化工原理模拟试题.doc

1、 1 化工原理 模拟试题 （一） 一、 选择题 (20 分，每小题 2 分 ) 1 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 2 在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数 数值 A 与光滑管一样 B 只取决于 Re C 取决于相对粗糙度 D 与粗 3 已知 SO2 水溶液在三种温度 t1、 t2、 t3 下的亨利系数分别为 E1=0.0035atm、 E2=0011am、E3=0.00625atm，则 A t1t2 C t1t2 D! t;空气 ）（ 4）冷却水流量加大后，换热器的传热速率有何变化？变为多少？ 3

2、 （ 15 分）如图所示，用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽液面均恒定不变，输送管路尺寸为 83 3.5mm，泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮槽的水面高度 H1为 4.8m，压力表安装位置离贮槽的水面高度 H2 为 5m。当输水量为 36m3/h 时，进水管道全部阻力损失为 1.96J/kg，出水管道全部阻力损失为 4.9J/kg，压力表读数为 2.452 105Pa，泵的效率为 70%，水的密度 为 1000kg/m3，试求： （ 1）两槽液面的高度差 H 为多少？ （ 2）泵所需的实际功率为多少 kW？ （ 3）真空表的读数为多少 kgf/cm2？ 4 （ 15

3、 分）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 01.01y 回收率可达 90.0 。已知物系的平衡关系H H1 H2 3 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 下降至多少？ （ 2） 液相出塔摩尔分数 1x 升高至多少？ 4 化工原理模拟试题（ 二 ） 一、填空题（ 20 分，每空 1 分） 1 流体流动的连续性方程是 _；适用于圆形 直管的不可压缩流体流动的连续性方程是 _。 2 由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数越大，则该

4、壁面的热阻愈_ ，其两侧的温差愈 _。 3 一个工程大气压等于 _Pa；等于 _mmH2O 柱。 4 当地大气压为 745mmHg，侧得一容器内的绝对压强为 350mmHg，则真空度为_mmHg；侧得另一容器内的表压强为 1360mmHg，则其绝对压强为_mmHg。 5 离心泵的工作点是 _曲线与 _曲线的交点。 6 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 _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 _倍。 7 气体吸收计算中，表示设备（填料）效能高低的一个量是 _，而表示传质任务难易程度的一个量是 _。 8 恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括 _

5、和 _。 9 一般来说，两组分的等分子反向扩散体现在 _单元操作中，而 A 组份通过 B 组份的单相扩散体现在 _操作中。 10 间壁换热器管壁温度 tw 接近 _ ；总传热系数 K 的数值接近_ 。 二、 选择题（ 20 分，每题 2 分） 1 流体流动时的摩擦阻力损失 hf所损失的是机械能中的 _项。 A 位能 B 静压能 C 总机械能 D 动能 2 已知 q=1.1，则加料液中液体量与总加料量之比为 _。 A 0.1:1 B 1.1:1 C 1: 1.1 D 1:1 3 某二元混合物， =3，全回流条件下 n=0.3， 则 n-1=_。 A 0.9 B 0.3 C 0.854 D 0.7

6、94 4 某液体在内经为 d0 的水平管路中稳定流动，其平均流速为 u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为 d2(d2=d0/2)的管子时，其流速为原来的 _倍。 A 2 B 4 C 8 D 16 5 离心泵开动之前必须充满被输送的流体是为了防止发生 _。 A 气缚现象 B 汽化现象 C 气浮现象 D 汽蚀现象 6 傅立叶定律是 _的基本定律。 A 对流传热 B 热传导 C 总传热 D 冷凝 7 已知湿空气的下列 参数，利用 H-I 图可以查得其它未知参数。 A (tw， t) B (I， tw ) C (p， H) D (td， H) 8 为蒸发某种粘度随浓度和温度变化 大的溶液，应采用

