合肥工业大学化工原理试卷

1、总3页 第1页合肥工业大学化工原理试卷（一）填空题（20分） TOC o 1-5 h z （2 分）当地大气压为750mmHg时，测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对 压强为 mmHg,真空度为 mmHg。（2 分）米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管长不变，管径增加一倍，则摩擦 阻力损失为原来的 倍。（2 分）离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生 现象。（2 分）传导传热的傅立叶定律为 其各项表示为, ， 和。（2 分）设降尘室的长、宽、高分别为L、B、H （单位均为m）,颗粒的沉降速度为U0 （m/s ），气体的体积流量为七，则颗粒能在降尘室分离的条件是。H LB

2、HH LBH 一 L LBH 一A. u0qB.uq C0uq0也D. % qVVVV6. （2 分） TOC o 1-5 h z 当吸收平衡线为斜率m的直线时，则1/K =1/k +。若为液膜控制， 则K总。X X（分）间壁换热器管壁温度tw接近a 一侧的流体温度；总传热系数K的数值接近 一侧的a值。（3 分）蒸发操作中，造成温度差损失的原因有：（1）;（2）;（3）。（4 分）已知在t=50C、P=1atm时空气中水蒸汽分压Pw=55.3mmHg，则该空气的 湿含量H=；相对湿度 平=； （50C时，水的饱和蒸汽压为 92.51mmHg）。选择题（10分）（2 分）流体在管内流动时，滞流内

3、层的厚度随流速的增加而（）。A.变小 B.变大C.不变（2 分） TOC o 1-5 h z 为使U形压差计的灵敏度较高，选择指示液时，应使指示液和被测流体的密 度差（p - P）的值（）。指A.偏大 B.偏小 C.越大越好总3页 第2页（2 分）离心泵铭牌上标明的流量是指（）A.效率最高时的流量B.泵的最大流量C.扬程最大时的流量D.最小扬程时的流量（2 分）精馏塔的进料状况为冷液进料时，则提馏段的液体下降量L （）A. L+F; B. VL+FC. =L+F（注：L 一精馏段液体下降量；F 一进料量）（2 分）在下列哪些线上露点温度相等（）A.等相对湿度线；B.等热焓线；C.等湿度线；D.

4、绝热冷却线简答题（10分）（4分）试列举三种分离均相物系的单元操作，并指出其分离依据。（3分）刚从冰箱中拿出的奶瓶放在空气中，外壁常常会析出水珠，请解释原 因。（3分）用一般的蒸馏方法分离乙醇一水混合液，为何得不到无水乙醇？计算题（60分）（15 分）用泵自贮油池向高位槽输送矿物油，流量为38.4吨/小时，高位槽中液面比 油池中液面高20m,管路总长（包括阀门及管件的当量长度）330m,进出口阻力不 计。管径为中108X4mm，若油在输送温度下的比重为0.96,粘度为3430cP,求泵 所需的实际功率，设泵的效率n =50%。（15 分）用一传热面积为3m2由中25 X 2.5mm的管子组成的

5、单程列管式换热器,用初温 为10C的水将机油由200冷却至100C，水走管内，油走管间。已知水和机油 的质量流量分别为1000kg/h和1200kg/h,其比热分别为4.18kJ/kgK和 2.0kJ/kgK;水侧和油侧的对流传热系数分别为2000 W/m2.K 和250 W/m2.K,两流 体呈逆流流动，忽略管壁和污垢热阻。（1）计算说明该换热器是否合用？（2）夏天当水的初温达到30C,而油的流量及冷却程度不变时，该换热器是否 用？（假设传热系数不变）（15 分）用常压精馏塔分离双组分理想混合物，泡点进料，进料量100kmol/h，加料组成为50%，塔顶产品组成xD = 95%，产量D =

6、50kmol/h，回流比R=2Rmin， 设全塔均为理论板，以上组成均为摩尔分率。相对挥发度a =3。求：Rmin(最小回流比)；(2)精馏段和提馏段上升蒸汽量;列出该情况下的精馏段操作线方程。总3页 第3页(15 分)在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质A,进塔气体中溶 质A的含量为8% (体积%),吸收率为98%,操作条件下的平衡关系为y=2.5x, 取吸收剂用量为最小用量的1.2倍，试求：水溶液的出塔浓度；若气相总传质单元高度为0.6m,现有一填料层高为6m的塔，问该塔是否 合用？注：计算中可用摩尔分率代替摩尔比，用混合气体量代替惰性气体量，用溶液量 代替溶剂量。合肥工业大

