南京理工大学化工原理试卷(5套)详解

南京理工大学化工原理试卷(5套)详解南京理工大学化工原理试卷(5套)详解28/28南京理工大学化工原理试卷(5套)详解化工原理（上）试卷一一.填空题（每空1分，共20分）用管子从高位槽放水，当管径增大一倍，则水的流量为原流量的__________倍。（假设槽内高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变）在管道任意截面液体质点的速度沿管径而变，管壁处的速度为_________，管中心速度________。3.在流动系统中，若截面上液体压强、密度、流速等仅随_________改变，不随________改变，称为牢固流动。离心泵启动步骤为_____________________；常用______________调治流量；往来泵常用______________调治流量。用离心泵向锅炉供水，若锅炉中的压力突然高升，则泵供应的流量_____，扬程_____________。6.牛顿冷却定律的表达式为_______，给热系数（或对流传热系数）α的单位是_______。在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气,此时传热管的壁温凑近________流体的温度，总传热系数K凑近_______________流体的对流传热系数。8.若降尘室的高度增加，则沉降时间，生产能力。9.当微粒在介质中作自由沉降时，若颗粒沉降的Rep同样，球形度越大的微粒，介质阻力系数越________。球形颗粒的球形度为_________。工业上常用过滤方式有和滤饼过滤；悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是____________________________。二.简答题(每题5分，共20分)简述流体阻力实验测λ～Re曲线的基本方法和原理。何谓离心泵的“气蚀”现象，对泵的操作有何危害?应如何防范?为什么工业上气体的除尘(在沉降室进行,Rep＜2)常放在冷却后进行?而在悬浮液的过滤分别中，滤浆却不宜在冷却后才进行过滤？4.在热传导中，管外绝热层资料包的越厚，热损失就越少，对否?为什么?三.计算题（共60分）981.（20分）如本题附图所示，槽内水位保持不变。槽底部与内径为100mm钢管相连，管路上装

AB有一个闸阀，阀前离管路入口端C15m处安有一个指示液为汞的U型管压差计，测压点B与管路出口端之间距离为20m。（1）当闸阀关闭时测得R＝600mm，h＝1500mm；当闸阀部计算题1附图分开启时，测得R＝400mm，h＝1400mm，管路摩擦系数λ取0.02，问每小时从管中流出水量为多少。2）当阀全开时（取闸阀全开局部阻力l/d＝15，管路摩擦系数λ＝0.018），测压点B处的静压强为多少？（表压）2.（10分）用离心泵经φ57×3.5mm的钢管,将敞口贮槽内的有机溶剂(密度为800kg/m3,粘度为-316m，见附图。已知20×10Pa·s)输送到反响器中。设贮槽内的液面离反响器内的液面高度保持钢管总长度(包括局部阻力当量长度)为25m，反响器内的压力恒定为24kgf/cm(表压),有机溶液输送量为6m3/h，试确定泵供应的压头。16m计算题2附图3.（10分）用降尘室精制含尘气，尘粒的最小粒径10μm，密度为1400kg/m3，气体温度为25℃，此温度下=0.018×10-3Pa·s，密度为1.2kg/m3，含尘气凑近常温，办理量为2m3/s，气体进入降尘室保持流速0.2m/s，若降尘室宽2.5m，长5m，计算降尘室的总高度、层数及每层高度？4（.20分）一单壳程单管程列管换热器,由多根φ25×2.5mm的钢管组成管束,管程走某有机溶液,99-115吨，比热为-1-1-3流速为0.5m·s，流量为每小时1.76kJ·kg·K,密度为858kgm·，温度由20℃加热至50℃。壳程为130℃的饱和水蒸汽冷凝。管程、壳程的对流传热系数分别为700W·m-2·K-1和10000W·m-2·K-1。钢导热系数为45W·m-1·K-1,求:(1)总传热系数；(2)管子根数及管长。化工原理（上）试卷二一.填空题（共20分，每空1分）1.界线层的定义是。界线层按其中的流型可分为和。2.流体机械能衡算式如衡算基准以J/kg表示,则该方程可表示为，若用N/m2(Nm/m3)表示则可表示为。（无外加机械能）毕托管用于测量管道中流体的______，而孔板流量计则用于测量管道中流体的_________。4.离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：Q=0.05m3/s时，H=20m；管路特点为Qe=0.05m3/s时，He=18m，则在该流量下，耗资在调治阀门上的扬程值为m。