化工原理考试试卷1

1、化工原理考试试卷1一、填空题（共30分）（3分）三只长度相等的并联管路，管径的比为1:2:3,若三只管路的流动摩擦系数均相等，则三只管路的体积流量之比为。（3分）一原用于测量清水流量的转子流量计现用来测量管路中酒精流量，读得其数值 为500L/h，则酒精在管路中的真实流量为 L/h。（已知清水的密度为 1000kg/m3，酒精密度为785 kg/m3，转子的密度为7850 kg/m3）。（4分）离心泵理论扬程曲线为，实际扬程为 （直线、抛物线）。离心通风机的全风压包括和。用离心泵在两敞口容器间输液，在同一管路中若用该泵输送密度为800kg/m3的某溶液（设该溶液的其他性质与水相同），与输送水相

2、 比，离心泵的流量，扬齿，泵的轴功率，泵的出口压强。（3分）旋风分离器的分割粒径d50是指 ， 临界粒径dc是指。（3分）在薄壁铜质列管式换热器中，用130C的饱和水蒸气加热空气，使空气温度由25升至60C。此时传热管的壁温约为 C，总传热系数K接近流体的对流给热系数。冷凝传热有 和 两种形式，沸腾传热有 和 两种形式。（3分）连续精馏塔的加料状态 等 种，如果某连续精馏塔再沸器的汽化量为40kmol/h，加料量为50kmol/h，塔顶回流比为2,馏 出液的产量为30kmol/h，则该塔的加料状态应为。（3分）低浓度的气膜控制系统，在逆流吸收操作中，若其它操作条件不变，而入塔液 体组成七增高时

3、，则气相总传质单元数nog将，气相总传质单元高度hog 将，气相出口组成y2将，液相出口组成将。（增加；减少；不变；不定。）（3分）在相同条件下将筛板塔、泡罩塔、浮阀塔进行相比，操作弹性最大的 ，单板压降最大的是，造价最低的是。（3分）某多级逆流萃取操作中，B与S完全不互溶，现增加纯溶剂用量S，则萃余相出口含量萃取相出口含量 （增大，减小，不变，不确定）。（2分）满足理想干燥过程的条件 。二、选择题（每题2分，共10分） 以下泵中具有自吸能力的。往复泵 B.齿轮泵和旋涡泵C-离心泵D.旋转泵和旋涡泵用板框压滤机恒压过滤某一滤浆（滤渣为不可压缩，且忽略介质阻力）若过滤时间相同， 要使其得到的滤液

4、量增加一倍的方法有。将过滤面积增加一倍；B.将过滤压差增加一倍；C将滤浆温度到高一倍。 在蒸气一空气间壁传热过程中，为强化传热，在下列方案中，是可行的。A.提高空气流速；B.提高蒸汽流速；C.采用过热蒸汽来提高蒸气温度；D.降低空气的流速。精馏塔设计时，若F，x，xw，xD，V等条件均不变，将进料热状态从q1变为q1，设计所需理论板数将Z。A.多；B.少；C.不变；D.判断依据不足。正常操作的逆流吸收塔，若因某种原因使液体量减少以致液气比小于原定的最小液气比 时，哪些情况将发生？ 出塔液体浓度增加、回收率增加。出塔气体浓度增加，但出塔液体浓度不变。出塔气体浓度与出塔液体浓度都增加。在塔下部发生

5、解吸想象。三、计算题（共65分）1.（共15分）如右图，用泵将密度为900 kg/m3、粘度为2.30cP、 温度为40C的某有机液体混合物从敞口储槽送至加压精馏塔内 进行分离。测得泵入口处真空度为300mmHg,出口压力表读数 为4.30kgf/cm2，孔板流量计的U型管中水银柱高差为360mm, 孔板孔径为30mm，孔板流量计系数Ck=0.63。泵入口管中心 线至出口压力表接点之间的垂直高差为0.50m，其间的摩擦阻力 损失可以略去不计。精馏塔进口管中心线与储槽液面之间的液 位高差为20m且恒定不变。全程管径均为p68x4mm包括管子 各种局部阻力在内的管道当量长度为180m，其中进口管路