7、学化工原理试题参考答案和评分标准（一）一.填空题（20分）答案答案答案答案1.2.3.4.答案：0.0488Kg湿分/Kg十空气，0.598.选择题（10分）（3分（4分每空1分）每空2分）1.答案：A（2分）2.答案：B（2分）3.答案：A（2分）4.答案：A（2分）5.答案：C（2分）9.850;-100（2 分，每空 1 分）1/16（2 分）气蚀（2分）dQ=一入Adt/dn, dQ表示单位时间传递的热量，一表示温度向降低方向传递,A表示传热面积,入表示导然系数和dt/dn表示温度梯度。或d Q/dT =-入A d t/ d 6 , d Q/ dT表示单位时间传递的热量，一表示温度向降

8、低方向传递,A表示传热面积，入表示导然系数和d t/d6表示温度梯度。（2分）5.答案：B（2分）6.答案：1/ （mk ）； k（2分，每空1分）7.答案：大热阻大或。值小（2分，每空1分）8.答案：（1）溶质的存在使蒸气压下降，沸点升高（2）液柱静压强引起（3）管道流体阻力导致简答题（10分）（4分）答案：（1）蒸发，分离溶液混合物。溶质A是非挥发性的，而溶剂B是挥发性的。（2）吸收，分离气体混合物。组分A与组分B （或几种惰性组分）在吸收 剂中的溶解度差别。（3）蒸馏，分离溶液混合物。A、B两组分挥发性不同。（3分）答案：刚从冰箱中拿出的奶瓶因温度较低会将周围空气冷凝达到饱和状态，故会析

9、 出水珠。（3分）答案：因乙醇一水体系为非理想物系，存在最低恒沸点，此时相平衡线与对角线相 交，物系的相对挥发度a =1，因此不能用普通的蒸馏方法分离得到无水乙醇。计算题（60分）（15分）答案：对贮油池液面至高位槽液面列柏努利方程：He=AZ+A （l+Z le ）/d（u2/2g） Z=20m l+Z le =330md=108-2X4=100mm=0.1mu=m /0.785d2 s=38400/3600 X0.785X0.12X 960 TOC o 1-5 h z =1.415m/s(4 分)Re=dup /p =0.1X 1.415X960/3430X 10-3=39.62000(2

10、 分)入=64/Re=64/39.6=1.616(3 分)He=20+1.6 1 6X (3 3 0/0.1) X (1.4 1 52/2 X 9 . 81)=5 64. 2m(3 分)N=Q He p g/n =38400 X 564.2 X 9.81/(3600 X 0.5 X 1000)=118.1kw(3 分)(15分)答案：Q =1200X2X (200-100)=240000kJ/h(2 分)1Q2=Qt=t+Q /(m - Cp )=10+240000/(1000 X 4.18)=67.4C(2 分)21 s2 、2 ,、,tm=(132.6-90)/ln(132.6/90)=1

11、10C(2 分)1/K =1/a +d/(a - d )=1/250+25/(2000 X 20)一 1 一 ，1122,一 、K=216.2 W/m2 K(2 分)A=Q /(K tm) =240000 X 103/(216.2 X 3600 X 110)=2.8 m23m2不适用(2分)(15分)答案： y=a x/1+(a -1)x=3x/(1+2x)(2 分)泡点进料 q=1, x =xf=0.5,(2 分)y=3X0.5/(1+2 X 0.5)=1： 5/2=0.75 日1/(、访+1) 二 (0.95-0.75)/(0.95-0.5)=0.20/0.45=4/9min R 坦4/5=0.8(4 分) V=VZ =(R+1)D=(2X0.8+1) X50=130kmol/h(3 分) y=R/(R+1)x+x/(R+1)=0.615x+0.365(4 分)D（15分）答案:(L/G) =(y -y )/x =(y -y )/(y /m)=mq(2 分)min 12 el 1 、2,1L/G=1.2(L/G) . =(y1-y2)/x1x1=y1/ (1.2m)兰0.08/(1.2 X 2.5)=0.026