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咸阳师范学院2008——2009学年度第 二 学期 化工原理 课课程代码 08000024 任课教师 杨连利 适用专业 应用化学 层次 本科 年班级 学号 姓名 考试日期 试---------------------下---------------------装-------------------订-------------------------线----
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咸阳师范学院2008——2009学年度第 二 学期 化工原理 课课程代码 08000024 任课教师 杨连利 适用专业 应用化学 层次 本科 年班级 学号 姓名 考试日期 试---------------------下---------------------装-------------------订-------------------------线---- 第 2 页（共 3 页）
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咸阳师范学院2008—2009 学年度第二学期应用化学专业（本科）06 级化工原理课程试题
参考答案及评分标准
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第10章习题解答 1 在操作条件下，以纯净的氯苯为萃取剂，在单级接触萃取器中，萃取含丙酮的水溶液。丙酮－水－氯苯三元混合液的平衡数据见本题附表。试求： ⑴在直角三角形坐标系下，绘制此三元体系的相图，其中应包括溶解度曲线、联接线和辅助曲线； ⑵若近似地将前五组数据中B与S视为不互溶，试在X－Y直角坐标图上标绘分配曲线； ⑶若丙酮水溶液质量比分数为0.4，并且m B/m S=2.0，在X－Y直角坐标图上求丙酮在萃余相中的浓度； ⑷求当水层中丙酮浓度为45％（质量%，下同）时，水与氯苯的组成以及与该水层成平衡时的氯苯层的组成； ⑸由0.12kg氯苯和0.08kg水所构成的混合液中，尚需加入多少kg丙酮即可成为三元均相混合液； ⑹预处理含丙酮35％的原料液800kg，并要求达到萃取平衡时，萃取相中丙酮浓度为30％，试确定萃取剂（氯苯）的用量； ⑺求条件⑹下的萃取相和萃余相的量，并计算萃余相中丙酮的组成； ⑻若将条件⑹时的萃取相中的溶剂全部回收，求可得萃取液的量及组成。 解：⑴依平衡数据绘出溶解度曲线如附图1-1所示，图中各点代号与数据的对应关系注于附表1-1中。联结互成平衡的两液层组成点得E1R1、E2R2、E2R2……等平衡联结线。 由E1、E2、E3……各点作平行于AB边的直线，再由R1、R2、R3……各点作平行于AS边的
直线，两组线分别相交于点G、H、I、J、K，连接P、G、H、I、J、K即得辅助曲线。 ⑵将前五组数据转换为质量比浓度，其结果列于附表1-2中，并在X－Y直角坐标图上标绘分配曲线，如图1-2。 附表1-2 ⑶由X F=0.4，在图1-2上，自点X F作斜率为－m B/m S=－2.0的直线与分配曲线相交于点T，点T的横坐标即为丙酮在萃余相中的浓度X R=0.25。 图1-1 图1-2 ⑷水层中各组分的浓度 由所绘制的溶解度曲线如图1-3，在AB边上确定组分A的浓度为45％的点F，由点F绘直线FW平行于三角形底边BS，则FW线上各点表示A的组成均为45％。FW与溶解度曲线左侧的交点R，即代表水层中含A为45％的组成点，由图可读得点R组成为(质量％)： x A=45％x B=52.8％x S=2.2％
蒸馏 5、在连续精馏塔中分离由二硫化碳和四氯化碳所组成的混合液。已知原料液流量为4000kg/h ，组成为0.3（二硫化碳质量分数），要求釜液组成不大于0.05，馏出液回收率为88%。试求馏出液的流量和组成，分别以摩尔质量和摩尔分数表示。 解：全塔物料衡算（质量分数表示） W D F Wx Dx Fx W D F +=+= 由题意得：F=4000，x F =0.3，x W =0.5，88.0%100=?=F D D Fx Dx η代入上式得 故 943.01120 3.0400088.0/112028804000/288005.03.0400012.0=??===-===??D Fx x h kg D h kg W W F D D η 下面用摩尔分数表示 h kmol x D /36.14760.9741120D 974.0154/057.076/943.076/943.0=?==+= 18 6 在常压操作的连续精馏塔中分离甲醇0.4与水0.6（均为摩尔分数）溶液，试求以下各种进料状况下的q 值。（1）进料温度为40℃（2）泡点进料（3）饱和蒸汽进料 （1） 查得甲醇汽化潜热1150kJ/kg ，水的汽化热为2300 kJ/kg ，故平均汽化热为： kg /kJ 27.167618 6.0324.01823006.0186.0324.03211504.0r =?+???+?+???= 由题中数据可得x=0.4时，溶液泡点温度为75.3℃，则平均温度为： 65.572403.75=+= m t ℃ 查平均温度下甲醇比热为65kJ/kg·K 溶液平均比热为 K kg kJ ?=?+???+?+???=/35.318 6.0324.01818.46.0186.0324.03265.24.0cp 最后由热状态参数q 定义得： 07.127 .167627.1676)403.75(35.3=+-?=+?=r r t c q p
化工原理第一章习题及答案
