化學(xué)工程基礎(chǔ)試卷答案

1、/m123),a、h=200mm，則各點(diǎn)的p2a1,pa2,pb2,pb3、判斷題1、量綱分析法的優(yōu)點(diǎn)是：雖未減少實(shí)驗(yàn)的工作量，但可以建立數(shù)學(xué)模型，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行量化計(jì)算。()答案：錯2、當(dāng)流體充滿圓管做定態(tài)流動時，單位時間通過任一截面的體積流量相等。()答案：錯3、強(qiáng)化傳熱過程最有效的途徑是增大傳熱面積。()答案：錯4、液體在管內(nèi)做強(qiáng)制湍流流動時，如果流動阻力允許，為提高對流傳熱系數(shù)，增大流速的效果比減小管徑更為顯著。()答案：對5、沸騰給熱和冷凝給熱同屬于對流傳熱，因?yàn)閮烧叨及橛辛黧w的流動。()答案：對6、對于逆流操作的填料吸收塔，當(dāng)氣速一定時，增大吸收劑的比用量(即液氣比)，則出塔溶液濃

2、度降低，吸收推動力增大。()答案：對7、選用不同結(jié)構(gòu)的填料時，填料提供的比表面積越大，越有利于吸收，不利于解吸。()答案：錯8、液泛點(diǎn)是填料吸收塔的最佳操作點(diǎn)。吸收操作在此條件下進(jìn)行時，則吸收速率最大。()答案：錯9、設(shè)計(jì)時，若R上升，并不意味D下降，操作中也可能有類似情況。()答案：對10、吸收操作線方程是由物料衡算得出的，因而它與操作條件(壓強(qiáng)、溫度)、相平衡關(guān)系、塔板結(jié)構(gòu)等無關(guān)。()答案：錯二、填空題h=。(表壓值，均以mmHO為單位)答案：0；100；340；300；2003、離心泵特性曲線通常包括曲線、曲線和曲線，這些曲線表示在一定的下，輸送某種特定液體時泵的性能，泵制造廠所提供的特

3、性曲線是用作為工作介質(zhì)測定的。答案：揚(yáng)程：效率；軸功率；轉(zhuǎn)速；20oC清水4、吸收過程物料衡算時的基本假定是:(1)，(2)。當(dāng)進(jìn)塔混合氣中的溶質(zhì)含量較低(例如小于5%10%)時，通常稱為低濃度氣體吸收；其特點(diǎn)為：(1)，(2)。答案：氣相中惰性氣體不溶于液相；吸收劑不揮發(fā)；G、L為常數(shù)；吸收過程是等溫的5、某精餾塔的設(shè)計(jì)任務(wù)為：原料F,x，要求塔頂為X，塔底為X。設(shè)計(jì)時若選定的FDWR不變,加料熱狀態(tài)由原來的飽和蒸氣加料改為飽和液體加料,則所需的理論板數(shù)nt，提餾段上升蒸氣量V'，提餾段下降液體量L，精餾段上升蒸氣量V，精餾段下降液體量L。(增加，不變，減少答案：減少；增加；增加；不

4、變；不變6、在大容積沸騰時液體沸騰曲線包括、和三個階段。實(shí)際操作應(yīng)控制在,在這一階段內(nèi),傳熱系數(shù)隨著溫度差的增加而。答案：自然對流；核狀沸騰；膜狀沸騰；核狀沸騰；增加7、在吸收塔某處，氣相主體濃度y=0.025,液相主體濃度x=0.01，氣相傳質(zhì)分系數(shù)k=2kmol/m2h,氣相傳質(zhì)總K=1.5kmol/m2h,則該處氣液界面上氣相濃度y應(yīng)為。yyi平衡關(guān)系y=0.5x。答案：0.018、比較溫度、壓力對亨利系數(shù)、溶解度常數(shù)及相平衡常數(shù)的影響：當(dāng)溫度升高時，亨利系數(shù)E，相平衡常數(shù)m，系數(shù)H。對接近常壓的低濃度溶質(zhì)的氣液平衡系統(tǒng)，當(dāng)總壓增加時，亨利系數(shù)E，相平衡常數(shù)m，系數(shù)H。答案：增大；增大；

5、增大；不變；減少；不變9、完成一分離任務(wù)需要的填料層高度為8m,所用填料的等板高度HETP為0.5m,若改用板式塔，則完成這一分離任務(wù)所需的理論塔板數(shù)（包括塔釜）為。答案：1610、當(dāng)噴淋量一定時,填料塔單位高度填料層的壓力降與塔氣速關(guān)系線上存在兩個轉(zhuǎn)折點(diǎn),其中下轉(zhuǎn)點(diǎn)稱為,上轉(zhuǎn)點(diǎn)稱為。答案：載點(diǎn)；泛點(diǎn)11、塔板上液體流量愈大,則板上的液面落差愈,堰上的液層高度愈,液體在降液管中的停留時間愈。答案：大；高；短12、進(jìn)出口溫度分別為85°C和40°C的熱流體對進(jìn)口溫度為20°C的冷流體進(jìn)行加熱，規(guī)定冷流體出口溫度不超過40C，則必須采用操作。答案：并流13、列管換熱器

