2012年化工原理試題及答案解析

88化工原理題型選擇題15X1分填空題18X1分簡(jiǎn)答題2道（6+7分）計(jì)算題4道（54分）第1,3,6章共有70分分值分布及考試范圍第1章（25分）1.1流體基本性質(zhì)1.2流體靜力學(xué)第1章（25分）1.1流體基本性質(zhì)1.2流體靜力學(xué)1.3流體動(dòng)力學(xué)表壓，絕壓，真空度，密度的換算，牛頓黏度的換算最普通的U形管壓差計(jì)的算法，其他壓差計(jì)的使用范圍（液位測(cè)量不考）定態(tài)流動(dòng)與非定態(tài)流動(dòng)的特點(diǎn)伯努利方程（流速轉(zhuǎn)換，連續(xù)性方程，軸功率，效率）（考計(jì)算題）1.4流體流動(dòng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)僅有層流和湍流兩種流動(dòng)形態(tài) 層流流動(dòng)時(shí)平均速率為管中心最大速率的一半1.5流體流動(dòng)阻力層流底層越薄，阻力越小 1.直管阻力的計(jì)算（只考圓形管的）局部阻力計(jì)算（只考阻力系數(shù)法，記住，進(jìn)口阻力為0.5，出口阻力為1）1.6管路計(jì)算 記住復(fù)雜管路的特點(diǎn)1.7孔板流量計(jì)，轉(zhuǎn)子流量計(jì)的工作原理及特點(diǎn)，適用范圍1.8流體輸送機(jī)械離心泵的工作原理，重要組成，特性曲線及影響因素，氣縛，氣蝕現(xiàn)象第3章（24分） 3道選擇，2道填空，1道簡(jiǎn)答，1道計(jì)算13分3.1傳熱形式（熱傳導(dǎo)，熱對(duì)流，熱輻射），冷熱流體的接觸方式（直接，蓄熱，間壁式換熱）3.2固，液，氣體中熱導(dǎo)率隨密度，溫度等的變化（選擇題）3.33.3.5滴狀冷凝和膜狀冷凝的傳熱阻力系數(shù)比較，以及影響因素3.3.6沸騰曲線，過熱度，氣化核心3.4總傳熱速率方程和熱平衡方程的應(yīng)用（計(jì)算題，記住逆，順流的^tm的計(jì)算）3.5黑體，灰體，透熱體的概念 如何減少輻射傳熱3.6換熱器的適用場(chǎng)合3.7如何強(qiáng)化傳熱過程第6章（24分）4道選擇，3道填空， 1道計(jì)算14分6.2氣液平衡圖，相對(duì)揮發(fā)度的選擇（要大于1），壓力對(duì)精餾的影響6.36.7簡(jiǎn)單精餾，平衡精餾，恒沸精餾，萃取精餾的原理，特點(diǎn)，適用場(chǎng)合6.4回流液，再沸器的作用6.5（計(jì)算題）全回流與最小回流比，物料衡算，q線方程，操作方程，q對(duì)進(jìn)料狀態(tài)的影響6.8板式塔中，流體的力學(xué)狀況，返混現(xiàn)象第5,第7章（30分）我只記得，老師講要記住每一章開頭的本章學(xué)習(xí)要求中，要掌握的內(nèi)容，第5章（1道計(jì)算題13分……）重點(diǎn)記住作業(yè)中用到的公式吧第7章（1道簡(jiǎn)答題6分……）（不考計(jì)算，只考概念）

化工原理試卷（A）填空（20分，每空1分）而使A的傳遞速率比 .增大的倍數(shù), 而使A的傳遞速率比 .增大的倍數(shù),1、 漂流因子是指在單向擴(kuò)散時(shí)因存在 其值恒. 2、 用填料吸收塔處理低濃度氣體混合物，當(dāng)氣體處理量增大，若按比例增大吸收劑的流量 （即L/G不變），則Kya ,HOG— 3、 已分析測(cè)得精餾塔內(nèi)四股物料的組成為X5= *6= 為=-^6= 0.52,0.71,0.73,0.84X5= *6= 為=-^6= 4、 填料塔與板式塔相比較，操作范圍 、壓降_；而對(duì)于易起泡物系及腐蝕性物系,填料塔則 （不適合，更適合） 5、 萃取操作中選擇性系數(shù)是指 ， B-S完全不互溶時(shí)，選擇性系數(shù)趨于 。 6、 常壓25C下，木炭與空氣一水系統(tǒng)的平衡關(guān)系為：。=100%,X*=0.12； 0=20%,X*=0.032，現(xiàn)木炭的含水量為0.18，令其與25°C,。=20%的空氣接觸，則結(jié)合水為 ,非結(jié)合水為 ，自由水為 ，平衡水又為 。二、選擇題（20分，每空2分）一個(gè)液膜控制的吸收過程，為加大吸收速率，可采取 和 等措施。A.增大氣相湍動(dòng)B.增大液相湍動(dòng) C.采用物理吸收 D.采用化學(xué)吸收在常壓塔中用水吸收二氧化碳,ky和kx分別為氣相和液相傳質(zhì)分系數(shù),Ky為氣相傳質(zhì)總 系數(shù),m為相平衡常數(shù)，則 。A.為氣膜控制且Ky^ky B.為液膜控制且Ky^kxC.為氣膜控制且Ky^kx/m D.為液膜控制且Ky^kx/m 對(duì)于某理想溶液的平衡蒸餾，若維持進(jìn)料量F、物料溫度t、蒸發(fā)室壓強(qiáng)P不變，而將F物料濃度xF增加，則氣相餾出物組成xD ,氣相餾出物量D 。 A,變大B,變小C,不變D,不確定 用精餾塔分離某二元混合液，進(jìn)料量為10kmol/h,原料液組成xF為0.6，若要求餾出 液組成xD不小于0.9，則最大餾出液量為 ；A.6.67kmol/hB.6kmol/h C.9kmol/h D.不確定 氣液傳質(zhì)的塔板上，液面落差過大將造成 和 A.氣流的不均勻分布 B.漏液 C.溢流液泛 D.液沫夾帶進(jìn)行萃取操作時(shí)應(yīng)使：

