嘉兴学院化工原理期末考试题库及答案

嘉兴学院化工原理期末考试题库及答案一、选择题(共15题，每题2分，共30分)(一)单选题(每题2分，共10题)1.在静止流体内部，任意一点的静压强在各个方向上的数值（）。A.仅水平方向相等B.仅竖直方向相等C.都不相等D.都相等答案：D2.流体在圆形直管内作层流流动时，其平均流速是管中心最大流速的（）。A.1/2B.1/3C.2/3D.1/4答案：A3.离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生（）现象。A.气缚B.气蚀C.汽化D.喘振答案：B4.过滤操作中，恒压过滤时，过滤速率随时间的变化趋势是（）。A.恒定不变B.逐渐增大C.逐渐减小D.先增大后减小答案：C5.对流传热的热阻主要集中在（）。A.湍流主体B.过渡流区C.层流内层D.缓冲层答案：C6.在精馏塔设计中，若进料热状况参数q=A.饱和液体B.饱和蒸汽C.冷液体D.过热蒸汽答案：A7.吸收操作中，当平衡线与操作线为互相平行的直线时，全塔的平均推动力Δ与塔顶和塔底的推动力关系为（）。A.ΔB.ΔC.ΔD.Δ答案：A8.物料的平衡水分一定是（）。A.结合水分B.非结合水分C.自由水分D.临界水分答案：A9.亨利定律=EA.难溶气体B.易溶气体C.任何气体D.理想溶液答案：A10.在干燥过程的降速阶段，干燥速率主要受（）控制。A.表面汽化速率B.水分在物料内部的扩散速率C.空气流速D.空气温度答案：B(二)多选题(每题2分，共5题，全部选对得2分，漏选得1分，错选得0分)11.下列属于流体输送机械的有（）。A.离心泵B.往复泵C.通风机D.旋风分离器E.搅拌器答案：A,B,C12.影响离心泵性能的主要因素有（）。A.叶轮转速B.叶轮直径C.流体密度D.流体粘度E.管路特性答案：A,B,C,D13.下列措施中，可以提高传热速率的有（）。A.增加传热面积B.提高热流体温度C.降低冷流体温度D.提高传热系数E.增加壁厚答案：A,B,C,D14.精馏塔操作中，可能引起塔釜温度降低的因素有（）。A.回流量增加B.进料中轻组分含量增加C.再沸器加热蒸汽压力下降D.塔顶采出率增大E.进料温度降低（冷液进料）答案：B,C,D,E15.关于吸收操作，下列说法正确的有（）。A.溶解度大的气体，宜采用化学吸收B.提高操作压力有利于吸收C.降低操作温度有利于吸收D.吸收剂的选择性越高越好E.液气比（L/V）越大，吸收推动力一定越大答案：B,C,D二、填空题(共20空，每空1分，共20分)1.某设备上真空表的读数为13.3×Pa，当地大气压为101.3答案：88.02.流体在圆形直管内流动时，判断流型的准数是\_\_\_\_\_\_\_\_，其表达式为\_\_\_\_\_\_\_\_。答案：雷诺数（Re），3.离心泵的主要性能参数包括：\_\_\_\_\_\_\_\_、\_\_\_\_\_\_\_\_、\_\_\_\_\_\_\_\_和\_\_\_\_\_\_\_\_。答案：流量、扬程、轴功率、效率4.板框压滤机在过滤阶段结束后，进入\_\_\_\_\_\_\_\_阶段和\_\_\_\_\_\_\_\_阶段。答案：洗涤、卸渣5.热传导的基本定律是\_\_\_\_\_\_\_\_定律，其表达式为\_\_\_\_\_\_\_\_。答案：傅里叶，q6.某套管换热器，热流体进、出口温度分别为和，冷流体进、出口温度分别为和，在逆流操作时，其对数平均温度差Δ=\_\_\_\_\_\_\_\_。答案：7.精馏塔中，由塔顶向下第n块板上升的蒸汽组成与第n块板下降的液体组成之间通常满足\_\_\_\_\_\_\_\_关系。答案：平衡关系（或相平衡关系）8.精馏塔操作中，若将饱和液体进料改为饱和蒸汽进料，保持D/F、、R答案：增加，增加9.吸收过程中，若气相总传质单元高度为1.2m，气相总传质单元数为8，则所需填料层高度Z=\_\_\_\_\_\_\_\_m。答案：9.610.亨利定律的三种表达形式为：=Ex，答案：=11.恒速干燥阶段，除去的是物料的\_\_\_\_\_\_\_\_水分；降速干燥阶段，除去的是物料的\_\_\_\_\_\_\_\_水分。答案：非结合，结合12.干燥器中，空气的湿球温度与绝热饱和温度在数值上近似相等，是针对\_\_\_\_\_\_\_\_系统而言的。答案：空气-水蒸气三、简答题(共5题，每题6分，共30分)1.简述离心泵发生“气缚”现象的原因及防止措施。