化工原理2010考试题

1、化工原理2010考试题宝鸡文理学院试题课程名称 化工原理试卷类别B适 用 时 间2010.1化专及材级班2007级应用化学、一、填空(每空1分，1X 24=24分)1. 某精馏塔顶操作压强须维持在 5.3kPa,若当地气压计的读数为 100.6kPa (755mmHg ),塔顶真 空表读数应为 kPa (mmHg )。2. 蒸发操作中的温度差损失的原因有.和。3在降尘室中除去某粒径的颗粒时，若降尘室的 高度增一倍，则颗粒的沉降时间增大为原来的 倍，气流速度降低为原来的倍，生产能力为原来的倍。4 板式塔的流体力学性能图 由 、 、液相负荷上限线、 漏液线和液相负荷下限线五条曲线包围的区域构5.

2、在总压为101.33kPa、温度为85C下，苯和甲苯的饱和蒸汽压分别为Pa 116.9kPa、Pb 46kPa，则相对挥发度=，平衡时液相组成为xA，气相组成林。6. 离心泵原向高压容器内输送液体，现将高压改为常压，其他条件不变，则该泵输送液体的流量将，轴功率将。7. 在101.33kPa的总压下，已知湿空气的温度为40 C，其相对湿度巾为60%，且40 C下水的饱和 蒸汽压为7.38kPa，则该空气的湿度H为 kg/kg绝干气，其焓I为kJ/kg绝干气。8. 在萃取操作过程中，若B、S部分互溶，则溶解度曲线三角形相图分为两个区域，曲线内为 区，曲线外为 区，萃取操作只能在内进行。9. 对低浓

3、度溶质的气液平衡系统，当总压降低时，亨利系数E将，相平衡常数m将，溶解度系数H将。10. 一般而言，两组份的等分子反向扩散体现在单元操作中，而一组分在另一停滞组分的扩散体现 在单元操作中。二、选择题（每小题2分，2X10=20分）1 滞流和湍流的本质区别是（）。A.湍流B.滞流时Re C.流道截面大时为湍流，2. DClWWrr， 率过滤面与过滤ft速大于流流速于湍流时的Re r为湍流，截面小时为滞流 -而湍流有径向脉动）。匕；B过滤速率躺速率与滤布阻成正反比；D过滤速 3液体心泵在无关管路件尸作压头与被输送A. Z2 Zi 0 ；B. hf 02 2c.守今 0 ；D. P2 P1 04-关

4、于辐射传热，下述几种说法中错误的是 ( )。A .除真空和大多数固体外，热射线可完全 透过；B .热辐射和光辐射的本质完全相同，不同的仅仅是波长的范围；C. 热射线和可见光一样，都服从折射定律；D. 物体的温度不变，其发射的辐射能也不5 .工业生产中，沸腾传热区应设法保持在 ( )。A .自然对流区；B.核状沸腾区；C.膜状沸腾区；D.过渡区6.恒压过滤时，如滤饼不可压缩，介质阻力可忽略，当操作压差增加1倍，则过滤速率为原来的（A1倍；B 2倍;C 2 倍;D 1/2 倍；精（馏塔的图解计算中，若进料热状况变化，°B.操作线与qD.操作线与操,A<1,且填料C.线变化平衡线发生

5、变化 作线变化平衡线与q线变化 层为在逆流吸B液平吸咼时少、塔上部 C. 塔底D塔下咅R9/当空气的相对湿度$ =60%寸,则其三个温度t、 tw、td之间的关系为（、A.t=tw=td B. t>tw>tdC. t<t w<tdD. t>t w=td10.在一逆流操作的套管换热器中，热流体温度 由120 C降到70 C，冷流体温度由20 C升到 60 C，则其对数平均温差为（）oA.45.4 CB.549CC.614CD.59.2C三、简答题（每小题4分，4X 4=16分）1. 说明恒摩尔流假设，并指出其满足的条件。2. 过滤操作有几种典型方式？各具什么特点？3

