化工原理试卷B答案及评分标准
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P1 P2 得 分 集 美 大 学 试 卷 纸
2005 — 2006 学年 第 二 学期
课程名称
化工原理与设备
试卷
卷别
B
适 用
学院、专业、年级
食品工程2003级
考试 方式
闭卷 □ 开卷 □
备注
总分 题号 一 二 三 四 五 六 得分
阅卷人
一、单项选择题(共30分，每小题2分, 在每小题给出的选项中只
有一个符合题目要求，把所选项前的字母填入题前的表格内)。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1. 换热器中单位时间内，冷热流体间所交换的热能，称为此换热器的（ B ） A. 热负荷 B. 传热速率 C. 传热系数
2. 在稳定变温传热中，流体的流向选择（ B ）时传热平均温度差最大。 A. 并流 B. 逆流 C. 错流
3. 蒸汽中不凝性气体的存在，会使它的对流传热系数α值（ A ）。
A. 降低
B. 升高
C. 不变
4. 稳定传热是指传热系统内各点的温度（ B ）。
A. 既随时间而变，又随位置而变
B.只随位置而变，但不随时间而变
C. 只随时间而变，但不随位置而变。
5. 强化传热的主要途径是（ B ）。
A. 增大传热面积
B. 提高K 值
C. 提高△tm
6. 在蒸发操作中，若使溶液在（ A ）下沸腾蒸发，可降低溶液沸点而增大蒸发器的有效温度差。
A. 真空
B. 常压
C. 高压
7. 提高蒸发器生产强度的主要途径是增大（ C ）。 A. 传热温度差； B. 加热蒸汽压力；
C. 传热系数；
D. 传热面积； 8. 中央循环管式蒸发器属于（ A ）蒸发器。 A. 自然循环； B. 强制循环； C. 膜式
9. 蒸馏操作是利用（ C ）混合物中各组分挥发性的不同，使各组分得到分离的。
A. 非均相液体；
B. 气体；
C. 均相液体；
10. 蒸馏的传质过程是（ C ）
A. 气相到液相传质；
B. 液相到汽相传质；
C. 汽-液和液-汽同时存在 11. 空气的湿含量一定时，其温度愈高，则它的相对温度（ A ）。 A. 愈低、 B. 愈高； C. 不变
12. 恒速干燥阶段，物料的表面温度等于空气的（ B ）。 A. 干球温度； B. 湿球温度； C. 露点 13. 影响降速干燥阶段干燥速率的主要因素是（ C ）。
A. 空气的状态；
B.空气的流速和流向；
C. 物料性质与形状。
14. 将不饱和的空气在总压和湿度不变的情况下进行冷却而达到饱和时的温度，称为湿空气的（ C ）。
A. 湿球温度；
B. 绝热饱和温度；
C. 露点 15. 当干燥液状和浆状物料时，可选用（ A ）干燥器。
A. 喷雾；
B. 气流；
C. 转筒
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P3
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得 分 得 分
二、问答题(3题，共22分)。
1.（7分）换热器的散热损失是如何产生的？应如何来减少此热损失？ *****答案*****
由于换热器外壁面温度往往高于周围外界空气的温度，外壁面不断通过对流和辐射
传将热量传给换热器周围的空气而散失，即产生散热损失。（3分）
为了减少散热损失，一般在换热器外壁面上包上一层（或两层）导热系数较小的绝热材料（或不同的两种导热系数较小的绝热材料），使传热热阻增大，外壁面温度降低，从而减小了散热损失。（4分）
2. (8分) 工业生产中对溶液的浓缩，为何采用真空蒸发？
*****答案*****
因为：（1）加热蒸汽压力相同时，真空蒸发时溶液的沸点较低，则有效温度差较大，可使传热面积A 减小。（2分）
（2）真空蒸发，可蒸发不耐高温的溶液。（2分） （3）真空蒸发，可利用低压蒸汽或废汽作加热剂。（2分） （4）真空蒸发时，由于溶液沸点低，设备的热损失小。（2分）
3.(7分) 试说明固体物料在热空气流中是如何被干燥成产品的？
*****答案*****
干燥开始时，因物料表面被水分充分润湿，表面形成对应的饱和水气分压＞热空气主体的水汽分压，而表面温度＜热空气温度，故物料表面的水汽即通过气膜向热空气主体扩散，而需要的热量则由空气主体以对流方式通过气膜传至物料表面，并导热方式传至内部（4分）。 由于表面水汽扩散，使物料表面与内部形成湿度差，这样物料内部的水分就会向表面扩散供给其汽化。随着干燥的不断进行，物料中的水分就会不断的减少而达到产品的含水量（3分）。
三、计算题(3题，共48分)。
1. (16分) 一单壳程单管程列管换热器, 由多根φ25×
2.5mm 的钢管组成管束,管程走某有
机溶液,流速为0.5m/s ,流量为15T/h ,比热为1.76kJ/（kg.K ） ,密度为858kg/m 3 ,温度由20℃加热至50℃。壳程为130℃的饱和水蒸汽冷凝。管程、壳程的对流传热系数分别为700W/(m 2.K) 和10000W/(m 2.K)。 钢导热系数为45W/(m.K)。 求: (1)总传热系数;
(2)管子根数及管长
(1) （2分）
（2分）
（2分）
（2分）
(2)
（2分） （2分） （2分） （2分）
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P5 P6
2. (16分) 用常压精馏塔分离某二元混合物,其平均相对挥发度α=2,原料液量F=10kmol/h ，饱和蒸汽进料，进料浓度x F ＝0.5（摩尔分率，下同），馏出液浓度x D ＝0.9，易挥发组分的回收率为90％，回流比R=2Rmin ，塔顶设全凝器，塔底为间接蒸汽加热, 求：(1)馏出液量及残液组成；
(2)第一块塔板下降的液体组成x 1为多少？ (3)回流比；
（1）
（2分）
（2分）
（2）
（2分） （2分） (3) （2分） （2分）
（2分）
（2分）
3. (16分)某树脂厂采用一台气流干燥器将聚氯乙烯的含水量从16%干燥至0.5%（均为湿基），此干燥器的生产能力为1T/h(产品)。已知空气进入预热器的温度为20℃，湿度为0.0095kg 水汽/ kg 干空气，预热至110℃进入干燥器，从干燥器排出的废气温度为80℃，设此干燥器为理想干燥器。试求：若风机设置在干燥器之后，其风机的抽风量为多少m 3？又为多少kg 湿空气/h ？
（2分）
（2分）
（2分）
（3分）
（3分）
（2分） （2分）
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kJ H t H I /8.1360095.02490110)0095.088.101.1(2490)88.101.1(0101=?+??+=++=干空气水汽kg kg H /0215.02=kg m t H v H /04.1273
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