化工原理试卷之二_答案东南大学复试化工原理考研.doc

200 年 月江苏省高等教育自学考试化工原理试题答案及评分参考一、 单项选择题（每小题1分，共15分）1某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，当处于完全湍流(阻力平方区)时，流动阻力变为原来的。( )DA4倍； B8倍； C16倍； D32倍。2牛顿型流体在直管中呈层流时，摩擦因数不可能为下列哪个值。( )BA0.055； B0.015； C0.035； D0.045。3离心泵原来输送水时的流量为qV，现改用输送密度为水的1.2倍的水溶液，其它物理性质可视为与水相同，管路状况不变，流量( )。CA增大； B减小； C不变； D无法确定。4传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是( ) B。A管壁热阻； B污垢热阻； C管内对流传热热阻； D管外对流传热热阻。5有两种关于粘性的说法：( )A(1) 无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。(2) 粘性只有在流体运动时才会表现出来。A这两种说法都对 B第一种说法对，第二种说法不对C这两种说法都不对 D第二种说法对，第一种说法不对6吸收塔的操作线是直线，主要基于如下原因( )。DA物理吸收； B化学吸收；C高浓度物理吸收； D低浓度物理吸收。7二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将因起以下线的变化( )。CA平衡线； B平衡线和操作线；C操作线和q线； D平衡线与q线。8在一水平变径管路中，在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计，当流体流过该管时，压差计读数R值反映( )。AAA、B两截面间的压强差； BA、B两截面间的流动阻力；CA、B两截面间动压头变化； D突然扩大或缩小的局部阻力。9离心泵停止操作时宜( )。BA先停电后关阀； B先关出口阀后停电；C先关出口阀或先停电均可； D单级泵先停电，多级泵先关出口阀。10一定质量的流体在f252.5 mm的直管内，作强制的湍流流动，其对流传热系数ai1000 Wm-2K-1，如果流量和物性不变，改在f192 mm的直管内流动，其ai为( )。DA1259 Wm-2K-1； B1496 Wm-2K-1；C1585 Wm-2K-1； D1678 Wm-2K-1。11精馏操作时，若其他操作条件均不变，只将塔顶的过冷液体回流改为泡点回流，则塔顶产品组成xD变化为( )。AA变小； B变大； C不变； D不确切。12( )，对吸收操作有利。AA温度低，气体分压大时； B温度低，气体分压小时；C温度高，气体分压大时； D温度高，气体分压小时。14最大吸收率与( )无关。DA液气比； B液体入塔浓度； C相平衡常数； D吸收塔型式。15精馏操作时，若其他操作条件均不变，只将塔顶的过冷液体回流改为泡点回流，则塔顶产品组成xD变化为( )。AA变小； B变大； C不变； D不确切。二、 填空题（每空1分，共20分）16当20 的甘油(1261 kgm-3，1499 cP)在内径为100 mm的管内流动时，若流速为2.5 ms-1时，其雷诺准数Re为_，其摩擦阻力系数为_。答：210；0.304317某设备的表压强为100 kPa，则它的绝对压强为 kPa。答：201.3318水力半径的定义式为 。 答：19离心泵特性曲线是在一定 下，用常温下的 为介质，通过实验测定得到的。答：转速，水20当量直径为 倍水力半径。答：421吸收过程中，物料平衡关系可用表示，最小液气比的计算关系式 。答：22吸收过程的经济性主要决定于_。答：脱吸23为了在某固定空间造成充分的自然对流，冷凝器应置于该空间的 。答：上部24精馏操作的平衡线随回流比的改变而_。答：不变25当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生 现象。答：气蚀26一般而言，气体的导热系数随温度升高而 。答：增大27水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，管道局部阻力将_，直管阻力将_。答：增大，减小28换热器管程内流体流速的选取，对一般液体取 ，气体取 。 答： u0.53 ms-1；u530 ms-129在列管式换热器中用水蒸汽冷凝来加热原油，水蒸汽应在 程流动。