化工原理计算题.doc

1、 如图所示，从高位槽向塔内进料，高位槽中液位恒定，高位槽和塔内的压力均为大气压。
送液管为φ45×2.5mm的钢管，要求送液量为4.2m3/h。设料液在管内的压头损失为1.4m
（不包括出口能量损失），试问高位槽的液位要高出进料口多少米？

其中：z1=h，u1=0 p1=0(表压) He=o
Z2=0 p2=0(表压) hf=1.4m

将以上各值代入上式中，可确定高位槽液位的高度：

计算结果表明，动能项数值很小，流体位能主要用于克服管路阻力。
2、 如附图所示。用泵将敞口水池中的水输送至吸收塔塔顶，并经喷嘴喷出，水流量为35 m3/h。
泵的入口管为φ108×4mm无缝钢管，出口管为φ76×3 mm无缝钢管。池中水深为1.5m，
池底至塔顶喷嘴入口处的垂直距离为20m。水流经所有管路的能量损失为42 J/kg（不包括喷嘴），
喷嘴入口处的表压为34 kPa。设泵的效率为60%，试求泵所需的功率.（水密度以1000kg/m3计）
解: 取水池大液面为1-1’面，取喷嘴入口内侧为2-2’截面，取池底水平面为基准水平面，
在1面与2面之间列柏努利方程

由题 Z1=1.5 m; P1=0 (表压）； U1=0
z2=20; u2=qv/(0.785d22)=35/(3600*0.785*0.072)=2.53 m/s;
P2= 34 Kpa (表压）; Wf=42 J/kg

3、 例：在操作条件25oC、101.3kPa下，用CO2含量为0.0001（摩尔分数）的水溶液与含CO2 10%
（体积分数）的CO2 －空气混合气在一容器内充分接触。
（1）判断CO2的传质方向中，且用气相摩尔分数表示过程的推动力；
（2）设压力增加到506.5kPa，则CO2的传质方向如何？并用液相分数表示过程的推动力？
（3）若温度增加到60oC，压力仍为506.5kPa，则CO2的传质方向如何？
解：（1）查表5-2得：25oC、101.3kPa下CO2 －水系统的E＝166MPa，则

因y=0.10比较得y < y*所以CO2的传质方向是由液相向气相传递，为解吸过程。
解吸过程的推动力为：Δy=y*-y = 0.164-0.10 = 0.064
（2）压力增加到506.5kPa时，因x=1×10-4比较得x*>x所以CO2的传质方向是由气相向液相传递，为吸收过程。
吸收过程的推动力为Δx=x*-x = 3.05×10-4-----1×10-4=2.05×10-4
由此可见，提高操作压力，有利于吸收

（3）温度增加到60oC，压力仍为506.5kPa时，查表5-2得：
60oC、506.5kPa下CO2 －水系统的E＝346MPa，则

因x=1×10-4比较得x*´>x
所以CO2的传质方向是仍由气相向液相传递，为吸收过程。
吸收过程的推动力为Δx´=x*´-x = 1.46×10-4-1×10-4=4.6×10-5
由此可见，提高吸收温度，不利于吸收。
4、 例：在填料吸收塔内用水吸收混合于空气中的甲醇，已知某截面上的气液两相组成为pA=5kPa，cA=2kmol/m3,设在一定的操作温度、压力下，甲醇在水中的溶解度系数H＝0.5kmol/(m3·kPa)，液相传质分系数为kL=2×10-5m/s，气相传质分系数为kG=1.55×10-5kmol/(m2·s·kPa)。
（1）求以分压表示吸收总推动力、总阻力、总传质速率及液相阻力的分配。
（2）若吸收温度降低，甲醇在水中的溶解度系数H变为5.8 kmol/(m3·kPa)，
设气液相传质分系数与两相浓度近似不变，求液相阻力分配为多少？试分析其结果。
解：（1）以分压表示吸收总推动力

总传质阻力

总传质速率

液相阻力的分配

（2）吸收温度降低时，总传质阻力：

液相阻力的分配

5、将含0.24（摩尔分数，下同）易挥发组分的某液体混合物送入一连续精馏塔中。要求馏出液含0.95易挥发组分，
釜液含0.03易挥发组分。送入冷凝器的蒸汽量为850kmol/h，流入精馏塔的回流液为670kmol/h，试求：
1．每小时能获得多少kmol/h的馏出液？多少kmol/h 的釜液？
2. 回流比R为多少？
3.写出精馏段操作线方程。
解：V=L+D
D=V—L=850—670=180kmol/h

则：
所以：

（2）回流比R:

(3)精馏段操作线方程：

6、已知湿空气的总压为101.3kPa，温度为30℃，湿度为0.016kg/kg干气，试计算：
1）水汽的分压；
2）相对湿度；
3）露点温度。
解：（1）水气分压Pw

（2）相对湿度
查表得30℃水的饱和蒸气压为4.25kPa

（3）露点温度
露点温度是湿空气在湿度或水蒸气分压不变的情况下冷却到饱和时的湿度，
故由Ps=2.55kPa反查饱和蒸汽表，得露点温度为td=21.4℃
7、在一连续干燥器中，每小时处理湿物料2000kg，要求将含水量由10%减至2%(均为湿基)。以空气为干燥介质，进入预热器时新鲜湿空气的温度与湿度分别为15℃和0.01kg/kg干气（压力101.3kPa），离开干燥器时废气的湿度为0.08kg/kg干气。假设干燥过程中无物料损失，试求：
（1）水分蒸发量；
（2）新鲜湿空气消耗量；（分别以质量及体积表示）
（3）干燥产品量。
解：（1）水分蒸发量
物料的干基含水量：

绝干物料量

水分蒸发量

（2）新鲜湿空气消耗量
绝干空气用量：

新鲜湿空气用量：

新鲜湿空气用量：

（3）干燥产品量
3、通过活动，使学生养成博览群书的好习惯。
B比率分析法和比较分析法不能测算出各因素的影响程度。√
C采用约当产量比例法，分配原材料费用与分配加工费用所用的完工率都是一致的。Ｘ
C采用直接分配法分配辅助生产费用时，应考虑各辅助生产车间之间相互提供产品或劳务的情况。错
C产品的实际生产成本包括废品损失和停工损失。√
C成本报表是对外报告的会计报表。×
C成本分析的首要程序是发现问题、分析原因。×
C成本会计的对象是指成本核算。×
C成本计算的辅助方法一般应与基本方法结合使用而不单独使用。√
C成本计算方法中的最基本的方法是分步法。X
D当车间生产多种产品时，“废品损失”、“停工损失”的借方余额，月末均直接记入该产品的产品成本
中。×
D定额法是为了简化成本计算而采用的一种成本计算方法。×
F“废品损失”账户月末没有余额。√
F废品损失是指在生产过程中发现和入库后发现的不可修复废品的生产成本和可修复废品的修复费用。Ｘ
F分步法的一个重要特点是各步骤之间要进行成本结转。(√)
G各月末在产品数量变化不大的产品，可不计算月末在产品成本。错
G工资费用就是成本项目。(×)
G归集在基本生产车间的制造费用最后均应分配计入产品成本中。对
J计算计时工资费用，应以考勤记录中的工作时间记录为依据。(√)
J简化的分批法就是不计算在产品成本的分批法。(×)
J简化分批法是不分批计算在产品成本的方法。对
J加班加点工资既可能是直接计人费用，又可能是间接计人费用。√
J接生产工艺过程的特点，工业企业的生产可分为大量生产、成批生产和单件生产三种，X
K可修复废品是指技术上可以修复使用的废品。错
K可修复废品是指经过修理可以使用，而不管修复费用在经济上是否合算的废品。Ｘ
P品种法只适用于大量大批的单步骤生产的企业。×
Q企业的制造费用一定要通过“制造费用”科目核算。Ｘ
Q企业职工的医药费、医务部门、职工浴室等部门职工的工资，均应通过“应付工资”科目核算。Ｘ
S生产车间耗用的材料，全部计入“直接材料”成本项目。Ｘ
S适应生产特点和管理要求，采用适当的成本计算方法，是成本核算的基础工作。(×)
W完工产品费用等于月初在产品费用加本月生产费用减月末在产品费用。对
Y“预提费用”可能出现借方余额，其性质属于资产，实际上是待摊费用。对
Y引起资产和负债同时减少的支出是费用性支出。X
Y以应付票据去偿付购买材料的费用，是成本性支出。X
Y原材料分工序一次投入与原材料在每道工序陆续投入，其完工率的计算方法是完全一致的。Ｘ
Y运用连环替代法进行分析，即使随意改变各构成因素的替换顺序，各因素的影响结果加总后仍等于指标的总差异，因此更换各因索替换顺序，不会影响分析的结果。(×)
Z在产品品种规格繁多的情况下，应该采用分类法计算产品成本。对
Z直接生产费用就是直接计人费用。X
Z逐步结转分步法也称为计列半成品分步法。√

A按年度计划分配率分配制造费用，“制造费用”账户月末(可能有月末余额/可能有借方余额/可能有贷方余额/可能无月末余额)。
A按年度计划分配率分配制造费用的方法适用于(季节性生产企业)

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