化工原理期末试题及答案

模拟试题一

1当地大气压为 745mmHg 测得一容器内的绝对压强为 350mmHg 则真空度为395 mmH?测得另一容器内的表压 强为1360 mmHg 则其绝对压强为 2105mmHg _____ 。

2、 流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为

_0 _______，临近管壁处存在层流底层，若 Re 值越大，则该层厚度 越薄

3、 离心泵开始工作之前要先灌满输送液体，目的是为了防止

气缚 现象发生；而且离心泵的安装高度也不能 够太高，目的是避免 汽蚀 现象发生。 4 、离心泵的气蚀余量越小，则其抗气蚀性能

越强 。 5、 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数

K 接近于 空气 侧的对流传热系数，而壁温接近于

饱和水蒸汽 侧流体的温度值。 6、 热传导的基本定律是 傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K 的数值接近于热阻 大 （大、小）一侧的：?值。 间壁换热器管壁温度t w 接近于：.值 大 （大、小）一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的 导热系数愈小，则该壁面的热阻愈 大 （大、小），其两侧的温差愈 大

（大、小）。 7、 Z= （V/K v a. Q ） .（y 1 -丫

2）/ △ Y m 式中：△ Y m 称 气相传质平均推动力 ，单位是kmol 吸收质/kmol 惰气;（Y i —

Y 2） / △ Y m 称 气相总传质单元数。

8、 吸收总推动力用气相浓度差表示时，应等于

气相主体摩尔浓度 和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之 差。

9、 按照溶液在加热室中运动的情况，可将蒸发器分为循环型和非循环型两大类。

10、 蒸发过程中引起温度差损失的原因有：溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。

11、工业上精馏装置，由精馏^_塔、冷凝器、再沸器等构成。

12、分配系数k A 是指y A /X A ，其值愈大，萃取效果

量传递相结合的过程。

1、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，则各截面上的（

6、某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气（空气在管内作湍流流动）13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中

溶解度的差异 而达到混合液中组分分离的操作。 14、在实际的干燥操作中，常用 干湿球温度计来测量空气的湿度。

15、对流干燥操作的必要条件是 湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分压

;干燥过程是热量传递和质 越好。 A. 速度不等 B.体积流量相等 C.

速度逐渐减小 D.质量流速相等 2、装在某设备进口处的真空表读数为 -50kPa ，出口压力表的读数为 100kPa , 此设备进出口之间的绝对压强差为

A. 50 B . 150 C . 75

D .无法确定 3、离心泵的阀门开大时，则（ B ）。A ?吸入管路的阻力损失减小 .泵出口的压力减小 C .泵入口处真空度减小 .泵工作点的扬程升高 4、下列（A ）不能实现对往复泵流量的调节。 A .调节泵出口阀的开度 ?旁路调节装置 C .改变活塞冲程 ?改变活塞往复频率

5、已知当温度为 T 时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度（ ）耐火砖的黑度。 A.大于 .等于 C .不能确定 D .小于

，使空气温度由20 C 升至80 C,

现需空气流量增加为原来的 2倍，若要保持空气进出口温度不变，

则此时的传热温差应为原来的 （A A 1.149 B 1.74 C 2 D

不定 7、当吸收质在液相中的溶解度甚大时，吸收过程主要受（

A ）控制，此时，总吸收系数 心近似等于（D ）。

A.气膜；

B. k x ；

C.气液膜同时；

D. k Y :

E.液膜；

F. K x :

9、 提高蒸发装置的真空度，一定能取得的效果为

（A ）。 A.将增大加热器的传热温差

B.将增大冷凝器的传热温差

C.将提高加热器的总传热系数

D.会降低二次蒸气流动的阻力损失 10、

在板式吸收塔操作中，当上升气体流速过小时，操作会发生（

C ）现象。

A.液泛

B. 雾沫夹带

C. 漏液

D. 淹塔 三、计算题：（50分）

表示，此处H 为泵的扬程 m Q 为泵的流量 m3/h ,管路摩擦系数可取为入=

0.025，水的密度p= 1000 Kg/m3，试 问此泵能否满足要求？（ 10分）

解：在1-1 , 2-2截面间列机械能衡算式，得：

Z1 + p1/ p g + u12/2g + He

= Z2 + p2/ p g + u22/2g + 刀 hf1-2 （ 2 分）以表压计，p1 = p2= 0, u1~ 0, u2~ 0,

2 =1.31m/s

3600 0.785 0.1562

将以上数据代入方程，并整理得： He = （Z2 — Z1） +E hf1-2 = 50+0.025 X 1000/0.156 X 1.312/（2 X 9.81） = 64.0 m （2 分）

