化工原理期末试题及答案分解(DOC 21页).doc
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1、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
2、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a值。间壁换热器管壁温度tW接近于a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/KYa.).(y1Y2)/Ym,式中:Ym称 气相传质平均推动力 , 单位是kmol吸收质/kmol惰气;(Y1Y2)/Ym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
3、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kA是指 yA/xA ,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
4、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 A50 B150 C75 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
5、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KY近似等于( D )。A. 气膜; B. kx; C. 气液膜同时; D. kY; E. 液膜; F. Kx;9、提高蒸发装置的真空度,一定能取得的效果为()。 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、
6、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H124.5-0.392Q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0.025,水的密度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/g + u12/2g + He Z2 +
7、 p2/g + u22/2g + hf1-2 (2分)以表压计,p1p20,u10,u20,管路内流速:u将以上数据代入方程,并整理得:He(Z2Z1)hf1-250+0.0251000/0.1561.312/(29.81)64.0 m (2分)即当Q90 m3/h时,管路所需压头为64 m。又当Q90 m3/h时,泵所能提供得压头: H124.5-0.392Q124.50.3929089.2 m (2分)当流量Q90 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850mmHg ,相平
8、衡常数m=0.25,已知其气膜吸收分系数kG=1.25kmol.m-2.h-1.atm,液膜吸收分系数kL0.85m.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=0.25850/760=0.28(大气压) (1分) 是稀溶液 H =/Ms.E =1000/(0.2818)=198.4(kmol.m-3.atm) (1分) 根据 1/KG =1/G +1/(HL ) 即 1/KG =1/1.25 + 1/(198.40.85) G G =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
9、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:查图或计算得H00.008kg干/kg(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
10、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
11、件下的填料吸收塔,如将塔料层增高一些,则塔的H0G将 不变 ,N0G将增加 (增加,减少,不变)。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kA数值的因素有 物系 、 温度 、 组成 。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,
12、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D2 C 离心泵并联或串联 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
13、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
14、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=10-4m,管路总长(包括局部阻力的当量长度)l=220m,水的物性:=1000kg/m3,=10-3Ns/m
15、2, 容器内压力p2=124kPa (表),外加能量We =364.5J/kg。试求:(1) 总阻力损失hf等于多少J/kg?(2) 管内流速u等于多少m/s?(7分)解:(1) 取计算截面为11、22,基准面为11,在12间列柏努利方程可得: 即总阻力损失为142.4J/kg。(2)设,则:查Moody图知。 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1000m3(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
16、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=1000Nm3.h-1 y1=0.013 =0.995 x1=0 ye =0.75x y=0.06kmol.m-3.s-1 Ls =1200/(360018)=0.0185 kmol.s-1 G =1000/(22.43600)=0.0124kmol.s-1 为低浓度吸收 (L/G)=0.0185/0.0124=1.49 y2=y1(1-)=0.013(1-0.995)=0.000065x2=(G/L)(y1-y2)+x1=(0.013-0.00
17、0065)/1.49=0.00868 ZHOGNOG 而NOG=(y1-y2)/Ym y1=y1-y1*=0.013-0.750.00868=0.006490 y2=y2-y2*=0.000065-0=0.000065 ym =(y1-y2)/ln(y1/y2)=(0.006490-0.000065)/ln(0.006490/0.000065) =0.001396 NoG=(0.013-0.000065)/0.001396=9.266 HoG /(y)模拟试题三1、牛顿粘性定律的数学表达式为 ,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
18、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 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(yye) 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
19、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2ms-1的流速在f5mm2.5mm钢管中流动,水的粘度为110-3Pas,密度为1000kgm-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
20、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
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