2011级《化工原理》试题答案(共6页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上2011级化工原理试题答案一、 填空题（共20分）1 化工原理课程的研究对象是单元操作。它们都是_物理_操作。2 水深10m处的表压为_98.07_kPa。(水=1000 kg/m3)。3 流体1、2为质量流量相同的两流体，分别流经相同长度相同内径的水平直管。已知两流体的密度1=22，粘度1=22，则Re1= 1/2 Re2;若两流体的流动状态皆为层流，则压力降Pf1= 1 Pf2。 4 离心泵启动前灌泵是为了防止_气缚_现象发生，而限制离心泵的安装高度是为了防止_气蚀_现象的发生。5 某板框过滤机进行恒压过滤，已知过滤常数K=4.4210-3m2/s，介质阻力忽略不

2、计，过滤面积为10m2，则每平方米过滤面积上得到1.5 m3滤液需时间_509_s，过滤完以3 m3水进行置换洗涤，洗涤时间为_203.6_s。6 某降尘室高和宽均为2m，含尘气体气流速度为2m/s，某一粒径颗粒的沉降速度为0.8m/s，为保证该种颗粒完全沉降下来，则降尘室的长至少应为_5_m，该降尘室的生产能力为_8_m3/s。7 在管壳式换热器中用饱和蒸气加热空气，则传热管的壁温接近_饱和蒸气的温度，换热器总传热系数K接近_空气_的对流传热系数。8 对流传热阻力主要集中在冷热流体两侧的_滞流层_中，所以_增大流速_可加强传热。9 在单效蒸发中，每小时将2000kg的某种水溶液从10%连续浓

3、缩到30%，水分的蒸发量为_1333.3_kg/h。10 单向扩散和双向扩散分别是针对_吸收_模型和_精馏_模型的。11 吸收是利用混合气体中各组分_溶解度_的差异对其进行分离的，而蒸馏是利用各组分_挥发度_的不同来分离均相液体混合物的。12 在吸收操作中，若cG*cLcicL，则该过程为_液膜控制_过程，被吸收气体为_难溶气体_。13 精馏塔可分为_精馏段_和_提馏段_两段。精馏塔从塔底到塔顶易挥发组分含量逐渐_增加_，温度逐渐_降低_。14 板式塔不正常的操作现象有_液泛_、_严重液沫夹带_和严重漏液等。在填料塔的P（压力降）/u（空塔气速）曲线图上，有_载液点_和_液泛点_两个折点。15

4、 对湿空气预热时，其_湿度_不变，而_相对湿度_下降，因而干燥能力加强。二、 选择填空题（每空1分，共10分）（ D ）1滞流内层越薄，则以下结论正确的是A 近壁面处速度梯度越小 B 流体湍动程度越低C 流动阻力越小 D 流动阻力越大（ A）2在一水平变径管路中，在小管截面A和大管截面B间连接一U型压差计。当流体流过该管段时，压差计读数R值反应A A、B两截面间的压强差 B A、B两截面间的流动阻力C A、B两截面间的动压头变化 D 突然扩大、缩小局部阻力（ B ）3离心泵的效率随流量的变化情况是A Q增大，增大 B Q增大，先增大后减小C Q增大，减小 D Q增大，先减小后增大 （ D ）4

5、在重力场中，与颗粒的自由沉降速度无关的因素为A 粒子几何形状 B 粒子几何尺寸C 粒子及流体密度 D 流体的流速 （ D ）5在蒸气冷凝传热中，不凝气体的存在对对流传热系数的影响是A. 会使其升高 B. 不确定 C. 对其无影响 D. 会使其大大降低 （ C ）6两组分物系的相对挥发度越小，则表示分离该物系A. 完全 B. 容易C. 困难 D. 不完全（ D ）7在精馏塔的图解计算中，若进料热状况q变化，将使A平衡线发生变化 B. 平衡线和q线变化C. 平衡线和操作线变化 D. 操作线与q线变化（ A ）8吸收过程中，若减少吸收剂用量，将使吸收推动力A 变小 B. 不变C. 变大 D. 不能确

