化工基礎(chǔ)末卷

1、孝感學(xué)院2006 2007學(xué)年度第二學(xué)期期末考核試卷得分閱卷人、填空題（每題1分，共25 分）題號(hào)-一-二三四五六七八九十總分得分考核課程：化學(xué)工程基礎(chǔ)考核類型：考試考核形式:閉卷學(xué)生所在院系：化材院 班 級(jí)：0513341/2 試 卷： A1在進(jìn)行工藝過程的開發(fā)，設(shè)備的設(shè)計(jì)的操作管理時(shí)，經(jīng)常運(yùn)用的幾個(gè)基本規(guī)律是指，和。2衡量流體粘性大小的物理量，稱為 。在法定單位中，該物理量的單位為35m3某流體在某溫度下的質(zhì)量為 9200kg，其密度為。4滯流時(shí)的平均流速v= vmax,湍流時(shí)的平均流速v= Vmax,。5在管徑相同的管道內(nèi)分別流動(dòng)著粘油和水，若它們的Re數(shù)相同，則油的流速比水的 流速，因

2、為。6在流動(dòng)中形成的與的關(guān)系完全符合牛頓粘性定律的流體，稱為牛頓型流體。7當(dāng)Re <103時(shí)，摩擦阻力系數(shù)入是的函數(shù)，通過 求得。8局部阻力所引起的能量損失有兩種計(jì)算方法 和。9 據(jù)傳熱的機(jī)理不同把傳熱分為 種類型。10有兩種比重大小不同的材料，用作保溫材料時(shí)，應(yīng)選用比重 勺。11逆流換熱的最大優(yōu)點(diǎn)是12穩(wěn)定的恒溫傳熱是指13傳熱的三種方式很少單獨(dú)存在，如熱量從熱流體經(jīng)間壁傳向冷流體，就是以和兩種方式進(jìn)行。任課（命題）教師：周亞洲系主任:【第1頁共4頁】1 / 1316操作線的物理意義是 17寫出六個(gè)吸收速率方程 18. 吸收體系的m越大，則該吸收體系屬于 溶體系。19. 吸收雙膜理論的

3、實(shí)質(zhì)是 羊介定 是為了應(yīng)用律。20. 當(dāng)吸收體系為氣膜控制時(shí)，在鼓泡塔，噴淋塔填料中應(yīng)選用 行吸收為宜。21. 按反應(yīng)器體系的相態(tài)可將反應(yīng)器分為。_22. 間歇反應(yīng)釜的特點(diǎn)是23. 管式反應(yīng)器內(nèi)流動(dòng)是理想置換流動(dòng)其特點(diǎn)是 24. 不存在返混的流動(dòng)模型稱為動(dòng)模型，不存在返混的反應(yīng)器有和。25. 對(duì)串聯(lián)反應(yīng)Ak1 Rk2 S以R為目的產(chǎn)物，一般應(yīng)選擇Ca較 的反應(yīng)器，若k1<<k2應(yīng)在較專化率條件下反應(yīng)。且應(yīng) 應(yīng)物的進(jìn)料濃度。二、選擇題（2'*10=20、）C 31與0.2mHg的壓強(qiáng)相當(dāng)?shù)乃叨仁牵篈 0.277m B 13.05m C 2.72m D 都不對(duì)B 32水平面

4、是等壓面的流體是：A水平流動(dòng)的流體 B u形管中的指示液體C靜止流體 D u形管中指示液上方的流體A 33理想氣體的密度可以用p = PM/RT來計(jì)算，式中的壓強(qiáng) P應(yīng)采用：A絕對(duì)壓強(qiáng) B表壓強(qiáng) C負(fù)壓 D真空度D 34某管路中裝有孔徑25mm的孔板，壓強(qiáng)計(jì)讀數(shù)為 R時(shí)流量為V，因孔板磨損而2 / 13更換一塊孔徑為35mm的孔板，若孔流系數(shù)Co不變，當(dāng)壓強(qiáng)計(jì)讀數(shù)仍為R時(shí)，其流量為：D 1.96VA 0.71 V；B 1.0V;C 1.45V;D 35流體在直圓管中作湍流流動(dòng)，若管長和管徑都增加一倍，而流量保持不變（設(shè)摩擦阻力系數(shù)不變），則阻力損失應(yīng)：A增大一倍；B減小為1/2； C減小為1/