A分配系數(shù)大于1 B分配系數(shù)小于1 C選擇性系數(shù)大于1 D選擇性系數(shù)小于1 當(dāng)空氣濕度和溫度一定時(shí)，相對(duì)濕度與總壓的關(guān)系是 。A,成正比B,成反比C,無關(guān)D,不確定三、 簡(jiǎn)答題（每題5分，共10分）特殊精餾指的是哪兩種？各適用于什么情況？ 對(duì)于混合液體，什么情況下選擇萃取分離，而不選擇精餾分離？ 四、 （20分）在一填料吸收塔內(nèi)用洗油逆流吸收煤氣中含苯蒸汽。進(jìn)塔煤氣中苯的初始 濃度為0.02（摩爾分率，下同），操作條件下氣液平衡關(guān)系為y=0.125x，操作液氣比為 0.18，進(jìn)塔洗油中苯的濃度為0.003，出塔煤氣中苯濃度降至0.002。因脫吸不良造成進(jìn)塔洗 油中苯的濃度為0.006，試求此情況下（1）出塔氣體中苯的濃度；（2）吸收推動(dòng)力降低的百分?jǐn)?shù)? 五、（15分）某精餾塔用以分離A組分（易揮發(fā)組分）和水的混合物，已知x「=0.5（摩爾分率，下同），xD=0.95,xW=0.1，回流比R=1.5，泡點(diǎn)回流，飽和液體進(jìn)料，塔頂采用全凝器，塔底用飽和水蒸汽直接加熱，物系相對(duì)揮發(fā)度a=2.25， 試求：（1）離開塔頂?shù)诙K理論板的汽相濃度;飽和水蒸汽（2）塔頂采出率D/Fo飽和水蒸汽 六、（15分）某濕物料的初始含水量為5%，干燥后的含水量為1%（即為濕基），濕物料處 理量為0.5kg/s,空氣的初始溫度為20°C,初始濕含量為0.005kg水/kg干空氣。將空氣預(yù)熱至150C進(jìn)入干燥器，假設(shè)所有水分皆在表面氣化階段除去，干燥設(shè)備保溫良好，廢氣的出 口溫度為70C，試求： （1）干空氣用量及廢氣出口的濕度H2（2）此干燥過程預(yù)熱器所需供熱量及熱效率各為多少？卷（卷（A）化工原理試填空（20分，每空1分） 561、 對(duì)流傳質(zhì)理論中較重要的有 和 o56 2、 已分析測(cè)得精餾塔內(nèi)四股物料的組成為0.52,0.71,0.73,0.84,試找出其對(duì)應(yīng)值x5= 法= x6= M 3、 填料塔與板式塔相比較，操作范圍 、壓降_；而對(duì)于易起泡物系及腐蝕性物系，填料塔則 （不適合，更適合） 4、 對(duì)于部分互溶物系的萃取操作中，溶質(zhì)A的加入使B與S的互溶度 ，當(dāng)A的加 入至某一濃度時(shí)，兩共軛相將變?yōu)?，此點(diǎn)稱為 ，一般 （在，不在）溶解度曲線的最高點(diǎn)。 5、 在萃取的設(shè)計(jì)中，通常將粘度 或者潤濕性 的液體作為分散相。 6、常壓25°C下，木炭與空氣一水系統(tǒng)的平衡關(guān)系為：＜b=100%，X*=0.12； （b=20%，X*=0.032，現(xiàn)木炭的含水量為0.18，令其與25C,山=20%的空氣接觸，則結(jié)合水為 ,非結(jié)合水為 ,自由水為 ,平衡水又為 二、選擇題（20分，每空2分）在常壓塔中用水吸收二氧化碳，ky和kx分別為氣相和液相傳質(zhì)分系數(shù),Ky為氣相傳質(zhì)總 系數(shù),m為相平衡常數(shù)，則 。A.為氣膜控制且Kyky B.為液膜控制且Ky^kxC.為氣膜控制且Ky^kx/m D.為液膜控制且Ky^kx/m 對(duì)于某理想溶液的平衡蒸餾，若維持進(jìn)料量F、物料溫度t、蒸發(fā)室壓強(qiáng)P不變，而將F物料濃度X增加，則氣相餾出物組成x，氣相餾出物量D。 F D A,變小B,變大 C,不變D,不確定 用精餾塔分離某二元混合液，進(jìn)料量為10kmol/h,原料液組成xF為0.6，若要求餾出 液組成xD不小于0.9,則最大餾出液量為 ；A.6.67kmol/hB.6kmol/h C.9kmol/h D,不確定 氣液傳質(zhì)的塔板上，液面落差過大將造成 和 A.氣流的不均勻分布 B.漏液 C.溢流液泛 D.液沫夾帶進(jìn)行萃取操作時(shí)應(yīng)使： A分配系數(shù)大于1 B分配系數(shù)小于1 C選擇性系數(shù)大于1D選擇性系數(shù)小于1 單級(jí)（理論級(jí)）萃取操作中，在維持相同萃余相濃度下，用含有少量溶質(zhì)的萃取劑代替純?nèi)軇?，則萃取相量與萃余相量之比將 。 A不變B降低 C增加D不定 采用多級(jí)逆流萃取與單級(jí)萃取相比較，如果溶劑比、萃取相濃度一樣，則多級(jí)逆流萃取可 使萃余相分率 。 A增大B減少C基本不變 D增大、減少都有可能當(dāng)空氣濕度和溫度一定時(shí)，相對(duì)濕度與總壓的關(guān)系是 。A,成正比B，成反比C,無關(guān)D,不確定三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共10分） 特殊精餾指的是哪兩種？各適用于什么情況？ 對(duì)于混合液體的分離，什么情況下選擇萃取操作，而不選擇精餾操作?88四、（15分）某精餾塔用以分離A組分（易揮發(fā)組分）和水的混合物，已知xf=0.5（摩爾分率，下同），xd=0.95,xw=0.1，回流比R=1.5，泡點(diǎn)回流，飽和液體進(jìn)料，塔頂采用全凝器，塔底用飽和水蒸汽直接加熱，物系相對(duì)揮發(fā)度a=2.25,試求：（1）離開塔頂?shù)诙K理論板的汽相濃度;（2）塔頂采出率D/Fo飽和水蒸汽五、（20分）某混合物含溶質(zhì)A為40%，稀釋劑B為60%，擬用單級(jí)萃取進(jìn)行分離，要求萃取液中含A的濃度xoA不超過20%,某操作溫度下，溶解度曲線如圖，分配系數(shù)kA=1,試求：飽和水蒸汽（1） 此單級(jí)萃取所需的溶劑比S/F為多少？萃余率RxAo/FxFA為多少？此時(shí)選擇性系數(shù)B為多少？（2）若降低操作溫度，使兩相區(qū)域增大為如圖虛線所示，假設(shè)分配系數(shù)kA不變，溶劑比S/F不變，試分析萃取相、萃取液、萃余相、萃余液中A的濃度和過程的選擇性系數(shù)如何變化？六、（15分）某濕物料的初始含水量為5%,干燥后的含水量為1%（即為濕基），濕物料處理量為0.5kg/s,空氣的初始溫度為20^,初始濕含量為0.005kg水/kg干空氣。將空氣預(yù)熱至150°C進(jìn)入干燥器，假設(shè)所有水分皆在表面氣化階段除去，干燥設(shè)備保溫良好，空氣的出口溫度選定為70°C,試求：（1）干空氣用量及廢氣出口的濕度H2（2）此干燥過程所需預(yù)熱器供熱量及熱效率各為多少?11年《化工原理》（下）A卷答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)填空（20分，每空1分）1.主體流動(dòng) 等分子反向擴(kuò)散 大于 :3.x5=0.71y5=0.84x6=0.52 y6=0.73 4.小低萃取相中溶質(zhì)的質(zhì)量分率與萃余相中溶質(zhì)的質(zhì)量分率之比值0.120.06 0.148 0.032二、 選擇題（20分，每空2分）1.BD2.D3.CB4.A三、 簡(jiǎn)答題（每題5分，共10分）答：特殊精餾是指恒沸精餾和萃取精餾恒沸精餾適用于混合物中有恒沸物產(chǎn)生，采用普通精餾不能分離徹底時(shí)；萃取精餾則適用于混合物相對(duì)揮發(fā)度過低，采用普通精餾需要的理論板太多，回流比太大，使設(shè)備投資及操作費(fèi)用都不經(jīng)濟(jì)的情況。答：①混合物相對(duì)揮發(fā)度小或形成恒沸物，用一般精餾方法不能分離或很不經(jīng)濟(jì)；混合液濃度很稀，采用普通精餾方法能耗過大；混合液含熱敏性物質(zhì)，采用萃取方法可避免物料受熱破壞。2.增大增大降低降低

