兰大化工原理试卷

精品课程附件，兰州大学精品课程附件，兰州大学PAGE7PAGE7（7页）化工原理试卷班级 姓学号 成绩 （69：分2×104kg45AB（如图所示15m26.7kPaØ76mm×4mm0.3mm590451075kgm-3，粘度为6.5×10-4Pa·s70%附：各局部阻力系数全开闸阀 ζ1=0.1790℃标准弯头 ζ2=0.75+d摩擦系数计算式 λ=0.1(ε+d

68 0.23)Re)2（16分）.质量流量为7000kg·h-1的常压2085108℃的饱和蒸汽作加热介质。若水1×104W·(m2·K)-1比热容为1kJ·(kg·K)-1，导热系数为2.85×10-2W(m·K)-1粘度为1.98×10-5Pa·s，普兰特准数为0.7。现有一单程列管式换热器，装有Ø25mm×2.5mm钢管200根，长2m，此换热器能否完成上述传热任务？3（14分）.某厂填料吸收塔，填料高10m，用清水洗去尾气中有害组分在正常情况下，测得原料气中含有害组分0.02(比摩尔分数，下同)，尾气中含有害组分0.004，吸收液含有害组分 0.008。在工作范围内相平衡关系为Y1.5XA

。问：A⑴该工况下气相总传质单元高度HOG

为多少？加高多少？

=0.002，计划将塔加高，若液气比不变，填料层需A,24（19分）.某一常压连续精馏塔内对苯-甲苯的混合液进行分离。原料液0.35（mol%,下同2.5,q

n,Dqn,F

40%

n1

0.75xn

0.20，q 100kmolh1n,F⑵若塔顶第一块板下降的液相组成为0.7，该板的气相默夫里效率EmV,1.选择题（11分： 水以2m·s-1的流速在Ø35mm×2.5mm钢管中流动，水的粘度为1×10-3Pa·s，密度为1000kg·m-3,其流动类型为（ 。层流 B.湍流 C.无法确定V 离心泵原来输送水时的流量为q现改用输送密度为水的1.2倍的水溶液其它物理性质可视为与水相同，管路状况不变，流量（ 。V增大 B.减小 C.不变 D.无法确定-50kPa,出口压力表的读数为100kPa,此设备进出口之间的绝对压强差为( )kPaA.150 B.50 C.75在精馏塔中每一块塔板上（ 。只进行传质作用 B.只进行传热作用 C.同时进行传热传质作用 某套管换热器由Ø108×4mm和Ø55×2.5mm钢管组成，流体在环隙间流动其当量直径为（ ）mm。A.53 B.45 C.50 D.58如左图安装的压差计，当拷克缓慢打开时，压计中的汞面将（ 。左低右高 B.等高 C.左高右低D.无法确定1 饱和空气在恒压下冷却，温度由t降至t，其相对湿（ 1 度H（td（。A.增加B.减小C.不变D.无法确定t0.2kg水/kgt

，露点为w

d。现将该物料自含水量X1

=0.45kg水/kg绝干物料，干2燥至X=0.1kg水/kg绝干物料,，则干燥物料表面温度（ ）。2w d A.﹥t B.=t C.=t D.=w d 设颗粒在stokes区沉降，当含尘气体温度升高后，降尘室的生产能力（ 。增大 B.减小 C.不变（20：AB，温度分布线如右上中所示则λA λB(“﹥”或“﹤”)，将 层材料放在里层时保温效果更好。（）为 ，常用的冷却剂为 。采用饱和蒸汽加热某一种冷流体，若保持冷流体的进口温度T1/、加热汽压力P不变，现冷体流量增加，则冷流体出口温度T2/ ，传热速率 ，总传热系数K ,传热平均温度差△Tm 。用纯水逆流吸收有害气体，平衡关系为YA*=1.5XA，若进塔气体浓度为YA,1=0.1，要求尾气浓度为YA,2=0.01，拟用液气比qn,c/qn,B=2，则出塔溶液浓为。若改变液气比，溶液可能达到的最高浓度。在96℃时,苯-甲苯的相对挥发度为2.44。在此温度下,纯苯的饱和蒸压为160.5kPa,则纯甲苯饱和蒸气压为 Pa。某一全回流操作的精馏塔，已知相对挥发度为2.45，若x2== 。将含3（mol,下同C2的空气与浓度为3.1210-5C2的水溶液接触操作条件下的平衡关系为y*=1200x，那么将发生 过程。已知某物料在25℃的平衡曲线。设含水量X=0.4kg水/(kg绝干)的该物料与φ=65%的空气接触其X*=0.07kg/ kg绝干当空气的φ=100%时X*=0.27kg水/（kg绝干。则物料自由水分量为 ，结合水分量为 ，非结合水分量为 。某过滤机的滤布阻力可以忽略不计在恒压下过滤τ秒得滤液在同一压强下继续过滤τ秒，共得滤液 m3。从某矿石焙烧炉出口的含尘气体，依次经过一个降尘室和一个旋风分离器进行除尘气体流量为1000m3·h-1含尘量为10g·m-3此时总除尘效率为90，其中50由降尘室除去现气体流量增加为11003·h-1降尘室除尘 (增加、减小、不变、不定)。不变情况下，试在图中作出增大空气相对湿度后的干燥速率曲线。化工原理试卷答案一、(20分)计算题：1.解：如图，取1-1、2-2界面，以1-1截面为基准面p u2 p

