历年武汉大学与分子科学学院化工原理考研试题合集.pdf

武汉大学化学与分子科学学院20012002学年度第二学期期末考试化学工程基础试卷系 专业 年级 学号 姓名 成绩一、填空（每空1分，共20分）1、用测量氢气的转子流量计测量空气时，若转子高度在l OL/min处，则其实际流量 l OL/mino（=,v）3、流体在由025x 2.5mm及057x 3.5mm钢管组成的套管换热器环隙中流动，其当量直 径为。4、当理想流体在水平变径管路中作连续定态流动时，在管路直径缩小处，其静压强将，而流速将（增大或减小）。5、对于平行反应邹？，若主反应级数小于副反应级数，为提高R的选择 性，以选择 反应器为宜。6、对于在一定条件下进行的简单反应，达到某一转化率所需的活塞流反应器容积与全混 流反应器容积之比随转化率增加而，随反应级数的增加而 o7、若以，表示有量纲方差，则具有，二田的反应器模型是,，二。的反应器模 型是 o8、反应器热稳定的条件是 和。9、超滤、反渗透、电渗析和气体膜分离等膜分离过程中，推动力类型不同的膜分离过程 是 O10、对可逆放热反应，平衡温度和最佳温度的大小关系为：平衡温度 最佳温度。11、描述酶催化反应的米氏方程为酶催化反应表现为一级反应的条件 Cs+Km是；表现为0级反应的条件是 o12、减小竞争性抑制作用的措施是 o13、稀释率的定义式为D=,类似于化学反应工程中的,D 的值应 Dc rt（=，）O二、判断题（下列命题中，你认为正确的，请在题后括号内打 年 D T-t=0 JL IL Jb5、设以有量纲和无量纲停留时间表示的分布密度函数分别为E（。和E（。），工为平均停留 时间，则它们之间的换算关系为：（）A E（0）=t E（t）B、E（t）=l E（0）C E（t）=t/E（6）D、E（8）=2E（t）6、在气液相平衡图上，连续精微操作线与对角线重合是因为下列哪一种原因。A、在适宜回流比条件下操作 B、在最小回流比条件下操作C、全回流操作D、在无回流条件下操作7、采用全混流反应器进行二级不可逆反应，当转化率为0.90时，所需反应器的体积与采用活塞流反应器达到相同转化率所需体积的比值是（）A、1 B、10 C、15 D、1008、液膜分离的机理模型是（）A、溶解一扩散模型 B、毛细孔流模型C、偶合传递模型 D、双膜理论模型四、计算题（必须写出计算过程，只给出结果不给分）（共50分）1、（10分）如右图所示，有一平壁加热炉，为了减小热 T 1损失，在加热炉外壁包一层厚350mm的绝热层，已知绝热 升.350nin层外壁温度T3=3（TC,在绝热层50mm深处，测得温度T2=60,试求加热层内壁温度Ti（设为定态传热，且在本|t2 I题条件下，九可视为常数）/1501rm2、（18分）在一常压连续精微塔中分离某理想二元混合 内座/外壁液，要求Xd=0.94,Xw=0.04（均为摩尔分数）。已知此塔进料B线方程为y=6x-L5,操作回流比为最小回流比的L2倍，混合液的相对挥发度为2,试求：（1）精微段操作线方程：（2）若塔底产品q n,w=150kmo l/h,求进料量以F和塔顶产品量9n,D；（3）提储段操作线方程。3、（12分）在一全混流反应器（CSTR）中进行某液相一级反应AfR时，转化率可达 50%,试计算：（1）若将该反应改在一个6倍于原反应器有效容积的同类型反应器中进行，其它条 件不变，转化率可达多少？（2）若改在一个与原CSTR有效容积相同的活塞流反应器（PFR）中进行，其它条 件也不变，转化率又为多少？4、（10分）用连续操作搅拌罐培养细胞。现已知丫欢=0.5,Ha uLOh/，Csl Og-LSKs=0.2g-L1,若操作稀释率Dp=0.5h,，试求Cs，Cx,四和D3。武汉大学化学与分子科学学院2002-2003学年度第二学期期末考试化学工程基础试卷系 专业 班学号 姓名 成绩一、填空题（每空1分，共15分）1、20 时，浓硫酸的密度为1.813X103 kg-m-3,粘度为2.54X用。48 mm X 3.5 mm的无缝钢管输送时，达到湍流的最低流速为_m s4o2、流体与固体壁面间的对流传热（给热）热阻主要是集中于 o3、实验测得某液体在流动系统某点的动压头为25 mm（液柱），则该流体在 该点的流速平方为 m2 s_2o4、流体的湍流程度越大，则传热过程的传热膜系数。5、有一列管式热交换器，热流体进、出口温度分别为280 和80,冷 流体进、出口温度分别为40 c和190。