5.两厚度同样但导热系数不同样的双层平壁牢固热传导过程，已知两层温度差△t1>△t2，则经过两层传热量。6.对于通风机，习惯大将压头表示成，其国际制单位为，所以风机的压头称为。7.在滤饼过滤中真切有效的过滤介质是，深层过滤中固体颗粒聚积于。8.压强有绝对压强、表压强和真空度三种表示方式，其中绝对压强是以基准测得的压强，表压或真空度则是以为基准测得的压强。9.板框过滤机过滤面积为0.3m2，在表压150kPa恒压下过滤某种悬浮液。5h后得滤液100m3，过滤介质阻力可忽略。如过滤面积加倍其余情况不变可得滤液；若过滤5h后再用8m3与滤液性质周边的水冲洗滤饼，需冲洗时间；当表压加倍，滤饼压缩指数为0.4时，5h后得滤液。10.用常压水蒸气冷凝来加热空气，空气平均温度为20℃，则壁温约为_______。.问答题（每题5分，共20分）如图，有一敞口高位槽，由管线与密闭的低位水槽相连接，在什么条件下，水由高位槽向低位槽流动？为什么？100问答题1附图什么是汽蚀现象？汽蚀现象对泵有那些危害？用一板框压滤机恒压过滤某悬浮液,若滤浆的固含量降低(假设比阻不变),则滤饼充满滤框所需时间将如何变化（滤饼阻力能够忽略）?试解析之。传热过程中冷热流体有几种接触方式？分别举一实习见过的或你熟悉的换热设备。.计算题（60分）1.（10分）水在以下列图管道中流动，dA=50mm，dB=100mm，从A流向B的扩大阻力为ζ1uA2/2，从B流向A的减小阻力为ζ2uA2/2，可取ζ1=0.56，ζ2=0.42。压差计指示液为汞。当水由A流向B，已知R1=0.055m，求水流量。若保持此水流量不变，水由B流向A，则R2等于多少？计算题1附图1012.（20分）如图的输水系统。已知管内径d=50mm,在阀门全开时输送系统的Σ(L+Le)=50m，摩擦系数可取λ=0.03,泵的特点曲线在流量为336m/h至15m/h范围内可用下式描述：H=18.92-0.82Q0.8，此处H为泵的扬程m，Q为泵的流量（m3/h），问：⑴如要求流量为10m3/h，单位质量的水所需外加功为多少?单位重量的水所需外加功为多少?此泵可否完成任务?⑵如要求输送量减至8m3/h(经过关小阀门来达到)，泵的轴功率减少百分之几?(设泵的效率变化忽略不计)计算题2附图3.（10分）在底面积A=40m2的除尘室内回收含尘气体中的球形固体颗粒。含尘气体流量为3600m3/h(操作条件下体积)，气体密度ρ=1.06kg/m3，黏度μ=0.02cP，尘粒密度ρs=3000kg/m3。试计算理论上能完好除去的最小颗粒直径。4.（20分）100℃的水蒸气在管壳式换热器的管外冷凝，冷凝潜热为2258.4kJ/kg，总传热系数为2039W/(m2?℃)，传热面积为12.75m2，15℃的冷却水以2.25×105kg/h的流量流进管内，水的o比热为4.187kJ/(kg?C)，求冷水的出口温度和水蒸气冷凝量。化工原理（上）试卷三一.填空题（19分）1.流体在等径管中作牢固流动，流体流动时产生阻力的根根源因是____________，流体的流速沿管长________。2.流体在圆形管道中作层流流动，若是只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的____倍；若是只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的_____倍。水由敞口恒液位的高位槽经过一管道流向压力恒定的反响器，当管道上的阀门开度减小后，水的流量将________，摩擦系数_______，管道总阻力损失_______。4.若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头，流量，效率，轴功102率。5.某有机溶液在长为L、直径为108×10mm的钢管中逼迫湍流，其2=310W/(m?K)，若体积流量不变，改用152×10mm的钢管代替原钢管，流动仍为湍流(两种情况下L/d均大于60)，此时=W/(m2?K)。6.在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温凑近________流体的温度，总传热系数K凑近______流体的对流给热系数。7.厚度不同样的三种资料组成三层平壁，各层接触优异，已知b1>b2>b3，导热系数λ1<λ2<λ3。在牢固传热过程中，各层的热阻R1______R2______R3，各层导热速率Q1___Q2___Q3。某板框压滤机的框的尺寸为：长×宽×厚=810×810×25mm，若该机有10块框，其过滤面积约为________m2。9.为了提起落尘室的生产能力，可采用措施。10.