化工原理试卷之三_答案 (2)东南大学化工考研复试化工原理考试题库

法，即改变管路的特性曲线，而泵的特性曲线不变。那么有： ②分 ②分
把Q＝16 m3·hr-1代入，解得B＝0.068。所以关小阀门后管路特性曲线变 为：。 ②分
42．45 ℃每秒0.005168m3氯苯用泵从反应器A输送到高位槽B(如图所 示)，管出口处距反应器液面的垂直高度为15 m，反应器液面上方维持 26.7 kPa的绝压，高位槽液面上方为大气压，管子为Ø76 mm×4 mm、长 26.6 m的不锈钢管。管线总阻力损失Hf为1.65m。，求泵的有效功率Ne ＝HeqVg。已知。
28．某精馏塔的理论板数为15块(包括塔釜)，全塔效率为0.5，则实际塔 板数为__________块。[答：30]
29．间壁传热时，各层的温度降与各相应的热阻
。[答：成正比]
30．某圆形管道外有两层厚度相等的保温材料A和B，当λA<λB时，将 ______层材料放在里层时保温效果更好。[答： A]
A．层流； B．湍流； C．过渡流； D．无法确定。
5．离心泵原来输送水时的流量为qV，现改用输送密度为水的1.2倍的水 溶液，其它物理性质可视为与水相同，管路状况不变，流量( )。C
A．增大； B．减小； C．不变； D．无法确定。
6．离心泵停止操作时宜( )。B
A．先停电后关阀；
B．先关出口阀后停电；
11．有一串联管道，分别由管径为d1与d2的两管段串接而成。d1＜d2。 其流体稳定流过该管道。今确知d1管段内流体呈层流。请断定流体在d2 管段内的流型为( )。B
A．湍流；
B．层流；
C．过渡流；
D．须计算确定。
12．套管冷凝器的内管走空气，管间走饱和水蒸汽，如果蒸汽压力一 定，空气进口温度一定，当空气流量增加时，总传热系数应( )。B
200 年 月江苏省高等教育自学考试
化工原理试题答案及评分参考
1、 单项选择题（每小题1分，共15分）
1．流率为800 kmol·hr-1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，塔底残液组成不超过0.1，泡点进料，回流比为2.5。 要使塔顶采出量达到500 kmol·hr-1，应采取措施( )。D
B．Rmin1＝Rmin2；
C．Rmin1＞Rmin2；
D．Rmin的大小无法确定。
10．某双组分混合物，在精馏塔进行分离，进料量为200 kmol·hr-1，xF
= 0.5，要求xD不小于0.95，则塔顶最大产量为( )。C
A．100 kmol·hr-1； B．66.7 kmol·hr-1；
C．105.26 kmol·hr-1； D．不能确定。
A．增加塔板数；
B．加大回流比；
C．改变进料热状况；
D．增加进料量。
ห้องสมุดไป่ตู้
2．精馏过程中( )随回流比的改变而改变。A
A．操作线； B．平衡线； C．q线； D．无法判断。
3．为使脱吸操作易于进行，通常可采用( )。C
A．加压升温； B．加压降温； C．减压升温； D．减压降 温。
4．水以2 m·s-1的流速在Ø35 mm×2.5 mm钢管中流动，水的粘度为1×103 Pa·s，密度为1000 kg·m-3，其流动类型为( )。B
答：进料存在5种热状态，分别是过冷液体、饱和液体、气液混合物、 饱和蒸气以及过热蒸气进料，因进料板上物料及热量衡算使进料板上的 气、液两相流量发生变化，对塔的气、液流量产生影响，(②分)过冷液 体q>1、饱和液体q＝1、气液混合物q＝0～1、饱和蒸气q＝0以及过热蒸 气q<0，进料热状态不仅影响塔的分离能力，同时也影响塔结构设计。 (③分) 40．总传热系数K的倒数的物理意义，它包含了哪几个分热阻？ 答：总体热系数K的倒数为总热阻(①分)。总热阻包括内层对流给热热 阻(①分)、间壁热传导热阻(①分)、外层对流给热热阻(①分)以及两侧的 污垢热阻(①分)。
24．在设计列管式换热器中，设置折流挡板，以提高 程流速。[答： 壳]
25．溶液的相对挥发度等于两相分____________________。[答：]
26．边长为0.5 m的正方形通风管道，其当量直径为____________m。 [答：0.5]
27．装在某设备进口处的真空表读数为50 kPa，出口压力表的读数为 100 kPa，此设备进出口的压差为___________。[答：150 kPa]
②分
②分
20．设计列管式换热器，管程内流体流速的选取，气体取 ＝5~30 m·s-1]
。[答： u
21．＞1则表示组分A和B___________。[答：能用普通蒸馏分离]
22．在套管环间流动的流体，外管的内径是d2，内管的外径是d1，则当 量直径de＝_____________。[答： d2－d1]
23．在钢、水、软木之间，导热效果最佳的是_________。[答：钢]
A．使α降低； B．使α升高； C．没有影响； D．无法确 定。
15．下述各种情况下对流传热系数由大到小的正确顺序应该是( )。C
①空气流速为30 m·s-1时的α；②水的流速为1.5 m·s-1时的α；③蒸汽 滴状冷凝时的α；④水沸腾时的α。
A．③>④>①>②；
B．④>③>②>①；
C．③>④>②>①；
解：如图，取1-1、2-2界面，以1-1截面为基准面 ②分 p1＝26.7kPa(绝压)，z1＝0，u1≈0 p2＝101.3 kPa(绝压)，z2＝15 m ①分 所以： ①分 ＝23.83 m ②分 Ne＝HeqVg＝23.835.16810-310759.81＝1.30103 W ②分