更適合

無窮大5.AB6.C7.A四、20分解：原工況：mG0.125S=——= =0.6944L0.18NOG、八c、y—mx。ln(1—S)—1 2+Sy—mx1- 2 2NOG1—0.69440.02-O.125x。伽+0.6944“(1—0.6944)0.002—0.125x0.003=4.837y—y0.02—0.002—i = =0.003721NOG4.8377分新工況：H=HOGOG3分N'=NOGOG1—0.6944i巾…”、0.02—0.125x0.006ln(1—0.6944) +0.6944=4.837y'—0.125x0.0062解得y2=0.0023445分△△y，/m4.837yi—y'2=°.02—0.002344=0.003650N4.837OG

0.003721Bm=Q003721—。.003650=0.01908=1.91%Ay0.003721五'15分(1)精餾段操作線方程為:y=-^x+-^=15x+095=0.6x五'15分(1)精餾段操作線方程為:y=-^x+-^=15x+095=0.6x+0.38n+1 R+1nR+12.5n2.5(2)解之得:0.952.25—1.25x0.951=0.8942分y=0.6x+0.38=0.6x0.894+0.38=0.9162 12分<Fx= +WxS=Vr=(R+1)DV+(q_1FFx0.5=Dx0.95+Wx0.1S=V'=2.5D+G-1)F0.36六\15分解:(i)當(dāng)出口氣體溫度選定為t=70ae時(shí)，i1六\15分(1.01+1.88H)t+2500H—1.01t 1_1 1 22500+1.88t2(1.01+1.88x0.005)x150+2500x0.005—1.01x70 =0.036kg/kg宀-2500+1.88x70 水干空氣所需空氣量可由物料衡算式求出G(X_X)=V(H—H)TOC\o"1-5"\h\zC1 2 2 105(1005)(0.05 0.01)\o"CurrentDocument"廠，vv\ 0.5x(1—0.05)x( — )/s干空氣V=G[(氣_X2)= 】_OU】_0.01=/s干空氣H—H 0.036—0.005\o"CurrentDocument"2 14分所需供熱量和熱效率分別為Q=V(1.01+1.88H0)(t1-t2)\o"CurrentDocument"=0.652x(1.01+1.88x0.005)x(150-20)=86.3kJ/s 4分