一降尘室长8m，中间装有14块隔板，板间距为0.1m。最小颗粒沉降速度为0.02m/s，欲将最小直径的颗粒全部沉降下来，则含尘气体的最大流速不能够高出m/s。二.选择题（16分）图中所表示R值的大小反响______。A.A、B两截面间压差值B.A－B截面间流动阻力损失C.A、B两截面间动压头变化D.突然扩大或突然减小流动损失选择题1附图2.流体在管内流动时，层流基层的厚度随流速的增加而（）。A.变小B.变大C.不变3.水在一等径的垂直管内作牢固连续流动,其流速（）。A.会越流越快B.会越流越慢C.不变4.离心泵常用（）调治流量，往来泵常用（）调治流量。103A.出口阀B.入口阀C.旁路阀5.工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（）。A.增加热阻，减少热量损失；B.节约钢材、增强雅观；增加传热面积，提高传热收效6.对一台正在工作的列管式换热器，已知＝116W?m-2?K-1，α＝11600W?m-2-1，要提高总传α12?K热系数K，最简单有效的路子是（）。；B.想法增大α；A.想法增大α12C.同时增大α1和α27.旋风分别器的分别因数α愈大，表示它的分别能力愈（）。A.差；B.强；C.低三.问答题（10分）为什么工业上气体的除尘（在沉降室中进行，Ret<2）常放在冷却此后进行？而在悬浮液的过滤分别中，滤浆却不宜在冷却后才进行过滤？当间壁两侧流体作牢固变温传热时，工程上为什么常采用逆流操作？四.计算题(55分)1.（20分）如本题附图所示，高位槽内水位保持不变。槽底部与内径为100mm钢管相连，管路上装有一个闸阀，阀前离管路入口端15m处安有一个指示液为汞的U型管压强计，测压点与管路出口端之间距离为20m。(汞的密度为13.6103kg/m3，高位槽上端和管出口均与大气相通)1）当闸阀关闭时测得R＝600mm，h＝1500mm；当闸阀部分开启时，测得R＝400mm，h＝1400mm，管路摩擦系数取0.02，入口处局部阻力系数取0.5，问每小时从管中流出水量为多少m3。2）当闸阀全开时（闸阀全开时，闸阀的le/d＝15，λ＝0.018），测压点处的静压强为多少（表压）。计算题1附图1042.（10分）某液体由一敝口贮槽经泵送至精馏塔A，管道入塔处与贮槽液面间的垂直距离为12m，泵吸入管路压力损失为1（m液柱），吸入管径为φ114×4mm。液体流经换热器B的压力损失为29430Pa，精馏塔压强为-21kgf?cm（表），排出管路为φ114×4mm的钢管，管长为120m（包括局部阻力的当量长度），流速为1.5m?s-1，密度为960kg/m3，摩擦系数为0.03，其余物性均与水极为凑近。（1）试经过计算，选择以下较合适的离心泵。（2）泵与贮槽液面间的最大垂直距离不能够高出多少米？(已知Hs/=6.67m)表1几种离心泵的特点参数型号QHηm3.h-1m％2B192216663B57A5037.5644B91909168计算题2附图3.（10分）一小型板框压滤机有框10块，长宽各为0.2m，在1.96×105Pa(表压)下作恒压过滤。共2小时滤框充满共得滤液160L，每次冲洗与装卸时间为1h，若介质阻力可忽略不计，求:1）过滤常数K和冲洗液流量（m3/h）。2）若表压增加一倍，其余条件不变，同样过滤到滤饼刚充满滤框为止，计算此时过滤机的生产能力?设滤饼不能压缩。4（.15分）用一传热面积为3m2由φ25×2.5mm的管子组成的单程列管式换热器，用初温为10℃的水将机油由200℃冷却至100℃，水走管程，油走壳程。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?kg-1?K-1和2.0kJ?kg-1?K-1；水侧和油侧的对流传热系数分别为2000W?m-2?K-1和250W?m-2?K-1，两流体呈逆流流动，忽略管壁和污垢热阻。105（1）计算说明该换热器可否合用?（2）夏天当水的初温达到30℃，而油的流量及冷却程度不变时，该换热器可否合用?(假设传热系数不变)化工原理（上）试卷四一.填空题（共20分，每空1分）1.雷诺准数的表达式为，依照雷诺数将流动分为三个区、、，但是流体的流动种类只有两种，即、。2.流体的黏度是指。黏度值随温度变化而变化，对液体，温度高升，黏度；对气体，温度高升，黏度。3.密度=830kg/m3，黏度=2cP的某液体，在内径为100mm，以流速2m/s在原管中流动，流动种类为。4.若被输送的流体黏度高升，则离心泵的压头，流量，效率，轴功率。5.在管道任意截面液体质点的速度沿管径而变，管壁处速度为____，管中心速度______。6.流体在间壁换热器中逆流流动，T1=300℃，T2=200℃，t2=180℃，t1=25℃，△tm=________。7.