化工原理试题

化工原理试题

一：填空题（30分）

1、某设备上，真空度的读数为80mmHg，其绝压=________

mH20,__________Pa. 该地区的大气压为720mmHg。

2、两组分溶液的相对挥发度是指溶液中_____的挥发度对_____的挥发度的比值，α=1表示_____。

3、传热的基本方式为__________.___________.__________。

4、层流，湍流，过渡流的判别依据是________._________.________。

5、完成下列方程，并指出吸收系数的单位。

Nkcik的单位__________________.

NKGpKG 的单位_______________.

6、在吸收操作时，若解吸因素m 增加，而气、液进料组成不变，则溶质的回收率将_________。

7、所谓气膜控制，即吸收总阻力集中在______一侧，而_______一侧阻力可忽略；如果说吸收质气体是属于难溶气体，则此吸收过程是________控制。

8、精馏塔泡点进料时q=____，露点进料时q=____。

9、并联管路中各支路的能量关系是_______________.

10、 在精馏过程中，增大操作压强，则物系的相对挥发度______，塔顶温度______，塔釜温度______，对分离过程______。

11、理论上降尘室的生产能力与什么有关________._________。

12、从干燥机理的角度，物料中的水分可分为________._________。 二：选择题（10分）

1、层流和湍流的本质区别是（ ）

A、流速不同； B、流通截面积不同；

C、雷诺数不同； D、层流无径向流动，湍流有径向流动；

2、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是（ ）。

A、管壁热阻； B、管内对流传热热阻；

C、污垢热阻； D、管外对流传热热阻；

3、采用多管程换热器，虽然能提高管内流体的流速，增大其对流传热系数，但同时地导致（ ）。

A、管内易结垢； B、壳程流体流速过低；

C、平均温差上升； D、管内流动阻力增大；

4、含尘气体通过长4m、宽3m、高1m的降尘室，已知颗粒的沉降速度为0.25m/s，则除尘室的生产能力为（ ）

A、3m3/s B、1m3/s C、0.75m3/s D、6m3/s

5、精馏操作时，若F，xF，q，R不变，增加塔顶产品D，则L（ ）

A、增加； B、不变；

C、减小； D、不确定；

6、含水湿物料与一定状态下的空气（非饱和状态下的）相接触，能被除去的水分为（ ）。

A、结合水分和非结合水分； B、平衡水分和自由水分；

C、非结合水分和部分结合水分； D、部分平衡水分和自由水分；

7、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，各截面上的（ ）

A、速度相等 B、体积流量相等

C、速度逐渐减小 D、质量流速相等

8、离心泵的扬程是指（ ）

A、实际的升扬高度 B、单位重量液体通过泵的能量

C、泵的吸上高度 D、液体出泵和进泵的压强差换算成的液柱高

9、对流传热速率=系数×推动力，其中的推动力是指（ ）

A、两流体的温度差 B、流体温度和壁温度差

C、同一液体的温度差 D、两流体的速度差

10、吸收操作的作用是分离（ ）

A、气体混合物 B、液体均相混合物

C、气液混合物 D、部分互溶的液体混合物

三：简述（20分）

1、何谓离心泵的汽蚀现象？如何防止？

泵内压强最低处的压强等于同温度下输送液体的饱和蒸汽压时，此时液体将急剧汽化，并产生大量汽泡，使得叶轮表面或泵内壳表面产生裂缝，泵体振 动，产生噪声，其流量和扬程明显下降。这一现象称为汽蚀现象。确定合适的安装高度以确保不发生汽蚀现象。

2、双膜理论的要点是什么？请画出示意图。

1相互接触的气液两相之间存在着稳定的相界面，界面两侧分布着一层薄的滞膜层，吸收质以分子的形式由气相到液相传递。 2在相界面处，气液两相达到平衡。

3在两个滞膜层以外的气液两相主体中，物质浓度均匀。

四：计算题（40分）

1、.用泵向压力容器输水，已知：管内径d=0.1m，粗糙度ε=10-4m，管路总长(包括局部阻力的当量长度)l=220m，水的物性：ρ=1000kg/m3，μ=10-3N·s/m2, 容器内压力p2=124kPa (表)，外加能量

We =364.5J/kg。试求：(1) 总阻力损失Σhf等于多少J/kg？(2) 管

内流速u等于多少m/s？

2，基准面为1－1，在1－2间列柏2u12p2u2gz1Wegz2hf22p1

∵ z10，z210m，p10(表），u1u20，p2124kPa(表），We364.5J/kg

∴ 124103

4J/kg即总阻力损失为hfWegz2364.59.8110100014.2p2

142.4J/kg。

2dhf104lu23（2）u10hfd2ld0.1

20.1142.4du0.12.1910352.23m/sRe2.2310 0.026220103设0.026，则：u

查Moody图知0.026。 ∴ 假设成立，故管内流速为2.23m/s。

2、在并流换热器中，用水冷却油。水的进，出口温度分别为15℃和40℃，油的进出口温度分别为150℃和100℃。现因生产任务要求油的出口温度降至80℃，假设油和水的流量，进口温度及物性均不变，若原换热的管长为1m，试求此换热器的管长增至多长才能满足要求换热器的热损失可以忽略不计。

