化工原理B试卷A(正)答案(2015年下)

第 1 页 上海应用技术学院上海应用技术学院 2015 2016 学年第学年第 1 学期学期 化工原理化工原理 期 末 期 末 A 试卷答案 试卷答案 一 判断题 以 表示 每空 2 分 1 在相同设备条件下 密度越大 粘度越小的流体越容易形成湍流状态 答案 2 稳定流动时 流体的流速 压强 密度等均不随时间和位置而变 答案 3 当间壁两侧无相变冷热流体的进 出口温度已确定时 为了提高传热平均温 度 差 应采用并流操作 答案 4 对理想溶液而言 其组分的挥发度可以用同温度下该组分的饱和蒸汽压的大 小 来表示 答案 5 对双组分理想混合液 相对挥发度的大小可以判别该物系的分离难易程度 因此 在相同条件下 分离相对挥发度小的物系所需理论板数多 答案 二 选择题 每空 2 分 1 根据雷诺实验 流体在圆直管中作稳态流动时 层流时的雷诺准数是 A Re4000 C 2000 Re 2300 D 2000 Re 4000 答案 A 第 2 页 2 流体流动产生阻力的根本原因是 因为流体流动 A 遇到了障碍物 B 与管壁产生摩擦 C 产生了内摩擦切向力 答案 C 3 对流传热是由 因素产生的 A 流体分子的热振动 B 流体体内电子的移动 C 流体质点的位移 扰动 答案 C 4 间壁两侧流体的对流传热系数相差不大时 要提高 K 值 关键在于提高 的对流传热系数之值 A 大者 B 小者 C 两者 答案 C 5 当回流从全回流逐渐减小时 精馏段操作线向平衡线靠近 为达到给定的分 离 要求 所需的理论板数 A 逐渐增多 B 逐渐减少 C 不变 答案 A 三 填空题 1 某间壁换热器中 流体被加热时 圆形直管内湍流的传热系数表达式为 当管内水的流速为 0 5m s 1时 计算得到管壁对水的 传热系数 2 61 kw m 2 K 1 若水的物性不变 仅改变水在管内的流速 当流速为 0 8 m s 1时 此时传热系数 5 分 答案 0 023 d Re0 8Pr0 4 3 分 3 81 kw m 2 K 1 2 分 2 蒸馏分离液体混合物的依据是利用 3 分 第 3 页 答案 液体混合物中各组分挥发度的不同 3 分 3 连续精馏塔计算中为简便起见 分别引入了 的概念 和 的假定 2 分 答案 理论板 1 分 恒摩尔流 1 分 四 20 分 用泵将密度为 1200 kg m 3的溶液从敞口贮槽内送到高位槽中 高 位槽比敞口贮槽的液面高出 20m 吸入管与排出管为 89 4mm 全部管路的总 长 不包括管路的进出口 为 81 3m 输液量为 30 103 kg h 1 摩擦系数 0 027 管路流动为完全湍流 泵的效率为 54 试求 泵的轴功率为多少 第 4 页 22 1122 12 12 12 12 22 2 112211 2 5 22 020 0 30000 01 35 2 11 36000 0811200 44 81 3 0 027 20 ef s e f pupu z gWz gh zz pp V uums d ll u h d 进进 答答案案 选选取取截截面面和和的的内内侧侧为为上上下下游游截截面面 截截面面为为基基准准面面 对对贮贮油油池池液液面面至至高高位位槽槽液液面面列列柏柏努努利利方方程程 分分 分分 表表 分分 2 22 2 21 1 35 0 525 15 3 0812 1 35 209 8125 15222 26 5 22 30000 222 261852 17 3600 3 1852 17 3429 93 43 0 54 ef ese e Jkg u WzzghJkg PWWJkg P Pwkw 分分 分分 分分 五 20 分 普通班 在某套管换热器中用水逆流冷却某溶液 流量为 2 4kg s 1 比热为 2kJ kg 1 1的溶液走换热器的内管 规格为 25 2 5mm 从 150 冷 却到 100 冷却水走换热器的环隙 从 25 升温至 60 比热为 4 18kJ kg 1 1 已知 溶液一侧的对流传热系数为 1160w m 2 1 冷却水一侧的对流传热系数 为 930w m 2 1 忽略管壁和污垢的热阻及热损失 试求 1 以管外表面积为基准的总传热系数 K2为多少 2 冷却水的用量为多少 3 换热器的管外表面积 A2和管长 l 为多少 第 5 页 12 2 2 2 2112 11122221 1 3 1112 2025 1111251 1 464 5 5 116020930 2 2 42 150100 1 64 5906 5 4 18 6025 3 2 42 10 150100 24000 mpmp m mp dmmdmm d Kw mC Kd q cTTqctt qkg skg h Qq cTT 答答案案 分分 分分 1221 12 21 2 2 2 2 22 2 0 2 15060 10025 82 27 3 15060 lnln 10025 240000 6 28 3 464 582 27 6 28 79 96 2 0 025 m m w TtTt tC Tt Tt Q Am Kt A Ad llm d 分分 分分 分分 分分 五 20 分 卓越班 某套管换热器由管长为 3m 的钢管所组成 在壳程中 用 130 的饱和水蒸汽将在管程中的某有机溶剂气体从 35 加热到 80 现因生 产 需要 将有机溶剂气体流量增加一倍 并要求在管程中的有机溶剂气体从 35 加热到 90 而用来加热的饱和水蒸汽仍为 130 设管壁和污垢热阻忽略不 计 且温度变化不影响有机溶剂气体的物性变化 试求 套管换热器的管长应加长到多少 第 6 页 111121 111121 12 1 2 12 1 2 5 13035 13080 70 112 13035 lnln 13080 13035 13090 63 582 13035 lnln 13090 mm mm m m K Atq Cp ttQ QK AtqCp tt TtTt t Tt Tt TtTt t Tt Tt 答答案案 分分 分分 分分 0 80 8 2111121111 0 80 8 11 11 11 11 0 8 0 8 2 1 2 2 2 70 11 8035 3 263 582 9035 2 8035 63 58 0 646 2 9035 70 11 0 mm m m KqKq qK Kq Ad ll Ad ll Ql Ql l l l l 分分 分分 分分 分分 4 642 646 m 分分 六 20 分 某连续精馏操作中 若原料液于露点温度下进入精馏塔 已知 精馏段操作线方程式为 y 0 723x 0 263 提馏段操作线方程式为 y 1 25x 0 0187 试求 1 原料液 馏出液和釜液的组成为多少 2 操作回流比 R 为多少 第 7 页 0 7322 61 3 1 0 263 1 0 263 2 611 0 95 5 0 0748 4 0 7230 2631 25 0 535 5 0 7230 5350 2630 65 D D WW R R R x R x yxxx xx x y q 答答案案 精精馏馏段段操操作作线线斜斜率率 分分 精精馏馏段段操操作作线线截截据据 所所以以 分分 提提馏馏段段操操作作线线与与对对角角线线交交点点坐坐标标 分分 由由两两操操作作线线交交点点 分分 因因为为泡泡点点下下进进料料故故线线为为垂垂线线 可可得得 原原 0 65 3 F xy料料液液组组成成 分分 七 10 分 精馏分离某理想混合液 已知 操作回流为全回流 物系的相对 挥发度为 2 5 测得精馏段第二块塔板下降液体的组成为 x2 0 5 第三块塔板 下降液体组成为 x3 0 4 均为易挥发组分的摩尔分数 试求 第三块塔板的汽相单板效率 第 8 页 3243 3 3 3 3 134 3 13