化工原理期末试题-9-答案

徐州工程学院试卷

徐州工程学院试卷答案

— 学年第 学期 课程名称 化工原理 试卷类型 考试形式 闭卷 考试时间 100 分钟 命 题 人 年 月 日 教研室主任(签字) 年 月 日 使用班级 教学院长(签字) 年 月 日 班 级 学 号 姓 名

题号 总分 得分 一 30 二 15 三 15 四 40 五 六 七 八 总分 100

一、单选题（共15题，每题2分，共计30分）

1. 通常用毕托管直接测得的是管道内流体的 B 。 (A)平均速度 (B)点速度 (C)流量 (D)压力

2. 双液体U管压差计要求两种指示液的密度差___C____。

(A)大 (B)中等 (C)小 (D)越大越好 3. 滞流和湍流的本质区别是 D 。

(A)湍流流速大于滞流流速 (B)滞流时Re数小于湍流时Re数

(C)流道截面大时为湍流，截面小的为滞流 (D)滞流无径向脉动，而湍流有径向脉动 4. 在阻力平方区(完全湍流区)时，粗糙管的摩擦系数值 C 。

(A)与光滑管一样 (B)只取决于Re (C)只取决于相对粗糙度 (D)与粗糙度无关 5. 安装在一定管路中的离心泵，为了降低流量，将离心泵的出口阀关小，则离心泵特性曲线和管路特性曲线将有 。 D

(A)泵特性曲线改变 (B)两特性曲线都不变 (C)两特性曲线都改变 (D)管路特性曲线改变 6. 因次方析的目的在于 B 。

(A)得到各变量间的确切定量关系. (B)用无因次数群代替变量，使实验与关联简化. (C)得到无因次数群间定量关系. (D)无需进行实验，即可得到关联式. 7. 流体通过离心泵所获得的能量主要表现为( )。B

(A)动能增加 (B)静压能增加 (C)位能增加 (D)流量增大

8. 离心泵的实际安装高度小于允许安装高度，就可防止 现象发生。 B

(A) 气缚；(B) 气蚀；(C) 气阻；(D) 气泡。

9. 常见的间歇过滤机有_______和______；连续过滤机有______。 B

(A)板框过滤机，回转真空过滤机，叶滤机 (B)板框过滤机，叶滤机，回转真空过滤机 (C)叶滤机，回转真空过滤机，板框过滤机

(D)明流式板框过滤机，暗流式板框过滤机，叶滤机

10. 在恒压过滤操作中，忽略过滤介质的阻力，且过滤面积恒定，则所得的滤液量与过滤时间的____次方成正比，而对一定的滤液量则需要的过滤时间与过滤面积的___次方成反比。A (A)1/2 ，2 (B)2 ，1/2 (C)1 ，1/2 (D)1/2 ，1

11. 已知温度T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度 D 耐火砖的黑度。

(A) 大于 (B) 等于 (C) 不能确定 (D) 小于

12. 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则塔的HOG将 ，NOG将 。 A

(A) 不变 增大 (B) 不变 减小 (C) 减小 不变 (D) 减小 不能判断

13. 精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是 D 。

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(A) 液相中易挥发组分进入汽相； (B) 汽相中难挥发组分进入液相；

(C) 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多； (D) 液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生。

14. 某二元混合物，进料量为100kmol/h，xF=0.6，要求得到塔顶xD不小于0.9，则塔顶最大产量为 B 。

(A) 60kmol/h (B) 66.7kmol/h (C) 90kmol/h (D) 不能定 15. 气体湿比容定义为( )所占有的体积。B

(A)1kg湿空气 (B)1kg干气及其带有的Hkg湿汽共同 (C)1kg湿气体中绝干空气 (D)1kg湿气体中湿分 二、填空题（共15空，每空1分，共计15分）

1. 在滞流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 2 次方成正比，在湍流区颗粒的沉降速度与颗粒直径的 0.5 次方成正比。

2. 流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能 减小 。

3. 流体流动的连续性方程是 u1Aρ1= u2Aρ2=······= u Aρ ；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为 u1d12 = u2d22 = ······= u d2 。 4. 传热的基本方式有 传导 、 对流 和 辐射 三种。

5. 易溶气体溶液上方的分压 小 ，难溶气体溶液上方的分压 大 ，只要组份在气相中的分压 大于 液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。

6. 对于二元理想溶液， x-y图上的平衡曲线离对角线越近， 说明该物系 不容易分离 。 7. 恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括 恒速干燥 阶段和 降速干燥 阶段。 8. 启动离心泵前如果不灌泵，有可能会发生 气缚 现象。 三、简答题（共2题，每题5分，共计10分）

