化工原理期末試題-2-答案

1、 徐州工程學(xué)院試卷 學(xué)年第 學(xué)期 課程名稱 化工原理 試卷類型 考試形式 閉卷 考試時(shí)間 100 分鐘命 題 人 年 月 日 教研室主任(簽字) 年 月 日使用班級(jí) 教學(xué)院長(zhǎng)(簽字) 年 月 日班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 題號(hào)一二三四五六七八總分總分30151540100得分一、單選題（共15題，每題2分，共計(jì)30分）1. 滯流內(nèi)層越薄，則下列結(jié)論正確的是 D A 近壁面處速度梯度越小 B 流體湍動(dòng)程度越低C 流動(dòng)阻力越小 D 流動(dòng)阻力越大2. 判斷流體流動(dòng)類型的準(zhǔn)數(shù)為_ A _。 A . Re數(shù) B. Nu 數(shù) C . Pr數(shù) D . Gr數(shù)3. 在一水平變徑管路中，在小管截面A和大管截面B連接

2、一U形壓差計(jì)，當(dāng)流體流過(guò)該管段時(shí)，壓差計(jì)讀數(shù)R值反映的是 A A A、B兩截面間的壓強(qiáng)差 B A、B兩截面間的流動(dòng)阻力C A、B兩截面間動(dòng)壓頭變化 D 突然擴(kuò)大或縮小的局部阻力4. 離心泵銘牌上標(biāo)出的流量和壓頭數(shù)值是 A 。 A. 最大流量下對(duì)應(yīng)值 B. 操作點(diǎn)對(duì)應(yīng)值 C. 計(jì)算值 D. 最高效率點(diǎn)對(duì)應(yīng)值5. 離心泵在一定管路系統(tǒng)下工作時(shí)，壓頭與被輸送液體的密度無(wú)關(guān)的條件是 D A Z2-Z1=0 B hf = 0 C D p2-p1 = 06. 含塵氣體，初始溫度為30，須在進(jìn)入反應(yīng)器前除去塵粒并升溫到120，在流程布置上宜 A A. 先除塵后升溫 B. 先升溫后除塵 C. 誰(shuí)先誰(shuí)后無(wú)所謂7

3、. 穿過(guò)2層平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)過(guò)程，已知各層溫差為t1=100, t2=25，則第一、二層的熱阻R1、R2的關(guān)系為_D_。 A. 無(wú)法確定B. R1 = 0.25R2C. R1 = R2D. R1 = 4R2 8. 在蒸汽-空氣間壁換熱過(guò)程中，為強(qiáng)化傳熱，下列方案中那種在工程上最有效 B A 提高蒸汽流速 B 提高空氣流速 C 采用過(guò)熱蒸汽以提高蒸汽流速D 在蒸汽一側(cè)管壁上裝翅片，增加冷凝面積并及時(shí)導(dǎo)走冷凝熱。9. 在吸收操作中，吸收塔某一截面上的總推動(dòng)力（以氣相組成表示）為 A A. Y -Y* B. Y*- YC. Y -Yi D. Yi - Y10. 含低濃度溶質(zhì)的氣體在逆流吸收塔中進(jìn)行吸

4、收操作，若進(jìn)塔氣體流量增大，其他操作條件不變，則對(duì)于氣膜控制系統(tǒng)，其出塔氣相組成將 A A. 增大 B. 變小 C. 不變 D. 不確定11. 兩組分物系的相對(duì)揮發(fā)度越小，則表示分離該物系 B A. 容易 B. 困難 C. 完全 D. 不完全12. 用某精餾塔分離兩組分溶液，規(guī)定產(chǎn)品組成的xD、xW，當(dāng)進(jìn)料組成為xF1時(shí)，相應(yīng)回流比為R1，進(jìn)料組成為xF2時(shí)，相應(yīng)回流比為R2，若xF1 xF2，進(jìn)料熱狀況不變，則 C A. R1 R2 D. 無(wú)法判斷13. 空氣溫度為td，濕度為Hd，相對(duì)濕度為d的濕空氣， 經(jīng)一間接蒸汽加熱的預(yù)熱器后，空氣的溫度為t1，濕度為H1， 相對(duì)濕度為1，則 B A.

