化學(xué)工程基礎(chǔ)試卷答案

1、一、推斷題1、量綱分析法的優(yōu)點(diǎn)是：雖未削減試驗(yàn)的工作量，但可以建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)展量化計(jì)算。()答案：錯(cuò)2、當(dāng)流體布滿圓管做定態(tài)流淌時(shí)，單位時(shí)間通過任一截面的體積流量相等。() 答案：錯(cuò)3、強(qiáng)化傳熱過程最有效的途徑是增大傳熱面積。() 答案：錯(cuò)4、液體在管內(nèi)做強(qiáng)制湍流流淌時(shí)，假設(shè)流淌阻力允許，為提高對(duì)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(duì)5、沸騰給熱和冷凝給熱同屬于對(duì)流傳熱，由于兩者都伴有流體的流淌。() 答案：對(duì)6、對(duì)于逆流操作的填料吸取塔，當(dāng)氣速肯定時(shí)，增大吸取劑的比用量(即液氣比)，則出塔溶液濃度降低，吸取推動(dòng)力增大。()答案：對(duì)7、選用不同構(gòu)造的填料時(shí)，填料

2、供給的比外表積越大，越有利于吸取，不利于解吸。() 答案：錯(cuò)8、液泛點(diǎn)是填料吸取塔的最正確操作點(diǎn)。吸取操作在此條件下進(jìn)展時(shí)，則吸取速率最大。 ()答案：錯(cuò)9、設(shè)計(jì)時(shí)，假設(shè)R 上升，并不意味D 下降，操作中也可能有類似狀況。() 答案：對(duì)10、吸取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、塔板構(gòu)造等無關(guān)。()答案：錯(cuò) 二、填空題1、處于同一水平面的液體，維持等壓面的條件必需是、。流體在管內(nèi)流淌時(shí)，如要測取管截面上的流速分布，應(yīng)選用流量計(jì)測量。答案：靜止的連通著的同一種連續(xù)的液體皮托2、如以下圖所示，密封容器中盛有 800kg / m3 的油品，U 形管中指示液為水

3、( 1000kg/ m3), a 、a 、a123恰好在同一水平面上，b1、b 、b23及b 也在同一高度上，h41 100mm,h 200mm ,則各點(diǎn)的 p2a1, pa 2, pb 2, pb3,h 。表壓值，均以mmH3O 為單位2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，這些曲線表示在肯定的下，輸送某種特定液體時(shí)泵的性能，泵制造廠所供給的特性曲線是用 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、吸取過程物料衡算時(shí)的根本假定是:(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(shí)，通常稱為低濃度氣體

4、吸??；其特點(diǎn)為：(1)，(2) 。答案：氣相中惰性氣體不溶于液相；吸取劑不揮發(fā)；G、L 為常數(shù)；吸取過程是等溫的5、某精餾塔的設(shè)計(jì)任務(wù)為：原料 F， xF，要求塔頂為 x，塔底為 x。設(shè)計(jì)時(shí)假設(shè)選定的WDR 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)TN，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，削減) 答案：削減；增加；增加；不變；不變6、在大容積沸騰時(shí)液體沸騰曲線包括、和三個(gè)階段。實(shí)際操作應(yīng)把握在，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(duì)流；核狀沸騰；膜狀沸騰；核狀沸騰；增加7、在吸取塔某處，氣

5、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(duì)亨利系數(shù)、溶解度常數(shù)及相平衡常數(shù)的影響：當(dāng)溫度上升時(shí)，亨利系數(shù)E，相平衡常數(shù)m，系數(shù)H。對(duì)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(shí)，亨利系數(shù)E，相平衡常數(shù)m，系數(shù)H。答案：增大；增大；增大；不變；削減；不變9、完成一分別任務(wù)需要的填料層高度為8m，所用填料的等板高度 HETP 為 0.5m，假設(shè)改用板式塔，則完成這一分別任務(wù)所需的理論塔板數(shù)(包括塔釜)為。答案：

6、1610、當(dāng)噴淋量肯定時(shí)，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(gè)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(shí)間愈。答案：大；高；短12、進(jìn)出口溫度分別為 85和 40的熱流體對(duì)進(jìn)口溫度為 20的冷流體進(jìn)展加熱，規(guī)定冷流體出口溫度不超過 40，則必需承受操作。答案：并流13、列管換熱器中，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(duì)肯定操作條件下的填料吸取塔，如將塔料層增高一些，則塔的H OG將。答案：不變15、對(duì)于氣體，溫度上升，黏度。答

7、案：增大16 、當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?45mmHg 測得一容器內(nèi)確實(shí)定壓強(qiáng)為350mmHg， 則真空度為。測得另一容器內(nèi)的表壓強(qiáng)為 1360 mmHg，則其確定壓強(qiáng)為 2105mmHg。 答案：395mmHg三、選擇題1、強(qiáng)制對(duì)流(無相變)流體的對(duì)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、量綱分析和試驗(yàn)相結(jié)合的方法答案：D2、離心泵的調(diào)整閥開大時(shí)，A、吸入管路阻力損失不變B、泵出口的壓力減小C、泵入口的真空度減小D、泵工作點(diǎn)的揚(yáng)程上升答案： B3、填料塔的吸取面積等于。A、塔內(nèi)填料總外表積B、塔的截面積C、塔內(nèi)潤濕的填料外表積 D、塔的側(cè)面積答案：C4、操作中的精餾塔，保持F，

8、q， x， xDW，V 不變，減小 x，則FA、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，=3，全回流條件下x =0.3，則y=。nn-1A、0.9B、 0.3C、0.854D、 0.794答案： B6、將流率為 800kmol/h，組成為 0.4 的二元抱負(fù)溶液精餾分別。要求塔頂產(chǎn)品組成到達(dá) 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。要使塔頂采出量到達(dá)500kmol/h， 。A、增加塔板數(shù)B、加大回流比C、轉(zhuǎn)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

