2011化工原理考试

选择：

1. 有两种说法：（1）往复泵启动不需要灌水；（2）往复泵的流量随扬程增加而减少，则________。

A. 两种说法都不对； B. 两种说法都对；

C. 说法（1）正确，说法（2）不正确； D. 说法（1）不正确，说法（2）正确。

2流体在管路中作稳态流动时,具有________的特点。

A. 呈平缓的滞流； B. 呈匀速运动；

C. 在任何截面处流速、流量、压强等物理参数都相等；

D. 任一截面处的流速、流量、压强等物理参数不随时间而变化。 3蒸汽管道的保温层愈厚，则热损失愈小，这种说法________。

A.正确； B.不正确； C.不确定 离心泵的调节阀 。

A.只能安在进口管路上； B.只能安在出口管路上； C.安装在进口管路和出口管路上均可；D.只能安在旁路上。 4. 图示所表示的R值大小反映________。

A. Ａ、Ｂ两截面间压差值； B. Ａ－Ｂ截面间流动压降损失； C. Ａ、Ｂ两截面间动压头变化； D. 突然扩大或突然缩小流动损失。

5. 以下不是离心泵主要部件的是： 。 A.叶轮；B.泵壳；C.电动机；D.轴封装置。

6. 精馏操作中饱和蒸汽进料时： 。 A.q<0； B.q>0； C.q=1； D.q=0。 7. ，对吸收操作有利。

A.温度低，气体分压大时；B.温度低，气体分压小时； C.温度高，气体分压大时；D.温度高，气体分压小时。

8. 离心泵停车时应该________。

A.首先断电，再闭出口阀；B.只有多级泵才先关出口阀； C.关阀与断电不分先后； D.先关出口阀，再断电。

9在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气，此过程的总传热系数K值接近于 。

A.α蒸汽； B.α空气； C.α蒸汽与α空气的平均值。

10湍流体与器壁间的对流传热（即给热过程）其热阻主要存在于 。

A. 流体内； B. 器壁内； C. 湍流体滞流内层中； D. 流体湍流区域内 11. 以下说法中不正确的是________。 精馏段操作线方程式是描述精馏段中

A.某板下降的液体浓度与下一板上升的蒸汽浓度间的关系式； B.某板上升的蒸汽浓度与上一板下降的液体浓度之间的关系式； C.进入某板的气体与液体的浓度之间的关系式；

D.在相邻两板间相遇的汽相与液相浓度之间的关系式。

12.二元溶液连续精馏计算中，进料热状况的变化将引起以下线的变化________。

A.提馏段操作线与q线；

B.平衡线；

C.平衡线与精馏段操作线； D.平衡线与q线。 13. 降尘室的生产能力取决于 。 B

A．沉降面积和降尘室高度；B．沉降面积和能100%除去的最小颗粒的沉降速度； C．降尘室长度和能100%除去的最小颗粒的沉降速度；D．降尘室的宽度和高度。

14. 15、过滤推动力一般是指 。 B

A．过滤介质两边的压差；B. 过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差; C. 滤饼两面的压差; D. 液体进出过滤机的压差

填空：

1.

雷诺实验揭示出管道中流体流动有两种截然不同的类型,分别是 层流 和 湍流 。

2. 蒸馏及精馏分离就是依据液体混合物中各组分挥发性的 差异 而达到分离的目的。

3. 回流比 表示回流量的相对大小，用塔顶回流量L和塔顶产品量D之比表示。

4离心泵常用的轴封装置有 机械密封 和 填料密封 两种。 5. 离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生_气蚀______现象

