西南大学网络教育作业答案(化工基础)

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