化工原理试题
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一、单选题（30分，每空2分）
1. 在完全湍流区，流动摩擦阻力损失与成正比。
A. 流速的一次方;
B. 流速的平方;
C. 流速的三次方;
D. 流速的五次方;
2. 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，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;
3. 实际生产中沸腾传热过程应维持在区操作。
A. 自然对流;
B. 强制对流;
C. 膜状沸腾;
D. 核状沸腾;
4. 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;
D. 50;
5．往复泵适用于。
A. 流量要求特别均匀的场合;
B. 介质腐蚀性特别强的场合;
C. 流量较小、扬程较高的场合;
D. 投资较小的场合;
6. 流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为。
A. 1.2m;
B. 0.6m;
C. 2.4m;
D. 4.8m;
7. 二元连续精馏计算中，如进料状态q变化引起x-y图上变化的曲线有。
A. 平衡线和对角线;
B. 平衡线和q线;
C. 操作线和q线;
D. 操作线和平衡线;
8. 热量传递的基本方式是。
A. 恒温传热和稳态变温传热;
B. 导热给热和热交换;
C. 气化、冷凝与冷却;
D. 传导传热、对流传热与辐射传热;
9. 某混合气与溶液接触，已知该物系的平衡方程为y e=1.0 x，当溶液中溶质含量为0.04
（摩尔分率，下同），气相中溶质含量为0.05，该过程为。
A. 吸收;
B. 解吸;
C. 平衡;
D. 无法确定;
10. 在精馏操作中，塔压不变，若塔底温度升高，则x D。
A. 减小;
B. 增大;
C. 不变;
D. 变化不确定;
11. 对于逆流操作的吸收塔，其它条件不变，当吸收剂用量趋于最小用量时，则。
A. 吸收推动力最大；
B. 吸收率最高；
C. 出塔气浓度最低；
D. 吸收液浓度趋于最高;
12. 某精馏塔的理论塔板数为17块（包塔釜）其全塔效率为0.5，则实际的精馏塔中有
块塔板。
A. 34;
B. 32;
C. 9; D: 16
13. 在一定空气状态下，用对流干燥方法干燥湿物料时，能除去的水分为。
A. 结合水分;
B. 非结合水分;
C. 平衡水分;
D. 自由水分;
14. 恒压过滤时，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍，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1.414倍；
D. 增大至原来的1.5 倍;
15. .已知物料的临界自由含水量为0.2kg水/kg绝干物料，空气的干球温度为t，湿球温度
为t w，露点为t d。
现将该物料起始自由含水量X1 = 0.45kg水/kg绝干物料，干燥至自由含水量X2 = 0.1kg水/kg绝干物料，则干燥物料表面温度t m：。
A. t m > t w;
B. t m = t;
C. t m=t d;
D. t m=t w;
二、填空题（15分，每空1分）
1. 流体在管内作层流流动，如流量不变，若仅增大管径，则摩擦系数变，直管
阻力变。
2. 某精馏塔顶操作压强须维持在5.3kPa，若当地气压计的读数为100.6kPa，塔顶真空
表读数应为kPa。
3. 离心泵的调节方法包括与等方法。
4.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。
5. 在长为L，高为H的降尘室中，颗粒的沉降速度为u t，含尘气体通过降尘室的水平
速度为u，则颗粒在降尘室内分离的条件为。
6. 对于水吸收CO2的低浓度系统，如增加温度，对此系统的传质系数K G，如
在水中加碱，对此系统的传质系数K G。
7. 精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数 ，同时蒸馏釜中所需加热蒸
汽消耗量 。
8. 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 ，
x F , R, D 不变，则此时x D ，L/V 。
9. 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔填料增高一些，传质单元数 。
三、简答题（15分，每题3分）
1. 传质过程中，什么时侯气膜阻力控制? 什么时侯液膜阻力控制?
2. 换热器的设计中为何常常采用逆流操作？
3. 简述量纲分析法步骤和目的。
4. 全回流与最小回流比的意义是什么？各有什么用处?
5. 湿空气在进入干燥器之前，为什么常常先进行预热?
四、计算题（90分）
1. (18分) 如图所示，用离心泵从水池将水送至10米高处的水塔，输水流量q v =
0.21m 3/min ，总管路长L = 50m （包括局部阻力的当量长度），管内径约为40 mm ，摩擦系数λ=0.03，问：
(1). 若选用的离心泵的特性方程为 222240v q H -= (q v 单位m 3/min), 证明该泵适用。
(2). 管路情况不变时，此泵正常运转后，管路实际流量为多少？
2.（12分）用一台40个滤框，滤框尺寸为450mm ⨯450mm ⨯25mm 的板框压滤机在恒压
条件下过滤某含CaCO 3的悬浮液。
已知过滤常数q e = 0.0268 m 3/m 2，K = 7.45⨯10-5 m 3/s ，每立方米滤液可形成0.025 m 3滤饼。
试求
(1). 滤框充满滤饼时的过滤时间。
(2). 过滤完后用1/10滤液量的清水洗涤滤饼，求洗涤时间。
3. (15分) 在某套管换热器中用饱和水蒸汽加热苯液，苯在Φ54⨯2mm 的钢管内流动。
120ºC 的饱和水蒸气在环隙冷凝。
苯的进口温度为30ºC ，出口温度为60ºC ，流量为4000kg/h 。
苯和水蒸汽的对流给热系数分别为500w/m 2⋅K 和10000w/m 2⋅K
，忽略管
壁热阻、管内外壁的污垢热阻及热损失。
已知操作条件下苯的热容为1.9kJ/kg K，蒸汽的汽化潜热为2204kJ/kg，试求：
1. 饱和水蒸汽的消耗量；
2. 套管的长度；
4. (15分)用常压干燥器干燥某种湿物料，新鲜空气的温度30℃，湿度0.01kg水/kg绝
干气，预热至120℃后送入干燥器，离开干燥器的废气温度为70℃，干燥产品的流量为600kg/h,进出干燥器的湿物料的含水量分别为10％和2％（均为湿基）。
若干燥过程可视为等焓干燥过程。
试求：（1）水分蒸发量；（2）绝干空气消耗量；
5. (18分)用一精馏塔分离某二元理想混合物，进料量为100kmol/h，其中易挥发组分
的摩尔分数为0.4，进料为饱和蒸气，塔顶采用全凝器且为泡点回流，塔釜用间接蒸汽加热。
已知两组分间的平均相对挥发度为3.0，精馏段操作线方程为y n+1 = 0.75x n + 0.2375, 塔顶产品中易挥发组分的回收率为95%，试求：(1) 操作回流比、塔顶产品中易挥发组分的摩尔分数；(2) 塔底产品的流量和塔底产品中易挥发组分的摩尔分数；(3) 精馏段的气相负荷、提馏段的气相负荷；（4）最小回流比；（5）提馏段操作线方程和q线方程；
6.（12分）在常压下逆流操作的填料吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气体中的溶质组分。
入塔气体流量为47.5 kmol/h（标准状况），入塔气体中溶质的浓度为5%（体积），吸收率为90%，操作条件下的气液平衡关系为Y*=1.5X，液气比L/V=3，试求
(1) 出塔液体浓度X1；
(2) N OG。