对这种换热，必须采用 操作进 行，其传热平均温度差为。6、对于连续精微过程,若回流比增大，则在小图上所标绘的精馈段操作线的 斜率，所需理论塔板数 o在全回流时，所需理论塔板数 O7、对间歇操作的搅拌釜式反应器，若不考虑辅助时间，所需有效容积与 相同，对多级串联全混流反应器，级数越多，所需有效容积O8、反应器热稳定性的判据为：在=的前提下，还要使d Q生 也去d T d T9、当采用固定床催化反应器时，为了使气体流动尽量接近活塞流模型，必 须采用较 的气流速度（选大或小填空），二、判断题（判断下列命题的正误，你认为正确的就在其题号前的括号内打“V”,错误的打“X”，共6小题，每小题3分，共18分）1、流体流动时，其粘度越大，内摩擦力越大。（）2、如右图所示，实际流体由截面 流向2-2截面时，/-/截面处的压强必定大 于2-2截面的压强。()二(2)题附图3、某水蒸气管道拟用同样厚度的石棉泥(2=0.15 W-m 1-K 1)和矿渣 棉(2=0.07Wm7 K)作保温材料，为了减少热损失，应将石棉泥包扎在 外层。()4、在全混流反应器中进行简单零级反应时，在恒定操作条件下，转化率以随 物料的初始浓度ca,o的增加而增加。()5、由于间歇操作的搅拌釜反应器内装有搅拌器，因此在搅拌的作用下也有 返混现象()o6、空间速度为2 h”,则表示在规定条件下，每2小时就有相当一个反应器 有效容积的物料通过反应器。()三、单项选择题：(从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号 写在题干前面的括号内，答案选错或未选者，该题不得分。共8小题，每小题3 分，共24分)1、()流量为0.01 m3-的流体从套管环隙(套管外管内径为50mm内管外径为25 ml n,管壁为2.5 mm)中流过，流体的流速为(A)20.5 m s1；(B)14.2 m s1；(C)6.8 m s1；(D)31.8 m s“。2、()热量传递的基本方式为(A)蒸气的冷凝；(B)液体的沸腾；(C)冷、热流体的混合；(D)传导、对流和辐射。3、()无论在连续精微塔或间歇精储塔内进行均相混合液的分离操作,保证塔顶产品中易挥发组分含量最高的操作条件是(A)在全回流下操作；(B)在最小回流比下操作；(C)在最适宜回流比下操作；(D)在尽量接近最小回流比下操作。4、()在间歇操作搅拌釜反应器中进行液相一级反应，当ca,o=1Omo lL时，反应10 min后，反应物浓度ca=1 mo l,L/，问再反应多长时间后，可使反应物浓度降为0.1 mo l-L1(A)1 min；(B)10 min；(C)15 min；(D)100 min。5、()测得某反应器内物料的平均停留时间ul Os,其方差或=100s2,则该反应器可视为(A)活塞流反应器；(B)全混流反应器；(C)多级全混流反应器；(D)间歇搅拌釜反应器。6、()影响内扩散效率因子的因素是：(A)达姆科勒模数Da；(B)西勒模数0；(C)雷诺数Re；(D)普朗特数Pr07、()若物料在全混流反应器中的平均停留时间为i,那么停留时间的物料占进料的百分数应分别为(A)W63.2%;(BW36.8%;(050%;(D)=0%o8、()右下图所示为一自催化反应的一以曲线，若以反应器体(一心)积最小为优化目标，并要求转化率达%A,f，试判断下列反应器及其组合中何者为优：(A)活塞流反应器；(B)全混流反应器；(C)活塞流反应器后串联全混流反应器(D)全混流反应器后串联活塞流反应器三附图四、计算题(要求写出主要计算步骤及结果。共3大题，共43分)1、化学实验室常用虹吸管从敞口的贮瓶中吸取蒸储水，其装置如图所示。若不计流体阻力损失，并设贮瓶内液面高度维持不变，则蒸储水的体积流量可按 下式估算：Qv=：d 212g H式中：qv体积流量，m3,s-1；d虹吸管的直径，m；”一虹吸管出口与贮瓶内液面之间的垂直距离，m0 试用机械能衡算法导出该计算式（不计阻力损失）（12分），2、某连续精微操作中，已知精储段操作线方程为：yn+i=0.75 xn+0.245若进料状态为泡点下的液体，试求：1）、操作回流比；（8分）2）、储出液组成；（8分）四（1）附图3、在全混流反应器（CSTR）中进行某液相一级反应A-R时，转化率可 达50%,若将该反应改在一个六倍于原反应器有效容积（反应体积）的同类型 反应器中进行，而反应温度、初始体积流量和初始浓度不变，转化率可达多少？