化工基础试题参考答案.docx

化工基础试卷试题一-：填空题（18分）1、某设番上，真空度的读数为80mmHg,其绝压=/,1W20,Pa.该地区的大气压为72OmmHg“2、常温下水的密度为1000,粘度为Icp,在d内=100"u"的管内以3%速度流淌，其流淌类型为,3、流体在管内作湍流流淌时，从中心到壁可以.4、气体的粘度随温度向上升而,水的粘度随湿度的上升.5,水在管路中流淌时，常用流速范围为%,低压气体在管路中流淌时，常用流速范圉为%。6、离心泵及往夏泵的启动及调整的不同之处是：离心泵.往复泵.7、在非均相物系中，处于状态的物质，称为分散物质，处于状态的物质，称为分散介质。8、间竭过港操作包括.,9、传热的基本方式为.o10、工业上的换热方法有.。IKa称为.其物理意义为.，提高管内值的有效方法.提高管外值的有效方法。12、蒸汽冷凝有二种方式，即和。其中，由T.其传热效果好。二：问答题（36分）I、肯定量的流体在圆形直管内作层流流淌，若将其管径增加一倍，问能量损失变为原来的多少倍？2、何谓气缚现象？如何防止？3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓成力沉降速度？4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问：（1）传热管的壁温接近于哪种流体的温度？（2）传热系数K接近于哪一种流体的对潦传热膜系数？<3）那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？5、换热器的设计中为何经常采纳逆流操作？6、单效减压蒸发操作有何优点？£：计算题（46分）I、如图所示，水在管内作稳定潦淌，设管路中全部直管管路的阻力系数为N=003,现发觉压力表上的读数为5右20,若管径为100mn1.求流体的流量及阀的局部阻力系数？2、在一列管式换热器中，用冷却将10）°C的热水冷却到50°C,热水流量为60，”%，冷却水在管内流淌，温度从20°C升到45°C。已知传热系数K为200032J换热管为025x2.5“的钢管，长为3m.“求冷却水垃/"广.C和换热管数（逆流）。已知：月热水=960%C热水=C冷水=4187%gK试题一答案:一、填充题1、8.7m/20.8.53×1O.2、r=1.!A!=30湍1.103流。3、层流、过渡流和湍流。4、增加、降低。5、3-吆、8-15%6、启动前应灌满液体，关出口阀门、用调整阀调整流量：往更泵启动前不需灌液，开旁路阀、用旁路阀来调整流量的。7、分散、连续。8、过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。9、热传导、对流传热、热辐射.10、间壁式、混合式、蓄热式、热管“Ih称为对潦传热膜系数。当流体及壁面温度差为IK时，通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。烟加流程、加拆流挡板。12、滴状冷凝和膜状冷凝。滴状冷;疑成小液滴沿壁面干脆落下。二：问答题1、。d2=2<J>,2.,d-t->.p_,.,IU2"1.22=&/-=2o力=%I°d22g162、离心泵只能空转而不能输送液体向现象。离心泵启动前应灌满液体。3、沉降是指依靠外力的作用，利用分散物质及分散介质的密度差异，使之发生相对运动而分别的过程。沉降可分为重力沉降和离心沉降。颗粒以加速运动的末速度这一不变的速度作匀速沉降运动，这速度称为重力沉降速度。3、传热管的壁温接近于蒸汽的温度：传热系数K接近于空气的对流传热膜系数：空气走管内，饱和蒸汽走管外。（蒸汽散热快）。9、介质和灌渣层的流淌，单位时间内所获到的港液量。10、限制温度、降低粘度、削减阻力。Ik导热系数小的。12.不挥发性、提高。13、增加、增加。14、层流内层、减薄层流内层的厚度。15、10.13-101.3.二：问答题I、流体的流淌形态有两种：层流和湍流：用雷诺准数来推断，当R,y2000,为层流，当（4000为湍流。2、在湍流主体内靠近管壁处始终存:在若一层作层流流淌的流体薄层，此薄层称为层流内层。受管径、流速、粘度和密度。3、避开压缩后气体温度过高，提高气缸容积系数，减小功率，使压缩机结构更为合理4、列管式换热器中，由于两潦体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的热膨胀程度也有区分。