11年《化工原理》（下）A卷答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)填空（20分，每空1分）有效膜理論，溶質(zhì)滲透理論，表面更新理論尤5=0.71y5=°.84 0.52y6=0.73 3.小低更適合加大一相臨界混溶點(diǎn)不在大較差 6.0.120.06 0.148 0.032二、 選擇題（20分，每空2分）1.D2.CB3.A4.AB5.C6.C 7.B 8.A三、 簡(jiǎn)答題（每題5分，共10分）答：特殊精餾是指恒沸精餾和萃取精餾恒沸精餾適用于混合物中有恒沸物產(chǎn)生，采用普通精餾不能分離徹底時(shí)；萃取精餾則適用于混合物相對(duì)揮發(fā)度過低，采用普通精餾需要的理論板太多，回流比太大，使設(shè)備投資及操作費(fèi)用都不經(jīng)濟(jì)的情況。答：①混合物相對(duì)揮發(fā)度小或形成恒沸物，用一般精餾方法不能分離或很不經(jīng)濟(jì)；混合液濃度很稀，采用普通精餾方法能耗過大；混合液含熱敏性物質(zhì)，采用萃取方法可避免物料受熱破壞。Rx1.5y= xH a=——xRx1.5y= xH a=——xn+1 R+1nR+12.5+095=0.6x+0.382.5n0.950.95y=x=0.9522分y=0.6x+0.38=0.6x0.894+0.38=0.916(2)88F+S=D+W?FX0.5=DX0.95+Wx0.1

S=V'=2.5D+G-1)F=0.36解之得: 五、20分 需要作圖具體求解，略六、15分解：（1）當(dāng)出口氣體溫度選定為t2=70°C時(shí)，I1=I2(1.01+1.88H+2500H-1.01t 1_1 1 2