（15 分）武汉大学化学与分子科学学院2003-2004学年度第二学期期末考试化学工程基础试卷系 专业 班学号 姓名一、填空题(共20空，每空1分，共20分)1.在列管式换热器中采用多档板的作用是 O2.若间壁一侧流体的传热膜系数a1远远小于另一侧流体的传热膜系 数a 2,为了提高热流量，应着重考虑改善 一侧的传热条件。3.标准大气压(或称物理大气压，用符号at m表示)的换算关系为：1 at m=mm(Hg)=m(H20),将其换算成SI单位Pa时，1 at m=Pa.4.精福是利用液体混合物中各组分 不同的特性来进行分离的。5.双膜理论假定，传质阻力主要集中在 内。6.粘度的SI国际单位是。7.当流体在管内作稳定层流流动时，其雷诺数R e 2000,此时，管内平均流速为管中心最大流速的 倍。8.全混流反应器的热稳定性可以用生热曲线和去热曲线来判断。要使 全混流反应器在热稳定条件下操作，必须同时满足 和_条件。9.空速是连续流动反应器的一个重要操作参数，当进料体积流量一定 时，空速越小，表明所需反应器的有效容积,反应器的生产强 度 o10.物料在反应器中的理想流动模型有 和;其中返混最大的是11.稀释率的定义式为D二，类似于化学反应工程中的，D的值应 Dc rt（=，,）o二、判断改错题（判断下列命题的正误，你认为正确的就在其题后的 括号内打“，错误的打“X”，共8小题，每小题2分，共16 分）1.精编段操作线方程表示连续精编过程中，精编段内任一块理论塔板 上的上升蒸汽组成与该板液相组成之间的关系。（）2.对于气体物系，扩散系数与压强成正比，与温度成反比。（）3.流体作定态流动时，流经各截面的质量流量相等。（）4.用一定压强的饱和水蒸气加热某液体混合物时，逆流操作和并流操 作的传热温度差相同。（）5.在全混流反应器中进行简单一级反应时，在恒定操作条件下，转化 率再随物料的初始浓度Ca,o的增加而增加。（）6.对可逆放热反应，其最优温度随着转化率的增加而升高。（）7.将两个有效容积相同的全混流反应器（CSTR）和活塞流反应器（PFR）组成串联操作系统，若在其中进行恒温、恒容、简单一级反应，则其 最终转化率与CSTR和PFR的串联次序无关。（）8.Y/s和Yg均为基质转化为细胞的得率系数，两者定义相同。（）三、单项选择题：（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号写在题干前面的括号内，答案选错或未选者，该题不得分。共8小题，每小题2分，共16分）1.（）流体静力学方程：R=R+pg（%-%）适用于（A）任何场合下的同一种流体；（B）同一种连续的静止流体;（C）连续流动的流体;（D）不同种类连续的静止流体。2.（）如右图所示的压差计，当慢慢打开活塞时，压差计中的指示剂（汞）的液面将 为（A）左高右低；（B）左低右高；（C）维持高度不变；（D）不能确定。3三（2）附图3.()如图所示为各种进料热状况的5线，其中表示气液混合 物进料的6线是(A)直线1;(B)直线2;(0直线3;(D)直线4。4.()两种化学组成相同的保温材料，其密度分别为人与夕B，且PaPb，它们的保温性能优劣是 三附图(A)B比A好；位)人比8好；(C)两者相同：(D)无法判断。5.()液膜分离的机理模型是A、溶解一扩散模型 B、毛细孔流模型C、偶合传递模型 D、双膜理论模型6.()若物料在全混流反应器中的平均停留时间为1,那么 在反应器中的停留时间的物料占进料的百分数应为(A)W63.2%;(B)W36.8%;(C)250%;(D)=0%。7.()在恒定操作条件下，反应器内反应物浓度始终保持不变的反应器是：(A)间歇操作搅拌釜；(B)全混流反应器；(C)活塞流反应器；(D)固定床反应器。8.下列关于超临界流体主要性质的讨论中，正确的是：(A)超临界流体的扩散系数接近于液体；(B)超临界流体的扩散系数接近于气体；(O超临界流体的扩散系数比液体大100倍左右；(D)超临界流体的扩散系数比液体大10000倍左右。四、计算题(共3题，共48分)1.用虹吸管将某液面恒定的敞口高位槽中的液体吸出(如图所示)。液体的密度P二1500 kg-m3o若虹吸管四和a段的全部能量损失(J-kg1)可分别按0.54和2(为液体在管中的平均流速)公式计 算，试求：虹吸管最高点B处的真空度。(16分)2.在连续精微塔内对苯一甲苯的混合液进行分离。