化工设计智慧树知到期末考试答案章节答案2024年浙江大学

化工设计智慧树知到期末考试答案+章节答案2024年浙江大学离心泵启动时为减小启动功率，应将出口阀门关闭，这是因为流量增加而功率增加。（）

答案:对分离热敏感物料时，宜选用填料塔，因为液体在填料塔内停留时间相对较短。（）

答案:对各种型号离心泵特性曲线形状基本相似，其共同特点是：效率随流量的增大先上升，达到一最大值后便下降，根据生产任务选用离心泵时，应使泵在最高效率点附近操作。（）

答案:对用塔设备分离过程中，一般将液沫夹带限制在一定范围内，正常操作时的液沫夹带分率最高为0.15，一般不超过0.1。（）

答案:对各种型号离心泵特性曲线形状基本相似，其共同特点是：压头随流量的增大而上升。（）

答案:错

答案:对离心泵的特点之一是有比较大的操作弹性，能在比较广泛的流量范围内操作。泵的铭牌上标明的数值是该泵在最高效率下的性能。（）

答案:对在列管式换热器中，压力高的物料一般走管内。（）

答案:对热虹吸再沸器出口循环物料的气化率一般大于0.3。（）

答案:错

答案:100

答案:102摩尔组成为CO2(12%)、N2(23%)和H2(65%)的混合气体（F=1000kmol/hr、P=2.8MPag、T=20℃）用甲醇（P=2.8MPag、T=-40℃）吸收脱除CO2。吸收塔有28块理论板，在2.7MPag下操作，全塔压降50kPa。求使出塔气体中的CO2摩尔浓度达到0.8%所需的吸收剂（甲醇）用量（单位t/hr）。（）

答案:57

答案:50

答案:1.4

答案:3.6

答案:35

答案:0.98

答案:23—24压力为2.0barg，温度为20℃，流量为5000kg/h，乙醇、异丙醇和水的质量分率为（0.42，0.15，0.43）的混合物需要加热到泡点，所需的加热功率应在什么范围？（单位：kW）（）

答案:450—500

答案:26

答案:2.1进行以下过程的仿真分析：将400℃，30bara的1000m3/hr水蒸气、1000m3/hr二氧化碳和1000m3/hr甲醇等压混合，求混合气体的温度和体积流量。在物性方法及模型（Propertymethods&models）设定中分别选用理想气体状态方程（Ideal）、Benedict-Webb-Rubin-Lee-Starling状态方程（BWR-LS）、Peng-Robinson状态方程（Peng-Rob）、Redlik-Kwong-Soave状态方程（RK-Soave）作为基本方法（Basemethod）进行以上计算。选用哪种状态方程，所得的混合气体流的温度最低？（）

答案:Benedict-Webb-Rubin-Lee-Starling状态方程（BWR-LS）含有3%摩尔CO2的甲醇（F=1700kmol/hr、P=0.5barg、T=-25℃）送到解吸塔用N2（F=400m3/hr、P=0.5barg、T=30℃）气提进行再生处理。解吸塔有20块理论板，在0.2barg下操作，塔板压降0.005bar。求使再生后甲醇中的CO2摩尔浓度降到0.6%所需的N2用量（单位kmol/hr）。（）

答案:16使用一台五级压缩机将20℃、1barg下的10000m3/hr空气等比压缩到20barg，压缩机的等熵效率为0.77，传动机构的机械效率为0.98，气体在级间冷却到60℃。该压缩机用一台汽轮机驱动。汽轮机用压强为35barg、温度为350℃的过热水蒸汽为工作介质，汽轮机的背压为10barg，蒸汽的流量为42000kg/hr。汽轮机的等熵效率为0.81，传动机构的机械效率为0.98。恰好满足压缩机需要的工作蒸汽流量在什么范围？（单位：kg/hr）（）

答案:31000—32000精馏塔通常的设计与校核步骤，下列几个选项中，优先初步确定的是（）？

答案:板间距用一台离心泵输送20℃、1barg的水。该泵的特性曲线如下表：为降低能耗，采用变频电动机改变离心泵转速来调节输送流量。用该泵输送27m3/hr的水，试问泵所需要的轴功率是7kW时的转速在哪个范围？（单位：rpm）（）

