化学工程基础试卷答案.doc

一、判断题
1、量纲分析法的优点是：虽未减少实验的工作量，但可以建立数学模型，对实验结果进行量化计算。( )
答案：错
2、当流体充满圆管做定态流动时，单位时间通过任一截面的体积流量相等。( )
答案：错
3、强化传热过程最有效的途径是增大传热面积。( )
答案：错
4、液体在管内做强制湍流流动时，如果流动阻力允许，为提高对流传热系数，增大流速的效果比减小管径更为显著。( )
答案：对
5、沸腾给热和冷凝给热同属于对流传热，因为两者都伴有流体的流动。( )
答案：对
6、对于逆流操作的填料吸收塔，当气速一定时，增大吸收剂的比用量(即液气比)，则出塔溶液浓度降低，吸收推动力增大。( )
答案：对
7、选用不同结构的填料时，填料提供的比表面积越大，越有利于吸收，不利于解吸。( )
答案：错
8、液泛点是填料吸收塔的最佳操作点。吸收操作在此条件下进行时，则吸收速率最大。( )
答案：错
9、设计时，若R上升，并不意味D下降，操作中也可能有类似情况。( )
答案：对
10、吸收操作线方程是由物料衡算得出的，因而它与操作条件(压强、温度)、相平衡关系、塔板结构等无关。( )
答案：错
二、填空题
1、处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是 、 、 。流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用 流量计测量。
答案：静止的 连通着的 同一种连续的液体 皮托
2、如下图所示，密封容器中盛有的油品，U形管中指示液为水(
),、、恰好在同一水平面上，、、及也在同一高度上，

,则各点的________,________,________,________,
________。（表压值，均以为单位）

答案：0；100；340；300；200
3、离心泵特性曲线通常包括________曲线、________曲线和________曲线，这些曲线表示在一定的________下，输送某种特定液体时泵的性能，泵制造厂所提供的特性曲线是用________作为工作介质测定的。
答案：扬程：效率；轴功率；转速；清水
4、吸收过程物料衡算时的基本假定是:(1) ________，(2) ________。当进塔混合气中的溶质含量较低(例如小于5%~10%)时，通常称为低浓度气体吸收；其特点为：(1) ________，(2) ________。
答案：气相中惰性气体不溶于液相；吸收剂不挥发；G、L为常数；吸收过程是等温的
5、某精馏塔的设计任务为：原料F，，要求塔顶为，塔底为。设计时若选定的R不变，加料热状态由原来的饱和蒸气加料改为饱和液体加料，则所需的理论板数________提馏段上升蒸气量________，提馏段下降液体量________，精馏段上升蒸气量V________，精馏段下降液体量L________。(增加，不变，减少)
答案：减少；增加；增加；不变；不变
6、在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括________、________和________三个阶段。实际操作应控制在________，在这一阶段内，传热系数随着温度差的增加而________。
答案：自然对流；核状沸腾；膜状沸腾；核状沸腾；增加
7、在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k

y=2kmol/m2·h，气相传质总Ky=1.5kmol/m2·h，则该处气液界面上气相浓度yi应为_____。平衡关系y=0.5x。
答案：0.01
8、比较温度、压力对亨利系数、溶解度常数及相平衡常数的影响：
当温度升高时，亨利系数E________，相平衡常数m________，系数H________。
对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数E________，相平衡常数m________，系数H________。
答案：增大；增大；增大；不变；减少；不变
9、完成一分离任务需要的填料层高度为8m，所用填料的等板高度HETP为0.5m，若改用板式塔，则完成这一分离任务所需的理论塔板数(包括塔釜)为___
答案：16
10、当喷淋量一定时，填料塔单位高度填料层的压力降与塔气速关系线上存在两个转折点，其中下转点称为________，上转点称为________。
答案：载点；泛点
11、塔板上液体流量愈大，则板上的液面落差愈________，堰上的液层高度愈________，液体在降液管中的停留时间愈________。
答案：大；高；短
12、进出口温度分别为85℃和40℃的热流体对进口温度为20℃的冷流体进行加热，规定冷流体出口温度不超过40℃，则必须采用_________操作。
答案：并流
13、列管换热器中，用饱和水蒸气加热空气。空气走管内，蒸汽走管间，则管壁温度接近_________的温度。
答案：水蒸气
14、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的将_________。
答案：不变
15、对于气体，温度升高，黏度_________。
答案：增大
16、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 。测得另一容器内的表压强为1360 mmHg，则其绝对压强为2105mmHg。
答案：395mmHg
三、选择题
1、强制对流(无相变)流体的对流传热系数关联式来自____。
A、理论方法 B、量纲分析法
C、数学模型法 D、量纲分析和实验相结合的方法
答案：D
2、离心泵的调节阀开大时，
A、吸入管路阻力损失不变 B、泵出口的压力减小
C、泵入口的真空度减小 D、泵工作点的扬程升高