原料液中苯的摩尔 分数不=0.50,要求塔顶产品中苯的摩尔分数为0.90,实际回流比为最 小回流比的2倍。饱和液体进料。若已知与液相组成不二0.50成平衡的 蒸气相组成为K=0.70,试求：（1）实际回流比；（8分）（2）精微段操作线方程。（8分）3.在全混流反应器内进行液相反应A P,（-r j=kc.已知A=4.5X10“s：物料的体积流量欤。=2 Ls反应器总体积为5 m3,试计算反应 的最终转化率。（16分）武汉大学2004年攻读硕士学位研究生入学考试试题科目名称：化工原理 科目代码：812注明：所有的答题内容必须答在答题纸上，凡答在试题上的一律无效。一、填空题（共15空，每空1分，共15分）1、某种油和清水在内径相同的管道中定态流动。（假设油和水的密度 很接近，但油的粘度比水大）。当它们的雷诺数相等时，则油的流速应比水 的流速。2、某流体在圆形直管内流动，每米长管子的阻力损失为56 J-映。若流量 增加一倍，仍为层流流动，则每米长管子的阻力损失将增至_J 喀L3、某热交换器由61根0 25 mmX2.5 mm的管子组成，外壳内径为500 mm。当流速为0.2m-s的水在热交换器环隙间（壳方）流动时，设外壳内径为。，管 子外径为心管数为小则其当量直径4的计算式为，其值为 mo4、用饱和水蒸气加热空气，换热器壁面的温度更接近 的温度，总传热系数近似等于 的传热膜系数。若要提高传热效率，应当改 善 一侧的传热条件。5、反应釜的夹套中通入0.3 MPa（表压）饱和水蒸气，其饱和温度为 416 K,加热釜内液体使之沸腾，沸点保持361 K,水蒸气冷凝液在饱和温 度下排出。此时传热平均温差 Ko使用一段时间后，传热表面 出现污垢，此时传热平均温差_55 Ko6、对于填料吸收塔，若操作条件一定，只是将填料层增高一些，则塔的传质单 元高度og将，传质单元数将 o7、精镭操作中，只有进料热状况为 进料时，提福段与精微段上升蒸气的摩尔流量才相同。化工原理共5页第1页l g（1）8、应用芬斯克公式加声/1 4来计算分离某物系所需理论塔板数 疑的条件是（1）；（2）。9、某双组分混合液在一常压连续精镭塔内进行分离。其精微段操作线方程为：为+产0.8加+0.14,则其储出液组成为二、判断题（下列命题中，你认为正确的打“4”，错误的打“x”并改正，共8小题，每小题3分，共24分）1、实际流体在管路中作稳定流动时，各种形式的能量（或压头）可以互相转换，且任一截面上的位能、动能和静压能之和为一常数。2、如图所示，实际流体由1-1截，面流向2-2截面时，1-1截面处的压 _（-飞 一强必定大于22截面的压强。b 1、1一3、流体流动时，流动速度越大，流动 厂的阻力越大;传热与流体流动相似，流动速度越大，传热阻力也越大。二（2）附图4、冷、热流体在套管换热器中进行定态换热（都无相变），若热流体的进口温度八上升，而冷流体的进口温度雪、冷、热流体的出口温度2和 冷流体的质量流量、热流体的质量流量或及物性数据均保持不变，则对数平均温差AT,将不变。5、对于易溶气体的溶解过程，不存在液膜层，而对于难溶气体的溶解过程，则不存在气膜层。6、吸收过程中,Kg为总传质系数，它表征气相主体到气液界面的传质速率大小。7、精微段操作线方程产0.8X+0.21,这是绝对不可能的。8、精微段操作线方程表示连续操作过程中,精储段内任一块塔板上的蒸化工原理共5页第2页气组成与板液相组成之间的关系。三、选择题(下列各小题几个备选答案中，只有一个正确答案，请将正确答案题号写在答题纸上。共8小题，每小题3分，共 24分)1、往复泵的流量不能采用的调节方法是(A)改变活塞的行程；(B)改变电机的转速；(C)在泵的出口处安装一个调节阀；(D)出口液体用旁路阀门，使其液体部分循环。2、某液体在管道中作层流流动时，若将管径增加到原管径的2倍，并保持 液体流量、物性等其它条件不变，则直管阻力引起的能耗为原来能耗的(A)1/2 倍;(B)1/4 倍；(C)1/8 倍；(D)1/16 倍。3、泵的扬程是指(A)泵的总压头；(B)泵把流体升扬的高度；(C)泵的吸入高度；(D)泵将被输送液体的静压头的提高量。4、两种化学组成相同的保温材料其密度分别为P人与夕b，且夕a夕b，它们的保温性能(A)B比A好；(B)A比B好；(C)两者相同；(D)无法判断。5、已知摩尔分数为0.02的稀氨水，在20 时氨的平衡分压为1.67 kPa,氨 水上方的总压为100 kPa，此时亨利常数E为84 kPa。