2014化工原理复习题 

化工原理复习题

一、选择与填空题（在每个小题选出一个正确答案或填入正确答案）（本大题共20小题，

每空1分，总计30分）。参考答案：

1、某密度为??1000?Kg?m?3?的不可压缩流体在异径园管内稳态流动，体积流量

Vs?85?m3?h?1?，则该管路系统的质量流量Ws? 85000 ?Kg?h?1?= 23.6 ?Kg?s?1?；流

体流过的其中一段园管的直径D1?50?mm? ，另一段园管的直径D2?100?mm?，则该流体在直径D1?100?mm?圆管内的平均流速u1? 3.0 ?m?s?1?，质量流速G1? 3000

?Kg?m?2?s?1?；在直径D2?150?mm?圆管内的平均流速u2? 1.3 ?m?s?1?，质量流速

（保留小数点后一位） G2? 1300 ?Kg?m?2?s?1?。

1、当地大气压pa?100KPa，若密度??1000?Kg?m?3?，则该地水库中水深度h?10?m?处的绝对压强p?绝?= 198100 Pa，表压p?表?= 98100 Pa。（取g?9.81?m?s?2?） 1、当流体在园管内流动时，管中心流速为4?m?s?1?，则管内的平均速度为（3） ?m?s?1?。 （1） 6 （2） 3.2 （3） 2 （4） 3

2、流体在圆形直管中作层流流动，如果流量等不变，只是将管径增大一倍，则阻力损失为原来的__1/16__。

3、某设备的表压强为40KPa，则它的绝对压强为 140KPa ，另一设备的真空度为30KPa，则它的绝对压强为 70KPa 。（当地大气压为100KPa）

4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，下面两项判断是否合理。甲：传热管的壁温将接近加热蒸汽温度。乙：换热器总传热系数Ｋ将接近空气侧的对流传热系数（C ） Ａ. 甲、乙均合理 Ｂ. 甲、乙均不合理 Ｃ. 甲合理，乙不合理 Ｄ. 乙合理，甲不合理

lu2J?Kg?1?。 5、流体在直管中流动的阻力计算公式是hf???d25、流体密度??1000?Kg?m?3?在某段水平直管直径d?100?mm?，管长l?10?m?内流动，流速u?2?m?s?1?，管内流体流动Re?1000，则hf? 12.8 ?J?Kg?1?，Hf? 1.28 ?J?N?，

?1?pf? 1280 ?J?m?3或Pa?，若管路系统是绝热的，流体比热

c?4.184?J?Kg?1?K?1?，则1?Kg?温度升高值?t? 3.1 ?K?。（取g?10?m?s?2?，保留

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小数点后一位）。

6、判断流体流动类型的准数为（A）

A . Re数 B. Nu 数 C . Pr数 D . Fr数

7、当20℃的甘油(?=1261（Kg?m?3），?=1.499?Pa?s?1?)在内径为100mm 的管内流动时，若流速为2.5（m?s?1）时，其雷诺准数Re为___210.3__ ，其摩擦阻力系数λ为__0.3043_。

7、当20℃的某流体(?=1261（Kg?m?3），?=1.0?Pa?s?1?，在内径为100mm 的管内流动时，若流速为2.5（m?s?1）时，其雷诺准数Re为_250_ ，其在直管中流动的摩擦阻力系数?为__0.2560_。

8、离心泵对流体做功的部件是 叶轮 ，其中将动能部分转化为压强能的部件是 涡壳 。 8、离心泵对流体做功的部件是 叶轮 ，其中涡壳的作用是将 动能 部分转化为 压强 能的部件。

9、传热的基本方式有 传导 、 对流 、 辐射 。黑体的吸收率A= 1 。 10、流体在圆形直管中作层流流动，如果流量等不变，只是将管径减小一倍，则阻力损失为原来的__16倍__。

11、蒸馏是利用液相混合物各组分间 挥发度 的不同达到分离的目的。 12、精馏操作时，不同进料状态中，饱和液体进料的q＝ 1 。 12、精馏操作时，不同进料状态中，饱和蒸汽进料的q＝ 0 。

12、精馏操作时，汽液进料，其中液相摩尔分率为0.4，则进料热状态参数q＝ 0.4 。 13、精馏操作回流比的两个极限分别是 最小回流比 和 无穷大 。 14、精馏设计中回流比常常取最小回流比的 1.1～2.0 倍。

15、沸腾传热可分为三个区域，它们是自然对流 、膜状沸腾 和 核状沸腾 。工程上宜维持在核状沸腾 区内操作。

16、饱和蒸汽冷凝时，传热膜系数突然下降，可能的原因是蒸汽中含不凝气，壁附近形成一层气膜，传热阻力加大，膜系数急剧下降。

17、在一列管式换热器中用水来冷却某有机溶液。现希望有机溶液的出口温度降低一些（溶液的流量、进口温度不变），可采取的措施有增加冷却水的流量或降低冷却水的进口温度 。

18、管内介质的流速u对管内传热膜系数α有何影响？（A ） A、u增大,α增大；

B、u增大,α减小；

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C、u减小,α增大； D、无影响。 19、你认为下列哪些方案可强化对流传热？（ACD ） A、提高流体的流速；

