化工试卷A卷答案

西华师范大学学生试卷2009年6月2008-2009学年第二学期考场标题号一个二三四五六七八九十总分阅卷老师得分化工学院06级化学教育、化学专业和07级化学专业化工基础试卷a考试时间是120分钟注：1。满分：100分。保持表面整洁，否则扣2分。2.交卷时请将试卷和答题纸一起交上来，否则将扣分。3.学生必须在指定的密封栏中完整填写姓名、班级和学生编号，否则将被视为废纸。4.学生必须签到，否则学生自己将对任何遗漏负责。得分审查员首先，填空(每个空格1分，共20分)1.局部阻力损失有两种计算方法，即等效直径法和局部阻力系数法。2.温度梯度的正方向是温度升高的方向。3.传热膜系数的物理含义是当温差为1K每单位时间和每单位面积时的传热。4.普朗特数字的符号是公关；表达的意思是：表示物理性质影响的特征的数量。5.kG的单位是：KL表示为：6.对于溶解度小的气体，吸收率通常由液相侧控制。7.气相总体积吸收系数的表达式为：单位为：8、满足恒定物料量溢流假设成立，必须满足以下三个条件：(1)混合物各成分中的物质数量等于汽化潜热。(2)精馏塔各部分保温性能良好，热损失可忽略不计。(3)各塔板液相显热的变化可以忽略不计。9、通常用溶质分子量高于500的分离过程进行超滤。10、示踪剂要求：(1)不与材料发生化学反应。(2)易于检测。(3)添加量不影响物流。11.停留时间有两个主要的数学特征，一个是数学期望(或平均停留时间)，另一个是方差。得分审查员二、简答题(每题5分，共20分)1.简述精馏塔中精馏段的作用。答：回流液用于冷凝上升气体中的部分难挥发成分。产生的冷凝热同时蒸发了塔盘上液体中的部分挥发性成分，对上升的蒸汽起到蒸馏和净化的作用，从而在塔顶得到更纯的挥发性成分。2.简述对流传热的温度分布。答：就热阻而言，层流内层的热阻占对流传热热阻的绝大部分，所以虽然这一层的流体很薄，但热阻很大，因子温度梯度也很大。湍流核心的温度相对均匀，热阻非常小。图中显示了从流体到壁的温度分布。3.简述间歇搅拌釜式反应器的特点。(1)间歇操作(2)反应物和产物的浓度随时间变化(3)操作时间包括反应时间和辅助时间(4)釜内各点温度浓度一致。4.简述离心泵的工作原理。启动离心泵前，向泵中注入液体。当叶轮高速旋转时，叶片之间的液体也随着叶轮的旋转产生离心力，液体被抛向叶轮的外缘。在这个过程中，流体获得动能。随着叶轮上叶片与泵壳蜗壳流道段之间的流体通道界面逐渐增大，泵内流体的流速逐渐减小，一部分动能转化为静压能，流体压力逐渐增大，最后从泵的压力出口压出。同时，由于离心力的作用，叶轮中心的流体被抛向叶轮的边缘，导致叶轮中心形成低压，该低压的压力低于要被吸入的液面的压力，因此流体被连续地从该低压吸入1.将储罐中密度为1200千克/立方米的溶液泵入蒸发器。储罐中的液位保持恒定，压力高于101.33103帕。蒸发器上部蒸发室的工作压力为26670帕(真空度)。蒸发器的入口比储罐中的液位高15米，进料速度为20立方米/小时。流经所有管道的溶液能量损失为120焦耳/千克。计算泵的有效功率。(管径60毫米，泵效率0.65)解决方法：以储罐液位为1-1段，管道出口内侧为2-2段，以1-1段为参考水平面，在两段之间建立伯努利方程。其中Z1=0 Z2=15m p1=0(表压)p2=-26670 pa(表压)u1=0=120焦耳/千克如果上述值被替换，则泵的有效功率Pe为：在公式中PE=246 . 96 . 67=1647瓦=1.65千瓦事实上，泵所做的功并不都是有效的，所以应该考虑泵的效率。事实上，泵消耗的功率(称为轴功率)n是如果泵效率为0.65，泵的轴功率为：2.每小时在连续精馏塔中分离15000千克含40%苯(质量%，下同)和60%甲苯的溶液。要求釜内残液中苯含量不超过2%，塔顶馏出物中苯的回收率为97.1%。尝试找出馏出物和釜残留物的流速和组成，用摩尔流速和摩尔分数表示。溶液：苯的分子量为78；甲苯的分子量是92。进料组成釜渣的组成原料液的平均分子量MF为0.44780.5692=85.8进料液体流量qn，F=15000/85.8=175.0kmol/hQn，DxD/qn，FxF=0.971 (a)所以qn，DxD=0.9711750.44 (b)总柱物料平衡qn，D qn，W=qn，F=175qn，DxD qn，WxW=qn，FxF或qn，DxD 0.0235qn，W=1750.44 (c)相关列a，b，c，已求解qn，D=80.0 kmol/h qn，W=95.0 kmol/h xD=0.9353.当总压力为101.325千帕，温度为20时，15公斤NH3溶于1000公斤水中，溶液上方气相中NH3的平衡分压为2.266千帕，此时试着求出溶解度系数h、亨利系数e和相平衡常数m。解决方法：首先，将气液相组成转换成Y和XNH3的摩尔质量为17千克/千摩尔，溶液的量为15千克NH3和1000千克水的总和。因此.从E=Pm=101 . 3251 . 436=145.5千帕或千帕溶剂水的密度 s为1000 kg/m3，摩尔质量ms为18 kg/kmol，h由下式计算kmol/(m3kPa)溶液中NH3的浓度为kmol/m3所以kmol/(m3kPa)4.在压力为1.013105pa、温度为250的系统中，氮气和氧气的混合物经历稳定的扩散过程。已知在相距5.0010-3m的两个部分上，氧的分压分别为1.25104pa和7.5103pa。零度时氧在氮气中的扩散系数为1.81810-5m2.s-1。当等量物质被确定为不正常扩散时：(1)氧扩散通量；(2)氮扩散通量；(3)距截面2.510-3m处的氧分压，分压为1.25104pa解决方案；25时的d值为：5.运行中有一台单程逆流管式换热器。热空气在管侧从120降低到80，其对流传热系数1=50W/(m2K)。壳程冷却水温度由15升至90，对流换热系数2=2000瓦/(平方米)，管壁热阻和污垢均可排除。当冷却水量加倍时，试着找出水和空气的出口温度t2和T2，忽略流体物理参数随温度的变化；(2)传热率Q比以前高多少？解决方法：在