2025年大学（化学工程与工艺）化工原理期末试题及答案.doc

2025年大学（化学工程与工艺）化工原理期末试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共30分）
每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共10题，每题3分，每题只有一个选项符合题意)
1. 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（ ）。
A. 1/2倍 B. 1/4倍 C. 1/8倍 D. 1/16倍
2. 离心泵的效率η和流量Q的关系为（ ）。
A. Q增大η增大 B. Q增大η先增大后减小 C. Q增大η减小 D. Q增大η先减小后增大
3. 在列管换热器中，用饱和蒸汽加热空气，下面判断正确的是（ ）。
A. 传热管的壁温接近加热蒸汽温度 B. 传热管的壁温接近空气温度
C. 传热系数K应按空气侧和蒸汽侧分别计算然后取和 D. 总传热系数K可按任何一侧计算
4. 某精馏塔精馏段理论板数为N1层，提馏段理论板数为N2层，现因设备改造，使精馏段理论板数增加，提馏段理论板数不变，且F、xF、q、R、V等均不变，则此时（ ）。
A. xD增加，xW不变 B. xD增加，xW减小 C. xD增加，xW增加 D. xD增加，xW的变化视具体情况而定
5. 吸收操作中，当物系的温度升高时，溶质在气相中的平衡分压（ ），在液相中的平衡溶解度（ ）。
A. 升高，降低 B. 降低，升高 C. 升高，升高 D. 降低，降低
6. 对于一定干球温度下的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度（ ）。
A. 愈高 B. 愈低 C. 不变 D. 不一定
7. 某二元混合物，进料量为100kmol/h，xF = 0.6，要求塔顶xD不小于0.9，则塔顶最大产量为（ ）。
A. 60kmol/h B. 66.7kmol/h C. 90kmol/h D.l00kmol/h
8. 在一连续精馏塔中分离苯 - 甲苯混合物。已知原料液的流量为10kmol/h，其中含苯0.56（摩尔分数）。若要求苯的回收率为96.5%，则塔顶苯的产量为（ ）。
A. 4.l8kmol/h B. 5.39kmol/h C. 9.65kmol/h D. 不能确定
9. 某逆流吸收塔，用纯溶剂吸收混合气中易溶组分，当系统总压增大时，吸收率（ ）。
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法判断
10. 某设备的真空表读数为13.3kPa，当地大气压力为101.3kPa，则设备内的绝对压力为（ ）。
A. 114.6kPa B. 8MPa C. 88kPa D. 13.3kPa

第II卷（非选择题，共70分）
(总共4题，第11题15分，第12题20分，第13题15分，第14题20分)
11. 简答题(15分)
简述离心泵的工作原理及主要部件。
12. 计算题(20分)
某连续精馏塔，进料量为100kmol/h，进料组成xF = 0.5（摩尔分数），塔顶馏出液组成xD = 0.95，塔底釜液组成xW = 0.05，回流比R = 2。试求：
（1）塔顶馏出液的流量D和塔底釜液的流量W；（10分）
（2）精馏段操作线方程。（10分）
13. 简答题(15分)
简述吸收操作的基本原理及影响吸收速率的因素。
14. 综合分析题(20分)
在一传热面积为10m²的列管换热器中，用饱和蒸汽加热某溶液。蒸汽走壳程，其温度T1 = 120℃，冷凝水在饱和温度下排出；溶液走管程，进口温度t1 = 2°C，出口温度t2 = 80°C，流量qm = 1500kg/h，比热容cp = 2.5kJ/(kg·°C)。已知蒸汽冷凝传热系数α1 = 10000W/(m²·°C)，溶液侧传热系数α2 = 500W/(m²·°C)管壁厚δ = 2mm，管材导热系数λ = 45W/(m·°C)，污垢热阻Rsi = 0.0005m²·°C/W。试求：
（1）总传热系数K；（10分）
（2）热负荷Q；（5分）
（3）饱和蒸汽的用量。（5分）

答案：
1. D
2. B
3. A
4. B
5. A
6. B
7. B
8. B
9. A
10. C
11. 离心泵的工作原理：依靠高速旋转的叶轮，泵内液体在惯性离心力作用下，自叶轮中心被甩向外围，使液体获得能量，提高静压能和速度能。主要部件有叶轮、泵壳、轴封装置等。叶轮是对液体做功的主要部件；泵壳收集液体并使部分动能转化为静压能；轴封装置防止泄漏。
12. （1）由物料衡算F = D + W，FxF = DxD + WxW，可得100 = D + W，100×0.5 = 0.95D +