u2 1zg

1 H2g

2g

z 22 2g

hf

（2分）1 1 p =26.7kP（绝压，z =0, u 0 （11 1 p2=101.3kPa（绝压）z2=15m （1分）2104q 5.168103m3s（1分）V 107536005.168103u 1.42ms（1分）2 0.068240.0681.421075R 1.6105e 6.5104

（1分） p p

u2 H 2 e g

z 22 2g

hf,12

（1分） h h h h 2h 5h （2分）f,12 f,直 f,直 f,进 f闸 f,弯0.3 680.1( )0.2368 1.6105

0.0293 （1分）h

lu20.0293

26.61.422

=1.178m （1分）f,直

d 2g

0.068 29.81hf,局

(0.520.1750.751.422 =0.4717m （2分） 2 26.7) 26.7) 103 H 15 1.1780.4717=23.83m（1分）e 10759.81 29.81e eN=Hqg=23.835.16810-310759.81=1.30103W （e eNN=

1.30103 1.86103W1.86kW （2分）a 0.72.（16分）解： 70001000(8520126389W （2分）3600T 20)85=48.44ºC （2分）m ln10820108857000u

30.95kgm23600 0.0222004

s

（1分）R e

0.021.98105

31263

（1分）

R0.8p0.4

（1分）空 d e r0.023

2.851020.02

3120.0.70.4

（1分）m2K1 （1分）1 d2 K d

d1d21

d2 1d

（1分）1 1 m 2 1 1 2 25112.120

11104

0.0113K=88.5Wm-2K-1

（1分） 126398A 29.48m2

（1分）需 m

88.548.44A =nd l=2000.0252=实 外

（2分）A 1.066A需

能完成上述传热任务。

（2分）q Y

0.020.0043.（14分）（1）n

A,2 2

（2分）qn,B

XA,1

XA,2

0.00801 mq Y mX mq N ln(1 n,B)A,1 A,2 n,B （2分）q OG q 1 n,Bq

n,C

YA,2

m

A,2

n,C n,C 1 ln(11.5)

0.02

1.5

2.77 （2分）11.52

2 0.0040 2或Y

A,1

=

mX–A,1–

=0.02–1.50.008810-3 （1分）

=Y

mX–A,2–Y

=0.0040.020.004

（1分）Y 1 A,2 77103

（2分）A,m

Y

8103ln A,1 A,1

ln YA,2

A,2

0.0040Y Y

0.020.004N A,2OG YA,m

5.77103

（2分）10HOG

3.61

（2分）(2)其他条件不变，YA,2NOG不变1 mq Y mX mq N ln(1 n,B)A,1 A,2 n,B

（2分）OG 1 n,Bq

n,C

Y/A,2

m

A,2

qn,Cn,C 1 ln(11.5)0.0201.54.66

（2分）11.52

2 0.0020 2OG H/=H N =3.614.66=OG H=16.82–10=6.82m

（1分）（1分）4.（19分）解（1）0.75 RR1

R=3

（2分）0.2

d xR1x

x3d1 d=0.8

（2分）q x

0.35xn,D f

0.4 xw=0.05

（2分）qn,F

x xd

0.8xwqn,Dqn,F

40% qn,D=0.410040kmolh-1 （1分）n,W n,F q q q =100–4060kmolh-1 （1n,W n,F n,V q =(R+1)q =(3+1)40160kmolh-1 （1n,V =0n,V n,V q /q q =160–10060kmolh-1 （1n,V n,V q /=q =q -

=160–40120kmolh-1 （1分）n,L

n,L

n,V

n,D提馏段操作线方程：q /y n,L

q n,W

=

–0.05 （2分）m1

q / n,V

q / W mn,V(2) y*1

2.5x11(2.51)x1

2.50.7 0.8573 （2分） 1(2.5 2y=0.750.7+0.2=0.725 （1分）2=0.8 （1分）yy 0.80.725E 1 2 0.5669

（2分）m,V,1

y*y1

0.8573