若两流体的温度差较大50°C以上）时，由于热应力会引起设备的变形，甚至弯曲和裂开。因此我们要考虑热补偿。5、=三:计算题I、设接平行管道后，总流量为。二平行管流量为和。板努利方程：总压降相同得：,y½=%2=43=久1.=2=3=考虑05m的安装平安系数。则泉的安装高度为Im.N轴=N电电=2.0.94=1.88Kw.52=2+力=2+九!,+（;妒，出）卜d2g2g,t(八八"60+50,Ce1.53".H=11+().02+1+0.51.H=16.75，.I0.09)2.9.81N=HQpr=16.75.35.1000.9.81/3600=.6Kw.=%=85%.3、换热器已有的传热面积：A=n.11.d1.=303.14.0.025.3=7.01m2,求所需的传热面积：冷凝段的热量：0=W=007.356=24.9/6,，冷却段的热量：Q2=h'.C.(T1-T2)=0.07.1.05.36=2.65.总热量为：Q=0+02=2755Kw冷却水的用量：G水=°=T£F=O263K%小C.(t2-t)4.187.(30-5)/s冷却水离开冷却段的温度：r=5+y-=7.40CG水C比0.263.4.187冷凝段的温度差：Af=(467.上(售30)=25.7OC,46-7.4In46-30冷却段的温度差：4=竺二蓼噌二3=16.4°C.46-7.4In10-5冷凝段所褥传热面积：A1.=W"=4.84,M21 KAt200.25.7冷却段所需传热面积：A2=旦=咨磔=1.61.n2iKAt100.16.4所需的总的传热面积：A=6.45w2.4、水分蒸发量：W=尸（|一?=0.625产，F-W=315.F=IO(X)Kg,W=625Kg溶液的沸点为/=«).1+8=68.10C4传热系数K为：K=2=625.54910007853AM10.36(X).(120.2-68.1)m2.fiC变更压力后的传热系数：K=_fi_625.2354.9.1000=578yA710.3600.(138.8-68.1)Sm2.0C"可见结垢以后的传热系数降低。试题三-：填充题（18分）1、空气在标准状态下密度为1.29在0.25Mpa下（绝用）80。C时的密度为.2,产生流体阻力的缘由有.3、转子流量计在安装时应。4、连续性方程“四$252是指导出来的,它适用流体。5、直管阻力的表示式为,管中流出出=流入管中入=»6、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。7,往复式压缩机的工作循环为.四个阶段。8、一热流体将热量通过壁面传给冷流体的过程是9、固定管板式列管式换热器中，压力高、腐蚀性以及不洁猛的物料应走程.10、一根暴露在外的热管子以.散发热量。|、a=0.023.与低,严（Pr）”式中两个准数RC=,d内Pr=.若液体被冷却时II=o12、多效蒸发主要有.三种典型流程。二:推断题（18分）I、在并联管路中，它们的阻力相等，同理在串联管路中，它们的流速也是相等的。（稳定流淌）。2、转了流量计可以读出任何流体的流量。3、用雷诺准数来推断流体的流淌形态时，在S1.制中属层流范用，在CgS制中属湍流范围。4、粘度是流体的物理性质之一，则雷诺准数也是流体的物理性质之一。离心泵铭牌上的性能参数是指泵扬程最高点下的性能参数。5、往豆式压缩机的工作循环是由吸气、排气、膨胀、压缩四个阶段组成。6、沉降器的生产实力及沉降速度及沉降面枳有关，及沉降高度无关。7、气相及液相所组成的物系称为气相非均相物系。8、用板框式过漉机进行恒压过浦操作，随着过渡时间的增加，灌液量不断增加，生产实力也不断增加。9、多层导热时，其推动力为各层推动力之和，阻力也为各层阻力之和。10.流体对流传热膜系数般来说有相变时的要比无相变时为大。IK多乂平壁稔定导热时，假如某所壁面导热系数小，则该层的导热热阻大，推动力小。12、若以饱和蒸汽加热空气，传热的壁面温度一般取空气和蒸汽的平均温度。13、所谓黑体就是人们所讲的黑颜色的物体，14 .在同一种流体中，不行能同时发生自然对流和强制对流。12、温球温度及绝热饱和温度及水的初温凹凸有关。13、临界含水量是区分结合水分及非结合水分的分界点。14、含结合水分为主的物质，为了加快干燥时间，可实行增加空气流速的方法。15、任何温物料只要及肯定温度的空气相接触都能被干燥为绝干物料。H：计郛题（50分）xFI、图示的精储塔是由只蒸储釜和一块实际板所组成料液由塔顶加入，泡点进料，KF=0.2,今测得塔顶易挥发组分的回收率为80%,系统的相对挥发度为=3.0。