(完整版)化工原理期末试题-2-答案

1、徐州工程学院试卷A Z2-Zi=0D p2-pi = 0徐州工程学院试卷题号一一三四五六七八总分总分30151540100得分1 学年第学期试卷类型考试形式闭卷命题人年月日使用班级 班级学号课程名称化工原理考试时间100芬钟教研室主任（签字）年_ 日教学院长（签字）年一月一日姓名、单选题（共15题，每题2分，共计30分）1 .滞流内层越薄，则下列结论正确的是DA近壁面处速度梯度越小B流体湍动程度越低C流动阻力越小D流动阻力越大2 .判断流体流动类型的准数为 A。A . Re 数 B. Nu 数 C . Pr 数 D . Gr 数3 .在一水平变径管路中，在小管截面 A和大管截面B连接一 U形压

2、差计，当流体流过该管 段时，压差计读数R值反映的是 AA A、B两截面间的压强差B A、B两截面间的流动阻力C A、 B两截面间动压头变化D突然扩大或缩小的局部阻力4 .离心泵铭牌上标出的流量和压头数值是A。A.最大流量下对应值B.操作点对应值 C.计算值 D.最高效率点对应值5.离心泵在一定管路系统下工作时，压头与被输送液体的密度无关的条件是化工原理试卷（二） 答案第3页共5页6.含尘气体，初始温度为30C,须在进入反应器前除去尘粒并升温到120C,在流程布置上官 AA.先除尘后升温B.先升温后除尘C.谁先谁后无所谓7 .穿过2层平壁的稳态热传导过程，已知各层温差为 t1=100C, t2=

3、25C,则第一、二层 的热阻Ri、R2的关系为 D。A.无法确定 B. Ri = 0.25R2C. Ri = R2D. Ri = 4R28 .在蒸汽-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中那种在工程上最有效BA提高蒸汽流速B提高空气流速C采用过热蒸汽以提高蒸汽流速D在蒸汽一侧管壁上装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝热。9 .在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力（以气相组成表示）为一AA. Y -Y*B. Y*- YC. Y -Yi D. Yi - Y10 .含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作，若进塔气体流量增大，其他操作条 件不变，则对于气膜控制系统，具出塔气相组成将AA.增

4、大 B.变小 C.不变 D.不确定11 .两组分物系的相对挥发度越小，则表示分离该物系BA.容易 B.困难 C.完全 D.不完全12 .用某精储塔分离两组分溶液，规定产品组成的xd、xw,当进料组成为XF1时，相应回流比为Ri,进料组成为XF2时，相应回流比为R2,若XF1 < XF2,进料热状况不变，则 CA. R1 < R2B. R1 = R2C. R1 > R2D.无法判断13 .空气温度为td,湿度为Hd,相对湿度为4d的湿空气， 经一间接蒸汽加热的预热器后， 空气的温度为t1,湿度为H1,相对湿度为1,则 BA. H1>Hd B.小小小1 C. HKHd D.

5、 （K 小 114 .利用空气作干燥介质干燥热敏性物料，且干燥处于降速阶段，欲缩短干燥时间，则可采 用的最有效的措施是BA.提高干燥介质温度B.增大干燥面积，减薄物料厚度C.降低干燥介质相对湿度D.提高空气的流速15 .关于传热系数K下述说法中错误的是CA.传热过程中总传热系数K实际是个平均值；B.总传热系数K随着所取的传热面不同而异；C.总传热系数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关；D.要提高K值，应从降低最大热阻着手；二、填空题（15空，每空1分，共计15分）1 .化工原理是一门专业基础课，其主要研究化工生产中物理加工过程，按其操作原理可归纳成若干单元操作。这些单元操作按其

6、理论基础可分为：流体流动过程、热量传递过程、质量传递过程。2 .当Re为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数 入_64侬，在管内呈湍流时， 摩擦系数 人与 Re 、 相对粗糙度有关。3 . 离心泵允许汽蚀余量 Ah定义式为Ah二 创 安全余量（0.5m）。4 .降尘室中固体颗粒可被分离的条件是气体在降尘室内停留时间大于或等于沉降时间。5 .在管壳式换热器中饱和蒸汽加热空气，则1 .传热管的管壁温度接近饱和蒸汽温度;2 .传热总传热系数K将接近 空气对流传热系数。6 .多层平壁定态导热中，若某层的热阻最小，则该层两侧的温差最小 。7 .吸收操作过程中，若减少吸收剂用量，操作线的斜率将减小.吸

7、收推动力减小。8 .最小回流比的定义是 特定分离任务下理论板数无限多时的回流比 。9 .测定空气中水汽分压的方法是测量一露点。三、简答题（共3题，每题5分，共计15分）1、某球形颗粒在水中按斯托克斯定律沉降，试问在50c水中的沉降速度和在20c水中的沉降速度有何不同，为什么？dp2（ s ）gUt 答：根据颗粒在水中按斯托克斯定律沉降， 则沉降公式为18,因为随着温度升高，徐州工程学院试卷水的粘度将减小，故 在50c水中的沉降速度将大于在 20c水中的沉降速度 2、亨利定律中E、H、m三者与温度、压力有什么关系？答：当总压不高时，在一定温度下稀溶液上方气相中的溶质的平衡分压p*A与液相中溶质的

