2007年下学期化工原理A卷参考答案

1《化工原理》期末考试试题A卷参考答案一、选择题（每小题3分，共30分）1、如图所示，倒Ｕ型压差计，指示剂为空气，现将指示剂改为油后（流向不变），则Ｒ__A_。Ａ.增大；B.变小；C.不变；D.Ｒ不变，但倒Ｕ型差计中左侧液体高于右侧。2、某孔板流量计用水测得孔流系数C0=0.64，现用于测ρ＝900kg/m3、μ=0.8сP的液体，问此时C0C0.64。A．B.C.=D.不确定3、因次（量纲）分析法的目的在于_B__。A.得到各变量间的确切定量关系；B.用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化；C.得到各因次数群的确切定量关系；D.用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠。4、在1atm下，不饱和空气体系，若加热升高干球温度，则Ｈ___C____。A、变大B、变小C、不变D、不确定5、混合液两组分的相对挥发度愈小，则表明用蒸馏方法分离该混合液愈_B__。A、容易；B、困难；C、完全；D、不完全6、物料的平衡水份一定是_____C_______。A.非结合水份；B.自由水份；C.结合水份；D.临界水份7、当μ=μw时，叶滤机洗涤速率（dV/dτ）w与最终过滤速率（dV/dτ）e的比值为__D____。A、1/2B、1/4C、1/3D、18、化工原理中的“三传”是指D。A、动能传递、势能传递、化学能传递B、动能传递、内能传递、物质传递C、动量传递、能量传递、热量传递D、动量传递、热量传递、质量传递29、一个完整的工业吸收流程应包括C。A、吸收部分B、脱吸部分C、吸收部分和脱吸部分D、难以说明10、图中（a）为A、B二元系统汽液平衡组成图，图（b）为C、D二元系统汽液平衡组成图。下列说法正确的是A。A、A、B无法分离，C、D可以分离B、A、B以及C、D都无法分离C、A、B可以分离，C、D无法分离D、A、B以及C、D都可以分离二、填空题（每小题2分，共20分）1、产生离心泵气缚现象的原因是在叶轮入口处由离心力所产生的真空度不够大,不足以吸上液体。避免产生气缚的方法有泵内灌液体。2、流体在水平等径直管中流动时，若流动处于层流区，则阻力损失与速度一次方成正比。3、当地大气压为745mmHg，测得一容器内的绝对压强为350mmＨg，则真空度为392mmHg。测得一容器内的表压为1360mmHg，则其绝对压强为_2105_mmHg。44、常用的过滤设备有（任写两种）板框压滤机、叶滤机。5、以单位重量流体为基准的机械能衡算方程式为：2211221222upupzzgpggpg。6、离心泵的特性曲线通常包括：___η～qv_______曲线、____He～qv____曲线和___Pa～qv_____曲线。7、吸收、解吸操作时低温对__吸收___有利，低压对_解吸___有利。8、吸收操作的基本依据是_依靠气体混合物中各组分在溶剂中的溶解度差异__。9、在恒定干燥条件下，已知：平衡含水量Xe=10%，临界含水量XC=30%，结合水为20%（均为干基）。今有湿料200kg，含水40%（湿基）与热空气长时间充分接3触，则：（１）干燥过程除去非结合水＝_44___kg。（２）降速阶段除去结合水＝_12__kg。10、固定管板式列管换热器中，压力高、腐蚀性及不清洁的物料应走管程。三、简答题（6分）1、简述常用以固体物料除湿的方法有哪些？答：A、机械除湿当物料带水量较大时，可先用离心过滤等机械方法以除去大量的水；（2分）B、吸附除湿用某些平衡分压很低的干燥机与湿物料接触，使物料中的水分经气向转入干燥剂；（2分）C、供热干燥向物料供热以气化其中的水分。（2分）四、计算题（共44分）1、（12分）如图所示，用离心泵将水由水槽送至水洗塔中，塔内的表压为9.807×104Pa，水槽液面恒定，其上方通大气，水槽液面与输水管出口端的垂直距离为20m，在某送液量下，泵对水做功为317.7J/kg，管内摩擦系数λ为0.018，吸入和压出管路总长为110m（包括管件及入口的当量长度，但不包括出口的当量长度），输水管尺寸为φ108×4mm，水的密度为1000kg/m3，泵的效率为70％。试求：⑴输水量，m3/h；⑵离心泵的轴功率，kW。解：⑴列柏努利方程2211221222efpupuZgWZgh①由已知条件知44121210,20,0(),9.807100,110,317.7/eeZZmppPaullmWJkg表压22221100.01820.12eflluuhd代入①式解得222321.5/0.11.5360042.4/44Vumsqdumh⑵42.4100011.78/3600mVqqkgs317.711.7853505.350.7eemaPWqPWkW2、（10分）某冷凝器传热面积为20m2，用来冷凝100℃的饱和水蒸气。冷液进口温度为40℃，流量为0.917kg/s，比热容为4000J/(kg·℃)。换热器的传热系数K=125W/(kg·℃)，试求水蒸汽冷凝量。解：热量衡算21()'mpmQrqcttq213223()'4000(40)0.9171.62100.065/2258.410pmmcttqtqtkgsr①传热速率方程22125/()20mQKAtKWmKAm假设传热温差变化不是很大122210010016080222mttttt代入传热速率方程解得420.08865.5410mqt②联合①、②式解得t2=70,qm=0.049kg/s3、（12分）在常压填料吸收塔中，用清水吸收废气中氨气，废气流量为2500m3/h(标准状态下)，其中氨浓度为0.02（摩尔分数），要求回收率不低于98％，若水用量为53.6m3/h，操作条件下平衡关系为1.2yx，气相总传质单元高度为0.7m。试求：⑴全塔对数平均推动力；⑵气相总传质单元数；⑶完成生产任务需要填料层高度；解：12120.02(10.98)0.00040yyyx32500111.6/22.43.61000200/18VmhLkmolh物料衡算12121212()()()111.6(0.020.0004)00.0109200VyyLxxVyyxxL塔底推动力1111.20.0069yyx塔顶推动力2221.20.0004yyx对数平均推动力12120.00690.00040.00230.0069lnln0.0004myyyyy传质单元数120.020.00048.520.0023OGmyyNy填料层高度8.520.75.96OGOGHNHm4、（10分）用连续精馏塔分离某双组分混合液，混合液中含易挥发组分xF=0.4（摩尔分率，下同），原料以饱和液体状态加入塔中部，塔顶全凝，泡点回流。操作条件下物系的相对挥发度α=2.5，要求塔顶产品浓度xD=0.8，塔顶易挥发组分的回收率η=0.9。塔釜间接蒸汽加热。试求：（1）完成上述分离任务的最小回流比；（2）若R=1.5Rmin，则进入塔顶第一块塔板的汽相组成y2为多少？解：q线方程：0.4Fxx6平衡线方程：2.51111.5xxyxx0.4eFxx2.50.40.62511.50.4eymin0.80.6250.780.6250.4DeeexyRyx1.50.781.17R1.170.81.1711.171yx10.8Dyx1110.80.61512.51.50.8yxy21.170.80.6150.702.172.17y