2500+1.88t2(1.01+1.88x0.005)x150+2500x0.005—1.01x702500+1.88x70=0.036kg水干空氣 所需空氣量可由物料衡算式求出Gc(X1—X2)=V(H2-H1)05(1005)(0.05 0.01)廠，vv\ 0.5x(1—0.05)x( — )V=Gc(X1-X2)= 】—0.05】—°.01=0.652kgH—H 0.036—0.00521/s干空氣4分所需供熱量和熱效率分別為Q=V(1.01+1.88H0)(t1-t2)0 124分=0.652x(1.01+1.88x0.005)x(150-20)=86.3kJ/s4分150—70 =0.615150—201 0化工原理試卷及答案1填空題（每空1分，共20分）某容器內(nèi)的絕對(duì)壓強(qiáng)為200kPa，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01.3kPa，則表壓為 。 在重力沉降操作中，影響沉降速度的因素主要有 、 和 。 熱量傳遞的基本方式有—、 和 。 吸收因子A可表示為—，它是—與—的比值。 空氣的干球溫度為t，濕球溫度為tw，露點(diǎn)溫度為t，，當(dāng)空氣的相對(duì)濕度等于1時(shí)，則t、wdtw和td的大小關(guān)系為 。wd 吸收操作一般用于分離—混合物，其原理是利用原料中各組分—差異來達(dá)到分離的目 的；精餾操作則一般用于分離—混合物，其原理是利用原料中各組分的 差異來達(dá)到分離的目的。7.恒定干燥條件下的干燥速率曲線一般包括 階段和 階段。8.全回流（A=€）時(shí)，精餾段操作線的斜率為 ,提餾段操作線的斜率為 對(duì)相同的xD和和，部分回流比全回流所需的理論板數(shù) 。一、選擇題（每小題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 （）u,d、A. 1—(2)2ud2 1u /d、B?i=(—)2ud22udC.T=1ud2 2udD.T=2ud2 12.離心泵的特性曲線是在哪種情況下測(cè)定()A.效率一定B.功率一定C.轉(zhuǎn)速一定D.管路（l+Je）一定3. 4.5. 對(duì)一臺(tái)正在工作的列管式換熱器，已知?1=11600W?m-2?K-i，a2提高總傳熱系數(shù)"，最簡(jiǎn)單有效的途徑是A.設(shè)法增大a1 B.設(shè)法增大a2C.同時(shí)增大a1和a2 D.不確定在降塵室內(nèi)，要使微粒從氣流中除去的條件是A.停留時(shí)間巳沉降時(shí)間 B.停留時(shí)間W沉降時(shí)間C.停留時(shí)間〈沉降時(shí)間 D.停留時(shí)間〉沉降時(shí)間在討論旋風(fēng)分離器的分離性能時(shí)，臨界粒徑這一術(shù)語是指旋風(fēng)分離器效率最高時(shí)旋風(fēng)分離器的直徑旋風(fēng)分離器允許的最小直徑旋風(fēng)分離器能夠全部分離出來的最小粒徑能保持層流流型最大的顆粒直徑A.B.C.116W,m-2?K-1，要(6.7.8.9.D. 若亨利系數(shù)E值很大，依據(jù)雙膜理論，則可判斷過程的吸收速率控制由A.氣膜 B.液膜 C.雙膜 D.液相主體 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.基本不變 D.先增多，后變少 對(duì)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)則A.吸收推動(dòng)力最大 B.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固體物料在恒速干燥終了時(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(duì)于有一定精餾塔數(shù)的精餾塔，當(dāng)q、-F等保持一定，而回流比R增大時(shí)，則定有（）A.xD增大，x減小D W B. 不變，x增加D WC.減小，x增加 D. 減小，x不變?nèi)?判斷題（每小題1分，共10分）TOC\o"1-5"\h\z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。 （）離心泵的壓頭又稱揚(yáng)程，指離心泵對(duì)單位質(zhì)量的液體所能提供的有效能量。（）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。 （）液體和氣體的粘度均隨溫度升高而增大。 （）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。 （）升高溫度或降低總壓均有利于吸收操作的進(jìn)行。 （）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。 （）液體和氣體的粘度均隨溫度升高而增大。 （）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。 （）升高溫度或降低總壓均有利于吸收操作的進(jìn)行。 （）一般來說，離心沉降設(shè)備的分離效果比重力沉降設(shè)備的分離效果好。 （）填料塔中填料的有效比表面積越大，傳質(zhì)單元高度越小。 （）兩流體間壁傳熱時(shí)，以管外或管內(nèi)表面積計(jì)，傳熱速率相等。 （）轉(zhuǎn)子流量計(jì)是恒壓強(qiáng)變截面的流量計(jì)。 （）四、 簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）怎樣強(qiáng)化傳熱過程？哪種強(qiáng)化途徑是最主要的？什么是離心泵的氣蝕現(xiàn)象？簡(jiǎn)述氣蝕現(xiàn)象引起的不良后果。簡(jiǎn)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)。何謂兩相間傳質(zhì)的雙膜理論？其基本論點(diǎn)是什么？有一用水吸收混合氣中氨的常壓逆流吸收塔，如圖所示。水由水池用離心泵送至塔頂經(jīng)噴頭噴出，泵入口管為①108mmX4mm的無縫鋼管，管中流量為40m3/h，出口管為中89mmX3.5mm無縫鋼管。池內(nèi)水深為2m,池底至塔頂噴頭入口處的垂直距離為20m。管路的總阻力損失為40J/kg，噴頭入口處的壓強(qiáng)為120kPa（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。（本題條件下，水的密度為1000kg/m3，重力加速度g=9.81m/s2）題1附圖2.在一套管式換熱器 中，流量為2500kg/h,平均比熱容為2.0kJ/（kg?°C）的熱流體在內(nèi)管中從90°C冷卻至50°C,環(huán)隙中冷水從20°C被加熱至40Co冷、熱流體逆流流動(dòng)。已知冷卻水的平均比熱容為4.17kJ/（kg?°C）,傳熱系數(shù)K值為200w/（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1000kmol/h,在一常壓精餾塔內(nèi)進(jìn)行分離，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)料，泡點(diǎn)回流，取回流比為最小回流比的1.5倍，已知相對(duì)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（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）98.7kPa顆粒直徑（如）、顆粒密度（p「、流體密度（p）（熱）對(duì)流、（熱）傳導(dǎo)、（熱）輻射L/mG操作線斜率平衡線斜率t=tw=td6.氣體溶解度液體揮發(fā)度（沸點(diǎn)）恒速干燥降速干燥1 1多二、 選擇題（每小題2分，共20分）1-5.ACBAC6-10.BADCA三、 判斷題（每小題1分，共10分）1.寸2.寸3.寸 4.x5.寸6.x 7.寸8.寸9.x 10.寸四、 簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）根據(jù)傳熱總速率方程Q=KAAtm，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(duì)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、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。（2分）汽蝕現(xiàn)象危害：1）造成很高的局部壓力，發(fā)生噪聲，引起泵的振動(dòng)；2） 同時(shí)還造成金屬表面嚴(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）根據(jù)雷諾數(shù)Re=四 （分）卩可將流體在直管內(nèi)的流動(dòng)分為三種方式：1） 當(dāng)雷諾數(shù)Re…2000,層流；2） 當(dāng)雷諾數(shù)2000vRe<4000,流動(dòng)類型不穩(wěn)定，可能層流，也可能湍流；88（33）當(dāng)雷諾數(shù)Re>4000,流動(dòng)湍流。（3分）雙膜理論基于雙膜模型，它把復(fù)雜的對(duì)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)基本觀點(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，氣液兩相達(dá)到相平衡，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)。（3分）五、計(jì)算題（每小題10分，共30分）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u2

空u2

空+T+Pi+W=Zg+U^P一+%+Zh2pf1-2（2分）以（2分）以1-1截面為基準(zhǔn)面，由己知可得：Z=0,p=0kPa（表壓）1Z=18m,p=120kPa（表壓）2由于水池液面比管路的截面大得多，因此u=01塔頂噴頭入口的流速u=丄=40/3600=2.11m/s2業(yè)-0.08224 4代入上式可得:W=18gW=18g 2」1120x10001000+40=176.58+2.23+120+40=338.8U/Kg（5分）可得=5791W=5.79KW（3分）40/3600x338.81=5791W=5.79KW（3分）0652?解:⑴Q=31（T1-T2A5.56KJ/S（KW）