9、熱計(jì)算準(zhǔn)數(shù)式中的物理性質(zhì)取值溫度答案：D8、在氣體處理量肯定時(shí)，減小吸取劑用量，則吸取推動(dòng)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(duì)流，有以下兩種說法：(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)當(dāng)是。A、這兩種說法都對(duì)B、這兩種說法都不對(duì)C、第一種說法對(duì)，其次種說法錯(cuò)D、第一種說法錯(cuò)，其次種說法對(duì)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C、抱負(fù)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。各局部相對(duì)位置如此題附圖所示。管路的直

10、徑均為 76mm 2.5mm ，在操作條件下，泵入口處真空表的讀數(shù)為 24.66 103Pa ； 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h 2u2f ,1與hf ,2 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。排水管與噴頭連接處的壓強(qiáng)為 98.07 103Pa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11 ，泵入口處為截面2 2，排水管內(nèi)側(cè)為截面3 3 ，如下圖。首先在截面11 和2 2應(yīng)用柏努利方程pu2pu2gZ 1 1 W gZ 2 2 h12e由題意12f ,1W 0,Ze1 0,Z2 1.5m, p1 0(表壓), p2 2

11、4.66103 Pa(表壓),u1 0,u2 u, hf ,1 2u2代入方程得0 1.5 9.8 解得 u=2.0m/s。24.66 103103 2.5u2然后在截面2 2和截面3 3 應(yīng)用柏努利方程2p2gZ p2 u2 W gZ3 u3 h22e其中32f ,2Z 1.5m, Z23 14m, p2 24.66103 Pa(表壓), p3 98.07103 Pa(表壓),u2 u u 2.0m / s, h3f ,2 10u2代入得(98.07 24.66) 103W (14 1.5) 9.8 10 22 285.23J / kge103流體得質(zhì)量流量w d 2u s4 (0.076

12、2 0.0025)2 2.0 103 7.91kg / s4有效功率N w Wese 7.91 285.23 2.26kW2、在逆流換熱器中，用初溫為 20的水將 1.25kg/s 的液體比熱容為 1. 9kJ/ (kg、密度為 850kg/m3，由 80冷卻到 30。換熱器的列管直徑為 25mm2. 5rnm,水走管方。水側(cè)和液體側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)分別為0. 85kWm2和 1. 70kW(m2，污垢熱阻可無視。假設(shè)水的出口溫度不能高于50，試求換熱器的傳熱面積。解：先求總傳熱系數(shù)，由于無視污垢熱阻，則1dbd1dK ooiido mo其中d 25mm, d 20mm, 850W /(m2 g

13、C), 170W /(m2 gC), d 22.5mm ，oiiom 45W /(mgC)將上數(shù)據(jù)代人公式125 2.5 103 25 1K850 2045 22.51700o得 K =4716Wm2。o再以臨界條件算得tm水 20 50 液體 30 80所以t1 80 50 30C, t2 30 20 10Ctmt t1 t2 30 10 18.2C30又由于K S tln t12=Wccpc (tln10t o om21代入數(shù)據(jù)得471.6 So18.2 1.25 103 1.9 (50 20)o解得S =8.3m2。3、有一吸取塔，塔內(nèi)裝有25mm 25mm 3mm 的拉西環(huán)，其比外表積

14、a=204 m2 / m3 (假設(shè)全部潤濕)，在 20、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 1400 m3 / h (標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))。塔頂噴淋的清水量為3000kg/h，丙酮回收率 =98%。平衡關(guān)系為y=1.68x(x、y 為摩爾分?jǐn)?shù))。塔徑 D=0.675m，總傳質(zhì)系數(shù) K 0.4kmol /(m2 h)。y試求：(1)傳質(zhì)單元數(shù) N ；(2)填料層高度HOG解：先將流量化為摩爾流量G 1400 62.5(kmol / h)L 3000 166.67(kmol / h)22.418Q y1 0.06, 98% y (1 ) y21 (1 0.98) 0

15、.06 0.0012x 02G62.51x L( y y12) (0.06 0.0012) 0.022 166.67y mx1e1y mx2e2 1.68 0.022 0.037 0y( y y11e) ( y2 y2e ) (0.06 0.037) (0.0012 0) 0.0074mlny yy y11eyy22e0.06 0.00120.06 0.037 ln 0.0012 012NOG ym0.0074G 7.965此題前面已求出的，是流量而不是流率，因此需求塔的橫截面積A。3.14AD20.67520.36(m2 ) 44G62.5HOGK 2.13(m)aA0.4 204 0.36

16、yH H NOGOG 2.31 7.97 16.96(m)4、在一常壓精餾塔內(nèi)分別苯和甲苯混合物，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。=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精餾段操作線方程；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假設(shè)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xw；Dx由D AFxF100

17、0 0.4 0.9，得：D 0.9 400kmol / hW=F- D=1000-400=600kmol/h又由物料衡算FxF DxDWxW得x (1000 0.4 400 0.9) / 600 0.06672最小回流比；W泡點(diǎn)進(jìn)料，q=1,xq x 0.4Fxyq q1 ( 1)xQ2.5 0.41 1.5 0.4 0.625x yRDq 0.9 0.625 1.22miny xqq0.625 0.4精餾段操作線方程；R 1.5R 1.83minyn1Rx R 1nxD 0.646x R 1n 0.318提餾段操作線方程；V V (R 1)D 2.83 400 1132L L qF RD F 1.83 400 1000 1732yL xW1732 x