化工原理期末試題及答案

1、模擬試題一1、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)的表壓弓雖為1360mmHg,則其絕對壓強為2105mmHg。2、流體在管內(nèi)作湍流流動時，在管壁處速度為0,臨近管壁處存在層流底層，若Re值越大，則該層厚度越薄3、離心泵開始工作之前要先灌滿輸送液體，目的是為了防止氣縛現(xiàn)象發(fā)生;而且離心泵的安裝高度也不能夠太高，目的是避免汽蝕現(xiàn)象發(fā)生。4、離心泵的氣蝕余量越小，則其抗氣蝕性能越強。5、在傳熱實驗中用飽和水蒸汽加熱空氣，總傳熱系數(shù)K接近于空氣側(cè)的對流傳熱系數(shù),而壁溫接近于飽和水蒸汽側(cè)流體的溫度值。a熱傳導(dǎo)的基本定律是傅立葉定律。

2、間壁換熱器中總傳熱系數(shù)K的數(shù)值接近于熱阻（大、?。┮粋?cè)的值。間壁換熱器管壁溫度tw接近于值大（大、?。┮粋?cè)的流體溫度。由多層等厚平壁構(gòu)成的導(dǎo)熱壁面中，所用材料的導(dǎo)熱系數(shù)愈小，則該壁面的熱阻愈大（大、?。?，其兩側(cè)的溫差愈大（大、?。?。7、Z=（V/KYa.Q）（yiY2）/Ym,式中：Ym稱氣相傳質(zhì)平均推動力,單位是kmol吸收質(zhì)/kmol惰氣;（Yl丫2）/Ym稱氣相總傳質(zhì)單元數(shù)。8、吸收總推動力用氣相濃度差表示時，應(yīng)等于氣相主體摩爾濃度和同液相主體濃度相平衡的氣相濃度之差。9、按照溶液在加熱室中運動的情況，可將蒸發(fā)器分為循環(huán)型和非循環(huán)型兩大類。10、蒸發(fā)過程中引起溫度差損失的原因有：溶液蒸汽

3、壓下降、加熱管內(nèi)液柱靜壓強、管路阻力。11、工業(yè)上精儲裝置，由精儲塔塔、冷凝器、再沸器等構(gòu)成。12、分配系數(shù)kA是指yA/xa,其值愈大，萃取效果越好。13、萃取過程是利用溶液中各組分在某種溶劑中溶解度的差異而達到混合液中組分分離的操作。14、在實際的干燥操作中，常用干濕球溫度計來測量空氣的濕度。15、對流干燥操作的必要條件是濕物料表面的水汽分壓大于干燥介質(zhì)中的水分分壓；干燥過程是熱量傳遞和質(zhì)量傳遞相結(jié)合的過程。1、氣體在直徑不變的圓形管道內(nèi)作等溫定態(tài)流動，則各截面上的（D）A.速度不等B.體積流量相等C.速度逐漸減小D.質(zhì)量流速相等2、裝在某設(shè)備進口處的真空表讀數(shù)為-50kPa,出口壓力表的

4、讀數(shù)為100kPa,此設(shè)備進出口之間的絕對壓強差為（AA.50B.150C.75D.無法確定3、離心泵的閥門開大時，則（B）。A.吸入管路的阻力損失減小B.泵出口的壓力減小C.泵入口處真空度減小D.泵工作點的揚程升高4、下列（A）不能實現(xiàn)對往復(fù)泵流量的調(diào)節(jié)。A.調(diào)節(jié)泵出口閥的開度B.旁路調(diào)節(jié)裝置C.改變活塞沖程D.改變活塞往復(fù)頻率5、已知當溫度為T時，耐火科的輻射能力大于鋁板的輻射能力，則鋁的黑度（D）耐火科的黑度。A.大于B.等于C.不能確定D.小于6、某一套管換熱器，管間用飽和水蒸氣加熱管內(nèi)空氣（空氣在管內(nèi)作湍流流動），使空氣溫度由20c升至80C,現(xiàn)需空氣流量增加為原來的2倍，若要保持空

5、氣進出口溫度不變，則此時的傳熱溫差應(yīng)為原來的（A）倍。A1.149B1.74C2D不定7、當吸收質(zhì)在液相中的溶解度甚大時，吸收過程主要受（A）控制，此時，總吸收系數(shù)Ky近似等于（D）。A.氣膜；B.kx；C.氣液膜同時；D.kY;E.液膜；F.Kx;9、提高蒸發(fā)裝置的真空度，一定能取得的效果為（A）。A.將增大加熱器的傳熱溫差B.將增大冷凝器的傳熱溫差C.將提高加熱器的總傳熱系數(shù)D.會降低二次蒸氣流動的阻力損失10、在板式吸收塔操作中，當上升氣體流速過小時，操作會發(fā)生（C）現(xiàn)象。A.液泛B.霧沫夾帶C.漏液D.淹塔三、計算題：（50分）1、由水庫將水打入一敞開水池，水池水面比水庫水面高在閥門全