解：

在原冷却器中对油

对水

并流时℃ ℃ （2） ℃ （1）

=

在新的冷却塔中对油

对水（4） （3）

解上述方程得：=50℃

=

℃

℃

℃

=1.85=1.85m

3、某二元混合液含易挥发组分0.35，泡点进料，经连续精馏塔分离，塔顶产品浓度xD=0.96，塔底产品浓度xW=0.025（均为易挥发组分的摩尔分率），设满足恒摩尔流假设。试计算塔顶产品的采出率qn (D)/ qn (F)。若回流比R=3.2，泡点回流，写出精馏段与提馏段操作线方程。

解：

＝0.35；xW=0.025；xD=0.96；R=3.2。

（1）qn (D)/ qn (F)＝

（2）精镏段操作线方程

＝0.762＋0.229。

提镏段操作线方程

＝1.45－0.0112。

4、一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分A。已知操作条件下气相总传质单元高度为1.5m，进塔混合气组成为0.04（A的摩尔分率，下同），出塔尾气组成为0.0053，出塔水溶液浓度为0.0128，操作条件下平衡关系为Y=2.5X。试求：（1）液气比为最小液气比的＝0.3476＝34.76％。

多少倍？（2）所需填料层高度？（3）若气液流量和初始组成不变，要求尾气浓度降至0.0033，求此时填料层高度为若干米？

解：（1）液气比为最小液气比的多少倍?

Y10.040.00530.001280.0417Y20.00533X10.01297 10.0410.005310.00128

L/VY1Y20.04170.005332.804 X1X20.012970

Y1Y2Y1Y20.04170.005332.18 Y1/m0.0417/2.5X1X2(L/V)min

则(L/V)L/V)min2.1.286 .18

(2）所需填料层高度？

ZHOGNOGSmV/L2.5/2.8040.892

NOG

YmX21ln[(1S)1S]1SY2mX210.04170ln[(10.892)0.892]故ZHOGNOG1.55.117.67m 10.8920.005330

5.11

(3) 此条件下的填料层高度。Y20.00330.00331 10.0033

化工原理试题

一：填空题（30分）

1、某设备上，真空度的读数为80mmHg，其绝压=________

mH20,__________Pa. 该地区的大气压为720mmHg。

2、两组分溶液的相对挥发度是指溶液中_____的挥发度对_____的挥发度的比值，α=1表示_____。

3、传热的基本方式为__________.___________.__________。

4、层流，湍流，过渡流的判别依据是________._________.________。

5、完成下列方程，并指出吸收系数的单位。

Nkcik的单位__________________.

NKGpKG 的单位_______________.

6、在吸收操作时，若解吸因素m 增加，而气、液进料组成不变，则溶质的回收率将_________。

7、所谓气膜控制，即吸收总阻力集中在______一侧，而_______一侧阻力可忽略；如果说吸收质气体是属于难溶气体，则此吸收过程是________控制。

8、精馏塔泡点进料时q=____，露点进料时q=____。

9、并联管路中各支路的能量关系是_______________.

