2025 年大学化学工程与工艺（化工原理）上学期期末卷

2025年大学化学工程与工艺（化工原理）上学期期末卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、单项选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.流体在圆形直管中作层流流动，如果流量等不变，只是将管径增大一倍，则阻力损失为原来的（）倍。A.1/2B.1/4C.1/8D.1/162.离心泵的效率η和流量Q的关系为（）。A.Q增大，η增大B.Q增大，η先增大后减小C.Q增大，η减小D.Q增大，η先减小后增大3.某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.75x+0.2075，则该塔的回流比R为（）。A.3B.4C.5D.64.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.塔高趋向无穷大D.操作最为经济5.在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，下面判断正确的是（）。A.传热管的壁温接近加热蒸汽温度B.传热管的壁温接近空气温度C.传热管的壁温接近加热蒸汽和空气的平均温度D.无法确定6.对于一定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度（）。A.愈高B.愈低C.不变D.不一定7.板框压滤机过滤时，如滤饼不可压缩，介质阻力忽略不计，当过滤压差增加一倍时，过滤速率为原来的（）倍。A.1B.2C.4D.88.某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.6，相应的泡点为t1，气相组成yA=0.6，相应的露点为t2，则（）。A.t1=t2B.t1<t2C.t1>t2D.不能确定9.离心泵铭牌上标明的扬程是指（）。A.功率最大时的扬程B.效率最高时的扬程C.泵的最大扬程D.泵在设计工况下的扬程10.在连续精馏塔中，精馏段操作线方程y=0.75x+0.2075，q线方程为y=-0.5x+1.5xF，则进料热状况参数q为（）。A.0.5B.0.6C.0.7D.0.8二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题至少有两个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.影响离心泵性能的因素有（）。A.液体密度B.液体粘度C.泵的转速D.叶轮直径E.管路特性2.精馏塔的进料热状况有（）。A.冷液进料B.泡点进料C.气液混合物进料D.饱和蒸汽进料E.过热蒸汽进料3.吸收操作中，选择吸收剂时应考虑的因素有（）。A.对溶质的溶解度大B.对溶质的选择性高C.蒸汽压小D.粘度低E.化学稳定性好4.列管式换热器的强化传热措施有（）。A.增大传热面积B.提高传热系数C.增大平均温差D.减少热阻E.增加管程数5.过滤操作中，影响过滤速率的因素有（）。A.过滤压差B.滤饼厚度C.过滤介质阻力D.滤液粘度E.过滤面积三、判断题（总共10题，每题2分，请判断对错，对的打√，错的打×）1.流体在管内作湍流流动时，其质点作不规则的杂乱运动。（）2.离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生气蚀现象。（）3.精馏塔操作中，回流比越大，产品质量越高，所以回流比越大越好。（）4.吸收操作中，吸收剂的用量越多，吸收效果越好，所以吸收剂用量越多越好。（）5.列管式换热器中，逆流操作的平均温差大于并流操作的平均温差。（）6.湿空气的相对湿度越大，其吸湿能力越强。（）7.板框压滤机的过滤面积等于框的内表面积。（）8.精馏塔的进料组成变化时，精馏段操作线方程和提馏段操作线方程都会发生变化。（）9.离心泵的效率与泵的结构、尺寸、转速及流量等因素有关。（）10.吸收操作中，提高吸收温度有利于吸收。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述离心泵的工作原理。2.说明精馏塔的塔顶温度、塔底温度与哪些因素有关？3.简述过滤操作的基本原理。五、计算题（总共2题，每题15分）1.用一连续精馏塔分离苯-甲苯混合液，原料液中含苯0.4（摩尔分数，下同），塔顶馏出液中含苯0.95，塔底釜液中含苯0.05，进料热状况为泡点进料，回流比R=3，求：（已知α=2.5）（1）精馏段操作线方程；（2）提馏段操作线方程。2.某板框压滤机，框的尺寸为635mm×635mm×25mm（长×宽×厚），共20个框，在300kPa的压力差下过滤某悬浮液，过滤常数K=2×10^-5m^2/s，qe=0.01m^3/m^2，滤饼不可压缩，介质阻力忽略不计，试求：（1）过滤至滤框充满滤饼所需时间；（2）若过滤至滤框充满滤饼后，再用0.015m^3的清水洗涤滤饼，洗涤时间为多少？答案：一、1.D2.B3.A4.C5.A6.B7.B8.A9.D10.C二、1.ABCD2.ABCDE3.ABCDE4.ABDE5.ABCDE三、1.√2.√3.×4.×5.√6.×7.×8.√9.√10.×四、1.离心泵的工作原理：依靠高速旋转的叶轮，泵内液体在惯性离心力作用下，自叶轮中心被甩向边缘，使液体获得动能，同时在叶轮中心形成低压区，液体在压差作用下被吸入泵内，实现液体的输送。2.塔顶温度主要与塔顶蒸汽组成及回流比有关，塔顶蒸汽组成越接近纯易挥发组分，塔顶温度越低，回流比增大，塔顶温度降低。塔底温度主要与塔底釜液组成及再沸器加热量有关，塔底釜液中难挥发组分含量越高，塔底温度越高，再沸器加热量增加，塔底温度升高。3.过滤操作基本原理：在压力差作用下，悬浮液中的液体通过过滤介质，固体颗粒被截留在介质表面形成滤饼，从而实现固液分离。随着过滤进行，滤饼厚度增加，过滤阻力增大，过滤速率逐渐降低。五、1.（1）精馏段操作线方程：由R=3，可得精馏段操作线方程为y=(R/(R+1))x+(xD/(R+1))=(3/4)x+(0.95/4)=0.75x+0.2375（2）提馏段操作线方程：泡点进料q=1，xF=0.4，xD=0.95，xW=0.05由物料衡算可得L'=L+qF=RD+F=3D+F，V'=V-(1-q)F=(R+1)D-0=4D又由物料衡算FxF=DxD+WxW，即F×0.4=D×0.95+(F-D)×0.05解得D/F=0.38则L'=3×0.38F+F=2.14F，V'=4×0.38F=1.52F提馏段操作线方程为y=(L'/V')x-(WxW/V')=(2.14F/1.52F)x-((F-0.38F)×0.05/1.52F)=1.41x-0.0232.（1）滤框体积V=0.635×0.635×0.025×20=0.202m^3过滤面积A=0.635×0.635×2×20=16.13m^2由V=KA^2θ/2，可得θ