化工原理試卷及答案.doc

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)的絕對壓強(qiáng)為200 kPa，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01.3 kPa，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 、 和 。3熱量傳遞的基本方式有 、 和 。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)空氣的相對濕度等于1時，則t、tw和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（R = ）時，精餾段操作線的斜率為 ，提餾段操作線的斜率為 ，對相同的xD和xW，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，流動速度與管徑的關(guān)系是 （ ）A. BCD2離心泵的特性曲線是在哪種情況下測定 （ ）A效率一定B功率一定C轉(zhuǎn)速一定D管路（l+le）一定3 對一臺正在工作的列管式換熱器，已知111600 Wm-2K-1 ，2116 Wm-2K-1，要提高總傳熱系數(shù)K，最簡單有效的途徑是 （ ）A設(shè)法增大1B設(shè)法增大2C同時增大1和2D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停留時間沉降時間B停留時間沉降時間C停留時間沉降時間D停留時間沉降時間5在討論旋風(fēng)分離器的分離性能時，臨界粒徑這一術(shù)語是指 （ ）A. 旋風(fēng)分離器效率最高時旋風(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越來越少B越來越多C基本不變 D先增多，后變少8對逆流操作的吸收塔，其它條件不變，當(dāng)吸收劑用量趨于最小用量時則 （ ）A吸收推動力最大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，則定有 （ ）AxD增大，xw減小BxD不變，xw增加CxD減小，xw增加 DxD減小，xw不變?nèi)?、判斷題（每小題1分，共 10 分）1化學(xué)工程中的傳遞過程包括動量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞。 （ ）2離心泵的壓頭又稱揚(yáng)程，指離心泵對單位質(zhì)量的液體所能提供的有效能量。（ ）3流體在管路中流動時阻力可分為局部阻力和直管阻力兩類。 （ ）4液體和氣體的粘度均隨溫度升高而增大。 （ ）5溶液被加熱到產(chǎn)生第一個氣泡時的溫度，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流體在管路中流動時阻力可分為局部阻力和直管阻力兩類。 （ ）4液體和氣體的粘度均隨溫度升高而增大。 （ ）5溶液被加熱到產(chǎn)生第一個氣泡時的溫度，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。 （ ）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，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、簡答題（每小題5分，共 20 分）1怎樣強(qiáng)化傳熱過程？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？簡述氣蝕現(xiàn)象引起的不良后果。3簡述流體在直管內(nèi)流動時的流動類型及其判斷依據(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108 mm4 mm的無縫鋼管，管中流量為40 m3/h，出口管為89 mm3.5 mm無縫鋼管。池內(nèi)水深為2 m，池底至塔頂噴頭入口處的垂直距離為20 m。管路的總阻力損失為40 J/kg，噴頭入口處的壓強(qiáng)為120 kPa（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2500 kg/h，平均比熱容為2.0 kJ/(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。已知冷卻水的平均比熱容為4.17 kJ/(kg)，傳熱系數(shù)K值為200 w/(m2)。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）3.有苯和甲苯混合物，含苯0.4，流量1000 kmol/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，已知相對揮發(fā)度a = 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。一、 填空題（每空 1 分，共 20 分）198.7 kPa2顆粒直徑（dp）、 顆粒密度（r p）、流體密度（r）3(熱)對流、(熱)傳導(dǎo)、(熱)輻射4L/mG 操作線斜率 平衡線斜率5t=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81 1 多二、選擇題（每小題 2 分，共 20 分）1-5 ACBAC 6-10 BADCA三、判斷題（每小題 1 分，共 10 分）1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 四、簡答題（每小題 5 分，共 20分）1根據(jù)傳熱總速率方程Q=KAtm，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和蒸氣壓時，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；2）同時還造成金屬表面嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕；3）嚴(yán)重時，造成泵泵的流量、揚(yáng)程和效率都會下降，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)的流動分為三種方式：1）當(dāng)雷諾數(shù)層流；2）當(dāng)雷諾數(shù)流動類型不穩(wěn)定，可能層流，也可能湍流；3）當(dāng)雷諾數(shù)流動湍流。 （3分）4雙膜理論基于雙膜模型，它把復(fù)雜的對流傳質(zhì)過程描述為溶質(zhì)以分子擴(kuò)散形式通過兩個串聯(lián)的有效膜。 （2分）雙膜理論的三個基本觀點(diǎn)：1）相互接觸的氣液兩相存在一個穩(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，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截面和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