5、 H1Hd B. d1 C. H1Hd D. d1 14. 利用空氣作干燥介質(zhì)干燥熱敏性物料，且干燥處于降速階段，欲縮短干燥時(shí)間，則可采用的最有效的措施是 B A. 提高干燥介質(zhì)溫度 B. 增大干燥面積，減薄物料厚度C. 降低干燥介質(zhì)相對(duì)濕度 D. 提高空氣的流速15. 關(guān)于傳熱系數(shù)K下述說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 C A. 傳熱過(guò)程中總傳熱系數(shù)K實(shí)際是個(gè)平均值；B. 總傳熱系數(shù)K隨著所取的傳熱面不同而異；C. 總傳熱系數(shù)K可用來(lái)表示傳熱過(guò)程的強(qiáng)弱，與冷、熱流體的物性無(wú)關(guān)；D. 要提高K值，應(yīng)從降低最大熱阻著手；二、填空題（15空，每空1分，共計(jì)15分）1. 化工原理是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其主要研究化工生產(chǎn)中

6、物理加工過(guò)程，按其操作原理可歸納成若干單元操作。這些單元操作按其理論基礎(chǔ)可分為： 流體流動(dòng)過(guò)程 、 熱量傳遞過(guò)程 、 質(zhì)量傳遞過(guò)程 。2. 當(dāng)Re 為已知時(shí)，流體在圓形管內(nèi)呈層流時(shí)的摩擦系數(shù)=_64/Re_，在管內(nèi)呈湍流時(shí)，摩擦系數(shù)與_Re_、_相對(duì)粗糙度_有關(guān)。3. 離心泵允許汽蝕余量h定義式為 h = hr + 安全余量（0.5m） 。4. 降塵室中固體顆粒可被分離的條件是氣體在降塵室內(nèi)停留時(shí)間大于或等于沉降時(shí)間。5. 在管殼式換熱器中飽和蒸汽加熱空氣，則1. 傳熱管的管壁溫度接近 飽和蒸汽 溫度；2. 傳熱總傳熱系數(shù)K將接近 空氣 對(duì)流傳熱系數(shù)。6. 多層平壁定態(tài)導(dǎo)熱中，若某層的熱阻最小

7、，則該層兩側(cè)的溫差 最小 。7. 吸收操作過(guò)程中，若減少吸收劑用量，操作線的斜率將 減小 ，吸收推動(dòng)力 減小 。8. 最小回流比的定義是 特定分離任務(wù)下理論板數(shù)無(wú)限多時(shí)的回流比 。9. 測(cè)定空氣中水汽分壓的方法是測(cè)量 露點(diǎn) 。三、簡(jiǎn)答題（共3題，每題5分，共計(jì)15分）1、某球形顆粒在水中按斯托克斯定律沉降，試問(wèn)在50水中的沉降速度和在20水中的沉降速度有何不同，為什么？答：根據(jù)顆粒在水中按斯托克斯定律沉降，則沉降公式為，因?yàn)殡S著溫度升高，水的粘度將減小，故在50水中的沉降速度將大于在20水中的沉降速度。2、 亨利定律中E、H、m三者與溫度、壓力有什么關(guān)系？答：當(dāng)總壓不高時(shí)，在一定溫度下稀溶液上

8、方氣相中的溶質(zhì)的平衡分壓p*A與液相中溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比：p*AkX,AAkC,ACA，這一關(guān)系稱為亨利定律。亨利定律適用于難溶、較難溶的氣體(如O2，CO2其液相濃度低)；對(duì)于易溶，較易溶的氣體，只能用于液相濃度甚低的情況。p*AkX,AAEA，p*A為溶質(zhì)A在氣相中的平衡分壓，A為液相中溶質(zhì)A的摩爾分?jǐn)?shù)，E為比例系數(shù)，稱為亨利系數(shù)。p*AkC,ACA，CA為液相中溶質(zhì)A的體積摩爾濃度，H為溶解系數(shù)。ymA，y為溶質(zhì)A在氣相中的摩爾分?jǐn)?shù)，m為相平衡常數(shù)。一般加壓和降溫可以提高氣體的溶解度H，相平衡常數(shù)m減小，故加壓和降溫對(duì)吸收操作有利，反之，升溫和減壓則有利于脫吸過(guò)程，此時(shí)亨利系數(shù)E增大。

