南京理工大学化工原理试卷(5套).doc

《南京理工大学化工原理试卷(5套).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《南京理工大学化工原理试卷(5套).doc（20页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除化工原理（上）试卷一 一. 填空题（每空1分，共20分）1. 用管子从高位槽放水，当管径增大一倍，则水的流量为原流量的_倍。（假定槽内高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变）2. 在管道任意截面液体质点的速度沿管径而变，管壁处的速度为_，管中心速度_。3. 在流动系统中，若截面上液体压强、密度、流速等仅随_改变，不随_改变，称为稳定流动。4. 离心泵启动步骤为_；常用_调节流量；往复泵常用_调节流量。5. 用离心泵向锅炉供水，若锅炉中的压力突然升高，则泵提供的流量_，扬程_。6. 牛顿冷却定律的表达式为_，给热系数（或对流传热系数）的单位是_ _。

2、7. 在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气,此时传热管的壁温接近_流体的温度，总传热系数K接近_流体的对流传热系数。8. 若降尘室的高度增加，则沉降时间 ，生产能力 。9. 当微粒在介质中作自由沉降时，若颗粒沉降的Rep相同，球形度越大的微粒，介质阻力系数越_ 。球形颗粒的球形度为_ 。10. 工业上常用过滤方式有 和滤饼过滤；悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是_。二. 简答题 (每题5分，共20分)1. 简述流体阻力实验测Re曲线的基本方法和原理。2. 何谓离心泵的“气蚀”现象，对泵的操作有何危害?应如何防止?3. 为什么工业上气体的除尘(在沉降室进行, Rep2)常放在冷却后进行?而在悬浮

3、液的过滤分离中，滤浆却不宜在冷却后才进行过滤？4. 在热传导中，管外绝热层材料包的越厚，热损失就越少，对否?为什么?三. 计算题（共60分）1.（20分）如本题附图所示，槽内水位维持不变。槽底部与内径为100mm钢管相连，管路上装有一个闸阀，阀前离管路入口端15m处安有一个指示液为汞的U型管压差计，测压点B与管路出口端之间距离为20m。（1）当闸阀关闭时测得R600mm，h1500mm；当闸阀部 计算题1附图分开启时， 测得R400mm，h1400mm，管路摩擦系数取0.02，问每小时从管中流出水量为多少。（2）当阀全开时（取闸阀全开局部阻力l/d15，管路摩擦系数0.018），测压点B处的静

4、压强为多少？（表压）2.（10分）用离心泵经573.5mm的钢管, 将敞口贮槽内的有机溶剂(密度为800kg/m3, 粘度为2010-3 Pas)输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高度保持16m，见附图。已知钢管总长度(包括局部阻力当量长度) 为25m，反应器内的压力恒定为4 kgf/cm2(表压) ,有机溶液输送量为6 m3/h，试确定泵提供的压头。16m计算题2附图3.（10分）用降尘室精制含尘气，尘粒的最小粒径10m，密度为1400 kg/m3，气体温度为25，此温度下m=0.01810-3Pas，密度为1.2 kg/m3，含尘气接近常温，处理量为2m3/s，气体进入降尘室保

5、持流速0.2m/s，若降尘室宽2.5m，长5m，计算降尘室的总高度、层数及每层高度？4.（20分）一单壳程单管程列管换热器, 由多根252.5mm 的钢管组成管束,管程走某有机溶液,流速为0.5 ms-1，流量为每小时15吨，比热为1.76kJkg-1K-1,密度为858 kgm-3，温度由20加热至50。壳程为130的饱和水蒸汽冷凝。管程、壳程的对流传热系数分别为700 Wm-2K-1和10000Wm-2K-1。钢导热系数为45 Wm-1K-1, 求: (1)总传热系数；(2)管子根数及管长。化工原理（上）试卷二一. 填空题（共20分，每空1分）1. 边界层的定义是 。边界层按其中的流型可分

