注册化工工程师专业考试案例上下午完整答案.doc

2010年注册化工工程师专业考试案例上午答案讨论1. 200*（180-80）*2.4*（1-0.05）/(308*2.0)+40=114A是正确的2.解：A=0.250.2528=1() V饼=0.250.250.038=0.015(m3) v=V饼/V V=0.015/0.075=0.2(m3) Ve=Aqe=10.0125=0.0125 V2+2VVe=KA2=(0.20.2+20.20.0125)/(11510-5)=900(s)=15(min) 答案：C3.解：设惰性气体为空气，空气分子量是29。9 m# S! S, QY1=(0.258)/(0.829)=0.125 / _$ P$ 8 b0 N5 o6 oY2=Y1(1-A)=0.125(1-0.9)=0.0125( D79X2=0 - l* 2 N: f* H$ j: : nV(Y1-Y2)=L(X1-X2)8 G S5 y- U & d: B% K6 J代入：(20029)(1-0.2)(0.125-0.0125)=(100018)(X1-0)6 l( Z9 C0 fv3 EX1=0.011 2 p/ / 1 x. z% z5 yq+ w% V& D正确答案：B解法2：% j, I/ mD0 y$ l: y8 b溶液中丙酮200*0.2*90%=36kg/h! Y& x- O% c2 ; / |5 T所以其摩尔分率为 36/58 / (36/58+1000/18)=0.011200*（180-80）*2.4*（1-0.05）/(308*2.0)+40=1146 u* q1 |/ e3 q2 ?- SA是正确的4. 解：) w1 _: g- a/ S6 V/ |& J1 ? i设废气100 mol 4 7 / 8 c y( w* U V# w( I则：N2：79.6 mol ； O2 ：18 mol ； CO2 ：2.4 mol；( u9 S6 DH8 P% i# J进入O2 ：79.621/79=21.16 mol . r8 * hV3 B$ z! q5 L, b进入空气：79.6100/79=100.8 molF( Z t0 P* n: g# y0 ICO 消耗O2 ：2.4/2=1.2 mol 0 m7 d _, B3 b! Pj BH2 消耗O2 ：21.16-18-1.2=1.96 mol$ o. T2 J7 l/ M6 q3 ) T进入CO：2.4 mol $ U/ x& X; H& g4 e( c3 m进入H2 ： 1.962=3.92 molW( b4 j + u1 o/ a混合燃料气组成： 6 j; w+ u/ B$ c4 + ?( H2 : 3.92/(3.92+2.4)=0.6203=62.03% . J4 ci3 $ v: mCO:1-0.6203=0.3797=37.97%* K; T% ?( r9 n( , 混合气与空气比率：# g. n! , (3.92+2.4)/100.8=0.0627=6.27%( V$ H% B+ X+ x正确答案：C5. 解：1 Z( c+ F# V+ ?9 N% qX1=w1/(1-w1)=0.5/(1-0.5)=1 F. + E0 r# FX2=0.3/(1-0.3)=0.42869 s6 P- F8 r) - _; a) FW/G=X1-X2=1-0.42860.57. d! k4 u, A- Y0 3 H正确答案：C6.解：: k2 X0 M: c: n/ Z& o. o3 T2 气：450260，1000kmol;7 b% j G: n$ U。 水：250233.70 a f; Sc! F( uW(2798.9-104.6)=1000(450-260)32.5# m# b) m% f$ l W=2292(kg) + a1 p9 w g6 l! i答案：C q. I7 H: X( q% P7.; g! s! j8 c8 n! k$ w1 v解： . j O0 M; |9 1 G % ?+ t苯：5080，4000kg/h, Cp=1.86; * & hA& K7 b$ t# r0 t W汽：r=2168.1 1 _+ T# b1 Z9 / b9 m2168.1W=40001.86(80-50) 0 I1 U& m7 8 T, # o: M# wW=103 (kg/h) & S2 8 m* p+ j5 G答案：B8. 解：Hr=(nHf+nHS)生成物- (nHf+nHS)反应物=(-1385400-2344.6-2860302)-(-4270102-428982-811860)=-208128.6 J/（g.mol）正确答案：B从化学方程式中可以看出，硫酸的此时的状态是（L），即纯硫酸，不是溶于水后的状态，故不考虑积分溶解热。9. 解：Q=88010402504.1(92-72)=1.876104 (kJ)W=1.876104/29260=641203 (kJ)答案：B10. 