答案:2200—2300用一台离心泵输送20℃、1barg的水。该泵的特性曲线如下表：在2700rpm转速下输送流量为27m3/hr的水，泵所需要的轴功率在哪个范围（单位kW）？（）

答案:9.9—10.0根据以下条件设计一座分离甲醇、水、正丙醇混合物的连续操作常压精馏塔。原料组成：甲醇50%w，水28.5%w，正丙醇21.5%w。分离要求：甲醇≥99.9%w；正丙醇≥99.8%w；水≥99.5%w。需要用几座常规精馏塔才能满足分离要求？（）

答案:2

答案:75400—75500

答案:0.36

答案:1用一台离心泵输送20℃、1barg的水。该泵的特性曲线如下表：估算当泵的转速为2350rpm时的特性曲线数据，合理的流量范围为哪个？（单位：m3/hr）（）

答案:22—55含环戊烷68%w、环戊烯32%w的混合物（F=1016kg/hr、P=0.22MPag、T=25℃）用精馏塔（塔压140KPag，全塔压降34KPa，采用全凝器、釜式再沸器）分离，要求环戊烷产品纯度为97.8w%，回收率为96.9w%。给定理论板数为2倍最小理论板数，全凝器所需的加热功率最接近下列哪个数值？（单位：kW）（）

答案:670

答案:633

答案:26.0—26.5压力为2.0barg，温度为30℃，流量为5000kg/h，乙醇、异丙醇和水的质量分率为（0.30，0.12，0.58）的混合物需要加热到露点，所需的加热功率应在什么范围？（单位：kW）（）

答案:2700—2750

答案:21建立以下过程的仿真模型：1.将1m3/hr的低浓酒精（乙醇30%w，水70%w，30℃，1bara）与0.7m3/hr的高浓酒精（乙醇95%w，水5%w，20℃，1.5bara）混合得到溶液A；2.将600kg/hr甲醇溶液（甲醇98%w，水2%w，20℃，1.2bara）与200kg/hr的正丙醇溶液（正丙醇90%w，水10%w，30℃，1.2bara）混合后得到溶液B；将溶液A与800kg/hr溶液B混合后输出，输出物流中甲醇组分的质量流量在什么范围（单位：吨/小时）？（）

答案:0.58—0.59进行以下过程的仿真分析：将400℃，300bara的1000m3/hr水蒸气、1000m3/hr二氧化碳和1000m3/hr甲醇等压混合，求混合气体的温度和体积流量。在物性方法及模型（Propertymethods&models）设定中，选用Redlik-Kwong-Soave状态方程（RK-Soave）作为基本方法（Basemethod），所得的混合气体流量在什么范围（单位：吨/小时）？（）

答案:670—680建立以下过程的仿真模型：1.将1m3/hr的低浓酒精（乙醇30%w，水70%w，30℃，1bara）与0.7m3/hr的高浓酒精（乙醇95%w，水5%w，20℃，1.5bara）混合得到溶液A；2.将600kg/hr甲醇溶液（甲醇98%w，水2%w，20℃，1.2bara）与200kg/hr的正丙醇溶液（正丙醇90%w，水10%w，30℃，1.2bara）混合后得到溶液B；将溶液A与1600kg/hr溶液B混合后输出，输出物流的摩尔流量在什么范围（单位：kmol/hr）？（）

答案:101—102用0.3MPag的饱和水蒸汽将20m3/hr含5%wt乙醇的废水(20℃、0.4MPag)加热到60℃，离开换热器的蒸汽冷凝水压力为0.28MPag、过冷度为1.5℃。换热器总传热系数为850W/m2.K，对数平均温差校正系数为0.95。需要的换热面积在什么范围？（单位：m²）（）