6、为 和 。2. 流体机械能衡算式如衡算基准以J/kg表示, 则该方程可表示为 ， 若用N/m2(Nm/m3)表示则可表示为 。（无外加机械能）3. 毕托管用于测量管道中流体的_，而孔板流量计则用于测量管道中流体的_。4. 离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：Q = 0.05m3/s时，H= 20m ；管路特性为Qe= 0.05m3/s时，He = 18m ，则在该流量下，消耗在调节阀门上的扬程值为 m。5. 两厚度相同但导热系数不同的双层平壁稳定热传导过程，已知两层温度差t1t2，则通过两层传热量 。6. 对于通风机，习惯上将压头表示成 ，其国际制单位为 ，所以风机的压头称为 。7. 在滤

7、饼过滤中真正有效的过滤介质是 ，深层过滤中固体颗粒沉积于 。8. 压强有绝对压强、表压强和真空度三种表示方式，其中绝对压强是以基准测得的压强，表压或真空度则是以 为基准测得的压强。9. 板框过滤机过滤面积为0.3m2，在表压150 kPa恒压下过滤某种悬浮液。5h后得滤液100m3，过滤介质阻力可忽略。如过滤面积加倍其它情况不变可得滤液 ；若过滤5h后再用8m3与滤液性质相近的水洗涤滤饼，需洗涤时间 ；当表压加倍，滤饼压缩指数为0.4时，5h后得滤液 。10. 用常压水蒸气冷凝来加热空气，空气平均温度为20，则壁温约为_。二. 问答题（每题5分，共20分）1. 如图，有一敞口高位槽，由管线与密

8、闭的低位水槽相连接，在什么条件下，水由高位槽向低位槽流动？为什么？问答题1附图2. 什么是汽蚀现象？汽蚀现象对泵有那些危害？3. 用一板框压滤机恒压过滤某悬浮液,若滤浆的固含量降低(假设比阻不变),则滤饼充满滤框所需时间将如何变化（滤饼阻力可以忽略）? 试分析之。4. 传热过程中冷热流体有几种接触方式？分别举一实习见过的或你熟悉的换热设备。三. 计算题 （60分）1.（10分）水在下图管道中流动，dA=50mm，dB=100mm，从A流向B的扩大阻力为1uA2/2，从B流向A的缩小阻力为2 uA2/2，可取1=0.56，2=0.42。压差计指示液为汞。当水由A流向B，已知R1=0.055m，求

9、水流量。若维持此水流量不变，水由B流向A，则R2等于多少？计算题1附图2.（20分）如图的输水系统。已知管内径d=50mm,在阀门全开时输送系统的(L+Le)=50m，摩擦系数可取=0.03, 泵的特性曲线在流量为6m3/h至15m3/h范围内可用下式描述：H=18.92-0.82Q 0.8，此处H为泵的扬程m，Q为泵的流量（m3/h），问：如要求流量为10m3/h，单位质量的水所需外加功为多少?单位重量的水所需外加功为多少?此泵能否完成任务? 如要求输送量减至8m3/h(通过关小阀门来达到)，泵的轴功率减少百分之几?(设泵的效率变化忽略不计)计算题2附图3.（10分）在底面积A = 40m2

10、的除尘室内回收含尘气体中的球形固体颗粒。含尘气体流量为3600m3/h(操作条件下体积)，气体密度=1.06kg/m3，黏度=0.02cP，尘粒密度s= 3000kg/m3。试计算理论上能完全除去的最小颗粒直径。4.（20分） 100的水蒸气在管壳式换热器的管外冷凝，冷凝潜热为2258.4kJ/kg ，总传热系数为2039W/(m2)，传热面积为12.75m2，15的冷却水以2.25105kg/h 的流量流进管内，水的比热为4.187kJ/(kgoC)，求冷水的出口温度和水蒸气冷凝量。化工原理（上）试卷三一. 填空题（19分）1. 流体在等径管中作稳定流动，流体流动时产生阻力的根本原因是_，流