解：分析：N表示标准状态,(A)指绝对压力。V=VNT/TN=12345(273+27)/273=13566 (m3/h)=3.768 (m3/s)T2=T1(P2/P1)(m-1)/m=(273+27)( 5105/101.3103)(1.4-1)/1.4473.6 (K)N=(P1Vim/(m-1)(P2/P1)(m-1)/m)-1)=(101.31033.76811.4/(1.4-1) (5105/101.3103)(1.4-1)/1.4)-1)=7.722105 (w)772.3 (w)答案：A11 蒸发的水量大约是：1800000/（2508.432-16.832）=722.4kg/h答案：A12解：u1=4Q/3.14d21=(49.310-3)/(3.140.082)=1.85 (m/s) u2=4Q/3.14d22=(49.310-3)/(3.140.0652)=2.803 (m/s)hf=(1L1/d1+A+B)u12/2g+(2L2/d2+E+F+G)u22/2g=(0.0314/0.08+0.5+0.7)1.852/29.81+(0.425/0.065+6.4+0.7+1)2.8032/29.81 =10.5 (m)He=16+10.5=26.5 (m) Ne=HegQ=26.59.819.310-31.151032777 (w) 答案：B13解：d2/d1=1/2 u=4Q/3.14d2 ud-2 Re=du/ Redudd-2=d-1=0.3164/Re0.25 Re-0.25d0.25 P=(L/d)(u2/2) Pu2/dd0.25 d-22d-1d-4.75P2/P1=(d2/d1)-4.75=(1/2)-4.75=26.9 (倍) 所以，增加的倍数为：26.9-1=25.9 (倍) 答案：D14解：P=(Pa-P真空度)-Pa= -P真空度 u=4Q/3.14d2=4(50/3600)/(3.140.12)=1.768 (m/s)hf=(L/d+21+52+3)u2/2g=(0.0280/0.1+23+51.26+0.5)1.7682/(29.18)=4.588(m)He=Z+P/(g)+hf=15+(-0.08106/(10009.18)+4.558=11.3 (m)选15m的。Q=50m3/h=50103L/60min=833 (L/min)选1000 L/min的。答案：C15解：u=4Q/3.14d2=4(90/3600)/(3.140.152)=1.415 (m/s) hf=(Le/d)u2/2g=0.018801.4152/(0.1529.81)=0.98 (m)u1=4Q/3.14d12=4(90/3600)/(3.140.22)=0.7958 (m/s) u2=4Q/3.14d22=4(90/3600)/(3.140.12)=3.183 (m/s)hf=(1Le1/d1)u12/2g+(2Le2/d2)u22/2g=0.98 (m) Le1+Le2=800.02Le10.79582/(0.229.81)+ 0.016(80-Le1)3.1832/(0.129.81)= 0.98Le171 (m) 答案：C这道题难点就在于Le1+Le2=80，楼主把计算过程写出来了我依然没有明白为什么当量长度前后相等，从化工原理上看，当量长度是指流体流经管件、阀门等局部地区所引起的能量损失，改为两种管径的管子串联后为什么还是相等呢？这道题看起来是有点问题，如果按照理论上的计算，可以有无穷多解。重新列算式如下：0 l; ! k$ A# S8 E9 0 0.02Le10.79582/(0.229.81)+ 0.016Le23.1832/(0.129.81)= 0.98（没有问题吧）5 r/ U+ H/ 3 R2 G n5 4 o _0.003228Le1+0.08262Le2=0.98(Le1、Le2二个未知数，有无穷多个解)- fX- l! t- 6 r3 h当然，根据题中已给出的4个答案，可以验算出4组：8 s4 N9 l2 Y/ $ h. e& n _ Le1=81Le2=8.7! R* i! M; GG5 ( O& v Le1=71 Le2=9.1 Le1=61 Le2=9.5Le1=51 Le2=9.9理论上来说都是对的。但是，考虑到实际情况，新增加管路的弯头、阀门等都可以看成与原管路的情况一样，新管路的实际长度也不应该相差很多，所以在计算时取新管道的当量长度为80m，通过这样简化问题的方法应该是合理的，也是符合出题者思路的。16解：P=gR1=13.69.81400=5.34104 (N/m2) 答案：B17 解：Z=-hf-P/g=-3.24-10000/(9209.81)=-4.3 (m)负号表示液面高于设备B入口。 本题计算正确，但是答案选择有待商榷，鄙人认为，选B合理，需要4.5m的位差（计算值为4.35m)，4m是不够的。