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化工原理期末试题

化工原理期末试题
化工原理期末试题

模拟试题一1、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 395 mmHg 。

测得另一容器内的表压强为1360 mmHg,则其绝对压强为 2105mmHg 。

2、流体在管内作湍流流动时,在管壁处速度为 0 ,临近管壁处存在层流底层,若Re值越大,则该层厚度越薄

3、离心泵开始工作之前要先灌满输送液体,目的是为了防止气缚现象发生;而且离心泵的安装高度也不能够太高,目的是避免汽蚀现象发生。

4、离心泵的气蚀余量越小,则其抗气蚀性能越强。

5、在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气,总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数,而壁温接近于饱和水蒸汽侧流体的温度值。

6、热传导的基本定律是傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻大

(大、小)一侧的?值。间壁换热器管壁温度t

W

接近于?值大(大、小)一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中,所用材料的导热系数愈小,则该壁面的热阻愈大(大、小),其两侧的温差愈大(大、小)。

7、Z=(V/K

Y a.Ω).(y

1

-Y

2

)/△Y

m

,式中:△Y

m

称气相传质平均推动力 , 单位是kmol吸

收质/kmol惰气;(Y

1—Y

2

)/△Y

m

称气相总传质单元数。

8、吸收总推动力用气相浓度差表示时,应等于气相主体摩尔浓度和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之差。

9、按照溶液在加热室中运动的情况,可将蒸发器分为循环型和非循环型两大类。

10、蒸发过程中引起温度差损失的原因有:溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。

11、工业上精馏装置,由精馏塔塔、冷凝器、再沸器等构成。

12、分配系数k

A 是指 y

A

/x

A

,其值愈大,萃取效果越好。

13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中溶解度的差异而达到混合液中组分分离的操作。

14、在实际的干燥操作中,常用干湿球温度计来测量空气的湿度。

15、对流干燥操作的必要条件是湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分压;干燥过程是热量传递和质量传递相结合的过程。

1、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动,则各截面上的( D )

A.速度不等

B.体积流量相等

C.速度逐渐减小

D.质量流速相等

2、装在某设备进口处的真空表读数为-50kPa,出口压力表的读数为100kPa,此设备进出口之间的绝对压强差为( A

A.50 B.150 C.75 D.无法确定

3、离心泵的阀门开大时,则( B )。 A.吸入管路的阻力损失减小

B.泵出口的压力减小

C.泵入口处真空度减小 D.泵工作点的扬程升高

4、下列( A )不能实现对往复泵流量的调节。A.调节泵出口阀的开度

B.旁路调节装置

C.改变活塞冲程 D.改变活塞往复频率

5、已知当温度为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

6、某一套管换热器,管间用饱和水蒸气加热管内空气(空气在管内作湍流流动),使空气温度由20℃升至80℃,现需空气流量增加为原来的2倍,若要保持空气进出口温度不变,则此时的传热温差应为原来的( A )倍。

A 1.149

B 1.74

C 2

D 不定

7、当吸收质在液相中的溶解度甚大时,吸收过程主要受( A )控制,此时,总吸收系

数K

Y

近似等于( D )。

A. 气膜;

B. k

x ; C. 气液膜同时; D. k

Y

; E. 液膜; F. K

x

9、提高蒸发装置的真空度,一定能取得的效果为(A)。

A.将增大加热器的传热温差

B.将增大冷凝器的传热温差

C.将提高加热器的总传热系数

D.会降低二次蒸气流动的阻力损失

10、在板式吸收塔操作中,当上升气体流速过小时,操作会发生( C )现象。

A.液泛

B.雾沫夹带

C.漏液

D.淹塔

三、计算题:(50分)

1、由水库将水打入一敞开水池,水池水面比水库水面高50 m,要求的流量为90 m3/h,输送管内径为156 mm,在阀门全开时,管长和各种局部阻力的当量长度的总和为1000 m,泵的特性曲线可近似地用直线H=124.5-0.392Q表示,此处H为泵的扬程m,Q为泵的流量m3/h,管路摩擦系数可取为λ=0.025,水的密度ρ=1000 Kg/m3,试问此泵能否满足要求?(10分)

解:在1-1,2-2截面间列机械能衡算式,得:

Z1 + p1/ρg + u12/2g + He =Z2 + p2/ρg + u22/2g + ∑hf1-2 (2分)以表压计,p1=p2=0,u1≈0,u2≈0,

管路内流速:

2

2

490

1.31m/s

36000.7850.156

4

d

π??

==

u=

将以上数据代入方程,并整理得:

He=(Z2-Z1)+∑hf1-2=50+0.025×1000/0.156×1.312/(2×9.81)=64.0 m (2分)即当Q=90 m3/h时,管路所需压头为64 m。

又当Q=90 m3/h时,泵所能提供得压头:

H=124.5-0.392Q=124.5-0.392×90=89.2 m (2分)

当流量Q=90 m3/h时,泵所能提供的压头大于管路所需要的压头,所以该泵能够满足要求。(1分)

3、用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体生成稀溶液(服从亨利定律),操作压力为

850[mmHg] ,相平衡常数m=0.25,已知其气膜吸收分系数kG=1.25[kmol.m-2.h-1.atm],液膜吸收分系数kL=0.85[m.h-1],试分析该气体被水吸收时,是属于气膜控制过程还是液膜控制过程?(5分)

解:m=E/P ∴E=mP=0.25×850/760=0.28(大气压) (1分)

∵是稀溶液

∴H =ρ/Ms.E =1000/(0.28×18)=198.4(kmol.m-3.atm) (1分)

根据 1/KG =1/kG +1/(HkL )

即1/KG =1/1.25 + 1/(198.4×0.85)

∴ KG ≈kG =1.25 [kmol.m-2.h-1.atm] (2分)

因此,是气膜控制过程。(1分)

5、常压下拟用温度为20℃、相对湿度为57.5%的空气干燥某种湿物料。空气在预热器中被加热到90℃后送入干燥室,离开时的温度为45℃、湿度为0.022kg水/kg干气。现要求每小时将1200kg的湿物料由含水率3%(湿基)干燥至0.2%(湿基),已知物料进、出口温度分别为20℃和60℃,在此温度范围内,绝干物料的比热为3.5kJ/(kg·℃),水的平均比热为4.19 kJ/(kg?℃)。干燥设备热损失可按预热器中加热量的5%计算。试求:新鲜空气用量,kg/h;预热器的加热量QP,kW。(8分)

解:(1)

(2) 模拟试题二

一、填空题:(每空1分,共16分)

1、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 。

2、当计算流体由粗管进入细管的局部阻力损失时,公式中的流速应该用 细 管中的速度。

3、离心泵的主要部件包括 叶轮 、 泵壳和导轮 以及 离心泵的轴封装置 。

4、离心泵的工作点是 管路特性 曲线与 离心泵特性 曲线的交点。

5、由多层等厚平壁构成的导热壁面中,所用材料的导热系数愈大,则该壁面的热阻愈 小 ,其两侧的温差愈 小

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.在气体流量,气相进出口组成和液相进口组成不变时,若减少吸收剂用量,则传质推动力将 减少 ,操作线将 靠近 平衡线。

8.对一定操作条件下的填料吸收塔,如将塔料层增高一些,则塔的H 0G 将 不变 ,N 0G 将增加 (增加,减少,不变)。

查图或计算得H 0=0.008kg 干/kg

()()分)

(201010t t Lc I I L Q H P -=-=

10、单效蒸发操作中,二次蒸发温度低于生成蒸汽温度,这是由于传热推动力和溶液沸点升高造成的。

11、为了防止发生_液泛_,降液管内清液层高度及停留时间应符合一定的要求。

12、在三角形坐标图上,三角形的顶点代表纯物质,三条边上的点代表二元混合物,三角形内的点代表三元混合物。

13、影响分配系数k

数值的因素有物系、温度、组成。

A

14、恒定的干燥条件是指空气温度湿度流速均不变的干燥过程。

15、在恒速干燥阶段,湿物料表面的温度近似等于热空气的湿球温度。

1、流体在管内流动时,如要测取管截面上的流速分布,应选用( A )流量计测量。

A.皮托管

B.孔板流量计

C.文丘里流量计

D.转子流量计

2、在完全湍流(阻力平方区)时,粗糙管的摩擦系数λ数值( B )。

A.只取决于Re;

