西南大学基础化学解答题.docx

西南大学化学基础填空解答题1、粘度是流体流动过程的物性之一，液体的粘度随温度升高而（ ），气体的粘度随温度升高而 （ ）本题参考答案：下降 升高 2、粘度的单位为PaS跟 p或cp之间的关系是（ ）本题参考答案：1cp1102 p1103PaS3、化工生产过程中两个衡算是（ ）和（ ）本题参考答案：物料衡算 能量衡算4、化工基础课程主要研究的动量传递、热量传递、质量传递、化工反应器统称为（ ）本题参考答案：“三传一反”5、双组分溶液的相对挥发度愈大，在x-y图中的平衡曲线愈远离（ ）本题参考答案：对角线6、完成一个精馏操作的两个必要条件是塔顶（ ）和塔底（ ）本题参考答案：液相回流、上升蒸气7、对流传热的热阻主要集中在（ ），因此，（ ）是强化对流传热的重要途径本题参考答案： 滞流内层、减薄湍流内层的厚度8、当流体在圆管内作湍流流动时，其摩擦阻力系数为0.3164Re-0.25，摩擦阻力与（ ）和Re有关；当流体在圆管内作层流流动时，其摩擦阻力系数为（ ）本题参考答案：管路粗糙度，64/Re9、简述精馏原理及恒摩尔流假定。连续精馏流程主要由哪些组成？各段主要作用是什么？实现精馏定态操作的必要条件是什么？本题参考答案： 答题要点：1）精馏原理：精馏是利用组分挥发度的差异，同时进行多次部分气化和多次部分冷凝的过程。2）恒摩尔流假定是指在精馏塔的精馏段和提馏段内，本段内各板上升蒸气摩尔流量相等，下降液体摩尔流量相等，但两段之间不一定相等。意义是精馏的计算都是以恒摩尔流为前提的，这样可简化精馏计算。3）连续精馏中，精馏塔以加料板为界分为两段，精馏段和提馏段。1、精馏段的作用：加料板以上的塔段为精馏段，其作用是逐板增浓上升气相中易挥发组分的浓度。2、提馏段的作用：包括加料板在内的以下塔板为提馏段，其作用逐板提取下降的液相中易挥发组分。3、塔板的作用：是供气液两相进行传质和传热的场所。每一块塔板上气液两相进行双向传质，只要有足够的塔板数，就可以将混合液分离成两个较纯净的组分。4、再沸器的作用：是提供一定流量的上升蒸气流。塔底汽相回流5、冷凝器的作用：提供塔顶液相产品并保证有适当的液相回流。补充塔板上易挥发组分的浓度，回流作用：塔顶液体回流和塔底汽相回流为塔板上汽液两相进行部分冷凝和部分汽化提供需要的热量和冷量，是保证精馏操作的必要条件。10、用离心泵将水由水槽送至水洗塔内。水槽敞口。塔内表压为0.85at。水槽水面至塔内水出口处垂直高度差22m。已知水流量为42.5m3/h，泵对水作的有效功为321.5J/kg，管路总长110m（包括局部阻力当量管长），管子内径100mm。试计算摩擦系数值本题参考答案：11、某二元混合液含易挥发组分0.35，泡点进料，经连续精馏塔分离，塔顶产品浓度xD=0.96， 塔底产品浓度xw=0.025（均为易挥发组分的摩尔分率），设满足恒摩尔流假设。试计算塔顶产品的采出率D/F。若回流比R=3.2，泡点回流，写出精馏段与提馏段操作线方程。本题参考答案：12、在逆流换热器中管子的规格为直径38mm，厚度3mm，用初温为15的水将2.5kg/s,的甲苯由80冷却到30，水走管程，水侧和甲苯侧的给热系数分别为 2500W/m2.K，900W/m2.K,污垢热阻忽略不计。若水的出口温度不能高于45，试求该换热器的传热面积。本题参考答案： 13、在列管换热器用热水加热冷水，热水流量为 4500kg/h ，温度从95冷却到55，冷水温度从20升高到50.总传热系数为2800w/m2.K，试求：1） 冷水流量。2） 两种流体做逆流时的平均温度差和所需的换热面积。3） 两种流体做并流时的平均温度差和所需的换热面积。4）根据计算结果对逆流和并流作比较，可以得到哪些结论。本题无参考答案14、本题参考答案：15、写出傅里叶定律方程式、牛顿冷却定律方程式及传热速率方程式，简述式中各项含义及单位。并分别说出三个方程式中比例系数的物理意义和影响因素。本题参考答案：傅立叶定律的表达式为 式中：-热传导速率，W -温度梯度，/m S-等温表面的面积，m2 -比例系数，称为导热系数的物理意义是单位传热面积单位温度差下通过导热方式传递的热量。是表征物质性能的参数，由物质种类决定，并受温度压强等影响。2）对流传热速率方程可表示为：通过传热面积S的对流传热速率，W：平均对流传热系数S：对流传热面积m2:流体与壁面（或反之）间温度差的平均值对流传热系数物理意义：表示在单位温度差下单位传热面积的对流传热速率，其单位为越大，表示地流传热越快。它不是物性，而是受多种因素影响的一个参数。3）传热速率方程式：Q=：通过传热面积S的对流传热速率，W：总传热系数：对流传热面积，m2:热流体与冷流体间温度差的平均值，K的物理意义是：K在数值上等于单位传热面积、单位温度差下的传热速率。影响K值的主要因素有流体的物性、操作条件和换热器的类型。16、蒸气冷凝器的传热面积为5m2，酒精蒸气冷凝温度78，冷凝热为845kJ/kg，冷凝水初温为20，终温为35。若K=800w/m2.K，问此冷凝器能否冷凝350kg/hr的酒精蒸气？本题参考答案：17、某设备上真空表读数为100mmHg，试计算设备内的绝对压强与表压强各为多少？已知该地区大气压强为740mmHg。本题参考答案：解：绝对压强=大气压 真空度=740-100=640 mmHg查附录知1 mmHg=133.32Pa，所以绝对压强=640133.32=8.53104 Pa;表压强= - 真空度 = - 100 mmHg = -1.33104 Pa18、在一个内管外径为160mm的套管式换热器中，将3500kg/hr的热水从100冷却到60，冷水进出口温度分别为20和30，基于内管外表面的传热总系数K为2.33kw/m2.K，冷却水走内管，热损失不计，试求：1. 冷却水的用量；2. 两流体逆流时管子的长度。设Cp水 = 4.18kJ/kgK本题参考答案：19、液体越过平顶堰上的液面高度可以用下列经验式计算：how = 0.48(qv/lw)2/3，式中how 为堰上液面高度（单位为英寸，in）；qv为液体体积流量，gal/min（加仑/分）；lw为堰长，英寸（in）。试求流量为0.05m3/s的液体越过长度为2米的平顶堰，堰上液面高度为多少米？本题参考答案：解：利用以下关系：1m = 39.37in；1m3 = 264.2gal；1min = 60s将已知量的单位换算成经验式中规定的单位计算得到：qv=0.05m3/s=0.05264.2/(1/60)=792.6gal/min； lw=2