管径和流量是迷惑人的条件，计算时用不着。答案：C18解：t1=180-80=100 t2=120-30=90 tm=(t1-t2)/ln(t1-t2)=(100-90)/ln(100/90)=94.91Q=KStm=WCp(t2-t1) W=1003894.91/(2180(80-30) 3600)=11910 (kg/h) 答案：C19解：Q=1m1(78-32)=2m2(t-25)=879501.84(78-32)=10001204.186(t-25)=3.72106 (kJ/h)t=32.4 () t1=78-32.4=45.6 t2=32-25=7 tm=(45.6-7)/ln(45.6/7)=20.6根据换热器热量平衡，Q=1m1(78-32)=2m2(t-25)879501.84(78-32)=10001204.186(t-25)t=32.4 ()t1=78-32.4=45.6t2=32-25=7tm=(45.6-7)/ln(45.6/7)=20.6A=1.15QR/tm=1.1587950/36001840(78-32)0.002315/20.6=133.5 (m2)答案：AA=1.15QR/tm=3.721060.002315/20.6=480.8 (m2) 答案：C20解： Q1=58.2KS $ I! v SN) # Z- y7 L1 |+ vQ2=236.4KS- a; Q2/Q1=236.4KS/58.2KS=1.25 - ! Q9 v! f2 # ?0 d, Y答案：A21解：u0.8 12=(u1/u)0.82=20.82=1.74111/K=1/1+1/2 1/473.5=1/1+1/28 V- Z0 n-;1/546=1/1+1/1.74121=688.2 ；2=1517.8 答案：B22解： 查石棉的3=0.1 kcal/mh 按每平方米计算，公式：Q=(t1-t2)/bQ2=(410-55) 0.1/0.05=(650-410)2/0.2=(740-650)1/0.1=710 (kcal)1=0.7889 ; 2=0.5917 Q1=(740-t)1/0.1=(t-115)2/0.2t=569.4 Q1=1346 (kcal) (Q1-Q2)/Q2=(1346-710)/1346=0.472=47.2% 答案：D23解：t1=60-32=28 t2=120-42=78 tm=(78-28)/ln(78/28)=48.8 答案：CQ=GCpt=80004.187(120-6)=2.01106 (kJ/h) S=Q/Ktm=2.01106(1000/3600)/(100048.8)=11.4 ()24 解：作图（温度蒸汽压），可得25水蒸汽压力为3.15kPa 或查表，得25水蒸汽压力为3.168kPaP(co2)=126.3-3.168=123.13 (kPa) G=PVM/RT=123.13100044/8.314(273+25)2185 (kg)答案：D25.解：分别求出10和20时该室内空间的气体摩尔数n1、n2:公式：n=PV/RTn1=81864/8.314(273+10)=6.61 (kmol) n2=81864/8.314(273+20)=6.384 (kmol)n=6.61-6.384=0.226 Q1=n2Cpt=6.38429.3(20-10)=1870.5 (kJ)Q2=nCpt/2=.22629.3(20-10)/2=33.1 (kJ) Q=Q1+Q2=1870.5+33.1=19041902 (kJ)答案：C2010案例下午考试 25题答案1. : C$ h9 J, T0 T; q+ C+ 9 w解：$ d) K4 7 2 n, u% m( | v* H I ?mF(正丙醇)=0.06141800=110.5 (kg/h) . a. J/ . U+ I6 * J0 q8 jmW(正丙醇)=110.5(1-0.75)=27.63 (kg/h)V7 x, 9 w: A7 x% mW(酯)=1800-110.5=1689.5 (kg/h)% u1 T% l& y- z1 X6 x 醋酸正丙酯的含量=1689.5/(1689.5+27.63)=98.39%. m$ _1 G1 q. |) u9 R答案：C2.解： D/F=DxF/xD=0.950.3/0.95=0.30 答案：C3.解： 9600(1-0.3)/(1-0.4)=7000 （kg/h） 答案：C4.解：xF=0.45, xD=0.99, xW=0.03, =2.48, q=1 q=1时，挟点：xe=xF=0.45ye=xe/1+(-1)xe=2.480.45/1+(2.48-1)0.45=0.67 Rmim=(xD-ye)/(ye-xe)=(0.99-0.67)/(0.67-0.45)=1.45求最小理论塔板，这时是全回流: 操作线方程： yn+1=xn汽液平衡方程：xn=yn/-(-1)xn y0=xD=0.99 (分凝器)x0=0.99/2.48-(2.48-1)0.99=0.9757=y1 （略）X8=0.027xW （再沸器） N=8-1=7 答案：B5.