B.只取决于e/d;

C.与e无关;

D.只与e 有关。

3、离心泵流量的调节,可以通过 D 来实现。

A 调节泵出口阀的开度

B 调节转速和叶轮外缘尺寸D

C 离心泵并联或串联

2

D 以上均正确

4、往复泵属于 B 。A 动力式泵 B 容积式泵C 流体作用式泵

D 以上均不正确

5、在两灰体间进行辐射传热,两灰体的温度差为50℃,现因某种原因,两者的温度各升高100℃,则此时的辐射传热量与原来的辐射传热量相比,应该_B_。A. 减小

B. 增大

C. 不变

6、在蒸气—空气间壁换热过程中,为强化传热,下列方案中的_B_在工程上可行。

A. 提高蒸气流速

B. 提高空气流速

C. 采用过热蒸气以提高蒸气温度

D. 在蒸气一侧管壁加装翅片,增加冷凝面积

7、若享利系数E值很大,依据双膜理论,则可判断过程的吸收速率为( B )控制。

A. 气膜

B. 液膜

C. 双膜

D. 无法判断

8、采用多效蒸发的目的在于( A )。

A.提高完成液的浓度

B.提高蒸发器的生产能力

C.提高水蒸气的利用率

D.提高完成液的产量

9、下列说法错误的是( B )。

A.在一个蒸发器内进行的蒸发操作不一定是单效蒸发

B.蒸发与蒸馏相同的是整个操作过程中溶质数不变

C.加热蒸气的饱和温度一定高于同效中二次蒸气的饱和温度

D .蒸发操作时,单位蒸气消耗量随原料液温度的升高而减少

10、板式塔的流体力学性能包括 ABCDE 。

13、同一物料,如恒速阶段的干燥速率加快,则该物料的临界含水量( C )

A.不变

B.减少

C. 增大

D.不一定

14、将水喷洒于空气中而使空气减湿,应该使水温( D )

A.等于湿球温度

B.低于湿球温度

C. 高于露点

D.低于露点

三、计算题:(50分)

1.用泵向压力容器输水,已知:管内径d =0.1m ,粗糙度ε=10-4m ,管路总长(包括局部阻力的当量长度)l =220m ,水的物性:ρ=1000kg/m 3,μ=10-3N·s/m 2, 容器内压力p 2=124kPa (表),外加能量W e =364.5J/kg 。试求:

(1) 总阻力损失Σh f

u 等于

多少m/s ?(7分) 解:(1) 取计算截面为1-1、2-2,基准面为1-1,在1-2间列柏努利方程可得:

∵ J/kg

5.364(kPa 1240(0m 100e 221121=======W p u u p z z 表),,表),,,

∴ J/kg 4.1421000101241081.95.36432

2e f =?-?-=--=∑ρp gz W h 即总阻力损失为142.4J/kg 。

(2)3

4101.010--==d ε22f u d l h λ=∑l

h d u λ∑=f 2 设026.0=λ,则:m/s 23.2220026.04.1421.02=???=u 5331023.210

1019.21.0?=??==-μρdu Re 查Moody 图知026.0=λ。 ∴ 假设成立,故管内流速为2.23m/s 。

4、在直径为0.8m 的填料塔中,用1200kg.h -1的清水吸收空气和SO2

混合气中的SO2,混合气量为1000m 3(标准).h -1,混合气含 SO21.3%(体积),要求回收率99.5%,操作

条件为20℃、1atm,平衡关系为ye=0.75x,总体积传质系数 Kya=0.060kmol.m -3.s -1

,求液体出口浓度和填料层高度。(10分)

解: 已知:D=0.8m Ls =1200kg.h -1 G=1000Nm 3.h-1

y 1=0.013 φ=0.995 x 1=0 ye =0.75x Ky a=0.06kmol.m -3.s-1 Ls =1200/(3600×18)=0.0185 kmol.s -1

G

=1000/(22.4×3600)=0.0124kmol.s -1 ∵为低浓度吸收 ∴(L/G)=0.0185/0.0124=1.49

y 2=y 1(1-φ)=0.013(1-0.995)=0.000065

x 2=(G/L)(y 1-y 2)+x 1=(0.013-0.000065)/1.49=0.00868

∵ Z=H OG ×N OG 而N OG =(y 1-y 2)/ΔYm

Δy1=y 1-y 1*=0.013-0.75×0.00868=0.006490

Δy 2=y 2--y 2*=0.000065-0=0.000065 Δym

=(Δy 1-Δy 2)/ln(Δy 1/Δy 2)=(0.006490-0.000065)/ln(0.006490/0.000065)

=0.001396

∴N oG =(0.013-0.000065)/0.001396=9.266 H oG =G /(Ky aΩ)

模拟试题三

1、牛顿粘性定律的数学表达式为dy du

μτ= ,牛顿粘性定律适用牛顿型流体。

2、当流体在管内流动时,若要测取管截面上流体的速度分布,应选用皮托管流量计测量。

3、离心泵的能量损失包括 容积损失 、 水力损失 和机械损失三部分。

4、流体输送机械的目的是 最终实现非自动化过程 。

5、物体辐射能力的大小与T 成正比,还与ε 成正比。

7、由于吸收过程气相中的溶质分压总 大于 液相中溶质的平衡分压,所以吸收操作线总是在平衡线的 上方 。增加吸收剂用量,操作线的斜率 增大 ,则操作线向 远离 平衡线的方向偏移,吸收过程推动力(y -y e ) 增大 。

8、与常压蒸发比,真空蒸发的优点是降低溶液沸点,提高传热温差。

9、提高蒸发器生产强度的主要途径是增大传热系数和有效温差。

10、在精馏、吸收等设备中,通常在设备的顶部设有_除沫器_,用于分离出口气中的液体,以提高产品质量,减少液沫损失。

11、通常物系的温度升高,组分B、S的互溶度加大,两相区面积减小,不利于萃取分离。

13、在101.33kPa的总压下,在间壁式换热器中将温度为293K、相对湿度为80%的湿空气加热,则该空气下列状态参数变化的趋势是:湿度不变,相对湿度降低,湿球温度增高,露点温度不变。

14、测定空气中水汽分压的实验方法是测量露点。

1、水以2m·s-1的流速在?5mm×2.5mm钢管中流动,水的粘度为1×10-3Pa·s,密度为1000kg·m-3,其流动类型为( B )。

A. 层流

B. 湍流

C. 无法确定

D. 过渡流

2、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动,则各截面上的( D )

A.速度不等

B.体积流量相等

C.速度逐渐减小

D.质量流速相等

3、关于往复泵下列说法不正确的是( D )

A 往复泵具有自吸能力,不必灌液

B 往复泵安装高度也受限制,且有汽蚀现象

C 往复泵流量与压头几乎无关 D往复泵具有自吸能力,安装高度不受限制

4、离心泵的叶轮有闭式、半闭式和开式,其中( A )效率最高。

A 闭式

B 半闭式

C 开式

D 以上答案均正确

5、某一套管换热器,管间用饱和水蒸气加热管内空气(空气在管内作湍流流动),使空气温度由20℃升至80℃,现需空气流量增加为原来的2倍,若要保持空气进出口温度不变,则此时的传热温差应为原来的 A 倍。

A 1.149

B 1.74

C 2

D 不定

7、通常所讨论的吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时,完成一定的分率( D )。

A. 回收率趋向最高

B. 吸收推动力趋向最大

C. 操作最为经济

D. 填料层高度趋向无穷大

10、吸收塔内,不同截面处吸收速率 A 。

A.各不相同

B.基本相同

C.完全相同

D.均为0

三、计算题:(50分)

1、如图所示的输水管路中,管径mm

φ,AB段管长为30m,BC段管长为20m(均包括管

3

56?