第一章流体流动 问题1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件? 答1．假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。 质点是含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由程却要大得多。问题2. 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点? 答2．前者描述同一质点在不同时刻的状态；后者描述空间任意定点的状态。 问题3. 粘性的物理本质是什么? 为什么温度上升, 气体粘度上升, 而液体粘度下降? 答3．分子间的引力和分子的热运动。 通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主；温度上升，热运动加剧，粘度上升。液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。 问题4. 静压强有什么特性? 答4．静压强的特性：①静止流体中任意界面
上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等；③压强各向传递。 问题 5. 图示一玻璃容器内装有水，容器底面积为8×10-3m2，水和容器总重10N。 (1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向)； (2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少？哪一侧的压力大？为什么？ 题5附图题6附图 答5．1）图略，受力箭头垂直于壁面、上小下
大。 2）内部压强p=ρgh=1000×9.81×0.5=4.91kPa ； 外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强4.91kPa 。 因为容器内壁给了流体向下的力，使内部压强大于外部压强。 问题 6. 图示两密闭容器内盛有同种液体，各接一U 形压差计，读数分别为R 1、R 2，两压差计间 用一橡皮管相连接，现将容器A 连同U 形压差计一起向下移动一段距离，试问读数R 1与R 2有何变化？(说明理由) 答6．容器A 的液体势能下降，使它与容器B 的液体势能差减小，从而R 2减小。R 1不变，因为该 U 形管两边同时降低，势能差不变。 问题7. 为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好? 答7．由静力学方程可以导出Δp=H(ρ冷-ρ热)g ，所以H 增加，压差增加，拔风量大。 问题8. 什么叫均匀分布? 什么叫均匀流段? 答8．前者指速度分布大小均匀；后者指速度方向平行、无迁移加速度。 问题9. 伯努利方程的应用条件有哪些?
重庆理工大学2017年攻读硕士学位研究生入学考试试题 学院名称：化学化工学院学科、专业名称：材料化学工程、化学工程考试科目（代码）：化工原理（817）（A卷）（试题共 6 页） 一、单选择题（每空1分，共10分） 1．通常流体粘度μ随温度t的变化规律为（）。 A.t升高、μ减小 B.t升高、μ增大 C. 对液体粘度t升高μ减小，对气体则相反 D. 对液体t升高μ增大，对气体则相反 2．有人希望使管壁光滑些，于是在管道内壁上涂上一层石蜡，倘若输送任务不变，流体流动属层流区，流动的阻力将会（）。 A.变大 B. 变小 C. 不变 D. 阻力的变化取决于流体和石蜡的浸润情况 3．离心泵的调节阀开大时( )。 A. 吸入管路的阻力损失变小 B. 泵出口的压力减少 C. 泵入口处真空度减少 D. 泵工作点的扬程升高 4．要除去气体中含有的5μm~50μm的粒子。除尘效率小于75%，宜选用（）。 A.降尘室 B. 旋风分离器 C. 离心机 D. 电除尘器 5．稳定间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻( ）。 A. 成正比 B. 成反比 C. 没关系 D. 成指数关系6．如果某精馏塔的加料口原在第七块板(自塔顶向下计数)，现操作工自第四块板加入，可能是下列原因中的( )使他这样做。 A. 生产量加大，料液增加了 B. 生产任务减少，料液减少了 C. 料液中过冷液态改为饱和液态 D. 料液中饱和液态改为过冷液态7．提高传质系数以便强化吸收过程，对气膜控制过程，应采用（）。 A. 升高温度，增大总压，减慢气流速度
B. 降低温度，减少总压，增加气流速度 C. 降低温度，增大总压，增加气流速度 D. 升高温度，减少总压，减慢气流速度 8． 对于一定干球温度的空气，当其湿度越大，湿球温度就( )。 A. 越低 B. 越高 C. 不变 D. 不确定 9． 用一定状态的空气（湿球温度为W t ，露点为d t ）干燥某物料。已知物料 的临界含水量为20%（湿基）。现将该物料从初始含水量0.3（干基，下同）干燥至0.23，则此时物料表面温度θ满足( )；若将物料进一步干燥至0.05，则物料表面温度θ满足( )。 A. W t θ> B. W t θ< C. W t θ= D. d t θ> E.d t θ< F. d t θ= 二、填空题（每空1分，共20分） 1. 孔板流量计的流量系数为C 0，文丘里流量计的流量系数为C V ，它们之 间通常为：C 0 C V 。 2. 依靠 实现颗粒沉降的过程称为离心沉降；离心沉降分 离悬浮物系比重力沉降有效的多，这是因为离心力场强度不是常数，它随 和 而变化。 3. 用板框压滤机过滤水悬浮液，当悬浮液的温度提高时，过滤速率 将 ；当悬浮液的浓度提高时，过滤速率将 ；若滤饼不可压缩，当操作压力加倍时，过滤速率将 。 4. 列管换热器中，用饱和水蒸汽加热空气。空气走管内，蒸汽走管间，则 管壁温度接近 的温度，总传热系数接近 的对流传热系数。 5. 吸收操作时，吸收塔总压增加一倍，相平衡常数m 倍， 增加压力对吸收操作 。 6. 表示填料特性的参数有_____________、_____________、 _____________，选择填料时一般要求_____________、_____________、_____________。 7. 在总压101.33 kPa ，温度20℃下(已知20℃下水的饱和蒸汽压为2.334 kPa)，某湿空气的水汽分压为1.603 kPa ，现空气温度保持不变，将总压升高到250 kPa ，则该空气的水汽分压为________。 8. 已知在常压、25℃下水分在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿
