2023本高分子化工基础试题

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_______鲁东大学2023—2023学年第一学期

（1）高位槽液面与设备进口的垂直距离；

30mm，孔流系数为0.65，U形汞柱压差计的读数。（汞的密04级高分子化学专业本科卷A课程名称化工基础（2）若孔板流量计的孔径为_________名姓_________________号下学以线本专_此__在_写__案__答__将级须班生_学_____线__封__密_______业专_________________别系课程号（2401100）考试形式（开卷）时间（120分钟）

题目一二三四五总分统分人得分

得分评卷人一、填空：此题共1小题，总分值5分。

1、对于连串反应：A???k1B???k2C。若目的产物为B，则为了使该过程有较高的B的生成速度，希望反应器中维持A的浓度，B的浓度，为此选择理想的均相反应器时，应选用或，而不宜选用。

得分评卷人

二、简答：此题共4小题，总分值20分。

1、柏努利方程的物理意义是什么？

2、流体滚动时有哪些滚动形态？如何判别？3、并流传热与逆流传热各有什么特点？

4、写出总的热交换速率方程，并简要说明加强热交换过程的途径有哪些？

得分评卷人

三、计算：此题共5小题，总分值75分。

1.（15分）如下图，水以1m·s-1

的流速从敞口容器（高位槽）经?57mm×3.5mm的钢管流向某一表压强为58.9kPa的设备中。已知输水管路总长为10m，管路上有一孔板流量计（其当量长度为5m）,流体从高位槽进入管内（其局部阻力系数为0.5）一个半开的球

心阀（其阻力系数为4.5）,两个90°弯头（每个弯头的阻力系数为0.75），管路摩擦系数0.025，高位槽液面维持不变,试求：

第页共页度13600kg/m3）

2.（15分）某换热器中装有若干根?32mm×2.5mm的钢管,管内流过某种溶液,管外用

133℃的饱和水蒸气加热。现发现管内壁有一层厚约0.8mm的垢层。已知加热蒸气与溶液的对数平均温度差为50K,溶液对壁面的传热膜系数?-2

-1

1=500W·m·K,蒸气冷凝的传热膜系数?-2

2=10000W·m·K-1

,垢层的导热系数?-1

-1s=1.0W·m·K,钢管壁的导热系数

?-1-1

W=49W·m·K,试问:

(1)每m2

传热面积的传热速率及总传热系数为多少?

(2)假使不是钢管而是铜管,总传热系数K值将会增加百分之几?（铜管壁的导热系数

?-1-1

W=200W·m·K,）

(3)假使用化学方法除去钢管壁上的垢层,总传热系数K值将会增加百分之几?(4)假使只是设法使原设备溶液侧传热膜系数?1增大50%,总传热系数K值将会增加百分之几?

3.（15分）拟用内径为1.8m逆流操作的吸收塔,在常温常压下吸收氨—空气混合气中的氨。已知空气的摩尔流量为0.14kmol·s-1,进口气体中含氨的体积分数为0.020,出口气体中含氨的体积分数为0.0010,喷淋的稀氨水溶液中氨的摩尔分数为5.0×10-4

，喷淋量为0.25kmol·s-1

。在操作条件下,物系听从亨利定律,Y*=1.25X,体积吸收总系数KYa=4.8×10-2

kmol·m-3·s-1。试求:(1)塔底所得溶液的浓度;(2)全塔的平均推动力?Ym;(3)吸收塔所需的填料层高度。

4.（15分）某双组分混合液含轻组分的摩尔分数为0.35,拟在一连续精馏塔内分开，要求塔顶产品中含轻组分的摩尔分数为0.76,釜液中含轻组分的摩尔分数为0.18,泡点温度下的液

