化学工程基础试卷答案

1、一、推断题1、量纲分析法的优点是：虽未削减试验的工作量，但可以建立数学模型，对试验结果进展量化计算。()答案：错2、当流体布满圆管做定态流淌时，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淌时，假设流淌阻力允许，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，由于两者都伴有流体的流淌。() 答案：对6、对于逆流操作的填料吸取塔，当气速肯定时，增大吸取剂的比用量(即液气比)，则出塔溶液浓度降低，吸取推动力增大。()答案：对7、选用不同构造的填料时，填料

2、供给的比外表积越大，越有利于吸取，不利于解吸。() 答案：错8、液泛点是填料吸取塔的最正确操作点。吸取操作在此条件下进展时，则吸取速率最大。 ()答案：错9、设计时，假设R 上升，并不意味D 下降，操作中也可能有类似状况。() 答案：对10、吸取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、塔板构造等无关。()答案：错 二、填空题1、处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必需是、。流体在管内流淌时，如要测取管截面上的流速分布，应选用流量计测量。答案：静止的连通着的同一种连续的液体皮托2、如以下图所示，密封容器中盛有 800kg / m3 的油品，U 形管中指示液为水

3、( 1000kg/ m3), a 、a 、a123恰好在同一水平面上，b1、b 、b23及b 也在同一高度上，h41 100mm,h 200mm ,则各点的 p2a1, pa 2, pb 2, pb3,h 。表压值，均以mmH3O 为单位2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，这些曲线表示在肯定的下，输送某种特定液体时泵的性能，泵制造厂所供给的特性曲线是用 作为工作介质测定的。答案：扬程：效率；轴功率；转速； 20oC 清水4、吸取过程物料衡算时的根本假定是:(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

4、吸取；其特点为：(1)，(2) 。答案：气相中惰性气体不溶于液相；吸取剂不挥发；G、L 为常数；吸取过程是等温的5、某精馏塔的设计任务为：原料 F， xF，要求塔顶为 x，塔底为 x。设计时假设选定的WDR 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TN，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，削减) 答案：削减；增加；增加；不变；不变6、在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括、和三个阶段。实际操作应把握在，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、在吸取塔某处，气

5、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：当温度上升时，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；增大；不变；削减；不变9、完成一分别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，假设改用板式塔，则完成这一分别任务所需的理论塔板数(包括塔釜)为。答案：

6、1610、当喷淋量肯定时，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和 40的热流体对进口温度为 20的冷流体进展加热，规定冷流体出口温度不超过 40，则必需承受操作。答案：并流13、列管换热器中，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、对肯定操作条件下的填料吸取塔，如将塔料层增高一些，则塔的H OG将。答案：不变15、对于气体，温度上升，黏度。答

7、案：增大16 、当地大气压为745mmHg 测得一容器内确实定压强为350mmHg， 则真空度为。测得另一容器内的表压强为 1360 mmHg，则其确定压强为 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、量纲分析和试验相结合的方法答案：D2、离心泵的调整阀开大时，A、吸入管路阻力损失不变B、泵出口的压力减小C、泵入口的真空度减小D、泵工作点的扬程上升答案： B3、填料塔的吸取面积等于。A、塔内填料总外表积B、塔的截面积C、塔内润湿的填料外表积 D、塔的侧面积答案：C4、操作中的精馏塔，保持F，

8、q， x， xDW，V 不变，减小 x，则FA、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，=3，全回流条件下x =0.3，则y=。nn-1A、0.9B、 0.3C、0.854D、 0.794答案： B6、将流率为 800kmol/h，组成为 0.4 的二元抱负溶液精馏分别。要求塔顶产品组成到达 0.7， 塔底产品组成不超过0.1，泡点进料，回流比为2.5。要使塔顶采出量到达500kmol/h， 。A、增加塔板数B、加大回流比C、转变进料热状态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

9、热计算准数式中的物理性质取值温度答案：D8、在气体处理量肯定时，减小吸取剂用量，则吸取推动力。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，有以下两种说法：(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。正确的结论应当是。A、这两种说法都对B、这两种说法都不对C、第一种说法对，其次种说法错D、第一种说法错，其次种说法对答案：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C、抱负物系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。各局部相对位置如此题附图所示。管路的直

