化工试题A答案

1考试试题（A）参考答案一、填空题（20分，每空1分）1、在流动系统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随位置而变，不随时间而变，称为稳定流动。若以上各量既随位置而变，又随时间而变，称为不稳定流动。2、流体在圆形直管内滞流流动时，其速度分布是抛物线型曲线，其管中心的最大流速为平均流速的2倍。3、热传导的传热距离愈远，则导热热阻愈大。4、热流体温度从80℃冷却到50℃，冷流体由15℃加热到35℃，两种流体并流传热时对数平均温差为27.28℃，逆流传热时对数平均温差为39.79℃。5、传热的三种基本方式有热传导、热对流、热辐射。6、某精馏塔的精馏段操作线方程为24.075.0xy，则该塔的操作回流比为3，馏出液组成为0.96。7、写出三种常用板式塔的名称筛板塔、浮阀塔、泡罩塔。8、吸收操作是吸收质从气相转移到___液相____的传质过程。在吸收操作中压力___提高_________，温度___降低_____将有利于吸收过程的进行。9、所谓气膜控制，即吸收总阻力集中在__气膜____一侧，而__液膜_____一侧阻力可忽略；如果说吸收质气体是属于难溶气体，则此吸收过程是__液膜______控制。二、单选题（20分，每小题2分）1、化工原理中的“三传“是指（D）A．动能传递、势能传递、化学能传递B．动能传递、内能传递、物质传递C．动量传递、能量传递、热量传递D．动量传递、热量传递、质量传递2、流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（C）。A.流动速度大于零B.管边不够光滑C.流体具有粘性D．以上都有3、对双层平壁的稳态导热过程，壁厚相同，各层的导热系数分别为1和2，其对应的温差分别为1t和2t，若1t2t，则1和2的关系为（A）。A.12；B.1=2；C.12。D.不确定。4、一套管换热器，环隙为120℃蒸汽冷凝，管内空气从20℃被加热到50℃，则管壁温度应接近于（B）。A.35℃B.120℃C.77.5℃D.50℃5、当二组分液体混合物的相对挥发度为（C）时，不能用普通精馏方法分离。A、3.0B、2.0C、1.0D、4.06、精馏过程的理论板假设是指（D）。A、进入该板的气液两相组成相等B、进入该板的气液两相组成平衡C、离开该板的气液两相组成相等D、离开该板的气液两相组成平衡7、用精馏塔完成分离任务所需的理论板数为8（包括再沸器），若全塔效率为50%，则塔内实际板数为（C）。A、16层B、12层C、14层D、无法确定8、下述说法中错误的是（B）。A、板式塔内气液逐级接触，填料塔内气液连续接触B、精馏用板式塔，吸收用填料塔C、精馏既可以用板式塔，又可以用填料塔D、吸收既可以用板式塔，又可以用填料塔29、在吸收塔中，随着溶剂温度升高，气体在溶剂中的溶解度将会（C）。A、增加B、不变C、减小D、不能确定10、在逆流吸收塔中，增加吸收剂用量，而混合气体的处理量不变，则该吸收塔中操作线方程的斜率会（A）。A、增大B、减小C、不变D、不能确定三、简答题要点（50分，每小题10分）1、流体的流动形态有哪几种？如何判断？流体的流动形态有两种：层流和湍流；用雷诺准数来判断，当2000eR，为层流，当4000eR为湍流。2、试述强化传热的途径有哪些？强化传热的途径有：增加传热面积（增加有效传热面积），增加温度差（采用逆流流动），增加传热系数K（增加流体的湍流流动，防止垢层热阻的形成及及时地消除垢层热阻）3、叙述精馏计算中恒摩尔流假设的基本内容？恒摩尔溢流：在精馏塔的精馏段内，从每一块塔板上下降的液体的摩尔流量皆相等，提馏段内也是如些，但两段不一定相等。恒摩尔汽化流：在精馏塔的精馏段内，从每一块塔板上上升的汽体的摩尔流量皆相等，提馏段内也是如些，但两段不一定相等。4、叙述吸收双膜理论的基本论点？相互接触的气、液两流体间存在着稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的有效层流膜层，吸收质是以分子扩散的方式通过此膜层；在相界面处，气、液两相达到相平衡；在膜层以外的中心区域，由于流体的充分湍动，吸收质的浓度是均匀的，即两相中心区的浓度梯度为0。5、简述流体静力学基本方程在化工实际的应用？