化学工程基础试卷答案

一、判断题1、量纲分析法的优点是：虽未减少实验的工作量，但可以建立数学模型，对实验结果进行量化计算。

( )答案：错2、当流体充满圆管做定态流动时，单位时间通过任一截面的体积流量相等。

( ) 答案：错3、强化传热过程最有效的途径是增大传热面积。

( )答案：错4、液体在管内做强制湍流流动时，如果流动阻力允许，为提高对流传热系数，增大流速的效果比减小管径更为显著。

( )答案：对5、沸腾给热和冷凝给热同属于对流传热，因为两者都伴有流体的流动。

( )答案：对6、对于逆流操作的填料吸收塔，当气速一定时，增大吸收剂的比用量(即液气比)，则出塔溶液浓度降低，吸收推动力增大。

( )答案：对7、选用不同结构的填料时，填料提供的比表面积越大，越有利于吸收，不利于解吸。

( ) 答案：错8、液泛点是填料吸收塔的最佳操作点。

吸收操作在此条件下进行时，则吸收速率最大。

( )答案：错9、设计时，若R 上升，并不意味D 下降，操作中也可能有类似情况。

( )答案：对10、吸收操作线方程是由物料衡算得出的，因而它与操作条件(压强、温度)、相平衡关系、塔板结构等无关。

( )答案：错二、填空题1、处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是 、 、 。

流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用 流量计测量。

答案：静止的 连通着的 同一种连续的液体 皮托2、如下图所示，密封容器中盛有3800/kg m ρ=的油品，U 形管中指示液为水(1000kg ρ= 3/m ),1a 、2a 、3a 恰好在同一水平面上，1b 、2b 、3b 及4b 也在同一高度上，1100,h mm = 2200h mm =,则各点的1a p =________,2a p =________,2=b p ________,3=b p ________, 3h =________。

（表压值，均以2mmH O 为单位）答案：0；100；340；300；2003、离心泵特性曲线通常包括________曲线、________曲线和________曲线，这些曲线表示在一定的________下，输送某种特定液体时泵的性能，泵制造厂所提供的特性曲线是用________作为工作介质测定的。

答案：扬程：效率；轴功率；转速；20C o清水 4、吸收过程物料衡算时的基本假定是:(1) ________，(2) ________。

当进塔混合气中的溶质含量较低(例如小于5%~10%)时，通常称为低浓度气体吸收；其特点为：(1) ________，(2) ________。

答案：气相中惰性气体不溶于液相；吸收剂不挥发；G 、L 为常数；吸收过程是等温的5、某精馏塔的设计任务为：原料F ，F x ，要求塔顶为D x ，塔底为W x 。

设计时若选定的R 不变，加料热状态由原来的饱和蒸气加料改为饱和液体加料，则所需的理论板数T N ________，提馏段上升蒸气量V '________，提馏段下降液体量L '________，精馏段上升蒸气量V________，精馏段下降液体量L________。

(增加，不变，减少)答案：减少；增加；增加；不变；不变6、在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括________、________和________三个阶段。

实际操作应控制在________，在这一阶段内，传热系数随着温度差的增加而________。

答案：自然对流；核状沸腾；膜状沸腾；核状沸腾；增加7、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/m 2·h，气相传质总K y =1.5kmol/m 2·h，则该处气液界面上气相浓度y i 应为⎽⎽⎽⎽⎽。

平衡关系y=0.5x 。

答案：0.018、比较温度、压力对亨利系数、溶解度常数及相平衡常数的影响：当温度升高时，亨利系数E________，相平衡常数m________，系数H________。

对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数E________，相平衡常数m________，系数H________。

答案：增大；增大；增大；不变；减少；不变9、完成一分离任务需要的填料层高度为8m，所用填料的等板高度HETP为0.5m，若改用板式塔，则完成这一分离任务所需的理论塔板数(包括塔釜)为________。

答案：1610、当喷淋量一定时，填料塔单位高度填料层的压力降与塔气速关系线上存在两个转折点，其中下转点称为________，上转点称为________。

答案：载点；泛点11、塔板上液体流量愈大，则板上的液面落差愈________，堰上的液层高度愈________，液体在降液管中的停留时间愈________。

答案：大；高；短12、进出口温度分别为85℃和40℃的热流体对进口温度为20℃的冷流体进行加热，规定冷流体出口温度不超过40℃，则必须采用_________操作。

答案：并流13、列管换热器中，用饱和水蒸气加热空气。

空气走管内，蒸汽走管间，则管壁温度接近_________的温度。

答案：水蒸气14、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将_________。

OG答案：不变15、对于气体，温度升高，黏度_________。

答案：增大16、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。

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

答案：395mmHg三、选择题1、强制对流(无相变)流体的对流传热系数关联式来自____。

A、理论方法B、量纲分析法C、数学模型法D、量纲分析和实验相结合的方法答案：D2、离心泵的调节阀开大时，A、吸入管路阻力损失不变B、泵出口的压力减小C、泵入口的真空度减小D、泵工作点的扬程升高答案：B3、填料塔的吸收面积等于________。

