化工試卷A卷答案(共7頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上西華師范大學學生試卷 2009年6月 日 2008-2009學年第2學期 考室 題號一二三四五六七八九十總分閱卷教師得分化學化工學院06級化學教育、應化專業(yè)和07級應化專業(yè)化工基礎試題 A卷 閉卷考試 時間120分鐘 注意事項：1.滿分：100分。保持卷面整潔，否則扣卷面2分。2.交卷時請將試題卷與答題卷一起交，否則扣分。 3.學生必須將姓名、班級、學號完整填寫在規(guī)定的密封欄目內，否則視為廢卷。4.學生必須簽到，否則出現(xiàn)遺漏由學生本人負責。得分閱卷人 一、填空題（每空1 分，共20分）1、局部阻力損失有兩種計算方法，即 當量直徑法 和 局部阻力系數(shù)法 。2、溫度梯度的

2、正方向為：溫度增加的方向 。3、傳熱膜系數(shù)的物理意義為： 單位時間，單位面積上，溫度差為1K時所傳遞的熱量。4、普朗特數(shù)的符號是 Pr ；表示的意義是： 表示物性影響的特征數(shù) 。5、kG的單位為 ：；kL的單位為： 。6、在吸收中對于溶解度較小的氣體，吸收速率一般由液相一側控制。7、氣相總體積吸收系數(shù)的表達式為：，單位為： 。8、滿足恒物質的量溢流假設成立，必須滿足以下三個條件：（1） 混合物中各組分 的物質的量氣化潛熱相等。（2） 精餾塔各部分保溫性能好，熱損失可忽略不計 。（3） 在各層塔板上液相顯熱的變化可忽略不計 。9、通常以溶質分子量高于 500 的分離過程為超濾。10、示蹤劑的要求

3、：（1） 不與物料發(fā)生化學反應 。（2） 便于檢測 。（3） 所加入的量不影響物料的流動狀況 。11、停留時間的有兩個主要數(shù)學特征，一是數(shù)學期望（或平均停留時間） ，另一個是 方差 。得分閱卷人 二、簡答題（每小題5分，共20分）1、簡述精餾塔中精餾段的作用。答：利用回流液將上升氣體中的難揮發(fā)組分部分冷凝下來，所產(chǎn)生的冷凝熱同時使塔板上液體中的易揮發(fā)組分部分氣化，對上升蒸氣起到蒸餾提純的作用，從而在塔頂?shù)玫捷^為純粹的易揮發(fā)組分。2、簡述對流傳熱的溫度分布情況。答：就熱阻而言，層流內層的熱阻占對流傳熱熱阻的大部分，故該層流體雖然很薄，但熱阻卻很大，因子溫度梯度也很大。湍流核心的溫度較為均勻，熱阻

4、很小。有流體主體至壁面的溫度分布如圖所示。3、簡述間歇操作攪拌釜式反應器的特點。（1）間歇操作（2）反應物和生成物濃度隨時間變化（3）操作時間包括反應時間和輔助時間÷（4）釜內各點溫度濃度均一致。4、簡述離心泵工作原理。離心泵在啟動前，用液體先將泵灌滿，當葉輪高速旋轉時，葉片間的液體也隨葉輪旋轉而產(chǎn)生離心力，液體隨之甩向葉輪外緣。在此過程中流體獲得動能。由于葉輪上葉片間的流體通道界面和泵殼的蝸形流道截面都是逐漸擴大的，使流體在泵內流動的流速逐漸降低，一部分動能轉變?yōu)殪o壓能，而使流體壓強逐漸增高，最后從泵的壓出口壓出。與此同時，由于離心力作用，葉輪中心的流體被甩到葉輪的邊緣，使葉輪中心

