西南大学网络教育作业答案(化工基础)

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第一次作业参考答案:1、真空度=绝对压-()。(大气压)2、化工基础课程主要研究的“三传一反”指的是动量传递、热量传递、()传递、化工反应器。(质量)3、化工生产中具有共同物理变化特点和相同目的的基本操作过程称为()。(单元操作)4、气体和液体都具有(),统称为流体。(流动性)5、表压是以大气压强为基准()大气压强的数值,由压强表测定读数。(高出)6、真空度是以大气压强为基准低于大气压强的数值,由()测定读数。(真空表)7、流体的粘性力越大,Re数越小,流体的湍动程度越()。(弱)8、流体流动时产生内摩擦力的根本原因是流体具有()。(粘性)9、化工管路都是由直管和管件组成,所以流动阻力包括直管阻力和管件的()。(局部阻力)10、()是计算圆形直管阻力损失的通用计算式。(范宁公式)11、对流传热过程中,流速增大则传热分系数()。(增大)12、热流方向总是与温度梯度的方向()。(相反)13、要达到分离要求,R=Rmin时,NT=()。(∞)14、精馏塔由下而上,气相中轻组分含量()。(增大)15、稀溶液在总压不是很高的情况下气-液平衡关系遵守()定律。(亨利)16、返混是指不同停留时间的物料之间由不均匀到均匀的过程,其结果是使所用反应器的性能()。(下降)17、PFR的空混=(),返混=()。(0,0)18、间歇反应器的物料衡算方程式为()。(反应速率+积累速率=0)19、空间速度指连续流动反应器中指定状态下的流体入口体积流率与()之比。(反应器的反应体积)20、全混流反应器的特点是反应器内反应物料完全()。(均匀)第二次作业1:[单选题]当系统压力高于大气压时,则()A:绝对压力=大气压+真空度B:绝对气压=大气压-真空度C:绝对压力=大气压+表压D:绝对压力=大气压-表压参考答案:C2:[单选题]反应器内流体空间混合的程度越大()A:反应物浓度降低B:反应物出口温度降低C:反应器内各位置反应物浓度、温度趋于均匀D:以上都不是参考答案:C3:[单选题]过程速率与该过程的推动力A:成正比B:成反比C:相等D:无关参考答案:A4:[单选题]对于稳定过程,某时间段内系统中积累的物料质量总和():A:等于0B:大于0C:小于0D:不一定参考答案:A5:[单选题]气体状态方程中常数R=0.082(atm•m2/kmol•K),若用kJ/(kmol•K)表示,则R等于()A:8.2B:0.0831C:8.31D:0.082参考答案:C6:[单选题]10千克力・米等于()焦耳A:10B:98.07C:9.807D:1参考答案:B7:[单选题]工程计算中流体流速指的是()A:管中心处流速;B:管壁处流速;C:整个管截面上平均流速;D:截面上任意点的流速参考答案:C8:[单选题]柏努利方程是流体流动中的()定律。A:能量守恒B:热量守恒C:质量守恒D:动量守恒参考答案:A9:[单选题]定态流动指流体流动空间各点的状态不随()变化的流动。A:温度B:压强C:时间D:流速参考答案:C10:[单选题]流体静力学方程反映了静止流体内()的分布规律。A:压强B:压力C:温度D:密度参考答案:A11:[单选题]以下雷诺数中表示湍流的雷诺数为()A:5000B:3000C:1000D:500参考答案:A12:[单选题]以下雷诺数中表示层流的雷诺数为()A:10000B:5000C:3000D:1000参考答案:A13:[单选题]流体平均流速与管截面积()A:成反比B:成正比C:无关D:相等参考答案:A14:[单选题]离心泵属于流体输送机械中的()A:喷射式B:容积式C:叶轮式D:以上均不是参考答案:C15:[单选题]热交换过程中若要增大传热总系数,可采取A:降低冷流体流量B:降低热流体流量C:增大热流体流量参考答案:C16:[单选题]对流传热过程中流速增大则A:传热分系数增大B:传热分系数减小C:传热分系数不变参考答案:A17:[单选题]传热过程中传热面上各点的温度不随时间变化则该过程为A:稳定过程B:不稳定过程C:连续过程D:以上都不是参考答案:A18:[单选题]多层平壁稳态导热时,各层()相等。