多层平壁热传导中，经过各层的传热速率。8.热传导是由而产生的，对流传热是由而产生的。二．选择题（共14分，每题2分）1.某圆形管道外有两层厚度相等的保温资料A和B，温度曲线如右图，则A层导热系数______B层导热系数，将____________层资料放在里层时保温收效最好。a）大于、A；（b）小于、A；（c）小于、B。选择题1附图2.某一套管换热器用管间饱和蒸汽加热管内空气，设饱和蒸汽温度为100℃，空气入口温度为20℃，出口温度为80℃，则此列管换热器内壁温度应是______________。（a）凑近空气平均温度；（b）凑近饱和蒸汽与空气的平均温度；（c）凑近饱和蒸汽的温度。3.工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（）。（a）增加热阻，减少热量损失;（b）节约钢材、增强雅观;(c)增加传热面积，提高传热收效。1064.从流体静力学基本方程认识到U型管压力计测量其压强差是()。（a）与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细没关（b）与指示液密度、液面高度没关，与U形管粗细有关（c）与指示液密度、液面高度没关，与U形管粗细没关离心泵起动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致超负荷工作，这是由于（）（a）Qe＝0，N≈0（b）Qe＞0，N＞0（c）Qe＜0，N＜06.离心泵最常用的调治方法是()（a）.改变吸入管路中阀门开度；（b）.改变压出管路中阀门的开度；（c）部署回流支路，改变循环量的大小；（d）.车削离心泵的叶轮7.间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻()。（a）成正比（b）成反比（c）没关系三．简答题（共16分，每题4分）为什么安装离心泵时要控制其安装高度？2.提高传热系数时，为什么要重视提高给热系数小的这一侧?简述恒压过滤常数K、qe、θe如何测定。讲解3B33型泵的含义？四．计算题（共50分）1.（14分）用泵将密度为1100kg/m3的某液体从敞口储槽送至表压为1kgf/cm2的塔中，储槽液面恒定，其与输送管出口端的垂直距离为20m，输送管路采用108×4mm的钢管，管长30m，管路上有吸滤底阀1个（阀=7），90o标准弯头2个（弯=0.75），全开闸阀1个（闸阀=0.17），管路摩擦系数3时泵所供应的有效功率为多少kW？=0.02，问当输送量为43m/h2.（8分）有一台离心泵，赞同吸上真空高度Hs=6.5m，将贮液池的液体（液体比重为1.4，其粘度与水相似）抽送至高位槽，要求输送量为29.4吨/小时。已知吸入管路的压头损失为1.5m，吸入管管内径为100mm，问离心泵的安装高度为多少？（外界大气压P=10mH2O）3.（14分）用降尘室精制含尘气，尘粒的最小粒径10mm，密度为1400kg/m3，气体温度为25℃，此温度下=0.018mN·s·m-2，密度为1.2kg/m3，含尘气凑近常温，办理量为2m3/s，气体进入降尘室保持流速0.2m/s，若降尘室宽2.5m，长5m，计算降尘室的总高度、层数及每层高度？4（.14分）在一个Φ180×10mm的套管换热器中，热水流量为3500kg/h，需从100℃冷却到60℃，107冷水入口温度为20℃，出口为30℃，内管表面面总传热系数K=2326W/m2?K，冷却水走内管，忽略热损失。试求：（1）冷却水用量；（2）逆流时管长。Cp水=4.18kJ/kg?K。化工原理（上）试卷五一.填空题(每空1分，共20分)1.间壁二侧液体的传热过程，α相差大（α），K值总是凑近_____________那侧的值。α121?α2牛顿粘性定律的表达式为__________。单层园筒壁热阻的表达式为_____________，用SI制表示的单位是_____。4.若是流体的流量不变,而圆形直管的内径减少二分之一,且管径减少前后流体均保持层流,则因直管阻力引起的压降损失为原来的倍。若管径减少前后流体均在阻力平方区流动,则因直管阻力引起的压降损失为原来的倍。5.P/(ρg)的物理意义是表示流动系统某截面处单位_______流体所拥有的静压能，称为_____________。某换热器，用工业冷却水逆流冷却油。热油入口条件（T1,Wh）不变，而在夏天冷却水入口温度t1高升，若要保证热油出口温度T2不变，则可采用冷却水流量WC的方法，结果使K，△tm，Q。(减小、增大、不变)列管换热器的管程设计成多程是为了________________________；在壳程设置折流挡板是为了______________________________________。