且XD=03求：残液组成XW和该块塔板的液相默夫里效率？（蒸储釜可视为一块理论板）。2、某生产车间运用填料塔，用清水逆流汲取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15m,进塔混合气中组分A的縻图8/尔分率为004由塔尾气组成为0.0053,出塔水溶液浓度为0.0125.操作条件下的平衡关系为Y=25X°试求：液汽比为最小液汽比的多少倍？，所需的填料层的高度？3、在常压连续志向干燥器中，用通风机将空气送至预热器，经120°C饱和蒸汽加热后进入干燥器以干燥某种温物料，已知空气的状态为：m=1.5°C,水蒸汽分压Po=1.I75勺r=90°C,2=50"。物料的状态为：X=0.15Kg%g绝干料，X2=OO1.心%力绝干料。干燥器的生产实力为G2=25O%。预热涔的总传热系数为K=500外，八.试求通风机的送风址和预热器的传热面积？w2.0C试我八的答案-：填充题1、重力、压力差。2、对角线、y=x、最小、两操作线的交到相平衡线时、无限多、经济核算。3、不等的。4,削减、增加、增加。5、增大、增大、增大、急速下降至一最低点后又上升.6、总压不太高时，在肯定温度卜.，稀溶液上方溶质组分的平衡分压及它在液相中的浓度之间的关系，P*=E.t/）*=,y=nr,Y="iX。7、气膜、液膜、液膜。8、物料衡算、传痂速率、相平衡。9、高2350K、防止干燥产品反潮.10、相等。1】、零.12、液体均相混合物、溶液沸点高、沸点相近、恒沸物、热故性物料。二:推断胭4、6、7、H：计算题I、，则，。为对，其余都为错。A。'萧=。喘J%。),D0.3XW="-si-=1+2.>d1+2.0.3=0.125。Xp-XW0.2-0.1250.2-0.0857=65.6%,h,=-vf.0.2=0.0857o即塔釜浓度为AW=O0S57,液相组成表示的默夫里效率为656%。3、X2=O,K2=0.00533,X=().01297.I.Y1.-Y0.WI7-0.(X15333，VXrX20.01297()_yry20.0417-0.00533_u_(%)_2.804,KJmin=立=-O,041J5-='W。=(如T1.i=.I,1rnVYrnX->mVNv=-7In1I-J幺+=5.11。-,nv.IAI-)2->2JZ=Vv.Hc=5.11.1.5=7.67/M液汽比为最小液汽比为1.286倍。所需的填料层高度为7.67m。糕%干空气°4、G,.=品=2邻K%,W=G1.(XHz)=%/%片0.622J'°=0.0073”2=0.023心,%干空气=(1.O1.+1.88Ho+249OHo=33.5%干空气。1=2=(1.0i+.88W1)1+2490HI=IIoKyKR卜空气,1.=22U)Kg干空'%。“2-O/hV="0722+1244=1822"/。C=1.(1.-0)=47Kho4=59.9%。即通风机的送风量为18221%和所需的传热面枳为16尸。试题九-：填充题（20分）I、某连续精储塔中.若精幅段操作线方程的截距为零，则精储段操作线斜率等,提饱段操作线的斜率等于回流比等于.播出液等于回流液量等于。2、志向溶液的特点是同分子间作用力异分子间作用力，形成的混合溶液中没有.，3、精储塔结构不变，操作时若保持进料的组成、流率、热状况及塔顶流率肯定，只削减塔釜的热负荷，则塔顶组成塔底组成4、精储塔的塔底温度总是塔顶温度，其缘由5、已测得精懒塔自塔顶下数第四和第五层塔板的两相组成为0.62、（）.75>0.70X0.82,其中X4=°2,试推断：V4=、y5=、*=。6、塔板负荷性能图中有线，分别是、7、在选择汲取剂时，应主要考虑的4个方面是8、对于低浓度气体汲取操作，在求传质单元数时，解析法的适用条件是，对数平均推动力法的适用条件是，梯级图解法的适用条件是图解积分法的适用条件是9、生产上常见的脱吸方法有、。10、萃取过程是=IK溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，曲线以内为，曲线以外为，萃取操作只能在内进行。12,恒定干燥条件是指以及都不变。二：选择题（30分）I、精储的操作线为直线主要是因为（）A、理论板假设：B、志向物系；C、塔顶泡点回流；D、恒縻尔流假设；2、某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成a=05时泡点为及之相平衡的气相组成）N=O75时，相应的露点温度为n,则（）。