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化工原理期末试题及答案

模拟试题一

1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395 mmHg。测得另一容器内的

表压强为1360 mmHg,则其绝对压强为2105mmHg ____ 。

2、流体在管内作湍流流动时,在管壁处速度为0 ,临近管壁处存在层流底层,若Re值越大,则该层厚

度越薄

3、离心泵开始工作之前要先灌满输送液体,目的是为了防止气缚现象发生:而且离心泵的安装高度也不能

够太高,目的是避免汽蚀现象发生。4、离心泵的气蚀余量越小,则其抗气蚀性能越强。

5、在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气,总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数,而壁温接近于

饱和水蒸汽侧流体的温度值。

6、热传导的基本定律是傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻_大(大、小)一侧的:?值。间壁换热器管壁温度t w接近于:?值大(大、小)一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中,所用材料的导热系数愈小,则该壁面的热阻愈大(大、小),其两侧的温差愈大(大、小)。

7、Z=(V/K Y a. Q.(y i —Y2)/ △ Y m,式中:△ Y m称气相传质平均推动力,单位是kmol吸收质/kmol惰气;(Y i—丫2)

/△ Y m称气相总传质单元数。

8、吸收总推动力用气相浓度差表示时,应等于气相主体摩尔浓度和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之

差。

9、按照溶液在加热室中运动的情况,可将蒸发器分为循环型和非循环型两大类。

10、______________________________________________________________________________________ 蒸发过程中引起温度差损失的原因有:溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。____________________________

11、工业上精馏装置,由精馏塔塔、冷凝器、再沸器等构成。

12、分配系数k A是指』A/X A—,其值愈大,萃取效果越好。

13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中溶解度的差异而达到混合液中组分分离的操作。

14、在实际的干燥操作中,常用干湿球温度计来测量空气的湿度。

15、对流干燥操作的必要条件是湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分压;干燥过程是热量传递和质

量传递相结合的过程。

1、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动,则各截面上的( D )

A.速度不等

B.体积流量相等

C.速度逐渐减小

D.质量流速相等

2、装在某设备进口处的真空表读数为-50kPa,出口压力表的读数为100kPa,此设备进出口之间的绝对压强差为

(A

A. 50

B. 150

C. 75 D .无法确定

3、离心泵的阀门开大时,则( B )。A ?吸入管路的阻力损失减小

C .泵入口处真空度减小

D .泵工作点的扬程升高

4、下列(A )不能实现对往复泵流量的调节。 A .调节泵出口阀的开度

C .改变活塞冲程D.改变活塞往复频率

5、已知当温度为T时,耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力,则铝的黑度(

B .泵出口的压力减小

B ?旁路调节装置

D )耐火砖的黑度。

,使空气温度由20 C升至80 C,

A ?大于

B ?等于C.不能确定 D ?小于

6、某一套管换热器,管间用饱和水蒸气加热管内空气(空气在管内作湍流流动)

现需空气流量增加为原来的 2倍,若要保持空气进出口温度不变, 则此时的传热温差应为原来的 (A )倍。

A 1.149

B 1.74

C 2

D 不定

7、当吸收质在液相中的溶解度甚大时,吸收过程主要受( A )控制,此时,总吸收系数 K Y 近似等于( D

)°

A.气膜;

B. k x ;

C.气液膜同时;

D. k Y ;

E.液膜;

F. K x ;

9、 提高蒸发装置的真空度,一定能取得的效果为

(A

)°

A.将增大加热器的传热温差

B.将增大冷凝器的传热温差

C.将提高加热器的总传热系数

D.会降低二次蒸气流动的阻力损失

10、

在板式吸收塔操作中,当上升气体流速过小时,操作会发生( C )现象。

A.液泛

B.雾沫夹带

C.漏液

D.淹塔

三、计算题:(50分)

1、由水库将水打入一敞开水池,水池水面比水库水面高 50 m ,要求的流量为90 m3/h ,输送管内径为156 mm , 在阀门全开时,管长和各种局部阻力的当量长度的总和为

1000 m ,泵的特性曲线可近似地用直线

H = 124.5-0.392Q

表示,此处H 为泵的扬程 m , Q 为泵的流量 m3/h ,管路摩擦系数可取为 X= 0.025,水的密度p= 1000 Kg/m3,试

问此泵能否满足要求?( 10分)

解:在1-1, 2-2截面间列机械能衡算式,得:

Z1 + p1/ p g + u12/2g + H e Z2 + p2/ p g + u22/2g + -2 刀他1 分)以表压计, p1= p2 = 0, u1 ~Q u2~Q