6、開時，管長和各種局部阻力的當量長度的總和為50 m,要求的流量為 90 m3/h ,輸送管內(nèi)徑為156 mm,1000 m,泵的特性曲線可近似地用直線H= 124.5-0.392Q表示，此處H為泵的揚程 m, Q為泵的流量 m3/h ,管路摩擦系數(shù)可取為入=0.025,水的密度p =1000 Kg/m3,試問此泵能否滿足要求？ （10分）解：在1-1, 2-2截面間列機械能衡算式，得:Z1 + p1/ pg + u12/2g + He Z2 + p2/ pg + u22/2g +-2 匯（hf份）以表壓計，p1 = p2=0, u1 = 0, u2=0,90=223600 0.785 0.15

7、62d管路內(nèi)流速：4=1.31m/su=將以上數(shù)據(jù)代入方程，并整理得:He=（Z2 Z1）+ 匯 hfl2= 50+0.025 X 1000/0.156 X 1.312/（264908m） 律 分）即當Q=90 m3/h時，管路所需壓頭為 64 m。又當Q=90 m3/h時，泵所能提供得壓頭：H = 124.5-0.392Q= 124.5- 0.392 X 9089.2 m （ 2 分）當流量Q=90 m3/h時，泵所能提供的壓頭大于管路所需要的壓頭，所以該泵能夠滿足要求。（1分）3、用水作為吸收劑來吸收某低濃度氣體生成稀溶液（服從亨利定律），操作壓力為850mmHg相平衡常數(shù)m=0.25已知

8、其氣膜吸收分系數(shù)kG=1.25kmol.m-2.h-1.atm,液膜吸收分系數(shù)kL=0.85m.h-1,試分析該氣體被水吸收時是屬于氣膜控制過程還是液膜控制過程？（5分）解：m=E/P.E=mP=0.25X850/760=0.28（大，出1分）是稀溶液.H=p/Ms.E=1000/（0.28X18）=198.4（kmoltm）（1分）根據(jù)1/KG=1/kG+1/（HkL）即1/KG=1/1.25+1/（198.4X0.85）KG=kG=1.25kmol.m-2.h-1.atm（2分）因此，是氣膜控制過程。（1分）5、常壓下擬用溫度為20C、相對濕度為57.5%的空氣干燥某種濕物料?？諝庠陬A(yù)熱器

9、中被加熱到90c后送入干燥室，離開時的溫度為45C、濕度為0.022kg水/kg干氣。現(xiàn)要求每小時將1200kg的濕物料由含水率3%（濕基）干燥至0.2%（濕基），已知物料進、出口溫度分別為20c和60C,在此溫度范圍內(nèi)，絕干物料的比熱為3.5kJ/（kgC）,水的平均比熱為4.19kJ/（kgC）o干燥設(shè)備熱損失可按預(yù)熱器中加熱量的5%計算。試求：新鮮空氣用量，kg/h;預(yù)熱器的加熱量QP,kWo（8分）解：（1）查圖或計算得Ho=0.008k打/kgGi0.030.002,一八120033.64kgh（2分）10.002H2HoHo33.640.0222402.80.0082402.8kg

10、干空氣/h1 0.0082422.1kg/h（2分）（2分）QP LLcHot1to（2分）2402.8 1.01 1.880.008 9020172407.63kJ/h 47.89kW（2分）模擬試題二一、填空題：（每空1分，共16分）1、流體在變徑管中作穩(wěn)定流動，在管徑縮小的地方其靜壓能減小。2、當計算流體由粗管進入細管的局部阻力損失時，公式中的流速應(yīng)該用細管中的速度。3、離心泵的主要部件包括葉輪、泵殼和導(dǎo)輪以及離心泵的軸封裝置。4、離心泵的工作點是管路特性曲線與離心泵特性曲線的交點。5、由多層等厚平壁構(gòu)成的導(dǎo)熱壁面中，所用材料的導(dǎo)熱系數(shù)愈大，則該壁面的熱阻愈小，其兩側(cè)的溫差愈小6、在無相

11、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.在氣體流量，氣相進出口組成和液相進口組成不變時，若減少吸收劑用量，則傳質(zhì)推動力將減少，操作線將靠近平衡線。8對一定操作條件下的填料吸收塔，如將塔料層增高一些，則塔的Hog將不變，Nog將增加（增加,減少，不變）。10、單效蒸發(fā)操作中，二次蒸發(fā)溫度低于生成蒸汽溫度，這是由于傳熱推動力和溶液沸點升高造成的。11、為了防止發(fā)生液泛,降液管內(nèi)清液層高度及停留時間應(yīng)符合一定的要求。12、在三角形坐標圖上，三角形的頂點代表純物質(zhì)，三條邊上的點代表二元混合物，三角形內(nèi)的點代表一元混合物。13、影響分配系數(shù)