化工原理带答案 This manuscript was revised on November 28, 2020
第一章流体力学 1.表压与大气压、绝对压的正确关系是（A）。 A. 表压＝绝对压-大气压 B. 表压＝大气压-绝对压 C. 表压＝绝对压+真空度 2.压力表上显示的压力，即为被测流体的（ B ）。 A. 绝对压 B. 表压 C. 真空度 D. 大气压 3.压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为（ B ）。 A.真空度 B.表压强 C.绝对压强 D.附加 压强 4.设备内的真空度愈高，即说明设备内的绝对压强（ B ）。 A. 愈大 B. 愈小 C. 愈接近大气压 D. 无法确定 5.一密闭容器内的真空度为80kPa,则表压为（ B ）kPa。 A. 80 B. －80 C. 某设备进、出口测压仪表中的读数分别为p1（表压）=1200mmHg和p2（真空度）=700mmHg，当地大气压为750mmHg，则两处的绝对压强差为 （ D ）mmHg。 7.当水面压强为一个工程大气压，水深20m处的绝对压强为 （ B ）。 A. 1个工程大气压 B. 2个工程大气压 C. 3个工程大气压 D. 4个工程大气压
8.某塔高30m，进行水压试验时，离塔底10m高处的压力表的读 数为500kpa，（塔外大气压强为100kpa）。那么塔顶处水的压强（ A ）。 A．403．8kpa B. 698. 1kpa C. 600kpa D. 100kpa 9.在静止的连续的同一液体中，处于同一水平面上各点的压强（ A ） A. 均相等 B. 不相等 C. 不一定相等 10.液体的液封高度的确定是根据( C ). A.连续性方程 B.物料衡算式 C.静力学方程 D.牛顿黏性定律 11.为使U形压差计的灵敏度较高，选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度差 （ρ指-ρ）的值（ B ）。 A. 偏大 B. 偏小 C. 越大越好 12.稳定流动是指流体在流动系统中，任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量（ A ）。 A. 仅随位置变，不随时间变 B. 仅随时间变，不随位置变 C. 既不随时间变，也不随位置变 D. 既随时间变，也随位置变
第一章流体力学 1.表压与大气压、绝对压的正确关系是（A）。 A. 表压＝绝对压-大气压 B. 表压＝大气压-绝对压 C. 表压＝绝对压+真空度 2.压力表上显示的压力，即为被测流体的（B ）。 A. 绝对压 B. 表压 C. 真空度 D. 大气压 3.压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为（B ）。 A.真空度 B.表压强 C.绝对压强 D.附加压强 4.设备内的真空度愈高，即说明设备内的绝对压强（ B ）。 A. 愈大 B. 愈小 C. 愈接近大气压 D. 无法确定 5.一密闭容器内的真空度为80kPa,则表压为（ B ）kPa。 A. 80 B. －80 C. 21.3 D.181.3 6.某设备进、出口测压仪表中的读数分别为p1（表压）=1200mmHg和p2（真空度）=700mmHg，当地大气压为750mmHg，则两处的绝对压强差为（D ）mmHg。 A.500 B.1250 C.1150 D.1900 7.当水面压强为一个工程大气压，水深20m处的绝对压强为（B ）。 A. 1个工程大气压 B. 2个工程大气压 C. 3个工程大气压 D. 4个工程大气压
8.某塔高30m，进行水压试验时，离塔底10m高处的压力表的读数为500kpa，（塔外大气压强为100kpa）。那么塔顶处水的压强（A ）。 A．403．8kpa B. 698. 1kpa C. 600kpa D. 100kpa 9.在静止的连续的同一液体中，处于同一水平面上各点的压强（A ） A. 均相等 B. 不相等 C. 不一定相等 10.液体的液封高度的确定是根据( C ). A.连续性方程 B.物料衡算式 C.静力学方程 D.牛顿黏性定律 11.为使U形压差计的灵敏度较高，选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度差 （ρ指-ρ）的值（ B ）。 A. 偏大 B. 偏小 C. 越大越好 12.稳定流动是指流体在流动系统中，任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量（A ）。 A. 仅随位置变，不随时间变 B. 仅随时间变，不随位置变 C. 既不随时间变，也不随位置变 D. 既随时间变，也随位置变 13.流体在稳定连续流动系统中，单位时间通过任一截面的（ B ）流量都相等。 A. 体积 B. 质量 C. 体积和质量 D.摩尔
第一章流体流动 质点含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由程 却要大得多。 连续性假定假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。 拉格朗日法选定一个流体质点,对其跟踪观察，描述其运动参数(如位移、速度等)与时间的关系。 欧拉法在固定空间位置上观察流体质点的运动情况，如空间各点的速度、压强、密度等，即直接描述各有关运动参数在空间各点的分布情况和随时间的变化。定态流动流场中各点流体的速度u 、压强p不随时间而变化。 轨线与流线轨线是同一流体质点在不同时间的位置连线，是拉格朗日法考察的结果。流线是同一瞬间不同质点在速度方向上的连线，是欧拉法考察的结果。系统与控制体系统是采用拉格朗日法考察流体的。控制体是采用欧拉法考察流体的。 理想流体与实际流体的区别理想流体粘度为零，而实际流体粘度不为零。粘性的物理本质分子间的引力和分子的热运动。通常液体的粘度随温度增 加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主。气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主。 总势能流体的压强能与位能之和。 可压缩流体与不可压缩流体的区别流体的密度是否与压强有关。有关的称为可压缩流体，无关的称为不可压缩流体。 伯努利方程的物理意义流体流动中的位能、压强能、动能之和保持不变。平均流速流体的平均流速是以体积流量相同为原则的。 动能校正因子实际动能之平均值与平均速度之动能的比值。 均匀分布同一横截面上流体速度相同。 均匀流段各流线都是平行的直线并与截面垂直,在定态流动条件下该截面上
