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化工原理-A---答案(1)

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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/s2. 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*-XB. X -X*C. X i -XD. 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 线二、填空题（共12题，每题3分，共36分）1．某设备的真空表读数为200 mmHg，则它的绝对压强为（560 ）mmHg，另一设备的表压强为50 kPa，则它的绝对压强为（151 ）kPa。

（当地大气压为1.0133×105 Pa）。

2．常温下水的密度为1000 kg/m3，粘度为0.001 Pa·s，在d=100 mm的管内以3 m/s速度流动，其流动类型为（湍流）。

3．通过三层平壁的热传导中，设各层壁面间接触良好，如果测得各层壁面的温度T1、T2、T3、T4分别为500℃、400℃、200℃、100℃，则各层热阻之比为（1:2:1 ）。

4．液体在大容器内沸腾时，随着温度差(t w-t s)的不同，会出现（自然对流）、（核状沸腾）和（膜状沸腾）三种不同的沸腾状态。

5．当以气相的分压差p A - p*A表示吸收推动力时，吸收速率方程可表示为N A=（K G·(p A - p*A) ），其中吸收总阻力1/K G=（1/k G+1/Hk L）。

6．根据双膜理论，吸收过程的总阻力1/K Y =（1/k Y+m/k X）。

7．根据间壁两侧流体温度沿传热面是否有变化，即温度升高或降低，可将传热分为（恒（等）温传热）和（变温传热）。

8．公式Nu=KRe a Pr b Gr c中Re和Gr的物理意义分别表示为（流体的流动状态和湍流程度对对流传热的影响）和（自然对流对对流传热的影响）。

9．流体在一段水平管中流过，测得平均速度为0.5 m/s，压强降为10 Pa，Re 为1000，则管中心线上速度为（ 1 ）m/s，若平均速度增大到1 m/s，则压强降为（20 ）Pa。

10．流体在圆形管道内作层流流动时的摩擦系数与（管壁粗糙度（ε/d））无关，只随（雷诺数（Re）的减小）而增大。

11．液体在两块平板间流动，流速分布如下图所示，从中取出A、B、C三块流体微元。

试分析：（1）各微元上下两平面上所受切应力的方向（绘出图形）；（2）定性指出哪个面上的切应力最大？哪个最小？并阐述原因。

答：A 最大，B 最小，判断依据：du dyτμ=12．简述两相间传质的“双膜理论”的基本论点。

答：（1）当气液两相接触时，两相之间有一个相界面，在相界面两侧分别存在着呈层流流动的稳定膜层；（2）在相界面上气液两相互成平衡，界面上没有传质阻力；（3）在膜层以外的主体内，由于充分的湍动，溶质的浓度基本上是均匀的，即认为主体中没有浓度梯度存在，即浓度梯度全部集中在两个膜层内。

三、计算题（共6题，共40分）1．圆管中流速为轴对称分布，22max 020(r r )u u r =-，u 是距管轴中心为r 处的流速。

若已知r 0=0.03 m ，u max =0.15 m/s ，求通过圆管的流量Q 及断面平均流速。

（6分）解：根据已知条件得流速分布函数为222max 0215(r r )159o u u r r =-=- 由流量公式得2315(15r )2211.95/9AAQ udA rdr cm s π==-=⎰⎰断面平均流速7.5/Qv cm s A==学院： 专业班级： 姓名： 学号：装 订 线2．为将水库中的水引至堤外灌溉，安装了一根直径d 为15 cm 的虹吸管，当不计水头损失时，问通过虹吸管的流量Q 为多少？在虹吸管顶部s 点处的压强为多少？（6分）答：取出口为基准面，列出1-1和2-2能量方程：2300002v g++=++，则7.67/v m s ==通过管道的流量：233.140.157.670.135/4Q v A m s ⨯==⨯= 取水面为基准面，列出1-1和3-3能量方程：2000202s p v g g ρ++=+++，25s pmH O gρ=-49s p kPa =-，则49sv p kPa =。

