化工原理模拟题五

模拟试题五一、填空题：（每空1分，共16分）1、当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为395mmHg。测得另一容器内的表压强为1360mmHg，则其绝对压强为2105mmHg。2、流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有粘性。3、离心泵无自吸能力，所以开始工作之前要先灌满输送液体；而往复泵有自吸能力，所以不需要（需要或不需要）启动前灌泵。4、离心泵泵壳的作用分别是：汇集液体和能量转换装置。5、水在管内作湍流流动，若使流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的1.74倍；管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原来的3.48倍。（设条件改变后仍在湍流范围）6、在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在滞离层内（或热边界层内），减少热阻的最有效措施是提高流体湍动程度。7、含溶质A摩尔分率为xA=0.2的溶液与压力为2atm,yA=0.15的气体等温接触（此条件下的平衡关系为：pA=1.2xA），则此时将发生吸收过程。8、蒸发器的生产强度是单位传热面积上单位时间内蒸发的水量。9、写出三种非循环型蒸发器的名称：升膜式、降膜式、升降膜。10、填料塔操作时，影响液泛气速的因素有__板间距__、__气体流速_和__液体流速___。11、萃取中选择萃取剂时应考虑的主要因素有溶解度、选择性、组分B、S的互溶度及萃取剂回收的难易。12、萃取中，萃取剂的加热量应使和点M的位置位于两相区。13、在一定的温度和总压强下，以湿空气作干燥介质，当所用空气的相对湿度减少时，则湿物料的平衡水分相应减小，其自由水分相应增大。14、理想干燥器或等焓干燥过程是指干燥器不补充热量，忽略干燥器的热损失，忽略解热物料所消耗的热量，干燥介质进入和离开干燥器的焓值相等。15、16、二、选择题：（每小题1.5分，共24分）1、某液体在内径为d0的水平管路中稳定流动，其平均流速为u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2(d2=d0/2)的管子时，若流体为层流，则压降p为原来的（C）倍。A4B8C2、层流与湍流的区别，下列说法不正确的是（A）A.流道截面积大的为湍流，截面积小的为层流。B.湍流流速大于层流流速。C.层流的雷诺数小于湍流的雷诺数。D.层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。3、离心泵的叶轮有（D）。A闭式的B半闭式的C开式的或敞式的D以上均正确4、单动往复泵的流量(B)。A连续且均匀B不连续且不均匀C连续但不均匀D不连续但均匀5、一定流量的液体在一25×2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数i=1000W/m2·℃；如流量与物性都不变，改用一19×2mm的直管，则其将变为(D)。A1259B1496C1585D16786、为蒸发某种粘度随浓度和温度变化较大的溶液，应采用(B)流程。A并流加料B逆流加料C平流加料D双效三体并流加料7、正常操作下的逆流吸收塔，若因某种原因使液体量减少以致液气比小于原定的最小液气比时，下列哪些情况将发生?(B)A.出塔液体浓度xb增加，回收率增加；B.出塔气体浓度增加，但xb不定；C.出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加;D.在塔下部将发生解吸现象。8、膜式蒸发器中，适用于易结晶、结垢物料的是(A)。A.升膜式B.降膜式C.升降膜式D.回转式9、下列说法中正确的是(D)。单效蒸发比多效蒸发应用广减压蒸发可减少设备费用二次蒸气即第二效蒸发的蒸气采用多效蒸发的目的是降低单位蒸气消耗量10、吸收操作中，增大吸收剂用量使：(B)A.设备费用增大,操作费用减少B.设备费用减少,操作费用增大C.设备费用和操作费用均增大D.设备费用和操作费用均减少11、在单级萃取器中，用纯溶剂A萃取A、B混合液中的溶质A，测得平衡的萃取相与催余相中组分A的质量分数为yA=0.37，xA=0.14，组分B、S可视为完全不互溶，萃取中，β值均应（A）A.大于1B.小于1C.等于1D.均可12、对于一定的物系，影响萃取分离效果的主要因素是（A）与（D）A.温度B.原料液量FC.萃取剂量SD.