5 分，共 20 分1怎樣強(qiáng)化傳熱過程？哪種強(qiáng)化途徑是最主要的

6、？2什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。3簡述流體在直管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的流動(dòng)類型及其判斷依據(jù)。4何謂兩相間傳質(zhì)的雙膜理論？其根本論點(diǎn)是什么？1. 有一用水吸收混合氣中氨的常壓逆流吸收塔，如下圖。水由水池用離心泵送至塔頂經(jīng)噴頭噴出，泵入口管為 108 mm X 4 mm的無縫鋼管，管中流量為40 m3/h，出口管為 89mm X 3.5 mm無縫鋼管。池內(nèi)水深為 2 m,池底至塔頂噴頭入口處的垂直距離為20 m。管路的總阻力損失為 40 J/kg，噴頭入口處的壓強(qiáng)為 120 kPa (表壓)。試計(jì)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。(此題

7、條件下，水的密度為1000kg/m3,重力加速度 g=9.81m/s在一套管式換熱器中，流量為2500 kg/h，平均比熱容為2.0 kJ/(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(dòng)。冷卻 水的平均比熱容為 4.17 kJ/(kg?C),傳熱系數(shù)K值為200 w/(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1000 kmol/h，在一常壓精餾塔內(nèi)進(jìn)行別離，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(diǎn)進(jìn)

8、料，泡點(diǎn)回流，取 回流比為最小回流比的1.5倍，相對揮發(fā)度=2.5。試計(jì)算：(1)塔頂產(chǎn)品量D ;塔底殘液量 W及組成xw； (2)回流比R及精餾段操作線方程。一、填空題(每空 1分，共20分)1. 98.7 kPa)題1附圖2. 顆粒直徑dp、顆粒密度p、流體密度3. 熱對流、熱傳導(dǎo)、熱輻射4. L/mG 操作線斜率 平衡線斜率5 . t= tw= td6.氣體 溶解度液體揮發(fā)度沸點(diǎn)7恒速枯燥降速枯燥6 11 多二、選擇題每題2分，共20分1-5.ACBAC6-10.BADCA三、判斷題每題1分，共10分1.V 2. V3.V4. X5. V 6. X7. V 8. V 9. X10V四、簡

9、答題每題5分，共20分1. 根據(jù)傳熱總速率方程 Q=KA tm,可知，強(qiáng)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2. 當(dāng)葉輪入口入的最低壓強(qiáng)降到液體在該處溫度下的飽和蒸氣壓時(shí)，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。根據(jù)雷諾數(shù)Reud分分汽蝕現(xiàn)象危害：1造成很高的局部壓力，發(fā)生噪聲，弓1起泵的振動(dòng)；2同時(shí)還造成金屬外表嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕；3嚴(yán)重時(shí)，造成泵泵的流量、揚(yáng)程和效率都會(huì)下降，不能正常工作。3 分可將流體在直管內(nèi)的流動(dòng)分為三種方式:1當(dāng)雷諾數(shù)Re 2000,層流;2

10、當(dāng)雷諾數(shù)2000 Re 4000,流動(dòng)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(dòng) 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(gè)串聯(lián)的有效膜2分雙膜理論的三個(gè)根本觀點(diǎn)：1相互接觸的氣液兩相存在一個(gè)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(dòng)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，氣液兩相到達(dá)相平衡，界面處無擴(kuò)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(dòng)，溶質(zhì)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(gè)膜層內(nèi)

11、。3分五、計(jì)算題每題 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2 2Z1g + U + -P1+w = Z2g + _+ "P + hf 1-22分以1-1截面為基準(zhǔn)面，由己知可得Z1 =0, p1 = 0 kPa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 = - = 40/3600 = 2 11m/sd220.082244代入上式可得：2.110076.5838 81J/Kg(5分)Pe込可得P PPeqVW5.79KW (3 分)40/3600

12、 338& 10005791W0.652解：(1) Qqm1cp1 T1 T255.56 KJ/S(KW)己知冷熱流體換熱過程中無熱損失,Qqm1 Cp1 T1T2qm2Cp2 t2 t1(3 分)(3 分)qm1Cp1 T1T22500/36002.09050qm20.67kg/ sCp2 t2t14.17(4020)2分()tm丄t2(9040) (50 20) 39.15In -t1In 50t2302分己知冷熱流體換熱過程中無熱損失,Qqm1 Cp1 T1T2qm2Cp2 t2 t1KA tmQQ55.56 103200 39.157.10m2另解：由于I32，故有tm(90 40) (50 20)240 C2分所以A55.56 103200 406.95m2(3 分)3.解: (1)0.9D1000 0.490%1000 0.4 400 0.9