B、提高热流体的入口温度；

C、在换热管外侧加装翅片； D、将换热管换成内螺纹管

20、泵壳的主要作用是汇集液体 ，导出液体 ，能量转换装置 。 二、简答题（本大题共1小题，每题10分，总计10分） 1、恒摩尔流假定的内容及其成立的条件是什么？

答：（1）恒摩尔汽化：精馏操作时，在精馏塔的精馏段内每层塔板的上升蒸汽摩尔流量都是相等的，提馏段也是这样。但两段的上升蒸汽摩尔流量不一定相等，即: V1=V2=V3=…=Vn=V V1’=V2’=V’3=…=V’n=V’ (2分)

（2）恒摩尔溢流：精馏操作时，在塔的精馏段内，每层塔板下降的液体摩尔流量都是相等的，提馏段也是这样。但两段的液体摩尔流量不一定相等。即： L1 =L2 =…=Ln=L L1’=L2’=L3’=…=Ln’=L’ (2分) 恒摩尔流假定成立的条件：

（1） 各组分的摩尔气化潜热相等。(2分)

（2） 气液接触因温差交换的显热可以忽略。(2分) （3） 塔设备保温良好，热损失可以忽略。(2分) 三、判断题（本大题共5小题，每小题2分，总计10分） 1、在管道外包扎保温层，保温层越厚保温效果越好。（×）

2、两个焓值相同但温度不同的物体相接触，则高温物体传递热量给低温物体。（√ ） 3、温度不同的两个物体只有相互接触才有热量的传递。（×） 4、气体吸收操作，宜采用低温，高压。（√ ）

5、理想间歇釜式反应器内各处温度始终相等，因而无需考虑热量传递问题。（√ ） 四、计算题（本大题共5小题，每小题10分，总计50分）

1、用泵将贮槽中的料液输送到蒸发器中进行浓缩。敞口容器内液面维持恒定。已知料液密度为1200?Kg?m?3?，蒸发器上部的蒸发室内操作压强为200mmHg(真空度)，蒸发器进料口高于储槽液面15m，输送管道的直径为Φ68×4mm，输送液流量为20?m3?h?1?。设溶液流经全部管路的能量损失为12.23?J?N?1? (不包括出口能量损失)，若泵的效率为60％，试求泵的功率。

解：在1-1’和2-2’间列伯努力方程：

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2 2’ 15m 1 1’ 22PuPuz1?1?1?He?z2?2?2??Hf,1?2（2分）

?g2g?g2gu1?0,P＝0，z2＝15（1分） 1?0(表压)，z12P2u2He?z2????Hf,1?2（1分）

?g2gVs?20??2?d2u2??0.068?2?0.004?u2?u2?1.97?m?s?1?（1分） 360044200?101325??2.67?104?Pa? （1分） 760?12.23J/N,??1200?Kg?m?3?P2???Hf,1?22P2u2?2.67?1041.972He?z2????Hf,1?2?15???12.23?25.16(J?N?1)（1分）

?g2g1200?9.812?9.81Ne?Vs?gHe?20?1200?9.81?25.16?1650(W)?1.65?KW?（1分） 3600NP?Ne??1.65?2.75(KW)（1分） 0.6第 4 页 共 22 页

2、用填料塔逆流吸收SO2和空气混合气体中的SO2，吸收剂用清水。清水入口温度为293K,操作压力为101.3KPa，进吸收塔的混合气体中SO2的摩尔分数为y1=8%，要求吸收率为95％，惰性组分流量为70Kmol/h。在此条件下SO2在两相间的平衡关系为Y*=26.7X。取液气比为最小液气比的1.4倍，气相总体积传质系数为KYa=2.5×10-2(Kmol/s/m3)，塔直径为1m，求所需填料层的高度z＝？m。 参考答案及评分标准： 解：Y1?y10.08??0.087molSO2/molair （1分） 1?y11?0.08Y2?Y1(1??)?0.087(1?0.95)?0.00435molSO2/molair（1分）

Y?YY?Y2Y1?Y2?L??L?X2?0,???1.4???12?1.41?1.4（1分） *YVVX?XX?X????min11212?0m?0.087?0.004350.087?0.00435?1.4?X1?0.0023molSO2/molH2O（1分）

0.087X1?0?026.7?Y1?Y1?Y1*?0.087?26.7?0.0023?0.0256（1分） ?Y2?Y2?Y2*?0.00435?26.7?0?0.00435（1分）

?Ym??Y1??Y2?0.012（1分） ?Y1ln?Y2NOG?Y1?Y20.087?0.00435??6.888（1分） ?Ym0.012V70/3600??0.991m（1分） ?22?KYa?2.5?10?4?1HOG?z?HOG?NOG?6.83m（1分）

3、苯－甲苯二元混合物xF=0.5（mol分数,下同）在某操作压强下的平衡曲线和精馏段、提馏段操作线、q线都已经作出。塔顶产品中苯的摩尔组成为xD=0.95，塔底产品中苯的摩尔组成为xW=0.05，试用梯级作图法求出所需理论板块数，进料板位置在从上往下数第几块板。

参考答案及评分标准： 解：作图10分。

所需理论板为8.8块（含再沸器），进料板为第四块理论板（5分）。

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