5、形成低壓，其壓強低于被吸入液體液面的壓強，故流體從泵的吸入口不斷吸入。因此，離心泵是由于吸入口和吸入端液面壓差的推動，才得以連續(xù)不斷地輸送流體，維持流體輸送的連續(xù)性。得分閱卷人 三、計算題（每小題12分，共60分）1.用泵將貯槽中密度為1200kg/m3的溶液送到蒸發(fā)器內，貯槽內液面維持恒定，其上方壓強為101.33×103Pa，蒸發(fā)器上部的蒸發(fā)室內操作壓強為26670Pa(真空度)，蒸發(fā)器進料口高于貯槽內液面15m，進料量為20m3/h，溶液流經(jīng)全部管路的能量損失為120J/kg，求泵的有效功率。(管路直徑為60mm，泵的效率為0.65)解：取貯槽液面為11截面，管路出口內側為22

6、截面，并以11截面為基準水平面，在兩截面間列柏努利方程。 式中 Z1=0 Z2=15m p1=0（表壓） p2=26670Pa（表壓） u1=0 =120J/kg將上述各項數(shù)值代入，則 泵的有效功率Pe為： 式中 Pe=246.9×6.67=1647W=1.65kW實際上泵所作的功并不是全部有效的，故要考慮泵的效率，實際上泵所消耗的功率（稱軸功率）N為 設本題泵的效率為0.65，則泵的軸功率為： 2. 每小時將15000kg含苯40%（質量%，下同）和甲苯60%的溶液，在連續(xù)精餾塔中進行分離，要求釜殘液中含苯不高于2%，塔頂餾出液中苯的回收率為97.1%。試求餾出液和釜殘液的流量及組

7、成，以摩爾流量和摩爾分率表示。解：苯的分子量為78；甲苯的分子量為92。進料組成 釜殘液組成 原料液的平均分子量 MF=0.44×78+0.56×92=85.8原料液流量 qn,F=15000/85.8=175.0kmol/h 依題意知 qn,DxD/qn,FxF=0.971 （a）所以 qn,DxD=0.971×175×0.44 （b）全塔物料衡算 qn,D+qn,W=qn,F=175 qn,DxD+qn,WxW=qn,FxF 或 qn,DxD+0.0235qn,W=175×0.44 （c）聯(lián)立式a，b，c，解得qn,D=80.0 kmol/

8、h qn,W=95.0 kmol/h xD=0.9353. 總壓為101.325kPa、溫度為20時，1000kg水中溶解15kg NH3，此時溶液上方氣相中NH3的平衡分壓為2.266kPa。試求此時之溶解度系數(shù)H、亨利系數(shù)E、相平衡常數(shù)m。解：首先將此氣液相組成換算為y與x。NH3的摩爾質量為17kg/kmol，溶液的量為15kg NH3與1000kg水之和。故 由 E=P·m=101.325×1.436=145.5kPa或者由 kPa溶劑水的密度s=1000kg/m3，摩爾質量Ms=18kg/kmol，由式計算H kmol/（m3·kPa）溶液中NH3的濃度

9、為 kmol/m3所以 kmol/（m3·kPa）4. 壓強為1.013×105pa、溫度為250C的系統(tǒng)中，氮氣和氧氣的混合氣發(fā)生定常擴散過程。已知相距5.00×10-3m的兩截面上，氧氣的分壓分別為1.25×104pa、7.5×103pa;零度時氧氣在氮氣中的擴散系數(shù)為1.818×10-5m2.s-1。求等物質的量反定常態(tài)擴散時：(1)氧氣的擴散通量；(2)氮氣的擴散通量；(3)與分壓為1.25×104pa的截面相距2.5×10-3m處氧氣的分壓。解；25時D值為：5. 有一臺運轉中的單程逆流列管式換熱器，熱空氣在管程由120降至80，其對流傳熱系數(shù)1=50W/(m2·K)。殼程的冷卻水從15升至90，其對流傳熱系數(shù)2=2000W/(m2·K)，管壁熱阻及污垢熱阻皆可不計。當冷卻水量增加一倍時，試求水和空氣的出口溫度t'2和T'2，忽略流體物性參數(shù)隨溫度的變化；傳熱速率Q'比原來增加了多少？. 解：水量增加前 T1=120，T2=