答案:8—11建立以下过程的仿真模型：1.将1m3/hr的低浓酒精（乙醇30%w，水70%w，30℃，1bara）与0.7m3/hr的高浓酒精（乙醇95%w，水5%w，20℃，1.5bara）混合得到溶液A；2.将600kg/hr甲醇溶液（甲醇98%w，水2%w，20℃，1.2bara）与200kg/hr的正丙醇溶液（正丙醇90%w，水10%w，30℃，1.2bara）混合后得到溶液B；将溶液A与400kg/hr溶液B混合后输出，输出物流中乙醇的质量分率在什么范围？（）

答案:43%—44%

答案:725用一台离心泵输送20℃、1barg的水。该泵的特性曲线如下表：在2700rpm转速下输送流量为27m3/hr的水，泵的出口压力在哪个范围（单位MPag）？（）

答案:9.7—9.8需要换热的流股数据如下（见附件）：若最小温差ΔTmin为20℃时，该过程的最大热量回收目标，即最小冷、热公用工程用量分别为多少？（单位：MW）（）

答案:9.2###6.4换热网络设计不应该有跨越夹点的传热。（）

答案:错关于夹点的意义和设计原则的表述正确的有（）

答案:夹点之上为需要热量的净热阱。###夹点处热通量最小###夹点之下为热量多余的净热源。夹点温差确定后，所分析系统的能量目标为一确定值。（）

答案:对关于热泵的设计原则表述正确的是（）

答案:热泵应跨越夹点设置换热管的正三角形排列比转角正三角形排列具有更大的压降。（）

答案:对用饱和蒸汽加热含乙酸废水。下列哪种描述最为合适？（）

答案:蒸汽走壳程，换热管正三角形排列在设计一座甲醇精馏塔时，作为节能措施之一，利用塔底的废水预热加料物流。进料物流含甲醇76.8%，水23.2%，温度71℃，压力4.3bar，流量2500kg/hr。废水含甲醇0.05%，水99.95%，温度102℃，压力4.4bar，流量1500kg/hr。设计了一台管壳式换热器，管程雷诺数为6500~7500，壳程雷诺数为2500~3000。（）

答案:错在设计一座甲醇精馏塔时，作为节能措施之一，利用塔底的废水预热加料物流。进料物流含甲醇76.8%，水23.2%，温度71℃，压力4.3bar，流量2500kg/hr。废水含甲醇0.05%，水99.95%，温度132℃，压力4.4bar，流量1500kg/hr。要求冷、热流体的最小传热温差等于8℃，两侧的压降均不大于0.2bar。冷、热流体的最小温差存在于热流体出口和冷流体进口之间。（）

答案:对在设计一座甲醇精馏塔时，作为节能措施之一，利用塔底的废水预热加料物流。进料物流含甲醇76.8%，水23.2%，温度71℃，压力4.3bar，流量2500kg/hr。废水含甲醇0.05%，水99.95%，温度102℃，压力4.4bar，流量1500kg/hr。要求设计一台管壳式换热器，取污垢系数为1.72×10-4m2.K.W-1。（）

答案:对

答案:对

答案:对

答案:6000

答案:8

答案:8含环戊烷68%w、环戊烯32%w的混合物（F=1016kg/hr、P=0.22MPag、T=25℃）用精馏塔（塔压140KPag，全塔压降34KPa，采用全凝器、釜式再沸器）分离，要求环戊烷产品纯度为97.8w%，回收率为96.9w%。下列哪个流量最接近塔顶出料的质量流量？（单位：kg/hr）？（）

答案:330含环戊烷68%w、环戊烯32%w的混合物（F=1016kg/hr、P=0.22MPag、T=25℃）用精馏塔（塔压140KPag，全塔压降34KPa，采用全凝器、釜式再沸器）分离，要求环戊烷产品纯度为97.8w%，回收率为96.9w%。全凝器和再沸器的压力分别是多少？（单位：KPag）（）

答案:140，174含环戊烷68%w、环戊烯32%w的混合物（F=1016kg/hr、P=0.22MPag、T=25℃）用精馏塔（塔压140KPag，全塔压降34KPa，采用全凝器、釜式再沸器）分离，要求环戊烷产品纯度为97.8w%，回收率为96.9w%。最小回流比最接近多少？（）