即当Q = 90 m3/h 时，管路所需压头为 64 m 。

又当Q = 90 m3/h 时，泵所能提供得压头：

H = 124.5-0.392Q = 124.5 — 0.392 X 90= 89.2 m （2 分）

当流量Q= 90 m3/h 时，泵所能提供的压头大于管路所需要的压头，所以该泵能够满足要求。

（1 分） 3、用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体生成稀溶液 （服从亨利定律），操作压力为850[mmHg]，相平衡常数m=0.25, 已知其气膜吸收分系数 kG=1.25[kmol.m-2.h-1.atm],液膜吸收分系数 kL = 0.85[m.h-1]，试分析该气体被水吸收 时,是属于气膜控制过程还是液膜控制过程 ？（ 5分）

解：m=E/P ??? E=mP=0.25X 850/760=0.28（大气压）（1 分）

?. ?是稀溶液

? H = p /Ms.E =1000/(0.28 X 18)=198.4(kmol.m-3.atm) (1 分) ）倍。 1、由水库将水打入一敞开水池，水池水面比水库水面高

在阀门全开时，管长和各种局部阻力的当量长度的总和为 50 m ，要求的流量为 90 m3/h ，输送管内径为156 mm, 1000 m 泵的特性曲线可近似地用直线 H = 124.5-0.392Q 管路内流速:

根据1/KG =1/ k G +1/(H k L )

即 1/KG =1/1.25 + 1/（198.4 X 0.85）

/? K G ~k G =1.25 [kmol.m-2.h-1.atm]

因此，是气膜控制过程。（1分） 5、常压下拟用温度为 20C 、相对湿度为57.5 %的空气干燥某种湿物料。空气在预热器中被加热到

90C 后送入干 燥室，离开时的温度为 45C 、湿度为0.022kg 水/kg 干气。现要求每小时将

1200kg 的湿物料由含水率 3%（湿基） 干燥至0.2% （湿基），已知物料进、出口温度分别为 20C 和60C,在此温度范围内，绝干物料的比热为

3.5kJ/（kg 「C ），水的平均比热为

4.19 kJ/（kg C ）。干燥设备热损失可按预热器中加热量的

5%十算。试求：新 鲜空气用量，kg/h ;预热器的加热量 QP kW （ 8分）

解：（1）查图或计算得H 0 = 0.008kg 干/kg

L W 3364 2402.8kg 干空气/h

（2 分） H2-H 。 0.022-0.008

U^L 1 H 0 =2402.8 1 0.008 [= 2422.1kg/h

（2 分） ⑵ Q P =L h - I 。=L C H 0 t1 -t ° （2分）

= 2402.8 1.01 1.88 0.008 90 -20

二 172407.63kJ /h 二 47.89kW （2分） （2 分）

=1200 0.03 -0.002

1—0.002 =33.64 kg h

（2分） ■ 1 - ■ '2

模拟试题二

一、填空题：（每空1分，共16分）

1、流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能减小。

2、当计算流体由粗管进入细管的局部阻力损失时，公式中的流速应该用细管中的速度。

3、离心泵的主要部件包括叶轮、泵壳和导轮以及离心泵的轴封装置。

4、离心泵的工作点是管路特性曲线与离心泵特性曲线的交点。

5、由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻愈小，其两侧的温差愈

小

6、在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在滞离层内（或热边界层内） _____ ，减少热阻的最有效措施