10、径均为 76mm 2.5mm ，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为 24.66 103Pa ； 水流经吸入管与排出管 不包括喷头 的能量损失可分别按h 2u2f ,1与hf ,2 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。排水管与喷头连接处的压强为 98.07 103Pa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11 ，泵入口处为截面2 2，排水管内侧为截面3 3 ，如下图。首先在截面11 和2 2应用柏努利方程pu2pu2gZ 1 1 W gZ 2 2 h12e由题意12f ,1W 0,Ze1 0,Z2 1.5m, p1 0(表压), p2 2

11、4.66103 Pa(表压),u1 0,u2 u, hf ,1 2u2代入方程得0 1.5 9.8 解得 u=2.0m/s。24.66 103103 2.5u2然后在截面2 2和截面3 3 应用柏努利方程2p2gZ p2 u2 W gZ3 u3 h22e其中32f ,2Z 1.5m, Z23 14m, p2 24.66103 Pa(表压), p3 98.07103 Pa(表压),u2 u u 2.0m / s, h3f ,2 10u2代入得(98.07 24.66) 103W (14 1.5) 9.8 10 22 285.23J / kge103流体得质量流量w d 2u s4 (0.076

12、2 0.0025)2 2.0 103 7.91kg / s4有效功率N w Wese 7.91 285.23 2.26kW2、在逆流换热器中，用初温为 20的水将 1.25kg/s 的液体比热容为 1. 9kJ/ (kg、密度为 850kg/m3，由 80冷却到 30。换热器的列管直径为 25mm2. 5rnm,水走管方。水侧和液体侧的对流传热系数分别为0. 85kWm2和 1. 70kW(m2，污垢热阻可无视。假设水的出口温度不能高于50，试求换热器的传热面积。解：先求总传热系数，由于无视污垢热阻，则1dbd1dK ooiido mo其中d 25mm, d 20mm, 850W /(m2 g

13、C), 170W /(m2 gC), d 22.5mm ，oiiom 45W /(mgC)将上数据代人公式125 2.5 103 25 1K850 2045 22.51700o得 K =4716Wm2。o再以临界条件算得tm水 20 50 液体 30 80所以t1 80 50 30C, t2 30 20 10Ctmt t1 t2 30 10 18.2C30又由于K S tln t12=Wccpc (tln10t o om21代入数据得471.6 So18.2 1.25 103 1.9 (50 20)o解得S =8.3m2。3、有一吸取塔，塔内装有25mm 25mm 3mm 的拉西环，其比外表积

14、a=204 m2 / m3 (假设全部润湿)，在 20、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 1400 m3 / h (标准状态)。塔顶喷淋的清水量为3000kg/h，丙酮回收率 =98%。平衡关系为y=1.68x(x、y 为摩尔分数)。塔径 D=0.675m，总传质系数 K 0.4kmol /(m2 h)。y试求：(1)传质单元数 N ；(2)填料层高度HOG解：先将流量化为摩尔流量G 1400 62.5(kmol / h)L 3000 166.67(kmol / h)22.418Q y1 0.06, 98% y (1 ) y21 (1 0.98) 0

15、.06 0.0012x 02G62.51x L( y y12) (0.06 0.0012) 0.022 166.67y mx1e1y mx2e2 1.68 0.022 0.037 0y( y y11e) ( y2 y2e ) (0.06 0.037) (0.0012 0) 0.0074mlny yy y11eyy22e0.06 0.00120.06 0.037 ln 0.0012 012NOG ym0.0074G 7.965此题前面已求出的，是流量而不是流率，因此需求塔的横截面积A。3.14AD20.67520.36(m2 ) 44G62.5HOGK 2.13(m)aA0.4 204 0.36

16、yH H NOGOG 2.31 7.97 16.96(m)4、在一常压精馏塔内分别苯和甲苯混合物，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。=2.5，取回流比为最小回流比的 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；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假设改用饱和蒸汽进料，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xw；Dx由D AFxF100

17、0 0.4 0.9，得：D 0.9 400kmol / hW=F- D=1000-400=600kmol/h又由物料衡算FxF DxDWxW得x (1000 0.4 400 0.9) / 600 0.06672最小回流比；W泡点进料，q=1,xq x 0.4Fxyq q1 ( 1)xQ2.5 0.41 1.5 0.4 0.625x yRDq 0.9 0.625 1.22miny xqq0.625 0.4精馏段操作线方程；R 1.5R 1.83minyn1Rx R 1nxD 0.646x R 1n 0.318提馏段操作线方程；V V (R 1)D 2.83 400 1132L L qF RD F 1.83 400 1000 1732yL xW1732 x