6、. 间壁式换热器中，冷热流体并流与逆流换热各有什么特点？4. 简述液体在管道中流动时滞流与湍流的区别四、计算题（每小题10分，10X4=40分）1.用泵将贮液中的常温水送至吸收塔顶部，贮液池 水面维持恒定，各部分的相对位置如本题附图所示。 输水管直径为 巾76X3mm ,排水管出口喷头连接处的 压强为6.15X 104Pa （表压），送水量为34.5m 16°C的盐水以3960kg/h的流量通过套管换热器 环隙管与加热。向流动被冷水的 4 量通过套管的器量在/h 水流经全 部管道（不 包括喷头）的能量损失:宝鸡文理学院试题课程名称 化工原理试卷类别适 用 时 间2008.1.17化用

7、专及材级班2007级应用化学、管为Q8X3mm的钢管，每段长6m。热水对换热管 的对流传热系数为6000w/(m2 °C)，内管内、外侧的 污垢热阻均为2.6 MO-4 m2C/w，管壁导热系数X=46.5 w/(m C )，忽略热损失。试求：(1)盐水的出 口温度；(2)所需套管的段数。操作条件下两流体 有关的物性平均参数为：p /Kg.rrCP/KJ/(Kg.C dmPa.s 入 /W(m：(盐水12003.30.950.56热水k9884.仃43. 在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液，原料 液流量为10Okmol/h，泡点下进料，进料组成为0.4(苯摩尔分率)。回流比取最小回

8、流比的1.2倍。若要求馏出液组成为0.9,苯的回收率为90%，试 求出泡点回流下的精馏段操作线方程和提馏的操 作线方程段。物系的平均相对挥发度为2.47.4. 在101.33kPa下用水吸收混于空气中的氨。已 知氨的摩尔分数为0.1,混合气体于40C下进入塔 底，体积流量为0.556m3/s，空塔气速为1.2m/s。 吸收剂流量为理论最小用量的1.1倍，氨的吸收率 为95%，且已估算出塔内气相体积总吸收系数 Ky3 的平均值为0.1112 kmol/ (m3 s)，操作条件下的气 液平衡关系为Y 2.6X，试求所需填料层高度。课程名称 化工原理试卷类别B适 用 时 间2010.1化普及材料、班

9、2007级应用化学、 一、填空（每空1分，1X 24=24分）1. 93.52. 因溶液蒸气压下降而引起；因液柱静压强而引起的沸点升高；因流动阻力而引起。311/2 14雾沫夹带线液泛线52.54 0.78 0.96. 增大 增加7. 0.02843 113.38. 两相区；均相区；两相区9. 不变 增大 不变10. 精馏 吸收二、选择题（每小题2分，2X 10=20分）8.C1. D 2. B 3. D 4.A 5.B 6.B 7.B 9.B 10.B三、简答题（每小题4分，4X 4=16分）1. 答：恒摩尔流假定包括恒摩尔气流和恒摩尔 液流。（ 1 ）恒摩尔气流 指精馏段每层塔板上升蒸气的

10、摩尔流量相 等，提馏段每层塔板上升蒸气的摩尔流量相等， 但两段的上升蒸气量不一定相等。即V1 V2 Vn V, V'1 V'2 V'n V' ,（2）恒摩尔液流 指精馏段每层塔板下降液体的摩尔流量相 等，提馏段每层塔板下降液体的摩尔流量相等， 但两段的下降液体量不一定相等。即L1 L2 L n L, L'1 L'2 L'n L', 满足的条件各组分的摩尔气化热相等交换 的显热可以忽略塔设备保温良好 QL 可以忽 略。2. 答：过滤操作有恒压过滤和恒速过滤两种典型 方式。恒压过滤操作的特点是在恒定压差下进行 过滤操作，随着过滤时间的