11、体的流速沿管长 _。2. 流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的_ 倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的_倍。 3. 水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，水的流量将_，摩擦系数_，管道总阻力损失_。4. 若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头 ，流量 ，效率 ，轴功率 。5. 某有机溶液在长为L、直径为F10810mm的钢管中强制湍流，其a=310W/(m2K)，若体积流量不变，改用F15210mm的钢管代替原钢管，流动仍为湍流(两种情况下L / d均大于60)，此时a= W/(m2K)。6. 在列管式

12、换热器中，用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温接近_流体的温度，总传热系数K接近_流体的对流给热系数。7. 厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知 b1b2b3，导热系数123。在稳定传热过程中，各层的热阻R1_R2_R3，各层导热速率Q1_Q2_Q3。8. 某板框压滤机的框的尺寸为：长宽厚=81081025 mm，若该机有10块框，其过滤面积约为_m2。 9. 为了提高降尘室的生产能力，可采取 措施。10. 一降尘室长8m，中间装有14块隔板，板间距为0.1m。最小颗粒沉降速度为0.02 mm/s，欲将最小直径的颗粒全部沉降下来，则含尘气体的最大流速不能超过 m/s。二. 选择题

13、（16分）1. 图中所表示R值的大小反映_。 A. A、B两截面间压差值 B. AB截面间流动阻力损失 C. A、B两截面间动压头变化 D. 突然扩大或突然缩小流动损失选择题1附图2. 流体在管内流动时，层流底层的厚度随流速的增加而（ ）。 A. 变小 B. 变大 C. 不变3. 水在一等径的垂直管内作稳定连续流动,其流速（ ）。 A. 会越流越快 B. 会越流越慢 C. 不变4. 离心泵常用（ ）调节流量，往复泵常用（ ）调节流量。 A. 出口阀 B. 进口阀 C. 旁路阀5. 工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（ ）。 A. 增加热阻，减少热量损失； B. 节约钢材、增强美观； C

14、. 增加传热面积，提高传热效果6. 对一台正在工作的列管式换热器，已知1116 Wm-2K-1，211600 Wm-2K-1，要提高总传热系数K，最简单有效的途径是（ ）。 A. 设法增大1； B. 设法增大2； C. 同时增大1和27. 旋风分离器的分离因数愈大，表明它的分离能力愈（ ）。 A. 差； B. 强； C. 低三. 问答题（10分）1. 为什么工业上气体的除尘（在沉降室中进行，Ret、=、符号顺序排列如下 。8. 吸收操作时，塔内任一横截面上，溶质在气相中的实际分压总是_与其接触的液相平衡分压，所以吸收操作线总是位于平衡线的_。反之，如果操作线位于平衡线_，则应进行脱吸过程。9.

15、 在气-液相平衡的t-x-y图中，沸点与液相组成的关系曲线，称为_，沸点与气相组成的曲线，称为_10. 相对湿度值可以反映湿空气吸收水汽能力的大小，当值大时，表示该湿空气的吸收水汽的能力_；当=0时，表示该空气为_。二选择题（每题2分，共16分）1. 吸收中，温度不变，压力增大，可使相平衡常数_（增大， 减小，不变），传质推动力_ (增大，减小，不变)。 A. 增大、增大；B. 增大、减小；C. 减小、增大。2. 蒸馏的传质过程是（ ）A. 气相到液相传质；B. 液相到汽相传质；C. 分-液和液-分同时存在3. 某塔的精馏段操作线方程为y=0.75x+0.225, 则馏出液组成为（ ）。 A.