己知冷熱流體換熱過程中無熱損失，Q，qc（T-T）,qc（t-1）m1p112 m2p221（3分）己知冷熱流體換熱過程中無熱損失，Q，qc（T-T）,qc（t-1己知冷熱流體換熱過程中無熱損失，Q，qc（T-T）,qc（t-1）m1p112 m2p221（3分）己知冷熱流體換熱過程中無熱損失，Q，qc（T-T）,qc（t-1）m1p112 m2p221（3分）（2分）（）AtAt—i分）qc(T-T)2500/3600x2.0x(90-50)汩p~'1—, =0.67kg/s4.17x(40-20)-At_ (90-40)-(50-20),3915°Cin1

At2in5030(2m1p1 1(T-T)，KAAt255.56x103KAt 200x39.15,7.10m2另解：由于云廣2At90-40,5v2故看A At+At40-20—3V'故有…疽(90-40)-(50-20),40°。丄，55.56x103，6.95m2分)所以A,KAt 200x40m0.9D 53.解:(1) =90%1000x0.4D，400kmol/hW，600（3分）kmoi/h1000x0.4，400x0.9+600xw1000x0.4-400x0.9,0.0667600(2)q，1z—Fy，丄x-q-1q-1線方程：x，0.4平衡線方程：以，2.5oxy,2.5xy，1+1.5x聯(lián)立求得交點(diǎn)坐標(biāo)為：Xp，0.4y，0.625pRmin-y—py—xpp0.9-°.625,1.2220.625-0.4R，1.5R ，1.8333minRx精餾段操作線：y,和x+馮,0.647x+0.317合肥工業(yè)大學(xué)化工原理試卷（一）一.填空題（20分）（2分）當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?50mmHg時(shí)，測(cè)得某體系的表壓為100mmHg,則該體系的絕對(duì)壓強(qiáng) 為 mmHg,真空度為 mmHg。 （2分）米糠油在管中作層流流動(dòng)，若流量不變，管長不變，管徑增加一倍，則摩擦阻力損失為原來的 倍。 （2分）離心泵的安裝高度超過允許安裝高度時(shí)，離心泵會(huì)發(fā)生 現(xiàn)象。 （2分）傳導(dǎo)傳熱的傅立葉定律為 其各項(xiàng)表示為 , , ， 和 。 （2分）設(shè)降塵室的長、寬、高分別為、B、（單位均為m）,顆粒的沉降速度為u0（）， 氣體的體積流量為qv,則顆粒能在降塵室分離的條件是 。A.B.C.D. （2分）當(dāng)吸收平衡線為斜率m的直線時(shí)，則1/Kx=1/kx+ 。若為液膜控制，則Kx? 。（2分）間壁換熱器管壁溫度tW接近a 一側(cè)的流體溫度；總傳熱系數(shù)K的數(shù)值接近 一側(cè)的a值。 （3分）蒸發(fā)操作中，造成溫度差損失的原因有：TOC\o"1-5"\h\z（1） ；（2） ；（3） 。（4分）已知在t=50°C、P=1atm時(shí)空氣中水蒸汽分壓Pw=55.3mmHg，則該空氣的濕含量H= ；相對(duì)濕度j= ；（50C時(shí)，水的飽和蒸汽壓為92.51mmHg）。選擇題（10分）（2分）流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，滯流內(nèi)層的厚度隨流速的增加而（）。 A,變小 B.變大 C.不變 （2分）為使U形壓差計(jì)的靈敏度較高，選擇指示液時(shí)，應(yīng)使指示液和被測(cè)流體的密度差（P指-P）的值（ ）。 A.偏大 B.偏小C.越大越好（2分）離心泵銘牌上標(biāo)明的流量是指（）A.效率最高時(shí)的流量 B.泵的最大流量C.揚(yáng)程最大時(shí)的流量 D.最小揚(yáng)程時(shí)的流量（2分）精餾塔的進(jìn)料狀況為冷液進(jìn)料時(shí)，則提餾段的液體下降量L0（）A.>L+F;B.<L+F C.=L+F（注：L一精餾段液體下降量；F一進(jìn)料量） （2分）在下列哪些線上露點(diǎn)溫度相等（）A.等相對(duì)濕度線；B.等熱焓線；C.等濕度線；D.絕熱冷卻線簡(jiǎn)答題（10分） （4分）試列舉三種分離均相物系的單元操作，并指出其分離依據(jù)。 （3分）剛從冰箱中拿出的奶瓶放在空氣中，外壁常常會(huì)析出水珠，請(qǐng)解釋原因。

