化工原理试卷及答案4套.doc

第 12 页 共 12 页化工原理（上）模拟试卷1一、单项选择题（每题2分，共20分）1.密度为850kg/m3的液体以5m3/h的流量流过输送管，其质量流量为 。A.170kg/h B.1700kg/h C.425kg/h D.4250kg/h2.定态流动系统中，水从粗管流入细管。若细管流速是粗管的4倍，则粗管内径是细管的 倍。 A. 2 B.3 C.4 D.53. 用于分离气-固非均相混合物的离心设备是 。 A.降尘室 B.旋风分离器 C.过滤式离心机4.规格为1084.0mm的无缝钢管，其内径是 。 A.100mm B.104mm C.108mm D.112mm5.管路系统中，离心泵调节流量可用（1）泵出口阀门；（2）改变叶轮直径或泵的转速，则 。 A.（1）、（2）都行 B.（1）、（2）都不行 C.（1）行（2）不行 D.（1）不行（2）行6.能全部吸收辐射能量的物体称为 。 A.灰体 B.黑体 C.镜体 D.透热体7.可引起过滤速率减小的原因是 。A.滤饼厚度减小 B.液体黏度减小C.压力差减小 D.过滤面积增大8.离心泵铭牌上所标明的流量Q是指 。A.泵的最大流量 B.扬程最大时的流量C.泵效率最高时的流量 D.扬程最小时的流量9某套管换热器环隙内为饱和水蒸气冷凝加热管内的空气，此时K值接近于 流体的值，壁温接近 流体的温度。若要提高K值，应设法提高 流体的湍动程度。A.管程 B.壳程 10.颗粒在空气中的自由沉降速度 颗粒在水中自由沉降速度。A.大于 B.等于 C.小于 D.无法判断二、填空题（每题2分，共20分）1. 测得某容器表压为200kPa，当地大气压为100 kPa，该容器的绝对压力是 kPa。2.湍流与层流的本质区别是：前者流体质点在 运动的同时，还有 。3.离心泵的主要构件是 、 和 。4.传热的三种基本方式是 、 、 。5.蒸汽在管壁面冷凝时，有两种冷凝方式即 冷凝和 冷凝，并且前者热阻 后者。6.若不适当地提高离心泵的安装高度，则离心泵会发生 现象。7.忽略管壁和污垢热阻，若管内外流体的对流传热系数分别为0.85和1.70kW/（m2），总传热系数K= W/（m2）。8.悬浮液的分散相是 ，连续相是 。9.不可压缩滤饼的颗粒具有 ，过滤过程中滤饼的 不变。10.过滤设备中，板框压滤机是 操作，转鼓真空过滤机是 操作。（注：间歇、连续）三、简答题（共20分）1.（10分）如图，高位槽液面维持恒定，液体以一定流量流经管路，ab与cd两段长度相等，管径与管壁粗糙度相同，试分析U型压差计的读数R1与R2；液体通过ab段与cd段的能量损失hfab与hfcd；ab与cd两端压差Pab与Pcd的关系。2. （5分）根据传热的强化途径，试分析螺旋板换热器是如何强化传热的。3.（5分）试说明旋风分离器的构造特点、工作原理。四、计算题（10分） 如图所示，常温水槽下连有一水平输水管。水管规格为573.5mm，当阀门A全闭时，压力表B读数为30.39kPa ，而阀门开启至某一开度时，压力表B读数降为20.26kPa。设由储槽面到压力表处总压头损失为0. 5m, 求水的流量(m3/h)。 五、计算题（15分） 用泵从河中抽水作为喷淋冷却器用水。泵的吸入管内径为120mm，排出管内径为80mm，水流量为45m3/h。已知当地大气压为105Pa，管路能量损失为98.1J/kg，试求所需泵的（1）外功；（2）有效功率。六、计算题（15分） 某厂要求用冷却水将管内流量为1.25kg/s的苯由80冷却至30，管外冷却水的进口温度20，出口不超过50。若换热器 总传热系数K=565W/（m2），试求（1）换热器的传热面积；（2）冷却水用量。已知苯的比热容容为1.9kJ/（kg）、水的比热容容为4.18 kJ/（kg）化工原理（上）模拟试卷2一、填空题（30分，每空1分）1、30、150kPa（绝压）空气的密度= kg/m3（空气的分子质量取为29g/mol）。2、某设备真空度为200mmHg，其绝压= kPa，其表压值为 mmHg。（当地大气压为760mmHg）3、在柏努里方程式中，p/的单位是 ，其物理意义为 ；p/g的单位是 ，其物理意义为 。