兰州大学化工原理期末考试试卷

2（16 分）. 质量流量为 7000kg·h-1 的常压 空气，要求将其由 20℃加热到 85℃，选用 108℃的饱和蒸汽作加热介质。若水 蒸气的对流传热系数为 1×10 4W·(m2·K)-1，空气在平均温度下的物性数据如下： 比热容为 1kJ·(kg·K)-1，导热系数为 2.85×10 -2W(m·K)-1 粘度为 1.98×10-5Pa·s，普兰特准数为 0.7 。 现有一单程列管式换热器，装有Ø25mm×2.5mm 钢管 200 根，长 2m，此换 热器能否完成上述传热任务？ 3（14 分）. 某厂填料吸收塔，填料高 10m，用清水洗去尾气中有害组分。 在正常情况下，测得原料气中含有害组分 0.02(比摩尔分数，下同)，尾气中含 有 害 组 分 0.004 ， 吸 收 液 含 有 害 组 分 0.008 。 在 工 作 范 围 内 相 平 衡 关 系 为
q n,D q n,F
40% ， 精 馏 段 操 作 线 方 程 为 y n 1 0.75 x n 0.20 ，
q n , F 100kmol h 1 求： ⑴ 提馏段操作线方程式；
⑵ 若塔顶第一块板下降的液相组成为 0.7，该板的气相默夫里效率 EmV,1 二. 选择题（11 分） ： 1. 水以 2m·s-1 的流速在Ø35mm×2.5mm 钢管中流动，水的粘度为 1×10-3Pa·s， 密度为 1000kg·m-3,其流动类型为（ A. 层流 B. 湍流 ） 。 C. 无法确定 ） 。
） 。
9. 设颗粒在 stokes 区沉降，当含尘气体温度升高后，降尘室的生产能力
三. 填空题（20 分） ： 1. 某圆形管道外有两层厚度相等的保温材料 A 和 B， 温度分布线如右上图 （b） 中所示， 则λA______λB (填 “﹥” 或 “﹤”)，将______层材料放在里层时保温效果更好。 2. 为 化工生产中最常用的载热体（加热剂） ，常用的冷却剂为 ____ 。
2. 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（ A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定 )kPa。
3. 装在某设备进口处的真空表读数为-50kPa,出口压力表的读数为 100kPa, 此设备进出口之间的绝对压强差为( A. 150 B. 50 C. 75 ） 。 C. 同时进行传热传质作用 4. 在精馏塔中每一块塔板上（ A. 只进行传质作用
8. 已知物料的临界含水量为 0.2kg 水/kg 绝干物料， 空气的干球温度为 t， 湿球 温度为 tw，露点为 td 。现将该物料自含水量 X1=0.45 kg 水/kg 绝干物料，干
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燥至 X2= 0.1kg 水/kg 绝干物料,，则干燥物料表面温度（ A. ﹥tw （ A. ） 。 增大 B. 减小 C. 不变 B. = t C. = td D. = tw
B. 只进行传热作用 ）mm。 C. 50 ） 。 C. 左高右低 D. 58
5. 某套管换热器由Ø108×4mm 和Ø55×2.5mm 钢管组成，流体在环隙间流动， 其当量直径为（ A. 53 B. 45
6. 如左图安装的压差计，当拷克缓慢打开时，压差 计中的汞面将（ A. 左低右高 D. 无法确定 7. 饱和空气在恒压下冷却，温度由 t1 降至 t2，其相对湿度（ 度 H（ A. 增加 ） ，露点 td（ B. 减小 ） 。 C. 不变 D. 无法确定 ） ，绝对湿 B. 等高
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化工原理试卷
班级____________ 姓名______________ 学号____________ 成绩___________
一. 计算（69 分） ： 1 （20 分）. （如图所示） ， 每小时将 2×104kg、 45℃氯苯用泵从反应器 A 输送到高位槽 B 管出口处距反应器液面的垂直高度为 15m， 反应器液面上方维
压为 160.5 kPaLeabharlann Baidu则纯甲苯饱和蒸气压为 y3 = _________ 。
6. 某一全回流操作的精馏塔，已知相对挥发度为 2.45，若 x2 = 0.35(mol%)， CO2 的空气与浓度为 3.1210-5 CO2 的水溶液接触， 7. 将含 3 （mol,下同） 操作条件下的平衡关系为 y*=1200x，那么将发生_______过程。 8. 已知某物料在 25℃的平衡曲线。设含水量 X=0.4kg 水/(kg 绝干) 的该物 料与φ = 65% 的空气接触，其 X* = 0.07kg 水/（kg 绝干） 。当空气的φ = 100%时， X* = 0.27 kg 水/（kg 绝干） 。则物料自由水分量为_______________， 结合水分 量为_______________，非结合水分量为___________________。 9. 某过滤机的滤布阻力可以忽略不计，在恒压下过滤τ 秒，得滤液 Vm3；若 在同一压强下继续过滤τ 秒，共得滤液________m3 。 10. 从某矿石焙烧炉出口的含尘气体，依次经过一个降尘室和一个旋风分离 器进行除尘， 气体流量为 1000m3·h-1， 含尘量为 10g·m-3， 此时总除尘效率为 90%， 其中 50%由降尘室除去。 现气体流量增加为 1100 m3·h-1， 降尘室除尘量_______ 。
3. 采用饱和蒸汽加热某一种冷流体，若保持冷流体的进口温度 T1/、加热蒸 汽压力 P 不变，现冷体流量增加，则冷流体出口温度 T2/_______ ，传热速率
______，总传热系数 K_______ ,传热平均温度差△Tm________。
4. 用纯水逆流吸收有害气体，平衡关系为 YA*=1.5XA，若进塔气体浓度为 YA,1=0.1，要求尾气浓度为 YA,2=0.01，拟用液气比 qn,c/qn,B = 2，则出塔溶液浓度 为 XA,1= 5. 。若改变液气比，溶液可能达到的最高浓度为 Pa。 。 在 96 ℃时,苯-甲苯的相对挥发度为 2.44。在此温度下,纯苯的饱和蒸气
持 26.7kPa 的绝压，高位槽液面上方为大气压，管子为Ø76mm×4mm、长 26.6m 的不锈钢管，管壁绝对粗糙度为 0.3mm。管线上有两个全开的闸阀、5 个 90°标 准弯头。45℃氯苯的密度为 1075 kgm-3，粘度为 6.5×10-4 Pa·s。泵的效率为 70%，求泵的轴功率。 附：各局部阻力系数 全开闸阀 90℃标准弯头 摩擦系数计算式 ζ1 = 0.17 ζ2 = 0.75 ε 68 0.23 λ = 0.1( + ) d Re
YA 1.5 X A 。问：
⑴ 该工况下气相总传质单元高度 HOG 为多少？ ⑵ 因法定排放浓度 YA,2=0.002，计划将塔加高，若液气比不变，填料层需 加高多少？
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4（19 分）.某一常压连续精馏塔内对苯-甲苯的混合液进行分离。原料液 组成为 0.35（mol%,下同） ，该物系的平均相对挥发度为 2.5,饱和蒸汽进料。塔 顶采出率为