离心分别因数K指__________________________________________。为了提高旋风分别器的分别效率，平时使旋风分别器的___________增加，而将它的________减少。9.若降尘室的高度增加，则沉降时间，气流速度，生产能力。(减小、增大、不变)二.简答题(每题5分，共25分)1．层流与湍流的实质差异是什么？2．如附图1所示管路，试问：1)B阀不动（半开着），A阀由全开逐渐关小，则h1，h2，(h1-h2)如何变化？说明原因。2)A阀不动（半开着），B阀由全开逐渐关小，则h1，h2，(h1-h2))如何变化？说明原因。108简答题2附图3．影响重力沉降速度的主要因素是什么？为了增大沉降速度以提高除尘器的生产能力，你认为能够采用什么措施？4．为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作？5．离心泵的主要部件有哪些？各有什么作用？三.计算题(共55分)1．（17分）两容器中装有相对密度为0.8、粘度10mPas的油品，并用管线相连。如图2所示。已知容器A液面上方压强pA49kPa(表)，容器B液面上方为常压。位差Z12.5m，Z24.5m，Z33m，管内径d100mm，管长l100m（包括全部阻力的当量长度）。试判断：（1）油品可否从A流向B？（2）流量可否达到20m3/h（计算说明）？（3）假设A、B两容器的液面不发生变化，油品的实质流量为多少？（设管子的相对粗糙很小，流动阻力可按圆滑管计算公式如下：0.3164）0.25Re

BpaB’Z3ApA’BAZ2AZ1’00计算题1附图2．（10分）水流量12m3/h，泵出口处压力表读数1.9atm（表）,泵入口处真空表读数140mmHg，轴功率1.20kW，电动机转数2900转/分，真空表与压力表垂直距离0.7m，出口管与入口管直径同样。求泵的压头H与效率η？（忽略两侧压点间阻力损失）3．（10分）有一板框过滤机，恒压下过滤某种悬浮液，过滤1h后，得滤液60m3，尔后用5m3的清水（物性与滤液周边）进行冲洗，拆装时间为20min，已测得Ve4m3。试求该机生产能力为若干m3滤液/h？4．（18分）在单程列管换热器内，用120℃饱和蒸汽将流量为8500kg/h的气体从20℃加热到60℃，气体在管内以10m/s流动，管子为261mm的铜管，蒸汽冷凝膜系数为11630W/m2℃，109管壁和污垢热阻可不计，试计算：1）基于管内径的传热面积；2）如将气体流量增加一倍，气体出口温度为多少？（气体入口温度平和体物性不变）气体物性为：Cp1.005kJ/kg℃，1.128kg/m3，1.754102W/m℃，1.91105Ns/m2。110化工原理（下）试卷一一．填空题（每空1分，共17分）1.从泡点回流改为冷液回流时，xD。2.在x-y图中,以A组分标绘的平衡曲线在对角线的左上方,则表示A组分比B组分的挥发度______。平衡曲线若在对角线的右下方，则表示A组分比B组分挥发度_____。以空气作为湿物料的干燥介质，当所用空气的相对湿度较大时，湿物料的平衡水分相应_________，自由水分相应_________。4.在必然空气状态下干燥某物料，能用干燥方法除去的水分为__________；不能够用干燥方法除的水分为__________。5.理想混杂液其中一组平衡数据为xA=0.23，yA=0.433，此时平均相对挥发度为。6.对吸取操作有利。若精馏塔塔顶某理论板上气相露点温度为t1，液相泡点温度为t2；塔底某理论板上气相露点温度为t3，液相露点温度为t4。请将4个温度间关系用>、=、<符号序次排列以下。吸取操作时，塔内任一横截面上，溶质在气相中的实质分压总是_____与其接触的液相平衡分压，所以吸取操作线总是位于平衡线的______。反之，若是操作线位于平衡线______，则应进行脱吸过程。9.在气-液相平衡的t-x-y图中，沸点与液相组成的关系曲线，称为________，沸点与气相组成的曲线，称为____________10.相对湿度φ值能够反响湿空气吸取水汽能力的大小，当φ值大时，表示该湿空气的吸取水汽的能力_________；当φ=0时，表示该空气为___________。二．选择题（每题2分，共16分）1.吸取中，温度不变，压力增大，可使相平衡常数_________（增大，减小，不变），传质推动力_________(增大，减小，不变)。A.增大、增大；B.增大、减小；C.减小、增大。蒸馏的传质过程是（）A.气相到液相传质；B.液相到汽相传质；C.分-液和液-分同时存在3.某塔的精馏段操作线方程为y=0.75x+0.225,则馏出液组成为（）。A.0.86；B.0.90；C.0.954.气体的亨利系数E值越大，表示气体（）。111A.越易溶解；B.