5、4； D減小為1/16 6.給熱過程中的傳熱方式包括：A對(duì)流傳熱、輻射傳熱B傳導(dǎo)傳熱、對(duì)流傳熱、輻射傳熱C傳導(dǎo)傳熱、對(duì)流傳熱D都不對(duì)7流體傳熱而不發(fā)生相變時(shí)的給熱系數(shù) a =0.023* X /d*Re°.8Prm，該流體必須為：A滯流 B過度流 C湍流 D滯流、過度流、湍流8.下列過程傳熱分系數(shù)最大的是：A 蒸氣的滴狀冷凝；B 空氣的制對(duì)流；C 蒸氣的膜狀冷凝；D 水的強(qiáng)制對(duì)流 9.與氣相組成為yA平衡的濃度應(yīng)表示為：A yAB xaC caD Xa10.亨利系數(shù)E與溶解度系數(shù)H的關(guān)系為：A E*H=Ca B E*H=C b C E*H=C t D E*H=Cs 11.以摩爾分?jǐn)?shù)比

6、表示的亨利定律為：A p*A= E xaB p*A= Ca/HC y*A= mxAD Y* a= mXA12.分子擴(kuò)散是由 引起的。A分子湍流運(yùn)動(dòng) B分子滯流運(yùn)動(dòng)C分子過度流運(yùn)動(dòng) D分子熱運(yùn)動(dòng)13. 1/kym 表示：A折算成氣膜阻力的液膜阻力C折算成液膜阻力的氣膜阻力B折算成氣膜阻力的總阻力D折算成液膜阻力的總阻力14.增大吸收面積A可采取的措施是:A使用分子量大的吸收劑B增大氣液兩相的分散度C易溶體系選用填料塔塔吸收D增大吸收劑用量15.同一反應(yīng)達(dá)相同的轉(zhuǎn)化率時(shí)，在管式反應(yīng)器中進(jìn)行所需時(shí)間A最短 B最長 C居中 D介于間歇釜和全混流反應(yīng)器之間16.對(duì)平行反應(yīng)：A+B P（目的產(chǎn)物），rP=

7、kQa1* Cf2； A+B S, r s=k2Gb1* Cf。當(dāng)a1>a1，b1>b1時(shí)，為提高目的產(chǎn)物的選擇率，應(yīng)選用的反應(yīng)器和循環(huán)物料是:3 / 13A 管式反應(yīng)器 -生成物B 間歇釡 - 生成物C 管式反應(yīng)器和間歇釡 -反應(yīng)物D 全混流反應(yīng)器 - 反應(yīng)物17.膨脹因子S定義為：A 每轉(zhuǎn)化 1molA 引起反應(yīng)總體積的變化量B 每轉(zhuǎn)化 1molA 引起反應(yīng)體系總摩爾數(shù)的變化量C 每轉(zhuǎn)化 1 體積 A 引起反應(yīng)總體積的變化量D 每轉(zhuǎn)化 1 體積 A 引起反應(yīng)體系總摩爾數(shù)的變化量 18. 多釜串聯(lián)反應(yīng)器的有效容積：A 與間歇釜式反應(yīng)器相同； B 與全混流反應(yīng)器相同；C 介于管式反

