化学工程基础试卷答案

1、/m123),a、h=200mm，则各点的p2a1,pa2,pb2,pb3、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

2、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h=。(表压值，均以mmHO为单位)答案：0；100；340；300；2003、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

3、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；20oC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,x，要求塔顶为X，塔底为X。设计时若选定的FDWR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nt，提馏段上升蒸气量V'，提馏段下降液体量L，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

4、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=2kmol/m2h,气相传质总K=1.5kmol/m2h,则该处气液界面上气相浓度y应为。yyi平衡关系y=0.5x。答案：0.018、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；

5、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：1610、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°C和40°C的热流体对进口温度为20°C的冷流体进行加热，规定冷流体出口温度不超过40C，则必须采用操作。答案：并流13、列管换热器

6、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H将。OG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1360mmHg,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：D2、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、

7、泵入口的真空度减小D、泵工作点的扬程升高答案：B3、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：C4、操作中的精馏塔，保持F,q,X,X,V'不变，减小X，贝yDWFA、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：C5、某二元混合物,a=3，全回流条件下x=0.3,则丫=。nn-1A、0.9B、0.3C、0.854D、0.794答案：B6、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5

8、00kmol/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：D7、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：D8、在气体处理量一定时，减小吸收剂用量，贝吸收推动力。A、增大B、不变C、减小D、不确定答案：C9、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：B10、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

9、C、理想物系D、理论板假定答案：B四、计算1、用离心泵20°C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076mmx2.5mm，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66x103Pa；水流经吸入管与排出管(不包括喷头)的能量损失可分别按工h=2u2与工h=10u2计算，由于管径不变,故式中u为吸入或排出管的流速m/s。f,1f,2排水管与喷头连接处的压强为98.07x10Ra(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1-1，泵入口处为截面2-2'，排水管内侧为截面3-3'，如图所示。首先在截面1-

10、1'和2-2'应用柏努利方程gZi+pu2=gZ+2+2+Zh1P2f,1由题意W=0,Z=0,Z=1.5m,p=0（表压）,p=24.66x103Pa（表压）,u=0,u=u,Zh=2u2e121212f,124.66x103代入方程得0=1.5x9.8+2.5u2103解得u=2.0m/s。然后在截面2-2'和截面3-3'应用柏努利方程pu2pu2gZ+2+W=gZ+T+3+Zh2P2e3P2f,2其中Z=1.5m,Z=14m,p=24.66x103Pa（表压）,p=98.07x103Pa（表压）,u=u=u=2.0m/s,Zh=10u2232323f,2代

11、入得W=（141.5）x9.8+e（98.07+24.66）x103103+10x22=285.23J/kg流体得质量流量兀兀w=d2up=(0.076-2x0.0025)2x2.0x103=7.91kg/ss44有效功率N=wW=7.91x285.23=2.26kWese2、在逆流换热器中，用初温为20°C的水将1.25kg/s的液体(比热容为1.9kJ/(kg°C)、密度为850kg/m3),由80C冷却到30°C。换热器的列管直径为025mmx2.5rnm,水走管方。水侧和液体侧的对流传热系数分别为0.85kW/(m2°C)和1.70kW/血

12、76;C),污垢热阻可忽略。若水的出口温度不能高于50C，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1dbd1=o+o+-Kad九daoiimo其中d=25mm,d=20mm,a=850W/(m2gC),a=170W/(m2gC),d=22.5mm,oiiom九=45W/(mgC)将上数据代人公式1252.5x10-3x251=+K850x2045x22.51700o得K=471.6W/(m2°C)。o再以临界条件算得Atm水20°CT50°C液体30°CJ80°C所以At=80-50=30°C,At=30-20=

13、10°C12At-At30-10At=12=18.2°Cm、Ay30InblnAt102又因为KSAt二Wccpc(t-t)oom21代入数据得471.6xSx18.2=1.25x103x1.9x(50-20)o解得S=8.3m2。3、有一吸收塔，塔内装有25mmx25mmx3mm的拉西环，其比表面积a=204m2/m3（假设全部润湿），在20°C、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1400m3/h（标准状态）。塔顶喷淋的清水量为3000kg/h,丙酮回收率耳=98%。平衡关系为y=1.68x（x、y为摩尔分数）。已知塔径D=

14、0.675m，总传质系数K=0.4kmol/（m2-h）。y试求：传质单元数N；填料层高度HOG解：先将流量化为摩尔流量G=1400=62.5（kmol/h）22.4L，=1000=166.67(kmol/h)(1)Qy=°.O6,耳=98%1y二(1q)y二(0.98)x0.06二0.001221x=02x=(yy)=(0.060.0012)=0.0221L12166.67y=mx=1.68x0.022=0.0371e1y=mx=02e2=(人yj-(歹2-歹2e)=(006-吧)-凡0012-0)=0.0074丿m,yy.0.060.037in_inyy0.0012022eN=2

15、=0.060.0012=7.965OAy0.0074m本题前面已求出的G'，是流量而不是流率，因此需求塔的横截面积A。兀314A=D2=x0.6752=0.36(m2)44in。06一°.°370.0012062.5GH=2.13(m)OGKaA0.4x204x0.36yH=H-N=2.31x7.97=16.96(m)OGOG4、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

16、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x打Dx1000x0.4x0.90.9由申=d，得：D=400kmol/hAFxFW=F-D=1000-400=600kmol/h又由物料衡算Fx=Dx+WxFDWx二(1000x0.4-400x0.9)/600二0.0667W2)最小回流比；泡点进料，q=1,=x=0.4Fx2.5x0.4q=0.6251+(a

17、-1)x1+1.5x0.4Qx-y0.9-0.625R=Dq=1.22miny一x0.625一0.4qq(3)精馏段操作线方程；R=1.5R=1.83miny=-x+亠=0.646x+0.318n+1R+1nR+1n(4)提馏段操作线方程；V'=V=(R+1)D=2.83X400=1132L'=L+qF=RD+F=1.83x400+1000=1732,L',Wx1732,600x0.0667y=x-w=x一贝Mm+1V'mV'1132m1132二1.53x'一0.0353m5) 从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成2.5x0.06671+1.5x0.0667oxy=ww1+(a-1)xw由操作线方程y'二1.53x'一0.0353m+1m得y二1.53x'一0.0353w1x'=0.076316）若