当氨水上方总压变为 120 kPa时,E值为(A)42 kPa;(B)84 kPa;(C)168 kPa;(D)64 kPa6、用纯溶剂逆流吸收气体中的可溶组分，液气比如=m(相平衡关系为Y=mX)o进口气体组成片=0.05,出口匕=0.01,则过程的平均推动力为(A)0;(B)0.01;(C)0.04;(D)0.02o化工原理共5页第3页7、如图所示0线为连续精微进料操作线，该进料的热状态是(A)气-液混合物进料；(B)冷液进料；(C)泡点下的液体进料；(D)过热蒸气进料。8、精储塔的设备费用与选择回流 比R的大小有关。两者的关系是随着(A)H增大，设备费用增大；(B)R增大，设备费用减小；(C)E增大，设备费用先增大后减小；(D)H增大，设备费用先减小后增大。四、计算题(共5题，共87分)三(7)附图1、用虹吸管将某液面恒定的敞口高位槽中的液体吸出(如图所示)。液体 的密度夕=1500kg-m-3。若虹吸管A3和3C段的全部能量损失(Jkg/)可 分别按OS/和2/(为液体在管中的平均流速)公式计算，试求：虹吸管最高点3处的真空度。(16分)四(1)附图化工原理共5页第4页2、如图所示，水以11000 kg-h的质量流量流经管径分别为。60 mmX3.5mm 和 042mm X 3 mm 的水 平异径管路。在A和3两截面 处分别与倒置U形管压差计 相接，其读数R为90 mm,试计算：四（2）附图（1）每1kg水流经A,3两截面间的能量损失；（8分）（2）由该能量损失造成的压降。（8分）3、套管换热器内管内径由20 mm改成15 mm,其他条件均保持不变，试问：管内传热膜系数将变成原来的几倍？传热面积将变成原来的几倍？（在 两种情况下 Re10000 I/d 5。,Pr=0.7160）（16 分）4、在一内径为500 mm的填料吸收塔中，用清水吸收原料气中的甲醇。已知 原料气的流量为1000 nA标准）h1,原料气中每（标准）米3含甲醇27克，要求甲醇的吸收率不低于90%。为下一个工序回收甲醇方便，塔底溶液中 甲醇的摩尔分数不低于0.012o在此操作条件下，该物系遵循亨利定律 y*=1.15Xo 若体积吸收系数Kya=198 kmo l m3 h,试求：（1）清水用量,kg h;（9分）（2）填料层高度,m。（9分）5、在一个连续精微塔内对苯一甲苯的混合液进行分离。料液中苯的摩尔分 数刀产0.50,塔顶产品中要求达到苯的摩尔分数为0.90,釜残液中苯的摩尔分 数要求低于0.10。实际回流比为最小回流比的2倍。泡点下饱和液体进料。若已知与液相组成工-0.50成平衡的蒸气相组成为竺*=0.70,试求：（1）1000 kmo l-h料液可得到的塔顶产品量；（7分）（2）实际回流比；（7分）（3）精微段操作线方程的具体表达式。（7分）化工原理共5页第5页武汉大学2005年攻读硕士学位研究生入学考试试题科目名称：化工原理 科目代码：804 注明：所有的答题内容必须答在答题纸上，凡答在试题上的一律无效。一、填空题（共15空，每空1分，共15分）1、若基本物理量为质量M、长度L和时间T,则粘度的量纲式（因 次式）为 o2、将下列用非SI单位计量的物理量分别换算成指定的SI单位：质量 2.5kg（f）s2,m kg压 强 30kg（f）,c m2=Pa3、某热交换器由61根。25 mmX2.5 mm的管子组成，外壳内径为500 mm。当流速为0.2 m-的水在热交换器环隙间（壳方）流动时，设外壳内径 为D,管子外径为以管数为，则其当量直径d的计算式为,其值 为 m04、水蒸气冷凝的传热膜系数水沸腾传热膜系数a2,液体对流传热膜 系数历和气体对流传热膜系数a4。四者中最小的是o5、常压（101.3 kPa）下，20 的空气被水蒸气所饱和，已知该条件下水 蒸气饱和蒸气压为2330 Pa,则该湿空气的摩尔分数为,摩尔 比（比摩尔分数）为 O6、反应器热稳定性的判据为：在Q 生=Q去的前提下，还要使旦-d Td。去d T7、对于双组分液体的连续精微过程。在分离任务和进料热状况给定的情况 下,若增加回流比,将使 减少,却使 增加。8、在活塞流反应器（PFR）中进行简单一级反应时，在恒定操作条件下，转化率不随加料的初始浓度a,。增加而 o9、以产率或选择性为优化目标选择理想均相反应器时，对平行反应主要是 根据主、副反应的；而对连串反应，则是根据不同 的。10、膨胀因子必的物理意义为：每消耗1 mol关键组分A时，所引起的气 相反应系统。