件等局部当量长度,但不包含进出口),两水槽液面高度不变。设02

λ,求:

=

.0

(1) 管路流量为多少? (2) 若B点装一球阀,问管路总阻力损失有何变化,为什么?(7分)

解:(1) 在A-C 面间列柏努利方程,以C-C 面为基准

面,则有:

∵0

(00m 10C C A C A A ======z p p u u z 表),,,

∴ J/kg

1.98A f ==∑gz h 又2

)0.15.005.0203002.0(2(22f u u d l h ?+++?=+=∑)+出进ζζλ

∴ m/s 02.35

.1201.9822A =+=+出进?+=

ζζλd l gz u /s m 1093.502.305.0785.043322s -=???==u d V π (2) 若在B 点装一球阀,B 处局部阻力↑,但在A-C 列柏努利方程仍可得:

常数==∑A gz h f 。即管路的总阻力不变。但由于∑↓↓↓↑。,流量,直管阻力,u ζ

4、某填料吸收塔用含溶质0002.02=x 的溶剂逆流吸收混合气中的可溶组分,采用液气比L/V=3,气体入口质量分数01.01=y 回收率可达90.0=η。已知物系的平衡关系为y=2x 。

今因解吸不良使吸收剂入口摩尔分数升至00035.02

='x ,试求: (1) 可溶组分的回收率η'下降至多少?

(2) 液相出塔摩尔分数1

x '升高至多少?(8分) 解: (1)001.0)9.01(01.0)1(12=-?=-=ηy y

=38.5]667.02

0002.0001.020002.001.0)667.01ln[(667.011=+?-?---

当2x 上升时,由于H 不变,OG H 不变 OG OG H H N /=∴也不变,即

(3) 物料衡算

模拟试题四

1、流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来的 2 倍;如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的 1/4 倍。

2、某处环境的大气压力等于标准大气压力101.325kPa 。容器A 中的气体表压为60kPa ,则绝对压力为 261.325 kPa ;容器B 中的气体真空度为.?41210Pa ,则绝对压力为 89.325 kPa 。

3、流体通过离心泵输送的过程中,在离心力的作用下甩向泵壳边缘,获得动能和静压能,其中 静压能 占主导地位。

4、输送液体的流体输送机械统称为 泵 。

5、厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知b 1>b 2>b 3,导热系数?1 R 2 > R 3,各层导热速率Q 1 = Q 2 = Q 3。

6、一套管换热器,内管外侧有纵向翅片。在此换热器中,用水冷却空气,空气应走内、外管间的壳间 (内管管内或内、外管间的壳间),水走内管管内 (内管管内或内、外管间的壳间)。

7、某吸收塔中,物系的平衡线方程为y=2.0x,操作线方程为y=3.5x+0.001,当y 1=0.06,

y

2=0.0020时,x

1

= 0.01685 ,x

2

= 0.0002857 ,L/V= 3.5 ,气相传质单元数N

0G

=

6.79 。

8、某蒸发器在正常操作条件下,可将一定流量的原料液蒸至一定浓度。现发现完成液浓度达不到要求,可能是什么原因(1)蒸汽温度下降;(2)操作压强升高;(3)原料增多;(4)原料起始浓度减小。

10、板式塔的类型有_筛板_、__泡罩____、___浮阀______等。

11、溶解度曲线将三角形相图分为两个区,曲线内为两相区,曲线外为单相区取操作只能在两相区内进行。

1、装在某设备进口处的真空表读数为-50kPa,出口压力表的读数为100kPa,此设备进出口之间的绝对压强差为( A )kPa。

A.150

B.50

C. 75

D.无法确定

2、孔板流量计的孔流系数C

0当R

e

增大时,其值( B )。

A 总在增大

B 先减小,后保持为定值

C 总在减小

D 不定

3、关于离心泵气缚和汽蚀的说法正确的是( A )。

A 气缚时离心泵不能吸上液体,无法正常工作,所以启动前泵要灌满

B 汽蚀时离心泵不能吸上液体,无法正常工作,所以启动前泵要灌满

C 气缚时离心泵内产生大量气泡,泵无法正常工作,所以启动前泵要灌满

D 汽蚀时离心泵内产生大量气泡,泵无法正常工作,所以启动前泵要灌满

4、往复压缩机的理想压缩循环不包括( D )。

A 吸气阶段

B 压缩阶段 C排气阶段 D气体膨胀

5、用常压水蒸气冷凝加热空气,空气平均温度为20℃,则壁温约为( B )

A 20 ℃ ;

B 100 ℃ ;

C 60 ℃ ;

D 49.7℃

6、判断下面关于系统进行稳定传热时的说法哪一个是错误的,错误的是( C )

A 通过一定传热面的传热速率不随时间变化,为一定值;

B 系统中任一点的温度维持恒定;

C 总的传热速率等于通过垂直于热流方向的各层传热面的传热速率之和;

D 系统中任一传热面上的热通量在过程中不变。

7、传质单元敉N

0G (或N

0L

)( B )。

A.取决于物系、设备

B.与设备形式无关,只与物系相平衡及进出口浓度有关

C .取决于填料几何特性和气、液流率等操作条件

D .无法确定

8、多效蒸发流程中不宜处理黏度随浓度的增加而迅速增大的溶液是( A )

A.顺流加料

B. 逆流加料

C. 平流加料

D.直接加料

9、将加热室安在蒸发室外面的是( C )蒸发器。

A.中央循环管式

B.悬筐式

C.列文式

D. 强制循环式

10、在吸收塔设计中,当吸收剂用量趋于最小用量时:( D )

A.回收率趋向最高

B.吸收推动力趋向最大

C.操作最为经济

D.填料层高度趋向无穷大

1、(8分)用离心泵将密闭储槽中20℃的水通过内径为100mm 的管道送往敞口高位槽。两储槽液面高度差为10m ,密闭槽液面上有一真空表读数p 1为600mmHg(真),泵进口处真空表

读数p 2为294mmHg(真)。出口管路上装有一孔板流量计,其孔口直径d 0=70mm ,流量系数

C 0= 0.7,U 形水银压差计读数R =170mm 。已知管路总能量损失为44J/kg ,水银密度ρA 为13600 kg/m 3, 水的密度ρ为1000 kg/m 3。

试求: (1) 出口管路中水的流速;

(2) 泵出口处压力表 (与图对应)的指示值p 3为多少?(已知p 3与p 2垂直高度相距

0.1m ,p 3与p 2之间的管路阻力损失可以不计)。

解:(1)∵ 孔板流量计流量计算式为:

ρρρgR

A C V )(2A 00s -==0.7×0.785×0.072×1000

17.081.9)100013600(2??-?=0.0174m 3/s 22.21.0785.00174.02

s =?==A V u

(2)取供液槽液面为1-1截面,泵进口处真空表p 2所在的截面为2-2截面,泵出口处压

力表p 3所在的截面为3-3截面,高位槽液面为4-4截面,且以1-1截面为基准,在1-4面

间列柏努利方程,则:

∵ z 1=0, u 1=u 4=0, p 1=-600×133.3=-79.98kPa (表压), z 4=10m, p 4=0(表压),

∑-4)f(1h =44J/kg

∴ W e =gz 4-ρ1

p +∑-4)f(1h =98.1×10+79.98+44=222J/kg

在2-3面间列柏努利方程,则:∑-+++=+++3)f(22333e 222

222h u p gz W u p gz ρρ ∵ z 3-z 2=0.1m, u 2= u 3, p 2=-294×133.3=-39.19kPa (表压), 03)f(2=∑-h

∴ p 3=ρ(W e +

ρ2p + g (z 2-z 3))=1000×(222-39.19-9.81×0.1) =181.8kPa(表

压) 4、(8分)有一填料吸收塔,在28℃及101.3kPa ,用清水吸收200m 3/h 氨-空气混合气中的氨,使其含量由5%降低到0.04%(均为摩尔%)。填料塔直径为0.8m ,填料层体积为3 m 3,平衡关系为Y=1.4X ,已知Kya=38.5kmol/h 。问(1)出塔氨水浓度为出口最大浓度的80%时,该塔能否使用?(2)若在上述操作条件下,将吸收剂用量增大10%,该塔能否使用?(注:在此条件下不会发生液泛)

