重庆大学 2011级研究生 化工原理试卷

1

一．填空题（20分，每空一分）

1. 流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是;

2. 流体在圆管内作滞流流动时,阻力与流速的次方成比例；作完全湍流时,

则阻力与流速的次方成比例。

3．流量q v增加一倍，孔板流量计压差计读数为原来的倍；转子流量计的环隙面积A0为原来的倍。

4．离心泵在启动前应灌水，否则会发生现象；离心泵的安装高度应低于允许安装高度，否则会发生现象。

5. 和为正位移泵，不能通过出口阀门来调节流量。

6. 非球形颗粒的体积、表面积和比表面积须通过两个参数确定，包括颗粒直径

和。

7．在传热实验中，用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于侧的对流给热系数；因此若强化该传热过程，应从侧着手。

8．对于水吸收CO2的低浓度系统，如在水中加碱，对此系统的k g，

K G。

9. 某精馏塔在操作时，加料热状态由原来的饱和液体进料改为冷液进料，且保持Ｆ，

ｘF，Ｒ，Ｄ不变，则此时塔顶物料浓度ｘD，塔底物料浓度ｘW。

10. 用溶剂S分离A、B液相混合物（A为溶质），二相平衡时萃取相中y A = 0.3,y S

= 0.6;萃余相中x A = 0.15, x S = 0.05,则分配系数k A为，选择性系数

β为。

11. 已知在常压及25℃下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度φ=100%时，平衡含水量x* = 0.02kg水／kg绝干料；相对湿度φ= 40%时, 平衡含水量x* = 0.007 kg水／kg绝干料。现该物料含水量为0.23kg水／kg绝干料, 令其与25℃, φ=40%的空气接触, 则该物料的自由含水量为kg水／kg绝干料, 结合水含量为kg水／kg绝干料。

二．选择题（20分，每题2分）

1. 用一气蚀余量为2m的离心泵输送处于沸腾状态下的塔底液体（p0=p v），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3.5没的上方

B. 高于塔底液面1.5m的上方

C. 低于塔底液面4m的下方

D. 低于塔底液面2 m的下方

2．某液体在内径为d1的直管中作定态流动，平均流速为u1，当它以相同的体积流量通过某内径为d2(d2=d1/2)的直管时，若流动为完全湍流，阻力系数不变，h f2为h f1的倍。

A．4 B．16 C．32 D．8

3. 有一套管式换热器，在内管中空气从20 ºC被加热到50ºC，环隙内有119.6ºC的水蒸汽冷凝，管壁温度接近 ºC。

A. 35

B. 119.6

C. 77.3

D. 50ºC

4. 旋风分离器的分离能力取决于。

A. 气体流速和分离器的直径

B. 气体流速和分离器的高度

C. 气体流速和颗粒密度

D. 气体流速、颗粒密度、分离器的的直径和高度

5. 双层平壁稳定热传导中，若各层壁厚相同，∆t1>∆t1, 则对应的导热系数关系为。

A．λ1 < λ2 B. λ1>λ2 C. λ1 = λ2 D. 不确定

6.二元溶液连续精馏计算中进料热状态的变化将引起以下线的变化( )。

A. 平衡线

B. 操作线与q线

C. 平衡线与操作线

D. 平衡线与q线

7. 萃取操作中，溶剂选用的必要条件是（）。

A. 分配系数k A>1

B. 萃取相含量y A>萃余相含量x A

C. 选择性系数β>1

D. 分配系数k B >1

8. 对于一定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度： ( )。

A. 愈高

B. 愈低

C. 不变

D. 不一定，与其它因素有关

9. 操作中的精馏塔，保持F, q, x D , x W , V’不变， 减小x f ，则（ ）

A ． D 增大，R 减小 B. D 不变，R 增加

C. D 减小，R 增加

D. D 减小，R 不变

10. 等速干燥阶段中，在给定的干燥空气条件下，对于干燥速率的正确判断 是：（ ）

A ．干燥速率随物料种类、质量不同而有差异

B ．干燥速率随物料质量不同而有变化，而与种类不同无关

C ．对不同质量、种类的物料，干燥速率实质上相同

D. 以上都不对

三．简答题 （20分， 每题5分）

1．以流体经过颗粒层的阻力为例，简述数学模型法的步骤和关键。

2．简述气体吸收过程中，有效膜理论的要点。

3．全回流与最小回流比的意义是什么？各有什么用处? 一般适宜回流比为最小回流比的多少倍？

4．某混合液含溶质A 20%，稀释剂80%，拟用纯溶剂S 单级萃取，要求萃余液中A

的含量为10 % （去除S 后，1.00 A x ）

，溶解度曲线如图所示。在操作范围内溶质A 的分配系数k A =1，如何计算每处理100kg 原料液时，所需溶剂用量。（要求将解题过程需要的线和符号在图上画出来，并简答计算步骤，不需量取线段长度计算实际数值）

四．计算题 （共90分）

1．（15分）如图所示，两敞口容器其间液面差6m,底部用管道相连。A 槽底部出口有一直径600mm,长3000m 的管道BC,然后用两根支管分别于下槽相通 (两支管非常接近，且支管出口高度相同)。管CD 与CE 的长度皆为2500m,直径均为250mm 。若已知摩擦系数均为0.04,试求A 槽向下槽的流量。设所有的局部阻力均可略去。

（题1附图）

2. (15分)一板框过滤机用于恒温恒压（25℃\1atm ）条件下一悬浮液过滤。已知滤框容积 450mm * 450mm * 25mm,共30个框。每立方米滤液可形成0.02m 3滤饼，q e = 0.02m 3/m 2, K=6.89⨯10-5 m 2/s 。过滤至滤饼满框后用1/10滤液体积的清水洗涤，洗涤压差与温度同过滤过程。试求：

（1）过滤时间 (s)。

（2）洗涤时间 (s)。提示：洗涤时间：W

w W W W d dq q d dV V ⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=τττ （3）过滤器生产能力 （辅助时间为过滤时间与洗涤时间之和的80%）。

3．(15分) 在某列管换热器中，用130ºC 的饱和水蒸气将某溶液从20ºC 加热到60ºC ，换热器由100根φ25⨯2.5mm 长3m 的钢管组成。溶液以100m 3/h 的流量在管内流动，蒸汽在管外冷凝。已知操作条件下溶液的密度为1200kg/ m 3, 粘度0.955mPa·s ，比热容为3.3kJ/(kg·ºC), 导热系数为0.465W/(m·ºC), 管壁和污垢热阻可忽略不计。

(1) 传热平均温度差、以外表面计的总传热系数；