二、判断题（下列命题中，你认为正确的打“4”，错误的打“x”并改正，共12小题，每小题3分，共36分）1、滞流时，流体沿管道的轴向作有规则的直线运动，流体的质点一层滑过 一层的位移；湍流时，出现了剧烈的涡流，流向很不规则。因而，一般说 来湍流的摩擦阻力系数比层流大，而且湍流程度越高，摩擦阻力系数越 大.（）o2、当热、冷流体均无相变，且进出口温度不变时，逆流操作时平均温度差 A北最大，并流操作时A器最小，任何其它复杂流程皆介于两者之间。（）3、流体流经固体表面时存在边界层，边界层内传热以热传导方式为主，存 在较大的温度梯度，而有温度梯度存在的区域称为传热边界层。所以，流 动边界层和传热边界层实际上是同一个概念。.（）4、若要提高总传热系数，则必须改善传热膜系数大的一侧的换热条 件.（）5、精微段操作线方程中的分别表示在某一塔板上达到气-液平衡时的 组成关系。（）6、从相对挥发度。值大小可以预测精微分离的难易程度。当相对挥发度 时，混合液不能用一般精微方法加以分离。.（）7、空间速度为2 h则表示在规定条件下，每2小时就有相当一个反应 器有效容积的物料通过反应器。.（）8、在活塞流反应器（PFR）中进行简单零级反应时，在恒定操作条件下，转化率再随加料的初始浓度Ca,o增加而增加。.（）9、对于以中间产物为优化目标的连串反应，应该主要控制反应器内物料的 平均停留时间，并尽可能减低物料的返混程度。.（）10、测得某反应器内物料的平均停留时间片10 s,其方差bj noo s2,则该反应器为活塞流反应器。.（）11、若物料在全混流反应器中的平均停留时间为7,那么停留时间的物料占进料的百分数应W36.8%.（）12、若将转子流量计中的塑料转子，改用相同尺寸的不锈钢转子，则其流 量的测量范围将减小.（）三、选择题（下列各小题几个备选答案中，只有一个正确答案，请将正确答案题号写在答题纸上。共12小题，每小题3分，共 36分）1、50 的温水从一高位槽中流出，经过一条20 m长的导管流入一水池。流入水池时水温已降为47 o现有人试图列出伯努利方程以求取水流出 导管时的流速。你认为（）（A）伯努利方程式中必须考虑因水温变化而散失的能量；（B）可按水温不发生变化时来列出伯努利方程式；(C)由于水温发生变化，计算时还必须考虑内能的变化，因此不能用伯努利方程式；(D)上述三种说法都是错误的。2、如图所示，实际流体作定态流动,若其它条件不变而将管径减小一倍，则流量将()o(A)增大；(B)不变；(C)减小；(D)无法确定。和4,通常它们的大小顺序为()3、金属材料，液体和气体的导热系数为4，4(A)227l1 A3；(b)4 4 4；(C)21/1223；(D)21A3A2o4、设在某一条件下，N2+3H 2NH3反应速度为-t(N2)=3.2 mol-m3 s则以氨表示的t(NHJ(A)3.2 mol m 3 s 1;(B)6.4 mol m 3 s 1;(C)9.6 mol m 3,s 1;(D)4.8 mol,m3,s 05、在间歇反应器中进行液相一级反应，当&,=10mol-L时,()反应10 mi n后，反应物浓度Q=1 mol-L问再反应多长时间后，可使反应物浓度降 为 0.1 mol-L1?.()(A)1 mi n；(B)10 mi n；(C)15 mi n；(D)100 mi n。6、某工厂采用筛板塔，用清水吸收废气中的有害气体，以免污染环境。在实 际操作过程中发现吸收塔排放尾气中有害气体含量略高于规定的排放标 准。这个问题只要稍微加大吸收过程的推动力就可加以解决。为此操作上只需.()(A)适当减少用水量以降低单位吸收剂耗用量;(B)适当加大用水量以提高单位吸收剂耗用量;(0适当提高些水的温度；(D)适当降低水的喷淋密度。7、在p-x相图中，平衡曲线上C,D 两点物料的温度应该是()(A)Tc=T,;(B)%)Td；(0 Tc 60 s；(B)=60 s；(C)R,其反应速度方程为（-右）=A c：,A的转化率为60%,试计算：（1）若反应器的体积增大到原来的6倍，其他条件均保持不变，那 么A的转化率为多少？（8分）（2）若采用体积相同的活塞流反应器，其他条件均保持不变，那么A的转化率又为多少？（7分）化学工程基础习题第二章.P691解：PVac=Po-&即 13.3 x l O.Pa=98.7x 10-3=p_p比n 场=85.4x 10-3P=P_P。=85.4 x l O 3 Pa-98.7 x 10 3 Pa=-13.3x 10 3 尸。