解:(1) 05263.005.0105.01=-=Y 0004.00004

.010004.02=-=Y 惰性气体流量 h kmol V /69.7)05.01(301

2734.22200=-??=

该塔现有填料层高度 m Z 68

.0785.032=?=

因为 Z Z ?' 所以该塔不适合。 (2)吸收剂用量增大10%时

因为 Z Z ?'' 所以该塔适合。

模拟试题五

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 395 mmHg 。测得另一容器内的表压强为1360 mmHg ,则其绝对压强为 2105 mmHg 。

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x A =0.2的溶液与压力为 2atm,y A =0.15的气体等温接触(此条件下

的平衡关系为:p A =1.2x A ), 则此时将发生 吸收 过程。

化工原理期末考试试题(2013年版) 2

1 化工原理期末考试试题 一.填空题 1.精馏操作的目的是 使混合物得到近乎完全的分离 ,某液体混合物可用精馏方法分离的必要条件是 混合液中各组分间挥发度的差异 。 2.进料热状态参数q 的物理意义是 代表精馏操作线和提馏段操作线交点的轨迹方程 ,对于饱和液体其值等于 0 ,饱和蒸汽q 等于 1 。 3.简单蒸馏与平衡蒸馏的主要区别是 简单蒸馏是非定态过程 。 4.吸收操作的目的是 分离气体混合物 ,依据是 组分在溶剂中溶解度之差异 。 5.连续精馏正常操作时,增大再沸器热负荷,回流液流量和进料量和进料状态不变,则塔顶馏出液中易挥发组成的摩尔组成X D 将 增大 ,塔底采出液中易挥发组成的摩尔组成X W 将 减小 。(减小,增大,不变,变化不确定) 6.平衡蒸馏(闪蒸)的操作温度是在操作压力下混合物的泡点和露点温度之间。 (泡点温度,露点温度,泡点和露点温度之间) 7.液-液萃取操作中,操作温度 ,有利于分离。(降低,升高,保持恒定)。 8.多级逆流萃取操作,减少溶剂用量,完成规定的分离任务所需的理论级数 。(增 大、减小、不变) 9.实际生产中进行间歇精馏操作,一般将 和 两种操作方式结合起来。(恒定回流比,恒定产品组成) 10.请写出两种常用的解吸操作方法: 和 。升温,气提,降压(三写二) 11.在吸收塔的设计中,气体流量,气体进出口组成和液相进口组成不变,若减少吸收剂用量,则传质推动力 减小 ,设备费用 增多 。(减小,增多) 12.当温度升高时,溶质在气相中的分子扩散系数 升高 ,在液相中的分子扩散系数 升高 。(升高,升高) 13.吸收操作的基本依据是 组分在溶剂中溶解度之差异 ,精馏操作的基本依据是 各组分间挥发度的差异 。 14.蒸馏是分离 均相液体混合物 的一种方法,蒸馏分离的依据是 挥发度差异 。 15.恒沸精馏与萃取精馏都需加入第三组分,目的分别是 使组分间相对挥发度增大 、 改变原组分间的相对挥发度 。 16.如果板式塔设计不合理或操作不当,可能产生 严重漏液 、 严重泡沫夹带及 液泛 等不正常现象,使塔无法工作。 17.板式塔的类型有 泡罩塔 、 浮阀塔 、 筛板塔 (说出三种);板式塔从总体上看汽液两相呈 逆流 接触,在板上汽液两相呈 错流 接触。 18.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

化工原理期末试卷6

《食工原理》期末考试卷(B)2005.9 一、概念题 [共计30分]: 1. 某二元物系的相对挥发度=3,在具有理论塔板的精馏塔内于全回流条件下作精馏操作,已知y n=0.4, 则y n+1= (由塔顶往下数)。全回流操作应用场合通常是 2. 塔板中溢流堰的主要作用是为了保证塔板上有。当喷淋量一定时,填料塔单位高度填料 层的压力降与空塔气速关系线上存在着两个转折点,其中下转折点称为,上转折点称 为。 3. 判断题:在精馏塔任意一块理论板上,其液相的泡点温度小于气相的露点温度。( ) 4. 某连续精馏塔,已知其精馏段操作线方程为y=0.80x+0.172,则其馏出液组成x D= 5. 总传质系数与分传质系数之间的关系可以表示为1/K L=1/k L+H/k G, 其中1/k L表示,当 项可忽略时,表示该吸收过程为液膜控制 6. 判断题:亨利定律的表达式之一为p*=Ex,若某气体在水中的亨利系数E值很大,说明该气体为易溶气 体。( ) 7. 根据双膜理论,当被吸收组分在液体中溶解度很小时,以液相浓度表示的总传质系数 (A)大于液相传质分系数; (B)近似等于液相传质分系数; (C)小于气相传质分系数; (D)近似等于气相传质分系数。 8. 填料塔内提供气液两相接触的场所是 9. 吸收操作中,当气液两相达到平衡时,其吸收推动力,吸收速率 10. 当湿空气的总压一定时,相对湿度仅与其和有关 11. 在下列情况下可认为接近恒定的干燥条件: (1)大里的空气干燥少量的湿物料;(2)少量的空气干燥大里的湿物料;则正确的判断是( ) (A).(1)对(2)不对 (B).(2)对(1)不对;(C)(1)(2)都不对 (D). (1)(2)都可以 12. 在一定的物料和干燥介质条件下:(1)临界湿含量是区分结合水与非结合水的分界点。 (2)平衡湿含 量是区分可除水份与不可除水份的分界点。 正确的判断是:( ) (A)两种提法都对 (B)两种提法都不对 (C)(1)对(2)不对 (D)(2)对(1)不对 13. 氮气与甲醇充分且密切接触,氮气离开时与甲醇已达传热和传质的平衡,如系统与外界无热交换,甲 醇进出口温度相等,则氮气离开时的温度等于( ) (A) 氮气进口温度 (B)绝热饱和温度 (C) 湿球温度 (D) 露点温度 14. 指出“相对湿度,绝热饱和温度、露点温度、湿球温度”中,哪一个参量与空气的温度无关( ) (A)相对湿度 (B)湿球温度 (C)露点温度 (D)绝热饱和温度 15. 我校蒸发实验所用蒸发器的类型是,这种蒸发器中不存在的一种温差损失是 16 进行萃取操作时应使: ( ) (A)分配系数大于 1 (B)分配系数小于 1 (C)选择性系数大于 1 (D) 选择性系数小于 1 17 一般情况下,稀释剂B组分的分配系数k值: ( ) (A)大于 1 (B)小于 1 (C)等于 1 (D) 难以判断,都有可能 18. 萃取操作依据是____溶解度差异,___________萃取操作中选择溶剂主要原则:较强溶解能力,较高 选择性,易于回收 19. 单级萃取操作中,在维持相同萃余相浓度下,用含有少量溶质的萃取剂S' 代替溶剂S, 则萃取相量与萃余相量之比将_____(A)增加;(B)不变;(C)降低,萃取液的浓度(指溶质)将_ ___(A)增加;(B)不变;(C)降低 二、计算题 [20分]

化工原理期末考试真题及答案

填空题 1.(3分)球形粒子在介质中自由沉降时,匀速沉降的条件是_粒子所受合力的代数和为零_ 。滞流沉降时,其阻力系数=_24/ Rep_. 2.在静止的、连续的同种流体内,位于同一水平面上各点的压力均相等。 3.水在内径为φ105mmX2.5mm的只管内流动,已知水的粘度为1.005mPa*s,密度为1000kg*m3,流速为1m/s,则Re=99502,流动类型为湍流。 4.流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来的2 倍;如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的1/4 倍. 5.求取对流传热系数常采用因次分析法,将众多影响因素组合成若干无因次数群,再通过实验确定各特征数数之间的关系,即得到各种条件下的关联式。 6.化工生产中加热和冷却的换热方法有_直接换热_, 间壁换热和蓄热换热. 7.在列管式换热器中,用饱和蒸气加热空气,此时传热管的壁温接近饱和蒸汽侧流体的温度,总传热系数K 接近空气侧流体的对流给热系数。 8.气液两相平衡关系将取决于以下两种情况: (1) 若pe〉p 或C 〉Ce则属于解吸过程 (2) 若p 〉pe 或Ce〉C 则属于吸收过程 9.计算吸收塔的填料层高度,必须运用如下三个方面的知识关联计算:_平衡关系_,_物料衡算,_传质速率._. 10.在一定空气状态下干燥某物料能用干燥方法除去的水分为_自由水分首先除去的水分为_非结合水分不能用干燥方法除的水分为_平衡水分。 11.,当20℃的水(ρ=998.2kg/m3,μ=1.005厘泊)在内径为100mm的光滑管内

