化工原理本科试卷B

武汉理工大学华夏学院考试试题纸（B卷）课程名称制药化工原理专业班级制药1041、2考试形式闭卷（开卷、闭卷）题号一二三四五六七八九十总分题分备注:学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题)一、填空题（每空1分，共20分）1、当地大气压为750mmHg时，测得某体系的表压为100mmHg，则该体系的绝对压强为（）mmHg，真空度为（）mmHg。2、流体在水平直管中流动，其流速为u1，若在其它条件不变的情况下，管径减少为原来的一半，此时流速为u2，则u2＝（）u1。3、流体在圆形直管中作层流流动时，其速度分布是（）型曲线。其管中心最大流速为平均流速的（）倍，摩擦系数λ与Re关系为（）。4、离心泵的工作点是如下两条曲线的交点：（），（）。5、过滤的推动力是过滤介质两侧的（）。6、沸腾传热可分为三个区域，它们是（），（），（）。工程上宜维持在（）区操作。7、为减少圆形管导热损失，采用包覆三种保温材料a,b,c，若三种保温材料厚度相等，导热系数λa＞λb＞λc，则包覆的顺序从内到外依次为（）8、用逐板计算法求理论板层数时，用一次（）方程就计算出一层理论板。9．蒸发操作按效数分，可分为（）和（）。10.精馏操作中，再沸器相当于一块（）板。11.在气体流量、气体进、出口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将（），操作线将（）平衡线。二、选择题（每题2分，共30分）1.装在某设备进口处的真空表读数为-50kPa,出口压力表的读数为100kPa,此设备进出口之间的绝对压强差为()kPa。A.150B.50C.75D.以上都不对2.层流与湍流的本质区别是（）。A湍流流速大于层流流速B流动阻力大的为湍流，流动阻力小的为层流C层流的雷诺数小于湍流的雷诺数D层流无径向脉动，而湍流有径向脉动3.通常流体粘度随温度的变化规律为（）。A温度升高，粘度减小B温度升高，粘度增大C对液体温度升高，粘度减小，对气体则相反D对液体温度升高，粘度增大，对气体则相反4.下面哪一项不属于离心泵特性曲线（）。AH-QBN-QCη-QDη-Ne5.降尘室的生产能力与下列哪一项无关（）。A降尘室的沉降面积bLB颗粒的沉降速度utC降尘室的高度HD降尘室的层数N6、物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为（）。A热传导；B热传递；C热辐射；D热流动。7、某套管换热器由Ø108×4mm和Ø55×2.5mm钢管组成，流体在环隙间流动，其当量直径为（）mm。A.53B.45C.50D.588．物质导热系数的顺序是：（）。A金属＞一般固体＞液体＞气体；B金属＞液体＞一般固体＞气体；C金属＞气体＞液体＞一般固体；D金属＞液体＞气体＞一般固体。9.在实际蒸发器中，若原料液为过冷液体时，则单位蒸汽消耗量（）。A大于1B等于1C小于110.下述说法中错误的是（）。A板式塔内气液逐级接触，填料塔内气液连续接触；B精馏用板式塔，吸收用填料塔；C精馏既可以用板式塔，也可以用填料塔；D吸收既可以用板式塔，也可以用填料塔。11.当回流从全回流逐渐减小时，精馏段操作线向平衡线靠近。为达到给定的分离要求，所需的理论板数（）。A逐渐减少B逐渐增多C不变12.精馏塔的图解计算中，若进料热状况变化，将使（）。A平衡线发生变化B平衡线和q线变化C操作线与q线变化D平衡线和操作线变化13.下述说法中错误的是()。A溶解度系数H值很大，为易溶气体；B享利系数E值很大，为难溶气体；C亨利系数E值很大，为易溶气体；D平衡常数m值很大，为难溶气体；14.在气体混合物与某液体系统的Y-X图中，操作线在平衡线下方时，说明该过程为（）。A吸收B解吸C平衡15.关于双膜理论的描述，错误的是（）。A气液两相接触时，有稳定相界面，且界面处气液两相达平衡；B相界面两侧各有一停滞膜，膜内的传质方式为涡流扩散；C传质阻力全部集中在停滞膜内，膜外传质阻力为零。三、计算题1、（10分）如附图所示，某车间用一高位槽向喷头供应液体，液体密度为1050kg/m3。为了达到所要求的喷洒条件，喷头入口处要维持4.05×104Pa的压强（表压），液体在管内的速度为2.2m/s，管路阻力估计为25J/Kg（从高位槽的液面算至喷头入口为止），假设液面维持恒定，求高位槽内液面至少要在喷头入口以上多少米？2、（10分）外径为100mm的蒸汽管，外面包有一层50mm厚的绝缘材料A，λA=0.05W/(m·℃)，其外再包一层25mm厚的绝缘材料B，λB=0.075W/(m·℃)。若绝缘层A的内表面及绝缘层B的外表面温度各为170℃及38℃，试求：（1）每米管长的热损失量；（2）A、B两种材料的界面温度；（3）若将两种材料保持各自厚度，但对调一下位置，比较其保温效果。假设传热推动力保持不变。3、（15分）某液体混合物含易挥发组分0.65（摩尔分率，下同），以饱和蒸汽加入连续精馏塔中，加料量为501hkmol，残液组成为0.04，塔顶产品的回收率为99%，回流比为3，其相对挥发度为2.5。