2.解：A 1 4 2d e=4x-=(d.-d2)=7071d l+7rd2 3.解：对于稳定流态的流体通过圆形管道，有=%=4即液体的流速为原流速的4倍.4.解:/-2-/d 2gn fl 1 f4 2gT 2T 2；L?”2Hfi 4.A.24 2gZ=644d up2=4,L ,6/2d，64 L2 m22Hf2 二 d 2112P 2 2gH fi 64 J di/i p d 2g642 u2z2H f2H仆d 八32g 644 J（4 2）2d 2：u2P 2d2 2gHf2 1=-=162x 1 2 16 4Hf,=16Hf J L J 1即产生的能量损失为原来的16倍。c pud6.解：1）雷诺数Re=&A其中夕=1000kg m,u=1.0m-5 1d=25mm=25x 10“相=lep-IO-3 Ps-s故Req21000 x 1.0 x 25x 10 3一 io75=25000故为湍流。2)要使管中水层流，则Re 20001000 x 25x 10 3zu w即 Re=-2000解得 义 980-:0.655kw10217.解：取水池液面为1T截面，高位截面为2-2，截面,由伯努利方程得2 7&喷电噎电+H其中：Z1=0,Zi=50m;px-p2=0H乩=50+图=52.05e 9.8F=/f.p2.05x 36x l 000()5kw102102x 0.6x 360019.解：取贮槽液面为卜1截面，蒸发器内管路出口为2-2,截面,由伯努利方程得4其中，Zj=O,Zj=15m;P1=O，p2=-200 x 10 3 x l 3.6x io3x 9.8=-26656paH-WH f/9.8“120 26656、“一H 15 H-24.97 9.8 9.8x 1200乩 4 J 24.97x20 x12。32kw102102x 360020.解：1）取贮水池液面为1-1截面，出口管路压力表所在液面为2-2,截面,由伯努利方程得其中，Zj=0,z2=5.0m;Pi=0,p2=2Skg f 帆一22.5 x 9.8o.o r4=2.45x 105 Pa忽略出水管路水泵至压力表之间的阻力损失，则：衡算系统的阻力损失主要为吸入管路的阻力损失:h-o.y厂/9.836u /3600 x%(76x 10 3)2=2.2“”5.0+245x 105+至+%,1000 x 9.8 2x 9.8 9.8=5.0+25+0.25+0.02=30.27人乩4嗔3。叱36*1。:3所102102x 3600-qv-p 3.0/_2)P=，八=4.3kw1020.73）取贮槽液面为it截面，水泵吸入管路上真空表处液面为2-2截面,由伯努利方程得2 2z+J4=z+十 十c?2十 十c 十口 fPg 2g pg 2g其中：zx=0/2=4.8/n;Pi=,P2=?忽略进水管路水泵中真空表至水泵之间的阻力损失，贝不衡算系统的阻力损失为吸入管路的阻力损失：H f=2 22 0 2=-(4.8+)x 1000 x 9.8=-49600pa2x 9.8 9.80.2/9.8得真空表的读数为P=49600Pa vac23.解：1)取低位槽液面为IT截面高位槽液面为2-2，截面由伯努利方程得2 24+上+上+乩工2+三/pg 2g 1 pg 2g f其中，Z=0,z2=20m;=0,2=0H 于=5,He=20+5=25w”25x 9.8=245JTkg2)在管路A、B截面间列伯努利方程得：62 2Za+十 丁一 Zb+-+M pg 2g pg 2gPa pg一乙=Zb-Za+4PSL u2d 2gu2=2gd,p、x x(-L2 pg-zB+zA)pgPA-Pb=(。%-0 H2。)X g R+PhIO X g X 6Pa Pb _(夕Hg-Ph20)X R+Ph20 X 6Ph 20 8 Ph 20L dPh20)xR+Ph2()X6 n=J2g x-x(-三-6)V 乙几 Ph io=j2g x-005 x0.504=2.03m.V 6x 0.0225x2.03x-x0.052x10003)P=-=0.976痴1024)根据静力学基本方程式：Pb+Ph20g(6+H)=pHgg R+Po=Pb=Ph.g R+Po-A7 20 g(6+H)Pa+Ph20g h=Pb+pH?o g 6+pHio g 也-R)+PHg g R=Pa=Pb+Ph20g6-pH2og R+n PA=pHg g R+PoPH2o g(6+H)+2”20g6 pH2og R+Ph&g R=Pa-Po=pHg g R-Ph20g H+pHs-pH2O)g R=13.6x 1.2-1x 1+(13.6-l)x 0.04 x 9.8 x 1000=1.55x 10”7第三章传热过程pl 05ex l 解:Arq=-二*ER1150-30=2 030.0061.07+0.14+4511200.187-0.714-0.000111200.901=1243W/m29=300=1120Z(R+9)nZR+Ro=3.73C/WG 一，4A 4R0=3.73-0.901=2.83。