的流体没有加速度, 故沿该截面势能分布应服从静力学原理。 层流与湍流的本质区别是否存在流体速度u、压强p的脉动性，即是否存在流体质点的脉动性。 稳定性与定态性稳定性是指系统对外界扰动的反应。定态性是指有关运动参数随时间的变化情况。 边界层流动流体受固体壁面阻滞而造成速度梯度的区域。 边界层分离现象在逆压强梯度下，因外层流体的动量来不及传给边界层，而形成边界层脱体的现象。 雷诺数的物理意义雷诺数是惯性力与粘性力之比。 量纲分析实验研究方法的主要步骤: ①经初步实验列出影响过程的主要因素； ②无量纲化减少变量数并规划实验； ③通过实验数据回归确定参数及变量适用围，确定函数形式。 摩擦系数 层流区,λ与Re成反比，λ与相对粗糙度无关； 一般湍流区，λ随Re增加而递减，同时λ随相对粗糙度增大而增大； 充分湍流区，λ与Re无关,λ随相对粗糙度增大而增大。 完全湍流粗糙管当壁面凸出物低于层流层厚度，体现不出粗糙度过对阻力 损失的影响时，称为水力光滑管。Re很大，λ与Re无关的区域，称为完全湍流粗糙管。同一根实际管子在不同的Re下，既可以是水力光滑管，又可以是完全湍流粗糙管。 局部阻力当量长度把局部阻力损失看作相当于某个长度的直管，该长度即为局部阻力当量长度。 毕托管特点毕托管测量的是流速，通过换算才能获得流量。 驻点压强在驻点处，动能转化成压强(称为动压强)，所以驻点压强是静压强与动压强之和。 孔板流量计的特点恒截面，变压差。结构简单，使用方便，阻力损失较大。转子流量计的特点恒流速，恒压差，变截面。 非牛顿流体的特性 塑性：只有当施加的剪应力大于屈服应力之后流体才开始流动。
………………………………………………………….…………………………….………………………... 试卷编号 4 拟题教研室（或老师）签名应化与化工教研室教研室主任签名………………………………………………………….…………………………….………………………... 课程名称（含档次）化工原理A（一）课程代号0811019 专业化工、轻工、环工、应化层次（本、专）本科考试方式（开、闭卷）闭卷 一、填空题（每空1分，共20分） 1、离心泵的主要部件有如下三部分:______,_____,_______. 2、离心泵起动时，先关闭泵的出口开关的原因是。 3、离心泵采用并联操作的目的是________，串联操作的目的是_____________。 4、某设备的表压强为100kPa，则它的绝对压强为____kPa；另一设备的真空度为 400mmHg，则它的绝对压强为____ kPa。（当地大气压为101.33 kPa） 5、流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数λ与____和____有关；若其作完全湍 流（阻力平方区），则λ仅与____有关。 6、局部阻力的计算方法有____和____。 7、在列管换热器中，蒸汽一般通入程，压力高的物料则走程。 8、孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒______，变_____；后 者是恒_________，变_________。 9、旋风分离器的作用是。 二、选择题（每题1分，共10分） 1、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生( ) A. 气缚现象 B. 汽蚀现象 C. 汽化现象 D. 气浮现象 2、离心泵最常用的调节方法是 ( ) A. 改变吸入管路中阀门开度 B. 改变排出管路中阀门的开度 C. 安置回流支路，改变循环量的大小 D. 车削离心泵的叶轮 3、1、自由沉降的意思是: ( ) A、颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计 B、颗粒开始的降落速度为零，没有附加一个初始速度 C、颗粒在降落的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用 D、颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程 4、助滤剂应具有以下性质： ( ) A、颗粒均匀，柔软，可压缩 B、颗粒均匀，坚硬，不可压缩 C、粒度分布广，坚硬，不可压缩 D、颗粒均匀，可压缩，易变形 5、蒸汽冷凝传热时不凝气体的存在，对冷凝给热系数α的影响是（）。 A. 使α增加 B. 使α降低 C. 无影响 第1页（共3页）