22.对于间壁式换热器:m1Cp1 (T1-T2 ) =m2Cp2 (t2-t1)=K.A.△tm 等式成立的条件是_稳定传热、_无热变化、_无相变化。 选择题 1.从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( A ) A. 与指示液密度、液面高度有关,与U形管粗细无关 B. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细有关 C. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细无关 2.为使U形压差计的灵敏度较高,选择指示液时,应使指示液和被测流体的密度 差(ρ指-ρ)的值(B )。 A. 偏大 B. 偏小 C. 越大越好 3. 若将20℃硫酸用φ48×3.5mm的无缝钢管输送,则硫酸达到湍流的最低流速 为(D )。已知20℃时,硫酸的密度为1831 kg/m3粘度为25.4cP。 A. 0.135m/s B. 1.5m/s C. 0.15m/s D. 1.35m/s 4. 层流与湍流的本质区别是:( D )。 A. 湍流流速>层流流速; B. 流道截面大的为湍流,截面小的为层流; C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数; D. 层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。 5.离心泵的性能曲线中的H--Q线是在( C )情况下测定的。 A. 效率一定; B. 功率一定; C. 转速一定; D. 管路(l+∑l)一定。

化工原理(下)期末考试试卷

化工原理(下)期末考试试卷 一、 选择题: (每题2分,共20分) 1.低浓度难溶气体吸收,其他操作条件不变,入塔气量增加,气相总传质单元高度 H OG 、出塔气体浓度2y 、出塔液体浓度1x 将会有__A______变化。 A OG H ↑, 2y ↑, 1x ↑ B OG H ↑, 2y ↑, 1x ↓ C OG H ↑, 2y ↓, 1x ↓ D OG H ↓, 2y ↑, 1x ↓ 2.在吸收塔某处,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k y =2kmol/m2h , 气相总传质系数Ky=1.5kmol/ m2h ,则该处气液界面上气相 浓度y i 应为__B______。平衡关系y=0.5X 。 A .0.02 B.0.01 C.0.015 D.0.005 3.下述说法中正确的是_B____。 A.气膜控制时有:*p p i ≈,L G Hk k 11<< B 气膜控制时有:*p p i ≈,L G Hk k 11>> C 液膜控制时有:i c c ≈*,G L k H k <<1 D 液膜控制时有:i c c ≈,G L k H k >>1 4.进行萃取操作时,应使溶质的分配系数___D_____1。 A 等于 B 大于 C 小于 D 都可以。 5.按饱和液体设计的精馏塔,操作时D/F 、R 等其它参数不变,仅将料液改为冷 液进料,则馏出液中易挥发组分浓度____A____,残液中易挥发组分浓度______。 A 提高,降低; B 降低,提高; C 提高,提高; D 降低,降低 6.某精馏塔的理论板数为17块(包括塔釜),全塔效率为0.5,则实际塔板数为 ____C__块。 A. 30 B.31 C. 32 D. 34 7.在馏出率相同条件下,简单蒸馏所得馏出液浓度____A____平衡蒸馏。 A 高于; B 低于; C 等于; D 或高于或低于 8.指出“相对湿度,绝热饱和温度、露点温度、湿球温度”中,哪一个参量与空 气的温度无关_____B___

化工原理期末考试试题及答案

1.(20分)有立式列管式换热器,其规格如下:管数30根、管长 3 m、管径由25×2.5 mm,为单管程。今拟采用此换热器冷凝冷却CS2 饱和蒸汽,从饱和温度46℃冷却到10℃,CS2 走管外,其流量为250 kg/h,其冷凝潜热为356 kJ/kg,液体CS2的比热为 1.05 kJ /(kg·℃ );水走管内与CS2成总体逆流流动,冷却水进出口温度分别为5℃和30℃。已知CS2 冷凝和冷却时传热系数(以外表面积为基准)分别为K1= 232.6和K2= l16.8 W/(m2·℃),问此换热器是否适用? 1.解:CS2冷凝的热负荷:Q冷凝=250×356=89000kJ/h=24.72 KW CS2冷却的热负荷:Q 冷凝=250×1.05×(46-10)=9450kJ/h =2.6 KW 总热负荷Q 为:Q=24.7+2.63=27.3 KW 冷却水用量q m2 为:q m2=27.3 =0.261kg/s=940kg/h 4.187×(30-5) 设冷却水进入冷却段的温度为t k,则有:0.261×4.187×(t k- 5)=2.6KW 解之得:t k=7.38℃,则:(5 分) 冷凝段对数平均温差:Δ t m=(46-30)-(46-7.38) =25.67℃ ln46 -30 46-7.38 所需传热面积: A 冷凝=24.7/232.6×10-3×25.67= 4.14m2,(5 分) 冷却段对数平均温差:Δ tm=(46-7.38)-(10-5)= 16.45℃ ln 46-7.38 (5 分)10-5 所需传热面积: A 冷却= 2.6/116.8×10-3×16.45= 1.35m2, 冷凝、冷却共需传热面积:Σ A i=4.14+ 1.35=5.49m2, 换热器实际传热面积为:A0=30×3.14×0.025×3=7.065>ΣA i ,所以适宜使用。(5分) 2.(20 分)某列管换热器由多根Φ 25×2.5mm的钢管组成,将流量为15×103kg/h 由20℃加热到55℃, 苯在管中的流速为0.5m/s ,加热剂为130℃的饱和水蒸汽在管外冷凝,其汽化潜热为2178kJ/kg ,苯的比热容cp为1.76 kJ/kg ·K,密度ρ 为858kg/m3,粘度μ为0.52 ×10-3Pa·s,导热系数λ为0.148 W/m·K,热损失、管壁热阻及污垢热阻均忽略不计,蒸汽冷凝时的对流传热系数α 为10×104 W/m2·K。试求: (1)水蒸汽用量(kg/h );(4分) (2)总传热系数K(以管外表面积为准);(7 分) (3)换热器所需管子根数n及单根管子长度L。(9 分)

化工原理期末试题-2-答案

徐州工程学院试卷 — 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 一、单选题(共15题,每题2分,共计30分) 1. 滞流内层越薄,则下列结论正确的是 D A 近壁面处速度梯度越小 B 流体湍动程度越低 C 流动阻力越小 D 流动阻力越大 2. 判断流体流动类型的准数为___ A ____。 A . Re 数 B. Nu 数 C . Pr 数 D . Gr 数 3. 在一水平变径管路中,在小管截面A 和大管截面B 连接一U 形压差计,当流体流过该管 段时,压差计读数R 值反映的是 A A A 、 B 两截面间的压强差 B A 、B 两截面间的流动阻力 C A 、B 两截面间动压头变化 D 突然扩大或缩小的局部阻力 4. 离心泵铭牌上标出的流量和压头数值是 A 。 A. 最大流量下对应值 B. 操作点对应值 C. 计算值 D. 最高效率点对应值 5. 离心泵在一定管路系统下工作时,压头与被输送液体的密度无关的条件是 D A Z 2-Z 1=0 B Σh f = 0 C 22 21022 u u -= D p 2-p 1 = 0 6. 含尘气体,初始温度为30℃,须在进入反应器前除去尘粒并升温到120℃,在流程布置 上宜 A A. 先除尘后升温 B. 先升温后除尘 C. 谁先谁后无所谓 7. 穿过2层平壁的稳态热传导过程,已知各层温差为△t 1=100℃, △t 2=25℃,则第一、二层 的热阻R 1、R 2的关系为_____D______。 A. 无法确定 B. R 1 = 0.25R 2 C. R 1 = R 2 D. R 1 = 4R 2 8. 在蒸汽-空气间壁换热过程中,为强化传热,下列方案中那种在工程上最有效 B A 提高蒸汽流速 B 提高空气流速 C 采用过热蒸汽以提高蒸汽流速 D 在蒸汽一侧管壁上装翅片,增加冷凝面积并及时导走冷凝热。 9. 在吸收操作中,吸收塔某一截面上的总推动力(以气相组成表示)为 A A. Y -Y* B. Y*- Y C. Y -Yi D. Yi - Y 10. 含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作,若进塔气体流量增大,其他操作条 件不变,则对于气膜控制系统,其出塔气相组成将 A A. 增大 B. 变小 C. 不变 D. 不确定 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 总分 30 15 15 40 100 得分

