化工原理期末试题2（含答案）

徐州工程学院试卷徐州工程学院试卷学年第学期课程名称化工原理试卷类型命 题 人考试形式年闭卷月日考试时间教研室主任(签字)100年分钟月日使用班级教学院长(签字)年月日班 级学 号姓 名题号一二三四五六七八总分总分30151540100得分一、单项选择题共 15 题，每题 2 分，共计 30 分1. 滞流内层越薄，则以下结论正确的选项是DA 近壁面处速度梯度越小B 流体湍动程度越低C 流淌阻力越小D 流淌阻力越大2. 推断流体流淌类型的准数为A 。A .Re 数B.Nu 数C .Pr 数D . Gr 数3. 在一水平变径管路中，在小管截面A 和大管截面 B 连接一 U 形压差计，当流体流过该管段时，压差计读数 R 值反映的是AAA、B 两截面间的压强差BA、B 两截面间的流淌阻力CA、B 两截面间动压头变化D突然扩大或缩小的局部阻力4. 离心泵铭牌上标出的流量和压头数值是A。A. 最大流量下对应值B. 操作点对应值C. 计算值D. 最高效率点对应值5. 离心泵在确定管路系统下工作时，压头与被输送液体的密度无关的条件是D化工原理试卷二 答案第 1 页 共 5 页AZ2-Z1=0Bhf= 0Cu2u2= 0Dp-p1 = 0-2 21 226. 含尘气体，初始温度为 30，须在进入反响器前除去尘粒并升温到 120，在流程布置上宜AA. 先除尘后升温B. 先升温后除尘C. 谁先谁后无所谓7. 穿过 2 层平壁的稳态热传导过程，各层温差为 t1=100, t2=25，则第一、二层的热阻 R1、R2 的关系为D。A. 无法确定B. R1 = 0.25R2C. R1 = R2D. R1= 4R28. 在蒸汽-空气间壁换热过程中，为强化传热，以下方案中那种在工程上最有效 B A 提高蒸汽流速 B 提高空气流速 C 承受过热蒸汽以提高蒸汽流速D 在蒸汽一侧管壁上装翅片，增加冷凝面积并准时导走冷凝热。9. 在吸取操作中，吸取塔某一截面上的总推动力以气相组成表示为 AA. Y -Y*B. Y*- YC. Y -YiD. Yi - Y10. 含低浓度溶质的气体在逆流吸取塔中进展吸取操作，假设进塔气体流量增大，其他操作条件不变，则对于气膜把握系统，其出塔气相组成将AA. 增大B. 变小C. 不变D. 不确定徐州工程学院试卷11. 两组分物系的相对挥发度越小，则表示分别该物系BA. 简洁B. 困难C. 完全D. 不完全12. 用某精馏塔分别两组分溶液，规定产品组成的 xD、xW，当进料组成为 xF1 时，相应回流比为 R1，进料组成为xF2 时，相应回流比为 R2，假设 xF1 xF2，进料热状况不变，则CRRRRRRA. D. 无法推断12121213. 空气温度为 td，湿度为 Hd，相对湿度为 d 的湿空气， 经一间接蒸汽加热的预热器后， 空气的温度为 t1，湿度为 H1， 相对湿度为 1，则BA. H1HdB. d1C.H1HdD. d114. 利用空气作枯燥介质枯燥热敏性物料，且枯燥处于降速阶段，欲缩短枯燥时间，则可承受的最有效的措施是BA. 提高枯燥介质温度B. 增大枯燥面积，减薄物料厚度C. 降低枯燥介质相对湿度D. 提高空气的流速15. 关于传热系数 K 下述说法中错误的选项是CA. 传热过程中总传热系数 K 实际是个平均值；B. 总传热系数 K 随着所取的传热面不同而异；C. 总传热系数 K 可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关；D. 要提高 K 值，应从降低最大热阻着手；二、填空题15 空，每空 1 分，共计 15 分1. 化工原理是一门专业根底课，其主要争论化工生产中物理加工过程，按其操作原理可归纳成假设干单元操作。这些单元操作按其理论根底可分为： 流体流淌过程 、 热量传递过程 、 质量传递过程 。2. 当 Re 为时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数 =_64/Re ，在管内呈湍流时， 摩擦系数 与 Re、 相对粗糙度有关。3. 离心泵允许汽蚀余量 h 定义式为h = hr + 安全余量0.5m。4. 降尘室中固体颗粒可被分别的条件是气体在降尘室内停留时间大于或等于沉降时间。5. 在管壳式换热器中饱和蒸汽加热空气，则1. 传热管的管壁温度接近饱和蒸汽温度；2. 传热总传热系数 K 将接近空气对流传热系数。6. 多层平壁定态导热中，假设某层的热阻最小，则该层两侧的温差最小。7. 吸取操作过程中，假设削减吸取剂用量，操作线的斜率将减小，吸取推动力减小 。8. 最小回流比的定义是特定分别任务下理论板数无限多时的回流比。9. 测定空气中水汽分压的方法是测量露点。三、简答题共 3 题，每题 5 分，共计 15 分1、某球形颗粒在水中按斯托克斯定律沉降，试问在 50水中的沉降速度和在 20水中的沉降速度有何不同，为什么？化工原理试卷二 答案第 2 页 共 5 页du =p2 (r - r)gs答：依据颗粒在水中按斯托克斯定律沉降，则沉降公式为 t18m，由于随着温度上升，水的粘度将减小，故在 50水中的沉降速度将大于在 20水中的沉降速度。2、亨利定律中 E、H、m 三者与温度、压力有什么关系？答：当总压不高时，在确定温度下稀溶液上方气相中的溶质的平衡分压 p*A 与液相中溶质的摩尔分数成正比：p* k kC ，这一关系称为亨利定律。