7、 _流程。 5 A 平流加料 B 并流加料 C 逆流加料 D 双效三体并流加料 9 在恒压过滤时，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时同一时刻所得滤液量 _。 A 增大至原来的 2 倍 B 增大至原查的 4 倍 c 增大至原来的 2 倍 D 增大至原 来的 1.5 倍 10 一定流量的液体在一 252.5mm 的直管内作湍流流动，其对流传热系数i=1000W/m2 ；如流量与物性都不变，改用一 192mm 的直管，则其 将变为 _。 A 1259 B 1496 C 1585 D 1678 三、计算题（ 60 分，每题 15 分） 1 在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽

8、加热。进料量为1000kmol/h，含苯 0.4，要求塔顶馏出液中含苯 0.9（以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于 90%，泡点进料，泡点回流。已知 =2.5，取回流比为最小回流比的 1.5 倍。求： (1) 塔顶产品量 D、塔底残液量 W 及 成 xw； (2) 最小回流比； (3) 精馏段操作线方程；（ 4）从与塔釜相邻的塔扳上下降的液相组成为多少？ 2 在一单程列管式换热器中，欲用水将 15000kg/h 的煤油从 140 冷却到 40 ，水的进、出口温度分别为 3 和 40 ，两流体逆流流动。煤油的平彇比热容为 2.sk /(kg )，水的平均比热容为 4.187 kJ/(kg )。

9、若换热器的总传热系数为 300W/(m2 )，试求：（ 1）冷 却水的流量；（ 2）换热器的对数平均温度差 tm；（ 3）换热器的传热面积 S。 3 在逆流填料吸收塔中，用清水吸收含氨 5%（体积）的空气 氨混合气中的氨，已知混合气量为 2826m3/h（标准状况），气体空塔速度为 1m/s，平衡关系为 Y=1.2X，以摩尔比为推动力的气相体积总传质系数 KYa=180kmol/m3 h，吸收剂用量为最小用量的 1.4 倍，要求吸收率为 98%，试求：（ 1）溶液的出口浓度 X1（摩尔比）；（ 2）气相总传质单元高度HOG；（ 3）气相总传质单元数 NOG； 4 用离心泵把 20 的水从储槽送

10、至水洗塔顶 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 76mm2.5mm，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66103Pa；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按 21, 2uhf 与 22, 10uh f 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 98.07103Pa（表压）。试求：（ 1）水在管内的流速 u；（ 2）泵的有效功率； （ 3）已知泵的效率为 60%，求操作条件下泵的轴 功率。 6 化工原理模拟试题（ 三 ） 一、 选择题 (20 分，每小题 2 分 ) 1 用一气蚀余量为 3m 的

11、离心泵输送处于沸腾状态下的塔底液体，若泵前管路的全部流动阻力为 1.5m 液柱，则此泵的安装位置必须。 A 高于塔底液面 4.5m 的上方 B 高于塔底液面 1.5m 的上方 C 低于塔底液面 4.5m 的下方 D 低于塔底液面 3.0m 的下方 2 过滤基本方程式是基于推导出来的。 A 滤液在介质中呈湍流流动 B 滤液在滤渣中呈层流流动 C 滤液在滤渣中呈湍流流动 D 滤液在介质中 呈层流流动 3 在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数数值。 A 只取决于 Re B 与光滑管一样 C 取决于相对粗糙度 D 与粗糙度无关 4 对流传热系数关联式中普兰特准数是表示的准数。 A 物性影响 B

12、 流动状态 C 对流传热 D 自然对流影响 5 实际生产中沸腾传热过程应维持在区操作。 A 自然对流 B 强制对流 C 膜状沸腾 D 泡状沸腾 6 已知 SO2水溶液在三种温度 t1、 t2、 t3下的亨利系数分别为 E1=0.00625atm、 E2=0.011atm、E3=0.0035atm，则 。 A t3 t2 B t1 t2 C t1 t2 D t3 t1 7 已知湿空气的下列 参数，利用 H-I 图可以查得其它未知参数。 A (p,H) B (td,t) C (tw,t) D (I,tW) 8 精馏的擭作线是直线，主要基于以下原因 。 A 恒摩尔流假定 ( B 理想物系 C 塔顶泡