贵州大学化工原理考试题

贵州大学化工原理考试 题 集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)

化工原理考试题 姓名学号 一.填空题 1.(2分) 雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ= 1000kg/m3,粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为1m/s在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为______。 2.(2分) 当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为_________mmHg,真空度为_______mmHg。 3.(3分) 测量流体流量的流量计主要有如下四种:___________, ________________, ______________, _______________, 测量管内流体点的速度,则用____________。 4.(4分) 列柏努利方程所选取的截面所必须具备的条件 是,,___________,___________。 5.(2分) 在列管式换热器中,用饱和蒸气加热空气,此时传热管的壁温接近________流体的温度,总传热系数K接近______流体的对流给热系数。 6.(3分) 热量传递的方式主要有三种:____ _、_____ __、 __________。 7.(2分) 在常压下,20℃时氨在空气中的分压为50mmHg,此时氨在混合气中的摩尔分率y=________,比摩尔分率Y=_______。

8.(3分) 用亨利系数E表达的亨利定律表达式为_______.在常压下,20℃时, 氨在空气中的分压为50mmHg, 与之平衡的氨水浓度为 7.5(kgNH 3/100kgH 2 O).此时亨利系数E=________,相平衡常数m=______。 9.(2分) 用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A,物系的相平衡常数 m=2,入塔气体浓度y b =0.06,要求出塔气体浓度y a =0.006,则最小液气比为 _________。 11.(2分) 在汽-液相平衡的t-x-y图中,沸点与液相组成的关系曲线,称为________,沸点与汽相组成的曲线,称为____________。 12.(2分) 在汽-液相平衡的t-x-y图中, 液相线与汽相线将图平面平分为三个区:汽相线以上的区域称为________,液相线以下的区域称为 _________,汽.液相线之间的区域为___________。 13.(2分) 某连续精馏塔,已知其精馏段操作线方程为y=0.714x+0.271,则该塔的回流比R=________.馏出液组成x=________。 二.选择题 1.(2分)如图1,若水槽液位不变①、②、③点的流体总机械能的关系为 ( )。 A. 阀门打开时①>②>③ B. 阀门打开时①=②>③ C. 阀门打开时①=②=③ D. 阀门打开时①>②=③ 2.(2分)流体在管路中作稳态流动时,具有()特点。

化工原理期末试题及答案

模拟试题一 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395 mmH?测得另一容器内的表压 强为1360 mmHg 则其绝对压强为 2105mmHg _____ 。 2、 流体在管内作湍流流动时,在管壁处速度为 _0 _______,临近管壁处存在层流底层,若 Re 值越大,则该层厚度 越薄 3、 离心泵开始工作之前要先灌满输送液体,目的是为了防止 气缚 现象发生;而且离心泵的安装高度也不能 够太高,目的是避免 汽蚀 现象发生。 4 、离心泵的气蚀余量越小,则其抗气蚀性能 越强 。 5、 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气,总传热系数 K 接近于 空气 侧的对流传热系数,而壁温接近于 饱和水蒸汽 侧流体的温度值。 6、 热传导的基本定律是 傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K 的数值接近于热阻 大 (大、小)一侧的:?值。 间壁换热器管壁温度t w 接近于:.值 大 (大、小)一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中,所用材料的 导热系数愈小,则该壁面的热阻愈 大 (大、小),其两侧的温差愈 大 (大、小)。 7、 Z= (V/K v a. Q ) .(y 1 -丫2 )/ △ Y m 式中:△ Y m 称 气相传质平均推动力 ,单位是kmol 吸 收质/kmol 惰气;(Y i — Y 2) / △ Y m 称 气相总传质单元数。 8、 吸收总推动力用气相浓度差表示时,应等于 气相主体摩尔浓度 和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之 差。 9、 按照溶液在加热室中运动的情况,可将蒸发器分为循环型和非循环型两大类。 10、 蒸发过程中引起温度差损失的原因有:溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。 11、工业上精馏装置,由精馏^_塔、冷凝器、再沸器等构成。 12、分配系数k A 是指y A /X A ,其值愈大,萃取效果 量传递相结合的过程。 1、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动,则各截面上的( 6、某一套管换热器,管间用饱和水蒸气加热管内空气(空气在管内作湍流流动) 13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中 溶解度的差异 而达到混合液中组分分离的操作。 14、在实际的干燥操作中,常用 干湿球温度计来测量空气的湿度。 15、对流干燥操作的必要条件是 湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分压 ;干燥过程是热量传递和质 越好。 A. 速度不等 B.体积流量相等 C. 速度逐渐减小 D.质量流速相等 2、装在某设备进口处的真空表读数为 -50kPa ,出口压力表的读数为 100kPa , 此设备进出口之间的绝对压强差为 A. 50 B . 150 C . 75 D .无法确定 3、离心泵的阀门开大时,则( B )。A ?吸入管路的阻力损失减小 .泵出口的压力减小 C .泵入口处真空度减小 .泵工作点的扬程升高 4、下列(A )不能实现对往复泵流量的调节。 A .调节泵出口阀的开度 ?旁路调节装置 C .改变活塞冲程 ?改变活塞往复频率 5、已知当温度为 T 时,耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力,则铝的黑度( )耐火砖的黑度。 A.大于 .等于 C .不能确定 D .小于 ,使空气温度由20 C 升至80 C,

化工原理下必考题

化工原理下 1.常压下,用煤油从苯蒸汽和空气混合物中吸收苯,吸收率为99%,混合气量为53kmol/h。入塔气中含苯2%(体积%),入塔煤油中含苯0.02%(摩尔分率)。溶剂用量为最小用量的1.5倍,在操作温度50℃下,相平衡关系为y* = 0.36x,总传质系数K y a=0.015kmol/(m3?s),塔径为1.1米。试求所需填料层高度。 2 .在逆流操作的填料吸收塔中,对某一低浓气体中的溶质组分进行吸收,现因故 (1)吸收剂入塔浓度变大, (2)吸收剂用量变小, 而其它操作条件均不变,试分析出塔气体、液体浓度如何变化? 3. 气膜控制的逆流吸收过程,其它操作条件不变,将气液流量同比例减小,试分析出塔气体、液体浓度如何变化? 4某吸收塔在101.3kPa、293K下用清水逆流吸收丙酮-空气混合气体(可视为低浓气体)中的丙酮。当操作液气比为2.1时,丙酮回收率可达95%。已知物系平衡关系为y=1.18x,吸收过程大致为气膜控制,气相总传质系数K y a ∝G0.8。今气体流量增加20%,而液量及气液进口浓度不变,试求: (1)回收率变为多少? (2)单位时间内被吸收的丙酮量增加多少倍? 5吸收-解吸联合操作系统如图所示。两塔填料层高度均为 7m,G=1000kmol/h,L=150kmol/h,解吸气量G'=300kmol/h, 组分浓度为:y b=0.015,y'a=0.045,y'b=0,x b=0.095(均为摩 尔分率),且知:吸收系统相平衡关系为y = 0.15x,解吸系 统相平衡关系为y = 0.6x。 试求: (1) 吸收塔气体出口浓度y a,传质 单元数N OG; (2) 解吸塔传质单元数N'OG; 6.对解吸因数S=0.6的系统进行逆流吸收,y*=mx,当塔高为无穷大时,而L、V与进口组成均不变,则此时气体入口组成y b将(> = <) y b*