10、 在精馏过程中，增大操作压强，则物系的相对挥发度______，塔顶温度______，塔釜温度______，对分离过程______。

11、理论上降尘室的生产能力与什么有关________._________。

12、从干燥机理的角度，物料中的水分可分为________._________。 二：选择题（10分）

1、层流和湍流的本质区别是（ ）

A、流速不同； B、流通截面积不同；

C、雷诺数不同； D、层流无径向流动，湍流有径向流动；

2、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是（ ）。

A、管壁热阻； B、管内对流传热热阻；

C、污垢热阻； D、管外对流传热热阻；

3、采用多管程换热器，虽然能提高管内流体的流速，增大其对流传热系数，但同时地导致（ ）。

A、管内易结垢； B、壳程流体流速过低；

C、平均温差上升； D、管内流动阻力增大；

4、含尘气体通过长4m、宽3m、高1m的降尘室，已知颗粒的沉降速度为0.25m/s，则除尘室的生产能力为（ ）

A、3m3/s B、1m3/s C、0.75m3/s D、6m3/s

5、精馏操作时，若F，xF，q，R不变，增加塔顶产品D，则L（ ）

A、增加； B、不变；

C、减小； D、不确定；

6、含水湿物料与一定状态下的空气（非饱和状态下的）相接触，能被除去的水分为（ ）。

A、结合水分和非结合水分； B、平衡水分和自由水分；

C、非结合水分和部分结合水分； D、部分平衡水分和自由水分；

7、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，各截面上的（ ）

A、速度相等 B、体积流量相等

C、速度逐渐减小 D、质量流速相等

8、离心泵的扬程是指（ ）

A、实际的升扬高度 B、单位重量液体通过泵的能量

C、泵的吸上高度 D、液体出泵和进泵的压强差换算成的液柱高

9、对流传热速率=系数×推动力，其中的推动力是指（ ）

A、两流体的温度差 B、流体温度和壁温度差

C、同一液体的温度差 D、两流体的速度差

10、吸收操作的作用是分离（ ）

A、气体混合物 B、液体均相混合物

C、气液混合物 D、部分互溶的液体混合物

三：简述（20分）

1、何谓离心泵的汽蚀现象？如何防止？

泵内压强最低处的压强等于同温度下输送液体的饱和蒸汽压时，此时液体将急剧汽化，并产生大量汽泡，使得叶轮表面或泵内壳表面产生裂缝，泵体振 动，产生噪声，其流量和扬程明显下降。这一现象称为汽蚀现象。确定合适的安装高度以确保不发生汽蚀现象。

2、双膜理论的要点是什么？请画出示意图。

1相互接触的气液两相之间存在着稳定的相界面，界面两侧分布着一层薄的滞膜层，吸收质以分子的形式由气相到液相传递。 2在相界面处，气液两相达到平衡。

3在两个滞膜层以外的气液两相主体中，物质浓度均匀。

四：计算题（40分）

1、.用泵向压力容器输水，已知：管内径d=0.1m，粗糙度ε=10-4m，管路总长(包括局部阻力的当量长度)l=220m，水的物性：ρ=1000kg/m3，μ=10-3N·s/m2, 容器内压力p2=124kPa (表)，外加能量

We =364.5J/kg。试求：(1) 总阻力损失Σhf等于多少J/kg？(2) 管

内流速u等于多少m/s？

2，基准面为1－1，在1－2间列柏2u12p2u2gz1Wegz2hf22p1

∵ z10，z210m，p10(表），u1u20，p2124kPa(表），We364.5J/kg

∴ 124103

4J/kg即总阻力损失为hfWegz2364.59.8110100014.2p2

142.4J/kg。

2dhf104lu23（2）u10hfd2ld0.1

20.1142.4du0.12.1910352.23m/sRe2.2310 0.026220103设0.026，则：u

查Moody图知0.026。 ∴ 假设成立，故管内流速为2.23m/s。

2、在并流换热器中，用水冷却油。水的进，出口温度分别为15℃和40℃，油的进出口温度分别为150℃和100℃。现因生产任务要求油的出口温度降至80℃，假设油和水的流量，进口温度及物性均不变，若原换热的管长为1m，试求此换热器的管长增至多长才能满足要求换热器的热损失可以忽略不计。

解：

在原冷却器中对油

对水

并流时℃ ℃ （2） ℃ （1）

=

在新的冷却塔中对油

对水（4） （3）

解上述方程得：=50℃

=

℃

℃

℃

=1.85=1.85m

3、某二元混合液含易挥发组分0.35，泡点进料，经连续精馏塔分离，塔顶产品浓度xD=0.96，塔底产品浓度xW=0.025（均为易挥发组分的摩尔分率），设满足恒摩尔流假设。试计算塔顶产品的采出率qn (D)/ qn (F)。若回流比R=3.2，泡点回流，写出精馏段与提馏段操作线方程。

解：

＝0.35；xW=0.025；xD=0.96；R=3.2。

（1）qn (D)/ qn (F)＝

（2）精镏段操作线方程

＝0.762＋0.229。

提镏段操作线方程

＝1.45－0.0112。

4、一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分A。已知操作条件下气相总传质单元高度为1.5m，进塔混合气组成为0.04（A的摩尔分率，下同），出塔尾气组成为0.0053，出塔水溶液浓度为0.0128，操作条件下平衡关系为Y=2.5X。试求：（1）液气比为最小液气比的＝0.3476＝34.76％。

多少倍？（2）所需填料层高度？（3）若气液流量和初始组成不变，要求尾气浓度降至0.0033，求此时填料层高度为若干米？

解：（1）液气比为最小液气比的多少倍?

Y10.040.00530.001280.0417Y20.00533X10.01297 10.0410.005310.00128

L/VY1Y20.04170.005332.804 X1X20.012970

Y1Y2Y1Y20.04170.005332.18 Y1/m0.0417/2.5X1X2(L/V)min

则(L/V)L/V)min2.1.286 .18

(2）所需填料层高度？

ZHOGNOGSmV/L2.5/2.8040.892

NOG

YmX21ln[(1S)1S]1SY2mX210.04170ln[(10.892)0.892]故ZHOGNOG1.55.117.67m 10.8920.005330

5.11

(3) 此条件下的填料层高度。Y20.00330.00331 10.0033