A、塔内填料总表面积B、塔的截面积C、塔内润湿的填料表面积D、塔的侧面积答案：C4、操作中的精馏塔，保持F ，q ，D x ，W x ，V '不变，减小F x ，则A 、D 增大，R 减小B 、D 不变，R 增加C 、D 减小，R 增加 D 、D 减小，R 不变答案： C5、某二元混合物，α=3，全回流条件下x n =0.3，则y n-1=⎽⎽⎽ ⎽⎽⎽。

A 、 0.9B 、 0.3C 、 0.854D 、 0.794答案： B6、将流率为800kmol/h ，组成为0.4的二元理想溶液精馏分离。

要求塔顶产品组成达到0.7，塔底产品组成不超过0.1，泡点进料，回流比为2.5。

要使塔顶采出量达到500kmol/h ，_______。

A 、增加塔板数B 、加大回流比C 、改变进料热状态D 、增加进料量 答案：D7、定性温度是指A 、流体进出口温度平均值B 、膜温C 、壁温D 、传热计算准数式中的物理性质取值温度 答案：D8、在气体处理量一定时，减小吸收剂用量，则吸收推动力_______。

A 、增大B 、不变C 、减小D 、不确定答案：C9、为了在某固定空间造成充分的自然对流，有下列两种说法：(1)加热器应置于该空间的上部；(2)冷凝器应置于该空间的下部。

正确的结论应该是_______。

A 、这两种说法都对B 、这两种说法都不对C 、第一种说法对，第二种说法错D 、第一种说法错，第二种说法对答案：B10、精馏过程的操作线为直线，主要基于_______。

A 、塔顶泡点回流B 、恒摩尔流假定C 、理想物系D 、理论板假定 答案：B四、计算1、用离心泵20C ︒的水从贮槽送到水洗塔顶部，槽内水位维持恒定。

各部分相对位置如本题附图所示。

管路的直径均为76 2.5mm mm φ⨯，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为324.6610Pa ⨯；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按2,12f h u =∑与2,210f h u =∑计算，由于管径不变，故式中u 为吸入或排出管的流速m/s 。

排水管与喷头连接处的压强为98.07⨯103Pa （表压）。

试求泵的有效功率。

解：选取贮槽水面为基准水平面，亦截面11'-，泵入口处为截面22'-，排水管内侧为截面33'-，如图所示。

首先在截面11'-和22'-应用柏努利方程22112211,122e f p u p u gZ W gZ h ρρ+++=+++∑ 由题意32121212,10,0, 1.5,0(),24.6610(),0,,2e f W Z Z m p p Pa u u u h u =====-⨯===∑表压表压代入方程得 32324.66100 1.59.8 2.510u ⨯=⨯-+ 解得u=2.0m/s 。

然后在截面22'-和截面33'-应用柏努利方程22223323,222e f p u p u gZ W gZ h ρρ+++=+++∑ 其中332232323,21.5,14,24.6610(),98.0710(), 2.0/,10f Z m Z m p Pa p Pa u u u m s h u ===-⨯=⨯====∑表压表压代入得323(98.0724.66)10(14 1.5)9.8102285.23/10e W J kg +⨯=-⨯++⨯= 流体得质量流量223(0.07620.0025) 2.0107.91/44s w d u kg s ππρ==-⨯⨯⨯=有效功率 7.91285.23 2.26e s e N w W kW ==⨯=2、在逆流换热器中，用初温为20℃的水将1.25kg/s 的液体（比热容为1. 9kJ/ (kg ·℃）、密度为850kg/m 3），由80℃冷却到30℃。

换热器的列管直径为φ25mm ⨯ 2. 5rnm,水走管方。

水侧和液体侧的对流传热系数分别为0. 85kW ／（m 2·℃）和1. 70kW ／(m 2·℃），污垢热阻可忽略。

若水的出口温度不能高于50℃，试求换热器的传热面积。

解：先求总传热系数，因为忽略污垢热阻，则 11o o o i i m od bd K d d αλα=++ 其中2225,20,850/(),170/(),22.5o i i o m d mm d mm W m C W m C d mm αα===︒=︒=gg ，45/()W m C λ=︒g将上数据代人公式 3125 2.510251*********.51700o K -⨯⨯=++⨯⨯ 得o K =471．6W ／（m 2·℃）。

再以临界条件算得m t ∆水20℃→50℃液体30℃←80℃所以12805030,302010t C t C ∆=-=︒∆=-=︒ 1212301018.230ln ln 10m t t t C t t ∆-∆-∆===︒∆∆ 又因为K o S o ∆t m =Wccpc (t 2 –t 1）代入数据得3471.618.2 1.2510 1.9(5020)o S ⨯⨯=⨯⨯⨯-解得S o =8.3m 2。