化工原理试题5

1四川大学化工原理模拟考题参考答案上册一、客观题01．牛顿黏性定律的数学表达式是yudd，服从此定律的流体称为牛顿流体。02．实际流体与理想流体的主要区别在于实际流体具有黏性，实际流体柏努利方程与理想流体柏努利方程的主要区别在于实际流体柏努利方程中有阻力损失项。03．液体在两截面间的管道内流动时,其流动方向是D。A.从位能大的截面流向位能小的截面；B.从静压能大的截面流向静压能小的截面；C.从动能大的截面流向动能小的截面；D.从总能量大的截面流向总能量小的截面。04．离心泵在启动前应灌泵，否则会发生__气缚__现象；离心泵的安装高度应小于允许安装高度,否则会发生汽蚀现象。05．进出口温度分别为85℃和40℃的热流体对进口温度为20℃的冷流体进行加热，规定冷流体出口温度不超过40℃，则必须采用并流操作。06．冷热两流体的对流给热系数h相差较大时，提高总传热系数K值的措施是AA.提高小的h值；B.提高大的h值；C.两个都同等程度提高；D.提高大的h值，同时降低小的h值。07．蒸汽冷凝时的热阻B。A.决定于汽膜厚度；B.决定于液膜厚度；C.决定于汽膜和液膜厚度；D.主要决定于液膜厚度，但汽膜厚度也有影响。08．在空气-蒸汽间壁换热过程中可采用C方法来提高传热速率最合理。A.提高蒸汽速度；B.采用过热蒸汽以提高蒸汽温度；C.提高空气流速；D.将蒸汽流速和空气流速都提高。09．沉降室的生产能力与B有关。A.颗粒沉降速度和沉降室高度；B.沉降面积；C.沉降面积和颗粒沉降速度；D.沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度。10．恒速过滤时，过滤速率不变，过滤压差随滤饼厚度的增加而增加；恒压过滤时，过滤压差不变，过滤速率随滤饼厚度的增加而减小。11．对流干燥过程按干燥速率一般分为：（1）恒速段，该段中空气温度下降，物料温度不变，除去的是非结合水份；（2）降速段，该段中空气温度下降，物料温度上升，除去的是结合水份。12．用对流干燥除去湿物料中的水份时，当干燥介质一定，湿物料中自由水份可以除去，平衡水份不可以除去。2二、计算题1．用水泵向高位水箱供水（如附图所示），管路流量为150m3/h，泵轴中心线距水池液面和水箱液面的垂直距离分别为2.0m和45m。泵吸入管与排出管分别为内径205mm和内径180mm的钢管。吸入管管长50m（包括吸入管路局部阻力的当量长度），排出管管长200m（包括排出管路局部阻力的当量长度），吸入管和排出管的管壁粗糙度均为0.3mm，水的密度1000kg/m3，粘度1.0×10-3Pa﹒s，泵的效率为65%，圆管内湍流摩擦系数用下式计算：23.0Re681.0d试求：（1）吸入管和排出管内的流速、雷诺数各为多少？各属于哪种流动类型？（2）泵吸入口处A点的真空表读数？（3）泵向单位质量流体所作的功为多少？泵的轴功率？解：（1）吸入管内流速263.1205.0785.03600/150211AVum/s，258915100.11000263.1205.0Re3111ud，属于湍流；排出管内流速638.1180.0785.03600/150222AVum/s，294840100.11000638.1180.0Re3222ud，属于湍流；（2）在1－1与2－2间列柏努利方程212111200022fhupgzupgz00000zuppa222111120210110udluugzzpppA＝－＝真0231.0258915682053.01.023.01249112263.1205.0500231.02263.181.92100022＝真ApPa(3)在1－1与3－3间列柏努利方程312333200022fehupgzhupgz0003030zuupppa112m45mA3322322222222111103udludlgzzhe＝0237.0294840681803.01.023.0289.5002638.1180.02000237.02263.1205.0500231.081.94722＝ehJ/kg36.3210865.010003600/15089.500＝VhNNeeW2．在由118根252.5，长为3m的钢管组成的列管式换热器中，用饱和水蒸汽加热空气，空气走管程。已知加热蒸汽的温度为132.9℃，空气的质量流量为7200kg/h，空气的进、出口温度分别20℃和60℃，操作条件下的空气比热为1.005kJ/(kg℃)，空气的对流给热系数为50W/(m2℃)，蒸汽冷凝给热系数为8000W/(m2℃)，假定管壁热阻、垢层热阻及热损失可忽略不计。