12、kA數(shù)值的因素有物系、溫度、組成。14、恒定的干燥條件是指空氣溫度濕度流速均不變的干燥過程。15、在恒速干燥階段，濕物料表面的溫度近似等于熱空氣的濕球溫度。1、流體在管內(nèi)流動時，如要測取管截面上的流速分布，應(yīng)選用（A）流量計測量。A.皮托管B.孔板流量計C.文丘里流量計D.轉(zhuǎn)子流量計2、在完全湍流（阻力平方區(qū)）時，粗糙管的摩擦系數(shù)入數(shù)值（B）。A.只取決于Re;B.只取決于e/d;C.與e無關(guān)；D.只與e有關(guān)。3、離心泵流量的調(diào)節(jié)，可以通過D來實現(xiàn)。A調(diào)節(jié)泵出口閥的開度B調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和葉輪外緣尺寸D2C離心泵并聯(lián)或串聯(lián)D以上均正確4、往復(fù)泵屬于B。A動力式泵B容積式泵C流體作用式泵D以上均不正確5

13、、在兩灰體間進行輻射傳熱，兩灰體的溫度差為50C,現(xiàn)因某種原因，兩者的溫度各升高100C,則此時的輻射傳熱量與原來的輻射傳熱量相比，應(yīng)該B。A.減小B.增大C.不變6、在蒸氣一空氣間壁換熱過程中，為強化傳熱，下列方案中的B在工程上可行。A.提高蒸氣流速B.提高空氣流速C.采用過熱蒸氣以提高蒸氣溫度D.在蒸氣一側(cè)管壁加裝翅片，增加冷凝面積7、若享利系數(shù)E值很大，依據(jù)雙膜理論，則可判斷過程的吸收速率為（B）控制。A.氣膜B.液膜C.雙膜D.無法判斷8、采用多效蒸發(fā)的目的在于（A）。A.提高完成液的濃度B.提高蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力C.提高水蒸氣的利用率D.提高完成液的產(chǎn)量9、下列說法錯誤的是（B）。A.

14、 在一個蒸發(fā)器內(nèi)進行的蒸發(fā)操作不一定是單效蒸發(fā)B. 蒸發(fā)與蒸儲相同的是整個操作過程中溶質(zhì)數(shù)不變C. 加熱蒸氣的飽和溫度一定高于同效中二次蒸氣的飽和溫度D. 蒸發(fā)操作時，單位蒸氣消耗量隨原料液溫度的升高而減少10、板式塔的流體力學(xué)性能包括ABCDE。13、同一物料，如恒速階段的干燥速率加快，則該物料的臨界含水量（C）A.不變B.減少C.增大D.不一定14、將水噴灑于空氣中而使空氣減濕，應(yīng)該使水溫（D）A.等于濕球溫度B.低于濕球溫度C.高于露點D.低于露點三、計算題：（50分）1 .用泵向壓力容器輸水，已知：管內(nèi)徑d=0.1m,粗糙度=10-4m,管路總長（包括局部阻力的當量長度）l=220m,

15、水的物性：（=1000kg/m3,10-3NIs/m2,容器內(nèi)壓力p?=124kPa（表），外加能量We=364.5J/kg。試求：（1）總阻力損失寸if等于多少J/kg?（2）管內(nèi)流速u等于多少m/s?(7分)解：（1）取計算截面為11、22,基準面為11,在12間列柏努利方程可得:gZi2P1U1We gZ2hfZ10, Z210m, p10（表），Uiu2 0, p2 124kPa(表)，We 364.5J/kghfgZ2364.59.813124 10.八,10142.4J/kg即總阻力損失為1000142.4J/kgo10 40J10 32, l uhfud 22d hf卜l0,02

16、6,則:2 0.1 142.40.026 2202.23m/s Re 電30.1 2,19 103 2.2310 3105查Moody圖知0.026。.假設(shè)成立，故管內(nèi)流速為2.23m/s 。4、在直徑為0.8m的填料塔中，用1200kgH的清水吸收空氣和SO2混合氣中的SO2，混合氣量為1000m3（標準),h-1，混合氣含SO21.3%(體積)，要求回收率99.5%，操作條件為20C、1atm,平衡關(guān)系為ye=0.75x,總體積傳質(zhì)系數(shù)Kya=0.060kmol,m-3,ss1,求液體出口濃度和填料層高度。(10分)解：已知：D=0.8mLs=1200kg.h-1G=1000Nm3,h-1

17、y1=0,013()=0,995X1=0ye=0,75xKya=0,06kmol,m-3,s-1Ls=1200/(3600X18)=0,0185km1ol,sG=1000/(22.4X3600)=0.0124kmol.S1.為低濃度吸收.(L/G)=0,0185/0.0124=1,49y2=y1(1-(f)=0.013(-10.995)=0.000065X2=(G/L)(y1-y2)+x1=(0.013-0.000065)/1.49=0.00868Z=HogXNOG而NoG=(y1-y2)/AYmAy1=y-y1*=0.013-0.75X0.00868=0.006490A2=y2-y2*=0,