3．有一套管式换热器，内管为φ108 mm×4 mm 的钢管，内管中有质量流量为2000 kg/h 的热水，从80℃冷却到50℃。

环隙中冷却水从20℃升到40℃。

总传热系数K =2500W/(m 2·℃)。

试求：（1）冷却水用量；（2）并流流动时的平均温度差及所需传热面积；（3）如果逆流操作时所采用的传热面积与并流时的相同，计算冷却水出口温度与消耗量。

（补充条件：热水平均温度时C p 1=4.181 kJ/(kg·℃)；冷水平均温度时C p 2=4.158 kJ/(kg·℃)）（7分）答：解 (1)冷却水用量2m q 计算 热水平均温度 ,./()m p T T T c kJ kg ++====⋅121805065℃ 4181 ℃22冷水平均温度 ,./()m p t t t c kJ kg ++====⋅122204030℃ 4158 ℃22热量衡算()()...m q J h ⨯⨯⨯-=⨯⨯⨯-=⨯338241581040202000418110805025110 ／（2分）/m q kg h =23016（3分）(2) 并流热水 T T =→=1280℃50℃ 冷水t t t t ==→∆=∆=211220406010℃℃℃℃ .ln m t -∆==60102796010℃（2分） 传热面积 ./..m Q A m K t ⨯===∆⨯822511036001002500279（2分）(3) 逆流传热面积为1.00 m 2，则：82.5110/360027.891.002500m Q t A K ⨯∆===⨯ 则：t 2=54.22℃，()()'....m q J h ⨯⨯⨯-=⨯⨯⨯-=⨯33824158105422202000418110805025110 ／，则q ’m2=1764 kg/h4．120 kPa 下操作氨的吸收塔的某截面上，含氨摩尔分数为0.06的气体与氨浓度为 1 kmol·m -3的氨水相遇，已知气相传质系数k G =4×10-9 kmol·m -3·s -1·Pa -2，液相相传质系数k L =1.0×10-4m·s -1，氨水的平衡关系可用亨利定律表示，溶解度系数H=5×10-4 kmol·m -3·Pa -1，试计算：（1）气、液界面上的两相组成；（2）以分压差和摩尔浓度差表示的总推动力、对应的总传质系数和传质速率；（3）气膜与液膜阻力的大小，并判断是气膜控制还是液膜控制。

（7分） 解：（1）气液两相界面上组成相互平衡，即：4510i i i c c p H-==⨯根据气、液相速率方程：()()941012010000.06G i iN k p p p -=-=⨯⨯⨯-()()41.0101L i i N k c c c -=-=⨯-联立，解得：32.38510i p Pa =⨯ 31.19i c kmol m -= （1分） （2）以分压差表示的总推动力：341*12010000.06 5.2010510c p p p p Pa H -∆=-=-=⨯⨯-=⨯⨯（2分） 以摩尔浓度差表示的总推动力：43*51012010000.061 2.6c c c Hp c kmol m --⋅∆=-=-=⨯⨯⨯⨯-=（2分）总传质系数：94411111410510 1.010GGLK k Hk ---=+=+⨯⨯⨯⨯92113.7010G K kmol m s Pa ----=⨯⋅⋅⋅ （1分）学院： 专业班级： 姓名： 学号：装 订167.4110LK m s --=⨯⋅ （1分）传质速率()()9521141012010000.061.9210G i iN k p p p kmol m s Pa-----=-=⨯⨯⨯-=⨯⋅⋅⋅()()2145 1.01011.9010L i i kmol m s N k c c c ----⋅⋅=-=⨯-⨯=（3）气膜阻力98114102.510Gk -=⨯=⨯（1分）液膜阻力44711510 1.010210LHk --=⨯⨯⨯=⨯11G L k Hk >>所以是气膜控制 （1分）5．在列管换热器中用冷水冷却油。

水在直径为φ19 mm×2 mm 的列管内流动。

已知管内水侧对流传热系数为3490 W/(m 2·℃)，管外油侧对流传热系数为258 W/(m 2·℃)。

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11年化工原理试题及答案

11年化工原理试题及答案

化工原理 试 卷（A ）上一． 填空（20分，每空1分）1、 漂流因子是指在单向扩散时因存在_________而使A 的传递速率比________增大的倍数，其值恒 1 。

2、 用填料吸收塔处理低浓度气体混合物，当气体处理量增大，若按比例增大吸收剂的流量（即L/G 不变），则Kya ， H OG , N OG , 吸收率3、已分析测得精馏塔内四股物料的组成为 0.52, 0.71, 0.73, 0.84 , 试找出其对应值 x 5= __________ y 5= _______ x 6= y 6=4、填料塔与板式塔相比较，操作范围 、压降 ；而对于易起泡物系及腐蚀性物系，填料塔则 （不适合，更适合） 5、萃取操作中选择性系数是指 ， B-S 完全不互溶时，选择性系数趋于 。

6、常压25℃下，木炭与空气一水系统的平衡关系为： ф=100%，Х*=0.12； ф=20%，Х*=0.032，现木炭的含水量为0.18，令其与25℃，ф=20%的空气接触,则结合水为 ，非结合水为 ,自由水为 ,平衡水又为 。

二、选择题（20分，每空2分）1. 一个液膜控制的吸收过程，为加大吸收速率，可采取_____和______等措施。

A ．增大气相湍动 B. 增大液相湍动 C.采用物理吸收 D.采用化学吸收2. 在常压塔中用水吸收二氧化碳，ky 和kx 分别为气相和液相传质分系数,Ky 为气相传质总系数,m 为相平衡常数,则_____________。

A.为气膜控制且Ky ≈kyB.为液膜控制且Ky ≈kxC.为气膜控制且Ky ≈kx/mD.为液膜控制且Ky ≈kx/m3. 对于某理想溶液的平衡蒸馏，若维持进料量F 、物料温度t F 、蒸发室压强P 不变，而将物料浓度x F 增加，则气相馏出物组成x D ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽,气相馏出物量D ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

