化工原理期末考卷及答案

1、湖州师范学院20122013学年第一学期化工原理及实验期末考试试卷（A卷）适用班级 100925.26考试时间_120分钟学院 生命科学学院 班级学号姓名成绩题号-一-二二三四五总分分数一、填空题（20分）1、在研究流体流动时，常将流体视为无数 组成的连续介质。2、 牛顿粘性定律表达式为 ，满足牛顿粘性定律的流体称为牛顿型流体，所有和大多数都属于这一类。3、 完全湍流区，与无关，值随的增大而增大，此区亦称为区。4、 孔板流量计具有 的优点，但其有的缺点。5、 离心泵的实际安装高度一定要小于 ，并尽可能减小。6、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，传热管的壁面温度接近 气（或汽）的温度，总传热

2、系数K接近 （或汽）的对流传热系数。7、 在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在 ，减少热阻的最有效的措施是。8如果将和相结合，最终可得到较纯的轻重组分，此操作称为 。*1_和时,9、全回流时无生产实际意义，但在精馏多采用全回流，以便过程迅速稳定。二、单项选择题（10分，每小题1分）1、图示所表示的R值大小反映（）（A）A、E两截面间压差值（B）A E截面间流动压降损失；（C）A、E两截面间动压头变化（D）突然扩大或突然缩小流动损失。（D）皆可2、离心泵的安装高度Hg与允许吸上真空度Hs的关系是(A) Hg Hs (B) Hg 1 3 ；（C） 1 2 3 ；6、在多层平壁稳定导热中, 的热

3、量（）通过热阻大的这一层平壁的热量比通过其余平壁(A )大（B ）小（C）相等（D）不确定7、 同一物系，总压越低，混合物各组分间的挥发度差异（）（A）越大（B）越小（C）不变（D）不确定8、对于双组分液体连续精馏过程，要达到规定的分离要求所需要的理论板数NT和下列诸因素中无关的因素是（）（A）回流比；（B）塔内操作压强；（C）塔板上的气液接触状况；（D）加料的热状态。9、 两组分物系的相对挥发度越小，则表示分离该物系越（）（A）容易（B）困难（C）完全（D）不完全10、用精馏塔完成分离任务所需理论板数 Nt为8 （包括再沸器），若全塔效率Et为50%，则塔内实际板数为（）（A） 16 层 （

4、B） 12 层（C） 14 层（D）无法三、简答题（20分）1简述流体流动在层流和湍流时，管壁粗糙度对摩擦系数（ 影响？ （ 5分）3、根据亨利定律导出HEMs（5 分）-）的5 分）2、列管换热器在设计时，如何确定两流体两端温度和温差的?114、什么是理论板，有何作用？ （5分）四、分析题（10分）1 一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果受 何影响？分析原因。（5分）2、操作中的精馏塔，F、q、Xd、Xw、V不变，V增大，试分析D和R将如何变化？（5分）H五、计算题（40分）1、用耐腐蚀泵将20C混酸（以硫酸为主）自常压贮槽输送到表压为196.2kPa的设备内，出口管（5

5、7 3.5mm）高于贮槽液面的距离为6m，要求最大输送流量为10m3/h 。已知：20C混酸；-=1600kg/m3 ,2=2.10 Pa s ,输送管道长10m ,管道局部当量长度57.5m ,若泵的效率0.3164)Re0.2564= 0.65，试求泵的轴功率（10 分）（求二时，层流用，湍流时用-Re2、有一列管换热器，由60根长I =3m的25mm 2.5mm的钢管组成。在此换 热器中，用饱和水蒸气加热苯。苯在管内流动，由 20C加热80C，苯的流 量为13kg/s，试求苯在壁内的对流传热系数。苯在 5C下的物性如下：，=860kg/m3=0.14W/(m C -4.5 10 4 Pa

6、 sCp = 1.80kj / kgC（10 分）3、在一碳钢制造的套管换热器，其内管直径为89mm 3.5mm ,流量为2000kg/h的苯在管内从80C冷却到50Z。冷却水逆流在环隙中从15C升到 35C。苯的对流传热系数为230w/mC ,水的对流传热系数为290w/mC。 忽略污垢热阻及热损失，求：传热面积（苯的Cp =1.86kj/kgC，碳钢的-=45w/mC ） （10 分）4、用某连续精馏塔处理苯-氯仿混合液，要求馏出液中含有 96% （摩尔百分 数，下同）的苯。进料量为75kmol/h、进料液中含苯45%，残认中含苯10%， 回流比为3，泡点进料。试求：（1）塔顶的回流液流量