9、3、 換熱器中用飽和蒸汽在換熱器外管冷凝放熱，加熱管內(nèi)流動(dòng)的空氣?？倐鳠嵯禂?shù)接近哪種流體的對(duì)流傳熱系數(shù)，壁溫接近哪種流體的對(duì)流傳熱系數(shù)？忽略污垢和管壁熱阻，要.2想增大總傳熱系數(shù)，應(yīng)增大哪個(gè)流體的對(duì)流傳熱系數(shù)？答：對(duì)于穩(wěn)定傳熱過(guò)程：Q1A1(TTw)Am(Twtw)/b2A2(twt)KAtm換熱器中用飽和蒸汽在換熱器外管冷凝放熱，加熱管內(nèi)流動(dòng)的空氣，由于飽和蒸汽一側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)比空氣一側(cè)的大得多，故內(nèi)壁溫度接近于飽和蒸汽的溫度。同時(shí)，由于管壁的熱阻也很小，故管外壁溫度比較接近于內(nèi)壁溫度。 由可知，忽略污垢和管壁熱阻，要想增大總傳熱系數(shù)，應(yīng)增大對(duì)流傳熱系數(shù)小的那個(gè)。四、計(jì)算題（共3題，共計(jì)4

10、0分）1、（10分）某干燥器的濕物料處理量為1000kg/h，其濕基含水量為10，干燥到2（均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。干燥介質(zhì)為空氣，初溫20，相對(duì)濕度40，經(jīng)預(yù)熱器加熱到120進(jìn)入干燥器，出干燥器時(shí)降溫至30，相對(duì)濕度70。試求：水分蒸發(fā)量和空氣消耗量。解：由題意知：L11000kg/h，10.1，20.02，t0=20，040，t185，t230，270則：LcL1（1-1）L2（1-2）1000（1-0.1）900kg/hL2（10.02） L2918.37kg/h WL11L2210000.1918.370.0281.63kg/h由t0=20，040查IH圖得空氣濕度H00.006kg水/kg干

11、氣由t2=30，270查IH圖得空氣濕度H20.02kg水/kg干氣空氣經(jīng)過(guò)預(yù)熱器后濕度不變，即H0H10.006kg水/kg干氣 2、 （15分）欲用一常壓連續(xù)精餾塔分離含苯44、甲苯56（摩爾百分率，下同）的混合液，要求塔頂餾出液含苯97，釜液含苯2。已知泡點(diǎn)回流，且回流比取3。泡點(diǎn)進(jìn)料，確定全塔需要的理論塔板數(shù)及進(jìn)料位置。已知， D=2.60， W=2.35，進(jìn)料的物系可看作理想物系， F=2.47。解：取全塔相對(duì)揮發(fā)度精餾段相對(duì)揮發(fā)度。(1)求最小回流比由泡點(diǎn)進(jìn)料可知：進(jìn)料的q = 1，所以q線方程：聯(lián)立平衡線方程和q線方程求點(diǎn)f的坐標(biāo)(，)。 所以： 所以，有：(2)求最少理論板數(shù)：4.00(3)利用捷算法求理論板數(shù)N、：X Y0.3052所以， N12.17（包括再沸器）則： 所以加料板可設(shè)在第6塊。3. （15分）如圖所示輸水系統(tǒng)，已知管路總長(zhǎng)度（包括所有當(dāng)量長(zhǎng)度，下同）為100m，壓力表之后管路長(zhǎng)度為80m，管路摩擦系數(shù)為0.03，管路內(nèi)徑為0.05m，水的密度為1000kg/m3，泵的效率為0.8，輸水量為15m3/h。求：（1）整個(gè)管路