A. 变大B. 变小C. 不变D. 不确定4. 用精馏塔分离某二元混合液，进料量为10 kmol/h , 原料液组成x F 为0.6 ，若要求馏出液组成x D 不小于0.9 , 则最大馏出液量为 ；y 5x 5 y 6x 6A. 6.67 kmol/hB. 6 kmol/hC. 9 kmol/hD. 不确定5. 气液传质的塔板上，液面落差过大将造成和A.气流的不均匀分布B.漏液C.溢流液泛D.液沫夹带6．进行萃取操作时应使：A 分配系数大于1B 分配系数小于1C 选择性系数大于1D 选择性系数小于17. 当空气湿度和温度一定时，相对湿度与总压的关系是。

化工原理--流体力学习题及答案 (1)

化工原理--流体力学习题及答案 (1)

一、单选题1．层流与湍流的本质区别是（）。

DA 湍流流速＞层流流速；B 流道截面大的为湍流，截面小的为层流；C 层流的雷诺数＜湍流的雷诺数；D 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。

2．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。

AA 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。

3．当被测流体的（）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。

DA 真空度；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。

4．当被测流体的绝对压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为真空表。

BA 大于；B 小于；C 等于；D 近似于。

5. 流体在园管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心的最大流速的关系为（）。

BA. Um＝1/2Umax；B. Um＝0.8Umax；C. Um＝3/2Umax。

6. 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( )。

AA. 与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关；B. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关；C. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关。

7.层流底层越薄( )。

CA. 近壁面速度梯度越小；B. 流动阻力越小；C. 流动阻力越大；D. 流体湍动程度越小。

8.层流与湍流的本质区别是：( )。

DA. 湍流流速>层流流速；B. 流道截面大的为湍流，截面小的为层流；C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数；D. 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。

9.在稳定流动系统中，水由粗管连续地流入细管，若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（）倍。

CA. 2；B. 8；C. 4。

10.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（）。

CA. 流动速度大于零；B. 管边不够光滑；C. 流体具有粘性。

11.水在园形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的（）。

AA. 1/4；B. 1/2；C. 2倍。

12．柏努利方程式中的项表示单位质量流体所具有的（）。

化工原理课后习题答案全

化工原理课后习题答案全

化工原理课后习题答案（夏清、贾绍义主编.化工原理.天津大学出版社,2011.） QQ578571918第一章 流体流动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 ，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 ≤ ζ螺解：P 螺 = ρgh ×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762150.307×103 Nζ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×n P 油 ≤ ζ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4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。

已知两吹气管出口的距离H = 1m，U管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820Kg／㎥。

试求当压差计读数R=68mm时，相界面与油层的吹气管出口距离ｈ。

分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1－1´和4－4´为等压面，2－2´和3－3´为等压面，且1－1´和2－2´的压强相等。

根据静力学基本方程列出一个方程组求解解：设插入油层气管的管口距油面高Γh在1－1´与2－2´截面之间P 1 = P2+ ρ水银gR∵P1 = P4，P2= P3且P3 = ρ煤油gΓh ， P4= ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Γh + h）联立这几个方程得到ρ水银gR = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Γh + h）-ρ煤油gΓh 即ρ水银gR =ρ水gH + ρ煤油gh -ρ水gh 带入数据1.0³×10³×1 - 13.6×10³×0.068 = h(1.0×10³-0.82×10³)ｈ= 0.418ｍ5．用本题附图中串联Ｕ管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸气压，Ｕ管压差计的指示液为水银，两Ｕ管间的连接管内充满水。

《化工原理》课程试卷A及答案

《化工原理》课程试卷A及答案

化工原理课程考试试卷A适用专业： 考试日期：试卷所需时间：120分钟 试卷总分：100 分一、填空题（共 15 小题，每空1 分，共40 分）1、精馏分离的依据是_____的差异，要使混合物中的组分得到完全分离，必须进行多次地___________。

2、饱和空气在恒压下冷却，温度由1t 降至2t ，其相对湿度Φ______，绝对湿湿度H____ ,露点_____，湿球温度________。

（填增大、减小或不变） 3、饱和液体进料q=___.饱和蒸汽进料q=_ .蒸汽是液体的3倍的混合进料时q=___ 。

4、单级萃取操作中，料液为F ，若溶剂用量愈大，则混合物的点愈_____ S 点，当达到_______,溶液变为均一相。

5、实验室用水吸收空气中的20C ，基本属于_______控制，其气膜中的浓度梯度___ _____（填大于或小于）液膜中的浓度梯度，气膜阻力___ （填大于或小于）液膜阻力。

6、精馏塔内，气液两相的流动，液体靠_________自上而下地流动，气体靠_ __________自下而上地与液体成逆流流动。

7、全回流时，操作线与_________重合，操作线方程为_______,理论塔板数为__ _______.当回流比减少到___________________称为最小回流比，所需的理论塔板数_________________.适宜的回流比应通过 ____________________确定。

8、所谓气膜控制，即吸收总阻力集中在____ 一侧，而___ 一侧阻力可忽略；如果说吸收质气体是属于难溶气体，则此吸收过程是________控制。

9、双膜理论的三个要点是：（1） （2） （3） 。

10、离开干燥器的湿空气温度2t 比绝热饱和温度__ .目的是_________。

11、溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，曲线以内为__________，曲线以外为________，萃取操作只能在____________内进行。