43．在外径为140 mm的蒸气管道外包扎保温材料，以减少热损失。蒸 气管外壁温度为390℃，保温层外表面温度不大于40 ℃。保温材料的λ可 视为常数，为0.143W·m-1·K-1。若要求每米管长的热损失Q/L不大于450 W·m-1，试求保温层的厚度。 解：此题为圆筒壁热传导问题，已知：r2＝0.07 m，t2＝390 ℃，t3＝40 ℃ 保温层厚度
②分
又由气液平衡方程得到为 ②分 逐板计算如下： ； ①分 ； ①分 ； ①分 。 ①分
45．在逆流吸收塔中，用洗油吸收焦炉气中的芳烃。吸收塔压强为105 kPa ，温度为300 K，焦炉气流量为41.27kmol·hr-1，其中所含芳烃组成 为0.02(摩尔分率，下同)，吸收率为95%，进塔洗油中不含芳烃。若吸 收剂最小用量为5.06 kmol·hr-1，取吸收剂用量为最小用量的1.5倍，试求 进入塔顶的吸收剂摩尔流量及出塔吸收液组成。(操作条件下气液平衡 关系为Y*＝0.125X ) 解：进塔气体中芳烃的摩尔比 ②分 出塔气体中芳烃的摩尔比 ②分
33．离心泵特性曲线是在一定 下，用常温下的 为介质，通过实 验测定得到的。[答：转速，水]
34．吸收过程中，物料平衡关系可用表示，最小液气比的计算关系式＝ 。[答：]
35．吸收操作的基本依据是______________。 [答：利用不同组分在溶 剂中溶解度差异而实现分离]
3、 简答题（每小题5分，共25分） 36．什么叫阻力平方区？ 答：摩擦系数图中虚线以上的区域，又叫完全湍流区，此区由λ~Re曲线 趋近水平线，即λ与Re 无关，只与(ε/d)有关，即当ε/d一定时，λ也就确 定了。此时直管阻力hf正比于流速的平方，称为阻力平方区。(①分) 37．何谓管路特性曲线？ 答：管路特性方程，表示在给定管路系统中，在固定操作条件下(① 分)，流体通过该管路系统时所需要的压头和流量的关系。(②分)它说明 流体从泵中获得的能量主要用于提高流体本身的位能、静压能和克服沿 途所遇到的阻力损失。(②分) 38．流体在圆形直管中作强制湍流时对流传热系数的计算式的使用条 件。
8．吸收操作的作用是分离( )。A
A．气体混合物；
B．液体混合物；
C．互不相溶的液体混合物；
D．气液混合物。
9．精馏分离某二元混合物，规定分离要求为xD、xW。如进料分别 为xF1、xF2时，其相应的最小回流比分别为Rmin1、Rmin2。当xF1＞xF2
时，则( )。A
A．Rmin1＜Rmin2；
A．减小； B．增大； C．不变； D．无法确定。
13．利用水在逆流操作的套管换热器中冷却某物料。要求热流体的进出 口温度及流量不变。今因冷却水进口温度升高，为保证完成生产任务， 提高冷却水的流量，其结果使K( )。C
A．不变； B．下降； C．增大； D．不确定。
14．在蒸汽冷凝传热中，不凝气的存在对α的影响是( )。A
答： (1) Re>10000，充分湍流；(①分) (2) 0.7<Pr<120；(①分) (3) 流体 是低粘度的(不大于水的粘度的2倍)；(①分) (4) 管长/管径＝L/d>50，即 进口段只占总数的很小一部分，而管内流动是充分发展的时候。(②分) 39．进料热状态有哪几种？它们的进料热状态参数q值的大小范围如 何？
4、 计算题（每小题8分，共40分） 41．离心泵的特性曲线为，输水管路的特性曲线为，Q的单位为m3·hr1，试问(1) 此时的输水量为多少？(2) 若要求输水量为16 m3·hr-1，应采 取什么措施？(两条特性曲线有何变化) 解：(1) 由解得Q＝18.3 m3·hr-1。 ②分 (2) 若要求输水量为16 m3·hr-1，流量变小，可以采用调节阀门开度的方
31．当20 ℃的甘油(ρ＝1261 kg·m-3，μ＝1499 cP)在内径为100 mm的管 内流动时，若流速为2.5 m·s-1时，其雷诺准数Re为_________。[答：
210]
32．水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管 道上的阀门开度减小后，管道总阻力损失________。[答：不变]
C．先关出口阀或先停电均可； D．单级泵先停电，多级泵先关 出口阀。
7．冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90 ℃，出口温度为50 ℃，冷水进口温度为15 ℃，出口温度为53 ℃，冷热水的流量相同，且 假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的( )。A
A．5%； B．6%； C．7%； D．8%。
D．③>②>④>①。
2、 填空题（每空1分，共20分） 16．用离心泵输送液体，若被输送液体的粘度增高，扬程________。 [答：减小] 17．化工生产中最常用的冷却剂为_____________。[答：水]
18．吸收、脱吸操作时，低压对_________有利。[答：脱吸]
19．某粘性流体在一定管路系统中流动，在流量不变条件下将液体加 热，则液体的粘度将______。[答：降低]
②分 ②分 得 r3=0.141 m ②分 故保温层厚度为 b=r3－r2=0.141－0.07=0.071 m=71 mm ②分
44．在连续精馏塔中分离两组分理想溶液。已知操作回流比R为3，馏出 液的组成为0.95(易挥发组分的摩尔分率)，塔顶采用全凝器。该物系在 本题所涉及的浓度范围内气液平衡方程为。试求精馏段内离开第二层理 论板(从塔顶往下计)的气液相组成。 解：精馏段内的操作线方程为：