6、段当 量长度为50m，离心泵的允许吸上真空高度Hs为6.5m，泵工 作当地的大气压为1atm，管路为光滑管，其摩擦系数芥 0.3164/Re0.25，离心泵的效率为78%，试求：（1）该溶液在管路的体积流量；（m3/h）（2）精馏塔内接管口处的表压强；（kgf/cm2）（3）离心泵的轴功率为多少；（kw）（4）离心泵在此管路工作时，是否会发生汽蚀现象？其允许的最大安装高度为多少 已知水银的密度为13600 kg/m3。40C时溶液的饱和蒸汽压为80mmHg。2.（共15分）有立式列管式换热器，其规格如下：管数30根、管长3 m、管径由25x2.5 mm， 为单管程。今拟采用此换热器冷凝冷却CS

7、2饱和蒸汽，从饱和温度46C冷却到10C，CS2 走管外，其流量为250 kg/h，其冷凝潜热为356 kJ/kg，液体CS2的比热为1.05 kJ / （kg- C）； 水走管内与CS2成总体逆流流动，冷却水进出口温度分别为5C和30Co已知CS2冷凝和冷 却时传热系数（以外表面积为基准）分别为K = 232.6和K = 116.8 W/（m2C），问此换热器是否 适用？（共10分）在逆流操作的填料塔中，用清水吸收焦炉气中的氨，氨的浓度为8g/标准m3, 混合气体的处理量为4500标准m3/h。氨的回收率为95%，吸收剂的用量为最小用量的1.5 倍。空塔气速为1.2m/so气相体积吸收系数K

8、a为0.06kmo1/（m3.h）。操作压强为101.33kPa、 温度为30C，在操作条件下气液平衡关系为Y=1.2X。试求：（1）用水量（kg/h）；（2）塔径和塔高（m）；（3）若要求提高回收率，应采用什么措施？（至少列举三条）（共15分）在板式精馏塔内分离某二元理想溶液。原料液流量为100kmo1/h，饱和蒸气进料，进料组成为0.5 （易挥发组分的摩尔分率）。塔顶馏出液量和塔釜液量相同。塔顶为 全凝器。塔釜用间接蒸汽加热。精馏段操作线方程为：尸0.8X+0.18 试求：（1）塔顶和塔底产品的组成；（2）提馏段操作线方程式；(3)若平均相对挥发度为3,塔顶第一层塔板的液相默弗里板效率为0

9、.6，求离开塔 顶第二层塔板的蒸气组成。(共10分)在连续干燥器中，将物料自含水量为0.05干燥至0.005 (均为干基)，湿物料 的处理量为1.6kg/s，操作压强为101.3kPa。已知空气初温为20C，其饱和蒸汽压为 2.334kPa,相对湿度为0.5，该空气被预热到125C后进入干燥器，要求出干燥器的空气 湿度为0.024kg 水/kg绝干气。假设为理想干燥过程，预热器热损失可忽略，试求：空气离开干燥器的温度；绝干空气消耗量，kg/s；干燥器的热效率。化工原理考试试卷2一、填空题(每小题2分，共20分)1、某转子流量计，其转子材料为不锈钢，当测量密度为1.2kg/ m3空气的流量时，最

10、大流量为400m3/h。现用来测量密度为0.8kg/m3氨气时，其最大流量为 m3/h。2、当20C的水(p=998.2kg/m3, &1.005厘泊)在内径为100mm的光滑管内流动时，若 流速为1.0m/s时，其雷诺准数Re为，直管摩擦阻力系数久为。3、某降尘室高2m，宽2m，长5m，用于矿石焙烧炉的炉气除尘。矿尘密度为4500 千克每立方米，其形状近于圆球，操作条件下气体流量为25000立方米每小时，气体密 度为0.6 kg/m3，粘度为3x10-5Pa-s。则理论上能除去矿尘颗粒的最小直径为冲。4、板框过滤机进行恒压过滤，滤饼不可压缩，过滤介质阻力可以忽略不计。当其他条件一定时，将板框

11、数增加一倍，所得滤液是原来的倍。5、流体在圆形直管内作强制湍流，若将流量增加一倍，其他条件不变，则传热分系数将增为原来的 倍。6、 在卧式换热器中利用水蒸汽冷凝来加热某种液体，应让加热蒸汽在程中流动，加热器顶部设置排气阀是为了。在此列管换热器中，传热管的壁温接近的温度，总传热系数K接近流体的对流给热系数.7、某精馏塔设计时，若将塔釜由原来间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热，而保持，D / F，q，R，xD不变，则W/F将，xw将，提馏段操作线斜率将 ， 理论板数将。8、在常压下，20 C时，氨在空气中的分压为 114mmHg，与之平衡的氨水浓度为 15(kgNH3/100kgH2O).此时亨利系数E

