南京工業(yè)大學-化工原理期末試卷及答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上南京工業(yè)大學期末考試(A)卷課程：化工原理（上冊）班級： 姓名： 學號： 一、 選擇填空題： (每題5分，共20分)1(1) 如圖所示，若敞口罐液面恒定，罐上方壓強為Pa，忽略流動阻力損失，出水管管徑為d，則出水管的出口速度u與 有關(guān)。 （A） （B） 、 （C） （D） （E） 、 水 Pa u H(2)有一并聯(lián)管路，兩段管路的流量，流速、管徑、管長及流動阻力損失分別為V1，1，d1，1，f1及V2，2，2，2，f2。若12，12，則： f1f2（ ） （A） （B） （C）； （D） （E） 當兩段管路中流體均作滯流流動時，V1V2（ ） （A） （B） （C）

2、（D） （E） (3)轉(zhuǎn)子流量計的主要特點是（ ）（A）恒截面、恒壓差 （B）變截面、變壓差 （C）恒流速、恒壓差 （D）變流速、恒壓差2已知流體經(jīng)過泵后，壓力增大P N/m2，則單位重量流體壓能的增加為（ ） （A）P （B）P/ （C）P/g （D）P/2g離心泵的下列部分是用來將動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴耗埽?） （A）泵殼和葉輪 （B）葉輪 （C）泵殼 （D）葉輪和導輪3（1）過濾介質(zhì)阻力忽略不計,濾餅不可壓縮進行恒速過濾時,如濾液量增大一倍,則_ （）操作壓差增大至原來的倍 （）操作壓差增大至原來的倍 （）操作壓差增大至原來的倍 （）操作壓差保持不變 （2）恒壓過濾時，如介質(zhì)阻力不計，過濾壓差增大

3、一倍時同一過濾時刻所得濾液量_ （）增大至原來的倍 （）增大至原來的倍 （）增大至原來的倍 （）增大至原來的倍 4比較下列對流給熱系數(shù)的大小空氣流速為6m/s的1，空氣流速為25m/s的2，水流速為1.2m/s的3，水流速為2.5m/s的4，蒸汽膜狀冷凝的5，自大到小的順序為： 二、 填空題： (每題5分，共20分)11atm=_kN/m2。 _的流體稱為理想流體。 表壓與絕對壓力的關(guān)系是_。 2離心泵的流量調(diào)節(jié)閥安裝在離心泵的 管路上，關(guān)小出口閥門后，真空表的讀數(shù) ，壓力表的讀數(shù) 。（填增加、降低或不變）管路特性曲線的一般表達式是 。 離心泵的安裝高度超過允許安裝高度時，離心泵會發(fā)生現(xiàn)象。3

4、. 粒子沉降過程分 階段和 階段。沉降速度是指 時， 相對于 的速度。4 冷、熱氣體在間壁換熱器中換熱，熱氣體進口溫度T1400，出口溫度T2為200，冷氣體進口溫度t150，兩股氣體的質(zhì)量流量相同，物性數(shù)據(jù)可視為相同，若不計熱損失時，冷氣體出口溫度為 ；若熱損失為5%時，冷氣體出口溫度為 。 三、 計算題 (本題15分)某液體密度800kg/m3，粘度73cP，在連接兩容器間的光滑管中流動，管徑300mm，總長50m（包括局部當量長度），兩容器液面差3.2m，求（1）管內(nèi)流量 （2）若在連接管口裝一閥門，調(diào)節(jié)此閥的開度使流量堿為原來的一半，閥的局部阻力系數(shù)是多少？（設(shè)流體流動為湍流，摩擦系數(shù)

5、符合柏拉修斯公式0.3164/Re0.25）四、 計算題 (本題10分)用泵將石油從低位槽輸送至高位槽，兩槽液位恒定，液面差15m，管子規(guī)格894.5mm，管路總長度（包括所有局部阻力當量長度）為200m，要求流量21 m3/h，石油的密度r 920kg /m3，粘度0.5NS/m2，求：(1) 雷諾數(shù)Re，摩擦系數(shù)，流動阻力hf(2) 泵的有效功率五、 計算題 (本題15分)用板框壓濾機過濾懸浮液，已知過濾面積10m2，操作壓力2kgf/cm2（表壓），過濾15分鐘后，得濾液2.91m3，若介質(zhì)阻力可忽略不計，濾餅不可壓縮，求：（1）已知該板框壓濾機的生產(chǎn)能力4.8m3/h，計算洗滌時間和輔

