《化工原理》课程考试试卷(B)及其答案.docx

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1、阅卷人得分得分1、本试卷共工4、适用专业：化工原理课程考试试卷B题号二三四五六L总分阅卷人2、考试形式：闭卷3、考试时间：120分钟5、班级、学号、姓名必需写在指定地方一、填空题（每空15分，共30分）1确定流量的水在圆形直管内呈层流流淌，假设将管内径增加一倍，流速将为原来的；产生的流淌阻力将为原来的U2 .正方形的边长为2a,其当量直径为3 .某设备的真空表读数为100mmHg,则其确定压强为mmHg。4 .离心泵的安装高度超过允许吸上高度时，将可能发生现象；离心泵内因存有空气而吸不上液的现象称为，因此离心泵启动之前应先将泵内,月.应将出口阀。5、在填料塔中用清水吸取混合气体中的氨，当水量减

2、小时，气相总传质单元数NoG将（填：增加，削减或不变）。6 .传热的根本方式有、和三种。7 .二组分的连续精缁操作，精储段操作线方程为y=075x+0.245,则塔顶回流比R=,微出液组成xd=o8 .精微塔有种进料热状态，其中进料时q值最小，该进料温度露点温度（填：高于，低于或等于）。9 .水吸取氧气一空气混合气中的氧气，是属于把握的吸取过程。10 .要实现精储操作，必需有和两种关心设备。阅卷人得分一、洗搔做（辑Si9分一2分）题号12345678910答案1、离心泵的效率n和流量Q的关系为（）0A.Q增大，增大B.Q增大，先增大后减小C.Q增大，减小D.Q增大，Tl先减小后增大2、在静止流

3、体内部各点的静压强相等的必耍条件是（）A.同一种流体内部B.连通着的两种流体C同一种连续流体D.同一水平面上，同一种连续的流体3、在阻力平方区内，摩擦系数人（JoA.为常数，与/d、Re均无关B.随Re值加大而减小C.与Re值无关，是d的函数D,是Re值与/d的函数4、通过一层平壁的定态热传导，各层界面间接触均匀，笫层两/；12（）Cfil80,第三层外外表温度为40,的大小为()。A. R (R +R )则第一层热阻R1和其次、三层热阻R 2、R3B.R (R +R )C.无法确定5.精饰塔中由塔顶向下的第a FN九Fgc 71 Jzw-ID.R1= (R2+R3).月S层塔板,其汽相组成关

4、系为（B F m+i _ JS - J -1D.不确定6、在逆流吸取塔中，用清水吸取混合气中的溶质组分。可表示为Y=L5X（X,Y为摩尔比），溶质的回收率为其液气比UV为，平衡关系90%,则液气比与最小液气比之比值为（A.7、要使吸取过程易于进展,A.降温减压1.8C.实行的措施是（ B.升温减压D. 3C.降温加压D.升温加压8、列管换热器内外侧对流传热系数分别为Qi和。且aiQ。,则要提高总传热系数，关键是（）oC.减小aA.减小aiB.增大。i0D.增大ao9、全回流时，y-x图上精储塔的操作线位置（J0A.在对角线与平衡线之间；B.与对角线重合;C.在对角线之下D.在对角线之上10、在

5、精储塔的图解计算中，假设进料热状况变化，将使（）。A.平衡线发生变化；B.操作线与q线发生变化；C.平衡线和q线发生变化；D.平衡线和操作线发生变化阅卷人得分三、计算题（共50分，第1、2、3题分别为18分、16分、16分。）1.有一单管程列管式换热器，该换热器管径为G25,管子数37根，管长3米。今拟承受此换热器冷凝并冷却CS2饱和蒸汽，将其由饱和温度46冷却到IOoCoCS?在壳程冷凝，其流量为300kg,比热容为0.963kJ（kgK）o冷却水在管程流淌，比热容为4.187kJ（kgK）,进口温度为5,出口温度为32,逆流流淌。CS,在冷凝和冷却时的传热系数分别为%=291W（m2K）及