12、= mmHg，相平衡常数m=。9、当喷淋量一定时，填料塔单位高度填料层的压降与空塔气速的关系曲线上有两个转折点，其中下转折点称为，上转折点称为。10、对于干球温度为M湿度为H的湿空气，若降低温度t，则其相应的露点温度td 会，湿球温度tw会，相对湿度会，水蒸汽分压pv会(增加、减少、不变、不确定。二、选择题(每小题2分，共20分)1 .如图流体在倾斜变径管中流动，则U型压差计的读数R的大小反映情况.A、B两截面间的动能变化和位能变化之和A、B两截面间的流动阻力损失和动能变化之和A 一 丘A、B两截面间的压差值| gA、B两截面间的流动阻力损失 离心泵性能测定过程中，当水的流量从小变大时，泵出口

13、处的压弓。A.减小B.增大C.先增大后减小D.先减小后增大 板框压滤机洗涤速率为恒压过滤最终速率的1/4，这一规律只有在 时才成立。A .过滤时的压差与洗涤时的压差相同；B .滤液的粘度与洗涤液的粘度相同；C .过滤压差与洗涤压差相同且滤液的粘度与洗涤液的粘度相同；D.过滤压差与洗涤压差相同，滤液的粘度与洗涤液的粘度相同，且过滤面积与洗涤面积 相同。 计算下列四种“数”时，其数值大小与单位制造选择有关的是。A.普兰德准数；B.传热单元数NTU；C.离心分离因数K；D.过滤常数K有两台同样的管壳式换热器，拟作气体冷却器用。在气、液流量及进口温度一定时，为使气体温度降到最底应采用的流程为。A.气体

14、走管外，气体并联逆流操作；B.气体走管内，气体并联逆流操作；C.气体走管内，气体串联逆流操作；D.气体走管外，气体串联逆流操作。有人说：“在稳定的传热过程中，若传热壁面两侧的温差越大，则表明壁面的传热阻力 也越大”；“根据克希荷夫定律，辐射能力越强的物体，其吸收能力也越大”。这两种种说 法。A.对、错；B.、都对；C.错、对；D.、都错。通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，。A.回收率趋向最高；B.吸收推动力趋向最大；C.操作最为经济；D.填料层高度趋向无穷大.精馏分离a=2.5的二元理想混合液，已知回流比R=3,塔顶D=096,测得第三层塔板（精 馏段）的下降液体浓度为0.4

15、,第二层板下降液体浓度为0.45，则第三层塔板的气相单板效 率E为。A.22.2%B.68.5%C.44.1%D.107.5%采用多级逆流与单级萃取比较，如果溶剂比、萃取浓度均相同，则多级逆流萃取可使萃 余分。A.增大B.减少C.基本不变D.变化趋势不确定 已知湿空气的如下两个参数，便何确定其它参。A. H， t B. H，tdC. H，PD. I， tas三、计算题（共60分）1、（共13分）用泵自贮油池向高位槽输送矿物油，流量为35.4T/h，高位槽中液面比油池 中液面高20m，管路总长（包括阀门及管件的当量长度）300m，进出口阻力不计。管径为 切108x4mm，若油在输送温度下的比重为

16、960kg/m3，粘度为3400cP，求泵所需的实际功率， 设泵的效率件50%。2、(共13分)某列管换热器由多根血5x2.5mm的钢管组成，将流量为15x103kg/h苯由 20加热到55,苯在管中的流速为0.5m/s，加热剂为130C的饱和水蒸汽在管外冷凝，其 汽化潜热为2178kJ/kg，苯的比热容cp为1.76kJ/kgK，密度p为858kg/m3，粘度为 5.2x10-4Pas，导热系数人为0.148W/(m.K)，热损失、管壁热阻及污垢热阻均忽略不计，蒸 汽冷凝时的对流传热系数a为10 x104 W/(m2K)。试求：水蒸汽用量(kg/h)；总传热系数K (以管外表面积为准)；换热

17、器所需管子根数n及单根管子长度L。3、(13分)分离苯和甲苯混合液，塔顶为全凝器，塔釜间歇蒸汽加热。苯对甲苯的平均相 对挥发度为2.47。已知为饱和蒸汽进料，进料流量为150Kmol/h，进料组成为0.4 (摩尔系 数)，操作回流比为4,馏出液中苯的回收率为0.97，塔釜采出液组成0.02。试求：塔顶馏出液的组成；精馏段及提馏段操作线方程。回流比与最小回流比的比值。4、(共11分)今有连续式逆流操作的填料吸收塔，用清水吸收原料气中的甲醇。已知处理 气量为1000m3/h，原料气中含甲醇100g/m3吸收后的说中含甲醇的量等于与进料气体相平衡 时的浓度的67%。设标准状况下操作，吸收的平衡线取为