体进料。该物系在操作条件下的相对挥发度为2.5,回流比为4.0,试求所需要的理论塔板数。（塔顶为全凝器）

5、（15分）某液相反应A+BR+S，其反应动力学表达式为本rA=kCACB。T=373K时，k=0.24m3

.kmol-1

.min-1

。今要完成一生产任务，A的处理量为80kmol.h-1

，入口物料的浓度为C-3

-3

A0=2.5kmol.m，CB0=5.0kmol.m，要求A的转化率达到80%，问：（1）活塞反应器的有效容积。（2）全混流反应器的有效容积。

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_______鲁东大学2023—2023学年第一学期

1.（15分）流体湍流流经一根水平安放的光滑管。当流体的流量增大到原来的3倍时，求：

04级高分子化学专业本科卷B课程名称化工基础(1)流体流过同样长的管道，其压降为原来的几倍？

_________名姓_________________号下学以线本专_此__在_写__案__答__将级须班生_学_____线__封__密_______业专_________________别系课程号（2401100）考试形式（开卷）时间（120分钟）

题目一二三四五总分统分人得分

得分评卷人一、填空：此题共1小题，总分值5分。

1.返混是指，反应器的返混为零；反应器为完全返混；和反应器的返混程度介于两者之间。

得分评卷人

二、简答：此题共4小题，总分值20分。

1、画出孔板流量计的示意图，并说明其工作原理。2、流体滚动时有哪些滚动形态？如何判别？

3、请画出并流换热和逆流换热时冷热两种流体温度的变化，说明并流与逆流换热各有什么特点，并将二者进行比较。温温度度

传热面积传热面积

（A）并流换热（B）逆流换热

4、连续精馏操作中，精馏段和提馏段的基本作用有什么不同？为什么精馏时必需有回流？

得分评卷人

三、计算：此题共5小题，总分值75分。

第页共页(2)如欲使压降保持不变，则导管的内径应为多少？（在湍流时，摩擦系数?=0.3164Re-0.25）

2.（15分）设某导热管内径为50mm，外径为60mm，管壁导热系数为17.4W·m-1·K-1，管内、外流体的平均温度分别为80℃与25℃，管内壁、外壁温度分别为75℃与35℃。试求：

（1）每米管长的传热速率；（2）管内流体的传热膜系数?1；

（3）管外流体的传热膜系数?2。

3.（15分）在一个填料吸收塔内,用清水吸收空气中的甲醇。混合气中含甲醇的体积分数为0.080,在操作压强为101.3kPa,温度为25℃时,其平衡关系式为Y*=1.24X,用水量为最小用水量的1.4倍,以摩尔比差表示推动力的气相吸收总系数K-4

-2-1

Y=2.28×10

kmol·m·s。

填料层高度为6m,所用填料的比表面积a=190m2·m-3,若处理混合气体的量为15000m3(标准)·h-1

,吸收率为95%,试计算:

(1)水的质量流量;(2)吸收液出口浓度;(3)吸收塔的直径。

4.（15分）有一个连续精馏塔在常压下分开苯—甲苯混合液，原料液中含苯的质量分数为0.25,塔顶馏出液中含苯的质量分数为0.98,塔底残液中含甲苯的质量分数为0.98,料液于泡点温度进塔，加料板上液体组成可视为与料液组成一致。操作回流比R为最小回流比Rmin的2.20倍。假使假设加料板的塔板效率为100％，试求加料板上一层塔板下流的液体组成及加料板下一层塔板上升的蒸气组成。

（提醒：苯摩尔质量MA=78.1kg·kmol-1，沸点(Tb)A=353.1K；甲苯摩尔质量MB=92.1kg·kmol-1，沸点(Tb)B=383.6K；平均相对挥发度可按下式进行计算：

lg?=9.178[(Tb)B?(Tb)A(T?(T]

5.（15分）乙酸酐的水解反应为：b)Ab)B(CH3CO)2O+H2O—→2CH3COOH，该反应在全混流反应器中进行，反应速度方程为(-rA)=kcA，温度为15℃时，k=1.34×10-3s-1。已知：进料速度为6.33×10-6m3·s-1，乙酸酐A的起始浓度为2.00×102mol·m-3，反应釜的体积为2.00×10-3m