化工原理题四及答案.docx
化工原理题四及答案一、选择填空（15分,每题1分，每题只能选一个答案）.在完全湍流区，流体流动摩擦系数与 有关。A.液体粘度 B,管壁相对粗糙度 C.雷诺准数D.雷诺准数和管壁相对粗糙度1 .孔板流量计的孔流系数与 有关。A.雷诺准数B.取压法 C.圆孔与管道面积比D.以上三项.离心泵安装在特定管路系统中工作，实际工作压头和流量与 有关。A.离心泵本身的性能B.管路的特性C.离心泵本身的性能和管路的特性D.操作条件.球形或近球形颗粒比同体积非球形颗粒的沉降速度 oA.慢 B.快 C.相等 D,难以判断2 .在流化床操作范围内，床层压强降 oA.气速增大压强降增大B,气速减小压强降减小C.气速改变压强降不变D.难以判断.当冷热流体的进出口温度相同，且当换热器的传热量及总传热系数一定时，逆 流与并流相比，。A.逆流传热平均温差较大B.逆流所需换热面积较小C.逆流可节省加热介质或冷却介质用量D.以上三项6 .液体沸腾过程中，阶段对流传热系数最大。A.自然对流 B.泡核沸腾 C.膜状沸腾 D.泡核和膜状 沸腾 8.并流加料法蒸发中，后效蒸发室的压强 前效。A.小于 B.大于 C.等于 D.小于或等于.在精福塔顶安装分凝器，分凝器的作用是 oA.完全冷凝蒸气B.冷凝蒸气和冷却液体C.冷却液体 D.相当i块理论板9 .对难溶气体，传质过程的阻力 OA.主要集中在气膜B.主要集中在液膜C.集中在气膜和液膜D.气膜阻力和液膜阻力相等.在气、液进出口组成及溶质吸收率的条件下，脱吸因数(S)减小，传质单 元数 oA.减小 B.不变 C.增大 D.难以确定.气体通过塔板时需克服的阻力是。A.干板阻力B.板上充气液层的静压强C.液体的外表张力 D.以上三项.塔板压降增大，蒸馀釜压强 oA.增大 B.减小 C.不变 D.随板上液层厚度增加而减小.物系一定时，负荷性能图中各条线的相对位置变化正确的选项是 oA.加大板间距液泛线下移B.增大塔径液泛线下移C.增加降液管截面积液相负荷上限线左移 D,减少塔板开孔率漏液线下 移10 .对水蒸汽一空气系统，假设为不饱和空气，那么干球温度t、湿球温度t“、露点 t d之间的关系为A. t>tw=td B. t=tw=td C. t>tw<tdD.二、填空(20分，每空1分).流体流动的摩擦阻力主要集中在。1 .平衡孔的作用是 o.假设离心泵的安装高度过高，应采取 和 o2 .降尘室的生产能力与其 和 有关。3 .当过滤介质阻力可忽略时，虚拟滤液体积,虚拟过滤时间 o.强化对流传热的主要途径是 o4 .同一温度下，物体的吸收率和 在数值上相等。5 .提高蒸发器生产强度的主要途径是 o.间歇精储只有 段，假设回流比不变，那么塔顶产品组成 o6 .对同一种进料组成、热状态和回流比，假设要得到相同的微出液组成及回收率， 直接蒸气加热所需理论塔板数间接蒸气加热。7 .吸收过程的传质阻力越大，填料层的有效外表积越小，每个传质单元数相当 的填料层高度 O.造成漏液的主要原因是 和 o8 .塔板上气液两相优良的工作状态是 o.非结合水的蒸气压 同温下纯水的蒸气压。9 .恒速干燥阶段汽化的水分为 水分。三、简答（23分）.某液体分别在此题附图所示的三根管道中稳定流过，各管绝对 粗糙度及 管径相同，上游截面1 1的压强、流速也相等。问（1 ）在三种情况中，下游 截面2 2的流速是否相等？（ 2）在三种情况中，下游截面2 - 2的压强是否 相等？如果不等，指出哪种情况的数值最大，指出哪种情况的数值最小？分别说 明原因（8分）。.假设泵的允许安装高度较低，为防止气蚀应采取哪些措施使泵正常工作？怎样调节泵的工作点？ （7分）.己知湿空气的湿度和相对湿度，简述如何在II-1图上确定:空气的状态点；湿球温度；露点。并在（；）附图上定性画出。（8分）（ioo%四、计算（42分）,.有垂直管道，内径由d尸300mm渐缩至d2=150min。水 ° :自下而上流动。测得水在粗管和细管内的静压强分别为0. 2Mpa和0. 16Mpa （表压）。测压点间的垂直距离为1.5m。如两测压点间摩擦阻力不计。求细管内水的流速。水的流量为多少nr7h? （10分）.在一管壳式换热器中，要求用初温为30的原油来冷却重油，使重油从180 冷却到120o重油的流量为10000Kg/h,比热为2177J/ （kg. ）o原油流量 为14000kg/h,比热为1926J/（kg. ）o假如换热时的总传热系数K为116.为/（mVC）o求：原油的出口温度为多少？逆流时所需换热器的换热面积为多 少？ （12分）.设计用水吸收丙酮的填料塔，进塔气的流量为70mol （惰性空气）/h,其中丙酮 的组成%为0.02,用清水吸收，要求吸收率为90%操作条件下丙酮在两相间的平 衡关系为Y=l. 18X。