3．在大气压力为101.3kPa 的地区，一操作中的吸收塔内表压为130 kPa 。若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作吸收塔，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时表压的读数应为多少？ 解：KPa .1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 绝表表绝 1-6 为测得某容器内的压力，采用如图所示的U 形压差计，指示液为水银。已知该液体密度为900kg/m 3,h=0.8m,R=0.45m 。试计算容器中液面上方的表压。 解： kPa Pa gm ρgR ρp gh ρgh ρp 53529742.70632.600378 .081.990045.081.9106.133 00==-=??-???=-==+ 1-10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×3.5mm 。已知硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。 解: (1) 大管: mm 476?φ (2) 小管: mm 5.357?φ 质量流量不变 h kg m s /164792= 或: s m d d u u /27.1)50 68 (69.0)( 222112=== 1-11． 如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s 的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg （不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。 解: 以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～
第一章 流体的压力 【1-1】容器 A 中的气体表压为 60kPa ,容器 B 中的气体真空度为 1.2x104 Pa 。试分别 B 二容器中气体的绝对压力为若干帕，该处环境的大气压力等于标准大气压力。 试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。 进、出口的压力差 G =157 —(—12) =157+12 =169kPa 或 i p = 258. 3 -89. 3 =169 kPa 流体的密度 【1-3】正庚烷和正辛烷混合液中，正庚烷的摩尔分数为 的密度。 100k g/ km,o 正辛烷的摩尔质量为 114kg/ km 。I 将摩尔分数换算为质量分数 从附录四查得 20 C 下正庚烷的密度 # =684kg / m 3 ,正辛烷的密度为 骂=703kg / 1 P = = 696kg / m 3 m 0 369 丄 0 631 9 - -- + --- 684 703 【1-4】温度20 C,苯与甲苯按 4:6的体积比进行混合， 求其混合液的密度。 解 20 C 时，苯的密度为 879 kg/m 3，甲苯的密度为 混合液密度 P =8 7 中.0 4 8 667 07.1 k8g / m 【1-5】有一气柜，满装时可装 6000m 3混合气体，已知混合气体各组分的体积分数为 求出A 、 标准大气压力为 101.325k Pa 容器 A 的绝对压力 P A =101.325+60=161.325 kPa 容器 B 的绝对压力 P B =101.325—12=89.325 kPa 【1-2】某设备进、出口的表压分别为 -12kPa 和157kPa ，当地大气压力为 101.3kPa 。 解进口绝对压力 P 进=101.3 -12 =89.3 kPa 出口绝对压力 卩出=101.3 +157 =258.3 kPa 0.4，试求该混合液在 解正庚烷的摩尔质量为 正庚烷的质量分数 0.4X100 正辛烷的质量分数 - =0.369 0.4X100+0.6X114 =1 -0.369=0.631 混合液的密度 867 kg/m 3。
………………………………………………………………………………………………………试卷编号 A 拟题教研室（或教师）签名黄灵芝教研室主任签名……………………………………………………………………………………………………… 长沙理工大学考试试卷………………………………………………………………………………………………………课程名称（含档次）《化工原理A》(一) 课程代号0817000245 专业化工层次（本部、城南）本部考试方式（开、闭卷）闭卷 一、填空题（每空1分，共20分） 1、的黏度随着温度的升高而减小，的黏度随着温度的升高而增大。 2、离心泵在启动前应，否则会发生__ __现象；离心泵的安装高度应允 许安装高度，否则会发生现象。 3、局部阻力的计算方法有和两种方法。 4、实现沉降分离的前提条件是和之间存在密度差，并且有的作用。 5、过滤结束后，若采用置换法洗涤，则洗涤速率与过滤终速之比为；若采 用横穿法洗涤时，则洗涤速率与过滤终速之比为。 6、雷诺实验中，277K的液体粘度为1cp，密度为800kg/m3，在内径为10mm的 管子内作稳定层流时的最大流速为。 7、量纲分析的基本依据是________和_______。 8、对流传热是集和于一体的综合现象，对流传热的热阻主要集 中在，因此，是强化对流传热的主要途径。 二、选择题（每题2分，共10分） 1、用皮托管测得圆形管内层流流动的流体中心流速为10.0 m/s，则管内平均流 速应为m/s。 (A) 10.0；(B) 8.2；(C) 5.0；(D) 2.5。 2、格拉晓夫数Gr反映对对流传热的影响。 (A) 流动类型；(B) 流体物性；(C) 自然对流；(D) 对流放热。 3、同一离心泵分别输送密度ρ1和ρ2两种流体，已知两者体积流量相等，ρ2=0.9ρ1， 则__________。 (A) 扬程H2=0.9H1，轴功率N2=0.9N1；(B) 扬程H2=0.9H1，轴功率N2=N1； (C) 扬程H2=H1，轴功率N2=0.9N1；(D) 扬程H2=H1，轴功率N2=N1。 4、穿过三层平壁的稳定导热过程，已知各层温差为Δt1=40℃，Δt2=35℃，Δt3=5℃ 则第一层的热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的关系为。 (A) R1>( R2+R3)；(B) R1<( R2+R3)；(C) R1=( R2+R3)；(D) 无法比较。 5、恒压过滤时，如介质阻力不计，要求相同时间所得滤液量增大一倍，则过滤 压差需。 (A) 增大至原来的2倍；(B) 增大至原来的4倍； (C) 增大至原来的2倍；(D) 增大至原来的1.5倍。 共 2 页第 1 页
