西北大学2014化工原理真题

2014化工原理

1 填空题

1 工业某塔设备的真空度为0.85kgf/cm2,当地大气压为750mmHg，则该塔设备内的绝对压力为kN/m2

2 对于给定生产任务的定态流动输水管路，当水管内径变为初始管内径的2/3时，层流过程中的直管阻力损失变为原来的倍，完全湍流过程的直管阻力损失为原来的倍。

3离心泵铭牌上的扬程等参数实是指该泵在下对应的性能参数。

4 某恒压板框式过滤机生产，每年欲得滤液3800m3，年工作6000h，每一操作周期为3h，其中过滤时间为1.5h，操作条件下的过滤常数位：K=5.810-5m2/s，q e=0.016m，滤饼不可压缩且不洗涤，若忽略过滤介质阻力，则所需的过滤面积为m2；需要尺寸为810×810×25mm的滤框m3滤液量。

5沉降过程中，颗粒的形状越偏离球形，沉降速率将

6 Henry定律的表达式为

7 精馏是利用组分间的差异来分离气体混合物。

8 进出某精馏塔第10块塔板的气相摩尔组分为y10=0.28和y11=0.20，离开该板的液相摩尔组成为x10=0.16,组分间相对挥发度α=2.5.则该板的气相莫佛里板效率

E mv= 。

9根据塔板负荷性能图可知，若在很低的液气比L/V下操作时，板式塔的生产能力将由线来控制。

10下列板式塔与填料塔的比较中，应如何选择？

1 精馏操作中，对易起泡系应选用塔更合适。

2 液相中有悬浮物的体系分离选用塔更合适。

11 对于总压一定，水汽分压Pv=5.82kpa的co2-H2o系统，其绝对的湿度为

Kg水/kg干气（CO2的摩尔质量取44g/mol）

二单项选择题

1 用某标准气体转子流量计测量20℃，1atm的氢气流量时，该流量计的原刻度数值将（）

A偏高B偏低C不变D无法确定

2 当离心泵安装过高时，泵将无法输送液体，这是由于（）

A气缚现象B气蚀现象C正位移特性D轴功率过大

3 旋风分离器的总分离效率是指（）

A颗粒群中平均直径的粒子所具有的分离效率

B全部颗粒中被分离下来的粒子占总粒子量的质量分率

C颗粒区中各级分离效率的平均值

D相同操作条件下分割粒径的粒子所对应的分离效率

4 颗粒层处于流态化阶段时，其空隙速度u1，颗粒沉降速率U t和空床速度U三者之间的相对大小是（）

A u1>u t>u

B u1>u t=u

C u1< u t

D u1=u t>u

5 对于蒸汽与水的间壁式换热的强化传热途径中，在工程上可行的方案（）

A 提高蒸汽流速

B 在蒸汽侧管壁上加装翅片，增大冷凝面积

C 水侧内管加入填充物或采用螺纹管

D 提高水的入口温度已增大传热推动力

6 下列参数计算时，其结果与单位制选择有关的是（）

A加料热状态参数B湿比容

C 相对平衡常数

D 相对湿度

7 低浓气体吸收，当系统压力升高时，亨利系数E与相平衡常数m将依次（）

A 增大，减小B减小，增大C不变，减小 D 增大，不变

8 下面有关浮阀塔特点的描述，正确的是（）

A不易漏液B操作弹性较筛板塔小C塔板压降小D塔板效率低于泡罩塔

9 在板式塔设计中，加大板间距，负荷性能图中雾沫夹带线变化的趋势是（）

10 在恒定干燥条件下，湿物料内被干燥的水分极限称为（）

A结合水分B非结合水分 C 自由含水量D平衡含水量

1刚安装好的一台离心泵，通电启动后出口阀已经开至最大，但出口不见有水流出，试分析可能的原因并说明采取何种措施使泵正常运行。

2 重力降尘室的气体除尘效果与那些因素有关？

3常用的过滤介质有那些？工程过滤为什么经常采用先恒速后恒压的复合操作方式？

4 塔板负荷性能图有那几条线？

5 湿物料经干燥后产品含水量仍然偏高，应采取那些措施解决？

四计算题

如图所示，用泵3将贮槽1中密度为1200kg/m3的溶液送到蒸发器2内，管路采用Ф68×4mm钢管，敞口储槽内液面维持恒定，蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670pa（真空度），蒸发器进料口高于贮槽内液面15m，泵入口低于贮槽1m，进料量为20m3/h,溶液流经全部管路的能量损失为120J/kg,求泵的有效功率，已知该溶液的粘度为2.15mpa•s,试求：

1 管内溶液的流型：

2 泵所需提供的外加能量J/kg

3 假定溶液流至泵入口的阻力损失占总阻力损失的3.0%，求泵入口管3-3截面处的压力；

4 该泵的效率为62%，泵的轴功率是多少？

某工业用单程列管式换热器由Ф25×2.5mm的管束组成，其传热面积为3.6m2，初温为20℃的水将机油由205℃冷却至115℃.已知水和机油的质量流量分别为960Kg/h和1080Kg/h，其比热分别为4.17kJ/（kg*k）和1.96 kJ/（kg*k）：水走管内，油走管间且逆流流动。水侧和油侧的对流传热系数分别为 2.32kw/(m2*k)和286 kw/(m2*k)，忽略管壁热阻及热损失，试求：

1 管壁清洁时水入口处的壁温：

2 该换热器是否适用？

3 夏天当水的初温达到35℃时，该换热器是否适用？（假设传热系数不变）

4 若外壁污垢热阻0.0056m2•k/w,此换热是否适用（假设流体进出口温度不变）六计算题

常压逆流填料吸收塔中用清水吸收混合气体中的氨，混合气流量为0.025kmol/s，入塔气的浓度为0.02（摩尔分率，下同）。规定氨的回收率为95%，操作液气比为最小液气比的1.2倍，若气液相的相平衡关系为y=1.2X，气相体积总传质系数0.0131kmol/(s*m2).塔径D=2m。试求:

1 操作液气比与气相传质单元数

2 气相传质单元数及填料层高度H

3 若两相流量和初始组成不变，要求尾气浓度降至0.0005，求此时填料层的高度H

4 因操作原因塔内压力变为原来的1.2倍，即使塔高无限制，出塔的气液两相能达到的极限组成分别是多少？

七计算题

在一常压精馏塔内分离苯-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150kmol/h，进料组成为0.4（摩尔分率，下同），回流比为4，塔顶馏出液量为62.7 kmol/h，塔釜采出液中苯的组成为0.0206，试求

1 塔顶馏出液的组成与塔釜采出液量

2塔顶馏出液中轻组分与塔釜采出液中重组分的回收率

3 精馏段和提留段的操作线数值方程

4理想状态下第3块塔板（从塔顶算起）下降的液体组成。