《化工原理下》期中试卷答案(11化工)

word可编辑,欢迎下载使用! 1. 吸收塔的填料高度计算中,N OG反映吸收的难易程度。 2.在气体流量、气相进出口组成和液相进出口组成不变条件下,若减少吸收剂用量,则 操作线将靠近平衡线,传质推动力将减小,若吸收剂用量减至最小吸收剂用量时,意味着完成吸收任务需要的填料高度为无穷高。 3.精馏设计中,当回流比增大时所需理论板数减小增大、减小),同时蒸馏釜中所需加热 蒸汽消耗量增大(增大、减小),塔顶冷凝器中冷却介质消耗量增大(增大、减小)。 4.在精馏塔设计中,进料温度越高,进料状态参数q越小,完成相同的生产任务需 要的理论板数越多,塔底再沸器的热负荷越小。 5要分离乙醇-水共沸物,用恒沸精馏,所加入的第三组分为苯塔底的产物为无水乙醇。 6.在常压操作中,x A=0.2(摩尔分数,下同)的溶液与y A=0.15的气体接触,已知m=2.0,此时 将发生解析过程。 7.操作中的精馏塔,如果进料状态为泡点进料,进料组成为含轻组分0.4(摩尔分数)则 q线方程为:x=0.4 。 8.某二元混合物,进料量为100kmol/h,x F=0.6,要求塔顶产量为60 kmol/h,则塔顶组成 x D最大为100% 。 9.设计时,用纯水逆流吸收有害气体,平衡关系为Y=2X,入塔Y1=0.09,液气比(q n,l/q n,v) =3,则出塔气体浓度最低可降至0 ,若采用(q n,l/q n,v)=1.5,则出塔气体浓度最低可降至0.225 。 10.提馏塔的进料是在塔顶,与精馏塔相比只有提馏段。 11.吸收速率方程中,K Y是以Y- Y* 为推动力的气相总吸收系数,其单位是 kmol/m2 s 推动力。 1.在精馏操作中,进料温度不同,会影响_____B______。 A.塔顶冷凝器热负荷 B. 塔底再沸器热负荷 C. 两者都影响 2.某含乙醇12.5%(质量分数)的乙醇水溶液,其所含乙醇的摩尔比为(B )。 B .0.0559 C 0.0502 3. 填料塔的正常操作区域为 A 。 A.载液区 B .液泛区 C 恒持液量区 D 任何区域 4.某二元混合物,其中A为易挥发组分,液相组成x A=0.4,相应的泡点为t1,气相组成为y A=0.4,相应的露点组成为t2,则 D 。 A t1=t2 B t1t2 D 不能判断 5.二元理想混合液用精馏塔分离,规定产品浓度x D\x W,若进料为x F1最小回流比为Rm1;若进料为x F2时,最小回流比为Rm1现x F1小于x F2,则 B 。 A.Rm1< Rm2 B Rm1>Rm2 C Rm1= Rm2 6. 某一物系,总压一定,三个温度下的亨利系数分别用E1E2 E3 表示,如果E1> E2 >E3 ,则对应的温 度顺序为:A A. t1> t2> t3 B.t1< t2

化工原理在高考题中的渗透

化工原理在高考题中的渗透 黄明建 高考化学命题“注重测量考生自主学习的能力,重视理论联系实际,关注与化学有关的科学技术、社会经济和生态环境的协调发展,以促进考生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的全面发展。”在《2014年普通高等学校招生全国统一考试北京卷考试说明》中涉及联系“生产”实际的要求就超过了5处,结果在今年的高考卷中就出现了26、27两道相关的大题。 那么,在高考中,化工原理的相应考点如何呈现?考生如何应对?这是我们需要关注的问题。 目前,在高考题中,化工原理的呈现主要有两种形式:一是以生产流程为基本信息;二是以模拟化工生产的实验装置和过程为基本素材。考查考生对一些化学反应基本原理、生产流程、操作方法的理解和灵活处理问题的思维能力。 【例1】2014北京卷26 NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3,如下图所示。 (1)Ⅰ中,NH3和O2在催化剂作用下反应,其化学方程式是________________________。(2)Ⅱ中,2NO(g) +O2(g) 2NO2(g) 。在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线(如右图)。 ①比较p1、p2的大小关系_____________。 ②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是__________。 (3)Ⅲ中,将NO2(g)转化成N2O4(l),再制备浓硝酸。 ①已知:2NO 2(g) N 2O4(g) ΔH1 2NO2(g) N2O4(l) ΔH2

②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式: ______________________________________。 (4)Ⅳ中,电解NO制备NH4NO3,其工作原理 如右图所示,为使电解产物全部转化为NH4NO3, 需补充物质A,A是________,说明理由: __________________________________________ ______________________________________。 【解析】 本题以硝酸工业生产的主要流程为载体。联系其主要反应考查了相关的化学方程式、化学平衡原理、热化学、电解原理与氧化还原理论的应用。体现了北京高考化学命题的一个重要指导思想——“试题的选材不在枝节问题上或非主干知识上设置陷阱,突出基础必会知识、主干核心知识和内化的学习能力的考查”。 (1)氨的催化氧化及其方程式是考生所熟悉的,属于基础知识。 (2)要求考生能通过图象分析化学平衡条件(温度和压强)对NO平衡转化率的影响。由于2NO(g) +O2(g) ?2NO2(g)是一个气体物质计量数减小的可逆反应,故增大压强有利于提高NO转化率。再从图象看,当温度一定(如400℃),p2对应的NO转化率比p1高,所以,p2>p1;当压强一定(如p2),NO转化率随温度升高而减小。所以,平衡常数K=c2(NO2) /c2(NO)·c(O2)会随温度升高而减小。 本题间接介绍了硝酸工业中NO氧化的条件:在工业操作条件(800℃~900℃)下,NO不能氧化成NO2(转化率为0)。只有降温到约150℃以下,才有利于NO的氧化。也可以帮助我们理解:为什么“氨的催化氧化”与“NO氧化成NO2”要分别在Ⅰ、Ⅱ两个不同的生产环节完成,而不是在同一环节中进行。 (3)NO2转化为N2O4是一个放热过程(即物质能量降低的过程),这个知识点在高中《化学反应原理》模块的学习以及2014年北京高考说明中的样题(16)均有明确的要求。 (4)要求考生能将电解原理的知识应用到“电解NO制备NH4NO3”的实际问题中,通过阴、阳极转移电子量相等(或氧化剂、还原剂之间转移的电子数相等的原则),推 知从电解槽出来的溶液中含有HNO3,进而得知:需要补充的物质A应该是NH3。 高温 【答案】26.(1)4NH3+5O2 =4NO+6H2O(2)①p2>p1②减小 (3)①A ②2N2O4+O2+2H2O=4HNO3 (4)NH3根据反应:8NO + 7H2O=3NH4NO3 + 2HNO3,电解产生的HNO3。(或通过电极反应产物中n(NH4+)∶n(NO3-) ∶n(H+) =3∶5∶2,也可以说明。)

化工原理下册期末考试试卷及答案A

新乡学院2011 — 2012学年度第一学期 《化工原理》期末试卷A 卷 课程归属部门:化学与化工学院 试卷适用范围:09化学工程与工艺(本科) 、填空(每题1分,共30 分) 1.吸收操作是依据 ,以达到分离均相 气体混合物的目的。 2.干燥速率曲线包括:恒速干燥阶段和 的表面温度等于空气的 阶段。在恒速干燥阶段,物料 温度,所干燥的水分为 3.二元理想物系精馏塔设计,若q n,F 、 饱和蒸汽进料,贝U 最小回流比 水分。 X F 、 X D 、 X w 、 定,将饱和液体进料改为 ,若在相同回流比下,所需的理论板 ,塔釜热负荷 _______ ,塔顶冷凝器热负荷 _____ 4.已知精馏段操作线方程 y=0.75x+0.2,则操作回流比 R= X D = ;提馏段操作线方程y 1.3x 0.021,则X w = 5.若x*-x 近似等于X i - X ,则该过程为 控 制。 ,馏出液组成 6.用纯溶剂逆流吸收,已知q n,l /q n,v =m,回收率为0.9,则传质单元数 N O = 7.蒸馏在化工生产中常用于分离均相 混合物,其分离的依据是根 1 1 8.吸收过程中的总阻力可表示为—— K G k G Hk L 近似为 控制。 ,当H __ 时(很大、很小), 1 -可忽略,则该过程 Hk L 9.在常压下,X A 0.2 (摩尔分数,下同)的溶液与y A m 2,此时将发生 10.在分离乙醇和水恒沸物时,通常采用 无水乙醇从塔 0.15的气体接触,已知 精馏,加入的第三组分 (顶、底)引出。 11.塔的负荷性能图中包括5条线,这5条线包围的区域表示 12.全回流操作时回流比R 等于 13.板式塔漏液的原因是 ,精馏段操作线方程为 ,溢流堰的作用 14当空气相对湿度巾=98%寸.则空气的湿球温度t w 、干球温度t 、露点温度t d 之间的关系为 15.某两组份混合物的平均相对挥发度 2.0,在全回流下,从塔顶往下数对第 n,n 1层塔板取样测得X n 0.3,则y 、选择题(每题2分,共30 分) ,y n 1 1.在恒定干燥条件下将含水 20%(干基,下同)的湿物料进行干燥,开始时 干燥速度恒定, 当干燥至含水量为 5%寸,干燥速度开始下降,再继续干 燥至物料衡重, 水量为( (A ) 5% 并设法测得此时物料含水量为 0.05%,则物料的临界含 ),平衡含水量 ( (B ) 20% (C ) 0.05% (D)4.95%

