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西南交通大学2010－2011学年第( 1 )学期期中考试试卷 课程代码 6230710 课程名称 化工原理（制药） 考试时间 120分钟阅卷人： 一、填空题（20分） 1. 20世纪60年代形成的“三传一反”的概念开辟了化学工程发展的新历程,“三传一反”通常指的是 ______ 传递、________传递、________传递和_____________。
2. 某设备上，真空度的读数为100mmHg ，其绝压=______________Pa ，该地区的大气压为750mmHg 。
3. 有一内径为 25 mm 的水管，如管中水的流速为 1.0 m/s ，管中水的流动类型 _____________; 管中水保持层流状态的最大流速 ________________ （水的密度 ρ=1000 kg/m 3 , 粘度 μ= 1 cp ）。
4. P/(ρg)的物理意义是表示流动系统某截面处单位__________流体所具有的静压能,称为_______________。
5. 静止液体中两处压力相等的条件是_______________________________。
6. 在铁、水、软木之间，导热效果最佳的是 ，保温效果最佳的是 。
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____________、_____________有关。
7. 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。
8. 热量传递的方式主要有三种: _____________、______________、________________。
9. 在列管换热器中，蒸汽一般通入______程，压力高的物料则走_______程。
二、选择题（20分）班 级 学 号 姓 名 密封装订线 密封装订线 密封装订线1．一个被测量体系外柱安上一个U型压差计,出现如图情况,说明体系与大气压是（）关系A. 体系＞大气压B. 体系＜大气压C. 体系＝大气压2.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( )A. 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D 与液面高度、U形管粗细有关，与液面高度无关3 层流与湍流的本质区别是：( )。
一、选择题（每题2分，共30分）1、单位时间内流过管道任意截面的流体量称为A.流速B.流线C.流量D.流函数2、柏努利方程式中的疽/2项表示单位质量流体所具有的A.位能B.动能C.静压能D.有效功3、传热系统中各点的温度仅随位置变化而不随时间变化，则这种温度场称为A.非稳态温度场B.稳态温度场C.稳定传热D.非稳定传热4、离心泵的压头又称A.流量B.轴功率C.扬程D.效率5、当离心家内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为A.气体的粘度太小B.气体的密度太小；C.气体比液体更容易其漩涡D.气体破坏了液体的连续性6、流体在圆管内层流流动时，平均速度是最大速度的（）倍。
A.0.5 倍B.0.6 倍C.0.82 倍D.0.8 倍7、流体静力学方程的应用条件为A.静止、连续B.静止、连续、同一流体C.静止、非连续、同一流体D.静止、非连续8、金属的导热系数大都随其温度升高而A.增大B.减小C.不变D.不定9、某设备的真空表读数为100xl03Pa,则它的绝对压强为（）。
当地大气压强为101.33xl03Pa oA.1.2xl03PaB.lxio3PaC.1.3xl03PaD.1.33xl03Pa10、同一•水平变径管道上，细管截面A及粗管截面B与U管压差计相连，当流体流过时压差计测量的是A.A、B两截山|间的总能量损失B.A、B两截面间的动能差C.A、B两截面间的局部阻力D.A、B两截面间的压强差11、层流与湍流的本质区别是A.流速不同B.流通截面积不同；C.雷诺数不同D.滞流无径向运动，湍流有径向运动12、对于非圆形管，当量直径等于（）的流通截面积除以润湿周边。
A.四分之一B.—半C.二倍D.四倍13、空气、水、金属固体的导热系数分别为从、如、M，其大小顺序为A.入1＞入2＞入3B.入1＜入2〈无€\%2＞入3＞%1 。
.入2〈入3〈入114、物体之间发生热传导的动力是什么？A.温度场B.温差C.等温面D.微观粒子运动15、某热力管道采用两种导热系数不同的保温材料进行保温，为了达到较好的保温效果，应将哪种材料放在内层？A.导热系数较大的材料B.导热系数较小的材料C.任选一种即可D.无法确定二、选择题（每题1分，共20分）1、传热的基本方式包括：，和O2、流体在输送过程中的阻力损失主要有和局部阻力两种，其中局部阻力损失的计算方法主要有和o3、不可压缩流体在圆管内作定态流动时，流速与管径的关系为：。