（3分）用一般的蒸餡方法分離乙醇一水混合液，為何得不到無水乙醇?四.計(jì)算題（60分）（15分）用泵自貯油池向高位槽輸送礦物油，流量為38.4噸/小時(shí)，高位槽中液面比油池中液面高20m,管路總長（包括閥門及管件的當(dāng)量長度）330m,進(jìn)出口阻力不計(jì)。管徑為ei08X4mm,若油在輸送溫度下的比重為0.96,粘度為3430cP,求泵所需的實(shí)際功率，設(shè)泵的效率n=50%。（15分）用一傳熱面積為3m2由4）25X2.5mm的管子組成的單程列管式換熱器，用初溫為1CTC的水將機(jī)油由200°C冷卻至10CTC，水走管內(nèi)，油走管間。已知水和機(jī)油的質(zhì)量流量分別為1000kg/h和1200kg/h,其比熱分別為4.18kJ/kg?K和2.0kJ/kg-K;水側(cè)和油側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)分別為2000W/m2-K和250W/m2-K,兩流體呈逆流流動(dòng)，忽略管壁和污垢熱阻。（1）計(jì)算說明該換熱器是否合用？（2）夏天當(dāng)水的初溫達(dá)到3CTC,而油的流量及冷卻程度不變時(shí),該換熱器是否合用?（假設(shè)傳熱系數(shù)不變）（15分）用常壓精餡塔分離雙組分理想混合物，泡點(diǎn)進(jìn)料，進(jìn)料量100kmol/h,加料組成為50%,塔頂產(chǎn)品組成=95%,產(chǎn)量D=50kmol/h,回流比R=2Rmin,設(shè)全塔均為理論板，以上組成均為摩爾分率。相對(duì)揮發(fā)度CL=3。求：（1）Rmin（最小回流比）； （2）精餡段和提餡段上升蒸汽量；（3）列出該情況下的精餡段操作線方程。（15分）在常壓逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空氣中某溶質(zhì)A,進(jìn)塔氣體中溶質(zhì)A的含量為8%（體積%）,吸收率為98%,操作條件下的平衡關(guān)系為y=2.5x,取吸收劑用量為最小用量的1.2倍，試求：（1） 水溶液的出塔濃度；（2） 若氣相總傳質(zhì)單元高度為0.6m,現(xiàn)有一填料層高為6m的塔，問該塔是否合用？注：計(jì)算中可用摩爾分率代替摩爾比，用混合氣體量代替惰性氣體量，用溶液量代替溶劑量。一.填空題（20分）答案答案答案答案合肥工業(yè)大學(xué)化工原理試題參考答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（一）一.填空題（20分）答案答案答案答案850; -100 （2分，每空1分）1/16 （2分）氣蝕 （2分） dQ=一入Aat/而,dQ表示單位時(shí)間傳遞的熱量，一表示溫度向降低方向傳遞,A表示傳熱面積,入表示導(dǎo)然系數(shù)和at/而表示溫度梯度?；騞Q/dT=-XAdt/d8,dQ/dT表示單位時(shí)間傳遞的熱量，一表示溫度向降低方向傳遞,A表示傳熱面積,入表示導(dǎo)然系數(shù)和dt/d8表示溫度梯度。（2分）（2分）（2分，每空1（2分）（2分，每空1分）（2分，每空1分）B1/（mky）；kx大 熱阻大或a值小答案：答案：88答案：（1）溶質(zhì)的存在使蒸氣壓下降，沸點(diǎn)升高（2）液柱靜壓強(qiáng)引起（3）管道流體阻力導(dǎo)致（3分，每空1分）答案：0.0488Kg濕分/Kg干空氣， 0.598 （4分，每空2分）選擇題（10分）答案：A （2分） 2.答案：B （2分）答案：A （2分） 4.答案：A （2分） 5,答案：C（2分）簡(jiǎn)答題（10分）（4分）答案：（1） 蒸發(fā)，分離溶液混合物。溶質(zhì)A是非揮發(fā)性的，而溶劑B是揮發(fā)性的。（2） 吸收，分離氣體混合物。組分A與組分B（或幾種惰性組分）在吸收劑中的溶解度差別。（3） 蒸餡，分離溶液混合物。A、B兩組分揮發(fā)性不同。（3分）答案：剛從冰箱中拿出的奶瓶因溫度較低會(huì)將周圍空氣冷凝達(dá)到飽和狀態(tài)，故會(huì)析出水珠。（3分）答案：因乙醇一水體系為非理想物系，存在最低恒沸點(diǎn)，此時(shí)相平衡線與對(duì)角線相交，物系的相對(duì)揮發(fā)度a=1,因此不能用普通的蒸餡方法分離得到無水乙醇。計(jì)算題（60分）（15分）答案： 對(duì)貯油池液面至高位槽液面列柏努利方程：He=AZ+入[(1+2le)/d](u2/2g)△Z=20m 1+Sle=330m d=108-2X4=100mm=0.1mu=ms/0.785d2r=38400/3600x0.785x0.12x960TOC\o"1-5"\h\z=1.415m/s (4分)Re=duP/卩=0.1X1.415X960/3430X10-3=39.6v2000 (2分)入=64/Re=64/39.6=1.616 (3分)He=20+1.616X(330/0.1)X(1.4152/2X9.81>564.2m (3分)N=QHepg/r|=38400x564.2x9.81/(3600x0.5xl000)=118.1kw (3分)(15分)答案：QI=1200X2X(200-100>240000kJ/h (2分)Q2=Q1,t2=tl+Ql/(ms2-Cp2)=10+240000/(1000X4.18)=67.4°C (2分)Atm=(132.6-90)/ln(132.6/90)=110°C (2分)!