化工試卷A卷答案(共7頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上西華師范大學(xué)學(xué)生試卷 2009年6月 日 2008-2009學(xué)年第2學(xué)期 考室 題號(hào)一二三四五六七八九十總分閱卷教師得分化學(xué)化工學(xué)院06級(jí)化學(xué)教育、應(yīng)化專業(yè)和07級(jí)應(yīng)化專業(yè)化工基礎(chǔ)試題 A卷 閉卷考試 時(shí)間120分鐘 注意事項(xiàng)：1.滿分：100分。保持卷面整潔，否則扣卷面2分。2.交卷時(shí)請(qǐng)將試題卷與答題卷一起交，否則扣分。 3.學(xué)生必須將姓名、班級(jí)、學(xué)號(hào)完整填寫在規(guī)定的密封欄目?jī)?nèi)，否則視為廢卷。4.學(xué)生必須簽到，否則出現(xiàn)遺漏由學(xué)生本人負(fù)責(zé)。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(jì)算方法，即 當(dāng)量直徑法 和 局部阻力系數(shù)法 。2、溫度梯度的

2、正方向?yàn)椋簻囟仍黾拥姆较?。3、傳熱膜系數(shù)的物理意義為： 單位時(shí)間，單位面積上，溫度差為1K時(shí)所傳遞的熱量。4、普朗特?cái)?shù)的符號(hào)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(duì)于溶解度較小的氣體，吸收速率一般由液相一側(cè)控制。7、氣相總體積吸收系數(shù)的表達(dá)式為：，單位為： 。8、滿足恒物質(zhì)的量溢流假設(shè)成立，必須滿足以下三個(gè)條件：（1） 混合物中各組分 的物質(zhì)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(jì) 。（3） 在各層塔板上液相顯熱的變化可忽略不計(jì) 。9、通常以溶質(zhì)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(xué)反應(yīng) 。（2） 便于檢測(cè) 。（3） 所加入的量不影響物料的流動(dòng)狀況 。11、停留時(shí)間的有兩個(gè)主要數(shù)學(xué)特征，一是數(shù)學(xué)期望（或平均停留時(shí)間） ，另一個(gè)是 方差 。得分閱卷人 二、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）1、簡(jiǎn)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(lái)，所產(chǎn)生的冷凝熱同時(shí)使塔板上液體中的易揮發(fā)組分部分氣化，對(duì)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(jiǎn)述對(duì)流傳熱的溫度分布情況。答：就熱阻而言，層流內(nèi)層的熱阻占對(duì)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(jiǎn)述間歇操作攪拌釜式反應(yīng)器的特點(diǎn)。（1）間歇操作（2）反應(yīng)物和生成物濃度隨時(shí)間變化（3）操作時(shí)間包括反應(yīng)時(shí)間和輔助時(shí)間÷（4）釜內(nèi)各點(diǎn)溫度濃度均一致。4、簡(jiǎn)述離心泵工作原理。離心泵在啟動(dòng)前，用液體先將泵灌滿，當(dāng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片間的液體也隨葉輪旋轉(zhuǎn)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(dòng)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(kuò)大的，使流體在泵內(nèi)流動(dòng)的流速逐漸降低，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，而使流體壓強(qiáng)逐漸增高，最后從泵的壓出口壓出。與此同時(shí)，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(qiáng)低于被吸入液體液面的壓強(qiáng)，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(dòng)，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(jì)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(nèi)，貯槽內(nèi)液面維持恒定，其上方壓強(qiáng)為101.33×103Pa，蒸發(fā)器上部的蒸發(fā)室內(nèi)操作壓強(qiáng)為26670Pa(真空度)，蒸發(fā)器進(jìn)料口高于貯槽內(nèi)液面15m，進(jìn)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(nèi)側(cè)為22

6、截面，并以11截面為基準(zhǔn)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(xiàng)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(shí)際上泵所作的功并不是全部有效的，故要考慮泵的效率，實(shí)際上泵所消耗的功率（稱軸功率）N為 設(shè)本題泵的效率為0.65，則泵的軸功率為： 2. 每小時(shí)將15000kg含苯40%（質(zhì)量%，下同）和甲苯60%的溶液，在連續(xù)精餾塔中進(jìn)行分離，要求釜?dú)堃褐泻讲桓哂?%，塔頂餾出液中苯的回收率為97.1%。試求餾出液和釜?dú)堃旱牧髁考敖M

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(jìn)料組成 釜?dú)堃航M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(shí)，1000kg水中溶解15kg NH3，此時(shí)溶液上方氣相中NH3的平衡分壓為2.266kPa。試求此時(shí)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(zhì)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(zhì)量Ms=18kg/kmol，由式計(jì)算H kmol/（m3·kPa）溶液中NH3的濃度

9、為 kmol/m3所以 kmol/（m3·kPa）4. 壓強(qiáng)為1.013×105pa、溫度為250C的系統(tǒng)中，氮?dú)夂脱鯕獾幕旌蠚獍l(fā)生定常擴(kuò)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(shí)氧氣在氮?dú)庵械臄U(kuò)散系數(shù)為1.818×10-5m2.s-1。求等物質(zhì)的量反定常態(tài)擴(kuò)散時(shí)：(1)氧氣的擴(kuò)散通量；(2)氮?dú)獾臄U(kuò)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(shí)D值為：5. 有一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)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(duì)流傳熱系數(shù)1=50W/(m2·K)。殼程的冷卻水從15升至90，其對(duì)流傳熱系數(shù)2=2000W/(m2·K)，管壁熱阻及污垢熱阻皆可不計(jì)。當(dāng)冷卻水量增加一倍時(shí)，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(lái)增加了多少？. 解：水量增加前 T1=120，T2=