试求：（1）加热空气需要的热量Q为多少？（2）以管子外表面为基准的总传热系数K为多少？（3）此换热器能否完成生产任务？解：（1）4.802060005.13600/72001222ttcwQpkJ/s(2)8.395002.0025.08000111111222hddhKW/(m2℃)(3)8.273025.014159.31182Am245.919.1129.72ln40ln2111tttttm℃184.101J/s10118445.918.278.3922mtAKQkJ/s，能够完成生产任务。下册一、填空与选择：（1）吸收操作一般用于分离气体混合物，其原理是利用气体中各组分在吸收剂中溶解度的差异来达到分离的目的。（2）精馏操作一般用于分离液体混合物，其原理是利用原料中各组分的挥发度差异来达到分离的目的。（3）萃取操作一般用于分离液体混合物，其原理是利用原料液中各组分在萃取剂中溶解度的差异来达到分离的目的。4（4）全回流（R=）时，精馏段操作线的斜率为1，提馏段操作线的斜率为1，对相同的xD和xW，部分回流比全回流所需的理论板数多。（5）气液两相在填料塔内逆流接触时，填料表面是气液两相的主要传质面积。为保证操作过程中两相的良好接触，故填料吸收塔顶部要有良好的液体分布装置。（6）写出浮阀塔三种不正常操作情况：(A)漏液；(B)液泛；(C)雾沫、气泡夹带。（7）两组分的相对挥发度越小，则表示分离该物系越B。A.容易；B.困难；C.完全；D.不完全。（8）二元溶液连续精馏计算中进料热状态的变化将引起以下线的变化：B。A.平衡线；B.操作线与q线；C.平衡线与操作线；D.平衡线与q线。（9）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。（10）某三元混合液组成为xA=0.2，xB=0.5，xS=0.3。试在三角形相图中表示出该点的坐标位置。ABS0.80.60.40.20.80.60.40.20.80.60.40.2二、在常压下逆流操作的填料吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气体中的溶质组分。入塔气体流量为1120m3/h（标准状况），入塔气体中溶质的浓度为5%（体积），吸收率为90%，操作条件下的气液平衡关系为Y*=1.5X，液气比L/V=3，体积传质系数KYa=100kmol/m2h(Y)，塔径为0.8m。试求（1）出塔液体浓度X1；（2）所需填料层高度Z。解：（1）进塔惰性气体量5.4705.014.221120Vkmol/h00526.01.00526.010526.005.0105.0121YYY01578.000526.00526.03102112YYLVXX5（2）002367.001578.05.1*2*1YY41.300526.002367.00526.0ln00526.002367.00526.000526.00526.021mOGYYYN9455.08.0785.01005.472aKVHYOGm224.341.39455.0OGOGNHZm三、有苯和甲苯混合物，含苯0.4，流量1000kmol/h，在一常压精馏塔内进行分离，要求塔顶馏出液中含苯0.9（以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于90%，泡点进料，泡点回流，取回流比为最小回流比的1.5倍，已知相对挥发度=2.5。试求（1）塔顶产品量D；塔底残液量W及组成xW；（2）回流比R及精馏段操作线方程；（3）由第二块理论板（从上往下数）上升蒸汽的组成。解：（1）kmol/h600kmol/h400%904.010009.0WDD0667.06009.04004.010006009.04004.01000WWxx（2）111qzxqqyqFq线方程：4.0x平衡线方程：xxyxxy5.115.2115.2联立求得：625.04.0ddyx8333.15.1222.14.0625.0625.09.0minminRRxyyxRdddD精馏段操作线：317.0647.011xRxxRRyD（3）9.01Dxy由平衡线方程可得：7826.05.115.29.0111xxx由精馏段操作线：8234.0317.0647.012xy