流体静力学基本方程在化工实际的应用主要有：流体压力的测量（U形压差计、微压计等）、液位的测量、液封高度的确定等四、计算题（60分，每小题15分）1、用离心泵经φ57×3.5mm的钢管，将敞口贮槽内的有机溶剂(密度800kg.m-3，粘度为20cP)输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高度保持20m，见附图。已知钢管总长度(包括局部阻力当量长度)为25m，反应器内的压力恒定为4×106Pa(表压)，有机溶液输送量为6m3/h，试计算泵提供的机械能（J/kg）。*****答案要点*****取敞口贮槽液面为1-1截面，反应器内液面为2-2截面，在1-1与2-2截面间列柏努利方程，并以1-1截面为基准面：Z1+(u12/2g)+(p1/ρg)+He=Z2+(u22/2g)+(p2/ρg)+ΣHf1-2He=(Z2-Z1)+[((u22-u12)/2g]+[(p2-p1)/ρg]+ΣHf1-2ΣHf=λ[(l+le)/d](u2/2g)u=(6/3600)/[(π/4)×0.052]=0.849m/su1≈u2≈0Z1=0Re=duρ/μ=0.05×0.849×800/(20×10-3)=16982000则λ=64/Re=64/1698=0.03773ΣHf1-2=0.0377×(25/0.05)×[0.8492/(2×9.807)]=0.693m故He=(20-0)+4×106/(800×9.807)+0.693=530.5mNa=qVρgHe/η＝11.56kw2、每小时将3500kg的某液态烃在内管为φ180×10mm的套管换热器中从l00℃冷却到60℃，液态烃的平均比热为2.38kJ/(kg.K)；冷却水进口温度为40℃，出口温度为50℃，传热系数K为2000W／(m2.K)且保持不变，水的平均比热为4.17kJ/(kg.K)，求：(1)冷却水用量；(2)逆流情况下的平均温差及所需传热面积。*****答案要点*****液态烃放热Q=msCp（T1-T2）=3500×2.38×(100-60)=ms`Cp`(t2-t1)=333200kJ/hK=2000w.m-2.K-1冷却水用量ms'=Q/[Cp'(t2-t1)]=3332000/[4.17×(50-40)]=7990.4kg.h-1△tm=[(100-50)-(60-40)]/ln[(100-50)/(60-40)]=32.74℃A=Q/(K△tm)=333200×105/(2000×32.74×3600)=1.41m23、用一精馏塔分离二元理想混合物，已知3，进料浓度为3.0Fx，进料量为hkmol2000，泡点进料。要求塔顶浓度为0.9，塔釜浓度为0.1（以上均为縻尔分率）。求塔顶、塔釜的采出量，若R=2minR，写出精馏段和提馏段的操作线方程？****答案要点*****WDFWD2000WDFWxDxFx1.09.03.02000WDhkmolW1500hkmolD500xxy213，3.0Fx，3.0qx，5625.0qy3.1minqqqDxyyxR，6.2R。11RxxRRyD。25.0722.0xy，RxxRRyW12.1150050016.21WDRWVWVR083.083.1xy即精馏塔的塔顶和塔釜采出量分别为hKmol500和hKmol1500。两段的操作线方程为25.0722.0xy和083.083.1xy。44、某生产车间使用一填料塔，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，进塔混合气中组分A的摩尔分率为0.04，出塔尾气组成为0.0053,出塔水溶液浓度为0.0125，操作条件下的平衡关系为XY5.2。试求：液汽比为最小液汽比的多少倍？，所需的填料层的高度？****答案要点*****02X，0417.004.0104.01Y，00533.02Y，01297.01X。804.201297.000533.00417.02121XXYYGL。18.25.20417.000533.00417.0121minmYYYGL。286.118.2804.2minGLGLn11.51ln112221LmGmXYmXYLmGLmGNOG。mHNZOGOG67.75.111.5.液汽比为最小液汽比为1.286倍。所需的填料层高度为7.67m。