7、及塔釜上升蒸汽的摩尔 流量；（2）写出精馏段、提馏段操作线方程。（10分）湖州师范学院20122013学年第一学期化工原理期末考试试卷（A卷）标准答案适用班级 100925.26考试时间120分钟、填空题（20分）1、质点2、鄴或一唱，气体，液体3、Re（雷诺数），（相对粗糙度），阻力平方4、制作简单、调换方便，能量损失较大 5、允许安装高 度，吸入管路阻力&蒸汽，空气7、层流内层，减薄层流内层8、多次部分 汽化，多次部分冷凝，精馏9、开机调试，实验研究二、单项选择题（10分，每小题1分）1、A.2、B3、D4、A5、C6、C7、A 8、B9、B10、C三、简答题（20分）1、 简述流体流动在

8、层流和湍流时， 管壁粗糙度对摩擦系数（）的影响？ （ 5 分）层流时，流体层平行于管道轴线，流速比较缓慢，对管壁凸出部分没有什么碰撞作用，故此时管壁粗糙度对摩擦系数（）无影响；湍流时，当层流底层的厚度大于绝对粗糙度时，管壁粗糙度对摩擦系数（ ） 无影响，当层流底层的厚度小于绝对粗糙度时，管壁粗糙度对摩擦系数（ ） 有影响。2、列管换热器在设计时，如何确定两流体两端温度和温差的？ （5分）当需选定热源或冷源时，通常进口温度已知，则出口温度应根据经济核算来确定。一般换热器高温端温差不应小于 20C，低温端温差不应小于5C。3、根据亨利定律导出HPSEM（5 分）根据亨利定律：p = Ex , p

9、，则Ex ，又c总 HH对于称溶液： 心 M二Ms故Ex - E=总二-HH二 xc ,PHM HM sPc总二M64、什么是理论板，有何作用？ (5分)理论板是指离开该板的气液两相互成平衡，且温度相等的塔板。 理论板仅是衡量实际板分离效率的依据和标准。四、分析题(10分)1、保温效果下降，因为受潮后，石棉泥内渗入了水，水的导热系数要大于空气, 故导热能力增大，而保温效果下降。2、V -V -(1 -q)F =L - D -(1 -q)F，F、L、q不变，V增大，则 D 减小, L二DR，D减小，则R增大。五、计算题（40分）1、解：d =57-2 3.5 = 50mm = 0.05m uVs

10、10/3600 2 = 1.42m/sld20.785x0.054Re曲 0.05 142 1600 !4740000.3164hf2.2 10Re0.250.3 1 64 门57T75 “0374U21057.51.4220.0374d 20.05l le50.8J / kg2 U12hfZ1 =0 ，U1 =0 ， P1 =0 ，z2 二 6mp2 = 196.2kPa，u2 = 1.42m/s ，、hf =50.8J/kg000 We =6 9.811.4222196.2 103160050.8We =238.7 J / kgV132、解：u20.8m/sd2860x 0.785x 0.

11、022 x604Redu?0.02 0.8 8604.5 10= 3.06 104 -104（2 分）Cp，1.8 103 4.5 10 鼻0.14-5.8（2 分）0.02= 15060 （1 分）巾斶尹计023 器（305 104）08几1262 C （23、解:：tQ=Wm.h5（T2 TJ = 2000 x 1.86 x 1000x（80 50）= 31000W（2 分） 3600（80 -35）-（50 -15）“ c39.8 C80-35 In50 -15（2分）K。b d_odm=丄 0.0035 8989一 2904585.5230 82-0.008248KoK。2=121.2 W/mQ =KoS。如SoQKo%31000121.2 39.82= 6.4m。（2 分）4、解: （1）F 二 D WFx F 二 Dx D WxWXF XwXdXw0 45 _0 1=7530.5kmol / h0 . 960.1W 二 44.5kmol /hL 二 DR =30.5 3 =