6、K=174W（K）o问此换热器是否适用？（传热面积A及传热系数均以内表面?计）（18分）2.用泵自敞口贮油池向敞口高位槽输送矿物油，流量为38.4吨/小时，高位槽中液面比油池中液面高20m,管路总长430m（包括全部局部阻力的当量长度）。钢管管径为1084mm,假设油在输送温度下的密度为960kgm3Pa-S,求泵的有效功率和轴功率？设泵的效率=65%（16分）题2附图3、在常压下操作的填料塔中用清水吸取混合气中的氨，混合气体流量kmolh,其中含氨8%（摩尔分率），要求氨回收率95乐清水用量为最小用量的1.4倍，塔径2m,操作条件下K3.s,Y=l.2X,试计算所需填料层高度。（16分）Y化

7、工原理课程考试参考答案及评分标准B1、考试试卷共工页2、考试形式：闭卷3、考试时间：120分钟4、适用专业：5、参考答案及评分标准共工页一、填空题（每空1.5分,共30分）111 4162 .2a；3 .6604 .汽蚀，气缚，灌满被输送液体，关闭5 .增加6 .热传导，热对流，热辐射7 .R=3,XD=-988 .5,过热蒸汽，高于9 .液膜10 .冷凝器，蒸储釜（或再沸器）二、选择题（每题2分，共20分）1B2D3C4D5C6C7C8D9B三、计算题（共50分，第1、2、3题分别为18分、16分、16分。）1、（18分解：列管尺寸25X2.5mm；=3m;=37,题中所给的两个K值均以内外

8、表积为基准。管内径d=25-2.5*2mm=0.02m；cs2r=351.6kJkg,Cp=0.963kJ（kgK）,qml=3OOkgh=s,T1=46,T2=10；冷却水：c=487kJ/（kg.K）,t=5,t=32,.（1分）P2I2现有实际传热面积：A=d/=3.14x0.02x3x37=6.97m2.（1分）实1含稀履作瓢蠡&笥m?=。哨3泊社板狰邓娅幽Llo）=2.89（2分）TTIW2mlpl12总传热量Q=Q+Q=29.3+2.89=32.19kW（2分）I2.冷却水的用量q=Q=32.19=0.285kgs（2分）m2c（t-t）4.187x（32-5）p221为求冷凝段和

9、冷却段的传热面积4 、4,就应先求出两则冷凝段对数平均温差：At = 38.55 -14 = 2424。C （1分）m 1 38.55In1446 k 463214QQ 55 5冷却段对数平均温差：t = = 16.43 （1分）m2 1 38.55In冷凝段所需传热面积A懦529.3x10346 k 10 55KAt 291x24.24 1 ml4.16r2（l 分）蒜T（mMl 分）冷却段所需传热面积I=等2 m2所需的总传热面积4=A+A=4.16+1.01=5.17m2（l分）需1需2需4实4需，此换热器可满足生产要求。（1分）2、16分解：m=38.4x103%jt,z=20nl+/

10、=430m,d=108-2x4=100mrn,sep=960kg/m3t=3A3ps,r=65%.（1分）a示意图如右，选取贮油池液面为1-1截面，高位槽液面为2-2截面，并以1-1截面为基准水平面列伯努利方程可得:2ph=z+一+一+力.（2分）e2gPgf由于贮油池和高位槽均为敞口，所以p=p=AP=0且=u0（2分）1212故有：h=z+h.（1分）ef又管路中流速=1.415ns-题2附图m38.4x10.3u=ms0.78$小36000.7859600.i（1分）（2分）（1分）duo0.11.415960“，CCCC曰Tl=I、务=-=39.6,则所需理论板数oA.增加B.削减C.