16、 0.86； B. 0.90； C. 0.954. 气体的亨利系数E值越大，表明气体（ ）。A. 越易溶解；B. 越难溶解； C. 溶解度适中5. 干燥是（ ）过程。A. 传质； B. 传热； C. 传热和传质。6. 某精馏塔操作时，F、xF、q、D保持不变，增加回流比R，则此时_正确。A. xD增加、xW增加、V增加；B. xD增加、xW减少、V增加；C. xD减少、xW增加、V减少。7. 实验室用水吸收空气中的CO2属于液膜控制，其气膜中的浓度梯度_液膜中的深度梯度；气膜阻力_液膜阻力。A. 大于、小于；B. 小于、大于；C. 小于、小于。8. 饱和空气在恒压下冷却，温度由t1降至t2，其

17、相对湿度_，绝对湿度_，露点_，湿球温度_。A. 增加、减小、不变、下降； B. 不变、减小、减小、下降；C. 不变、增加、减小、增加。三问答题（共19分）1. (5分)操作过程中，回流比变化对产品纯度有什么影响？2. (4分)物料中的非结合水分是指哪些水分？在干燥过程中能否除去？3. (5分)精馏过程有几种进料热状况？每种进料热状况的q值或其范围为多少？4. (5分) 设在0.1MPa，20下稀氨水的相平衡方程为y*=0.94x，今使含氨0.1摩尔分率的混合气体和x=0.05氨水接触，试判别吸收过程的方向。四计算题（每题16分，共48分）1用一连续精馏塔分离含苯40%（摩尔分数）的苯-甲苯二

18、元混合液，要求馏处液中含苯90%，残液含苯 1%。（以100kmol/h为基准），试求：(1)馏出液和残液各多少（kmol/h）？(2)现用饱和液体进料，塔底每小时汽化量估计为132kmol/h,问操作回流比R为多少？ 2现有空气和氨的混合气体，在直径为0.8m的填料吸收塔中用清水吸收其中的氨。已知送入的空气量为47.93kmol/h，混合气体中氨的分压为1.33kPa，经过吸收后混合气中有99.5%的氨被吸收下来。操作温度为20，压力为101.325kPa。在操作条件下，平衡关系为Y*=0.75X。若吸收剂（水）用量为52kmol/h。已知氨的气相总体积吸收系数KYa=314kmol/(m3

19、h)。试求所需填料层高度。3现有一台干燥器，处理湿物料量为80kg/h。要求物料干燥后含水量由30%减至4%（湿基）。干燥介质为空气，初温15，相对湿度为50%，经预热器加热至120进入干燥器，出干燥器时降温至45，相对湿度为80%。求水分蒸发量W；空气消耗量L；单位空气消耗量l。（空气在t1=15，1=50%时的湿度为H1=0.005kg水/kg干空气；在t2=45，2=80%时的湿度为H2=0.052kg水/kg干空气）化工原理（下）试卷二一填空题（每空1分，共20分） 1精馏分离依据是 的差异。要使混合物中的组分得到完全分离，必须进行多次 。 2筛板上的气液接触状态有 、 、 ，工业上常

20、用的是 。 3板式塔中塔板上溢流堰的作用主要是 。 4难溶气体属 控制，主要传质阻力集中于 侧。 5享利系数E，对易溶气体来说E值 ，难溶气体E值 。 6填料塔是连续接触式气液传质设备，塔内 为分散相， 为连续相。 7在一定空气状态下干燥某物料，能用干燥方法除去的水分为 ，不能用干燥方法除去的水分为 。 8将不饱和湿空气等压降温，气体的湿度H ，相对湿度 。 9恒速干燥与降速干燥阶段的分界点，称为 ，其对应的物料含水量称为 10常压下，空气中水汽分压为20mmHg时，其湿度H= 。二简答题 (每题5分，共20分) 1精馏操作中回流的作用是什么？ 2双膜论的基本论点是什么？ 3当解吸因数时，如何

21、求传质单元数? 4测定干燥速率曲线必须在恒定条件下进行，恒定条件是什么？三计算题 (共60分)1.（13分）在常压连续精馏塔内分离某理想二元混合物，泡点进料，进料量100kmol/h，其组成为 0.4（易挥发组分的摩尔分率，下同）；馏出液流量为40 kmol/h，其组成为 0.95；采用回流比为最小回流比的1.6倍；每层塔板的液相默费里单板效率为0.5；在本题范围内气液平衡方程y=0.6x+0.35；测得进入该塔某层塔板的液相组成为0.35。试计算：（1）精馏段操作线方程；（2）离开该层塔板的液相组成。2. （12分）在连续精馏塔内分离某理想二元混合物，原料流量为100kmol/h，其组成为