13、点回流 ( D 理论板假定 9 离心泵开动之前必须充满被输送的流体是为了防止发生。 A 汽化现象 B 汽蚀现象 C 气缚现象 D 气浮现象 10 对于一定的干球温度的空气，当其相对湿度愈低时则其湿球温度 。 A 愈高 B 愈低 C 不变 D 不一定 二 填空题（ 20 分，每空 1 分） 1 在滞流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比，在湍流区颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比。 2 对于接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，在吸收操作中温度不变，压力增加，可使相平衡常数 ，传质推动力 。（增大、减小、不变） 3 离心泵的工作点是曲线与曲线的交点。 4 水在管内作湍流流动，若流速提高到原来

14、的 2 倍，则其对流传热系数约为原来的倍；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倍。（设条件改变后仍在湍流范围） 5 厚度不同的三种材料构成三层平壁 ，各层接触良好，已知 b1 b2 b3，导热系数 1 2 3，在稳定传热过程中，各层的热阻，各层导热速率。 7 6 分离任务要求一定，当回流比一定时，在五种进料状况中， 进料的 q 值最大，分离所需的总理论板数 。 7 恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括 阶段 和 阶段。 8 流体流动的连续性方程是；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为。 9 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

15、的 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 倍。 10 在 1atm 下，不饱和湿空气温度为 295K，当加热到 375K 时，相对湿度 ，露点 。 (增高、降低、不变 ) 三 计算题（ 60 分） 1 (15 分 )在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热，平均相对挥发度为 2.47，饱和蒸汽进料。已知进料量为 200kmol/h，进料组成为 0.4（摩尔分率），回流比为 6，塔顶馏出液中苯的回收率为 0.97，塔釜采出液中甲苯的回收率为 0.95。试求：（ 1） 塔顶馏出液及塔釜采出液组成；（ 2）精馏段操作线方程； (3)回流比与最小回流的比值；

16、（ 4）若全回流操作时，塔顶第一块塔板的气相默弗里板效率为 0.6，全凝器液相组成为 0.98，求由塔顶第二块板上升的气相组成？ 2（ 15 分）一卧式列管冷凝器，钢质换热管长为 6m，直径为 25 2mm。冷却水在管内流过，并从 17C 被加热到 37C。流量为 1.25kg/s，温度为 72C 的烃饱和蒸汽在管外冷凝成同温度的液体，烃蒸汽的冷凝潜热为 315KJ/Kg。已测得：蒸汽冷凝传热系数 0=800w/（ m2C），管内侧热阻为外侧热 阻的 40%，污垢热阻为管内侧热阻的 70%。计算时可忽略管壁热阻及热损失。水的比热为 4.18KJ/（ Kg C）。试计算：（ 1）冷却水用量；（

17、2）换热管的总根数。（传热面积以外表面为基准）。 3 （ 15 分）在如图所示的输水系统中，已知 管路总长度（包括所有当量长度，下同）为 100m，其中压力表之后的管路长度为 80m， 管路摩擦系数为 0.03，管路内径为 0.05m， 水的密度为 1000Kg/m3，泵的效率为 0.85， 输水量为 15m3/h。求： （ 1）整个管路的阻 力损失， J/Kg； （ 2）泵轴功率， Kw； （ 3）压力表的读数， Pa。 4 （ 15 分）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，进塔混合气组成为 0.04（ A 的摩尔分率，下同），出塔尾气

18、组成为 0.0066，出塔水溶液浓度为 0.0134，操作条件下平衡关系为 Y=2.5X。试求：（ 1）液气比为最小液气比的多少倍？（ 2）所需填料层高度？（ 3）若气液流量和初始组成不变，要求尾气浓度降至 0.0033，求出此时填料层高度？ H=20m H1=2m 8 化工原理模拟试题（ 四 ） 一、选择题（ 20 分，每题 2 分） 1 流体流动时的 摩擦阻力损失 hf所损失的是机械能中的 _项。 A 位能 B 静压能 C 总机械能 D 动能 2 离心泵开动之前必须充满被输送的流体是为了防止发生 _。 A 气缚现象 B 汽化现象 C 气浮现象 D 汽蚀现象 3 某液体在内经为 d0 的水平