是提高流体湍动程度。

7、在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将减少，操作线将

靠近平衡线。

8. 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高

一些，则塔的H）G将不变，N）G将增加（增加，减少,

不变）。

10、单效蒸发操作中，二次蒸发温度低于生成蒸汽温度，这是由于传热推动力和溶液沸点升高造成的。

11、为了防止发生液泛，降液管内清液层高度及停留时间应符合一定的要求。

12、在三角形坐标图上，三角形的顶点代表纯物质，三条边上的点代表二元混合物，三角形内的点代表元混合物。

13、影响分配系数k A数值的因素有物系、温度、组成。

14、恒定的干燥条件是指空气温度湿度流速均不变的干燥过程。

15、在恒速干燥阶段，湿物料表面的温度近似等于热空气的湿球温度。

1、流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用（ A ）流量计测量。

A.皮托管

B.孔板流量计

C.文丘里流量计

D.转子流量计

2、在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数入数值（B ）。

A.只取决于Re；

B. 只取决于e/d ；

C. 与e无关；

D. 只与e有关。

3、离心泵流量的调节，可以通过_D ____ 来实现。

A 调节泵出口阀的开度

B 调节转速和叶轮外缘尺寸D2 C离心泵并联或串联 D 以上均正确

4、往复泵属于_B ____ 。A动力式泵 B 容积式泵C流体作用式泵D

传热量与原来的辐射传热量相比，应该—B_。A.减小 B.

6、在蒸气一空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的—匚在工程上可行。

A.提高蒸气流速

B. 提高空气流速

C.采用过热蒸气以提高蒸气温度

D. 在蒸气一侧管壁加装翅片，增加冷凝面积

7、若享利系数E值很大，依据双膜理论，则可判断过程的吸收速率为（ B ）控制。以上均不正确

5、在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差为50 C,现因某种原因，两者的温度各升高100 C,则此时的辐射

增大 C. 不变

A. 气膜

B. 液膜

C. 双膜

D. 无法判断

8、采用多效蒸发的目的在于 （A ）。

A.提高完成液的浓度

B.提高蒸发器的生产能力

C.提高水蒸气的利用率

D.提高完成液的产量

9、 下列说法错误的是（ B ）。

A

在一个蒸发器内进行的蒸发操作不一定是单效蒸发 B.

蒸发与蒸馏相同的是整个操作过程中溶质数不变 C.

加热蒸气的饱和温度一定高于同效中二次蒸气的饱和温度 D. 蒸发操作时，单位蒸气消耗量随原料液温度的升高而减少

10、 板式塔的流体力学性能包括 ABCDE 。 13、

同一物料，如恒速阶段的干燥速率加快，则该物料的临界含水量（

C ）

A.不变

B. 减少

C.增大

D.不一定

14、

将水喷洒于空气中而使空气减湿，应该使水温（ D ） A.等于湿球温度 B. 低于湿球温度 C.高于露点D.低于露点 三、计算题：（50分）

1.

用泵向压力容器输水，已知：管内径 c=0.1m ，粗糙度& =10-4m 管路总长（包括

局部阻力的当量长度 ）l =220m,

3 3 2 水的物性：p =1000kg/m , 口 =10- N- s/m ,容器内压力 p 2=124kPa （表），外加能量 W =364.5J/kg 。试求：

乙=0, Z 2 =10m , Q =0（表），U 1 =U 2 =°, P 2 =124kPa （表），W e =364.5J/kg

3

7 h f 二W -gz 2 -卫2 =364.5 -9.81 10 —〔爲爲0 142.4J/kg 即总阻力损失为 142.4J/kg 。

⑵一山=10" h f 「丄『u 「

2C f c 0.1

c 2 V 打 设■ =0.026，则：u = 2 0.1 1424 =2.23m/s Re 二斗 0.1 ”9 10 =2.23 105 V 0.026 汇 220 卩 查Moody 图知兔=0.026。 ■-假设成立，故管内流速为 2.23m/s 。

4、在直径为0.8m 的填料塔中，用1200kg.h -1的清水吸收空气和 SO2混合气中的SO2 ,混合气量为1000m 3 （标 准）.h -1 ,混合气含SO21.3 % （体积），要求回收率99.5 % ,操作条件为20C 、1atm,平衡关系为ye=0.75x ，总体 积传质系数Kya=0.060kmol.m -3.s -1 ，求液体出口浓度和填料层高度。 （10分） （1）

总阻力损失》h f 等于多少J/kg ? ⑵管内流速u 等于多少m/s ? （ 7 分） 解: （1）取计算截面为1- 1、2-2,

基准面为1- 1，在1 - 2间列柏努利方程可得:

gz 1

2 2 巴号Wew 匹UT h f

10’

2

1

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