6. 在精馏塔中，原料由中部加料板上加入。加料板以上的一段称为_精馏段______，加料板以下的一段(包括加料板)称为__提馏段_____。

7. 在包有二层相同厚度保温材料的圆形管道上，应该将导热系数___________（填大或小）的材料包在内层。

8. 工业生产中大量遇到的是流体在流过固体表面时与该表面所发生的热量交换，这一过程称为 对流传热 。

9. 工业上分离均相液体混合物最常用、最重要的方法是液体 蒸馏（或精馏） 。

计算：

某填料吸收塔，用清水除去混合气体中的有害物质，若进塔气中含有害物质

5％（体积％），吸收率为90％，气体流率为32kmol/m2·h，液体流率为24kmol/m2·h，此液体流率为最小流率的1.5倍。如果物系服从亨利定律，并已知气相体积总传质系数Ky??0.0188kmol/m3?s，该塔在常压下逆流等温操作，试求：

1.塔底排出液的组成；

2.所需填料层高度。

解： 1.（5分）

由全塔物料衡算：G??y1?y2y1

y2?(1??)y1?(1?90%)0.05?0.005

?y1?y2??L(x1?x2)

x1?2.（10分）

G32(y1?y2)?x2?(0.05?0.005)?0?0.06 L24Lmin?L24??16kmol/m2h 1.51.5y?yy?y161L()min?12?12??Gx1e?x2x1e322

x1e?2(y1?y2)?2(0.05?0.005)?0.09 m?y10.05??0.556 x1e0.09S?mG32?0.556??0.741 L24NOG??y?mx21ln[(1?S)1?S] 1?Sy2?mx210.05?0.556?0ln[(1?0.741)?0.741]?4.65 1?0.7410.005?0.556?0HOG?G32/3600??0.473m Kya0.0188H?HOG?NOG?0.474?4.65?2.2

在常压下用板式塔分离苯—甲苯溶液，塔顶采用全凝器，塔釜用间接蒸汽加热，平均相对挥发度为2，进料量为100kmol/h，组成为0.5(mol%)的饱和蒸汽，回流比为R=1.5Rmin，塔顶馏出液组成为0.95，塔釜中含苯为0.05，试求：

1.塔顶馏出液及釜液各为多少kmol/h；

2.回流比为多少；

3.精馏段操作线方程。

1.(3分 )

解得：D?50kmol/h;W?50kmol/h

F?D?W?100;

FxF?DxD?WxW?0.95D?0.05W?100?0.5

2.q线方程为：y?分）

xqx?F （9q?1q?1饱和蒸汽进料时：q=0，故由上式得：yq?xF?0.5 由相平衡方程y??x，有：

1?(??1)x?0.5?0.333

2?(2?1)0.5xq?yq??(??1)yqxD?yqyq?xq?Rmin?0.95?0.5?2.69

0.5?0.333R?1.5Rmin?1.5?2.69?4.04

3.精馏段操作线方程：y?分）

在一套管换热器中用水逆流冷却某种溶液, 溶液量为1.4kg/s,比热为

xR4.040.95x?D?x??0.802x?0.188 （3R?1R?14.04?14.04?12kJ/(kg·℃), 走内管(规格为φ25×2.5mm),从150℃ 冷却到100℃ 。冷却水

走套管环隙,从25℃升温至60℃,水的比热为4.18kJ/(kg·℃)。

1.已知溶液一侧的对流给热系数为1160W/(m2?℃), 冷却水一侧的对流给热系数为930W/(m2?℃), 忽略管壁和污垢的热阻及热损失,求以传热外表面积为基准的总传热系数K0 和冷却水的用量(kg/h)。 2.计算内管的外表面积和管长。

(1)溶液放热 Q =W1cp1(T1-T2)=1.4×2×10×(150-100)=1.4×10W

-3

1/K o=d o /(αid i)+1/αo =0.025/(1160×0.02)+1/930=2.15×10

2

K o =464W/(m?℃)

5

冷却水用量 W2=Q/[cp2(t2-t1)]=1.4×10/[4180(60-25)]=0.957kg/s=3445kg/h （8分）

(2)Δtm=[(150-60)-(100-25)]/Ln[(150-60)/(100-25)]=82.3℃

5

Ao=Q/(K oΔtm)=1.4×10/(464×82.3)=3.67m

L=A o/(πd o)=3.67/(π×0.025)=46.7m （7

3

5