化工原理試題及答案Word版

整理為word格式整理為word格式整理為word格式化工原理試題及答案(絕密請勿到處宣揚)12月25日一、填空題（共15空，每空2分，共30分）1.一容器真空表讀數(shù)為10kpa，當?shù)卮髿鈮簭姙?00kpa，則此容器的絕對壓強和表壓強（以kpa計）分別為：（90kpa）和（-10kpa）。2.熱傳導只發(fā)生在固體和（靜止）的或（滯）流動的流體中。3.物體的吸收率越（大），其輻射能力越（大）。（填大或小）4.蒸發(fā)中以（二次蒸汽）是否再利用而分為單效或多效蒸發(fā)。5.蒸發(fā)中的溫度差損失主要由溶液中的（不揮發(fā)溶質(zhì)）、液柱的（靜壓頭）和管路（阻力）所引起的沸點升高三部分組成。6.一容器壓力表讀數(shù)為10kpa，當?shù)卮髿鈮簭姙?00kpa，則此容器的絕對壓強（以kpa計）為：（90kpa）。7.對于同種流體，自然對流時的對流傳熱系數(shù)比時的（?。?。（填大或?。?.物體的吸收率越大，其輻射能力越（大），所以黑體的輻射能力比灰體的（大）。（填大或?。?.蒸發(fā)操作所用的設(shè)備稱為（蒸發(fā)器）。10.按二次蒸汽是否被利用，蒸發(fā)分為（單效蒸發(fā)）和（多效蒸發(fā)）。二、選擇題（共5題，每題2分，共10分）1.對吸收操作有利的條件是：（D）A.操作溫度高、壓強高；B.操作溫度高、壓強低；C.操作溫度低、壓強低；D.操作溫度低、壓強高2.精餾塔內(nèi)上層塔板液相輕組分濃度較下層塔板（A），液相溫度較下層塔板（）A.高，低；B.低，高；C.高，高；D.低，低3.（D）是塔內(nèi)氣液兩相總體上呈逆流流動，而在每塊塔板上呈均勻的錯流流動。A.板式塔的傳質(zhì)意圖；B.板式塔的設(shè)計過程；C.板式塔的恒摩爾流要求；D.板式塔的設(shè)計意圖4.恒定干燥條件是指濕空氣在干燥器內(nèi)的（C）及與物料的接觸方式都不變。A.溫度、焓值、濕度；B.流速、壓強、濕度；C.流速、溫度、濕度；D.溫度、濕度、壓強5.對于濕物料的濕含量，下面哪種說法是正確的？（B）A.平衡水一定是自由水；B.平衡水一定是結(jié)合水；C.自由水一定是結(jié)合水；D.自由水一定是非結(jié)合水6.當二組分液體混合物的相對揮發(fā)度為（C）時，不能用普通精餾方法分離。當相對揮發(fā)度為（A）時，可以采用精餾方法整理為word格式整理為word格式整理為word格式A.3.0；B.2.0；C.1.0；D.4.07.下述說法中錯誤的是（B）。A.板式塔內(nèi)氣液逐級接觸，填料塔內(nèi)氣液連續(xù)接觸；B.精餾用板式塔，吸收用填料塔；C.精餾既可以用板式塔，又可以用填料塔；D.填料塔可以避免液泛8.物料的平衡水分一定是（C）A.非結(jié)合水分；B.自由水分；C.結(jié)合水分；D.臨界水分9.對于濕物料的濕含量，下面哪種說法是正確的？（B）A.平衡水一定是自由水；B.平衡水一定是結(jié)合水；C.自由水一定是結(jié)合水；D.自由水一定是非結(jié)合水。三．計算題1.在一列管換熱器中將15000kg/h油品從20攝氏度加熱到90攝氏度，油品走管內(nèi)管外，加熱介質(zhì)為130攝氏度的水蒸氣，換熱器有100根直徑1.5*15mm，長2m的鋼管構(gòu)成，管內(nèi)=360，管外=12000W/㎡油品的比熱容為1.9KJ/kg*℃，操作條件下的汽化潛熱為2205KJ/Kg，鋼管的導熱系數(shù)45W/m*℃，若加熱全部冷凝后在飽和溫度下排出的，忽略熱損失和管壁的污垢熱阻。（1）換熱器的熱負荷？（2）加熱蒸汽的消耗量？（3）總轉(zhuǎn)熱系數(shù)？（4）該換熱器能否滿足生產(chǎn)任務(wù)？解：（1）換熱器的熱負荷？=15000*1.9*(90-20)=1995000KJ/h=554.17KJ/s（2）加熱蒸汽的消耗量？（3）總轉(zhuǎn)熱系數(shù)？整理為word格式整理為word格式整理為word格式（4）該換熱器能否滿足生產(chǎn)任務(wù)？假設(shè)逆流傳熱因此換熱器最大傳熱效率Q小于實際所需的傳熱效率Q，所以此換熱器不滿足生產(chǎn)任務(wù)2．