07届 化工原理试卷.doc

1.物料衡算的理论依据是（质量守恒定律） ，热量衡算的理论基础是（质量守恒定律）2.雷诺数的表达式是（Re = du/）3.流体在试管中流动，若流量不变，管长增加一倍，则摩擦阻力损失（2倍）4.按单元操作所遵循的基本原理不同，可将单元操作分为（动量传递）、（热量传递）、（质量传递）5.离心泵主要部件有如下三部分：（泵壳、叶轮、泵轴）6.当安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生（气蚀）现象。7.某连续精馏塔，已知其精馏操作线方程为y=0.78x +0.204，则该塔德回流比R=（3.54），馏出液组成x=（0.926）8.由于吸收过程气相中的溶质分压总（大于）液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的（上方）。增加吸收剂用量，操作线的斜率（增大），则操作线向（远离）平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y ye）（增大）。9.用相平衡常数m表达的亨利定律表达式为（y = mx），在常压下，20时，氨在空气中的分压为166mmHg，与之平衡的氨水浓度为20（kgNH3/100kgH2O），此时m=（1.250）10.当空气的湿含量一定时，其温度越高，则相对温度越（低），表明空气的吸湿能力越（强），所以湿空气在进入干燥器之（前）都要经（预热器预热）11.饱和空气在恒压下冷却，温度由t1降至t2，此时其相对湿度（不变），湿度（下降），湿球温度（下降），露点（下降）12.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是：流体具有粘性13.在间壁式换热器内用饱和水蒸气加满空气，此过程的总传热系数K值接近于：（空气）14.蒸馏操作属于（传热加传质）15.吸收速率主要决定于通过双膜的扩散速度，要提高气液两流体的相对运动，提高吸收效果，则要（减少气模和液膜的厚度）16.干燥是（传热和传质）过程用泵自敞口贮油池向敞口高位槽输送矿物油，流量为38.4t/h，高位槽中液面比油池中液面搞20m，管路总长（包括阀门及管件的当量长度）430m，进出口阻力不计，管径为108 4mm，若油在输送温度下的比重为0.96，粘度为3430cp，求泵所需的实际功率，设泵的效率=50%H = H0 + Hf = H0 + (l + le)/d(u2/2g) H0 = 20ml+le = 430md =108 2 4 = 100mm = 0.1m qm = 38400/3600 = 10.667kg/s u = qm /(0.758d2) = 10.667/(0.785 0.12 960) = 1.415m/s Re=du/ = 0.1 1.415 960 / (3430 103) = 396 2000 故 = 64/Re = 64/39.6=1.616 H = 20 + 1.616 430/0.1 1.415/(2 9.81) = 729.2m P = qvHg/=qmHg/=10.667 729.2 9.81 / 50% = 152611w = 152.6kw100的水蒸气在管壳式换热器的管外冷凝，冷凝潜热为2258.4J/kg，总传热系数2039w/(m2K)，传热面积为12.75m2,15的冷却水以2.25105kg/h的流量在管内流过，设总传热温差可以用算术平均值计算，求水蒸气冷凝量kg/h？Q=Gc Cpc(t2 - t1) KAtmtm = ( 100 15) + (100 t2)/2 (185 t2)/2Q = 2.25 105 4.18 103 (t2-15)/3600 = 2039 12.75 (296 t2)/2 t2 = 23.1Q = 2039 12.75 (185 23)/2 2105kwD = 2105 3600/2258.4 3355kg/h设计一台常压操作的填料吸收塔，用清水洗手焦炉气中的氮，操作条件下的平衡关系为y=1.2x，气体流率为4480m3/h.，入塔气体浓度为10g/m3，要求回收率为95%，吸收剂用量为最小用量的1.5倍，气相体积总传质系数K，a=200kmol/(m3h),试求 水用量（m3/h）（取水 1000kg/m3） 出塔溶液中氨的浓度（mol%）； y1= ( 10 103 /17) / (1/22.4) = 0.0132 y2=y1(1 ) = 0.0132(1 0.95) = 6.59 104(L/G)m/n = (y1 y2) / （y1/m）=m =0.95 1.2 = 1.14 L/G = 1.5(L/G)m/n = 1.5 1.14 = 1.71 G = 4480/22.4=200kmol m2 h1 L = 1.71 200 = 342 kmol m2 h1=342 18/1000= 6.16m3/h x1=(y1 y2)/(L/G)= (0.0132 6.59 104)/1.71 =0.00733=0.733%用常压精馏塔分离双组分理想混合物，泡点进料，进料量100kmol/h，加料组成为50%塔顶产品组成xD=95%,产量D=50kmol/h，回流比R=2Rmin，设全塔均为理论板，以上组成均为摩尔分率，相对挥发度=3。求 Rmin（最小回流比） 精馏段和提馏段上升蒸汽量。y = x/1 + ( 1 )x = 3x/(1+2x) 泡点进料q = l , xe =x1=0.5 Ye=3 0.5/(1+20.5)=1.5/2=0.75 Rm/(Rm + 1) = (0.95 0.75)/(0.95 0.5) = 0.20/0.45 = 4/9 Rm = 4/5=0.8V=V = (R + 1)D = (2 0.8 + 1)50=130kmol/h在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料，已知数据如下，空气进入预热器的温度为15湿含量为0.0073kg水.kg1绝干气，焓为35kJ/kg绝干空气；空气进干燥器温度为90，焓为109kJ/kg绝干气；空气出干燥器温度为50；湿含量为0.023kg水.kg1绝干料；干燥器生产能力为237kg/h（按干燥产品计）。试求 绝干空气的消耗量（kg绝干气/h） 进预热器前风机的流量（m3/s） 预热器加入热量（kw）（预热器热损失可忽略）。附湿空气比容计算公式：V=（0.773 + 1.244H (t + 273)/273 （1.0133105）/PGC = G2(1 w2) = G2X2 / (1+X2) = 237 0.01/(1+0.01)=234.7kg绝干气/hW=GC(X1 X2) = 234.7 (0.15 0.01) = 32.9kg/hL = W / (H2 H1) = 32.9 / (0.023 0.0073) = 2096kg绝干气/hvH = (0.773 + 1.244H0)(t0 +