设备内的绝对压强P 绝 = 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa =8.54×103 Pa 设备内的表压强 P 表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa 2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/? 的油品，油面高于罐底 6.9 m ，油面上方为常压。在 罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距 罐底 800 mm ，孔盖用14mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉 材料的工作应力取为39.23×106 Pa k 问至少需要几个 螺钉？ 分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力 即 P 油 ≤ σ螺 解：P 螺 = ρgh ×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762=150.307×103 N σ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×n ,P 油 ≤ σ螺 得 n ≥ 6.23 取 n min= 7 至少需要7个螺钉 3．某流化床反应器上装有两个U 型管压差计，如本题附 图所示。测得R 1 = 400 mm ， R 2 = 50 mm ，指示液为水 银。为防止水银蒸汽向空气中扩散，于右侧的U 型管与大气 连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3 = 50 mm 。试求A ﹑B 两处的表压强。 分析：根据静力学基本原则，对于右边的Ｕ管压差 计，a –a ′为等压面，对于左边的压差计，b –b ′为另一等压面，分别列出两个等压面处的静力学基本 方程求解。 解：设空气的密度为ρg ，其他数据如图所示 a –a ′处 P A + ρg gh 1 = ρ水gR 3 + ρ水银ɡR 2 由于空气的密度相对于水和水银来说很小可以忽略不记
☆ ☆ 密 封 线 内 不 要 答 题 ☆ ☆ 姓 名 学 号 班 级 平顶山工学院2006-2007学年第二学期期末考试 《化工原理》试题（A 卷） 本套试卷共 4 页 一、单项选择题（每题2分，8题共16分） 1、滞流和湍流的本质区别是( )。 A ．湍流流速大于滞流流速 B ．滞流时Re 数小于湍流时Re 数 C ．流道截面大时为湍流，截面小的为滞流 D ．滞流无径向脉动，而湍流有径向脉动 2、水在粗、细两管道内流动，流量相同。粗管内径是细管的两倍，则细 管内水的流速是粗管的（ ）倍。 A. 1 B. 2 C. 3 4. D 3、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生（ ）。 A.气缚现象 B.汽蚀现象 C.汽化现象 D.气浮现象 4、热传递的基本方式是：（ ）、对流、辐射。 A. 传导； B. 传递； C. 放射； D. 流动。 5、物质导热系数的顺序是：（ ）。 A. 金属＞一般固体＞液体＞气体； B ．金属＞液体＞一般固体＞气体； C ．金属＞气体＞液体＞一般固体； D ．金属＞液体＞气体＞一般固体。 6、自由沉降的意思是（ ）。 A ．颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计 B ．颗粒开始的降落速度为零，没有附加一个初始速度 C ．颗粒在降落的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用 D ．颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程 7、降尘室是利用（ ）的作用从气流中分离出尘粒的设备。 A ．重力 B.浮力 C.惯性离心力 D.摩擦力 8、恒压过滤，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时，同一过滤时刻所得滤液量（ ）。 A.增大至原来的2倍 B.增大至原来的4倍 C.增大至原来的3倍 D.增大至原来的1.5倍 二、多项选择题（每题2分，4题共8分） 1、流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数λ与下列那些因素有关（ ）。 A ．雷诺准数；B ．流体粘度；C ．管壁相对粗糙度；D ．管道长度 2、流体在管道内流动，局部阻力的计算方法有（ ）。 A ．阻力系数法；B ．单元数法；C ．对数平均值法；D ．当量长度法 3、换热器传热过程的强化，常采用下列那些方法：（ ）。 A ．增大传热面积S ； B ．增大平均温度差Δt m ； C ．增大总传热系数K ； D ．增大物料的流速 4、下列换热器哪几种属于管壳式换热器（ ）。 A ．固定管板式换热器； B ．浮头式换热器； C ．U 形管换热器； D.螺旋板式换热器
第一章 流体流动 流体的重要性质 1．某气柜的容积为6 000 m 3，若气柜内的表压力为5.5 kPa ，温度为40 ℃。已知各组分气体的体积分数为：H 2 40%、 N 2 20%、CO 32%、CO 2 7%、C H 4 1%，大气压力为 101.3 kPa ，试计算气柜满载时各组分的质量。 解：气柜满载时各气体的总摩尔数 ()mol 4.246245mol 313 314.86000 0.10005.53.101t =???+== RT pV n 各组分的质量： kg 197kg 24.246245%40%4022H t H =??=?=M n m kg 97.1378kg 284.246245%20%2022N t N =??=?=M n m kg 36.2206kg 284.246245%32%32C O t C O =??=?=M n m kg 44.758kg 444.246245%7%722C O t C O =??=?