6、中,用飽和水蒸氣加熱空氣?？諝庾吖軆?nèi),蒸汽走管間,則管壁溫度接近的溫度。答案：水蒸氣14、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H將。OG答案：不變15、對于氣體,溫度升高,黏度。答案：增大16、當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?45mmHg測得一容器內(nèi)的絕對壓強(qiáng)為350mmHg,則真空度為。測得另一容器內(nèi)的表壓強(qiáng)為1360mmHg,則其絕對壓強(qiáng)為2105mmHg。答案：395mmHg三、選擇題1、強(qiáng)制對流（無相變）流體的對流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式來自。A、理論方法B、量綱分析法C、數(shù)學(xué)模型法D、量綱分析和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法答案：D2、離心泵的調(diào)節(jié)閥開大時，A、吸入管路阻力損失不變B、泵出口的壓力減小C、

7、泵入口的真空度減小D、泵工作點(diǎn)的揚(yáng)程升高答案：B3、填料塔的吸收面積等于。A、塔內(nèi)填料總表面積B、塔的截面積C、塔內(nèi)潤濕的填料表面積D、塔的側(cè)面積答案：C4、操作中的精餾塔，保持F,q,X,X,V'不變，減小X，貝yDWFA、D增大，R減小B、D不變，R增加C、D減小，R增加D、D減小，R不變答案：C5、某二元混合物,a=3，全回流條件下x=0.3,則丫=。nn-1A、0.9B、0.3C、0.854D、0.794答案：B6、將流率為800kmol/h,組成為0.4的二元理想溶液精餾分離。要求塔頂產(chǎn)品組成達(dá)到0.7,塔底產(chǎn)品組成不超過0.1，泡點(diǎn)進(jìn)料，回流比為2.5。要使塔頂采出量達(dá)到5

8、00kmol/h，A、增加塔板數(shù)B、加大回流比C、改變進(jìn)料熱狀態(tài)D、增加進(jìn)料量答案：D7、定性溫度是指A、流體進(jìn)出口溫度平均值B、膜溫C、壁溫D、傳熱計(jì)算準(zhǔn)數(shù)式中的物理性質(zhì)取值溫度答案：D8、在氣體處理量一定時，減小吸收劑用量，貝吸收推動力。A、增大B、不變C、減小D、不確定答案：C9、為了在某固定空間造成充分的自然對流，有下列兩種說法：(1)加熱器應(yīng)置于該空間的上部；(2)冷凝器應(yīng)置于該空間的下部。正確的結(jié)論應(yīng)該是。A、這兩種說法都對B、這兩種說法都不對C、第一種說法對，第二種說法錯D、第一種說法錯，第二種說法對答案：B10、精餾過程的操作線為直線，主要基于。A、塔頂泡點(diǎn)回流B、恒摩爾流假定

9、C、理想物系D、理論板假定答案：B四、計(jì)算1、用離心泵20°C的水從貯槽送到水洗塔頂部，槽內(nèi)水位維持恒定。各部分相對位置如本題附圖所示。管路的直徑均為076mmx2.5mm，在操作條件下，泵入口處真空表的讀數(shù)為24.66x103Pa；水流經(jīng)吸入管與排出管(不包括噴頭)的能量損失可分別按工h=2u2與工h=10u2計(jì)算，由于管徑不變,故式中u為吸入或排出管的流速m/s。f,1f,2排水管與噴頭連接處的壓強(qiáng)為98.07x10Ra(表壓)。試求泵的有效功率。解：選取貯槽水面為基準(zhǔn)水平面，亦截面1-1，泵入口處為截面2-2'，排水管內(nèi)側(cè)為截面3-3'，如圖所示。首先在截面1-

10、1'和2-2'應(yīng)用柏努利方程gZi+pu2=gZ+2+2+Zh1P2f,1由題意W=0,Z=0,Z=1.5m,p=0（表壓）,p=24.66x103Pa（表壓）,u=0,u=u,Zh=2u2e121212f,124.66x103代入方程得0=1.5x9.8+2.5u2103解得u=2.0m/s。然后在截面2-2'和截面3-3'應(yīng)用柏努利方程pu2pu2gZ+2+W=gZ+T+3+Zh2P2e3P2f,2其中Z=1.5m,Z=14m,p=24.66x103Pa（表壓）,p=98.07x103Pa（表壓）,u=u=u=2.0m/s,Zh=10u2232323f,2代