A:传热速率B:传热量C:传热阻力D:温差参考答案:A19:[单选题]同样进出口温度情况下,()平均温度差最大。A:并流B:折流C:逆流D:其他流形参考答案:C20:[单选题]理想塔板是指A:塔板上气相达相平衡B:塔板上液相达相平衡C:塔板上液相达相平衡的同时气相也达相平衡D:以上都不是参考答案:C21:[单选题]相对挥发度是A:轻组分挥发度除以重组分挥发度B:轻组分分压除以重组分分压C:轻组分浓度除以重组分浓度D:以上都不是参考答案:A22:[单选题]精馏分离原理是A:同一设备内液相多次部分气化B:同一设备内气相多次部分冷凝C:同一设备内液相多次部分气化同时气相多次部分冷凝D:以上都不是参考答案:C23:[单选题]蒸馏分离的依据是A:各组分浓度不同B:各组分挥发性不同C:各组分定压比热不同D:以上都不是参考答案:B24:[单选题]当过程为连续稳定过程时,则A:进料速率不变B:出料速率不变C:积累速率不变D:积累速率为零参考答案:D25:[单选题]空间时间是:A:反应器有效容积除以反应器入口处体积流量B:反应器入口处体积流量除以反应器有效容积C:反应器有效容积除以反应器内的体积流量D:以上都不是参考答案:A第三次作业1、某设备上真空表读数为100mmHg,试计算设备内的绝对压强与表压强各为多少?已知该地区大气压强为740mmHg。1、解:绝对压强=大气压-真空度=740-100=640mmHg查附录知1mmHg=133.32Pa所以绝对压强=640×133.32=8.53×104Pa;表压强=-真空度=-100mmHg=-1.33×104Pa2、液体越过平顶堰上的液面高度可以用下列经验式计算:how=0.48(qv/lw)2/3,式中how为堰上液面高度(单位为英寸,in);qv为液体体积流量,gal/min(加仑/分);lw为堰长,英寸(in)。试求流量为0.05m3/s的液体越过长度为2米的平顶堰,堰上液面高度为多少米?2、解:将已知量的单位换算成经验式中规定的单位:代入经验式,3、比重为0.87的甲苯流经内径为100毫米的管道后再经内径为200毫米的管道送入罐内,为稳定流动,甲苯的体积流量为600升每分,求:甲苯的质量流量和各管的流速。3、解:由于甲苯的比重为0.87,故其密度为870kg/m3.skgVw/7.8870601000/1600smAVu/27.11.0785.001.0211smdduu/317.004.001.027.12221124、用高位槽向反应器加料(如图所示),料液比重为0.90,加料管的内径为98mm,高位槽为恒位槽,反应器内压强40kpa(表压)。要求加料量为50m3/hr,若料液流动的能量损失为24.53J/kg,试求高位槽的液面应比加料出口高出多少?4.解:取高位槽液面为1-1面,管出口处为2-2面,以1-1面为基准面有:u1=p1=101325paΣhf=24.53J/kgp2=40000+101325paz1=0U=0z2=?)/(84.11098785.0900360050622smu列柏式方程:)(2.753.249001040284.18.90209001013250023222222mZZhpugZf5、一定量的液体在圆形直管内做滞流流动。拖管长及液体物性不变,而管径减至原有的1/2,问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍?5.解:∵管径减少后流量不变∴u1A1=u2A2而r1=r2∴A1=4A2∴u2=4u由能量损失计算公式(∑hf=λι/d)×(1/2u)得(∑hf,1=λι/d)×(1/2u1)(∑hf,2=λι/d)×(1/2u2)=(λι/d)×8(u1)=16∑hf,1∴hf2=16hf16、某厂用水泵从河边抽水站将河水送至水塔中去(如图所示),水塔水面保持恒定,泵的流量为30m3/hr,输水管内径为96mm,泵的效率为0.65。