1. 启动离心泵前及停泵前应做哪些工作? 为什么？

答：启动离心泵前应灌泵、关闭泵的出口阀门，停泵前也应关闭泵的出口阀门。 启动离心泵前灌泵是为了防止气缚现象发生。启动离心泵前关闭泵的出口阀门是为了减小启动电流，以保护电机。停泵前关闭泵的出口阀门是防止高压液体倒流，对泵造成损害。 2. 简述双膜理论的要点。

四、计算题（共3题，共计45分）

1. （15分）用常压精馏塔分离某二元混合物，其平均相对挥发度为?=2，原料液量F=10kmol/h，饱和蒸气进料，进料浓度xF=0.5（摩尔分率，下同），馏出液浓度xD=0.9，易挥发组份的回收率为90%，回流比R=2Rmin，塔顶为全凝器，塔底为间接蒸气加热，求：（1）馏出液量及釜残液组成？（2）从第一块塔板下降的液体组成x1为多少？（3）最小回流比？（4）精馏段各板上升的蒸气量为多少kmol/h？（5）提馏段各板上升的蒸气量为多少kmol/h？ 解：（1）馏出液量及釜残液组成； 0.90FxF?DxD D?0.9?10?0.5?5kmo/lh

0.9 F=D+W W=F-D=10-5=5kmol/h DxD?WxW?FxF xW?（2）从第一块塔板下降的液体组成x1； y1?FxF?DxD10?0.5?5?0.9??0.1

W5?x1

1?(??1)x1y1?0.82

??(??1)y1塔顶为全凝器， 故 y1?xD?0.9， x1?

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（3）最小回流比；

饱和蒸气进料 q=0， yq?xF?0.5

?xqxD?yq0.9?0.5 由 yq? 得 xq?0.33， Rmin???2.35

1?(??1)xqyq?xq0.5?0.33（4）精馏段各板上升的蒸气量为多少kmol/h；

V=（R+1）D=（2×2.35 + 1）×5=28.5kmol/h （5）提馏段各板上升的蒸气量为多少kmol/h。 V′=V-（q-1）F=28.5-10=18.5kmol/h

2. （15分）现有一逆流冷却器，用冷水冷却油，使油温从420K降到370K，水进口温度为285K，出口温度为310K。设油和水的流率、进口温度保持不变，将冷却器长度增加一倍（其它尺寸不变），求油及水的出口温度。 解： 420K 370K ?tm?(420?301)?(370?285)?97.5

2 310K 285K 对体系进行热量恒算，

WoCpo(420?370)?WwCpw(310?285)?KS?tm

KS?tmKS97.5KS （1） ???1.95Cpo(420?370)Cpo50CpoKS97.5KS??3.9 Ww? （2） Cpw(310?285)Cpw所以， Wo?冷却器长度增加一倍后，

420K T2 t2 285K

???t2?135?t1?T2?t2 ?22? 则 WoCpo(420?T2)?WwCpw(t2?285)?2KS?tm?2KS?tm?T2?t2)KS(135所以， Wo? （3） ??Cpo(420?T2)Cpo(420?t2)?2KS?tmKS(350?T2?t2) Ww? （4） ??Cpw(t2?285)Cpw(t2?285)(135?T2?t2)（1）=（3） 1.95= （5）

420?T2(135?T2?t2)（2）=（4） 3.9= （6）

t2?285??假设： ?tm解（5）和（6）方程，得： T2 =341.74K t2 =324.13K ??420?324.13?95.87 ?t2??341.74?285?56.74 ?t1??t2?<2， 则?tm?用算术平均值合适。 ?t1

3. （15分）某干燥系统，干燥器的操作压强为101.3 ，出口气体温度为60℃，相对湿度为72%，将部分出口气体送回干燥器入口与预热器后的新鲜空气相混合，使进入干燥器的气体温度不超过90℃、相对湿度为10%。已知新鲜空气的质量流量为

，温度

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为20℃，湿度为 ，试求：①空气的循环量为多少？②新鲜空气经预热后的温度为多少度？③预热器需提供的热量。

解: B点：60℃ ? = 72% 查图H = 0.16kg水/kg干空气

M点：90℃ ? = 10% 查图H = 0.048kg水/kg干空气 t A ∵AMB在一直线上 M ∴A点：H = 0.0054kg水/kg干空气,，t = 127℃ B ∵

H BM新鲜空气中绝干空气质量5.50.49 ???MA循环空气中绝干空气质量4.4W∴ W = 0.392 kg干空气/s

∴ W’ = W(1+H) = 0.392?(1+0.16) = 0.455 kg/s

Q = 0.49?(1.01+1.88?0.0054) ?(127－20) = 53.49 kJ/s

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