亨利定律适用于难溶、AX,A AC,AA较难溶的气体(如 O2，CO2 其液相浓度低)；对于易溶，较易溶的气体，只能用于液相浓度甚低的状况。AX,A AAAAp* k E ，p*为溶质 A 在气相中的平衡分压，为液相中溶质 A 的摩尔分数，E 为比例系数，称为亨利系数。p* kC CH ，C为液相中溶质 A 的体积摩尔浓度，H 为溶解系数。AC,AAAAAy p* P EcP m ，y 为溶质 A 在气相中的摩尔分数，m 为相平衡常数。AB一般加压和降温可以提高气体的溶解度 H，相平衡常数m 减小，故加压和降温对吸取操作有利，反之，升温存减压则有利于脱吸过程，此时亨利系数 E 增大。3、换热器中用饱和蒸汽在换热器外管冷凝放热，加热管内流淌的空气。总传热系数接近哪种流体的对流传热系数，壁温接近哪种流体的对流传热系数？无视污垢和管壁热阻，要.2 想增大总传热系数，应增大哪个流体的对流传热系数？答：对于稳定传热过程：Q1A1(TTw)Am(Twtw)/b2A2(twt)KAtm换热器中用饱和蒸汽在换热器外管冷凝放热，加热管内流淌的空气，由于饱和蒸汽一侧的对流传热系数比空气一侧的大得多，故内壁温度接近于饱和蒸汽的温度。同时，由于管壁的热阻也很小，故管外壁温度比较接近于内壁温度。11b A1 A由K= a+ l222 +2aAAm11可知，无视污垢和管壁热阻，要想增大总传热系数，应增大对流传热系数小的那个。四、计算题共 3 题，共计 40 分1、10 分某枯燥器的湿物料处理量为 1000kg/h，其湿基含水量为 10，枯燥到 2均为质量分数。枯燥介质为空气，初温 20，相对湿度 40，经预热器加热到 120进入枯燥器，出枯燥器时降温至 30，相对湿度 70。试求：水分蒸发量和空气消耗量。解：由题意知： L11000kg/h，10.1，20.02，t0=20，040，t185，t230，270 则：LcL11-1L21-210001-0.1900kg/hL210.02 L2918.37kg/hWL11L2210000.1918.370.0281.63kg/h由 t0=20，040查 IH 图得空气湿度 H00.006kg 水/kg 干气由 t2=30，270查 IH 图得空气湿度 H20.02kg 水/kg 干气空气经过预热器后湿度不变，即 H0H10.006kg 水/kg 干气WW81.63G = 5830.90kg干气/ hH 2 - H1H- H200.02 - 0.0062、15 分欲用一常压连续精馏塔分别含苯 44、甲苯 56摩尔百分率，下同的混合液，要求塔顶馏出液含苯 97，釜液含苯 2。泡点回流，且回流比取 3。泡点进料， 确定全塔需要的理论塔板数及进料位置。， D=2.60， W=2.35，进料的物系可看作抱负物系， F=2.47。a aD Wa aDF2.60 2.47解：取全塔相对挥发度a =精馏段相对挥发度a =1= 2.472.60 2.35= 2.53 。(1) 求最小回流比 R min由泡点进料可知：进料的q = 1，所以q 线方程： c = cF= 0.44联立平衡线方程和q 线方程求点f 的坐标( c， y)。ff2.47 c 1 + 1.47 c y =所以： cf= 0.44 x = 0.44 y= 0.66f所以，有： Rc- yy - cDf=minef= 0.97 - 0.66= 1.4090.66 - 0.44(2) 求最少理论板数 N, Nm in：m in,1Nmin= lg(cc( AB)(cD)(c ) lg a = lg(0.97 0.03) (0.02 0.98) lg 2.47 = 8.15AWB) Nmin,1= lgccccAB DAB Flg a14.00(3) 利用捷算法求理论板数N、 N 1：3 +1R - RR +1minX= 3 -1.409 = 0.39775N - NYmin =N - 8.15= 0.75(1- X 0.5668 ) 0.3052N + 1N + 1所以，N12.17包括再沸器则：N =1Nmin,1 N =Nmin4.0012.17 = 5.978.15所以加料板可设在第 6 块。3. 15 分如以下图输水系统，管路总长度包括全部当量长度，下同为 100m，压力表之后管路长度为 80m，管路摩擦系数为 0.03，管路内径为 0.05m，水的密度为 1000kg/m3，泵的效率为 0.8，输水量为15m3/h。求：1整个管路的阻力损失，J/kg；2泵轴功率，kw；3压力表的读数，Pa。解：1整个管路的阻力损失，J/kg；由题意知，u = Vs A =15p(3600 0.052 )4= 2.12m / s则hllu 2 1002.122= 0.03 = 135.1J / kgfd20.0522泵轴功率，kw；r在贮槽液面 0-0与高位槽液面 1-1间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有：0gH+ u 2 +102pr0+ W= gH + u 2 +1e2p+ hf ,0-1其中， h= 135.1J / kg ,u = u =0， p = p =0表压,H =0， H=20mf01100代入方程得： W= gH +h= 9.81 20 + 135.1 = 331.3J / kefN又W= V r=151000 = 4.17kg / s故N= W Wesess3600= 1381.5w ， =80%，N =e h= 1727w = 1.727kwH=20mH1=2m