19、管路中稳定流动，其平均流速为 u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为 d2(d2=d0/2)的管子时，其流速为原来的 _倍。 A 2 B 4 C 8 D 16 4 过滤基本方程式是基于推导出来的。 A 滤液在介质中呈湍流流动 B 滤液在滤渣中呈湍流流动 C 滤液在介质中呈层流流动 D 滤液在滤渣中呈层流流动 5 在蒸气 空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的 _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 6 已知 q=1.1，则加料液中液体量与总加料 量之比为 _。 M A 0.1:1 B 1.1:1

20、C 1: 1.1 D 1:1 A 0.1:1 B 1.1:1 C 1: 1.1 D 1:1 7 精馏的操作线是直线，主要基于以下原因 。 A 理论板假定 B 理想物系 C 恒摩尔流假定 D 塔顶泡点回流 8 物料的平衡水分一定是 _聟 _。 A 非结合水切 B 自由水分 C 结合水分 D 丵界水分 9 傅立叶定律是 _的基本定律。 A 对流传热 B 热传导 C 总传热 D 冷凝 10 精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的方法是 _。 A 液相中易挥发组分进入汽相 B 汽相中难挥发组分进入液相 C 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但易挥

21、发组分较多 D 液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生 二 填空题（ 20 分，每空 1 分） 1 在滞流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比，在湍流区颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比。 2 相对挥发度 =1，表示不能 用 分离，但能用 分离。 9 3 流体在管内作湍流流动时（不是阻力平方区），其摩擦系数 随 和 而变。完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数数值只取决于 。 4 水在管内作湍流流动，若流速提高到原来的 2 倍，则其对流传热系数约为原来的倍；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倍。（设条件改变后仍在湍流范围） 5 导热

22、系数的单位为 ，对流传热系数的 单位为 ，总传热系数的单位为 。 6 分离任务要求一定，当回流比一定时，在五种进料状况中， 进料的 q 值最大，分离所需的总理论板数 。 7 恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括 阶段 和 阶段。 8 流体流动的连续性方程是；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为。 9 易溶气体溶液上方的分压 ，难溶气体溶液上方的分压 ，只要组份在气相中的分压 液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。 10 在 1atm 下，不饱和湿空气温度为 295K，当加热到 375K 时，相对湿度 ，露点 。 (增高、降低、不变 ) 三 计算题（ 60 分） 1 (15 分 )

23、 一精馏塔，原料液组成为 0.5（摩尔分率），饱和蒸气进料，原料处理量为 100kmol/h，塔顶、塔底产品量各为 50kmol/h 。已知精馏段操作线程为 y=0.833x+0.15，塔釜用间接蒸气加热，塔顶全凝器，泡点回流。试求： （ 1） 塔顶、塔底产品组成； （ 2） 全凝器中每小 时冷凝蒸气量； （ 3） 蒸馏釜中每小时产生蒸气量 （ 4） 若全塔平均 =3.0，塔顶第一块塔板默弗里效率 Eml =0.6，求离开塔顶第二块塔板的气相组成。 2（ 15 分）有一换热器，管内通 90的热流体，膜系数 1 为 1100 Cmw 2/ ，管外有某种液体沸腾，沸点为 50，膜系数 2 为 58

24、00 Cmw 2/ 。试求以下两种情况下的壁温：（ 1）管壁清洁无垢 ；（ 2）外侧有污垢产生，污 垢热阻为 0.005 wCm /2 3 （ 15 分）如本题附图所示，用泵 2将储槽 1 中密度为 1200kg/m3 的溶液送到蒸发器 3 内，储槽内液面维持恒定，其上方压强为 101.33103Pa。蒸发器上部的蒸发室内操作压强为 200mmHg（真空度）。蒸发器进料口高于储槽内的液面 15m，输送管道的直径为 68mm 4mm，送料量为 20m3/h，溶液流经全部管10 道的能量损失为 120J/kg，试求：（ 1）泵的出口管路中流体的流速；（ 2）泵的有效功率；（ 3）若泵的效率为 65%，求泵的轴功率。 4 （ 15 分）有一填料吸收塔，在 28及 101.3kPa，用清水吸收 200m3/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 m3，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）