答：壳程30某设备的表压强为200 kPa，则它的绝对压强为 kPa；另一设备的真空度为300 mmHg，则它的绝对压强为 mmHg。（当地大气压为101.33 kPa）答：301.33 kPa，460 mmHg三、 简答题（每小题5分，共25分）31流动阻力产生的原因与影响因素。答：流动阻力产生的原因与影响因素可以归纳为：流体具有粘性，流动时存在着内摩擦，它是流动阻力产生的根源；(分)固定的管壁或其他形状固体壁面促使流动的流体内部发生相对运动，为流动阻力的产生提供了条件(分)。流动阻力的大小与流体本身的物理性质，流动状况及壁面的形状等因素有关。(分)32何谓离心泵的工作点？答：所谓离心泵的工作点是指离心泵的性能曲线(HTQ曲线)与管路特性曲线的交点(分)，即在HTQ坐标上(分)，分别描点作出两曲线的交点M点。(分)33气体、液体、固体的导热系数各有什么特点？答：导一般而言，气体的导热系数随温度升高而增大(分)；对于液体随温度升高而减小(水、甘油例外) (分)；对于固体，金属的导热系数随温度升高而减小(高合金钢例外) (分)，非金属的导热系数随温度升高而增大(冰例外) (分)；多数匀质固体：(分)。34符合恒摩尔流假定的条件是什么？答：恒摩尔流假设满足的条件是：a) 各组分的摩尔汽化热相等；(分)b) 气液接触时温度不同而交换的显热可以忽略；(分)c) 塔设备保温良好，热损失可以忽略。(分) 35双膜理论 答：双膜理论的基本论点为：1）相互接触的气液两相间存在稳定的相界面，界面两侧分别有一层虚拟的停滞液膜和停滞气膜。溶质分子以稳态的分子扩散通过这两层膜(分)；2）在相界面处，气液两相一经接触就达到平衡，界面上无传质阻力(分)；3）在膜层以外，气液流体都充分湍动，组成均一，溶质在每一相内的传质阻力都集中于虚拟的停滞膜内(分)。四、 计算题（每小题8分，共40分）36如右图所示，常温水在管道中流过。为测定a、b两点的压力差，安装一U型压差计，1至2为水银。R=10cm，试分析a、b两点的压力差为若干？已知水与汞的密度分别为1000 kgm-3及13600 kgm-3。解：取管道截面a、b处压力分别为pa与pb。根据连续、静止的同一液体内同一水平面上各点压力相等的原理，则：p1p1 分(a)因p1paH2Oxg 分p1RHgg+p2RHgg+p2RHgg+pb(Rx)H2Og 分根据式(a)，则papbxH2OgRHgg(Rx)H2OgRg(HgH2O) =0.01*10*12600=1260Pa. 分37某车间要安装一台离心泵输送清水。从样本查得在流量为45m3/h时，压头为32.6m，允许吸上真空度为5m，吸入管路直径为75mm，阻力损失为1.5m水柱，水池的水面压强为大气压。试计算输送80水时的允许安装高度。已知80水的物性参数：pv=4.73*104Nm-2， =971.8kgm-3。解：Hs=Hs+(Ha-10)- pv/(9.81*103)-0.24*1000/=0.43m u入=qv/(d2/4)=2.83 (m/s)Hg =Hs - u入2/2g - Hf,0-1=0.43-2.832/2/9.81-1.5=-1.47m允许安装高度为负值，表示泵应安装在水面以下，至少比水池水面低1.47 m。38一列管式换热器，由252.5 mm的钢管组成。管内为热空气，管外为冷却水。热空气与冷却水逆流流动。已知水侧的对流传热系数为1000 Wm-2K-1，热空气侧的对流传热系数为50 Wm-2K-1。试求总传热系数K，分别用内表面积Ai，外表面积Ao表示。已知钢的导热系数45 Wm-1K-1，热空气侧污垢热阻Rai0.510-3 m2KW-1，水侧污垢热阻Rao0.210-3 m2KW-1。已知，。解：以内表面计，内表面用下标i表示，则有 分所以：算得： Wm-2K-1 分以外表面计，外表面用下标o表示，则有 同理算得： Wm-2K-1 分39在一填料层高度为5 m的填料塔内，用纯溶剂吸收混合气中溶质组分。当液气比为1.0时，溶质回收率可达90%。在操作条件下气液平衡关系为Y0.5X。现改用另一种性能较好的填料，在相同的操作条件下，溶质回收率可提高到95%，试问两种填料的NOG分别为多少？解：本题为操作型计算，NOG宜用吸收因数法求算。原工况下： 其中 分因X20，则： 分故 分新工况(即新型填料)下： 分40每小时将15000 kg含苯40%(质量%，下同)和甲苯60%的溶液，在连续精馏塔中进行分离，要求釜残液中含苯不高于2%，塔顶馏出液中苯的回收率为97.1%。试求馏出液和釜残液的流量及组成，以摩尔流量和摩尔分率表示。苯的分子量为78；甲苯的分子量为92。解： 进料组成 釜残液组成 分原料液的平均分子量 MF0.4478