A、ti=I2:B.ti（2:C、1）t2:D、不能推断：3、精储操作中，若其它条件都不变，只将塔顶的过冷液体回流改为泡点回流，则塔顶产品组成勺）变更为（）。A、变小：B、变大：C,不变：D、不确定：4、二元溶液连续:精饲计算中，进料热状况的变更将引起以下线的变更（）。A、提馀段操作线及q线：B、平衡线：C,平衡线及精值段操作线：D、平衡线及q线：5,某真空操作精馄塔，在其空度降低后，若保持F、D,R、工、q及加料位贵不变，则塔顶产品组成X。变更为（）。A、变小：B、变大；C,不变；D、不确定：6、不能引发降液管液泛这种不正常操作现象的缘由是（）。A、塔板间距过小：B、严峻漏液：C、过量客沫夹带；D、气、液负荷过大：7、对常压操作的低浓度汲取系统，当系统总压在较小范围内增时，亨利系数E将（），相平衡常数将（），溶液解系数H将（）。A、增加：B、降低：C,不变：D、不确定：8,作中的汲取塔,当其它操作条件不变，仅降低汲取剂入塔浓度,则汲取率将（）：乂当用清水作汲取剂时，当其它操作条件不变，仅降低入塔气体浓度，则汲取率将（）°A、增大：B、降低：C、不变；D、不确定；9、低浓度逆流汲取操作中，若其它操作条件不变，仅增加入塔气城，则气相总传痂单元高度将（）：气相总传质单元数将（）°A、增加：B、削减：C、不变；D、不确定；10、萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M位于（）。A、溶解度曲线上方区：B、溶解度曲线下方区：C、溶解度曲线上；D、纵坐标线上；Ik用纯溶剂S对A、B混合物进行单级理论萃取，当S用量增加时，保持进料量F和组成XF不变,所获得的萃取液组成应（）。A、增加；B、削减：C4不变：D、不肯定：12、含水湿物料及肯定状态下的空气（非饱和状态下的）相接触，能被除去的水分为（）。As结合水分和非结合水分：B、平衡水分和自由水分：C4非结合水分和部分结合水分：D、部分平衡水分和自由水分：三：计算题（50分）I、某二元混合物在连续粘福塔中分别，饱和液体进料，组成为AF=O.5,塔顶馆出液组成为09釜液组成为（）.05,（以上均为易挥发组分的縻尔分率），相对挥发度为3,回流比为最小回流比的2倍。塔顶设全凝落，泡点回流，塔釜为间接蒸汽加热，试求：进入第一块理论板的气相浓度？离开最终一块理论板的液相浓度？2、有一城料汲取塔，填料层高5m,塔径1m,处理内酮和空气的混合气体，其中空气的流员为丫=92K“%,入塔气体浓度YI=O.05（比縻尔浓度，卜同），操作条件为：P=IOI.3&w,f=25°C,用清水逆流汲取，出塔浓度为丫2=。,826，XI=0.0W,平衡关系为Y=2X0试求：体积汲取总系数K.？每小时可回收丙酎量？3、以三氯乙烷为萃取剂，在25UC时从含丙阳33%（质址）的水溶液中萃取丙附，内酮水溶液的处理量为K）OOK%,若用320%三氯乙烷进行连续逆流萃取，允许最终奉余液中含丙酮8%。忒用三角形相图求所需理论级数？（溶解度曲线和协助曲线见下图）。试题九答案一：填充题1.I；I：无限大;0;进料量。2、等于：体枳效应和热效应。3、降低：增加。4,高于：塔顶轻组分的浓度高，相应的泡点低：塔底压力高丁塔顶，塔底的泡点较高。5、）,4=0.82:,5=°75:X5=°62o6,5条：液泛线：混液线：夹带线：液相负荷上限线：液相负荷下限线。7、溶解度：选择性：挥发度：粘性.8、操作范用内平衡线为直线；操作范圉内平衡线为直线；操作范圉内平衡线弯曲程度不大：各种状况。9.通人悟性气体：通入水蒸汽：降压.10、在混合液中加入溶剂使溶质由原溶液转移到溶剂中的过程。IK两相区；均相区；两相区。12、温度、湿度、速度及物料接触状况。选择题1、D.2、A,3、A,.4、Ae5、AC6、B>7、C：B；C«8、A：Cp9、A；B。10、B«II、D。12、C。:计算题1、以f=1K”"%为准，F=D+W,Fxp=Dxd+Wxw得：O=O.529Km%，W=0.471长6味.相平衡关系为：，q线为：X=O.5，则，Xg=O.5,yg=0.75°最小回流比为：Rmin=O6。R=I.2。精情段操作线方程为：y=0.545+0.41.°Xz）=X=0.9,x=0.75,y2=0545v1+41*）'2=089°同理提储段操作线方程为：y=1.405x-00202.而塔釜相当于块理论板。，.5=0.05，）3=0.1346。