11、不变D.无穷大9 .q=0.2,则加料中液体量与汽相量的比是oA.1：4B.1：5C.4：1D.5：110 .有关恒摩尔流的假定说法正确的选顼是oA.在精储塔内，各板上下降液体的摩尔量相等B.在精馈塔内，各板上上升蒸汽的摩尔量相等C.精储塔内，在没有进料和出料的塔段中，各板上上升蒸汽的摩尔量相等，各板上下降液体的摩尔量相等D.精储塔内精储段和提储段下降液体（或上升蒸汽）摩尔流量相等11 .当原料组成、料液量、压力和最终温度都一样时，用简洁蒸僧和平衡蒸储（闪蒸）的方法对二元抱负溶液进展分别，其结果是A. XX、XD,简洁D,平衡W,简洁CXX、X。,简洁。平衡W,简洁D. XX、XD,简洁。,平

12、衡W,简洁=X、DDw,平衡简洁平衡 X、D Dw,平衡简洁平衡=X、DD忆平衡简洁平衡t tM, (1B. EMBED Equation.DSMT4tt=IWdD. t t tdC.t=t=tMd20 .对湿度确定的空气，以下各参数中与空气的温度无关。A.相对湿度B.露点温度C.湿球温度D.绝热饱和温度21 .如需将空气减湿，应使气温0A.高于湿球温度B.低于湿球温度C.高于露点D.低于露点22 .当空气的相对湿度为80%时，其干球温度人湿球温度/及露点温度，,三wa者之间的关系为OA.ttt=twdHdC.t=t=tD.tttwdwd23 .同一物料，如恒速阶段的枯燥速率增加，则临界含水量

13、_A.减小C.增大B.不变D.不愿定24 .物料的平衡水分确定是A.非结合水分B.自由水分C.结合水分D.临界水分三、多项选择题1 .对于气体吸取塔来说，假设塔高不受限制，可能到达的最大吸取率与max有关0A.液气比B.相平衡常数C.吸取塔型式D.液体入塔浓度2 .评价吸取剂的指标包括oA.对混合气中被分别组分有较大溶解度，而对其它组分的溶解度要小，即选择性要高B.混合气中被分别组分在溶剂中的溶解度应对温度的变化比较敏感C.溶剂的蒸汽压、黏度要低，化学稳定性要好，此外还要满足价廉、易得、无毒、不易燃等经济和安全条件3 .用水吸取空气中少量的氨。总气量G、气温及气体进出口组成、y均不2变，而进塔

14、水温上升后，将增大。A最小液气比B.相平衡常数血C.总传质单元数ND.总传质单元高度HOGOG4 .减压操作精储塔内自上而下真空度及气相露点温度的变化规律是OA.真空度提高B.真空度降低C.露点温度提高D.露点温度降低5 .以下设备中能起到一块理论板的分别作用的是oA.再沸器B,冷凝器C.分凝器D,汽化器6 .某连续操作的常规精储塔，在保持进料的流量、组成和热状态确定，以及塔釜加热蒸汽量和塔顶冷凝器冷却水量确定的条件下，假设加大回流比，将使OA.塔顶产品浓度X将提高B.X将降低DDC.塔顶产品量D将提高D.塔底产品量MZ将提高7 .某精储塔的设计任务是：原料为F、X,要求塔顶的产品组成为X,塔

15、FD底的产品组成为Xo设计时假设选定的回流比R不变，加料热状态由原来的饱和汽W相进料改为饱和液体进料，则OA.精微段上升蒸汽量卜不变8 .精储段下降液体量L增加C.提储段上升蒸汽量片不变D.提馈段下降液体量增加E.理论板数削减8 .填料塔的主要内部构件包括oA.降液管B.液体分布器C.支撑板D.浮阀9,筛板塔内气液两相的非抱负流淌中的空间上的不均匀流淌，是指液体或气体流速的不均匀分布，主要包括OA.液沫夹带B.气体沿塔板的不均匀流淌C.气泡夹带D.液体沿塔板的不均匀流淌10 .下面有关理论板概念中正确的选项是0A.理论板就是实际板B.理论板是抱负化的塔板，即不管进入该板的气、液相组成如何，而离

