武汉大学化学工程基础期末考试试卷
武汉大学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__________________。
2．若间壁一侧流体的传热膜系数α1远 远小于另一侧流体的传热膜系
数α2，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atm表示）的换算关系为： 1 atm= ______mm（Hg）= m（H 2O），将其换算成SI单位Pa时， 1 atm= Pa.
4．精馏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 。 10.物料在反应器中的理想流动模型有 和 ；其中 返混最大的是
武汉大学11. 稀释率的定义式为D = ，类似于化学反应工程中的 ，D的值应 D crt （=，<，>）。
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“×”，共8小题，每小题2分，共16
分）
1.精馏段操作线方程表示连续精馏过程中，精馏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D 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x A 随物料的初始浓度c A,0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 x/s 和Y G 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：p 2=p 1+ρg （Z 1-Z 2）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
武
汉大学3.（ ） 如图所示为各种进料
热状况的δ线，其中表示气液混合
物进料的δ线是
(A) 直线1 ; (B) 直线2 ;
(C) 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ρ
Α与ρΒ，
且ρΑ>ρΒ，它们的保温性能优劣是 三(3)附图
（A） B 比A 好； （B）A 比B 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t ，那么在反应器中的停留时间t ≥t 的物料占进料的百分数应为
(A) ≤63.2%; (B) ≤36.8%;
(C) ≥50%; (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；
(C) 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ρ=1500 kg·m -3。若虹吸管AB 和BC 段的全部能量损失（J·kg -1）可分别按0.5u 2和2u 2（u 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)
武汉大学 2．在连续精馏塔内对苯—甲苯的混合液进行分离。原料液中苯的摩尔分数x f =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x f =0.50成平衡的蒸气相组成为y f =0.70,试求: (1) 实际回流比;(8分) (2) 精馏段操作线方程。(8分) 3．在全混流反应器内进行液相反应A—→P，(-r A )=kc A .已知k =4.5×10-4 s -1,物料的体积流量q V ,0=2 L·s -1，反应器总体积为 5 m 3，试计算反应的最终转化率。(16分)