2 =

1.31m/s

3600 0.785 0.1562

将以上数据代入方程,并整理得:

He = (Z2 — Z1) + E hf12= 50+0.025 K 000/0.156 1 怡12/(2 9出1) = 64.0 m (2 分) 即当Q = 90 m3/h 时,管路所需压头为 64 m ° 又当Q = 90 m3/h 时,泵所能提供得压头:

H = 124.5-0.392Q = 124.5— 0.392 90= 89.2 m (2 分)

当流量Q = 90 m3/h 时,泵所能提供的压头大于管路所需要的压头,所以该泵能够满足要求。 (1分)

3、用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体生成稀溶液(服从亨利定律)

,操作压力为 850[mmHg],相平衡常数

m=0.25,已知其气膜吸收分系数 kG=1.25[kmol.m-2.h-1.atm],液膜吸收分系数 kL = 0.85[m.h-1],试分析该气体被 水吸收时,是属于气膜控制过程还是液膜控制过程 ?( 5分) 解:m=E/P ??? E=mP=0.25< 850/760=0.28(大气压)(1 分)

?. ?是稀溶液

? H = p /Ms.E =1000/(0.28 X 18)=198.4(kmoat m ) (1 分)

根据 1/KG =1/ k G +1/(H k L ) 即 1/KG =1/1.25 + 1/(198.4 0.85)X

管路内流速:

Tt

d

4

? K G *k G =1.25 [kmol.m-2.h-1.atm] (2 分)

因此,是气膜控制过程。(1分)

5、常压下拟用温度为20 C、相对湿度为57.5%的空气干燥某种湿物料。空气在预热器中被加热到90 C后送入干燥室,离开时的温度为45C、湿度为0.022kg水/kg干气。现要求每小时将1200kg的湿物料由含水率3% (湿基)干燥至0.2%(湿基),已知物料进、出口温度分别为20C和60C,在此温度范围内,绝干物料的比热为3.5kJ/(kg G), 水的平均比热为4.19 kJ/(kg :C )。干燥设备热损失可按预热器中加热量的5%计算。试求:新鲜空气用量,kg/h ;

预热器的加热量QP, kW。(8分)

解:(1)查图或计算得H0= 0.008kg干/kg

0.03 -0.002 =33.64kg h (2分)

W 弋1 _ 2 =1200

1 -?

2 1—0.002

, W 33.64 c’ccci〒宀—八小八、

L 2402.8kg干空气/ h (2分)

H2-H。0.022—0.008

L=L1 H0 =2402.8 1 0.008 = 2422.1kg/h (2 分)

(2)Q P二L J -1。二LC H°匕-t。(2分)

-2402.8 1.01 1.88 0.008 90 -20

=172407.63kJ /h 二47.89kW (2分)

模拟试题二

、填空题:(每空1分,共16分)

1、流体在变径管中作稳定流动,在管径缩小的地方其静压能—减小

2、当计算流体由粗管进入细管的局部阻力损失时,公式中的流速应该用细管中的速度。

3、 离心泵的主要部件包括 叶轮、泵壳和导轮以及离心泵的轴封装置

4、 离心泵的工作点是 管路特性 曲线与 离心泵特性

曲线的交点。

5、 由多层等厚平壁构成的导热壁面中,所用材料的导热系数愈大,则该壁面的热阻愈 小 ,其两侧的温差愈

6、 在无相变的对流传热过程中,热阻主要集中在 滞离层内(或热边界层内) ______ ,减少热阻的最有效措施

是 提高流体湍动程度

7?在气体流量,气相进出口组成和液相进口组成不变时,若减少吸收剂用量,则传质推动力将 减少,操作线将

靠近平衡线。

8?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 H OG 将 不变,N °G 将增加

(增加,减少,

不变)。

10、 单效蒸发操作中,二次蒸发温度低于生成蒸汽温度,这是由于传热推动力和溶液沸点升高造成的。 11、 为了防止发生_液泛_,降液管内清液层高度及停留时间应符合一定的要求。 12、 在三角形坐标图上,三角形的顶点代表 纯物质,三条边上的点代表 二元混合物,三角形内的点代表 _三 元混合

物 。

13、 影响分配系数 k A 数值的因素有 物系、 温度 、 组成 。 14、 恒定的干燥条件是指空气 温度湿度流速均不变的干燥过程。

9、下列说法错误的是( B )。 A .