16、开该板的气、液相在传质、传热两方面都到达平衡C.在精储计算中，一般首先求得理论板数，再用塔效率予以修正，即可得实际板数D.理论板是一个气液两相都充分混合而且传质与传热过程的阻力皆为零的抱负化塔板11 .塔设备的操作弹性与有关。A.塔的构造B.物料性质C.负荷的液气比12 .以下说法中正确的选项是。A.液体中的集中系数与压力成正比，与黏度成反比B.气体中的集中系数与压力成反比，与温度成正比C.液体中的集中系数与温度成正比，与黏度成反比D.发生在静止或滞流流体中的集中属于分子集中13 .以下推断正确的断项星A.湿度是湿空气的温度B.湿空气中所含水汽的质量与确定干空气的质量之比称为湿度C.枯燥过程中

17、湿度是不变的D.湿空气经预热器前后的湿度不变14 .提高枯燥器的热效率可以oA.通过提高枯燥介质入口湿度来实现B.通过降低枯燥介质入口湿度来实现C.通过强化枯燥过程的传热传质，到达降低枯燥介质出口温度的效果，从而实现枯燥效率的提高15.抱负枯燥过程满足的条件为OA.枯燥器无热量补充B.枯燥器热损失可无视不计C.物料进出枯燥器的烯相等四、计算题1 .5kmol(sm2)的空气混合气中含氨体积分数为2%,拟用逆流吸取以回收其中923的稀氨水溶液，设计承受的液气比为最小液气比的1.6倍，操作范围内物系服从亨利定律y=L3x,所用填料的总传质系数=3kmol（sm3）o试求：y（1）液体在塔底的摩尔分

18、数X；1（2）全塔的平均推动力Ay；m（3）所需塔高o2 .某吸取塔用25mm25mm的瓷环作填料，充填高度5m,塔径1m,用清水逆流吸取流量为2250m3h的混合气。混合气中含有丙酮体积分数为5%,塔顶逸出废气含丙酮体积分数降为0.26%,塔底液体中每千克水带有60g丙酮。操作在101.3kPa25下进展,物系的平衡关系为y=2x。试求：（1）该塔的传质单元高度H及容积传质系数Ka；OGy（2）每小时回收的丙酮量,kg/ho3 .在一逆流操作的填料吸取塔中用清水吸取空气中某组分A,操作条件下平衡关系为y=22x,入塔气体中A的含量为6%（体积），吸取率为96%,取吸取剂用量为最小用量的1.2

19、倍，试求：（1）出塔水溶液的浓度；（2）假设气相总传质单元高度为0.8m,现有一填料层高度为8m的塔，问是否能用？4 .用一连续精储塔分别某二元抱负溶液，进料量为IOokinOlh,进料组成为0.4,塔底残液组成为0.1,相对挥发度为，塔顶冷凝器为全凝器，操作回流比为最小回流比的倍。试求：（1）塔底、塔顶产物的摩尔流量；（2）塔底再沸器产生的汽相流量；（3）从塔顶向下数的其次块理论板上升的蒸汽组成。5 .欲设计一连续精储塔用以分别含苯0.5、流率为15OkmOlZh的苯一甲苯料液,要求馀出液中含苯0.96,残液中含苯不高于0.05（以上均为摩尔分数）。泡点进料,选用的回流比是最小回流比的1.2

20、倍，物系的相对挥发度为2.5。塔顶承受全凝器。试求：（1）塔顶、塔底的产品量；（2）回流比；（3）由塔顶向下数其次块理论板的上升气相组成。6 .用板式精储塔在常压下分别苯一甲苯溶液，塔顶为全凝器，塔底间接蒸汽加热，平均相对挥发度为2.47。进料量为15OkmOlh,组成为0.4（摩尔分率）的饱和蒸汽。回流比为4o塔顶馈出液中含苯0.95,塔底残液中含苯0.05。求：（1）塔顶僧出液及塔底残液的量；（2）精福段及提储段操作线方程；（3）回流比与最小回流比的比值。7 .在一常压连续枯燥器中，湿物料处理量为s,物料含水量由5%枯燥到1%（均为湿基）。空气初始温度为20、湿度为kg干空气，颖空气预热到