4、管内流动的雷诺准数表达式为Re= 。当Re 时，一定是层流流动；当Re 时，一定是湍流流动。5、流体在圆管中层流时，管内流速为 分布，管中心处点速度为平均流速的 倍。6、孔板流量计是恒截面，变 流量计；转子流量计是恒 ，变截面流量计。7、离心泵是依靠 力对流体作功，其作功的部件是 。8、离心泵的工作点是 曲线与 曲线的交点。9、传热推动力为 ，在稳定的串联传热中，某一步的热阻愈小，其对应的推动力愈 。10、普兰特准数（Pr）的物理意义为 ；格拉斯霍夫准数（Gr）的物理意义为 。11、某列管换热器的壳程为饱和水蒸汽冷凝以便加热管程内流动的空气，则K值接近于 侧流体的值；壁温接近于 侧流体的温度。若要提高K值，应设法提高 侧流体的湍动程度。12、将列管换热器做成多管程的目的是 ；在壳程设置折流挡板的目的是 。13、用“”、“”或“=”符号表示下列各对值的大小： 二、简答题（10分）1、 简述离心泵的开车步骤。2、如图所示为一个三层平壁热传导温度曲线图。已知三层材料厚度相同，请比较它们的导热系数的大小，并在图上标出热量传递方向。三、计算题（60分）1、（15分）如图所示的输水装置中，水管为钢管，水槽液面维持恒定。（1） 当阀门全关时，压力表读数为30.39kPa，计算水槽内液面高度H=？（2） 当阀门开至某一开度时，压力表读数降至20.26kPa，此时由水槽至压力表安装处的全部压头损失为0.5m，试求水的流量为？m3/h（水的密度=1000kg/m3） 2、（20分）用离心泵将常温水经由钢管从水池送往常压高位槽，要求输送量为10m3/h。两槽液面维持恒定。管线总长（包括直管长及所有局部损失的当量长度，下同），其中吸入管线长，管路摩擦系数，泵的吸入口在水池液面上方4m，其余尺寸见附图，试求： （1） 离心泵所需的扬程；（2） 若泵的效率，计算离心泵所需轴功率；（3） 已知离心泵的允许吸上真空度HS允8.7m，试问此泵安装高度是否合适？已知：当地大气压为101.3kPa，水的密度可取为kg/m3。3、（25分）有一单管程列管换热器，内装钢制列管300根，每根长2m。要求将8000kg/h的常压空气在管程内由20C加热到85C。壳程内为108C的饱和水蒸汽冷凝。已知壳程水蒸汽冷凝传热系数0104W/(m2C)，壁阻及垢阻可忽略不计，也不计热损失。已知空气在其平均温度下的有关物性数据如下：Cp=1kJ/(kgC); =1.09kg/m3;= 2.8510-2W/(mC)；= 1.9810-5 Pas试问：（1） 空气在管内强制对流的传热膜系数i；（2） 以管子外表面积为基准的总传热系数K0；（3） 通过你的计算，说明此换 化工原理（下）模拟试卷1一、选择题（每题2分，共20分）1、区别精馏与普通蒸馏的必要条件（ ） A、 1 B、p tW D、回流2、苯-甲苯混合液中苯的质量分率为0.5，其摩尔分率为（ ）（M苯=78，M甲苯=92） A、0.54 B、0.50 C、0.45 D、0.403、若混合气体中氨的体积分率为0.5，其摩尔比为（ ） A、0.5 B、1 C、0.3 D、0.14、下列哪种情况不属于塔板上的非理想流动（ ） A、液沫夹带 B、降液管液泛 C、返混现象 D、气泡夹带5、两组分液体混合物，其相对挥发度越大，表示用普通蒸馏方法进行分离（ ） A、较容易 B、较困难 C、很困难 D、不能够6、当连续精馏在最小回流比条件下操作时，其理论板层数（ ）A、最多 B、最少 C、 D、07、混合气体中被液相吸收的组分称为（ ） A、吸收剂 B、吸收质 C、吸收液 D、溶剂8、若湿物料的湿基含水量为20%，其干基含水量为（ ） A、17% B、25% C、36% D、 23%9、下列物料中，适于用填料塔进行分离的是（ ）A、 含固体悬浮物的 B、易聚合的 C、腐蚀性的10、湿空气不能作为干燥介质的条件是（ ） A、 1 B、=1 C、 0 D、=0二、填空题 （每空1分，共20分）1、吸收过程用气相组成表示的推动力 ，用液相组成表示的推动力 。2、干燥速率曲线能显示出干燥过程分为两个阶段，即 阶段和 -阶段。3、连续精馏操作中，若原料液为饱和液体，则热状况参数q= ；若露点进料，则q= 。