6、定（ C ）9下列几种塔相比较，操作弹性最大的是A 筛板塔 B. 浮阀塔C. 泡罩塔 D. 舌片板塔（ B ）10当空气的相对湿度=60%时，则其三个温度t（干球温度）、tw（湿球温度）、td（露点）之间的关系为A. t= tw = td B. ttw tdC. t tw tw = td三、 计算题（共70分）1（15分）有一输液系统欲将地下储槽中密度为1200 Kg/m3的料液送至一高位反应器。已知反应器进口比储槽液面高10m，料液粘度1.0cp，输送量为33.24吨/小时，反应器内真空度为200mmHg，储槽通大气，且储槽液面恒定。管路均为763mm的钢管，直管长20m，摩擦因数=0.02

7、。管路中各个管件阀门的局部阻力系数之和=12.65, 进口=0.5，出口=1.0，泵的效率为80%。(1)试求泵所需要的功率；（2）核算3B19B泵是否合用；(3B19B泵性能参数如下：流量Q=34.2m3/h，扬程H=12m，允许吸上真空度Hs=5.0m)（3）如果该泵合用，估计最大安装高度是多高？ 解：（1）选液面与反应器进口外侧为1-1，2-2截面，且以1-1为基准面列柏努利方程：gz+u1/2+p1/+we= gz+u1/2+p1/+wf 其中z1=0 u1=u2=0 p1=0 p2=-26658pa u=vs/a=2m/s wf=(/d+) = (0.0220/0.07+12.65+

8、1.5) =39.73J/kg we=115.58J/kg ms=9.23kg/s ne= ms we /=1.333kw (2) vs=33.241000/1200=27.7m3/h34.2m3/h he=115.58/9.807=11.78m104 0.6pr=0.750 =0.023(/d)(Re)0.8(Pr)0.4=90.22w/(m2.0C) （2） 得K=71.66 （3）热负荷Q1=vms冷cp冷（t2-t1）=144.44KW tm= =48.44 传热速率Q=KAtm=163.49Kw A=ndl=47.1m2 QQ1 所以能满足要求 3.(15分)一逆流操作的吸收塔中，用

9、清水吸收空气中的少量NH3气。混合气体流量为0.025kmol/（sm2 ）,入塔气含NH3 2，出塔气含NH3 0.1(均为摩尔分率)，操作压力为1atm，温度为293K。在操作范围内，氨水系统的平衡方程为y=1.2x ,气相体积总传质系数Ky0.0522 kmol/(sm3)，实际液汽比为最小液汽比的1.3倍，试求：（1）最小液汽比；（2）吸收剂用量及液体在塔底的浓度；（3）所需填料高度。（注：对此低浓度气体，可忽略摩尔分率和摩尔比的差别）解：（1）()min=1.14 （2）()=1.3()min=1.482 Gb=Gb(1-yb)=0.025(1-0.02)=0.0245kmol/m2

10、.s Ls=1.482Gb=0.0363 kmol/m2.s 由Gb(Yb-Ya)=Ls(Xb-Xa) 得Xb=0.0128 （3）HoG=0.4789m ym= 4.（15分）连续精馏塔中分离双组分理想溶液，原料液流量F为100kmol/h，组成xF为0.4（摩尔分率，下同），饱和液体进料。溜出液组成xD为0.90，釜液组成xW为0.10。物系的平均相对挥发度为2.0。塔顶用全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸气加热。回流比为最小回流比的1.5倍，试求（1）最小回流比；（2）精提馏两段的汽液相流量V、V、L和L；（3）从塔顶往下数第二层理论板下降的液相组成x2。解： （1） 泡点进料 q=1, xe

11、=xF=0.4, (2) R=1.5Rmin=2.886 V=(R+1)D=145.7 V=V-(1-q)F=145.7 L=RD=108.2 h=L+qF=208.2 (3) 5.（10分）将1000Kg（以绝干物料计）某板状物料在恒定干燥条件下进行干燥。干燥面积A为55m2，其初始含水量X1为0.15Kg水/（Kg绝干物料），最终含水量X2为0.025Kg水/（Kg绝干物料）。查其干燥速率曲线知恒速干燥速率Uc为3.610-4Kg水/m2s，临界含水量Xc=0.125Kg水/（Kg绝干物料），平衡含水量X*=0.005Kg水/（Kg绝干物料）。试求：（1）水分蒸发量；（2）干燥时间。解：（1）W=GC（X1-X2）=1000（0.15-0.025）=125kg X1XCX2 所以分恒速，降速干燥两个阶段 （2） 专心-专注-专业