在一連續(xù)精餾中分離苯、甲苯的混合，進料量為100kmol/h，原料液中苯0.4，塔頂餾出液中苯的回收率為83.3%，塔底餾出液中含苯0.1（以上均為摩爾分數(shù)），原料液為飽和液體進料，笨甲苯的相對揮發(fā)度為2.5，回流比為最小回流比的3倍，塔底為主凝器，。（1）餾出液及釜殘夜量（2）塔釜產(chǎn)生的蒸汽量及塔頂回流的液體量。（3）離開塔頂?shù)谝粚永碚摪宓囊合嘟M成解：（1）餾出液及釜殘夜量（2）塔釜產(chǎn)生的蒸汽量及塔頂回流的液體量。當原料液位飽和液體進料時q=1=[0.952/0.4-2.5*(1-0.952)/(1-0.4)]/(2.5-1)=1.453（3）離開塔頂?shù)谝粚永碚摪宓囊合嘟M成=0.952=2.5整理為word格式整理為word格式整理為word格式0.952=2.5=0.8883.一連續(xù)干燥器中，每小時處理濕物料1000kg經(jīng)干燥后物料含水量有8%降至2%（均為濕基）濕度為0.009kg水/kg，絕干氣的新鮮空氣經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱后進入干燥器后空氣濕度為0.022kg水/kg絕干氣。（1）水分蒸發(fā)量（2）新鮮空氣的消耗量。解：（1）水分蒸發(fā)量=1000*(1-0.08)=920kg/h第一種解方法：=1000-938.8=61.2kg/h=0.017kg/s第二種解方法：代入數(shù)據(jù)解得W=61.2kg/h（2）新鮮空氣的消耗量。新鮮空氣消耗量：4．每小時將15000kg含苯40%（質(zhì)量分數(shù)下同）和甲苯60%的溶液，在連續(xù)精餾塔中進行分離，要求釜殘夜中含苯不高于2%，塔頂餾出液中苯的回收率為97.1%.（p171-4）（1）求出餾出液和釜殘液的流量及組成以及摩爾流量及摩爾分數(shù)表示。解：苯的摩爾質(zhì)量為78，甲苯的摩爾質(zhì)量為92進料組成釜殘液組成原料液的平均摩爾質(zhì)量依題意知所以全塔物料衡算或聯(lián)立式a、式b、式c，解得整理為word格式整理為word格式整理為word格式，，5．在一單殼程、四管程管殼式換熱器中，用水冷卻熱油，冷水在管內(nèi)流動，進口溫度為15℃，出口溫度為32℃，。熱油在殼方流動，進口溫度為20℃，出口溫度為40℃，熱油流量為1.25kg/s，平均比熱容為1.9KJ/（kg*℃）。若傳熱的總傳熱系數(shù)為470W/（㎡*℃），試求換熱器的傳熱面積。(p2364-8)解：換熱器傳熱面積可根據(jù)總傳熱速率方程求得，即，換熱器的傳熱量為=1.25*1.9*10(120-40)=190kW1-4型管殼式換熱器的對數(shù)平均溫度差先按逆流計算，即溫度差校正系數(shù)為：由圖4-17（a）中查得：，所以故6.在單效蒸發(fā)器中將每小時5400kg、20%NaOH水溶液濃縮至50%。原料液溫度為60℃，平均比熱容為3.4KJ/（kg*℃），加熱蒸汽與二次蒸汽的絕對壓強分別為400KPa及50KPa，操作條件下溶液的沸點為126℃，總傳熱系數(shù)為Kα=1560W/（KJ/（㎡*℃）。加熱蒸汽的冷凝飽和水在飽和溫度下排除。熱損失忽略不計。試求（1）考慮濃縮熱時①加熱蒸汽消耗量及單位蒸汽消耗量②傳熱面積（2）忽略濃縮熱時①加熱蒸汽消耗量及單位蒸汽消耗量②若原料液的溫度改為30℃及126℃，分別求一項。(p3105-3)解：從附錄分別查出加熱蒸汽、二次蒸汽及冷凝水的有關(guān)參數(shù)如下400kPa:蒸汽的焓H=2742.1kJ/kg,汽化熱r=2138.5kJ/kg冷凝水的焓kJ/kg,溫度T=143.450kPa:蒸汽的焓H=2644.3kJ/kg,汽化熱r=2304.5,溫度T=81.2（1）考慮濃縮熱時整理為word格式整理為word格式整理為word格式①加熱蒸汽消耗量及單位蒸汽消耗量蒸發(fā)量kJ/kg由圖5-14查出60時20%NaOH水溶液的焓、126時50%NaOH水溶液的焓分別為kJ/kg，=620kJ/kg用式5-11a求加熱蒸汽消耗量，即=4102kJ/kg②傳熱面積kJ/kg=2437kW所以取20%的安全系數(shù)。則（2）忽略濃縮熱時①忽略濃縮熱時按式5-21計算加熱蒸汽消耗量。因忽略熱損失，故式5-21改為kJ/