解：此题用摩尔分数计算，也可用摩尔比计算，但与答案相差较大。y1=0.024, y2=.0.024(1-0.99)=0.00024, x1=0.014, x2=0 y1=0.024-1.50.014=0.003, y=0.00024-0=0.00024ym=(y1-y2)/ln(y1/y2)=(0.003-0.00024)/ln(0.003/0.00024)=1.09310-3NOG=(y1-y2)/ym=(0.024-0.00024)/1.09310-3=21.74 HOG=G/KY=50/95=0.5263h=NOGHOG=21.740.5263=11.4411.53 答案：C6.解：分别计算二种进料的最小回流比。当q=1时, xe=xF=0.6ye=xe/1+(-1)xe=2.40.6/1+(0.24-1)0.6=0.7826Rmin=(xD-ye)/(ye-xe)=(0.95-0.7826)/(0.7826-0.6)=0.92 q=1, xe=xF=0.22 ye=xe/1+(-1)xe=2.40.22/1+(0.24-1)0.22=0.4037Rmin=(xD-ye)/(ye-xe)=(0.95-0.4037)/(0.4037-0.22)=2.97比较二者，当回流比减小至2.97时，第种情况先出现挟点，所以取2.97。答案：A7 解：设F=100kmol 45.6=0.999D+0.001W，W+D=100D=456 (mol), W=544 (mol), W/D=544/456=1.19zHF/zLF=0.0555/0.456=0.122，xLW/xHD=0.001/0.001=1NR/NS=(29-NS)/NS=0.122121.190.206=0.672NS=17.3 （含塔釜）NS-1=16.316 （块）答案：A8 解：L=1580(1-H0)=1580(1-0.02)=1548 （kg干空气）Hm=0.6220.1270.09/(79.98-0.1270.09)=0.0731 _ g) z2 g& 9 C7 MH1=H0, VR=Lm-LLH1+(Lm-L)=LmHm15.480.02+0.11VR=0.0731(VR+1548)VR=2228 (kg干空气/h)答案：2228 9 解：原料中甲苯：n0=184000.5/92=100 (kmol)产物中甲苯：n1=184000.1/92=20 (kmol)n=100-20=80 (kmol)产物中二甲苯：n2=184000.38/106=65.96 (kmol)S=65.96/80=0.825答案：D10 解：Y=0.40.8=0.32W=1500092/(1080.320.9)=44367 (kg)答案：B11 解：t=XA/kCA0(1-XA)=0.8/2010(1-0.8)=0.02 t=Vr/Q0=3.14L(d/2)2/Q0L=0.0220/3.14(0.05/2)2=204 (m)200 (m) 答案：A12 解： Q=30000/(36001300)=0.00641 (m3/s) H=P/gN=HgQ/1000=PQ/1000=600000.00641/(10000.75)=5.1 (kw) 解：Q=30000/(36001300)=0.00641 (m3/s)P=P-g H=600000-3.59.811300=555365 (Pa) 注：泵出口的最大压力不是它的压差。N=PQ/1000=5553650.00641/(10000.75)=4.7 (kw)答案：A 答案：B13 解：Q1=80+27320+273(1001000/78)CPdT=3532931282(14.95+0.0558T)dT=2.536106(cal)=10600(kJ)Q2=mr=100393=39300 (kJ) Q=Q1+Q2=10600+39300=49900 (kJ) 答案：C14 解：P=0.01210009.81=117.7 (Pa) P/=u2/2, u=(2P/)1/2=(2117.7/1.2)1/2=14 (m/s)V=3.14(0.1/2)214=0.11 (m3/s)=396 (m3/h) 答案：DP/=u2/28 Y, k) ) , ) L) a0 G以上计算式是依据什么的出来的？) H P5 L# G; t3 B& V( l我重新翻了化工原理课本上面对风压的定义，感觉这道题给的条件不够。3 e5 L/ 6 _7 B! r; . k, a/ V$ d全风压=动风压+静风压 8 j$ E6 q8 G g- M! $ o动风压为u2/21 o5 m( i L, i6 p7 O; OP 静风压为风机进出口压差 Q, o$ k, u* u- B- i- r( t3 a3 e! I题目中没有提到全风压为0，也不知道风机出口压力，如何得出P/=u2/2题目中给出的条件是少了点。