答案:16含环戊烷68%w、环戊烯32%w的混合物（F=1016kg/hr、P=0.22MPag、T=25℃）用精馏塔（塔压140KPag，全塔压降34KPa，采用全凝器、釜式再沸器）分离，要求环戊烷产品纯度为97.8w%，回收率为96.9w%。最小理论板数应该是多少？（）

答案:44含环戊烷68%w、环戊烯32%w的混合物（F=1016kg/hr、P=0.22MPag、T=25℃）用精馏塔（塔压140KPag，全塔压降34KPa，采用全凝器、釜式再沸器）分离，要求环戊烷产品纯度为97.8w%，回收率为96.9w%。进料中的环戊烷有多少从塔顶排出？（单位：w%）（）

答案:3.1一供热系统的流程如下图所示：已知：1、软水温度20℃、压强0.05MPag；2、软水经泵加压到0.6MPag，泵的效率为0.62，电机效率为0.98；3、软水在锅炉中加热得到0.58MPag的饱和水蒸汽；4、30℃、0.38MPag、3850kg/hr的含5%w水的乙醇被部分饱和水蒸汽加热后形成过热度为2.6度的蒸汽；5、乙醇加热器的总传热系数为1050W/m2.K，对数平均温差校正系数为0.92，冷、热侧的压降均为0.2bar；6、离开乙醇加热器的蒸汽冷凝水的温度为110℃；7、余下2677kg/hr的饱和水蒸汽提供给其它装置。泵所需要的电机功率在什么范围？（单位：kW）（）

答案:205—210一供热系统的流程如下图所示：已知：1、软水温度20℃、压强0.05MPag；2、软水经泵加压到0.6MPag，泵的效率为0.62，电机效率为0.98；3、软水在锅炉中加热得到0.58MPag的饱和水蒸汽；4、30℃、0.38MPag、3850kg/hr的含5%w水的乙醇被部分饱和水蒸汽加热后形成过热度为2.6度的蒸汽；5、乙醇加热器的总传热系数为1050W/m2.K，对数平均温差校正系数为0.92，冷、热侧的压降均为0.2bar；6、离开乙醇加热器的蒸汽冷凝水的温度为110℃；7、余下2677kg/hr的饱和水蒸汽提供给其它装置。软水的流量在什么范围？（单位：kg/hr）（）

答案:4500—4600一供热系统的流程如下图所示：已知：1、软水温度20℃、压强0.05MPag；2、软水经泵加压到0.6MPag，泵的效率为0.62，电机效率为0.98；3、软水在锅炉中加热得到0.58MPag的饱和水蒸汽；4、30℃、0.38MPag、3850kg/hr的含5%w水的乙醇被部分饱和水蒸汽加热后形成过热度为2.6度的蒸汽；5、乙醇加热器的总传热系数为1050W/m2.K，对数平均温差校正系数为0.92，冷、热侧的压降均为0.2bar；6、离开乙醇加热器的蒸汽冷凝水的温度为110℃；7、余下2677kg/hr的饱和水蒸汽提供给其它装置。锅炉的热负荷在什么范围？（单位：kW）（）

答案:3450—3500一供热系统的流程如下图所示：已知：1、软水温度20℃、压强0.05MPag；2、软水经泵加压到0.6MPag，泵的效率为0.62，电机效率为0.98；3、软水在锅炉中加热得到0.58MPag的饱和水蒸汽；4、30℃、0.38MPag、3850kg/hr的含5%w水的乙醇被部分饱和水蒸汽加热后形成过热度为2.6度的蒸汽；5、乙醇加热器的总传热系数为1050W/m2.K，对数平均温差校正系数为0.92，冷、热侧的压降均为0.2bar；6、离开乙醇加热器的蒸汽冷凝水的温度为110℃；7、余下2677kg/hr的饱和水蒸汽提供给其它装置。乙醇加热器需要的换热面积在什么范围？（单位：m²）（）