8、應(yīng)器和間歇釜之間； D 介于全混流和管式反應(yīng)器之間 1 9 .不能用于計(jì)算反應(yīng)物體積流量的表達(dá)式是：A v=G/ p; B v=G/CtM 均；C v=Fao/Cao ; D v= Gao/Cao 20. 釜中濃度與出口濃度相等的反應(yīng)器是：A 間歇攪拌釜； B PFR；C CSTR； D 多釜串聯(lián)三、判斷正誤(2'*10=20') T 1 啟動(dòng)離心泵時(shí)，將出口閥門關(guān)閉，是為了減小啟動(dòng)功率。 F 2 液體的粘度隨溫度升高而升高，氣體的粘度則隨溫度的升高而降低。 T 3 流體在管內(nèi)呈旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，可以降低滯流底層厚度，提高管內(nèi)的傳熱分系數(shù)，而且 可以沖刷管壁，防止結(jié)垢。這種方法，在工業(yè)

9、設(shè)備中經(jīng)常采用。 T 4 流體在管路中流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生局部阻力的主要原因是邊界層分離。 T 5 所有傳熱速率式中的分母都是分子溫度區(qū)間內(nèi)的熱阻之和。 F6 在多層傳熱壁傳熱中，各層的溫度降低值反比于各層的熱阻。 T 7 化工生產(chǎn)中使用最廣泛的加熱劑是蒸汽，尤其是飽和蒸汽。蒸汽加熱的主要缺點(diǎn) 是加熱溫度不高，通常不超過180°C。F 8用120C飽和蒸氣加熱原油，蒸氣冷凝成同溫度的冷凝水，此時(shí)兩流體并流時(shí)的傳 熱平均溫度差小于逆流時(shí)的平均溫度差。 T 9. 費(fèi)克分子擴(kuò)散定律指出：擴(kuò)散速率與擴(kuò)散距離成反比。 T 10.氣相傳質(zhì)單元數(shù)是經(jīng)全塔吸收后氣相濃度的變化量相當(dāng)于吸收過程平均推動(dòng)力 的倍數(shù)

10、。 T 11. 吸收過程中，增大吸收劑用量，吸收推動(dòng)力增大，填料層高度相應(yīng)降低；但輸送液體的動(dòng)力消耗增大，吸收液（產(chǎn)品）濃度太低。 T 12 液相推動(dòng)力是平衡線到操作線的水平距離。 T 13.吸收操作線方程其實(shí)就是吸收塔的物料衡算式。 T 14.操作線上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)都表示塔中某一截面上的實(shí)際氣液組成。 T 15.連續(xù)操作的反應(yīng)器內(nèi)物料不可能發(fā)生積累。 F 16.全混流反應(yīng)器由于連續(xù)生產(chǎn)，所以設(shè)備利用率高，勞動(dòng)強(qiáng)度小，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定， 易于自動(dòng)控制，適于大規(guī)模生產(chǎn)。 F 17.單個(gè)反應(yīng)釜由間歇操作改為連續(xù)操作后，由于節(jié)省了非生產(chǎn)時(shí)間，故會(huì)使生產(chǎn)能 力加大。 T 18.物料衡算式能夠反映物料在反應(yīng)

11、器中的停留時(shí)間分布。 F 19.變?nèi)莘磻?yīng)主要是指氣相反應(yīng)和液相反應(yīng)。 F 20.在間歇釜式反應(yīng)器中，由于攪拌器的劇烈攪拌，所以存在著強(qiáng)烈的返混作用，各 物料粒子的停留時(shí)間都相等。1. 用泵將20C的水由貯槽輸送到真空度為1mH2O柱的塔內(nèi)，貯槽液面距 塔頂噴嘴頭處垂直距離為20m。采用105*25的鋼管。連接在管路中孔板 流量計(jì)兩側(cè)的U形管壓差計(jì)讀數(shù)為163mmHg，孔口直徑為50mm。，已知:Co=O.63, P 水=103kg/m3?？傋枇?Hf=0.95mH2。柱，1=0.75。求（1）水的體積流量。（m3/s）（2）泵所需的實(shí)際功率Pa （kw）2. 平面壁爐墻由三層材料組成，內(nèi)層是S

