2025年大学第二学年（化学）化工原理实验试题及答案

2025年大学第二学年（化学）化工原理实验试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填入括号内。(总共10题，每题3分，每题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的)w1.在流体流动实验中，关于雷诺数的说法正确的是（）A.雷诺数反映了流体流动的惯性力与黏性力之比B.雷诺数越大，流体越容易出现层流C.雷诺数只与流体的流速有关D.雷诺数与管径无关w2.以下哪种流量计不属于差压式流量计（）A.孔板流量计B.文丘里流量计C.转子流量计D.喷嘴流量计w3.精馏塔操作时，若进料热状况参数q=1，则进料为（）A.饱和液体B.饱和蒸汽C.气液混合物D.过冷液体w4.在吸收实验中，用清水吸收混合气中的氨，当其他条件不变，仅增大吸收剂用量时，对吸收过程的影响是（）A.吸收率不变B.吸收率降低C.吸收率提高D.出塔吸收液浓度升高w5.离心泵的扬程与下列哪个因素无关（）A.泵的结构B.流体密度C.流量D.转速w6.对于干燥过程，以下说法错误的是（）A.干燥是传热和传质同时进行的过程B.湿空气的湿度越大，干燥能力越强C.干燥过程中物料表面温度可能低于湿球温度D.干燥速率曲线通常有恒速干燥阶段和降速干燥阶段w7.在板式塔中，下列哪种塔板效率最高（）A.泡罩塔板B.筛板塔板C.浮阀塔板D.舌形塔板w8.以下哪种方法不能强化传热（）A.增大传热面积B.提高传热系数C.降低热阻D.减小传热温差w9.萃取操作中，分配系数K值越大，说明（）A.溶质在萃取相中的浓度越低B.萃取效果越差C.溶质在萃取相中的浓度越高D.与萃取效果无关w10.对于旋风分离器，以下说法正确的是（）A.进口气速越大，分离效率越高B.筒体直径越大，分离效率越高C.只适用于气固分离不适用于气液分离D.分离效率与颗粒密度无关第II卷（非选择题共70分）二、填空题（每空2分，共20分）w11.流体在圆形直管中作层流流动时，其速度分布呈______型曲线。w12.离心泵的工作点是由泵的特性曲线与______曲线的交点决定的。w13.精馏塔的进料热状况有五种，分别是冷液进料、______、气液混合物进料、饱和蒸汽进料和过热蒸汽进料。w14.吸收操作中常用的解吸方法有升温、减压、______和汽提。w15.干燥过程中，湿空气的比焓是指1kg干空气及其所含______的焓之和。w16.板式塔中，塔板上的气液接触状态有鼓泡接触状态、______和喷射接触状态。w17.强化传热的途径主要有增大传热面积、提高传热系数和______。w18在萃取操作中常用三角形相图来表示______组成。w19.过滤操作中，过滤介质的作用是截留______。w20.沉降操作中，颗粒的沉降速度与颗粒直径的______次方成正比。三、简答题（每题10分，共30分）w21.简述离心泵的工作原理。w22.说明精馏塔塔顶温度过高可能的原因及解决方法。w23.分析影响干燥速率的因素有哪些。四、实验分析题（20分）在进行某化工原理实验时，得到了如下实验数据：在一定温度和压力下，对某混合气体进行吸收实验，初始混合气体中溶质的摩尔分数为0.05，吸收剂为水，经过一段时间后，测得吸收液中溶质的摩尔分数为0.01，请根据这些数据回答以下问题：w24.计算该吸收过程的吸收率。（8分）w25.若其他条件不变，仅增大吸收剂用量，吸收率会如何变化？并说明原因。（12分）五、综合应用题（20分）某化工厂有一精馏塔用于分离乙醇-水混合液，进料量为100kmol/h，进料组成xF=0.5（摩尔分数），进料热状况参数q=1.2，要求塔顶馏出液中乙醇的摩尔分数xD=0.95，塔釜液中乙醇的摩尔分数xW=0.05。已知该精馏塔的操作回流比R=3，塔釜间接蒸汽加热，塔顶全凝器。试求：w26.塔顶馏出液量D和塔釜液量W。（10分）w27.精馏段操作线方程和提馏段操作线方程。（10分）答案：w1.Aw2.Cw3.Aw4.Cw5.Bw6.Bw7.Cw8.Dw9.Cw10.Aw11.抛物线w12.管路特性w13.泡点进料w14.通入惰性气体w15.水汽w16.泡沫接触状态w17.增大传热温差w18.三元物系w19.固体颗粒w20.二w21.离心泵的工作原理：依靠叶轮高速旋转，使叶轮中心处的液体产生离心力，从而使液体获得能量，被甩出叶轮进入泵壳，再经泵壳的流道进入排出管。叶轮中心处因液体被甩出而形成低压区，外界液体在压差作用下进入叶轮中心，如此不断循环，实现液体的输送。w22.塔顶温度过高可能的原因及解决方法：原因可能包括回流比过小，导致精馏效果变差；进料热状态变化，如进料温度升高；塔釜加热量过大等。解决方法：适当增大回流比；调整进料温度；减少塔釜加热量。w23.影响干燥速率的因素：物料的性质，如物料的形状、大小、含水量等；干燥介质的性质，如温度、湿度、流速等；干燥设备的结构和操作条件，如干燥器的类型、传热传质方式等。w24.吸收率=(y1-y2)/y1=(0.05-0.01)/0.05=0.8=80%。w25.增大吸收剂用量，吸收率会提高。因为增大吸收剂用量，气液接触更充分，传质推动力增大，能吸收更多的溶质，从而提高吸收率。w26.由物料衡算可得：F=D+W，F×xF=D×xD+W×xW，即100=D+W，100×0.5=D×0.95+W×0.05，联立解得D=50kmol/h，W=50kmol/h。w27.精馏段操作线方程：y=R/(R+1)x+xD/(R+1)=3/(3+1)x+0.95/(3+1)=0.75x+0.2375。提馏段操作线方程：L'=L+qF=RD+qF=3×50+1.2×100=270kmol/h，V'=V