化工原理試卷及答案

第14頁(yè)化工原理試卷及答案1填空題（每空1分，共20分）1．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______。2．在重力沉降操作中，影響沉降速度的因素主要有、與。3．熱量傳遞的基本方式有、與。4．吸收因子A可表示為，它是與的比值。5．空氣的干球溫度為t，濕球溫度為tw，露點(diǎn)溫度為td，當(dāng)空氣的相對(duì)濕度等于1時(shí)，則t、tw與td的大小關(guān)系為。6．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(lái)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(lái)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與階段。8．全回流（R=）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與xW，部分回流比全回流所需的理論板數(shù)。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（）A.B．C．D．2．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+∑le）一定3．對(duì)一臺(tái)正在工作的列管式換熱器，已知α1＝11600W?m-2?K-1，α2＝116W?m-2?K-1，要提高總傳熱系數(shù)K，最簡(jiǎn)單有效的途徑是（）A．設(shè)法增大α1B．設(shè)法增大α2C．同時(shí)增大α1與α2D．不確定4．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≥沉降時(shí)間B．停留時(shí)間≤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5．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(yǔ)是指（）A.旋風(fēng)分離器效率最高時(shí)旋風(fēng)分離器的直徑B.旋風(fēng)分離器允許的最小直徑C．旋風(fēng)分離器能夠全部分離出來(lái)的最小粒徑D．能保持層流流型最大的顆粒直徑6.若亨利系數(shù)E值很大，依據(jù)雙膜理論，則可判斷過(guò)程的吸收速率控制由（）A．氣膜B．液膜C．雙膜D．液相主體7．沿著精餾塔的提餾段往下，蒸氣中易揮發(fā)組分（）A．越來(lái)越少B．越來(lái)越多C．基本不變D．先增多，后變少8．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9．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．飽與含水量10．對(duì)于有一定精餾塔數(shù)的精餾塔，當(dāng)q、xF等保持一定，而回流比R增大時(shí)，則定有（）A．xD增大，xw減小B．xD不變，xw增加C．xD減小，xw增加D．xD減小，xw不變?nèi)?、判斷題（每小題1分，共10分）1．化學(xué)工程中的傳遞過(guò)程包括動(dòng)量傳遞、熱量傳遞與質(zhì)量傳遞。（）2．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。（）3．流體在管路中流動(dòng)時(shí)阻力可分為局部阻力與直管阻力兩類。（）4．液體與氣體的粘度均隨溫度升高而增大。（）5．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。（）6．升高溫度或降低總壓均有利于吸收操作的進(jìn)行。（）3．流體在管路中流動(dòng)時(shí)阻力可分為局部阻力與直管阻力兩類。（）4．液體與氣體的粘度均隨溫度升高而增大。（）5．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。（）6．升高溫度或降低總壓均有利于吸收操作的進(jìn)行。（）7．一般來(lái)說(shuō)，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。（）8．填料塔中填料的有效比表面積越大，傳質(zhì)單元高度越小。（）9．兩流體間壁傳熱時(shí)，以管外或管內(nèi)表面積計(jì)，傳熱速率相等。（）10．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）1．怎樣強(qiáng)化傳熱過(guò)程？哪種強(qiáng)化途徑是最主要的？2．什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。

3．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)。4．何謂兩相間傳質(zhì)的雙膜理論？其基本論點(diǎn)是什么？1.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Φ108mm×4mm的無(wú)縫鋼管，管中流量為40m3/h，出口管為Φ89mm×3.5mm無(wú)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(guò)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?℃)的熱流體在內(nèi)管中從90℃冷卻至50℃，環(huán)隙中冷水從20℃被加熱至40℃。冷、熱流體逆流流動(dòng)。已知冷卻水的平均比熱容為4.17kJ/(kg?℃)，傳熱系數(shù)K值為200w/(m2?℃)。試求：（1）冷卻水用量，kg/h；（2）所需的傳熱面積。（忽略換熱過(guò)程中的熱損失）3.有苯與甲苯混合物，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xW；（2）回流比R及精餾段操作線方程。填空題（每空1分，共20分）1．98.7kPa2．顆粒直徑（dp）、顆粒密度（rp）、流體密度（r）3．(熱)對(duì)流、(熱)傳導(dǎo)、(熱)輻射4．L/mG操作線斜率平衡線斜率5．t=tw=td6．氣體溶解度液體揮發(fā)度（沸點(diǎn)）7．恒速干燥降速干燥8．11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．√2．√3．√4．×5．√6．×7．√8．√9．×10．√四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）1．根據(jù)傳熱總速率方程Q=KA△tm，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）2．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與蒸氣壓時(shí)，泵內(nèi)液體汽化，汽泡形成與破裂的過(guò)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)程與效率都會(huì)下降，不能正常工作。（3分）根據(jù)雷諾數(shù)（分）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)層流；2）當(dāng)雷諾數(shù)流動(dòng)類型不穩(wěn)定，可能層流，也可能湍流；3）當(dāng)雷諾數(shù)流動(dòng)湍流。（3分）4．雙膜理論基于雙膜模型，它把復(fù)雜的對(duì)流傳質(zhì)過(guò)程描述為溶質(zhì)以分子擴(kuò)散形式通過(guò)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)定的氣膜與液膜。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(guò)氣膜與液膜，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(wú)擴(kuò)散阻力。3）在氣膜與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(méi)有濃度梯度，換句話說(shuō)，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）1．解：以水池為1-1截面，塔頂噴頭入口處為2-2截面，在1-1截面與2-2截面間列柏努利方程，（2分）以1-1截面為基準(zhǔn)面，由己知可得：由于水池液面比管路的截面大得多，因此塔頂噴頭入口的流速代入上式可得：（5分）由可得（3分）2．解：（1）KJ/S(KW)己知冷熱流體換熱過(guò)程中無(wú)熱損失，（3分）己知冷熱流體換熱過(guò)程中無(wú)熱損失，（3分）（2分）（）℃