帆2.w tex 2 解：d=GT)_(D Z 包.儿A 2町J42mL（7；看）_2 和L（7一看）。2(260-35)L=1,251,55 1,85l-1-1-1-1 16 20 0.2 25 0.07”552x 3.14x 225 14130.223 0.788 1.435-0.0139+3.94+6.21416 0.2 0.0071413 10.168=138.96W 加i220+180 CEx 4解：空气的定性温度T=-=2002200时空气的物性参数为：2=0.746&/7?=3.91x 10=2.6 x 10-5 5.s Cp=1.034AV Kg 氏8u=15m-sl,d up _ 0.0254 x 15 x 0.7462.6x 10 51.09 x l O4一十一 3.931x 10 2=0.023&,)“4产d=0.023 x 3 931x 10 2、(1 09 x 讨)o.8 x 0 68o.30.0254=53.8W/m2-Kex 5解：水的定性温度T=2=30C30时水的物性参数为：p=995.7Kg/m32=0.61761V4=80.07x 10-5 2-5Cp=4A74KJKg To C2。=0.0234(严(匕严当=Im s时,d up _ 0.02x 1x 995.780.07x 10 5=24868.6Cp 4.174x 103 x 80.07x 10 0.6176a=0.023 x 0,6176 x(24868.6)x(5.41)0-4 0.002=4583.5I/m2-K当=0.3时Re=7460.58,此时，2()o o Reio o o o49a=0.023 x 38.85 x 1.965 x 7460.58 x(1 -6x l01 J 7460.5818二 1638W/3C120+30ex 7解：甲烷的定性温度：T=-=752(TC钠下：p=0.717Kg/m3 4=0.03卬机!右1=1.03 x 10 5 Pa s Cp=1.1KJ Kg%K-l由于甲烷是在非圆形管内流动，定性尺寸取出.流体截面积，润湿周边-x0.192-37x-x0.0192:4 x-:0.0255ti x 0.19+37 x%x 0.019R=%40.0255x 10 x 0.7171.03x 10 5=17728.7Cp/l.x l O3 x 1.03x 10 51T 03=0.584由于甲烷被冷却，n=0.3二二0.023（此严（匕严 de=0.023 X 0,03 X(17728.7)x(0.584产 0.0255=0.023 x 1.176 x 2505.77 x 0.851=57.1卬加2.右1若甲烷在管内流动：仁 d up 0.015x 10 x 0.717._R=-=10441.75e 4 1.03x 10 5a=64.2W 根/.ktEx8 AT；=4015=25。，io心二130 33=97。AT；-AT：_/1 97 2597=53。（逆流）4/25在按照折流校正33-15=0.16130-15火=1=5 33-156=0.97M,=0.97x53.1=51.5。（1）。=3（7-心）=1.25x l.9x l 03x（80-30）=118750/厂（2）M=30-20=10。，AT2=80 40=40。AT2-A7；_ 40-10LA=21.64 M“瓦（3）窗o wd 0K%。油 4+&+Ko-T+1.7 x l O30.025 0.0025x 0.0250.85 x 103 x 0.02+0.025-0.02的/0.0250.02+0.21x 10 3+0.176x 10 3=0.00251m2KW-1K=398.91Wm-2K-1 R（4）,。118750A _L_ _一Ktm 395.91x 21.64=13.74m2若近似按平面壁计