11、延长， 滤饼逐渐加厚， 导致过滤速率不断下降； 恒速过滤操作需不断加 大过滤推动力， 以适应过滤阻力增加而维持恒速 的需要。有时为避免初期因压强差过高而引起滤液浑 浊或滤布堵塞，可采用先恒速后恒压的复合操作 方式，过滤开始以较低的恒定速率操作， 当表压 升至给定数值后， 再转入恒压操作， 由于恒速段 的时间很短，工业上大都可视作恒压操作。3答：平均传热温度差， t逆> t并; 流体的进出口温度 ,并流时T2>t2，逆流时 T2>tl , T2可能大于t2，时T2也可能小于t2， 加热介质 （ 冷却介质 ） 的用量或换热面积并大 于逆。4. 滞流：稳态流动，质点只沿与轴线平行的

12、方 向作直线运动，并无其它方向流动； 湍流：质点除了沿轴线方向运动外，还有其它方向的杂乱运动，且彼此相互碰撞并相互混 合。质点速度的大小和方向随时发生变化。四、计算题（每小题10分，10X 4=40分）1.解：取贮液池的水面为11面，排水管出口 与喷头连接处为2-2面，并取1-1面为基准水平 面，在1-1和2-2面之间列柏努利方程式22gZ1 牛空 We gZ2 U2 P2hr 2其中，Z1 0P10（表压），P2 6.15 104 Pa (表压) Z2 26mVs34.5U22 2d0.073600442.49m / su102160J / KgWeg Zu2 P2hf1 29.81 262

13、.49226.15 1041000160 479.7J / kg泵的有效功率是Ne Z 479.7 34宵 4596W泵的轴功率为N忠/4596/0.65 7071W 7.07KW2、解：(1) WcCpct2 t1 WhCph(T2)3960 3.3 12164000 4.174 (105 48)解得：t2 88.82 °C（2）每段管子提供的传热面积为:S, d0L0.032 6 0.7163m2课程名称 化工原理试卷类别B适 用 时 间2010.1化工及材料、班 2°°7级应用化学、tmt2t1.t2In t1(Tl t2 ) (T2 tl )lnMT2t1

14、(10588.82) (48 16 )23 6 °Cln 1058&* 24816Vs3960/1200Redu0.032 行412004608030.95 10 3PrCp3333 10°.95 攸 5.590.56所以i 0.023Re0.8Pr°40.023-0156 4608008 5.59044310.6 W(m 0.0323600d0.032'K0丄dii di.C)c d0 b d0 mRsi厂Rsodi di11 384 384 0.003 382.6 10 2.6 10 4310.6 323246.5 32 60002、=919.

15、5Kw/(m C )所以SoWhCph(T2)4000 4.174 (1°548)43m2则n鵲612 （取 62段）3解：（1）由回收率知:Fx F D100 0.4 0.940kmol / hXd0.9F-D 100-40 60kmol/h则:XwFxf DxD100 0.4 40 0.90.066760最小回流比，由Rmin竺丄YqXq因泡点下进料，XqxF 0.4则YqXq1 Xq2.47 0.412.47 10.40.6224.RminXd Yq0.9 0.662Yq Xq0.662 0.41.25依题意R 1.2Rmin 1.2 0.373 1.5精馏段操作线方程为Yn

16、1RXd 1.5R 1Xn R 11.5 1X 1.5Xdn0.90.6x n 0.36提馏段操作线方程为L qF 'x mL qF-W1.5 40 1001.5 4048 Xm1.6x m 0.04qF-WXwRD qFRDqF W XmWxwRD qF W601.5 40 100600.0667解：由题已知条件得丫1Y11 Y10.10.1111X21 0.1丫20.11110.950.0056丫1丫20.1111minX1 X20.1111/2.6 0咤 2.47方法1：Y丫1丫2丫1 丫1丫2 丫2Y1 mX1Y2 mX2YmIn -丫1.丫1 In丫1InmX1丫2丫2丫2丫2mX21.1LV min1.12.472.7170.01 0.00560.57580.00760.1111-0.0389 2.60.0056 0,0.1111-0.0389 2.6 In0.00560.1111 0.005613.880.0076方法