溶剂比S/F13、利用空气作介质干燥热敏性物料，且干燥处于降速阶段，欲缩短干燥时间，则可采取的最有效措施是（B）A.提高干燥介质的温度B.增大干燥面积、减薄物料厚度C.降低干燥介质相对湿度D.提高空气的流速14、同一物料在一定干燥速率下，物料愈厚，则其临界含水量（C）A.低B.不变C.高D.不定15、16、三、计算题：（50分）1、（8分）有一输水系统，如本题附图所示，水箱内水面维持恒定，输水管直径为φ60×3mm，输水量为18.3m3/h，水流经全部管道（不包括排出口）的能量损失可按Σwf=15u2公式计算，式中u为管道内水的流速（m/s（1）水箱中水面必须高于排出口的高度H；（2）若输水量增加5%，管路的直径及其布置不变，管路的能量损失仍可按上述公式计算，则水箱内的水面将升高多少米？解：确定上、下游截面及基准水平面，如图所示。在两截面间列柏努利方程并化简(We=0,p1=p2,Z2=0,由于A1≥A2，u1≈0)可得(a)（2分）(1)水箱中水面高于排出口的高度H。将有关数据代入式(a)便可求得Z1(即H)。式中（1分）（1分）（1分）(2)输水量增加5%后，水箱中水面上升高度H输水量增加5%后，u2及Σwf分别变为H=8.58—7.79=0.79m（2、（5分）用离心泵将水库中的清水送至灌溉渠，两液面维持恒差8.8m，管内流动在阻力平方区，管路特性方程为（qe的单位为m3/s）单台泵的特性方程为（q的单位为m3/s）试求泵的流量、压头和有效功率。解：联立管路和泵的特性方程便可求泵的工作点对应的q、H，进而计算Pe。（1分）管路特性方程泵的特性方程联立两方程，得到q=4.52×10–3m3/sH=19.42m（2分）则W=861W（2分）3、（7分）有一蒸汽加热器，热方：为饱和蒸汽冷凝，T=100℃；冷方：为生垢液体升温，，。在测试中，维持以上温度条件不变，发现蒸汽凝液流量，在清洗前后之比为1：2。问：a那些是控制热阻？管程宜走那一方流体？简述理由；b清洗前，污垢热阻约为该时总热阻的多少分数？在操作中，若要求改为维持该加热器的热负荷不变。问：随着污垢的增加，调节饱和蒸汽的温度和生垢液体的流量，是否都能达到要求？简述理由（定性分析）。注：冷方流型为湍流、面积基准和物性变化可不考虑以及清洗后的垢阻为零。解：(1)a垢层是主要控制热阻，其次是垢层对液体的给热过程，因传热过程的传热量取决于热阻大的一方。管程宜走生垢液体，便于清洗，便于增大流速，可能减少垢层沉积在管子表面上，饱和蒸汽宜在管间（壳程）走，因流速对饱和蒸汽冷凝给热系数几乎无影响，而饱和蒸汽冷凝的表面又不要求清洗，且在壳程流动易于及时排除冷凝水和不凝性气体。b维持不变时：清洗前传热量（1）清洗后传热量（2）（1）式与（2）式比较得：清洗前后总热阻的差值是污垢热阻所以%在操作中，调节生垢液体流量，企图减少垢层厚度来增加换热量，是不能满足的，因为生垢液体以为湍流，再增加流量时，所增加的换热量决不能与所需要的热量相当，这时会使出口温度下降。只有调节饱和蒸汽的温度来增加，使其满足热负荷的要求。假设垢层热阻的增加，使其换热量减少一半，（换热量再减少即不能操作），这时蒸汽的温度提高到160℃假设垢层的生成，其传热面积的变化忽略不计，而传热系数下降一半，则推动力增加一倍，这样即可满足其换热器的热负荷不变。4、（8分）一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分A。已知操作条件下气相总传质单元高度为1.5m，进塔混合气组成为0.04（A的摩尔分率，下同），出塔尾气组成为0.0053，出塔水溶液浓度为0.0128，操作条件下平衡关系为Y=2.5X。试求：（1）液气比为最小液气比的多少倍？（2）所需填料层高度？（3）若气液流量和初始组成不变，要求尾气浓度降至0.0033，求此时填料层高度为若干米？解：（1）液气比为最小液气比的多少倍?则(2）所需填料层高度？故(3)此条件下的填料层高度。5、（5分）用纯溶剂45kg在单级萃取器中处理A、B组分混合物。料液处理量为39kg，其中组分A的质量比组成为XF=0.3。操作条件下，组分B、S可视作完全不互溶，且两相的平衡方程为Y=1.5X，求组分A的萃取率。解：有题条件知YS=0S=45kg（2分）根据理论级的假设，Y1=1.5X1，有组分A的无聊衡算便可求得X1（或Y1）,即B(XF-X1)=S(Y1-YS)（1分）30(0.3-X1)=45(1.5X1-0)解得X1=0.09231（1分）（1分）6、（8分）在常压流化床干燥器中将颗粒状物料的含水量从0.18降至0.025（干基）。湿物料处理量为2000kg/h。已测得在硫化状态下该物料的临界含水量为0.02，平衡含水量接近0。t0=30℃、=40%的空气经预热升温至100