6、助時間之和 （2）若過濾時間和濾液量均不變，操作壓力降至1kgf/cm2（表壓），需增加多少過濾面積才能維持生產(chǎn)能力不變？六、 計算題 (本題20分)有一套管式換熱器，內(nèi)管542mm，外管1164mm的鋼管， 內(nèi)管中苯由50加熱至80，流量4000kg/h，環(huán)隙為2kgf/cm2（絕）飽和蒸汽，蒸汽冷凝的傳熱系數(shù)104W/m2K，已知苯的r 880kg /m3，CP=0.1856kj/kg, =0.134 W/mK，=0.39cP, 管內(nèi)污垢熱阻Rsi0.0004 m2 K / W，管壁熱阻和管外污垢熱阻可略，求：（1）管內(nèi)給熱系數(shù)i，以管內(nèi)表面積計的總傳熱系數(shù)Ki （2）套管的有效長度 （3

7、）若加熱蒸汽壓力增至3kgf/cm2（絕），問苯的出口溫度是多少？（設(shè)Ki不變）壓強，kgf/cm2（絕） 1.0 2.0 3.0溫度， 99.1 120 133汽化潛熱，KJ/Kg 2259 2204 2163選擇填空題：1. A E C C 2. C C 3. C C 4. 543 21 填空題1. 1atm=_101.3_kN/m2。 粘度為零，無流動阻力的流體稱為理想流體。 表壓與絕對壓力的關(guān)系是表壓絕對壓力大氣壓。 2離心泵的流量調(diào)節(jié)閥安裝在離心泵的 出口管路上，關(guān)小出口閥門后，真空表的讀數(shù) 減小，壓力表的讀數(shù) 增大。（填增大、減小或不變）t02a05002管路特性曲線的一般表達式是

8、 HeH0+KV2 。 t02a05001離心泵的安裝高度超過允許安裝高度時，離心泵會發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。3.粒子沉降過程分 加速 階段和 勻速 階段。沉降速度是指 加速終了時 時，顆粒相對于 流體的速度。4冷、熱氣體在間壁換熱器中換熱，熱氣體進口溫度T1400，出口溫度T2為200，冷氣體進口溫度t150，兩股氣體的質(zhì)量流量相同，物性數(shù)據(jù)可視為相同，若不計熱損失時，冷氣體出口溫度為 250 ；若熱損失為5%時，冷氣體出口溫度為 240 。 三解：p1=-p2 u1=u2gZ1+u12/2+p1/+He=gZ2+u22/2+p2/g+hfgZ1=hf= (0.3164/Re0.25)(l/d)(u2

9、/2)u=3.513m/s(2) gZ1=hf= (0.3164/Re0.25+)(l/d)(u2/2)=14.3四解：u=21/(3600*0.785*0.082)=1.16m/sRe= du/=170.8 層流64/Re=0.374hf=(l/d)(u2/2)=0.374*(200/0.08)*(1.162/2)=629.9J/Kg(2) He=gz+hf=777J/KgNe=HeVrg=4.17KW五解：(1)Q=V/(F+W+R)0.00133=2.91/(900+W+R)W+R=21.47min(2) V2=2kP A2V2=2kP A2A2=P A2/P=200A=14.14m2A

10、=14.14-10=4.14 m2六解（1）Re=du/=4W/d=4*4000/(3600*3.14*0.05*0.39*10-3)=7.259*104Pr=Cp/=0.1856*103*0.39*10-3/0.134=5.4i=0.023(/di)Re0.8Pr0.4=936.59W/ m2KKi=1/(1/i+di/0d0+Rsi)=641 W/ m2K(2)ts=120 tm=(80-50)/ln70/40=53.6Q=WCCPC(t2-t1)=(4000/3600)*0.1856*103*(80-50)=61864WQ=KidiLtm L=11.5m(3) ts=133 tm=( t