答案:22—23现有一股温度为20度，压力为2.8MPag的丙烯聚合装置尾气，其摩尔组成为：氮气占58%，乙烯占6%，乙烷占2%，丙烯占8%，丙烷占24%，丁烷占2%，该尾气的等压热容（单位：kcal.mol-1.K-1）、热导率（单位：J.s-1.m-1.K-1）和粘度（单位：cP）分别在什么范围？（）

答案:0.012—0.014###0.010—0.012###0.022—0.024流量为200m3/h，温度为30℃，压强为0.5MPag的水流经Ф100×4mm的管线。管线有6段管道组成：首先向东延伸5m，再向北5m，再向东10m，再向南5m，然后升高10m，再向西5m。管内壁粗糙度为3×10-5m。第4段管道出口处的压强在什么范围？（单位：MPag）（）

答案:0.30—0.36流量为200m3/h，温度为30℃，压强为0.5MPag的水流经Ф100×4mm的管线。管线有6段管道组成：首先向东延伸5m，再向北5m，再向东10m，再向南5m，然后升高10m，再向西5m。管内壁粗糙度为3×10-5m。管线出口处的压强在什么范围？（单位：MPag）（）

答案:0.16—0.17用一台离心泵输送20℃、1barg的水。该泵的特性曲线如下表：(见附录)当泵的转速为2400rpm时，输送36000kg/hr的水，此时泵的扬程（单位：m）和效率（单位：%）分别在哪个范围？（）

答案:66—67###68—69用一台离心泵输送20℃、1barg的水。该泵的特性曲线如下表：(见附录)当泵的转速为2400rpm时，输送21000kg/hr的水，此时泵的扬程（单位：m）和效率（单位：%）分别在哪个范围？（）

答案:71—72###64—65一汽轮机用压强为35barg、温度为435℃的过热水蒸汽为工作介质，汽轮机的背压为10barg，蒸汽的流量为10000kg/h。汽轮机的等熵效率为0.8，驱动机构的机械效率为0.97。求：汽轮机所提供的机械功率（单位：kW）以及蒸汽的出口温度（单位：℃）各在什么范围多少？（）

答案:301—303###730—740建立以下过程的仿真模型：：1.将1000m3/hr的低浓酒精（乙醇30%w，水70%w，30℃，1bara）与700m3/hr的高浓酒精（乙醇95%w，水5%w，20℃，1.5bara）混合；2.将混合后物流平均分为三股；3.第一股直接输出；4.第二股与600kg/hr的甲醇溶液（甲醇98%w，水2%w，20℃，1.2bara）混合后输出；5.第三股与200kg/hr的正丙醇溶液（正丙醇90%w，水10%w，30℃，1.2bara）混合后输出。第三股输出物流中乙醇和正丙醇的质量分率分别在什么范围？（）

答案:25.5%—26.5%###38.5%—39.5%建立以下过程的仿真模型：1.将1000m3/hr的低浓酒精（乙醇30%w，水70%w，30℃，1bara）与700m3/hr的高浓酒精（乙醇95%w，水5%w，20℃，1.5bara）混合；2.将混合后物流平均分为三股；3.第一股直接输出；4.第二股与600kg/hr的甲醇溶液（甲醇98%w，水2%w，20℃，1.2bara）混合后输出；5.第三股与200kg/hr的正丙醇溶液（正丙醇90%w，水10%w，30℃，1.2bara）混合后输出。第二股输出物流中甲醇的摩尔分率与质量分率分别在什么范围？（）

答案:53.0%—54.0%###48.5%—49.5%建立以下过程的仿真模型：1.将1000m3/hr的低浓酒精（乙醇30%w，水70%w，30℃，1bara）与700m3/hr的高浓酒精（乙醇95%w，水5%w，20℃，1.5bara）混合；2.将混合后物流平均分为三股；3.第一股直接输出；4.第二股与600kg/hr的甲醇溶液（甲醇98%w，水2%w，20℃，1.2bara）混合后输出；5.第三股与200kg/hr的正丙醇溶液（正丙醇90%w，水10%w，30℃，1.2ba