18、000065-0=0.000065Aym=(1-5)/ln(&yX2)=(0,006490-0.000065)/ln(0.006490/0.000065)=0.001396NoG=(0,013-0.000065)/0.001396=9.266Hog=G/(KyaQ)模擬試題三du1、牛頓粘性定律的數(shù)學(xué)表達式為里，牛頓粘性定律適用牛頓型流體。2、當流體在管內(nèi)流動時，若要測取管截面上流體的速度分布，應(yīng)選用皮托管流量計測量。3、離心泵的能量損失包括容積損失、水力損失和機械損失三部分。4、流體輸送機械的目的是最終實現(xiàn)非自動化過程。5、物體輻射能力的大小與T成正比，還與e成正比。7、由于吸收過程氣相中的

19、溶質(zhì)分壓總大于液相中溶質(zhì)的平衡分壓,所以吸收操作線總是在平衡線的上方增加吸收劑用量，操作線的斜率增大，則操作線向遠離平衡線的方向偏移,吸收過程推動力（vye）增大。8、與常壓蒸發(fā)比，真空蒸發(fā)的優(yōu)點是降低溶液沸點，提高傳熱溫差。9、提高蒸發(fā)器生產(chǎn)強度的主要途徑是增大傳熱系數(shù)和有效溫差。10、在精儲、吸收等設(shè)備中，通常在設(shè)備的頂部設(shè)有_除沫器一用于分離出口氣中的液體，以提高產(chǎn)品質(zhì)量,減少液沫損失。11、通常物系的溫度升高，組分B、S的互溶度加大，兩相區(qū)面積減小，不利于萃取分離。13、在101.33kPa的總壓下，在間壁式換熱器中將溫度為293K、相對濕度為80%的濕空氣加熱，則該空氣下列狀態(tài)參數(shù)變

20、化的趨勢是：濕度不變，相對濕度降低，濕球溫度增高，露點溫度不變。14、測定空氣中水汽分壓的實驗方法是測量露點。1、水以2ms-1的流速在5mmx2.5mm鋼管中流動，水的粘度為1X103Pa-s,密度為1000kg山3淇流動類型為（B）。A.層流B.湍流C.無法確定D.過渡流2、氣體在直徑不變的圓形管道內(nèi)作等溫定態(tài)流動，則各截面上的（D）A.速度不等B.體積流量相等C.速度逐漸減小D.質(zhì)量流速相等3、關(guān)于往復(fù)泵下列說法不正確的是（D）A往復(fù)泵具有自吸能力，不必灌液B往復(fù)泵安裝高度也受限制，且有汽蝕現(xiàn)象C往復(fù)泵流量與壓頭幾乎無關(guān)D往復(fù)泵具有自吸能力，安裝高度不受限制4、離心泵的葉輪有閉式、半I式

21、和開式，其中（A）效率最高。A閉式B半閉式C開式D以上答案均正確5、某一套管換熱器，管間用飽和水蒸氣加熱管內(nèi)空氣（空氣在管內(nèi)作湍流流動），使空氣溫度由20c升至80C,現(xiàn)需空氣流量增加為原來的2倍，若要保持空氣進出口溫度不變，則此時的傳熱溫差應(yīng)為原來的A倍。A1.149B1.74C2D不定7、通常所討論的吸收操作中，當吸收劑用量趨于最小用量時，完成一定的分率（D）。A.回收率趨向最高B.吸收推動力趨向最大C.操作最為經(jīng)濟D.填料層高度趨向無窮大10、吸收塔內(nèi)，不同截面處吸收速率A。A.各不相同B.基本相同C.完全相同D.均為0三、計算題：（50分）1、如圖所示的輸水管路中，管徑563mm,AB

22、段管長為30m,BC段管長為20m（均包括管件等局部當量長度，但不包含進出口），兩水槽液面高度不變。設(shè)0.02,求：（1）管路流量為多少？（2）若B點裝一球閥，問管路總阻力損失有何變化，為什么？（7分）解：(1)在A-C面間列柏努利方程，以 C-C面為基準面，則gZA2Ua Pa萬一gZc2Uc22Pchf Za10m, Ua Uc, PaPc 0(表)，Zc 0hfgZA98.1J/kgl、u230 20u2又hf(進十出)一 (0.02 0.5 1.0) 一d20.052Ac有:u 2g-A= 2 98.1=3.02m/sVsd u 0.785 0.053.02=5.93 10 m /sl

23、 .20+1.54Yd進十出(2)若在B點裝一球閥，B處局部阻力，但在A-c列柏努利方程仍可得:hfgzA常數(shù)。即管路的總阻力不變。但由于 ，u ,直管阻力，流量4、某填料吸收塔用含溶質(zhì) x20.0002的溶劑逆流吸收混合氣中的可溶組分,采用液氣比L/V=3 ,氣體入口質(zhì)量分數(shù)y10.01回收率可達0.90。已知物系的平衡關(guān)系為y=2x。今因解吸不良使吸收劑入口摩爾分數(shù)升至X2 0.00035，試求:(1)可溶組分的回收率下降至多少?液相出塔摩爾分數(shù) X1升高至多少？ ( 8分)解:(1) y y1(1)0.01 (1 0.9) 0.0015.381 mA L/V3 由小。土1n(1A= ln