在一个蒸发器内进行的蒸发操作不一定是单效蒸发 蒸发与蒸馏相同的是整个操作过程中溶质数不变

15、在恒速干燥阶段,湿物料表面的温度近似等于

热空气的湿球温度 。

1、流体在管内流动时,如要测取管截面上的流速分布, 应选用( A )流量计测量。

A.皮托管

B.孔板流量计

C.文丘里流量计

D.转子流量计 2、在完全湍流(阻力平方区)时,粗糙管的摩擦系数 入数值(B )。 A.只取决于Re ;

B.只取决于e/d ;

C.与e 无关;

D.只与e 有关。

3、 离心泵流量的调节,可以通过

D —来实现。

4、 5、 A 调节泵出口阀的开度 B 调节转速和叶轮外缘尺寸

D 2 C 离心泵并联或串联

往复泵属于

B 。A 动力式泵 B 容积式泵

C 流体作用式泵

在两灰体间进行辐射传热,两灰体的温度差为 50 C,现因某种原因,两者的温度各升高

传热量与原来的辐射传热量相比,应该—

B _。A.减小

B.增大

C. 6、 在蒸气一空气间壁换热过程中,为强化传热,下列方案中的— B 在工程上可行。

A. 提高蒸气流速

B.提高空气流速

C. 采用过热蒸气以提高蒸气温度

D.在蒸气一侧管壁加装翅片,增加冷凝面积

7、 若享利系数 E 值很大,依据双膜理论,则可判断过程的吸收速率为(

B )控制。

8、 A.气膜

B.液膜

C.双膜

D.无法判断

采用多效蒸发的目的在于

(A )。

A.提高完成液的浓度

B.提高蒸发器的生产能力

C.提高水蒸气的利用率 D 以上均正确 D 以上均不正确 100 C,则此时的辐射 不变

D.提高完成液的产量

加热蒸气的饱和温度一定高于同效中二次蒸气的饱和温度 D .

蒸发操作时,单位蒸气消耗量随原料液温度的升高而减少

10、板式塔的流体力学性能包括

ABCDE 。

13、同一物料,如恒速阶段的干燥速率加快,则该物料的临界含水量( C )

A.不变

B.减少

C.增大

D.不一定

14、将水喷洒于空气中而使空气减湿,应该使水温(

(1)取计算截面为1 — 1、2-2,基准面为1- 1,在1-2间列柏努利方程可得:

乙=0, z 2

=10m ,山=0(表),5 =u 2

=°, p 2

=124kPa(表),W e

=364.5

J/kg

3

' h 讥 92 芈二364".81 10 一竄=142^/k 即总阻力损失为 1424J/kg 。

⑵一必=10^'「血“ 2d r

d 0.1 d 2 V 九

设,0.026,则:u =

2 0J 1424

=2.23m/s Re =吨 月 =2.23 汙

V 0.026X220

查Moody 图知,=0.026。 /?假设成立,故管内流速为 2.23m/s 。

4、在直径为0.8m 的填料塔中,用1200kg.h -1的清水吸收空气和 SO2 混合气中的SO2 ,混合气量为1000m 3 (标 准).h -1 ,混合气含SO21.3%(体积),要求回收率99.5%,操作条件为20C 、1atm,平衡关系为ye=0.75x ,总体积传 质系数Kya=0.060kmol.m -3.s -1 ,求液体出口浓度和填料层高度。 (10分)

解: 已知:D=0.8m Ls =1200kg.h -1

G=1000Nm 3

.h-1

-3

1

y 1

=0.013

$ =0.995 X 1 =0 ye =0.75x K y a =0.06kmol.m

.s-

Ls =1200/(3600 18)=0.0185 kmol.s -1 G =1000/(22.4 B 600)=0.0124kmol.s -1

???为低浓度吸收 ???(L/G)=0.0185/0.0124=1.49 y 2 =y 1 (1-$ )=0.013(10.995)=0.000065

X 2=(G/L)(y 1-y 2)+X 1=(0.013-0.000065)/1.49=0.00868

Z = H OG X N OG

而 N oG =(y 1-y 2)/ △ Ym △ y1=y-y 1*=0.013-0.75 0.00868=0.006490

△ y =y 2--y 2*=0.000065-0=0.000065

c . A.等于湿球温度

B.低于湿球温度

C.高于露点

D.低于露点

三、计算题:(50分)

1?用泵向压力容器输水,已知:管内径

的物性:p =1000kg/m 3,尸10-3N ?s/m 2, d=0.1m ,粗糙度曰0-4m ,管路总长(包括局部阻力的当量长度

)l=220m ,水

容器内压力p 2=124kPa (表),外加能量 W e =364.5J/kg 。试求: (1) (2)管内流速u 等于多少m/s ?( 7分)

解: gz 1

2 2

£号讥也学ur h f

10

△ ym

2

1

总阻力损失2hf 等于多少J/kg ?

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