21、90进入枯燥器进展枯燥，空气离开枯燥器时的温度为550Co假设枯燥过程为抱负枯燥过程。试求：（1）空气离开枯燥器时的湿度，kg/kg绝干气；（2）所需的绝干空气量、预热器的耗热量，kWo8 .在常压下将干球温度65、湿球温度40C的空气冷却至25,计算：（1） Ikg干空气中分散出多少水分？（2） Ikg干空气放出多少热量？（：25水的饱和蒸汽压为3.1684kPa;40C水的饱和蒸汽压为7.3766kPa、汽化潜热为2401.1kJkg）9.在常压枯燥器内枯燥某湿物料，将500kgh湿物料从最初含水量20%降至2%（均为湿基）。t=20,H=0.01kgkg（绝干气）的空气经预热器升温至00

22、IO（TC后进入枯燥器，废气温度为60,无视热损失。试计算：（1）完成上述枯燥任务所需的湿空气量；（2）空气经预热器获得的热量。(l-)= 0.02(l-0.92) = 0.0016= 1.61.220 = 1.952min依据全塔物料衡算，得：四、计算题参考答案一、推断题1.A2.B3.A4.B5.B6.B7.B8.B9.A10.A11.B12.A13.B14.A15.B二、单项选择题1.D2.D3.B4.A5.C6.A7.A8.B9.A10.C11.D12.C13.B14.D15.B16.B17.C18.A19.C20.B21.D22.D23.C24.C三、多项选择题LABD2.ABC3.

23、ABC4.BC5.AC6.AD7.ADE8.BC9.BD10.BCD11.ABC12.BCD13.BD14.AC15.ABCyy-y0.02-0.00162=I、=Xyim-X0.02/1.3-0.00032,I/2x=x+G_(y-y)=o.ooo3+1(o.Q2-0.0016)=0.0094312121.952(2)y=y-mx=0.02-1.30.00943=7.75x10-3111y=y-mx=0.0016-1.30.0003=1.2110-32227-7(7.75-1.21)x10-3%f*7tp=一而万丽厂=52x13yy0.02-0.0016(3) N=12=5.234y3.52

24、10-3ZVrrG0.015CLH=U.5mOGKa0.03JH=HN=0.55.23=2.62mOGOG2,解：（1）M=58丙附60/586058+100018ff=0.01828由全塔物料衡算:-J=12GX120.05-0.0026=2.590.01828-0-=-=-=0.772AL/G2.59IY1j-mx1OGX-VAA)厂加X/-1=In1(1-0.772)0.05+0.7721=7.19I-0772L0.0026|.H=H=5=0695mOGN7.19OGH=OGKaJ,PzT2250273G-=X=92.0kmol/h22.4T22.42980G92.0Ka=JHL12x3

25、600G40.695=0.0469kmol(m3s)(2)每小时回收的丙酮量为：G(J-J)M=92.0x(0.05-0,0026)x58=252.9kgh1,23.解：J=J(l-)=0.06x(1-0,96)=0.002421=2.112y_yy_0.06-0.00248mOGOG故此塔不能用。4.解：(1)D=f=0401100=37.5kmol/hx-x0.9-0.1DWIF=F-D=100-37.5=62.5(2)对于露点进料：i=r-F=(R+l)P-F*.*y=X=0.40.4-(-l)j2.5-1.50.4=0.2105.R=XD匕.09-。4_2.6/miny-X0.4-0.