11、2-50)/ln(133-50)/(133- t2)Q=KidiLtm= WCCPC(t2-t1)641*0.05*11.5*( t2-50)/ln(133-50)/(133- t2)=(4000/3600)*0.1856*103*( t2-50)t2=84.5南京工業(yè)大學期末考試(A)卷課程：化工原理（下冊）班級: 姓名: 學號: 一 選擇題：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( ) （） 出塔液體濃度xb增加，回收率增加； （） 出塔氣體濃度增加，但xb不變； （） 出塔氣體濃度與出塔液體濃度均增加； （） 在塔下部將發(fā)生解

12、吸現(xiàn)象。 在填料塔中用清水吸收混合氣中3，當水泵發(fā)生故障上水量減少時，氣相總傳質(zhì)單元數(shù)OG（ ）（）增加； （）減少； （）不變。 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)ky=2kmol/m2h， 氣相總傳質(zhì)系數(shù)Ky=1.5kmol/ m2h，則該處氣液界面上氣相濃度yi應為（ ），平衡關(guān)系y=0.5X。 （）0.02 （）0.01 （）0.015 （）0.005某精餾塔，精餾段理論板數(shù)為1層，提餾段理論板數(shù)為2層，現(xiàn)因設(shè)備改造，使精餾段理論板數(shù)增加，提餾段理論板數(shù)不變，且，F(xiàn)，等均不變，則此時：（ ） （）D增加，W不變 （）D增加，W減小 （）D

13、增加，W增加 （）D增加，W的變化視具體情況而定。 連續(xù)精餾塔設(shè)計時，當采用塔頂全凝器，泡點回流方案時，為完成分離任務所需理論板數(shù)為T1。若采用塔頂分凝器，而回流比和前方案相同時，則完成同樣分離任務所需理論板數(shù)為T2。比較：（ ） （）T2T1； （）T2T1； （）T2T1； （）判斷依據(jù)不足。（1）絕熱飽和溫度tas是大量的循環(huán)水與進入的空氣接觸時最后達到的穩(wěn)態(tài)溫度，它等于循環(huán)水的溫度。 （2）濕球溫度tw是濕球溫度計所指示的平衡溫度，但它并不等于濕紗布中水分的溫度。對以上兩種說法正確的判斷是：( )。 ()兩者都對； ()兩者都不對； ()對不對； ()對不對。對于一定干球溫度的空氣，當

14、其相對濕度愈低時，其濕球溫度： ( )。 ()愈高； ()愈低； ()不變； ()不一定，與其它因素有關(guān)。 (4)濕空氣在預熱過程中不變化的參數(shù)是( )()焓； ()相對濕度； ()露點溫度； ( D )濕球溫度。 指出“相對濕度，絕熱飽和溫度、露點溫度、濕球溫度”中，哪一個參量與空氣的溫度無關(guān)( )。 ()相對濕度 ()濕球溫度 ()露點溫度 ()絕熱飽和溫度 二 填空題：雙膜理論的要點是：（） ； （） 。 物理吸收操作屬于 過程，是一組分通過另一靜止組分的 擴散。 當平衡線在所涉及的范圍內(nèi)是斜率為的直線時，則1/Ky=1/ky 1/kx。 氣體吸收計算中表示設(shè)備（填料）效能高低的一個參量

15、是 ，而表示傳質(zhì)任務難易程度的一個參量是 。 某精餾塔在操作時，加料熱狀態(tài)由原來的飽和液體進料改為冷液進料，且保持，F(xiàn)，不變，則此時D ，W ， 。 （填寫：增加，不變，減少） 兩組份的相對揮發(fā)度越小，則表示分離該物系越 。二元溶液連續(xù)精餾計算中，進料熱狀態(tài)的變化將引起平衡線、操作線與線中哪幾條線的變化？_ _已知在常壓及25下水份在某濕物料與空氣之間的平衡關(guān)系為：相對濕度=100%時，平衡含水量x*=0.02kg水kg絕干料；相對濕度=40%時, 平衡含水量 x*=0.007 kg水kg絕干料?，F(xiàn)該物料含水量為0.23kg水kg絕干料, 令其與25, =40%的空氣接觸, 則該物料的自由含水

