化工原理期末试题-2-答案

化工原理期末试题-2-答案

徐州工程学院试卷

学期课程名称试卷类型考试形式闭卷考试时间 100 分钟命题人年月日教研室主任(签字) 年月日使用班级教学院长(签字) 年月日班级学号姓名

一、单选题（共15题，每题2分，共计30分） 1. 滞流内层越薄，则下列结论正确的是A 近壁面处速度梯度越小 B 流体湍动程度越低 C 流动阻力越小 D 流动阻力越大

2. 判断流体流动类型的准数为____。

A . Re数 B. Nu 数 C . Pr数 D . Gr数

3. 在一水平变径管路中，在小管截面A和大管截面B连接一U形压差计，当流体流过该管

段时，压差计读数R值反映的是 A

A A、B两截面间的压强差

B A、B两截面间的流动阻力

C A、B两截面间动压头变化

D 突然扩大或缩小的局部阻力

4. 离心泵铭牌上标出的流量和压头数值是

A. 最大流量下对应值

B. 操作点对应值

C. 计算值

D. 最高效率点对应值 5. 离心泵在一定管路系统下工作时，压头与被输送液体的密度无关的条件是2u2A Z2-Z1=0 B

Σhf = 0 C

-=0 D p2-p1 = 0 6. 含尘气体，初始温度为30℃，须在进入反应器前除去尘粒并升温到120℃，在流程布置

上宜 A A. 先除尘后升温

B. 先升温后除尘

C. 谁先谁后无所谓

7. 穿过2层平壁的稳态热传导过程，已知各层温差为△t1=100℃, △t2=25℃，则第

一、二层

的热阻R1、R2的关系为_____D______。 A. 无法确定

B. R1 = 0.25R2

C. R1 = R2

D. R1 = 4R2

8. 在蒸汽-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中那种在工程上最有效

A 提高蒸汽流速

B 提高空气流速

C 采用过热蒸汽以提高蒸汽流速

D 在蒸汽一侧管

壁上装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝热。

9. 在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力（以气相组成表示）为 A. Y -Y* B. Y*- Y C. Y -Yi D. Yi - Y

10. 含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作，若进塔气体流量增大，其他

操作条

件不变，则对于气膜控制系统，其出塔气相组成将 A A. 增大 B. 变小 C. 不变 D.

不确定

u12

11. 两组分物系的相对挥发度越小，则表示分离该物系 A. 容易 B. 困难 C. 完全 D. 不完全

12. 用某精馏塔分离两组分溶液，规定产品组成的xD、xW，当进料组成为xF1时，相应回流

比为R1，进料组成为xF2时，相应回流比为R2，若xF1

B. R1 = R2

C. R1 > R2

D. 无法判断

13. 空气温度为td，湿度为Hd，相对湿度为φd的湿空气，经一间接蒸汽加热的预

热器后，

空气的温度为t1，湿度为H1，相对湿度为Φ1，则 B

A. H1＞Hd

B. φd＞φ1

C. H1＜Hd

D. φd＜φ1

14. 利用空气作干燥介质干燥热敏性物料，且干燥处于降速阶段，欲缩短干燥时间，

则可采

用的最有效的措施是 B

A. 提高干燥介质温度

B. 增大干燥面积，减薄物料厚度

C. 降低干燥介质相对湿度

D. 提高空气的流速

15. 关于传热系数K下述说法中错误的是A. 传热过程中总传热系数K实际是个平均值； B. 总传热系数K随着所取的传热面不同而异；

C. 总传热系数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关；

D. 要提高K值，应从降低最大热阻着手；

二、填空题（15空，每空1分，共计15分）

1. 《化工原理》是一门专业基础课，其主要研究化工生产中物理加工过程，按其操作原理

可归纳成若干单元操作。这些单元操作按其理论基础可分为：流体流动过程、热量传递过程、质量传递过程。

2. 当Re 为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ=，在管内呈湍流时，

摩擦系数λ与____Re________、__相对粗糙度______有关。

3. 离心泵允许汽蚀余量Δh

4.

5. 在管壳式换热器中饱和蒸汽加热空气，则

1. 传热管的管壁温度接近温度；

2. 传热总传热系数K将接近对流传热系数。

6. 多层平壁定态导热中，若某层的热阻最小，则该层两侧的温差

7. 吸收操作过程中，若减少吸收剂用量，操作线的斜率将吸收推动力。 8. 最小回流比的定义是 9. 测定空气中水汽分压的方法是测量

三、简答题（共3题，每题5分，共计15分）

1、某球形颗粒在水中按斯托克斯定律沉降，试问在50℃水中的沉降速度和在20℃水中的沉降速度有何不同，为什么？

答：根据颗粒在水中按斯托克斯定律沉降，则沉降公式为

ut=

dp2(ρs-ρ)g

18μ

，因为随着温度升高，

水的粘度将减小，故在50℃水中的沉降速度将大于在20℃水中的沉降速度。

2、亨利定律中E、H、m三者与温度、压力有什么关系？

答：当总压不高时，在一定温度下稀溶液上方气相中的溶质的平衡分压p*A与液相中

溶质的摩尔分数成正比：p*A＝kX,AχA＝kC,ACA，这一关系称为亨利定律。亨利定律适用

于难溶、较难溶的气体(如O2，CO2其液相浓度低)；对于易溶，较易溶的气体，只能用于

液相浓度甚低的情况。

p*A＝kX,AχA＝EχA，p*A为溶质A在气相中的平衡分压，χA为液相中溶质A的摩

尔分数，E为比例系数，称为亨利系数。

p*A＝kC,ACA＝CAH，CA为液相中溶质A的体积摩尔浓度，H为溶解系数。 y＝p*AP＝

EχBP＝mχA，y为溶质A在气相中的摩尔分数，m为相平衡常数。

一般加压和降温可以提高气体的溶解度H，相平衡常数m减小，故加压和降温对吸收

操作有利，反之，升温和减压则有利于脱吸过程，此时亨利系数E增大。

3、换热器中用饱和蒸汽在换热器外管冷凝放热，加热管内流动的空气。总传热系数

接近哪种流体的对流传热系数，壁温接近哪种流体的对流传热系数？忽略污垢和管壁热阻，要..2想增大总传热系数，应增大哪个流体的对流传热系数？

答：对于稳定传热过程：Q＝α1A1(T－Tw)＝λAm(Tw－tw)/b＝α2A2(tw－t)＝

KAΔtm

换热器中用饱和蒸汽在换热器外管冷凝放热，加热管内流动的空气，由于饱和蒸汽一

侧的对流传热系数比空气一侧的大得多，故内壁温度接近于饱和蒸汽的温度。同时，由于

管壁的热阻也很小，故管外壁温度比较接近于内壁温度。

11bA21A2

=++

由K2α2λAmα1A1可知，忽略污垢和管壁热阻，要想增大总传热系数，应增大对流

传

热系数小的那个。

四、计算题（共3题，共计40分）

1、（10分）某干燥器的湿物料处理量为1000kg/h，其湿基含水量为10％，干燥到2％（均为质量分数）。干燥介质为空气，初温20℃，相对湿度40％，经预热器加热到120℃进入干燥器，出干燥器时降温至30℃，相对湿度70％。试求：水分蒸发量和空气消耗量。解：由题意知：

L1＝1000kg/h，ω1＝0.1，ω2＝0.02，t0=20℃，φ0＝40％，t1＝85℃，t2＝30℃，φ2＝70％则：Lc＝L1（1-ω1）＝L2（1-ω2）＝1000×（1-0.1）＝900kg/h＝L2×（1

－0.02）∴ L2＝918.37kg/h