26、2105eeR=1.5R=1.52.64=3.96minV=V-F=R+1)D-F=4.9637.5-100=86.0kmol/h（3）对塔顶第一块塔板y=（全凝器）1Da - a -IJy10.92.5-1.5 0,9=0.7826由精储段操作线方程:Ry =X2R+1X 3.960.9+ n = 0.7826 += 0.8063 + l 3.96+13.96+15,解（1）由全塔物料衡算：DX - X 0.5 0.05F W F =150 = 74.18 Kmol/hX -X 0.96-0.05 D WW =F-D = ISO-74.18 = 75.82 Kmol/h（2） V泡点进料：Q

27、 = I. X=X = 0.52.50.5l1.50.5= 0.714axy=Qel+(a-l)x最小回流比：R=XnY=96-0.714=115miny-0.714一0.5ee回流比：?=1.2?=1.21.15=1.38min(3)精微段操作线方程：RX1.380.96y=X+=(LSSl)X+IU3+iR+ln2.38+=义R+12.38n平衡方程：X=y=ya-(aI)Ily2.51.5y从塔顶往下计算：X=y=0.96D10.9625 -15y2.5-1.50.96=0.906y=0.580x+0.403=0.5080.906+0.403=0.92821XX0.40.056.解由全塔

28、物料衡算：O=K六际kl50=5833h.W=F-D=150-58.33=91.67kmol/h(2)精微段操作线方程：0.95+=0.8x+0.19”+1R+1“R+155n提储段操作线方程:nc皿RDWxy=X-W.n(R+l)D+(l-q)尸11(R+l)D+(l-q)F4x58.3391.67x0.05”小=X=1.647;558.33-15011558.33-150(3)饱和蒸汽进料y=y=0.4yef0.4X=e=0.2125e一(Tw2.47-1.47x0.4X一ye0.95-0.4R=nC=2.93mMy-X0.4-0.21257.W：(1)由于为抱负枯燥过程，所以为等焰枯燥。

29、有：/=/1.01+1.88H)t+2490W1.011.880.00590+2490X0.005=104.2k)kg干空气I=(1.01+1.88H)t+249OH2=(O221.01+1.88H55+2490=55.55+2593.4H得：H=00189kg/kg绝干气(2)G=G(l-iv)=0.8(l-0.05)=0.76kg/scX二叫.，05_J.O526X=_吧一=0.010111-w1-052i-o61W=G(X-X)=V(H-H)Cl221W=GX-X)=0.76(0,0526-0.0101)=0.0323kgsC12WH -H0.0323- 0.0189 - 0.005=2

30、.324 kg/sQP=V(1.01+1.884)-)=2.324(1.01+1.880.005)(90-20)=165.8kW8.解：(1)40下的空气湿度为：p7.3766H=0.622凶上=0.622=0.0488kg水kg干气w,40cp-p101.325-7.3766s,40CH=H一I(I)1 w,40C1W,lv,40,C=0.0488-1、x(65-40)=0.0375kg水kg干气2401.1H=H=0.622Pc25Cw,25Cnn1.Le9RY3.1684,nnon,L=0.622=0.020Ikg水kg干气101,325-3.1684W=H-H=0.0375-0.020

31、1=0.0174kg水kg干气水12(2)确定放热量I=(1.01+1.88H)t+2500W=(1.01+1.880,0375)65+25000.0375=164.0k)kg干气2=(1,O1+1.88H2+25OOH2=(1.01+1.880.0201)25+2500X0.0201=76.4kj/kg干气Q=I-I=164.076.4=87.6kj/kg干气129.解：(1)由题给条件可知干物料的流率：G=G(I-W)=500x(1-0.2)=40Okg干料/hCllW0.2X=I_=25kg水kg干料,f-1-0.2X=J=02=0.020408kg水kg干料2I-R1-0.022枯燥器入口(预热器出口H=H)的焰：IO/=(1.01+1.88W)+2490H1111=(Lol+L88x0.01)xl00+2490x0.01=127.78kJkg干气假设此枯燥过程为抱负枯燥过程：I=I=(1.01+1.88H)t+2490W2I2，22=(LoI+1.88H)60+2490H=60.6+2602.8H=127.78kj/kg干气222解得：H=0.0258Ikg(水)kg(干气)2由枯燥器的水分平衡式：L(H-H)=G(X-X)21cI2,G(X-X)4(.25-0.020408)得：L=%2=5807.0kg干气/hH-H0.02581-0.0