18、y* = 1.15x，甲醇的回收率为98%， Ky=0.5kmol/(m2-h)，塔内填料的有效表面积为190 m2/ m3，塔内气体的空塔流速为0.5m/s。 试求：水的用量；塔径；填料层高度。(甲醇的分子量为32)5、(共10分)某湿物料在常压理想干燥器中进行干燥，湿物料的流率为1kg/s，初始湿含量 (湿基，下同)为3.5%，干燥产品的湿含量为0.5%。空气状况为：初始温度为25 C、湿度为0.005kg/kg干空气，经预热后进干燥器的温度为160C，如果离开干燥器的温度选定为 60 C，试计算需要的空气消耗量及预热器的传热量；又若空气在干燥器的后续设备中温度下降了 10C，试分析物料是

19、否返潮？已知50C下水的饱和蒸汽压p、为12.34kPa。化工原理考试试卷1参考答案一、填空题1. 1.1:4技：93572 L/h；直线，抛物线，静风压，动风压，减少，下降，下降，下降。经过旋风分离器分离后能被除下50%的颗粒直径；在旋风分离器中能被完全分离下来 的最小粒径，其大小是判断旋风分离器分离能力的重要依据。130，空气滴状冷凝，膜状冷凝，泡核沸腾，膜状沸腾。冷液、饱和液体、气液混合物、饱和蒸汽、过热蒸汽，5，饱和蒸汽进料。不变，增加，增加，增加。浮阀塔，泡罩塔，筛板塔减小，减小。空气通过干燥器时焓恒定二、选择题1: C； 2： D； 3： A； 4： B； 5： C三、计算题1、(

20、1)求溶液在管路的体积流量Vs为16 m3/hv Ne 2.1N = = 078 = 2.65kw(2)求 2.32 kgf/cm2则所需实际功率为Np，泵的允许安装高度为：u 2.H = H/ - -* 1 = 6.4-(1+ 0.0228x50/0.06)x1.572. 2 = 3.89m求泵的实际安装高度Hg在敞口槽液面与真空表处列柏努力方程:Hg = (300 x1.013x105/760) /900-(1+0.0228x50/0.06)x1.572/2/gHg=2.02m 3.89m，所以不会发生气蚀。2、所以适宜使用。3、1 .用水量L = 1.5Lm.n= 1.5 x 0.063

21、 = 0.0945kmol / s = 6120kg / h2.塔径和塔高V =竺 x 273+30 = 1.387m 3/s3600273八 4V ：4 x 1.387D = s = = 1.21m兀 u 3.14 x 1.2Z = V x 匕-= 0.0552 x 0.0106 - 0.00053 = 5=%aQx AY 2 - 0.06x 1.149 0.00159= “可采取的措施:（1）增大吸收推动力增加吸收剂用量L或增大气液比L/V,这样操作线位置上移，吸收平均推动力增大。改变相平衡关系，可通过降低吸收剂稳度、提高操作压强或将吸收剂改性，从而使 相平衡常数m减小，这样平衡线位置下移

22、，吸收平均推动力增大。降低吸收剂入口组成x2,这样液相进口处推动力增大，全塔平均推动力也随之增大。（2）减小吸收过程阻力（即提高传质系数）开发和采用新型填料，使填料的比表面积增加。改变操作条件，对气膜控制的物系，宜增大气速和增强气相湍动；对液膜控制的物系， 宜增大液速和湍动。此外吸收稳定不能过低，否则分子扩散系数减小、粘度增大，致使吸收 阻力增加。4、1）XD:XD = 0.18（R +1）= 0.18 X 5 = 9100 x 0.5 - 50 x 0.9 x = 0.1巧502）提馏段操作方程：200X 1505X)1503 3x3-0. 3333） 气=0.81y 2 = 0.8 x 0.81 + 0.18 = 0.8285. 1）空气离开干燥器的温度81.6C2）绝干空气消耗量：L = -W_H 2 H0.06860.024 0.00725=4.1kg / s3）理想干燥过程:门=t1t x 100% = 1