取液气比为最小液气比的L 4倍，气相总体积吸收系数降为 2. 2X10 2kmol/ （s*m2）,塔截面积为 0. 92而。求出口液浓度;传质单元高度;传质单元数;填料层高度。（13分）.一精储塔使用全凝器进行冷凝，塔顶产品组成为0.97（摩尔分率），回流比 为2,常压操作,体系的相对挥发度为2. 4。求：第一层塔板下降液体组成； 第二层塔板上升气相组成。（7分）试题四答案一、 选择填空（共15分，每题1分，每题只选一个答案）B； 2.D；3.C；4.B；5.C；6.D；7.B；8.B；9.D；10.B；11 .A； 12.D；13.A； 14.D；15.D。二、填空（22分，每空1分）12 .层流内层13 减少轴向推力14 降低安装高度，降低管路阻力15 沉降速度，底面积16 （）, 017 提高流速18 黑度19 多效蒸发20 精福段，不断减小21 .小于22 .越大23 .气量过小，单板压降过低24 .泡沫喷射状态25 .等于.自由三、简答题（23分）1 .答：根据连续性方程可知，下游截面的流速均相等。在1-1面和2-2面之间列伯努利方程，对于图（a）得乙二p d 2对于图（b）得£二，=（心4 + 4）!pa 2对于图（c）得&二徨=（九4 +?4+228,所以图（a）的压力最大，图 pd 2（c）的压力最小。2 .答：尽可能减少吸入管的压头损失，可选择较大的吸入管径，减小管件和阀门、管子长度等；将离心泵安装在贮槽液面以下。第一，靠阀门调节；第二，靠改变叶轮直径和转速调节。3 .做t=t的干球温度线，再做t=td的干球温度 线，与6 = 1()()%的湿度线相交于点B,过点B 做H轴的垂 线与t=t的干球温度线相交于点 A,即A点为状态点。过点A做等焰线I线，与6 = 100%的湿度 线相交于一点，过此点做 = 100%的湿度线的 切线，与t轴的交点所对应的温度即为湿球温度tw.过点A做H轴的垂线与H轴 的交点对应的H值即为湿度。四、计算题1.以1-1和2-2为截面，以1-1为基面列方程7 P M|27 P2 U2 L.zl8+- + - = z28 + - + - + ht.Z, =0;Z? =1.5?;/ =0；6 =2xio5p«；p2 =1.6xK)5P«代入方程式得2x10)10002x10)1000+ - = 1.5x9.8 +21.6xlQ51000u22 =； +50.6(1)由连续性方程得% ,d： =u2 - J,2u. = > x 0.25IL(2)两式联立求解得2=7.3m/s。水的流量为V = 7 的 4=2 x7.3 = 0.128/ /s2.乙=30号 qh = 10()()()A:g/ /?; Cph = 2177J /C; A： = 116.31V / w2 - t?qc = 14000Zg/?;C“ = 1926J/kg 七汀】=180口4=12017qnCp&i T2) = qcCpc(t2 -)+ 30 = 78.4"。+ 30 = 78.4"。10000x2177x(180-120)14000x1926qCphQ -丁2)= KjSNmAtm =Atm =区2）-（"）(180-78.4)-(120-30)180-78.4in120-30二9必s_nCph(T_ 10000/3600x2177x(180-120)KAt,n_0.64x22s_nCph(T_ 10000/3600x2177x(180-120)KAt,n_0.64x22=32.5m23. y/=0.02,。=90%, X2=0.y= 1.18x, v=0.015kmol/s, V=70kmol/h, y2=yi( 1 -<t) )=0.02 X 0.1 =0.002,vtz=2 X 10 2kmol/(s m2),X2=0.92m2=.一%=臂2 = L062X r002in-1.18() = 1.4(), = 1.4x1.062 = 1.487由叭y -%)=-当)得(2)(2)HOG =V(y-%)二L1.6= 0.0112570/3600A>C 2.2x10 2 x0.920.96/zzmV 1.18S = 0.74L 1.6NOG = ln(l-S) » "/ + S -Sy2 -nix2=一!一in(l-0.74) 1-0.74= 4.64=一!一in(l-0.74) 1-0.74= 4.640.020.002+ 0.74(4)Z = HOG - NOG = 0.96 x 4.64 = 4.45m4、：%d=0.97, R=2, a=2.4但,尸0.97_ 得X =912Z= 0941 + (。-1居'1 y, +a(-y) 0.97 + 2x0.03精镭段操作线方程)'=)'=x。R + l乃=0.67x1 +0.32 = 0.95