试求：（1）塔顶、塔底的产品流率；（2）精馏段和提馏段内上升蒸汽及下降液体的流率；（3）写出精馏段和提馏段的操作线方程。（4）若测得塔顶第一层塔板板效率为0.6，试求进入该板的气相组成y2。4、（15分）在一塔径为0.8m的填料塔内，用清水逆流吸收空气中的氨，要求氨的吸收率为99.5%。已知空气和氨的混合气流量为48.3kmol/h，气体总压为101.3kPa，其中氨的分压为1.333kPa。若实际吸收剂用量为最小用量的1.4倍，操作温度（293K）下的气液相平衡关系为Y*=0.75X，气相总体积吸收系数为0.088kmol/m3·s，试求（1）每小时用水量；（2）用平均推动力法求出所需填料层高度。武汉理工大学华夏学院教务处试题标准答案及评分标准用纸课程名称：制药化工原理（B卷）一、填空题1.850，-100；2.4；3.抛物线，2，64/Re；4.离心泵特性曲线，管路特性曲线；5.压力差；6.自然对流区、核状沸腾区、膜状沸腾区，核状沸腾区；7.cba；8.相平衡；9.单效蒸发，多效蒸发；10.理论板；11.减小，偏向（靠近）。二、选择题1-5.BDCDC6-10.ABAAB11-15.BCCBB三、计算题1、（10分）解：取高位槽液面为1－1'截面，喷头入口处截面为2－2'截面，过2－2'截面中心线为基准面。在此两截面之间列伯努利方程，因两截面间无外功加入（We＝0），故：1分z1g+fhpugzpu222212121212分其中，z1待求值，z2＝0，u10（因高位槽截面比管道截面大得多，故槽内流速比管内流速要小得多，可用忽略不计，即u10），2分u2＝2.2m/s，ρ＝1050kg/m3，p1表＝0，p2表＝4.05×104Pa，hf＝25J/Kg，1分将已知数据代入，z1g=hfuupp2222112=38.59+2.4225=66.01,3分解出z1＝6.73m。1分2.（10分）以下标1表示绝缘层A的内表面，2表示绝缘层A与B的交界面，3表示绝缘层B的外表面。（1）每米管长的热损失231231ln1ln1)(2rrrrttlQBA2分mWrrrrttlQBA/3.495050255050ln075.01505050ln05.01)38170(2ln1ln1)(22312312分(2)A、B界面温度t2因系定态热传导，故3.4921lQlQlQ1分∴3.49505050ln05.01)170(22t2分解得t2=61.31分（3）两种材料互换后每米管长的热损失1.535050255050ln05.01505050ln075.01)38170(2'lQW/m2分3.（15分）解：（1）根据回收率的定义有：FDFxDxFWDFxWxDx又1FWFxWx1分1125.804.099.0165.0501hkmolxFxWWF则1分188.41125.850hkmolWFD1分（2）根据回流比的定义DLR有：16.12588.413hkmolRDL1分15.16788.41131hkmolDRDLV1分因为进料为饱和蒸汽0q，所以提馏段上升蒸汽和下降的液流量如下：15.11750015.1671hkmolFqVV1分16.1255006.125hkmolqFLL1分（3）由回收率定义得：77.088.4199.065.050DFxxFD精馏段操作线方程为：193.075.01377.013311xxRxxRRyD193.075.0xy即2分提馏段操作线方程为：125.86.12504.0125.8125.86.1256.125xWLWxxWLLyW028.007.1xy即2分（4）分分1572.0x77.0x5x.115x.2y16.0xxxx*1D*1*11*1D1D求得x1=0.651分68.0193.075.012xy1分4.（15分）(1)0132.03.101333.11y0134.00132.010132.01111yyY1分0000669.0)995.01(0134.0)1(12YY1分02X7kmol/h.470.0132-148.3V）（1分22m5.08.0785.0A1分kmol/h6.35075.00134.0)0000669.00134.0(7.472*121minXXYYVL2分实际吸收剂用量L=1.4Lmin=1.4×35.4=49.8kmol/h1分(2)X1=X2+G（Y1－Y2）/L=0+0128.08.49)0000669.00134.0(7.471分00953.00128.075.075.01*1XY0*2Y1分00387.000953.00134.0*111YYY0000669.000000669.0*222YYY1分000936.00000669.000387.0ln0000669.000387.0ln2121mYYYYY1分OGN=m21YYY=24.14000936.00000669.00134.01分m30.05.0088.03600/7.47AKVHYOG2分OGOGHNZ=14.24×0.30=4.27m1分