16、量為 kg水kg絕干料, 結(jié)合水含量為 kg水kg絕干料, 非結(jié)合水的含量為 kg水kg絕干料。 三在常壓逆流操作的填料塔內(nèi)，用純?nèi)軇㏒ 吸收混合氣體中的可溶組分B 。入塔氣體中B 的摩爾分率為0.03，要求吸收率為95% 。已知操作條件下的解吸因數(shù)(1/A)為0.8 ，物系服從亨利定律，與入塔氣體成平衡的液相濃度為0.03 （摩爾分率）。 試計算：操作液氣比為最小液氣比的倍數(shù)； 出塔液體的濃度； 完成上述分離任務所需的氣相總傳質(zhì)單元數(shù)NOG 。 四常壓操作連續(xù)精餾塔用以分離苯甲苯溶液，y1=0.72(摩爾分率，下同)的塔頂蒸汽經(jīng)分凝器冷凝后液相作為塔頂回流液，氣相經(jīng)全冷凝器冷凝成塔頂產(chǎn)品，進

17、料為100kmol/h，進料濃度F= 0.44，泡點進料，塔頂與塔底產(chǎn)品D=W=50 kmol/h，塔頂餾出液濃度D= 0.83，取相對揮發(fā)度=2.5，塔釜液平均分子量取 M = 91.4kg/kmol， 求： 塔釜液濃度XW； 操作回流比R； 塔釜蒸發(fā)量 ； 最小回流比min； F,XFy1D,XDW,XWyDX0五 在恒定干燥條件下進行干燥實驗，已測得當，氣體的質(zhì)量流速2.5kg/m2S，氣體平行流過物料表面，水份只從物料上表面汽化，物料由濕含量1變到2，干燥處于恒速段，所需干燥的時間為A小時。如果干燥面積A、汽化水量W和傳熱系數(shù)不變，且仍處于恒速段，只是空氣改變?yōu)椋ú蛔儯?，求所需干燥時

18、間B 。 注：水的汽化潛熱可由下式計算： w2491.27 2.30285tw w-汽化潛熱，kJ/kg tw-濕球溫度， 空氣性質(zhì)：ttw43.748.3六如圖示的精餾塔由一只蒸餾釜及一層實際板所組成，只有提餾段，沒有精餾段。料液由塔頂加入，泡點進料，L=F，V=D，F(xiàn)0.2（摩爾分率，下同），今測得塔頂易揮發(fā)組分的回收率為，且D0.3，系統(tǒng)相對揮發(fā)度3.0。設(shè)蒸餾釜可視為一個理論板。試求： （）殘液組成W； （）該層塔板的液相默夫里板效率ML。 提示：ML=(n-1-n)/ (n-1-*n)=(F-1)/ (F-*1) 蒸餾釜D,XDF,XFW,XWVL全凝器ywy1x11答案選擇題：（1

19、）C A B （2）B C （3）C B （4）C C二 填空題：雙膜理論的要點是：（）界面上汽液平衡；（）阻力集中于有效膜內(nèi)。 物理吸收操作屬于傳質(zhì)過程，是一組分通過另一靜止組分的單向擴散。 當平衡線在所涉及的范圍內(nèi)是斜率為的直線時，則1/Ky=1/kym1/kx。 氣體吸收計算中表示設(shè)備（填料）效能高低的一個量是傳質(zhì)單元高度，而表示傳質(zhì)任務難易程度的一個量是傳質(zhì)單元數(shù)。 某精餾塔在操作時，加料熱狀態(tài)由原來的飽和液體進料改為冷液進料，且保持，F(xiàn)，不變，則此時D增加，W減少不變，不變。兩組份的相對揮發(fā)度越小，則表示分離該物系越 困難 。二元溶液連續(xù)精餾計算中，進料熱狀態(tài)的變化將引起平衡線、操作線與線中哪幾條線的變化操作線與線。已知在常壓及25下水份在某濕物料與空氣之間的平衡關(guān)系為：相對濕度=100%時，平衡含水量x*=0.02Kg水Kg絕干料；相對濕度=40%時, 平衡含水量 x*=0.007 Kg水Kg絕干料?，F(xiàn)該物料含水量為0.23Kg水Kg絕干料, 令其與25, =40%的空氣接觸, 則該物料的自由含水量為 0.233 Kg水Kg絕干料, 結(jié)合水含量為 0.02 Kg水Kg絕干料, 非結(jié)合水的含量為 0.21 Kg水Kg絕干料。三 j06a10106y1=0.03 x1=0.03 m=1(L/G)min=(y1-y2)/(y1/m)=0