24、(1 0.667) 0.01 0.0002 2 1 0.6670.001 0.0002 2當X2上升時，由于 H不變，Hog不變0.667 5.38Nog H/Hog也不變，即10.01 0.00035 2ln(1 0.667) 0.667 y20.00131 0.667y2 0.00035 2y y2y10.01 0.00130.010.87(3)物料衡算V(y1y2)L(X1X2)X1V-L(y1 y2) X2模擬試題四2 倍；如果只將管徑增加一1、流體在圓形管道中作層流流動，如果只將流速增加一倍，則阻力損失為原來的倍而流速不變，則阻力損失為原來的1/4倍。101.325kPa。容器 A中

25、的氣體表壓為60kPa ,則絕對壓力為2、某處環(huán)境的大氣壓力等于標準大氣壓力261.325kPa；容器B中的氣體真空度為1.2104Pa,則絕對壓力為89.325kPa。3、流體通過離心泵輸送的過程中，在離心力的作用下甩向泵殼邊緣，獲得動能和靜壓能，其中靜壓能占主導(dǎo)地位。4、輸送液體的流體輸送機械統(tǒng)稱為泵。5、厚度不同的三種材料構(gòu)成三層平壁，各層接觸良好，已知bib2b3,導(dǎo)熱系數(shù)12R2R3,各層導(dǎo)熱速率Qi=Q2=Q306、一套管換熱器，內(nèi)管外側(cè)有縱向翅片。在此換熱器中，用水冷卻空氣，空氣應(yīng)走內(nèi)、外管間的殼間（內(nèi)管管內(nèi)或內(nèi)、外管間的殼間），水走內(nèi)管管內(nèi)（內(nèi)管管內(nèi)或內(nèi)、外管間的殼間）。7、某

26、吸收塔中，物系的平衡線方程為y=2.0x,操作線方程為y=3.5x+0.001,當yi=0.06,y2=0.0020時,xi=0.01685,X2=0.0002857,L/V=3.5,氣相傳質(zhì)單元數(shù)Nog=6.79o8、某蒸發(fā)器在正常操作條件下，可將一定流量的原料液蒸至一定濃度?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)完成液濃度達不到要求，可能是什么原因（1）蒸汽溫度下降；（2）操作壓強升高；（3）原料增多；（4）原料起始濃度減小。10、板式塔白類型有_篩板_、_泡罩、W等。11、溶解度曲線將三角形相圖分為兩個區(qū)，曲線內(nèi)為兩相區(qū)，曲線外為單相區(qū)取操作只能在兩相區(qū)內(nèi)進行。1、裝在某設(shè)備進口處的真空表讀數(shù)為-50kPa,出口壓力表

27、的讀數(shù)為100kPa,此設(shè)備進出口之間的絕對壓強差為（A）kPa。A.150B.50C.75D.無法確定2、孔板流量計的孔流系數(shù)Co當Re增大時，其值（B）。A總在增大B先減小，后保持為定值C總在減小D不定3、關(guān)于離心泵氣縛和汽蝕白說法正確的是（A）。A氣縛時離心泵不能吸上液體，無法正常工作，所以啟動前泵要灌滿B汽蝕時離心泵不能吸上液體，無法正常工作，所以啟動前泵要灌滿C氣縛時離心泵內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡，泵無法正常工作，所以啟動前泵要灌滿D汽蝕時離心泵內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡，泵無法正常工作，所以啟動前泵要灌滿4、往復(fù)壓縮機的理想壓縮循環(huán)不包括（D）。A吸氣階段B壓縮階段C排氣階段D氣體膨脹5、用常壓水蒸氣冷

28、凝加熱空氣，空氣平均溫度為20C,則壁溫約為（B）A20C;B100C;C60C;D49.7C6、判斷下面關(guān)于系統(tǒng)進行穩(wěn)定傳熱時的說法哪一個是錯誤的，錯誤的是（C）A通過一定傳熱面的傳熱速率不隨時間變化，為一定值；B系統(tǒng)中任一點的溫度維持恒定；C總的傳熱速率等于通過垂直于熱流方向的各層傳熱面的傳熱速率之和；D系統(tǒng)中任一傳熱面上的熱通量在過程中不變。7、傳質(zhì)單元枚Nog（或Nol）（B）。A.取決于物系、設(shè)備B.與設(shè)備形式無關(guān)，只與物系相平衡及進出口濃度有關(guān)C取決于填料幾何特性和氣、液流率等操作條件D.無法確定8、多效蒸發(fā)流程中不宜處理黏度隨濃度白增加而迅速增大的溶液是（A）A.順流加料B.逆流