答案： B
3、填料塔的吸收面积等于________。
A、塔内填料总表面积 B、塔的截面积
C、塔内润湿的填料表面积 D、塔的侧面积
答案：C
4、操作中的精馏塔，保持F，q，，，不变，减小，则
A、D增大，R减小 B、D不变，R增加
C、D减小，R增加 D、D减小，R不变
答案 C
5、某二元混合物，a=3，全回流条件下xn=0.3，则yn-1=___ ___。
A、 0.9 B、 0.3 C、 0.854 D、 0.794
答案： B
6、将流率为800kmol/h，组成为0.4的二元理想溶液精馏分离。要求塔顶产品组成达到0.7，塔底产品组成不超过0.1，泡点进料，回流比为2.5。要使塔顶采出量达到500kmol/h，_______。
A、增加塔板数 B、加大回流比 C、改变进料热状态 D、增加进料量
答案：D
7、定性温度是指
A、流体进出口温度平均值 B、膜温
C、壁温 D、传热计算准数式中的物理性质取值温度
答案：D
8、在气体处理量一定时，减小吸收剂用量，则吸收推动力_______。
A、增大 B、不变 C、减小 D、不确定
答案：C
9、为了在某固定空间造成充分的自然对流，有下列两种说法：(1)加热器应置于该空间的上部；(2)冷凝器应置于该空间的下部。正确的结论应该是_______。
A、这两种说法都对 B、这两种说法都不对
C、第一种说法对，第二种说法错 D、第一种说法错，第二种说法对
答案：B
10、精馏过程的操作线为直线，主要基于_______。
A、塔顶泡点回流 B、恒摩尔流假定 C、理想物系 D、理论板假定
答案：B
四、计算
1、用离心泵20的水从贮槽送到水洗塔顶部，槽内水位维持恒定。各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按

与计算，由于管径不变，故式中u为吸入或排出管的流速m/s。排水管与喷头连接处的压强为98.07103Pa（表压）。试求泵的有效功率。

解：选取贮槽水面为基准水平面，亦截面，泵入口处为截面，排水管内侧为截面，如图所示。首先在截面和应用柏努利方程

由题意

代入方程得
解得u=2.0m/s。
然后在截面和截面应用柏努利方程

其中

代入得

流体得质量流量

有效功率

2、在逆流换热器中，用初温为20℃的水将1.25kg/s的液体（比热容为1. 9kJ/ (kg·℃）、密度为850kg/m3），由80℃冷却到30℃。换热器的列管直径为25mm 2. 5rnm,水走管方。水侧和液体侧的对流传热系数分别为0. 85kW／（m2·℃）和1. 70kW／(m2·℃），污垢热阻可忽略。若水的出口温度不能高于50℃，试求换热器的传热面积。
解：先求总传热系数，因为忽略污垢热阻，则

其中，
将上数据代人公式

得=471．6W／（m2·℃）。
再以临界条件算得
水20℃50℃
液体30℃80℃
所以

又因为KoSotm =Wccpc (t2 –t1）
代入数据得

解得So =8.3m2。

3、有一吸收塔，塔内装有25mm25mm3mm的拉西环，其比表面积a=204(假设全部润湿)，在20℃、1atm下操作。空气-丙酮混合气中含有6%(体积分数)的丙酮，混合气量为1400(标准状态)。塔顶喷淋的清水量为3000kg/h，丙酮回收率=98%。平衡关系为y=1.68x(x、y为摩尔分数)。已知塔径D=0.675m，总传质系数。试求：(1)传质单元数；(2)填料层高度H
解：先将流量化为摩尔流量

(1)

(2)本题前面已求出的，是流量而不是流率，因此需求塔的横截面积A。

4、在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。进料量为1000kmol/h，含苯0.4，要求塔顶馏出液中含苯0.9（以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于90%，泡点进料，泡点回流。已知a=2.5，取回流比为最小回流比的1.5倍。试求：（1）塔顶产品量D、塔底残液量W及组成xw；（2）最小回流比；（3）精馏段操作线方程；（4）提馏段操作线方程；（5）从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成为多少？（6）若改用饱和蒸汽进料，仍用（4）中所用回流比，所需理论板数为多少？
解：（1）塔顶产品量D、塔底残液量W及组成xw；
由 ，得：
W=F- D=1000-400=600kmol/h
又由物料衡算
得
2）最小回流比；
泡点进料，q=1,

(3) 精馏段操作线方程；

(4) 提馏段操作线方程；

则
（5）从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成

由操作线方程
得

（6）若改用饱和蒸汽进料，仍用（4）中所用回流比，所需理论板数又为多少。
饱和蒸气进料， q=0，
由 得

因 ， 故

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