化工原理试题及答案

化工原理试题及答案( 绝密请勿到处宣扬)12月25日一、填空题（共15空，每空2分，共30分）10kpa100kpa，则此容器的绝对压强和表压强（kpa计）分别为：（90kpa）和（-10kpa）。热传导只发生在固体和（静止）的或（滞）流动的流体中。物体的吸收率越（大），其辐射能力越（大）。（填大或小）蒸发中以（二次蒸汽）是否再利用而分为单效或多效蒸发。蒸发中的温度差损失主要由溶液中的（）、液柱的（静压头）和管路（阻力）沸点升高三部分组成。10kpa100kpa，则此容器的绝对压强（kpa计）为：（90kpa）。对于同种流体，自然对流时的对流传热系数比时的（小）。（填大或小）物体的吸收率越大，其辐射能力越（大），所以黑体的辐射能力比灰体的（大）。（填大或小）蒸发操作所用的设备称为（蒸发器）。按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为（）和（多效蒸发）二、选择题（5210分）对吸收操作有利的条件是：（D）操作温度高、压强高；B.操作温度高、压强低；C操作温度低、压强低；D.操作温度低、压强高精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板（A ），液相温度较下层塔板（）高，低；B低，高；C.高，高；D.低，低（D）是塔内气液两相总体上呈逆流流动，而在每块塔板上呈均匀的错流流动。板式塔的传质意图；B.板式塔的设计过程；C.板式塔的恒摩尔流要求；D.板式塔的设计意图恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的（C ）及与物料的接触方式都不变。温度、焓值、湿度；B.流速、压强、湿度；C.流速、温度、湿度；D.温度、湿度、压强对于湿物料的湿含量，下面哪种说法是正确的？（B ）平衡水一定是自由水；B.平衡水一定是结合水；CD自由水一定是非结合水当二组分液体混合物的相对挥发度为（C ）时，不能用普通精馏方法分离。当相对挥发度为（A）时，可以采用精馏方法；；；下述说法中错误的是（B ）。AB精馏用板式塔，吸收用填料塔；C.以用板式塔，又可以用填料塔；D.填料塔可以避免液泛物料的平衡水分一定是（C ）非结合水分；B.自由水分；C.结合水分；D.临界水分对于湿物料的湿含量，下面哪种说法是正确的？（B ）平衡水一定是自由水；B平衡水一定是结合水；CD合水。三．计算题15000kg/h2090130100*15mm2m

=360i

/m2*c，管外 =12000W/㎡油品的比热容为kg*℃，操作条件下的汽化潜热为2205KJ/Kg，钢管的导热系数045W/m*℃，若加热全部冷凝后在饱和温度下排出的，忽略热损失和管壁的污垢热阻。换热器的热负荷？加热蒸汽的消耗量？总转热系数？解：换热器的热负荷？QWC (tc PC 2

t)=15000**(90-20)=1995000KJ/h=s1加热蒸汽的消耗量？总转热系数？该换热器能否满足生产任务？Sdl100*3.14*0.015*2 9.42m2假设逆流传热因此换热器最大传热效率Q小于实际所需的传热效率Q，所以此换热器不满足生产任务2．在一连续精馏中分离苯、甲苯的混合，进料量为100kmol/h，原料液中苯，塔顶馏出液中苯的回收率为%，塔底馏出液中含苯（以上均为摩尔分数），3馏出液及釜残夜量塔釜产生的蒸汽量及塔顶回流的液体量。解：馏出液及釜残夜量塔釜产生的蒸汽量及塔顶回流的液体量。Rmin

(xD

y)/(yq

x)当原料液位饱和液体进料时q=1 x xq q FRmin

[xD(1xx F

)/(1xF

)]/(1)=[（3）离开塔顶第一层理论板的液相组成xD= yx/[11)x] yxD0.952==x/(11.5x) x=1000kg82%（均为湿基）为水/kg，绝干气的新鲜空气经预热器预热后进入干燥器后空气湿度为水/kg水分蒸发量解：水分蒸发量GG1

*(1W)=1000*=920kg/h1第一种解方法：G

(1W)/(1W

)920/(10.2)938.8kg/hW

G==h=s2 1 1 2 1 2第二种解方法：代入数据解得W=h新鲜空气的消耗量。新鲜空气消耗量：15000kg40%（质量分数下同）60%的溶液，在连续精馏塔中进行分离，2%，塔顶馏出液中苯的回收率为%.（p171-4）（1）789240/78进料组成xF

40/7860/2/78

0.44釜残液组成xW

2/7898/92

0.0235原料液的平均摩尔质量MF

0.44*780.56*9285.8依题意知D /Fx xD

0.971所以DxD

0.971*175*0.44全塔物料衡算DWF175 D Wx xD 联立式a、式b、式c，解得

F Dx xF

0.0235W175*0.44D80.0kmol/h，W95.0kmol/h，xD

0.93515322040s，平均比热容为（kg*℃）470W/（㎡*℃），试求换热器的传热面积。(p2364-8)解：换热器传热面积可根据总传热速率方程求得，即S Q ，换热器的传热量为KtQWc hph 1

mT)=**103(120-40)=190kW21-4型管壳式换热器的对数平均温度差先按逆流计算，即R

TT1

12040 tt 3215 4.17 P 2 1 0.162tt2 1

3215 Tt 120151 1由图4-17（a）中查得： t '0.89，所以t m 故S Kt 470*44.5m5400kg、20%NaOH5060KJ/（kg*℃），400KPa50KPa，操作条件下溶液的沸点为126Kα=1560W/（KJ/（㎡*℃）失忽略不计。试求考虑浓缩热时①加热蒸汽消耗量及单位蒸汽消耗量②传热面积30126别求一项。(p3105-3)解：从附录分别查出加热蒸汽、二次蒸汽及冷凝水的有关参数如下400kPa:蒸汽的焓H=kg,汽化热r=kghw

603.61kJ/kgT=50kPaH'=kg,汽化热r'T'考虑浓缩热时①加热蒸汽消耗量及单位蒸汽消耗量x 0.2蒸发量WF(1 0)5400(1 )3240 kJ/kgx 0.515-146020%NaOH12650%NaOHh210 kJ/kg，h0

=620kJ/kg用式5-11a求加热蒸汽消耗量，即WH'(FW)hD

Fh0

3240*2644.3(54003240)*6205400*210

=4102kJ/kg②传热面积

r 2318.5QDr4102*2138.58772*103 kJ/kg=2437kW2437所以S0

1.56*17.4

89.78m220S0忽略浓缩热时

1.2*89.78107.7m2①忽略浓缩热时按式5-21计算加热蒸汽消耗量。因忽略热损失，故式5-21改为Wr'Fc (tD p0

t0

3240*2304.5