29、加料C.平流加料D.直接加料9、將加熱室安在蒸發(fā)室外面的是（C）蒸發(fā)器。A.中央循環(huán)管式B.懸筐式C.列文式D.強制循環(huán)式10、在吸收塔設(shè)計中，當吸收劑用量趨于最小用量時：（D）A.回收率趨向最高B.吸收推動力趨向最大C.操作最為經(jīng)濟D.填料層高度趨向無窮大1、（8分）用離心泵將密閉儲槽中20c的水通過內(nèi)徑為100mm的管道送往敞口高位槽。兩儲槽液面高度差為10m,密閉槽液面上有一真空表讀數(shù)p1為600mmHg（真），泵進口處真空表讀數(shù)p2為294mmHg（真）。出口管路上裝有一孔板流量計，其孔口直徑do=7Omm,流量系數(shù)Co=0.7,U形水銀壓差計讀數(shù)R=170mm。已知管路總能量損失為4

30、4J/kg,水銀密度仍為13600kg/m3,水的密度p為1000kg/m3。試求：（1）出口管路中水的流速；（2）泵出口處壓力表（與圖對應(yīng)）的指示值P3為多少？（E知P3與P2垂直高度相距0.1m,P3與P2之間的管路阻力損失可以不計）。解：（1）孔板流量計流量計算式為：2（A）gRccc2（136001000）9.810.173,V0.01740”VsC0A0=0.7X0.785X0.072XL=0.0174m3/su-22.22，1000A0.7850.1（2）取供液槽液面為1-1截面，泵進口處真空表P2所在的截面為2-2截面，泵出口處壓力表P3所在的截面為3-3截面，高位槽液面為4-4

31、截面，且以1-1截面為基準，在1-4面間列柏努利方程，則：22PiUiP4U4.gz12W4gz4hf（14）z1=0,u產(chǎn)U4=0,P1=-600x133.3-79.98kPa（表壓），z4=10m,P4=0（表壓），hf（14）=44J/kgWe=gz4西+卜甲4)=98.1X10+79.98+44=222J/kg2在2-3面間列柏努利方程，則：gz2 莊 叁2We gZ3P32U3萬hf(2 3)hf(2 3)0Z3Z2=0.1m,U2=U3,P2=-294X133.3-39.19kPa(表壓)P3=p(We+巫+g(Z2Z3)=1000x(22239.199.81x0.1)=181.8

32、kPa(表壓)4、（8分）有一填料吸收塔，在28c及101.3kPa,用清水吸收200m3/h氨-空氣混合氣中的氨，使其含量由5%降低到0.04%（均為摩爾）。填料塔直徑為0.8m,填料層體積為3m3,平衡關(guān)系為Y=1.4X,已知Kya=38.5kmol/h。2）若在上述操作條件下，將吸收劑用量增大問（1）出塔氨水濃度為出口最大濃度的80%時，該塔能否使用？（10%,該塔能否使用？（注：在此條件下不會發(fā)生液泛）i0.050.0004解：(1)X0.05263丫20.000410.0510.0004200273惰性氣體流量V(10.05)7.69kmol/h22.4301Yi0.05263X1-

33、0.0376X10.80X10.0301m1.4V(YY2)7.69(0.052630.0004),uL1-13.34kmol/hXiX20.03010YY1mX10.052631.40.03010.01046Y2Y20.0004YmlnYY20.00308 ZV(Yi Y2)KYaYm7.69 (0.05263 0.0004)2ZZ38.5 0.785 0.80.003086.74m該塔現(xiàn)有填料層高度30.785 0.826m因為 Z Z所以該塔不適合。吸收劑用量增大10%時1.113.3414.67kmol/h,V(YiY2)7.69(0.052630.0004)L-114.67kmol/

34、hXiX2Xi0X10.0274YY1mX10.052631.40.02740.01424Y2Y20.0004Ym0.01424 0.00040.01424 ln 0.00387 ZV(Yi Y2)KYaYm7.69 (0.05263 0.0004)38.5 0.785 0.82 0.003875.36m0.0004因為 Z Z所以該塔適合。模擬試題五1、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)的表壓弓雖為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，

35、所以開始工作之前要先灌滿輸送液體；而往復(fù)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;管徑改為原來白11/2而流量相同，則其對流傳熱系數(shù)約為原來的3.48倍。（設(shè)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2atmg=0.15的氣體等溫接觸（此條件下的平衡關(guān)系為：Pa=1.2xa）,則此時將發(fā)生吸收過程。10、填料

36、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uc當它以相同的體積流量通過等長的內(nèi)徑為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p為原來的（C ）倍。d2（d2=d0/2）的管子時，若流體為層流，則壓降A(chǔ)4B8C16D322、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(fù)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

37、、一定流量的液體在一25x2.5mm的直管內(nèi)作湍流流動，其對流傳熱系數(shù)i=1000W/m2C；如流量與物性都不變，改用一19X2mm的直管，則其將變?yōu)椋―）。A1259B1496C1585D16786、為蒸發(fā)某種粘度隨濃度和溫度變化較大的溶液，應(yīng)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。10、吸收操作中，增大吸收劑用量使：（B