答：原因：离心泵启动前未灌泵，泵壳内存在空气。由于空气密度远小于液体，叶轮旋转产生的离心力很小，不足以在泵入口形成足够的真空来吸入液体，导致泵无法正常输送液体。防止措施：启动前必须灌满被输送液体，排除泵内空气；在吸入管底部安装底阀，防止灌入的液体漏出；将泵安装在吸入液面以下，实现自灌。2.简述恒压过滤方程及其各参数的物理意义。答：恒压过滤方程为：+2V=Kτ。式中，V为过滤时间τ内获得的滤液体积；为过滤介质的当量滤液体积，反映了过滤介质的阻力；K为过滤常数，与物料特性、操作压差、滤液粘度有关；3.在间壁式换热器中，冷、热流体有并流和逆流两种基本流动型式。试比较在相同进出口温度条件下，两种流动型式对数平均温度差的大小，并说明逆流流动的主要优点。答：在冷、热流体进出口温度各自相同的条件下，逆流操作的对数平均温度差大于并流操作。逆流流动的主要优点有：①传热平均推动力大，在相同传热任务下，所需传热面积较小，设备更经济；②节省加热剂或冷却剂的用量。例如，当热流体的出口温度可以降低到接近冷流体的进口温度时，热量的利用率高。4.什么是精馏操作的回流比？全回流和最小回流比各有何特点和意义？答：回流比R是指塔顶回流量L与塔顶产品量D之比，即R=L/D。全回流时，D=5.什么是吸收操作的液气比？如何根据平衡关系与操作要求确定最小液气比？实际液气比应如何选取？答：液气比L/V是指吸收剂摩尔流量L与惰性气体摩尔流量V之比。在吸收塔设计中，当操作线与平衡线相交或相切时，对应的液气比为最小液气比(L四、计算题(共4题，共70分)1.(15分)用离心泵将C的清水从敞口水池输送到一座敞口高位槽。输水量为45/h，管路总长度（包括所有局部阻力的当量长度）为100m，管子为ϕ108×4mm的钢管，摩擦系数λ=0.02。水池与高位槽液面的垂直距离为20m。泵的效率为65。试求：(1)泵的轴功率；(2)若泵的允许汽蚀余量[NP解：(1)求泵的轴功率已知：=45/3600=0.0125/s，d=108−2管内流速：u管路总阻力损失：∑以水池液面为1-1截面，高位槽液面为2-2截面，列伯努利方程：g其中=0，=20m，==泵的有效功率：=泵的轴功率：=答：泵的轴功率为4.25k(2)求最大允许安装高度已知：[NPSH=3.5m，=101.3×Pa，====答：泵的最大允许安装高度为6.11m(基于吸入管阻力为0.52.(18分)在单壳程、双管程的列管式换热器中，用初温为C的冷却水将某油品从C冷却至C。油品走壳程，流量为2.5kg/s，平均比热容为2.2kJ/(kgC)。冷却水走管程，流量为解：(1)求冷却水出口温度油品放热量：Q冷却水吸热量：Q即330000解得：−≈答：冷却水出口温度约为C。(2)求所需传热面积A按逆流计算对数平均温差：Δ对于单壳程、双管程，查温差校正系数图或采用公式，本题给定=0.92则有效平均温差：Δ由总传热方程Q=A答：所需传热面积约为32.0。3.(20分)在一连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液。原料液流量为100kmol/h，组成为0.45(苯的摩尔分数，下同)，泡点进料。要求塔顶产品组成不低于0.95，塔釜产品组成不高于0.05。操作回流比为最小回流比的1.5倍。物系的平均相对挥发度为2.47。试求：(1)塔顶、塔釜产品的流量解：已知：F=100kmol/h，=0.45，q(1)求D和W总物料衡算：F=D苯组分衡算：F=D联立方程：45得：0.9D=W(2)求最小回流比泡点进料，q=1，故进料线与平衡线交点坐标(由相平衡方程：=最小回流比：=(3)精馏段操作线方程实际回流比：R精馏段操作线方程：=即：=(4)提馏段操作线方程泡点进料，q=提馏段下降液体流量：=提馏段上升蒸汽流量：=提馏段操作线方程：=计算：≈1.427，故：=答：(1)D=44.44kmol/h，4.(17分)在常压逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收空气-氨混合气中的氨。混合气流量为1500/h(标准状况)，进塔气体中氨的摩尔分数为0.05，要求氨的回收率不低于95。操作条件下的平衡关系为=1.2X(Y,X为摩尔比)。气相总传质单元高度=0.8解：已知：=1500N/h，=0.05，η=0.95先将摩尔分数转换为摩尔比：=回收率η=，则进塔为清水，=0惰性气体摩尔流量V：混合气总摩尔流量：惰性气体（空气）摩尔流量：