考试时间紧，不要把问题想得太复杂。我是这样理解的：考察管道进口到风机进口这一段管道，有：PT=-P/+u2/2+Pf, 而这时PT=0，既然题目给的条件较少，只能假设管道阻力可以忽略。所以得出：P/=u2/2。15 解：T2=T1(P2/p1) (r-1)/r=(273+20)(0.7+0.1)/0.1 (1.4-1)/1.4=531 (K)W=1.4/(1.4-1)(0.1106360/3600)(0.7+0.1)/0.1 (1.4-1)/1.4-1/1000=28.4 (kw) 答案：A16 解：Q1=687(2709-494)=1.522106 (KJ/h) Q2=101032.305(80-20)=1.383106 (KJ/h)(Q1-Q2)/Q1=(1.522-1.383)/1.522=0.09=9% 答案：D17 解：H=Z+P/g=10+145/(1.29.81)=22.32 (m)N=HgQ/1000=22.329.81120036/(10000.63600)=4.4 (kw) 答案：C18 解：K=1/(1/1+1/2)=1/(1/11000+1/3500)=2655 tm=(45-15)/ln(143-15)/143-45=112.3t1=143, t2=143-112.3=30.7 设平壁温度为t Q=1S(143-t)=2S(t-30.7)11000(143-t)=3500(t-30.7) t=115,7 （） 答案：D19 解：xa=(2/17)/(100/18+2/17)=0.02074 E=Pa*/xa=1.6/0.02074=77.15 (kPa)m=E/P=77.15/101=0.764 Y=mX=0.764Xy1=1.3/101=0.01287 Y1=0.01287/(1-0.01287)=0.01304 (L/V)min=mA=0.7640.95=0.7258 Lmin=0.7258V=0.72561000(1-0.01304)18/29448（kg/h） 答案：C20 解：u=4Q/3.14d2 Re=du/=4Q/3.14d=42.3210-31150/(3.140.041.2510-3)=67940=0.3146/679400.25=0.0196 答案：C21 解：公式：hf=(L/d+)u2/2(hf)ADB=(0.0350/0.05+0.2+4)u12/2=17.1u12 (hf)ACB=(0.035/0.05+0.2+4)u22/2=3.6u2217.1u12=3.6u22 u1/u2=(3.6/17.1)1/2=0.46答案：B22 1 R( e3 t5 * v0 o解Re1=d1u1/=0.11.41100/(2.510-3)=61600+ R# a8 l# -1=0.3146/616000.25=0.02$ D* E H: , V6 nP4 y% ?Re2=d1u2/=0.082.21100/(2.510-3)=774407 X4 x! s5 X_ Z2=0.3146/774400.25=0.019/ U+ s/ _/ n% D! N! GHf=(1L1/d1+1)u12/2g+(2L2/d2+2)u22/2g4 D- F0 r) f z5 N4 ?=(0.028/0.1+1.25)1.42/(29.81)+(0.01924/0.08+8.9)2.22/(29.81)=3.89 (m)23 / j G4 S0 z) U解：. P$ l/ I7 R/ l; NHg=-(H-0.5+60.15)0 q/ o* T& r! m9 l% # Q=0-0.015106/(6409.81)-(3+0.5)=5.5 (m)3 C+ P L) R& H, w3 答案：5.5 (m)(本题答案选项不齐全)24 解：% M (L/d+)u2/2g=52 B* _; (0.02510/0.025+4.5)u2/(29.81)=5 + - N$ & a6 Wu=2.601 (m/s): e& k+ E$ x T+ qQ=3.140.02522.601/4=1.27710-3 (m3/s) 7 z, Q, d% y9 $ x, Ft=542/(1.27710-33600)=8.7 (h)7 m0 C答案：B25解：海拔高度1250m时的大气压，估算（不一定准确）：p=(9.16+8.64)/2=8.9 (m水柱)作图（略）得：P0=8.85 m水柱=8.8510009.81=86.8 (kPa)u=4Q/3.14d2=4135/(3.140.12523600)=3.056 (m/s)h=5.5+1=6.5 Hg允许=（P0-PV）/g-hf,01-h=(86.8-13.6)103/(7809.81)-(0.0258/0.125+2)3.0562/(29.81)-6.5=1.37 (m)答案：A