38、）A.設(shè)備費用增大，操作費用減少B.設(shè)備費用減少，操作費用增大C.設(shè)備費用和操作費用均增大D.設(shè)備費用和操作費用均減少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（60x3mm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2f15u2公式計算，式中u為管道內(nèi)水的流速（m/s）。試求：（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,Pl = P2,Z2=0,由

39、于 AiA22 上 gz 二,U產(chǎn)0）可得2wf(a)（1）水箱中水面高于排出口的高度 H將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式（a便可求得Zi（即H ）。式中U2VsA2183_23600(0.06 0.003 2)242.22(m/s)(1分)22wf 15u2 15 2.2273.93( J / kg)Z1（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2Wf分別變?yōu)閁21.05U2 1.05 2.22 2.33( m/s)/ L 2/ Lwf 15u2152.332 81.43( J/kg)2.332/2 81.43 ,Zi H 8.58m9.81H= 8.58 7.79 = 0.79m

40、(3分)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1濃度為 0.0128,操作條件下平衡關(guān)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Yi崇4 0.0417丫2000531 0.00530.00533 X10.001280.012971 0.00128L/V丫丫2X1 X20.0417 0.

41、00533 2.8040.01297 0(L/V)丫1丫2丫1丫2minX1 X2Yi /m0.0417 0.00533 2.180.0417/2.522.222/273.93H7.79m9.81(L/V)2.8041286(L/V%.2.181.286（2）所需填料層高度?Z H og NogS mV/L 2.5/2.804 0.892Nogln(1S)丫mX2S1SY2mX2Z HOG Nog 1.5 5.117.67m10.04170ln(10.892)0.892故10.8920.0053305.1100033此條件下的填料層高度。丫20.0033110.0033化工原理期末考試試題1

42、.精儲操作的目的是使混合物得到近乎完全的分離，某液體混合物可用精微方法分離的必要條件是混合液中各組分間揮發(fā)度的差異。2 .進料熱狀態(tài)參數(shù)q的物理意義是代表精儲操作線和提儲段操作線交點的軌跡方程，對于飽和液體其值等于0,飽和蒸汽q等于1。4 .吸收操作的目的是分離氣體混合物，依據(jù)是組分在溶劑中溶解度之差異。5 .連續(xù)精儲正常操作時，增大再沸器熱負荷，回流液流量和進料量和進料狀態(tài)不變，則塔頂儲出液中易揮發(fā)組成的摩爾組成Xd將增大，塔底采出液中易揮發(fā)組成的摩爾組成Xw將減小。（減小，增大，不變，變化不確定）6 .平衡蒸儲（閃蒸）的操作溫度是在操作壓力下混合物的泡點和露點溫度之間。（泡點溫度，露點溫度

43、，泡點和露點溫度之間）9 .實際生產(chǎn)中進行間歇精儲操作，一般將和兩種操作方式結(jié)合起來。（恒定回流比，恒定產(chǎn)品組成）10 .請寫出兩種常用的解吸操作方法：和。升溫，氣提，降壓（三寫二）11 .在吸收塔的設(shè)計中，氣體流量，氣體進出口組成和液相進口組成不變，若減少吸收劑用量，則傳質(zhì)推動力減小，設(shè)備費用增多。（減小，增多）12 .當溫度升高時，溶質(zhì)在氣相中的分子擴散系數(shù)升高，在液相中的分子擴散系數(shù)升高。（升高，升高）13 .吸收操作的基本依據(jù)是組分在溶劑中溶解度之差異，精儲操作的基本依據(jù)是各組分間揮發(fā)度的差異。14 .蒸儲是分離均相液體混合物的一種方法,蒸儲分離的依據(jù)是揮發(fā)度差異。15 .恒沸精儲與萃

44、取精儲都需加入第三組分，目的分別是使組分間相對揮發(fā)度增大、改變原組分間的相對揮發(fā)度。16 .如果板式塔設(shè)計不合理或操作不當，可能產(chǎn)生嚴重漏液、嚴重泡沫夾帶及液泛等不正?，F(xiàn)象,使塔無法工作。17 .板式塔的類型有泡罩塔、浮閥塔、篩板塔（說出三種）；板式塔從總體上看汽液兩相呈逆流接觸,在板上汽液兩相呈錯流接觸。18 .易溶氣體溶液上方的分壓小，難溶氣體溶液上方的分壓大，只要組份在氣相中的分壓大于液相中該組分的平衡分壓，吸收就會繼續(xù)進行。19 .精儲過程是利用部分冷凝和部分汽化的原理而進行的。精儲設(shè)計中，回流比越,所需理論板越少，操作能耗增加，隨著回流比的逐漸增大，操作費和設(shè)備費的總和將呈現(xiàn)先降后升