4、干球温度是空气的 温度，露点是不饱和湿空气在 不变的情况下冷却达到饱和的温度。5、填料塔中填料分为两类，一类为 填料，另一类为 填料。拉西环是典型的 填料。6、在板式塔中进行气液传质时，若液体流量一定，气速过小，容易发生 现象；气速过大，容易发生 或 现象，所以必须控制适宜的气速。7、用洗油吸收焦炉煤气中少量的苯及甲苯蒸汽，按被吸收组分数量分，该吸收过程属于 吸收，按过程有无化学反应分，该吸收过程属于 吸收。8、精馏在全回流下操作时，其回流比R= ，所需理论板层数 。9、当物料总水分按 水分与 水分划分时，说明除去水分的难易程度仅与物料性质结构有关。三、简述题（每题10分，共20分）1、试述填料塔中液体喷淋量一定时，气体通过填料层的压降P随空塔气速u的变化关系。2、已知在总压为101.3kPa下，湿空气的干球温度t和湿球温度tW，如何在I-H图上找出相应的其他状态参数，试绘出求解过程示意图。四、（10分）今有一连续操作干燥器，处理湿物料量为800kg/h，要求物料干燥后含水量由30%减至4%（均为湿基含水量）。干燥介质的最初湿度为0.005kg/kg，最终湿度为0.052 kg/kg，试求（1）水分蒸发量；（2）干空气消耗量。五、（15分）在293K和101.3kPa下，用清水分离氨和空气的混合气体。混合气体中氨的分压是13.3kPa，经逆流吸收后，氨的分压下降到0.0068kPa。已知混合气体流量为1020kmol/h，操作条件下的平衡关系是Y*=0.755X，试计算：（1）最小液气比；（2）若适宜的吸收剂用量为最小吸收剂用量的5倍，其实际吸收剂用量。六、（15分）将乙醇-水溶液进行连续精馏，原料液以120kmol/h的流量进入塔内，已知乙醇含量为：原料液中0.30（摩尔分率，下同）、馏出液中0.80、釜残液中0.05。试求：（1）馏出液和釜残液流量；（2）若操作回流比为3，精馏段上升蒸汽量；（3）若露点进料，提馏段上升蒸气量。化工原理（下）模拟试卷2一、填空题（30分，每空1分）1、用蒸馏的方法分离液体混合物的依据是 。2、全回流操作时，精馏塔的操作线方程为 ,为达到一定的分离要求，所需的理论板数 。3、在设计精馏塔时，选取较大的回流比R值，所需的理论板数将 ，塔的操作费用将 。操作时，增大回流比，则xD , xW 。4、q线方程的表达式为 ，其物理意义为 。5、亨利定律的表达式为 ，它适用于 溶液。6、温度 和压力 对解吸有利。7、板式塔中，雾沫夹带和汽泡夹带将使塔板效率 而当发生 或 时，塔的操作将被破坏。8、HOG的大小反映了 ，NOG的大小反映了 。9、干燥操作是 过程与 过程同时发生的过程。10、相对湿度f100的湿空气称为 湿空气，此时t tas tW td。11、恒压下在一列管换热器中预热不饱和空气，预热后的湿空气与预热前相比，气干球温度将 ，湿度H将 ，相对湿度的温度f将 ，湿球温度tW将 ，而露点温度度td将 。 12、恒速干燥阶段，物料表面温度仅是等于使空气的 温度。二、简答题（10分，每小题5分）1、 为了提高吸收塔的吸收率，可以采用哪些方法？2、 图示为80条件下，某固体物料的平衡线，X1 为物料的最初干基含水量，此物料与f50的使空气接触。 请在图中标出自由水分，平衡水分，结合水分与非结合水分的大小。 三、计算题（60分）1、（25分）用常压力连续精馏塔分离甲醇水溶液，其平衡曲线如附图所示，已知进料量为100kmol/h，xF0.4（摩尔分率，下同），饱和液体进料。要求xD0.95，xW0.05，采用的回流比R1.5min。塔顶采用全凝器，塔釜为间接蒸汽加热，试求：（1） 塔顶，塔釜产物量D及W并计算塔顶易挥发组份的回收率；（2） 回流比R？（3） 用图解法求解所需的理论板数；（4） 若全塔效率E00.5，求所需的实际板数。2、（20分）在一常压操作的逆流填料塔中，用清水吸收含溶质5（体积）的混合气中的溶质，已知混合气流量为160kmol/h，塔的截面积为1.1。操作条件下的平衡关系为Ye=1.3X(Y,X为摩尔比组成)，要求的吸收率为95，已知KYa=180kmol/(m3hy)，该塔采用的液气比L/V1.7，试求：（1） 吸收剂出塔浓度X1 ？（2） 完成上述任务所需填料层高