11、入得W=（141.5）x9.8+e（98.07+24.66）x103103+10x22=285.23J/kg流體得質(zhì)量流量兀兀w=d2up=(0.076-2x0.0025)2x2.0x103=7.91kg/ss44有效功率N=wW=7.91x285.23=2.26kWese2、在逆流換熱器中，用初溫為20°C的水將1.25kg/s的液體(比熱容為1.9kJ/(kg°C)、密度為850kg/m3),由80C冷卻到30°C。換熱器的列管直徑為025mmx2.5rnm,水走管方。水側(cè)和液體側(cè)的對流傳熱系數(shù)分別為0.85kW/(m2°C)和1.70kW/血

12、76;C),污垢熱阻可忽略。若水的出口溫度不能高于50C，試求換熱器的傳熱面積。解：先求總傳熱系數(shù)，因?yàn)楹雎晕酃笩嶙瑁瑒t1dbd1=o+o+-Kad九daoiimo其中d=25mm,d=20mm,a=850W/(m2gC),a=170W/(m2gC),d=22.5mm,oiiom九=45W/(mgC)將上數(shù)據(jù)代人公式1252.5x10-3x251=+K850x2045x22.51700o得K=471.6W/(m2°C)。o再以臨界條件算得Atm水20°CT50°C液體30°CJ80°C所以At=80-50=30°C,At=30-20=

13、10°C12At-At30-10At=12=18.2°Cm、Ay30InblnAt102又因?yàn)镵SAt二Wccpc(t-t)oom21代入數(shù)據(jù)得471.6xSx18.2=1.25x103x1.9x(50-20)o解得S=8.3m2。3、有一吸收塔，塔內(nèi)裝有25mmx25mmx3mm的拉西環(huán)，其比表面積a=204m2/m3（假設(shè)全部潤濕），在20°C、1atm下操作?？諝?丙酮混合氣中含有6%（體積分?jǐn)?shù)）的丙酮，混合氣量為1400m3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）。塔頂噴淋的清水量為3000kg/h,丙酮回收率耳=98%。平衡關(guān)系為y=1.68x（x、y為摩爾分?jǐn)?shù)）。已知塔徑D=

14、0.675m，總傳質(zhì)系數(shù)K=0.4kmol/（m2-h）。y試求：傳質(zhì)單元數(shù)N；填料層高度HOG解：先將流量化為摩爾流量G=1400=62.5（kmol/h）22.4L，=1000=166.67(kmol/h)(1)Qy=°.O6,耳=98%1y二(1q)y二(0.98)x0.06二0.001221x=02x=(yy)=(0.060.0012)=0.0221L12166.67y=mx=1.68x0.022=0.0371e1y=mx=02e2=(人yj-(歹2-歹2e)=(006-吧)-凡0012-0)=0.0074丿m,yy.0.060.037in_inyy0.0012022eN=2

15、=0.060.0012=7.965OAy0.0074m本題前面已求出的G'，是流量而不是流率，因此需求塔的橫截面積A。兀314A=D2=x0.6752=0.36(m2)44in。06一°.°370.0012062.5GH=2.13(m)OGKaA0.4x204x0.36yH=H-N=2.31x7.97=16.96(m)OGOG4、在一常壓精餾塔內(nèi)分離苯和甲苯混合物，塔頂為全凝器，塔釜間接蒸汽加熱。進(jìn)料量為1000kmol/h,含苯0.4,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)料，泡點(diǎn)回流。已知a=2.5，取回流比為最小回流比的

16、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)精餾段操作線方程;4) 提餾段操作線方程；(5)從與塔釜相鄰的塔板上下降的液相組成為多少？(6)若改用飽和蒸汽進(jìn)料,仍用(4)中所用回流比,所需理論板數(shù)為多少？解：(1)塔頂產(chǎn)品量D、塔底殘液量W及組成x打Dx1000x0.4x0.90.9由申=d，得：D=400kmol/hAFxFW=F-D=1000-400=600kmol/h又由物料衡算Fx=Dx+WxFDWx二(1000x0.4-400x0.9)/600二0.0667W2)最小回流比；泡點(diǎn)進(jìn)料，q=1,=x=0.4Fx2.5x0.4q=0.6251+(a

17、-1)x1+1.5x0.4Qx-y0.9-0.625R=Dq=1.22miny一x0.625一0.4qq(3)精餾段操作線方程；R=1.5R=1.83miny=-x+亠=0.646x+0.318n+1R+1nR+1n(4)提餾段操作線方程；V'=V=(R+1)D=2.83X400=1132L'=L+qF=RD+F=1.83x400+1000=1732,L',Wx1732,600x0.0667y=x-w=x一貝Mm+1V'mV'1132m1132二1.53x'一0.0353m5) 從與塔釜相鄰的塔板上下降的液相組成2.5x0.06671+1.5x0.0667oxy=ww1+(a-1)xw由操作線方程y'二1.53x'一0.0353m+1m得y二1.53x'一0.0353w1x'=0.076316）若