全国大学生化工实验大赛试题2

1/5全国大学生化工实验大赛竞赛试题满分：100分时间:2小时注意事项：（1）答案用钢笔或者圆珠笔写在答题纸上，写在本试题纸上的答案一律无效。（2）不用抄题，按下述格式注明答题顺序号、填写试题答案：例如：二（题号）1、（题号）（答案）××××（答案）××××一、选择题1.水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压强恒定的反应器，当管道上的阀门关小，则水流量与管道总阻力损失将()。A.不变、增大B.减小、不变C.减小、增大D.减小、减小2.若关小离心泵的出口阀门，减小泵的排液量，则()。A.泵的扬程增大，泵的轴功率消耗降低B.泵的输液主力增大，泵的轴功率消耗也增大C.泵的扬程将减小，其轴功率消耗也减小D.泵的扬程增大，泵的轴功率消耗也增大3.一台工业用离心泵，工作不久后，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出口处的压力表也逐渐降低为零，此时离心泵完全打不上水。发生故障的原因会是()。A.安装高度过高B.吸入管路堵塞C.压出管路堵塞D.吸入管路泄漏4.某离心泵将江水送入一敞口高位槽，现因落潮，江水液面下降，但管路条件和摩擦因数均不变(泵仍能正常工作)。为维持原有输入水量，泵的出口流量调节阀与出口处流体压强应相应()。A.开大，变大B.开大，变小C.不变，不变D.无法保持流量不变，变大5.当增加往复泵出口管路阻力时，则扬程H与流量qv分别()。A.增大，增大B.增大，减小C.增大，不变D.减小，不变6.甲乙同学关于传热的两个描述，正确的是()。甲：对流给热方程Q=αA∆t，其中∆t是指冷热两流体的平均温差。2/5乙：对定态导热过程，通过多层圆筒壁的热流量Q保持不变，圆筒壁内的温度按对数曲线变化。A.都正确B.仅甲正确C.仅乙正确D.都不正确7.流体与固体壁面间的对流给热，当热量通过层流内层时，主要以()方式进行的。A.热传导B.对流给热C.热辐射D.前面三种方式都有8.套管换热器内加热某介质，套管内介质的流速u增加，则介质的出口温度t2与给热系数α将分别()。A.t2与α均增大B.t2增大，α减小C.t2减小，α增大D.t2与α均减小9.用零下10℃的冷冻盐水冷却某溶液，使用列管式换热器应将冷冻盐水安排走()。A.管程B.壳程C.管、壳程均可D.管、壳程均不可10.对于蒸汽与水的间壁式换热的强化传热途径中，在工程上可行的方案是()。A.提高蒸汽流速B.在蒸汽侧管壁上加装翅片，增大冷凝面积C.采用过热蒸汽以提高蒸汽温度D.内管加入填充物或采用螺纹管11.用某吸收剂吸收混合气中的可溶组分，该吸收过程为气膜控制．若吸收剂用量增加，其余操作条件不变，则()。A.气体出口浓度2y下降，推动力my上升B.气体出口浓度2y上升，推动力my下降C.气体出口浓度2y下降，推动力my不变D.气体出口浓度2y下降，推动力my不确定12.逆流吸收操作，今吸收剂温度升高，其他入塔条件都不变，则出口气体浓度y2，液相出口浓度x1()。A、y2增大，x1增大B、y2增大，x1减小C、y2减小，x1减小D、y2减小，x1增大13.对低浓度吸收物系，如温度升高，则()。A、亨利系数m，E均升高B、亨利系数m，E均不变C、亨利系数E，H均不变D、亨利系数m下降，E升高14.对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高些，则塔的气相传质单元3/5高度HOG将()。A、降低B、升高C、不变D、不确定15.填料塔设计时，用纯水逆流吸收混合气中的易溶组分,平衡关系y=2x，液气比（L/G）=3，入塔混合气体y1=10%(摩尔分率),则出塔气体浓度最低可降至（）。