12、=240mm,入=1.165W/m.K的耐火磚，外層是 A240mm, ?s=0.585W/m.K紅磚，中間填有 S=50mm,&=0.095 W/m.K的石棉隔熱層，已知爐墻內(nèi)壁溫度 ti=500C，外壁溫度t2=50C。求：（1） 每小時(shí)通過每平方米爐墻的熱量損失。中間換以入2=0.0585的礦棉，則需多少 mm才能保持與原來相同的熱損 失？2. 吸收塔在常壓及293K時(shí)用清水吸收混合氣體中的SO2,氣體與水逆流接 觸，混合氣體（標(biāo)態(tài)）流量為3500m3/h，其中含SO2（體積分率）為10%，吸收 率為90%，氣液平衡關(guān)系為：Y* = 24.8 X，試求：.當(dāng)水用量為最小用量的1.

13、4倍時(shí)，水用量為多少kmol/h ？氣相傳質(zhì)單元數(shù)“g。3. 有一反應(yīng) A +B > C + D 為二級(jí)反應(yīng)，（-M）= k CaCb，式中 k =0.02m3/ kmols進(jìn)料中A和B的濃度均為2 kmol/m3，要求A的轉(zhuǎn)化率達(dá)90% ,從 反應(yīng)時(shí)間方面考慮，問在間歇釜、管式反應(yīng)器和連續(xù)單釜中初選哪一種反應(yīng)器較為合適？（一般間歇釜的輔助時(shí)間為半小時(shí)；要求先計(jì)算，后說明 答案）1.2.3.4.5.6.7.10.二、選擇：1.A 0.71 V;2.A 滯流；3.A蒸氣滴狀冷凝；4.A p*A= Exa5.A溶解度系數(shù)E任課(命題)教師：周亞洲系主任:B 1V ；B 湍流；B空氣制對(duì)流;B

14、 p*A= Ca/HC 1.4V ；C過渡流；C蒸氣膜狀冷凝;C y*A= mxAB亨利系數(shù)H C mD 2VD 滯流或湍流D水的強(qiáng)制對(duì)流D Y *a= mXAD Kx6.吸收速率方程表示為Na二A* / (1/k),可表示氣膜阻力的1/ k是:A 1/ KgB 1/ kx7. 1/ m ky 表示：A折算成氣膜阻力的液膜阻力C折算成氣膜阻力的總阻力C 1/ kgD 1/ KyB折算成液膜阻力的氣膜阻力D折算成液膜阻力的總阻力8.在間歇釜中進(jìn)行一級(jí)反應(yīng)A P,進(jìn)料濃度為Cao，裝料量為V，反應(yīng)1小時(shí)后轉(zhuǎn)化率為Xa。今若將裝料量改為2V，則達(dá)到同樣的轉(zhuǎn)化率, 所需反應(yīng)時(shí)間為:A 0.5小時(shí)，B

15、1小時(shí)；C 2小時(shí)；D 4小時(shí)9.多釜串聯(lián)反應(yīng)器的有效容積：A介于全混流反應(yīng)器和管式反應(yīng)器之間；B與全混流反應(yīng)器相同；C介于管式反應(yīng)器和間歇釜之間；D與管式反應(yīng)器相同8 / 13 10. 釜中濃度與出口濃度相等的反應(yīng)器是：A 間歇攪拌釜； B PFR；C CSTR ； D 多釜串聯(lián)三、判斷正誤： 1. 流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生阻力的內(nèi)因是流體具有粘性。 2. 任意一傳熱層中的溫度降低值與該層的熱阻成反比。 3. 對(duì)數(shù)平均溫差比算術(shù)平均溫差更精確。 4. 吸收過程中，若為氣膜控制，則應(yīng)選用噴淋塔和鼓泡塔進(jìn)行吸收。 5. 液相傳質(zhì)單元數(shù)是經(jīng)全塔吸收后氣相濃度的變化量相當(dāng)于吸收過程 平均推動(dòng)力的倍數(shù)。 6.

