化工原理理论知识竞赛试题

茂名学院第四届化工原理
理论知识竞赛
命题：吴景雄
一、填空题（每小题3分，共36分）
1、某转子流量计（出厂时是用20C、常压的空气标定），用于测量40C常压空气
的流量，则转子流量计读数的校正系数为 _____________ 。

2、由三条支管组成的并联管路，各支管的长度及摩擦系数都相等，管径的比为
d i：d2：d3=1: 2：3,则这三支管的流量比为________ 。

3、含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。

理论上能完全除去30 ym的
粒子，当气体处理量增大1倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径
为 __________ 。

4、用一台离心泵输送某液体，当液体温度升高，其它条件不变，则离心泵所需
的扬程 _______ ，允许安装高度_______ 。

5、用离心泵把水从水池送至高位槽，水池和高位槽都是敞口的，两液面高度差
恒为13m，管路系统的压头损失为H f = 3X 105Q2;在指定的转速下，泵的特性方程为H=28-2.5X 105Q2；（Q的单位为m3/s, H、H f的单位为m）。

则泵的流量为 __________ m3/h。

&续上题，如果用两台相同的离心泵并联操作，贝U水的总流量为__________ m3/h0 7、用图解法求理论板数时，在、X F、X D、血、q、R、F各参数中，与理论板数无
关。

8、在板式塔中，板上液面落差过大会导致___________________ ;造成液面落差
的主要原因有塔板结构、塔径和 _______________ 。

9、某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.72x+0.275,贝U该塔的操作回流比R
为 ________ ，馏出液的摩尔分率为_________ 。

10、对于精馏操作，若在F、X F、q、D不变的条件下，加大回流比R，假设全
塔效率不变，则X D将________ ，XW将 ________ 。

（增加、减小、基本不变、不能确定）
11、在逆流填料吸收塔的操作中，如果进塔液相摩尔比X2增大，其他操作条件
不变，则气相总传质单元数将 ________ ，气相出口摩尔比丫2将________ 。

（增大、减小、基本不变、不能确定）
12、在常压逆流操作的填料吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质A。

已知进
塔的气相组成Y i 为0.04 （摩尔比），液气比L/V 为1.20,气液平衡关系为 Y * = 1.5X ，则组分A 的吸收率最大可达 _________ o
乙计算题（共64分）
（第1、2题选做一题，第3、4、5题选做两题）
1、（ 14分）如图所示，用离心泵从反应器向高位槽输送某水溶液（密度约为 1000kg/m 3）,反应器的真空度为200mmHg ，高位槽的表压为
49kPa ；管子总 长度为200m （包括所有局部阻力的当量长
度），管子规格为© 擦系数入近似取为0.025;孔板流量计的孔流系数 C o 为0.62，
U 型管
压差计的读数为168mmHg 。

求： （1） （2） （3） 2、（ 14分）某转筒真空过滤机，其直径和长度均为 1m ，用来过滤某悬浮液。

原工况下每转一周需时1min ，操作真空度为49kPa,每小时可得滤液5m 3, 滤饼厚度为12m m ,新工况下要求生产能力提高 1倍，操作真空度提高至 63.7kPa,已知滤饼不可压缩，介质阻力可忽略。

试求：
（1） 新工况过滤机的转速应为多少？
（2） 新工况所生成的滤饼厚度为多少？
57X 3.5mm ；摩 孔径为25mm ；
水的流量为多少kg/s?
泵的扬程为多少m? 泵
的有效功率为多少
3、(25分)现有两台相同的单壳程单管程列管式空气加热器，每台换热器管内 表面的传热面积为 20m 2。

170C 的饱和水蒸气在壳程冷凝，冷凝潜热
r 为 2054kJ/kg 。

空气入口温度t i =30°C ，流量为2.5kg/s ,以湍流方式通过管内。

污垢热阻可忽略。

(1) 若两台换热器并联使用，通过每台热换器的空气流量均等，此时空气的
对流传热系数为38W/(m 2K)，求空气的出口温度t 2及水蒸气的总冷凝量 3 0为多少？
(2)
若二台换热器改为串联使用，问此时空气的出口温度
t 2/及水蒸气的总冷 凝量3 0，为多少？
(假定空气的物性不随温度压力而变化，视为常量， C p =1.0kJ/(kg?K)。

)
4、 ( 25分)某提馏塔只有一块实际板和一个再沸器(可视为一块理论板)。

原 料预热到泡点，由塔顶连续加入，F=100 kmol/h , X f =0.2 (摩尔分率，下同)) 泡
点回流，回流比R=2.0,物系的平均相对挥发度 a =2.5现测得塔顶馏出量 D=57.2Kmol/h ，且 X D =0.28，试求：
(1) 塔底出料量W 及浓度X W )
(2) 该塔板的默弗里效率 E MV 和E mL ) 5、 ( 25分)在一填料层高度为4.0m 的逆流操作吸收塔内，用清水吸收混合气 中的A 组分)混合气的摩尔流速为30kmol/(m 2h)，混合气中组分A 的体积分 率为5%，要求吸收率为98%;清水的摩尔流速为60 kmol/(m 2h)，操作条件 下的平衡关系为Y *=0.8X 。

吸收过程为气膜控制，气相总体积吸收系数 K G a 近似与气相摩尔流速的0.7次方成正比。

如果塔径、吸收率及其他操作条件 不变时，试求以下两种情况所需的填料层高度：
(1) 操作压强增加一倍；
(2) 混合气摩尔流速增加20%)
脱吸因数式：N OG 人1n 1 S 壮S \/ c △ 2gV f ( f )
V s C R A R i A f V s
C o A o J V 2gR( A ) E *
匚MV * y n 1 匚 E ML
X n 1 X n * X n 1 X n 附录：
转子流量计计算公式: 孔板流量计计算公式: 单板效率的计算公式: y n y n 1
4、（25 分）某提馏塔只有一块实际板和一个再沸器（可视为一块理论板）。

原料预热到泡点，由塔顶连续加入，F=100 kmol/h, X f=0.2 （摩尔分率，下同）。

泡点回流，回流比R=2.0,物系的平均相对挥发度a =2.5现测得塔顶馏出量
D=57.2Kmol/h ，且x D=0.28 ，试求：
（1）塔底出料量W 及浓度x w。

（2）该塔板的默弗里效率E MV 和E mL。