=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144C H t C H =??=?=M n m 2．若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg 混在一起，试求混合油的 密度。设混合油为理想溶液。 解： ()kg 120kg 606021t =+=+=m m m 33 122 1 1 21t m 157.0m 7106083060=??? ? ??+=+ = +=ρρm m V V V 3 3t t m m kg 33.764m kg 157 .0120=== V m ρ 流体静力学 3．已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ，乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？ 解：（1）设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= () kPa 3.65Pa 1020103.8533=?-? （2）真空表读数 真空度=大气压-绝压=() kPa 03.36Pa 103.651033.10133=?-? 4．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔，其中心距罐底1000 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ，问至少需要几个螺钉（大
第一章 3.答案：p= 30.04kPa =0.296atm=3.06mH2O 该压力为表压 常见错误：答成绝压 5.答案：图和推算过程略Δp=(ρHg - ρH2O) g (R1+R2)=228.4kPa 7.已知n=121 d=0.02m u=9 m/s T=313K p = 248.7 × 103 Pa M=29 g/mol 答案：(1) ρ = pM/RT = 2.77 kg/m3 q m =q vρ= n 0.785d2 u ρ =0.942 kg/s (2) q v = n 0.785d2 u = 0.343 m3/s (2) V0/V =(T0p)/(Tp0) = 2.14 q v0 =2.14 q v = 0.734 m3/s 常见错误： （1）n没有计入 （2）p0按照98.7 × 103 pa计算 8. 已知d1=0.05m d2=0.068m q v=3.33×10-3 m3/s （1）q m1= q m2 =q vρ =6.09 kg/s (2) u1= q v1/(0.785d12) =1.70 m/s u2 = q v2/(0.785d22) =0.92 m/s (3) G1 = q m1/(0.785d12) =3105 kg/m2?s G2 = q m2/(0.785d22) =1679 kg/m2?s 常见错误：直径d算错 9. 图略 q v= 0.0167 m3/s d1= 0.2m d2= 0.1m u1= 0.532m/s u2= 2.127m/s (1) 在A、B面之间立柏努利方程，得到p A-p B= 7.02×103 Pa p A-p B=0.5gρH2O +(ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m (2) 在A、B面之间立柏努利方程，得到p A-p B= 2.13×103 Pa p A-p B= (ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m 所以R没有变化 12. 图略 取高位储槽液面为1-1液面，管路出口为2-2截面，以出口为基准水平面 已知q v= 0.00139 m3/s u1= 0 m/s u2 = 1.626 m/s p1= 0(表压) p2= 9.807×103 Pa(表压) 在1-1面和2-2面之间立柏努利方程Δz = 4.37m 注意：答题时出口侧的选择： 为了便于统一，建议选择出口侧为2-2面，u2为管路中流体的流速，不为0，压力为出口容器的压力，不是管路内流体压力
化工原理所有章节试题 及答案 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
一、填空题： 1.（2分）悬浮液属液态非均相物系，其中分散内相是指_____________；分散外相是指______________________________。 ***答案*** 固体微粒，包围在微粒周围的液体 2.（3分）悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_____________三个力的作用。当此三个力的______________时，微粒即作匀速沉降运动。此时微粒相对于流体的运动速度，称为____________ 。 ***答案*** 重力、阻力、浮力代数和为零沉降速度 3.（2分）自由沉降是 ___________________________________ 。 ***答案*** 沉降过程颗粒互不干扰的沉降 4.（2分）当微粒在介质中作自由沉降时，若粒子沉降的Rep相同时，球形度越大的微粒，介质阻力系数越________ 。球形粒子的球形度为_________ 。 ***答案*** 小 1 5.（2分）沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒，在 _________力或__________力的作用下，沿受力方向发生运动而___________ ，从而与流体分离的过程。 ***答案*** 重离心沉积