16、吸收過程中，增大吸收劑用量，吸收推動(dòng)力增大，填料層高度相應(yīng) 降低；但輸送液體的動(dòng)力消耗增大，吸收液（產(chǎn)品）濃度太低。 7. 在間歇釜式反應(yīng)器中，由于攪拌器的劇烈攪拌，所以存在著強(qiáng)烈的 返混作用，各物料粒子的停留時(shí)間都相等。 8. 全混流反應(yīng)器設(shè)備利用率高，勞動(dòng)強(qiáng)度小，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，易于自 動(dòng)控制，適于大規(guī)模生產(chǎn)。 9. 單個(gè)反應(yīng)釜由間歇操作改為連續(xù)操作后，由于節(jié)省了非生產(chǎn)時(shí)間， 故會(huì)使生產(chǎn)能力加大。 10. 反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方程是聯(lián)解物料衡算式和微觀動(dòng)力學(xué)方程式的結(jié)果。四、計(jì)算題（10'+15'+15'=40、）1. 用一離心泵將水送到高位槽，高位槽液面高出水池液面50m,

17、采用100*5的管道輸送，泵的送水量為34m3/h，輸送過程中管路磨擦阻力損失為 2.4m,若泵的效率為60%，計(jì)算泵所需的實(shí)際功率 Pa （kW）。2. 吸收塔在常壓及 293K 時(shí)用清水吸收混合氣體中的 SO2, 氣體與水逆流接 觸，混合氣體（標(biāo)態(tài)）流量為5000m3/h，其中S02（體積分率）為10%，吸收率 為 95%，氣液平衡關(guān)系為： Y* = 26.7 X ，試求： 當(dāng)水用量為最小用量的 1.5倍時(shí)，水用量為多少 kmol/h？ 氣相傳質(zhì)單元數(shù) nG。3. 在某全混流反應(yīng)器中進(jìn)行液相反應(yīng)：2Af P,其動(dòng)力學(xué)方程為(-%)=kC2A, 轉(zhuǎn)化率為50%。(1) .若反應(yīng)器增大為原來的

18、6倍其它條件保持不變，轉(zhuǎn)化率為多少？(2) .若體積相同，換成管式反應(yīng)器，其他條件保持不變，轉(zhuǎn)化率為多少？課程名稱：化工基礎(chǔ)_A卷.考試方式：閉卷 任課教師 周亞洲 專業(yè)年級(jí)：02級(jí)一、填空題(2 >10) 1.負(fù)壓，101325-負(fù)壓；2. 5886, 0.0581; 3.小，??；4.將復(fù)雜 的吸收過程視為通過相界面兩側(cè)氣膜和液膜的分子擴(kuò)散過程； 5.當(dāng)液相出口濃度達(dá) 到平衡濃度時(shí)吸收劑與惰性氣體的摩爾流量之比； 6.氣，填料塔和噴淋塔；7.管, 釜，塔，床；8.間歇操作，存在輔助時(shí)間；釜內(nèi) Ca、(-a)、Xa不隨位置變化，但 隨時(shí)間變化；所有物料粒子的停留時(shí)間都相等，不存在返混。

19、9.幾何位置不同的物 料粒子之間，停留時(shí)間不同的物料粒子之間； 10.原點(diǎn)，TCa0。二. 選擇題(2 >0) DCCAC ABDAA 三.是非題(2 >為非，其它為是。四. 計(jì)算題(3>10)1. 解 H=20m P/ p g=P1-P2/ p g=9.81*1000/ p g=1 m d=0.1m Hf =0.95m1/2 1/2vo=Co*2gR( pp )/ p=0.7*2*9.81*0.163*12.6=4.44 m/s2 2 2 2v=vo*(d o/d) =4.44*(0.05/0.1) =1.11m/s v /2g=0.0628 qv =v nd/4=0.00