越难溶解；C.溶解度适中5.干燥是（）过程。A.传质；B.传热；C.传热和传质。某精馏塔操作时，F、xF、q、D保持不变，增加回流比R，则此时________正确。A.xD增加、xW增加、V增加；B.xD增加、xW减少、V增加；xD减少、xW增加、V减少。实验室用水吸取空气中的CO2属于液膜控制，其气膜中的浓度梯度________液膜中的深度梯度；气膜阻力___________液膜阻力。大于、小于；B.小于、大于；C.小于、小于。饱和空气在恒压下冷却，温度由t1降至t2，其相对湿度________，绝对湿度_______，露点________，湿球温度___________。A.增加、减小、不变、下降；B.不变、减小、减小、下降；不变、增加、减小、增加。三．问答题（共19分）(5分)操作过程中，回流比变化对产品纯度有什么影响？(4分)物料中的非结合水分是指哪些水分？在干燥过程中可否除去？3.(5分)精馏过程有几种进料热情况？每种进料热情况的q值或其范围为多少？4.(5分)设在0.1MPa，20℃下稀氨水的相平衡方程为y*=0.94x，今使含氨0.1摩尔分率的混杂气体和x=0.05氨水接触，试鉴识吸取过程的方向。四．计算题（每题16分，共48分）1．用一连续精馏塔分别含苯40%（摩尔分数）的苯-甲苯二元混杂液，要求馏处液中含苯90%，残液含苯1%。（以100kmol/h为基准），试求：(1)馏出液和残液各多少（kmol/h）？(2)现用饱和液体进料，塔底每小时汽化量估计为132kmol/h,问操作回流比R为多少？2．现有空气和氨的混杂气体，在直径为0.8m的填料吸取塔中用清水吸取其中的氨。已知送入的空襟怀为47.93kmol/h，混杂气体中氨的分压为1.33kPa，经过吸取后混杂气中有99.5%的氨被吸取下来。操作温度为20℃，压力为101.325kPa。在操作条件下，平衡关系为Y*=0.75X。若吸取剂（水）用量为52kmol/h。已知氨的气相整体积吸取系数KYa=314kmol/(m3·h)。试求所需填料层高度。3．现有一台干燥器，办理湿物料量为80kg/h。要求物料干燥后含水量由30%减至4%（湿基）。干燥介质为空气，初温15℃，相对湿度为50%，经预热器加热至120℃进入干燥器，出干燥器时降温至45℃，相对湿度为80%。求水分蒸发量W；空气耗资量L；单位空气耗资量l。（空气在t1=15℃，φ1=50%时的湿度为H1=0.005kg水/kg干空气；在t2=45℃，φ2=80%时的湿度为112H2=0.052kg水/kg干空气）化工原理（下）试卷二一．填空题（每空1分，共20分）1．精馏分别依照是的差异。要使混杂物中的组分获得完好分别，必定进行多次。2．筛板上的气液接触状态有、、，工业上常用的是。3．板式塔中塔板上溢流堰的作用主若是。4．难溶气体属控制，主要传质阻力集中于侧。5．享利系数E，对易溶气体来说E值，难溶气体E值。6．填料塔是连续接触式气液传质设备，塔内为分别相，为连续相。7．在必然空气状态下干燥某物料，能用干燥方法除去的水分为，不能够用干燥方法除去的水分为。8．将不饱和湿空气等压降温，气体的湿度H，相对湿度Φ。9．恒速干燥与降速干燥阶段的分界点，称为，其对应的物料含水量称为。10．常压下，空气中水汽分压为20mmHg时，其湿度H=。二．简答题(每题5分，共20分)1．精馏操作中回流的作用是什么？2．双膜论的基本论点是什么？mV3．当解吸因数S1时，如何求传质单元数NOG?L4．测定干燥速率曲线必定在恒定条件下进行，恒定条件是什么？三．计算题(共60分)1.（13分）在常压连续精馏塔内分别某理想二元混杂物，泡点进料，进料量100kmol/h，其组成为0.4（易挥发组分的摩尔分率，下同）；馏出液流量为40kmol/h，其组成为0.95；采用回流比为最小回流比的1.6倍；每层塔板的液相默费里单板效率为0.5；在本题范围内气液平衡方程y=0.6x+0.35；测得进入该塔某层塔板的液相组成为0.35。试计算：（1）精馏段操作线方程；（2）走开该层塔板的液相组成。2.（12分）在连续精馏塔内分别某理想二元混杂物，原料流量为100kmol/h，其组成为0.3（易113挥发组分的摩尔分率），其精馏段和提馏段操作线方程分别为：y=0.714x+0.257，。试求：（1）塔顶馏出液流量和精馏段下降液体流量（kmol/h）；（2）进料热状态参数q。3.（25分）在逆流操作的填料塔内，用清水吸取焦炉气中的氨，氨的浓度为8g/标准m3,混杂气体办理量为4500标准m3/h。氨的回收率为95%，吸取剂用量为最小用量的1.5倍。空塔气速为1.2m/s。气相整体积吸取系数KYa为0.06kmol/(m3·s),且KYa正比于V0.7(V—惰性气体摩尔流量)。