长江大学董盛富-84 吸收过程的设计型计算 (97)

1、参考答案化工原理考试试卷（装备01级用）班级 姓名 班序 考试方式 闭卷 成绩 一、 填空及选择题（20小题，每小题2分，共40分）1.根据流动边界层的概念，流体在管内作湍流流动时，从中心到管壁可以分为 湍流中心层 、 缓冲层（或过渡层） 和 层流底层 三层。与的关系。层流区，摩擦系数与 无关，与的关系为 。湍流区，摩擦系数与 及 都有关。而完全湍流区，摩擦系数与 无关，仅与 有关。3.在下面两种情况下，假如流体的流量不变，而圆形直管的直径减少二分之一，则因直管阻力引起的压力损失为原来的多少倍？A）两种情况都为层流： 16 倍；B）两种情况都在阻力平方区： 32 倍。4.离心泵与往复泵启动与流

2、量调节的不同之处是离心泵（启动前灌液排气，并关闭出口阀；启动后用出口阀调节流量），往复泵（启动前无需灌液排气，并打开旁路调节阀；启动后用旁路阀配合出口阀调节流量）。5.某一离心泵在运行一段时间后，发现吸入口真空表读数不断下降，管路中的流量也不断下降直至断流，经检查，电机、轴、叶轮均正常，可以断定泵内发生（气缚），应检查进口管路是否有（泄漏）6.某同学进行离心泵特性曲线实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空表指示真空度很高。真正的原因是（C）（A）水温太高 （B）真空表坏了 （C）吸入管路堵塞 （D）排出管路堵塞7.降尘室和沉降槽为气固或液固两相分离设备，它的生产能力与该设备的 长 和 宽

3、有关，而与 高 无关。8.用一板框压滤机恒压过滤某悬浮液（过滤介质的阻力可忽略）。试分析：（1）滤浆的温度升高而其他条件不变，则滤饼充满滤框所需时间将 变短 ；（2）滤浆的固含量降低（设比阻不变）而其他条件不变时，滤饼充满滤框所需时间将 变长 。（或变短、或变长、或不变）粒径（m） <3 3-5 5-60 >60质量分率（%） 2 2 46 50该炉气含尘量较大，其浓度为200g/m3，炉气流量为10000m3/h，炉气温度为500。在此温度下该炉气的性质接近空气，其粘度为=3.6×10-5(N/m2)·s，尘粒密度s=4000kg/m3。要求除尘效率达到98%

4、以上，净化后气体所含粒子不大于3m。现有以下四种流程，你认为（ ）完成任务更合理。多层降尘室； 旋风分离器 多层降尘室-旋风分离器-袋式除尘器；单层降尘室-旋风分离器-电除尘器10.间歇过滤机的特点是（过滤）、（洗涤）、（卸渣和重装）等操作是分阶段在整个过滤机内进行的。一个循环中，若不记过滤介质阻力，则最佳操作周期（）。180×10mm套管式换热器中，热水流量为3500kg/h。需从100冷却到60，冷水入口温度为20，出口为30，内管外表面总传热系数K=2326 W/ m2·K，冷却水走管内，忽略热损失。试问：冷却水用量（）；逆流时管长（2.25m或2.30m）（Cp水&

5、#183;K）。12.某套管式换热器，管外为饱和蒸汽冷凝，若饱和蒸汽温度与壁温之差增加一倍，传热速率将增加为原来的（B）倍（凝液为层流）（A） （B） （C） （D）13.假设气液界面没有传质阻力，则与的关系为（平衡关系）；如果液膜传质阻力远小于气膜传质阻力，则与的关系为（相等）。在填料塔中，气速越大，（越大）；扩散系数越大，（越大）。14.漂流因数表示式为（或），它反映（主体流动对传质速率的影响）。当混合气体中组分A的浓度很低时，漂流因数（接近于1）；当的浓度很高时，漂流因数（>1）。15.解吸时，溶质由（液相）向（气相）传递，在逆流操作的填料塔中，吸收因数（）。当时，若填料层高度，则