yW=1405巧,-0.0202，.vn=0.1H51.即：进入第一层理论板的气相浓度为0.819：面开最终一层理论板的液相浓度为0.1115。2、,V=92Kn%.F=0.05,F2=26XI=().0194.X2=OpAX,=().()I12,AK2=0.0026,Ayw=0.006=5=92.(呼-*6)。KM侬法吵Km%=1.-0006/Wh回收的丙附量为：V.(r1-r2)=4.361即体积汲取总系数为185Km/3j:回收的丙酮量;为4.361为叱%.试题十-：简答迤（50分）1、在精惚操作过程中为什么要有回流及再沸器？2、何谓干燥速率？干燥过程分为哪几个阶段？各受什么限制？3、什么位置为相宜的进料位置？为什么？4、湿物料中的水分按能否用干燥操作分为？按除去的难易程度可分为？5、用连续精储塔在常压下分别二元志向混合物。据图回答以下问题？精储段操作线方程提储段操作线方程进料状况为g为,进料组成为xf,塔顶X。塔釜XW.回流比R为.若塔顶产物D=304"啖，则回流量:为1.=。全回流时R=.Nmin=-最小回流比R.总理论塔板数为.精馈段理论塔板数为°若总板效率为E7=50%,则所需实际塔板数为。提幅段其次块板上的气、液相组成为.图十16、湿空气经预热后进干燥器，干燥过程为等给卜燥过程。其变更如图:IoHO预热rI干燥器tH2AC在I-H图上找出A、B、C的状态点？7,某精惚塔中，操作线方程如下：精馈段：y=0.723x+0.263提储段：y=1.25-O.O187若原料液于泡点下进入精幡塔，试求：，h、”、XW及R?图十一6二：计算题（50分）1、有某平均相对挥发度为3的志向溶液，其中易挥发组份的组成为60%（摩尔分率，以下相同）的料液泡点下送入精恒塔.要求憎出液中易挥发组份的组成不小于90%,残液中易挥发组份的组成不大于2%。求：每获IkmO1.储出液时原料液用量?若问流比为1.5,它相当于拉min的多少倍？假设料液加到板上后，加料板上的浓度仍为60%,求提循段其次块理论板上的液相组成？2、某汲取过程中，平衡关满意亨利定律Y=mX。已知汲取剂和怡性气体的用量分别为1.K”%和vK,m%,汲取过程中进出塔的气、液相浓度分别为/、Y2.X.X2.证明当解吸因素时，传质单元数：rrf1.dYYrmXt1NG=-j-1。,j-y*Y1.“X23、某干燥器将肥料从含水5%至0.5%（湿基），干燥器的生产实力GC为15Kg绝干？物料进出干燥器的温度分别为21°C及66°C0湿空气经预热后的温度为127°C,湿度为，出干燥器的温度为62°C。若干燥器内无补充热室，热损失忽视不计。试确定干空气的消耗量及空气离开干燥器时的湿度？（S88%gQ。试题十答案-：简答题I、回流是保证精饲塔正常而稳定操作的必要条件。是补充塔板上的液相组成和数量：使塔板上的液相组成和数量保持桎定：提高塔顶产品的浓度.再沸沿主要是供应肯定的上升蒸汽量。2、干燥速率是单位时间单位干燥面积上所汽化的水重砥.干燥分恒速干燥阶段和降速干燥阶段。恒速干燥阶段受表面汽化速率限制，降速干燥阶段受内部扩散限制。3、跨过两操作线交点的梯级所对应的加料位置为相宜的加料位置。此时所需的理论塔板数为最少.4、湿物料中的水分按能否用干燥操作来分：平衡水分和自由水分。按除去的难易程度来分：结合水分和非结合水分。7、二:y=0.723x+0.263，y=O.I25.v-0.0178.=2.61；XD=0.95；XW=0.074«:XF=-53。计算题已知：=3,XF=O.6,XO=O.9,XW=O.02,«=1。相平衡关系:axF=W+DF=W+1,F×06=HX0.02+1.×0.9,联立求解得：F=.52Knu)1.a最小回流比：=1.»Xf=0.6=x»1+21+2.0.6306=0.818.RXDfq0.9-0.818Amm=0.376。mnNq-Xq0.818-0.6其倍数为：=1%4。/U.5/D提储段操作线方程：，W=0.52.£=1.+F=D+F=1.5+1.52=3.02y=1.20Kv-0.(XM16由X1.'=0.6.得：y2=1.2(-().(M)416=0.72。即：提馈段其次块板上的气相组成为O72rr'"rf'dY2=y2r-11r÷x2-%r2)=J=3、NG=YrmXY丁mX2干燥水重量：，w=O238%.干燥器热量衡算：1。1+1.88,o"T2)=W(1.882+2490-492)+Gc.Cst2-)1.=10.95g.。湿度：,H尸0.0287