22、0.3（易挥发组分的摩尔分率），其精馏段和提馏段操作线方程分别为：y=0.714x+0.257，y=1.686x-0.0343。试求：（1）塔顶馏出液流量和精馏段下降液体流量（kmol/h）；（2）进料热状态参数q。3.（25分） 在逆流操作的填料塔内，用清水吸收焦炉气中的氨，氨的浓度为8g/标准m3,混合气体处理量为4500标准m3/h。氨的回收率为95%，吸收剂用量为最小用量的1.5倍。空塔气速为1.2m/s。气相总体积吸收系数KYa为0.06kmol/(m3s),且KYa正比于V0.7(V惰性气体摩尔流量)。操作压强为101.325kPa、温度为30，在操作条件下平衡关系Y1.2X，试求

23、：（1）用水量（kg/h）；（2）塔径和填料层高度（m）；（3）若混合气处理量增加25%，要求回收率不变，分析说明应采取何措施。假设空塔气速仍为适宜气速。）4.（10分）在流化床干燥器中干燥颗粒状物料。湿物料处理量为500kg，干基含水量分别为0.25kg/kg绝干料及0.04kg/kg绝干料，已测得干燥速率曲线如下图所示，干燥面积为88m2。试求干燥时间。计算题4附图化工原理（下）册试卷三一 填空题（每空1分，共22分）1. 间歇精馏操作中，若欲保持馏出液组成不变，必须不断_，若保持回流比不变，则馏出液组成_。2. 某二元物系的相对挥发度=3,在具有理论塔板的精馏塔内作全回流精馏操作,已知y

24、1=0.4,则y2=_(由塔顶往下数)；全回流操作通常用于_时。3. 在填料塔中用清水逆流吸收混合气中CO2，当水泵发生故障使水量减少时，气相总传质单元数NOG将_。4. 对易溶气体吸收，欲提高其总传质系数，主要可采取的措施是_，理由是_。5. 在填料吸收塔的计算中,表示设备效能高低的一个量是_，而表示传质任务难易程度的一个量是_ 。6. 在设计连续操作的精馏塔时，如保持xF、D/F、xD、R一定，进料热状态、空塔气速也一定，则增大进料量将使塔径_，所需的理论板数_。7. 在101.3kPa下，不饱和湿空气的温度为295K、相对湿度为69%，当加热到303K时，该空气下列参数将如何变化？（只填

25、变化的趋势，不填变化的具体数值） 相对湿度_，湿球温度_，露点_，焓_。8. 恒定的干燥条件是指空气的_、_、_以及_都不变。9. 湿球温度是_量空气与_量水在_条件下充分接触水所达到的平衡温度。二 问答题（每题5分，共25分）1. 有一填料吸收塔，逆流操作，气体由塔底进入，吸收剂从塔顶淋下，该过程的平衡线与操作线如图1，试将下列有关参数表示在图上。 (1) 塔顶、塔底气液组成; (2) 作出最小液气比时的操作线; (3) 理论上塔底可获得的出塔液体最大浓度。问答题1附图2. 精馏塔在一定条件下操作时，若将加料口从原适宜位置向上移动两层塔板，此时塔顶和塔底产品组成将有何变化？为什么？3. 试定性分析，当某精馏塔的实际回流比小于最小回流比时（即R Rmin），而保持其它操作条件不变（F、xF、q、D），则该塔能否操作，将出现什么现象？4. 湿空气在进入干燥器前常需进行预热，这样做有什么好处？5. 用湿空气干燥某湿物料,该物料中含水量为50%(干基),已知其临界含水量为120%(干基)。有人建议提高空气温度来加速干燥,你认为他的建议是否可取?为什么?三 计算题 （共53分） 1.（20分）某精馏塔在常压下分离