/Kl=l/al+dl/(a2d2)=l/250+25/(2000x20)Kl=216.2W/m2?K (2分)A1=Q1/(K1Atm)=240000X103/(216.2X3600X110)(2分)=2.8m2<3m2(2分)tl=30°C時(shí)t2=30+240000/(1000X4.18>87.4°CTOC\o"1-5"\h\z△tm=(l12.6-70)/ln(l12.6/70>89.6°C (3分)A2=240000X103/(3600X89.6X216.2)=3.45m2>3m2不適用 (2分)(15分)答案：y=clx/[l+(cl-l)x]=3x/(l+2x) (2分)泡點(diǎn)進(jìn)料q=l,xe=xf=0.5, (2分)ye=3x0.5/(l+2x0.5)=1.5/2=0.75Rmin/(Rmin+l)=(0.95-0.75)/(0.95-0.5)=0.20/0.45=4/9Rmin=4/5=0.8 (4分)V=V‘=(R+1)D=(2X0.8+1)X50=130kmol/h (3分)y=[R/(R+l)]x+xD/(R+l)=0.615x+0.365 (4分)(15分)答案：(L/G)min=(yl-y2)/xel=(yl-y2)/(yl/m)=mn (2分)L/G=1.2(L/G)min=(y1-y2)/x1x1=y1/(1.2m)=0.08/(1.2X2.5)=0.0267 (3分)S=m/(L/G)=m/(1.2XmXn)=1/(1.2n)=1/(1.2X0.98)=0.8503 (3分)y1/y2=y1/(y1(1-n))=1/(1-n)=1/0.02=50 (2分)NOG=1/(1-S)ln[(1-S)y1/y2+S]=14.2 (3分)h=HOGXNOG=0.6X14.2=8.50m>6m，所以不合用。 (2分)化工原理試題一.填空題(共24分)(3分)當(dāng)Re為已知時(shí)，流體在圓形直管內(nèi)呈層流時(shí)的摩擦系數(shù)入= ，在管內(nèi)呈湍流時(shí)，摩擦系數(shù)入與 、 有關(guān)。 (2分)某液體在套管環(huán)隙內(nèi)流動(dòng)，大管規(guī)格為e56X3mm,小管規(guī)格為30X2.5mm，液體粘度為1mPa.s.，密度為1000kg.m-3，流速為1m.s-1，則該液體在套管環(huán)隙內(nèi)流動(dòng)的Re= 。 (7)離心泵的葉輪有 、 和 三種類型，若輸送漿料或懸浮液宜選 用 。離心泵在啟動(dòng)時(shí)應(yīng)先將出口閥 ，目的是 。往復(fù) 泵在啟動(dòng)時(shí)，其出口閥必須 .(2)過濾速率是指 。在恒壓過濾時(shí)，過濾速率將隨操作的進(jìn)行而逐漸 。(2)用飽和水蒸汽加熱空氣時(shí)，換熱管的壁溫接近 的溫度，而傳熱系數(shù)K值接近 的對(duì)流傳熱系數(shù)。 (2)有兩種不同的固體材料，它們的導(dǎo)熱系數(shù)第一種為入J〉第二種為入2，若作為換熱器材料，應(yīng)選用 種；當(dāng)作為保溫材料時(shí)，應(yīng)選用 種。（3）列管式換熱器的殼程內(nèi)設(shè)置折流擋板的作用在于 ,折流擋板的形狀有 ， 等O （3）若維持不飽和空氣的濕度H不變，提高空氣的干球溫度，則空氣的濕球溫度 , 露點(diǎn) ，相對(duì)濕度 （變大，變小，不變，不確定）。二、選擇題（共16分，每題2分）干燥是（）過程。傳質(zhì)；B.傳熱；C.傳熱和傳質(zhì)。 介質(zhì)阻力系數(shù)C=24/Re的適用范圍是（）oA,圓柱形微粒；B,球形微粒；C.方形微粒；D.層流區(qū)；E.過渡區(qū)；F.湍流區(qū) 在下面幾種換熱器中，傳熱系數(shù)較大的是（）；能適用于高溫高壓場(chǎng)合的是（）；單位傳熱面積的金屬耗量較大的是（）oA,套管式B,列管式C,板式 在穩(wěn)定變溫傳熱中，流體的流向選擇（）時(shí)傳熱平均溫度差最大。A,并流B,逆流C,錯(cuò)流 離心泵的揚(yáng)程是指泵給予（）液體的有效能量。A.1kgB.INC.Im現(xiàn)要輸送45m3.h-i的水，若管內(nèi)水的流速約取2.5m.s-i,則可選（）鋼管。A.（p76><3mmB.（p88.5><4mmC.（pl08><4mm將管路上的閥門關(guān)小時(shí)，其阻力系數(shù)（）o 變小B,變大C.不變?cè)诘人俑稍镫A段中，在給定的空氣條件下，對(duì)干燥速率正確的判斷是：（）A.干燥速率隨 物料種類不同而有極大的差異； 干燥速率隨物料種類不同而有較大的差異； 各種不同物料的干燥速率實(shí)質(zhì)上是相同的；不一定。計(jì)算題（共60分） 1.（15分）現(xiàn)某廠準(zhǔn)備選用一臺(tái)換熱器用19.61kN.m-2（表壓）的飽和水蒸汽供牛奶消毒用，牛 奶在管內(nèi)流動(dòng)，從1CTC加熱到85°C,其平均比熱為3.9kJ.kg-i.K-i,處理量為3t.h-i。飽和水 蒸汽在管外冷凝，冷凝水在飽和溫度下排出，換熱器的傳熱系數(shù)K=1400W.m-2.K-i（以外表 面積計(jì)），換熱器的散熱損失為飽和蒸汽放出熱量的5%,試求： （1） 飽和水蒸汽的消耗量為多少kg.h-i?（2） 要選用多大換熱面積的換熱器？當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?8.07kN.m-2附：飽和蒸汽性質(zhì)表壓力 溫度 培/kJ.kg-i 汽化熱/kN.m-2°C液體 蒸汽kJ.kg-i19.61 53.6 224 2594 237098.0799.1 415 26762261

117.7 104.2 437 2684 2247（10分）已知空氣的t=30°C,t=20試算出該空氣的H和祖值。（空氣