输水过程中总的阻力损失为5[m水柱],试求泵所需的轴功Na。6、解:在河面(1-1)与水塔液面(2-2)列柏式方程,以(1-1)面为基准水平面:其中:z1=0z2=34.5mu1≈0u2=V/A=1.15m/s{V=30/3600,A=0.785(0.096)2}p1=0(表)p2=0(表)Hf=5[m水柱]代入得:H=39.57[m水柱]第四次作业第四次作业(计算题二)1、在一个内管外径为160mm的套管式换热器中,将3500kg/hr的热水从100℃冷却到60℃,冷水进出口温度分别为20℃和30℃,基于内管外表面的传热总系数K为2.33kw/m2.K,冷却水走内管,热损失不计,试求:1.冷却水的用量;2.两流体逆流时管子的长度。设Cp水=4.18kJ/kg•K解:1.因Cph=Cpc故:hrkgttCTTCwwpcphhc/140002030)60100(3500)()(12212.100℃60℃Δt1/Δt2=1.75230℃20℃Δtm=(70+40)/2=55℃Δt1=70℃Δt2=40℃据总传热方程:Q=KAΔtm有:)(25.218.014.3551033.2401018.4)3600/3500(33mdtkQLm2、蒸气冷凝器的传热面积为5m2,酒精蒸气冷凝温度78℃,冷凝热为845kJ/kg,冷凝水初温为20℃,终温为35℃。若K=800w/m2.K,问此冷凝器能否冷凝350kg/hr的酒精蒸气?解:)(8210845)3600/350()(2025.5058005.502)3578()2078(30kwrwQkwtKAQCthLmm传故能够。3、连续精馏操作中,原料液于泡点送入塔中,已知操作线方程如下:精馏段:y=0.75x+0.24提馏段:y=1.32x-0.016试求原料液,馏出液及釜液的组成和回馏比。解:精馏段:y=0.75x+0.24(1)提馏段:y=1.32x-0.016(2)由R/(R+1)=0.75解得R=3由xD/R+1=0.24解得xD=0.96将y=x与(2)联解得xW=0.05将(1)(2)联解,得xF=0.444、有一相对挥发度为2.00的理想双组分溶液用精馏分离,塔内上升的蒸气量为180kmol/hr,塔顶产品量为60kmol/hr,泡点进料,xD=0.95,试求离开第二块理论塔板的液相组成x2解:α=2.00V=180.0kmol/hrD=60.0kmol/hrL=V–D=120.0kmol/hrR=L/D=120/60=2精馏段操作线方程:即有:y=0.667x+0.317(1)气液相平衡关系:(2)由xD=y1=0.95代(2)得x1=0.904将x1=0.904代(1)得y2=0.920将y2=0.920代(2)得x2=0.8525、有液相反应2AB+C(-rA)=0.2CA2反应器入口处的流量V0=2.0(l/s),CA0=2.0(mol/l)出口处的转化率为xAf=0.6,试求用PFR进行反应所需的VR。xxy)1(1xx1211RxxRRyD395.032x解:由于反应为二级反应,故:)(75.3)6.01(22.06.0)1(0sxkCxAfAAfc)(5.7275.30lVVcR6、今有液相反应2AB+C(-rA)=0.2CA2反应器入口处的流量V0=2.0(l/s),CA0=2.0(mol/l)出口处的转化率为xAf=0.6,试求用CSTR进行反应所需的VR。解:由于反应是二级反应,故:)(75.182375.9)(375.9)6.01(22.06.0)1(0220lVVsxkCxcRAfAAfc7、某一级反应在均相、等温、恒容的条件下进行,试比较在PFR中转化率为80
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