8、摩尔分数成正比：p*A=kx,A)A=kc,ACA,这一关系称为亨利定律。亨利定律适用于难溶、 较难溶的气体(如。2, CO2其液相浓度低)；对于易溶，较易溶的气体，只能用于液相浓度甚 低的情况。pA = kx,A)A=E坦，p a为溶质A在气相中的平衡分压，A为液相中溶质A的摩尔分数， E为比例系数，称为亨利系数。p A = kc,ACA= Ca/H , Ca为披相中浴质A的体积摩尔浓度，H为溶解系数。y= pA/P = E B/P=mxA, y为溶质A在气相中的摩尔分数，m为相平衡常数。一般加压和降温可以提高气体的溶解度 H,相平衡常数m减小，故加压和降温对吸收操 作有利，反之，升温和减压

9、则有利于脱吸过程，此时亨利系数E增大。3、换热器中用饱和蒸汽在换热器外管冷凝放热，加热管内流动的空气。总传热系数接近哪种流体的对流传热系数，壁温接近哪种流体的对流传热系数？忽略污垢和管壁热阻，要 .2想增 大总传热系数，应增大哪个流体的对流传热系数？答：对于稳定传热过程： Q= aiAi(T Tw)=入如(Tw tw)/b= 62A2(tw t) = KAA tm换热器中用饱和蒸汽在换热器外管冷凝放热，加热管内流动的空气，由于饱和蒸汽一侧的对 流传热系数比空气一侧的大得多，故内壁温度接近于饱和蒸汽的温度。同时，由于管壁的热 阻也很小，故管外壁温度比较接近于内壁温度。11 b A2 工 &

10、;由K22Am1A可知，忽略污垢和管壁热阻，要想增大总传热系数，应增大对流传热系数小的那个。四、计算题(共3题，共计40分)1、(10分)某干燥器的湿物料处理量为1000kg/h,其湿基含水量为10%,干燥到2% (均为 质量分数)。干燥介质为空气，初温 20C,相又t湿度40%,经预热器加热到120c进入干燥 器,出干燥器时降温至30C,相又t湿度70%。试求：水分蒸发量和空气消耗量。解：由题意知：L1 = 1000kg/h, 1 = 0.1,四=0.02, t0=20C, 8 = 40%, t1 = 85C, t2=30C,也=70%贝 U: Lc=L1 (1-/1)=L2 (1-c) =

11、 1000X (1-0.1) =900kg/h=L2X (10.02)L2=918.37kg/hW=Li cdi L2 底=1000>0.1918.37 0.02=81.63kg/h由t0=20C, g=40%查I H图得空气湿度 Ho= 0.006kg水/kg干气由t2=30C,加=70%查I H图得空气湿度 H2= 0.02kg水/kg干气空气经过预热器后湿度不变，即 H0=Hi = 0.006kg水/kg干气WW81.63 工一G 5830.90kg干气/hH2 H1 H2 H00.02 0.0062、（15分）欲用一常压连续精储塔分离含苯 44%、甲苯56% （摩尔百分率，下同）

12、的混合 液，要求塔顶储出液含苯97%,釜液含苯2%。已知泡点回流，且回流比取 3。泡点进料， 确定全塔需要的理论塔板数及进料位置。已知， aD=2.60, aw=2.35,进料的物系可看作理想 物系，aF=2.47。解：取全塔相对挥发度 a , aDaW .,2.602.35 2.47精微段相挥发度a1aDaJ,2.60 2.472.53。化工原理试卷（二） 答案第7页共5页求最小回流比Rmin由泡点进料可知：进料的q = 1,所以q线方程:F 0.44联立平衡线方程和q线方程求点f的坐标（一 yQ。所以，有:2.471 1.470.44所以:yf0.440.66D y f Rmin0.970

13、.66yef0.66 0.441.409(2)求最少理论板数Nmin,Nmin,1 :Nmin lg A B D a b w . lg a lg 0.97 0.03 0.02 0.98 lg 2.47 8.15N min, 1 lg A . B d / A . B f / lg a1 = 4.00（3）利用捷算法求理论板数 N、Ni :丫 RRminXR 13 1.4090.397753 1所以,v N NminY=TN 8.150.56680.75(1 X ) = 0.3052N = 12.17 （包括再沸器）Nmin,14.00 .则:N1一 N12.17 5.97Nmin8.15所以加料板可设在第 6块。3. （15分）如图所示输水系统，已知管路总长度（包括所有当量长度，下同）为 100m,压 力表之后管路长度为80m,管路摩擦系数为0.03,管路内径为0.05m,水的密度为1000kg/m3,泵的效率为0.8,输水量为15m3/h。求：（1）整个管路的阻力损失，J/kg; （2）泵轴功率，kw; （3）压力表的读数，Pa。解：（1）整个管路的阻力损失，J/kg;由题意知,u VsA152(3600 0.05-).2l u100则 hf0.03 -d 20.05(2)泵轴功率，kw;2.12m/s2.1222135.1J/kg在贮槽液面0-0'与高位才&#