A.10%B.0C.2.5%D.5%16.在精馏塔内，某二元物系无恒沸点，当易挥发组分A的液相组成Ax=0.4，相应的泡点为1t；汽相组成Ay=0.4，相应的露点为2t，则()。A、1t=2tB、1t2tC、1t2tD、判断依据不足17.精馏塔设计时，理论塔板数与下列哪些参数无关()。A、原料量FB、原料热状态参数qC、现对挥发度D、回流比R18.精馏设计时，若原料流量F、原料中轻组分浓度fx、塔顶轻组分浓度Dx、塔釜轻组分浓度Wx、精馏段气相流量V均为定值，将进料热状态从饱和液体进料变为饱和蒸汽进料，设计时所需的理论板数（）。A、增加B、减少C、不变D不确定19.某连续操作的精馏塔，若塔顶采出率D/F、原料组成fx、原料热状态参数q、现对挥发度α不变，而回流比R增大，则塔顶组成Dx，塔底组成Wx（）。A、Wx，DxB、Wx，DxC、Wx，DxD、Wx，Dx20.气液两相在塔板上有三种接触状态，工业上经常采用的有()。A、鼓泡接触状态B、泡沫接触状态和喷射接触状态C、鼓泡接触状态和泡沫接触状态D、鼓泡接触状态和喷射接触状态4/5二、如图所示，20℃下用清水测量离心泵的特性曲线，实验用离心泵的进出口管路两截面间分别装有真空表和压力表测压，流量用涡轮流量计测出，电机功率用功率表测量。已知：涡轮流量计的仪表常数ξ=27.71-1，电机效率φ=85%，两表间的高度差为0.18m，泵出入口的管内径均相等。在某时刻涡轮流量计的读数f=150Hz，入口真空表读数p1=14.2kPa，出口压力表读数p2=144kPa，电机功率表读数P=1.35kW，20℃水的密度为998kg/m3。若忽略泵进出口之间的阻力损失，试计算：（1）泵的输水量qv与扬程H；（2）泵的有效功率Pe与效率η；（3）若用孔径为40mm的孔板流量计替代实验中的涡轮流量计，孔流系数C0=0.62，指示液为水银，求该时刻的读数R。P2P1流量计表盘涡轮流量计出口阀功率表压力表真空计水泵电机水箱三、导热系数是表征材料导热能力的物理量，球体法是应用沿球半径方向一维稳态导热的基本原理测定颗粒状及纤维状材料导热系数的实验方法。设有一空心球壳，中心电加热器给热功率为Q，若球壳内、外表面的温度各为t1和t2，并维持不变，对应内、外半径分别为r1、r2，假定球壳材料的导热系数不随温度变化，忽略球壳的散热损失。试求：（1）推导球壳稳定导热速率的计算方程，给出相应的推动力和热阻形式；（2）推算球壳材料导热系数的计算公式；（3）推算球壳内距离中心任意r处温度分布规律方程。5/5四、可利用如图所示的简单装置测定液体蒸汽的扩散系数。T字型玻璃管直立，底端封死，内盛液体甲苯，液面距上端管口为z1，上部水平，管内有空气流动。经过时间θ小时后，管内液面降至距离管口z2处。管内液体温度保持恒定，其密度为ρL，大气压为P，甲苯的蒸汽压为ps。实际测定过程中，只要空气流动达到一定程度，空气中所夹带的甲苯蒸汽量可近似为零，又因为直立管保持温度不变，无空气对流，甲苯蒸汽通过一层静止的空气扩散，而空气不溶于甲苯，因此是单向扩散，其扩散速率可用以下公式进行计算：若直管的横截面积为S，甲苯的摩尔质量为M，试推算甲苯蒸汽在空气中的扩散系数D。五、某精馏塔包含塔釜共有4块理论板（塔顶为第1块理论板，塔釜为第4块理论板），原料中含易挥发组分摩尔分数Fx为0.5的双组分溶液，预热至泡点，连续加入第3块理论板上，塔顶设全凝器，泡点回流。已知操作压力下，物系的相对挥发度为4.0，采用回流比R为3，塔顶产品的采出率FD/为0.45。试分析：在上述操作条件下，塔顶产品中易挥发组分的摩尔分数能否达到0.95的要求？21AABmAPPPPRTDN