操作压强为101.325kPa、温度为30℃，在操作条件下平衡关系Y＝1.2X，试求：（1）用水量（kg/h）；（2）塔径和填料层高度（m）；（3）若混杂气办理量增加25%，要求回收率不变，解析说明应采用何措施。假设空塔气速仍为合适气速。）4（.10分）在流化床干燥器中干燥颗粒状物料。湿物料办理量为500kg，干基含水量分别为0.25kg/kg绝干料及0.04kg/kg绝干料，已测得干燥速率曲线以以下列图所示，干燥面积为88m2。试求干燥时间。计算题4附图化工原理（下）册试卷三一填空题（每空1分，共22分）1.间歇精馏操作中，若欲保持馏出液组成不变，必定不断______________，若保持回流比不变，则馏出液组成________________。某二元物系的相对挥发度α=3,在拥有理论塔板的精馏塔内作全回流精馏操作,已知y1=0.4,则y2=______(由塔顶往下数)；全回流操作平时用于_________________时。在填料塔中用清水逆流吸取混杂气中CO2，当水泵发生故障使水量减少时，气相总传质单元数NOG将_______________。4.对易溶气体吸取，欲提高其总传质系数，主要可采用的措施是_________________，原因是114_________________________________________________________________。在填料吸取塔的计算中,表示设备效能高低的一个量是___________________，而表示传质任务难易程度的一个量是____________________。在设计连续操作的精馏塔时，如保持xF、D/F、xD、R必然，进料热状态、空塔气速也必然，则增大进料量将使塔径，所需的理论板数。在101.3kPa下，不饱和湿空气的温度为295K、相对湿度为69%，当加热到303K时，该空气以下参数将如何变化？（只填变化的趋势，不填变化的详尽数值）相对湿度______，湿球温度______，露点______，焓______。恒定的干燥条件是指空气的_____________、____________、___________以及______________都不变。湿球温度是___________量空气与___________量水在_________条件下充分接触水所达到的平衡温度。问答题（每题5分，共25分）有一填料吸取塔，逆流操作，气体由塔底进入，吸取剂从塔顶淋下，该过程的平衡线与操作线如图1，试将以下有关参数表示在图上。塔顶、塔底气液组成;作出最小液气比时的操作线;理论上塔底可获得的出塔液体最大浓度。问答题1附图精馏塔在必然条件下操作时，若将加料口从原合适地址向上搬动两层塔板，此时塔顶和塔底产品组成将有何变化？为什么？3.试定性解析，当某精馏塔的实质回流比小于最小回流比时（即R<Rmin），而保持其余操作条件不变（F、xF、q、D），则该塔可否操作，将出现什么现象？湿空气在进入干燥器前常需进行预热，这样做有什么好处？用湿空气干燥某湿物料,该物料中含水量为50%(干基),已知其临界含水量为120%(干基)。有人建议提高空气温度来加速干燥,你认为他的建议可否可取?为什么?115三计算题（共53分）1.（20分）某精馏塔在常压下分别苯一甲苯混杂液，此时该塔的精馏段和提馏段操作线方程分别为y=0.723x+0.263和y=1.25x-0.0188，每小时送入塔内的料液量为75kmol，进料热情况参数q=0.5，试求：1）馏出液组成与釜液组成；2）精馏段和提馏段上升的蒸汽量为多少kmol/h。2.（20分）用填料塔从一混杂气体中吸取苯。进塔混杂气体含苯5%（体积百分数），其余为惰性气体。回收率为95%。操作压强为104kPa，温度为25℃，进塔的混杂气体量为100031.5倍，气液逆流流动。已知m/h。吸取剂为不含苯的煤油，煤油的耗用量为最小用量的该系统的平衡关系为Y＝0.14X（式中Y、X均为摩尔比），气相整体积传质系数KYa=125kmol/(m3h)，煤油的平均分子量为170，塔径为0.6m。试求：煤油的耗用量，kg/h；煤油的出塔浓度x1（摩尔分率）；填料层高度；欲提高回收率，可采用那些措施并说明原因？3（.13分）在常压绝热干燥器内干燥某湿物料。将500kg的湿物料从最初含水量20%降至2%（均为湿基）。t0=20℃，H0＝0.01Kg水/(Kg绝干气)的空气经预热器升温至100℃后进入干燥器，出干燥器时的温度为60℃。试计算：完成上述干燥任务所需的湿空襟怀；空气经预热器获得的热量；在恒定干燥条件下对该物料测得干燥速率曲线以下列图。已知恒速干燥段所用时间为1h，求降速段需多少时间。计算题3附图116化工原理（下）试卷四一.填空题(共20分，每空1分)1.用水吸取氧、氢或二氧化碳等气体的过程都是控制的吸取过程，用水吸取氨或氯化氢等的吸取过程是控制的吸取过程。