化工试题A答案.doc

考试试题（A）参考答案一、填空题（20分，每空1分）1、在流动系统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随位置而变，不随 时间 而变，称为稳定流动。若以上各量既随 位置 而变，又随时间而变，称为不稳定流动。2、流体在圆形直管内滞流流动时，其速度分布是 抛物线 型曲线，其管中心的最大流速为平均流速的 2倍 。3、热传导的传热距离愈远，则导热热阻愈 大 。4、热流体温度从80冷却到50，冷流体由15加热到35，两种流体并流传热时对数平均温差为 27.28 ，逆流传热时对数平均温差为 39.79 。5、 传热的三种基本方式有 热传导 、 热对流 、热辐射 。6、某精馏塔的精馏段操作线方程为，则该塔的操作回流比为 3 ，馏出液组成为 0.96 。7、写出三种常用板式塔的名称 筛板塔 、 浮阀塔 、 泡罩塔 。8、吸收操作是吸收质从气相转移到_液相_的传质过程。在吸收操作中压力_提高_，温度_降低_将有利于吸收过程的进行。9、所谓气膜控制，即吸收总阻力集中在_气膜_一侧，而_液膜_一侧阻力可忽略；如果说吸收质气体是属于难溶气体，则此吸收过程是_液膜_控制。二、单选题（20分，每小题2分）1、化工原理中的“三传“是指（ D ）A动能传递、势能传递、化学能传递 B动能传递、内能传递、物质传递C动量传递、能量传递、热量传递 D动量传递、热量传递、质量传递2、流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（ C ）。 A. 流动速度大于零 B. 管边不够光滑 C. 流体具有粘性 D以上都有3、对双层平壁的稳态导热过程，壁厚相同，各层的导热系数分别为和，其对应的温差分别为和，若 ，则和的关系为（ A ）。A. 。 D. 不确定。4、一套管换热器，环隙为120蒸汽冷凝，管内空气从20被加热到50，则管壁温度应接近于（ B ）。 A.35 B.120 C.77.5 D.505、当二组分液体混合物的相对挥发度为（C）时，不能用普通精馏方法分离。A、3.0 B、2.0 C、1.0 D、4.06、精馏过程的理论板假设是指（D）。 A、进入该板的气液两相组成相等 B、进入该板的气液两相组成平衡 C、离开该板的气液两相组成相等 D、离开该板的气液两相组成平衡7、用精馏塔完成分离任务所需的理论板数为8（包括再沸器），若全塔效率为50%，则塔内实际板数为（ C ）。A、16层 B、12层 C、14层 D、无法确定8、下述说法中错误的是（ B ）。A、板式塔内气液逐级接触，填料塔内气液连续接触 B、精馏用板式塔，吸收用填料塔 C、精馏既可以用板式塔，又可以用填料塔 D、吸收既可以用板式塔，又可以用填料塔9、 在吸收塔中，随着溶剂温度升高，气体在溶剂中的溶解度将会（C）。A、增加 B、不变 C、减小 D、不能确定10、在逆流吸收塔中，增加吸收剂用量，而混合气体的处理量不变，则该吸收塔中操作线方程的斜率会（A ）。A、增大 B、减小 C、不变 D、不能确定三、简答题要点（50分，每小题10分）1、流体的流动形态有哪几种？如何判断？流体的流动形态有两种：层流和湍流；用雷诺准数来判断，当，为层流，当为湍流。2、试述强化传热的途径有哪些？强化传热的途径有：增加传热面积（增加有效传热面积），增加温度差（采用逆流流动），增加传热系数K（增加流体的湍流流动，防止垢层热阻的形成及及时地消除垢层热阻）3、叙述精馏计算中恒摩尔流假设的基本内容？恒摩尔溢流：在精馏塔的精馏段内，从每一块塔板上下降的液体的摩尔流量皆相等，提馏段内也是如些，但两段不一定相等。 恒摩尔汽化流：在精馏塔的精馏段内，从每一块塔板上上升的汽体的摩尔流量皆相等，提馏段内也是如些，但两段不一定相等。4、叙述吸收双膜理论的基本论点？相互接触的气、液两流体间存在着稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的有效层流膜层，吸收质是以分子扩散的方式通过此膜层；在相界面处，气、液两相达到相平衡；在膜层以外的中心区域，由于流体的充分湍动，吸收质的浓度是均匀的，即两相中心区的浓度梯度为0。5、简述流体静力学基本方程在化工实际的应用？ 流体静力学基本方程在化工实际的应用主要有：流体压力的测量（U形压差计、微压计等）、液位的测量、液封高度的确定等四、计算题（60分，每小题15分）1、用离心泵经573.5mm的钢管，将敞口贮槽内的有机溶剂(密度800kg.m-3，粘度为20cP)输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高度保持20m，见附图。已知钢管总长度(包括局部阻力当量长度) 为25m，反应器内的压力恒定为4106Pa (表压) ，有机溶液输送量为6m3/h，试计算泵提供的机械能（J/kg）。*答案要点* 取敞口贮槽液面为1-1截面，反应器内液面为2-2截面，在1-1与2-2截面间列柏努利方程，并以1-1截面为基准面： Z1+(u12/2g)+(p1/g)+He=Z2+(u22/2g)+(p2/g)+Hf1-2 He =(Z2-Z1) +(u22- u12)/2g+(p2-p1)/g+Hf1-2 Hf =(l+le )/d(u2/2g) u=(6/3600)/(/4)0.052=0.849m/s u1u20 Z1=0 Re=du/=0.050.849800/(2010-3)=16982000 则=64/Re=64/1698=0.0377 Hf1-2 =0.0377(25/0.05)0.8492/(29.807)=0.693m 故He=(20-0) +4106/(8009.807)+0.693=530.5m Na=qVgHe/11.56kw2、每小时将3500kg的某液态烃在内管为18010mm的套管换热器中从l00冷却到60，液态烃的平均比热为2.38 kJ/(kg.K)；冷却水进口温度为40，出口温度为50，传热系数K为2000W(m2.K)且保持不变，水的平均比热为4.17kJ/(kg.K)，求：(1)冷却水用量； (2) 逆流情况下的平均温差及所需传热面积。*答案要点*液态烃放热 Q=msCp（T1-T2）=35002.38(100-60)= msCp(t2-t1) =333200kJ/h K=2000w.m-2.K-1 冷却水用量 ms=Q/Cp(t2-t1) =3332000/4.17(50-40) =7990.4kg.h-1tm=(100-50)-(60-40)/ln(100-50)/(60-40)=32.74 A=Q/(Ktm)=333200105/(200032.743600)=1.41m23、用一精馏塔分离二元理想混合物，已知，进料浓度为，进料量为，泡点进料。要求塔 顶浓度为0.9，塔釜浓度为0.1（以上均为縻尔分率）。求塔顶、塔釜的采出量，若 R=2，写出精馏段和提馏段的操作线方程？*答案要点* ， ， 。 ， 即精馏塔的塔顶和塔釜采出量分别为和 。两段的操作线方程为 和 。4、某生产车间使用一填料塔，用清水逆流吸收混合气中的有害组分A。已知操作条件下，气