6、气液两相将于塔（底）达平衡。16.某逆流吸收塔用纯溶剂吸收混合气中易溶组分，设备高为无穷大，入塔（体积），平衡关系为。问：（1）液气比为2.5时，吸收率=（100%）；（2）液气比为1.5时，吸收率=（75%）。17.在吸收塔某处，气相主体浓度，液相主体浓度，气相传质分系数，气相总传质系数，则该处气液界面上气相浓度应为（）。平衡关系。18.的定义式是：。并写出下面几种情况下的q值：饱和液体进料（）；饱和蒸汽进料（）；蒸汽是液体2倍的混合进料（）。19.某二元连续精馏，精馏段操作线方程为，提馏段操作线为。当时，（0.08）；（0.98）。20.在连续精馏中，若其它条件均不变，仅加大回流比，可使塔

7、顶产品的浓度（增大）。若此时加热蒸汽量V不变，产品量D将（减小）。若在改变R的同时，保持塔顶采出量不变，那么冷却水量将（增大）。二、问答题（3小题，每题5分，共15分）1.强化传热的途径有哪些？（5分）答：主要有三个方面（1）增大传热推动力，尽可能采用逆流传热；（2）增大单位体积的传热面积A，可通过采用翅片管、螺纹管、小直径管等。另外像板式、板翅式等新型换热器也很有效；（3）增大传热系数K，设法降低主要热阻。对流给热系数常成为主要矛盾，可通过加入麻花铁，或有意制成粗糙表面。另外，污垢热阻是变化因素，使用时间长后可能会成为主要热阻，此时可通过清垢强化传热。2.双膜模型理论的基本要点是什么？（5分

8、）答：要点有三。（1）在气液两相接触的界面附近，分别存在着稳定的呈滞流流动的气膜和液膜，溶质以分子扩散的方式连续稳定地通过两膜；（2）气液两相在相界面上呈平衡状态，即相界面上不存在传质阻力；（3）膜层以外的气液相主体由于充分地湍动，无分压或浓度梯度，即湍流主体不存在传质阻力。3.满足恒摩尔流假设的条件是什么？（5分）答：条件有三。（1）各组分的摩尔汽化潜热相等；（2）忽略各塔板上所交换的显热项；（3）忽略塔设备的热损失。三、计算题（5小题，共55分）1.一水平圆管由内径不同的两段直管接成，两管的内径之比为0.7，水在小管内以2.5m/s的速度流向大管，在接头两侧相距1m的A、B两截面间接一测压

9、管，其读数为100mmH2O，试问两点间的压头损失为多少mmH2O。（8分）解：在A、B两点所处的截面间列机械能衡算式2.用某板框过滤机进行恒压过滤，过滤1小时后得滤液15m3，停止过滤后用3m3的清水（其粘度可视为与滤液相同）于同样压力下进行横穿洗涤，求洗涤时间，假设滤布阻力可忽略。（8分）解：忽略滤布阻力时，洗涤时间为3.在一列管换热器内，用110的饱和水蒸气加热管内湍流流动（Re>10000）的空气，使其从30升温至45。若将空气的流量增加一倍，而入口温度不变，则加热蒸气用量为原来用量的多少倍。（忽略管壁热阻，垢层热阻及热损失，并忽略因空气出口温度变化所引起物性的变化。）（12分）解：依题意有：，。，而（D为蒸汽用量），解得：4.在常压操作的逆流塔内，用纯溶剂吸收混合气中的可溶组分A，入塔气体中A的摩尔分率，要求吸收率，已知操作条件下，平衡条件，与入塔气体成平衡的液相浓度。试计算：操作液气比为最小液气比的倍数；吸收液的出口浓度；完成上述分离任务所需的气相传质单元数。（12分）解：根据，及得又根据得操作的液气比为最小液气比为操作液气比为最小液气比的倍数吸收液的出口浓度5 某二元理想溶液的连续精馏，其平均相对挥发度。精馏段操作线方程为，提馏段操作线方程为，饱和液体进料。用捷算法求取