2.已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.0035atm,E2=0.011atm,E3=0.00652atm,则t1____t3。3.空气的干球温度为t,湿球温度为tw，露点为td，当空气的相对湿度φ=98%时，则t、tW、td之间的关系为ttwtd。4.精馏实验中塔板上气液接触有、、三种方式，接触方式是在实质生产中很少采用的。5.用连续精馏方法分别双组分理想混杂液，原料中含易挥发组分0.40，馏出液中含易挥发组分0.90（以上均为摩尔分率），溶液的平均相对挥发度为2.5，最小回流比为2，则料液的热情况参数q=________。在吸取塔某处，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ky=2kmol/（m2·h），气相总传质系数Ky=1.5kmol/（m2·h），若平衡关系y=0.5x，则该处气液界面上气相浓度yi应为。7.精馏分别2.5的二元理想混杂液，已知回流比R=3，塔顶xD=0.96，测得第三层塔板（精馏段）的下降液体浓度为0.4，第二层板下降液体浓度为0.45，则第三层塔板的气相单板效率EMV为。由于吸取过程气相中的溶质分压总是__________液相中溶质的平衡分压，所以吸取过程的操作线总是在其平衡线的__________。9.物料中的水分依照能够分为平衡水分和自由水分，依照可分为结合水分和非结合水分。如图，已测得塔板上四股物料的组成为0.62，0.70，0.75，0.82，试找出y6，x6，y7，x7的对应值，y6=______，x6=______，y7=______，x7=_______。117填空题10附图二.问答题(每题5分，共20分)1.什么是液泛现象？为什么填料塔一般不能够在液泛下操作？2.在设计连续精馏塔时，欲保持馏出液组成xD和易挥发组分的收率η不变，试定性判断分别改变以下操作参数（其余参数不变）时所需理论板层数将如何变化：(1)加大回流比R，＿＿＿＿；(2)提高操作压强P，＿＿＿＿；(3)提高加料温度t，回流比R保持不变＿＿＿＿＿；(4)增加生产能力30％（还可以正常操作）。＿＿＿＿3.什么是气相整体积吸取系数？写出其物理意义及单位。4.什么是绝热干燥过程？三.计算题(共60分)1.（20分）设计一填料塔,在常温常压下用清水吸取空气-丙酮混杂气体中的丙酮,混杂气入塔流率为80kmol/h，含丙酮5%(体积%)，要求吸取率达到95%。已知塔径0.8m，操作条件下的平衡关系能够y=2.0x表示，气相体积总传质系数Kya=150Kmol/m3·h。而出塔溶液中丙酮的浓度为饱和浓度的70%，试求：1）所需水量为多少（m3/h）；2）所需填料层高度（m）？；3）用水量是最小用水量的多少倍？2（.17分）欲将A、B两组分组成的理想液体混杂物在连续精馏塔中实现分别。已知F=100kmol/h，xF=0.18（摩尔分率，下同），q=0.5，xD=0.99，xW=0.05，采用回流比R=6.4，系统的3。118且知，当加料口在最合适地址时，理论板数与回流比关系式为：NNminRRmin0.17lg10.91NRxD1xWlgxDxW又已知Nmin1lg式中N及Nmin中均包括塔釜在内。试求：塔顶易挥发组分回收率；理论板数。3.（8分）某连续操作的精馏塔，泡点进料，全塔共有两块理论板及一个再沸器，塔顶采用全凝器，进料地址在第二块理论板上，塔顶产品组成xD=0.9（摩尔分率），二元系统的相对挥发度4，料液组成为xF=0.5（摩尔分率），回流比R=1时，求进入第一块板的汽相组成y2为多少？4（.15分）在一干燥器中干燥某湿物料，每小时办理湿物料1000kg，经干燥后物料的含水量由40%减至5%(均为湿基)，干燥介质为373K的热空气，其中所含水汽的分压为1.0kN/m2，空气在313K及相对湿度70%下走开干燥器，试求所需要的空襟怀。(水在313K时的饱和蒸汽压可取为7.4kN/m2，湿空气的总压为101.3kN/m2。)化工原理（下）试卷五一.填空题（每空1分，共20分）若相平衡关系为直线，则对于低浓气体吸取，其最小液气比的计算关系式为LGmin=__________________。2.计算填料层的高度能够用传质单元数乘以填料的等板高度，此说是___的。（对或错）3.在一逆流操作的填料吸取塔中分别气体混杂物，操作条件下的平衡关系为y=mx，气相进出塔摩尔分率分别为yb、ya，液相进塔摩尔分率为xa，则最小液气比下的吸取因数Amin=________________________。4.加大吸取剂用量对吸取是有利的。当系统为气膜控制时，Kya值如何变化？__________；当系统为液膜控制时，Kya值又如何变化？_________