6.（3分）球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________ 。滞流沉降时，其阻力系数=____________. ***答案*** 粒子所受合力的代数和为零 24/ Rep 7.（2分）降尘宝做成多层的目的是____________________________________ 。 ***答案*** 增大沉降面积，提高生产能力。 8.（3分）气体的净制按操作原理可分为_____________________________________ ___________________.旋风分离器属_________________ 。 ***答案*** 重力沉降、离心沉降、过滤离心沉降 9.（2分）过滤是一种分离悬浮在____________________的操作。 ***答案*** 液体或气体中固体微粒 10.（2分）过滤速率是指___________________________ 。在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐__________ 。 ***答案*** 单位时间内通过单位面积的滤液体积变慢 11.（2分）悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是___________________________ ___________________________________________________。 ***答案*** 在滤饼中形成骨架，使滤渣疏松，孔隙率加大，滤液得以畅流
安徽农业大学2014―2015学年第二学期 《化工原理》试卷（A 卷） 一、选择题（共8题，每题3分，共24分） 1. 直径为φ57 mm×3.5 mm 的细管逐渐扩大到φ108 mm×4.0 mm 的粗管，若流体在细管内的流速为4 m/s ，则在粗管内的流速为（ B ）。 A. 2 m/s B. 1 m/s C. 0.5 m/s D. 0.25 m/s 2. 在阻力平方区，摩擦系数λ（ C ）。 A. 为常数，与ε/d ，Re 均无关 B. 随Re 值加大而减小 C. 与Re 值无关，是ε/d 的函数 D. 是Re 值与ε/d 的函数 3. 通过三层平壁的稳态热传导，各层界面间接触良好，第一层两侧温度为120℃和80℃，第三层外表面温度为40℃，则第一层热阻R 1和第二、三热阻R 2、R 3的大小为（ D ）。 A. R 1>(R 2+R 3) B. R 1<(R 2+R 3) C. 无法确定 D. R 1=(R 2+R 3) 4. 对间壁两侧流体一侧恒温、另一侧变温的传热过程，逆流和并流时△t m 大小为（ C ）。 A. △t m,逆>△t m,并 B. △t m,逆<△t m,并 C. △t m,逆=△t m,并 D. 无法确定 5. 某吸收过程，已知气膜吸收系数k Y =4×10-4 kmol/(m 2·s)，液膜吸收系数k X =8×10-4 kmol/(m 2·s)，由此可判断该过程（ C ）。 A. 气膜控制 B. 液膜控制 C. 判断依据不足 D. 双膜控制 6. 在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力（以液相组成差表示）为（ A ）。 A. X*-X B. X -X* C. X i -X D. X -X i 7. 对流传热速率=系数 推动力，其中推动力是（ B ）。 A. 两流体的温度差 B. 流体温度和壁面温度差 C. 同一流体的温度差 D. 两流体的速度差 8. 流体在长为3 m 、高为2 m 的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为（ C ）。 A. 1.2 m ； B. 0.6 m ； C. 2.4 m ； D. 4.8 m 。 学院： 专业班级： 姓名： 学号： 装 订 线
第二章 流体输送机械 【2-1】某离心泵用15℃的水进行性能实验，水的体积流量为540m 3/h ，泵出口压力表读数为350kPa ，泵入口真空表读数为30kPa 。若压力表与真空表测压截面间的垂直距离为350mm ，吸入管与压出管内径分别为350mm 及310 mm ，试求泵的扬程。 解 水在15℃时./39957kg m ρ=，流量/V q m h =3540 压力表350M p kPa =，真空表30V p kPa =-（表压） 压力表与真空表测压点垂直距离00.35 h m = 管径..12035031d m d m ==， 流速 / ./(.) 122 1 540360015603544V q u m s d ππ == =? . ../.2 2 1212035156199031d u u m s d ???? ==?= ? ????? 扬程 2 2 2102M V p p u u Ηh ρg g --=++ ()(.)(.)....?--?-=++ ??3322 35010301019915603599579812981 ....m =++=0353890078393 水柱 【2-2】原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为1400kg/m 3的水溶液，其他性质可视为与水相同。若管路状况不变，泵前后两个开口容器的液面间的高度不变，试说明：(1)泵的压头（扬程）有无变化；(2)若在泵出口装一压力表，其读数有无变化；(3)泵的轴功率有无变化。 解 (1)液体密度增大，离心泵的压头（扬程）不变。（见教材） (2)液体密度增大，则出口压力表读数将增大。 (3)液体密度ρ增大，则轴功率V q gH P ρη = 将增大。 【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min 时，水的流量为18m 3/h ，扬程为20m(H 2O)。试求：(1)泵的有效功率，水的密度为1000kg/m 3; (2)若将泵的转速调节到1250r/min 时，泵的流量与扬程将变为多少？ 解 (1)已知/,/V q m h H m kg m ρ===33 1820 1000水柱， 有效功率 .e V P q gH W ρ== ???=18 1000981209813600 (2) 转速 /min 11450n r =时流量3118V q m h =／，扬程1220m H O H =柱