20、871He=A H+A P/ p v+2g+Hf=20+1+0.0628+0.95= 22.013mPa=He*qv* p *g / n =22.013*0.00871*103*9.81/0.75.51 kW2. 解：平面壁的熱傳導(dǎo)1. /A= A t/ 工(S / 入)=(500-50)/(0.23/1.163+0.05/0.093+0.24/0.582)2=450/(0.1978+0.5376+0.4124)=450/1.1478=392 W/m2.當(dāng)S 2/入2=§ 2'/入2'時(shí)，能保持與原來相同的熱損失。所以：S 2'=入 2'* S 2/

21、入 2=0.0582*0.5376=0.0313 m =31.3 mm2.解：浙=0.1 n =0.9 V=3500m3 / h L=1.4Lm Y *=24.8X X =0Y1= y1 / (1- y1)=0.1/(1- 0.1)=0.1111 Y =丫1 (1-=0.01111X*1 =Y /m=0.1111/24.8=0.00448 LM /G=(丫仁Y2)/X* 訐22.32 L/G=31.25G=3500*(1-y1)/22.4= 140.63 kmol/h L=140.63*31.25=4394.5 kmol/hX1 =X* 1/1.4=0.0032 Y* 1=24.8*0.003

22、2=0.07936 Y* 2 =0AY1 =0.03174AY2 =0.01111AYm =(0.03174-0.01111)/ l n2.8569=0.02063/1.0497=.01965nG= Y1-Y2 / A Y3、解：n =2, k=0.02 m /kmol*s Cao=Cbo Xa =0.9 (-ra) = kCACB=kCA1.間歇釜：T = Xa / kCA0*(1-XA)=0.9 / 0.02*2*0.1=9/ 0.04=225s=3.75 min t 總=33.75 min2.管式反應(yīng)器：t c= Xa / kCAo*(1-XA)=225s =3.75 min3.連續(xù)單釜

23、：T 平均=Xa/ kCA0*(1-XA)2 = 0.9/0.02*2*0.12= 2250s =37.5min 由以上計(jì)算結(jié)果可知：從反應(yīng)時(shí)間考慮，應(yīng)選用管式反應(yīng)器。課程名稱：化工基礎(chǔ)B卷考試方式：閉卷任課教師 周亞洲 專業(yè)年級(jí):02級(jí)一、 填空題(2 >10) 1.流體沿管壁作勻速直線運(yùn)動(dòng)，v平均=0.5*Vmax； 2.大，??；3. O=A* At/入;4.制取產(chǎn)品，凈化氣體，回收有用組分；5.液，鼓泡塔；6.當(dāng)時(shí)條件下吸收質(zhì)在吸收劑中的飽和溶解度；7.當(dāng)液相出口濃度達(dá)到平衡濃度時(shí)吸收劑的摩爾流量；8.幾何位置不同的物料粒子之間，停留時(shí)間不同的物料粒子之間；9.各小釜內(nèi)反應(yīng)物的濃 度和反應(yīng)速率不隨時(shí)間和位置變化，出口濃度與釜內(nèi)濃度相等，但隨釜數(shù)N變化；10.停 留時(shí)間不同的物料粒子之間的混合。二. 選擇題(2 >0) CAADA BBBAC 三.是非題(2 >為非，其它為是。四.計(jì)算題(3> 10)1. 解：A H=50m A P=0 n =0.6 Hf =2.4mdo=0.09mV=34m3/h=0.00944M3/sV2=4V/ n 1=4*34/3600*3.14*0.09 2=1.49 m/sHe=A H+A V2g+Hf =50+0.1124+2.4=52.512mAV/2g=0.112mPa=He*V* p*g / n=52.512*