化工原理期末考卷及答案

湖州师范学院2012—2013学年第一学期 《化工原理及实验》期末考试试卷(A卷) 适用班级100925.26 考试时间_j20分钟 学院生命科学学院班级 __________ 学号__________ 姓名___________ 成绩题号-一- -二二三四五总分 分数 一、填空题(20分) 1、在研究流体流动时,常将流体视为无数_____ 组成的连 续介质。 2、牛顿粘性定律表达式为___________ ,满足牛顿粘性定律的流体称为牛顿 型流体,所有________ 和大多数_____ 都属于这一类。 3、完全湍流区,与_________ 无关,值随__________ 的增大而增大,此区 亦称为___________ 区。 4、孔板流量计具有_________________ 的优点,但其有____________ 的缺点。 5、离心泵的实际安装高度一定要小于______________________ ,并尽可能减 小___________ 。 6、在列管式换热器中,用饱和蒸汽加热空气,传热管的壁面温度接近________ 气(或汽)的温度,总传热系数K接近________ (或汽)的对流传热系数。7、在无相变的对流传热过程中,热阻主要集中在______________________ ,减少热阻的最有效的措施是______________________________ 。 8如果将__________________ 和 _____________ 相结合,最终可得到较纯的轻 重组分,此操作称为________ 。 9、全回流时无生产实际意义,但在精懈______________ 和_____________ 时,多采用全回流,以便过程迅速稳定。 二、单项选择题(10分,每小题1分) 1、图示所表示的R值大小反映() (A)A、E两截面间压差值(B)A — E截面间流动压降损失;(C)A、E两截面间 动压头变化(D)突然扩大或突然缩小流动损失。

化工原理期末试题及答案

模拟试题一 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395 mmHg。测得另一容器内的 表压强为1360 mmHg,则其绝对压强为2105mmHg ____ 。 2、流体在管内作湍流流动时,在管壁处速度为0 ,临近管壁处存在层流底层,若Re值越大,则该层厚 度越薄 3、离心泵开始工作之前要先灌满输送液体,目的是为了防止气缚现象发生:而且离心泵的安装高度也不能 够太高,目的是避免汽蚀现象发生。4、离心泵的气蚀余量越小,则其抗气蚀性能越强。 5、在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气,总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数,而壁温接近于 饱和水蒸汽侧流体的温度值。 6、热传导的基本定律是傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻_大(大、小)一侧的:?值。间壁换热器管壁温度t w接近于:?值大(大、小)一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中,所用材料的导热系数愈小,则该壁面的热阻愈大(大、小),其两侧的温差愈大(大、小)。 7、Z=(V/K Y a. Q.(y i —Y2)/ △ Y m,式中:△ Y m称气相传质平均推动力,单位是kmol吸收质/kmol惰气;(Y i—丫2) /△ Y m称气相总传质单元数。 8、吸收总推动力用气相浓度差表示时,应等于气相主体摩尔浓度和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之 差。 9、按照溶液在加热室中运动的情况,可将蒸发器分为循环型和非循环型两大类。 10、______________________________________________________________________________________ 蒸发过程中引起温度差损失的原因有:溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。____________________________ 11、工业上精馏装置,由精馏塔塔、冷凝器、再沸器等构成。 12、分配系数k A是指』A/X A—,其值愈大,萃取效果越好。 13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中溶解度的差异而达到混合液中组分分离的操作。 14、在实际的干燥操作中,常用干湿球温度计来测量空气的湿度。 15、对流干燥操作的必要条件是湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分压;干燥过程是热量传递和质 量传递相结合的过程。 1、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动,则各截面上的( D ) A.速度不等 B.体积流量相等 C.速度逐渐减小 D.质量流速相等 2、装在某设备进口处的真空表读数为-50kPa,出口压力表的读数为100kPa,此设备进出口之间的绝对压强差为 (A A. 50 B. 150 C. 75 D .无法确定 3、离心泵的阀门开大时,则( B )。A ?吸入管路的阻力损失减小 C .泵入口处真空度减小 D .泵工作点的扬程升高 4、下列(A )不能实现对往复泵流量的调节。 A .调节泵出口阀的开度 C .改变活塞冲程D.改变活塞往复频率 5、已知当温度为T时,耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力,则铝的黑度( B .泵出口的压力减小 B ?旁路调节装置 D )耐火砖的黑度。 ,使空气温度由20 C升至80 C,

化工原理下册期末考试试卷和答案

新乡学院2011 —2012学年度第一学期 《化工原理》期末试卷A卷 课程归属部门:化学与化工学院试卷适用范围:09化学工程与工艺(本科) 题号-一一-二二-三总分 得分 111 1 8.吸收过程中的总阻力可表示为恳仁臥,其中-表 示,当H 时(很大、很小),1 1可忽略,则该过程 Hk L 近似为控制。 9.在常压下,X A 0.2 (摩尔分数,下同)的溶液与y A0.15的气体接触,已知 得分—.评卷人一、填空(每题1分,共30 分) 1. 吸收操作是依据_________________________________ ,以达到分离均相 气体混合物的目的。 2. 干燥速率曲线包括:恒速干燥阶段和___________ 阶段。在恒速干燥阶段,物料 的表面温度等于空气的__________ 温度,所干燥的水分为___________ 水分。 3. 二元理想物系精馏塔设计,若q n,F、X F、X D、X W、一定,将饱和液体进料改为 饱和蒸汽进料,则最小回流比___________ ,若在相同回流比下,所需的理论板 数_______ ,塔釜热负荷________ ,塔顶冷凝器热负荷_________ 。 4. 已知精馏段操作线方程 ______________ y=0.75x+0.2,则操作回流比R ,馏出液组成 X D=_____ ;提馏段操作线方程y 1.3x 0.021,则x w= . m 2,此时将发生_________ 。 10. 在分离乙醇和水恒沸物时,通常采用________ 精馏,加入的第三组分____ , 无水乙醇从塔 ____ (顶、底)引出。 11. 塔的负荷性能图中包括5条线,这5条线包围的区域表示________________ 。 12. 全回流操作时回流比R等于_________ ,精馏段操作线方程为 __________ 。 1 13.板式塔漏液的原因是______________ ,溢流堰的作用__________________ 。 14当空气相对湿度巾=98%寸.则空气的湿球温度t w、干球温度t、露点温度t d 之间的关系为 ____________________ 。 15.某两组份混合物的平均相对挥发度 2.0,在全回流下,从塔顶往下数对第 得分评卷人 选择题(每题2分,共30分) 5. 若x*-x近似等于X i - X,则该过程为_____________ 控制。 6. 用纯溶剂逆流吸收,已知q n,i /q n,v =m,回收率为0.9,则传质单元数 N D=_______ 。 7. 蒸馏在化工生产中常用于分离均相_____________ 混合物,其分离的依据是根据_____________________ 。1. 在恒定干燥条件下将含水20%(干基,下同)的湿物料进行干燥,开始时 干燥速度恒定,当干燥至含水量为5%寸,干燥速度开始下降,再继续干燥至物料衡重,并设法测得此时物料含水量为0.05%,则物料的临界含水量为(),平衡含水量()。 (A)5% (B)20% (C)0.05% (D)4.95%

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