45、的變化過程。20 .精儲設(shè)計中，當回流比增大時所需理論板數(shù)減?。ㄔ龃?、減小），同時蒸儲釜中所需加熱蒸汽消耗量增大_（增大、減?。斃淠髦欣鋮s介質(zhì)消耗量減?。ㄔ龃蟆p?。杷皆龃螅ㄔ龃?、減小）。21 .相對揮發(fā)度a=1,表示不能用普通精微分離,但能用萃取精儲或恒沸精儲分離。22 .精儲操作的依據(jù)是混合液中各組分的揮發(fā)度差異，實現(xiàn)精儲操作的必要條件包括塔頂液相回流_和塔底上升蒸氣。23.壓力減小,溫度升高，將有利于解吸的進行。24 .蒸發(fā)器生產(chǎn)能力是指單位時間內(nèi)從溶液中蒸發(fā)的水分，即蒸發(fā)量。1 .在一二元連續(xù)精微塔的操作中，進料量及組成不變，再沸器熱負荷恒定，若回流比減少，則塔頂溫度A

46、,塔頂?shù)头悬c組分濃度B,塔底溫度Q,塔底低沸點組分濃度A。A.升高B.下降C.不變D.不確定2 .某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成Xa=0.4,相應(yīng)的泡點為t1,氣相組成為yA=0.4,相應(yīng)的露點組成為t2,則B。A.t產(chǎn)t2B.t1t2D.不能判斷3 .某篩板精微塔在操作一段時間后，分離效率降低，且全塔壓降增加，其原因及應(yīng)采取的措施是B。A.塔板受腐蝕，孔徑增大，產(chǎn)生漏液，應(yīng)增加塔釜熱負荷B.篩孔被堵塞，孔徑減小，孔速增加，霧沫夾帶嚴重，應(yīng)降低負荷操作C.塔板脫落，理論板數(shù)減少，應(yīng)停工檢修D(zhuǎn).降液管折斷，氣體短路，需更換降液管4 .板式塔中操作彈性最大的是B。A.篩板塔B.浮閥塔C

47、.泡罩塔5 .下列命題中不正確的為A。A.上升氣速過大會引起漏液B.上升氣速過大會引起液泛C.上升氣速過大會使塔板效率下降D.上升氣速過大會造成過量的液沫夾帶6 .二元溶液連續(xù)精微計算中，進料熱狀態(tài)的變化將引起以下線的變化B。A.平衡線B.操作線與q線C.平衡線與操作線D.平衡線與q線7 .下列，f#況_D不是誘發(fā)降液管液泛的原因。A.液、氣負荷過大B.過量霧沫夾帶C.塔板間距過小D.過量漏液8 .吸收塔的設(shè)計中，若填料性質(zhì)及處理量（氣體）一定，液氣比增加，則傳質(zhì)推動力A。傳質(zhì)單元數(shù)B，傳質(zhì)單兀高度C,所需填料層高度B。A.增大B.減小C.不變D.不能判斷四.計算題1.一填料塔用清水逆流吸收混

48、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(guān)系為Y=2.5X。試求液氣比為最小液氣比的多少倍？解：液氣比為最小液氣比的多少倍？Y10.04L/V0.04170.04X1(L/V)minYiY20.00530.00533X110.00530.04170005332.8040.01297丫2丫1丫2X1X2Y1/m(L/V)(L/V)min0.04170.00533odQ2.180.0417/2.52.80412862.18862.在一常壓精儲塔內(nèi)分離苯和甲苯

49、混合物，塔頂為全凝器，塔釜間接蒸汽加熱。0.001280.0129710.00128進料量為1000kmol/h,含苯0.4,要求塔頂儲出液中含苯0.9（以上均為摩爾分率），苯的回收率不低于90%泡點進料，泡點回流。已知=2.5,取回流比為最小回流比的1.5倍。試求：（1）塔頂產(chǎn)品量D塔底殘液量W及組成Xw；（2）最小回流比;(3)精儲段操作線方程；（4）提儲段操作線方程；（5）從與塔釜相鄰的塔板上下降的液相組成為多少?解：（1）塔頂產(chǎn)品量D、塔底殘液量W及組成Xw；也FXf得:D10000.40.90.9400kmol/hW=F-D=1000-400=600kmol/h又由物料衡算FXfDX

50、dWXw得Xw(10000.44000.9)/6000.0667（2）最小回流比；泡點進料,Xqxf0.4yq1Xq（3）精微段操作線方程;VV(R1)D1)Xq1.5Rmin2.8340011322.50.41.50.40.625RminXdyqyqXq0.90.6251.220.6250.41.83ynLWxw1732XmXmVV11321.53xm0.0353qF（5）從與塔釜相鄰的塔板上下降的液相組成yw由操作線方程RXnR1XDR10.646xn0.318RDF1.83400100017326000.06671132XW1(1)Xw2.50.066711.50.06670.152ym11.53xm0.0353得yw1.53X10.0353X10.07633.某填料吸收塔用純輕油吸收混合氣中的苯，進料量為1000標準mVh進料氣體中含苯5%（體積百分數(shù)），其余為惰性氣體。要求回收率95%。操作時輕油含量