试卷A一、选择题CBBCB ABBDD DDBBB 二、填空题1、 热传导，热对流，热辐射2、 直管阻力，局部阻力系数法，当量直径法3、 u 1/u 2=(d 2/d 1)24、 气缚，电机5、 减小，降低6、 逆流，并流，折流7、 63.0，60.38、 雷诺数（Re ），相对粗糙度（ε/d ），相对粗糙度（ε/d ）9、 α2 三、计算题1、解 ./105=u m s.,.d m d m ==1202 01.()/2212120522⎛⎫==⨯= ⎪⎝⎭d u u m s d22112222ρρ+=+p u p u ..22221221205187522ρ---===p p u u..121875187510001875ρ∆=-==⨯=p p p Pa..187501911911000981ρ∆====⨯p h m mm g 2、解 ()ln ln ln 142341122332111l t t q r r r r r r πλλλ-=++()ln ln ln ..230040185111511454580006585021115π-=++/W m =284.42845014210l Q q l W ==⨯=⨯.kW =1423、解 出水阀全关闭时，压力表读数30. 4kPa （表压）能反映出水槽的水面距出水管的高度h...p h m g ρ⨯===⨯3表3304103110981阀门开启后，压力表读数 .2203=p kPa （表压）从水槽表面至压力表处的管截面列出伯努利方程，以求出水管的流速2u2221++2ρ=∑f p u Z H g g.,.13105水柱==∑=f Z h m H m (23)23203103105298110981⨯=++⨯⨯u./.2323005==u m s d m水的流量..././22333200532363410228 44V q d u m s m h ππ-==⨯⨯=⨯=4、解 (1)确定绝热层的厚度2b温度分布如附图所示。
宜宾学院2010——2011学年度期中《化工原理》试题题号一二三四五总分得分说明：本试题共3页1大题，适用于化学化工系08年级23班。
考试时间：120分钟得分阅卷人一、计算题（本题共20小题，每小题5分）某工业生产过程利用吸收-精馏联合回收流量为4480m3/h（标准状态），丙酮组成为0.26（摩尔分数，以下同）混合气体中丙酮。
吸收过程在为101.32kPa，温度为293K下，用清水吸收混合气体，要求回收率为80%，在该条件下，丙酮在两相间的平衡关系符合亨利定律，溶解度系数为0.465kmol/（m3.kPa）。
气膜吸收分系数K y为2.776×10-5Kmol/(m2.s);液膜吸收分系数K x为3.86×10-3Kmol/(m2.s).取液气比为最小液气比的1.4倍，空塔气速为1.2m/s；填料的比表面积为93m2/m3。
吸收剂加热到为饱和液体进入精馏塔，塔釜用间接蒸汽加热。
已知两组分间的平均相对挥发度为2.0，精馏段操作线方程为y n+1=0.83x n+0.158，塔底产品中易挥发组分的摩尔分率为0.05，塔顶采用全凝器且为泡点回流，冷却水进、出冷凝器的温度分别为20℃和35℃，冷凝器的热损失可略。
水和丙酮的汽化热分别为389KJ/kg和360KJ/kg，冷却水的平均比热容可取4.187KJ/(kg.℃)。
试求：（1）吸收过程的相平衡常数为多少；（2）最小液气比为多少；（3）用水量Kg/h；（4）气相总体积吸收系数K Y a，Kmol（m3.h）；（5）该吸收过程填料塔底吸收剂的最大浓度是多少；（6）填料塔直径为多少；（7）传质单元高度是多少；（8）要求用脱吸因数法求气相总传质单元数N OG；（9）要求用对数平均堆动力法求气相总传质单元数N OG；（10）操作回流比、塔顶产品中易挥发组分的摩尔分率；（11）塔顶产品的流量塔顶产品中易挥发组分的回收率（对精馏而言）；（12）精馏段的气相负荷、提馏段的液相负荷（kmol/h）；（13）实际回流比是最小回流比的多少倍；（14）提馏段操作线方程和q线方程；（15）最小理论板和进料口的位置；（16）塔顶第2块理论板上升蒸汽的组成；（17）若塔顶第2块实际板的液相默弗里板效率为0.6，求塔顶第2块实际板上升蒸汽的组成；（18）全凝器的热负荷Q C和冷凝水消耗量W c；（19）再沸器的热负荷Q B和加热蒸汽消耗量W h；（20）对整个吸收-精馏工艺而言，丙酮回收率为多少。
《化工原理》期中试卷班级 学号 姓名一、选择题（10分，单项选择，每题1分）1、离心泵的安装高度必须限于铭牌所示的允许吸上真空高度以内，否则（ ）A 、烧坏电机；B 、无水压出；C 、产生气缚；D 、产生气蚀。
2、表示间壁两侧两种流体之间换热效率高低的标志是( )。
A 、 导热系数的大小；B 、总传热系数的大小；C 、对流传热分系数的大小3、甘油的导热系数随温度的升高而（ ）A 、 升高；B 、降低；C 、不变。
4、某理想气体在管径不变的管道中流动,若质量流量与操作温度不变,而压力增加一倍,则雷诺准数( )。
A. 增加一倍；B.减小1/2；C.不变；D.增加1/2 。
5、某压力容器安装水封以防止超压。
器中贮有压力为p （表）的气体，为安全起见，水封的高度应为（ ）。
（Pa 为外界大气压，ρ为水的密度）A 、略大于g Pa p ρ-；B 、略小于g Pa p ρ-；C 、略大于g p ρ；D 、略小于gp ρ。
6、水在圆形直管中作滞流流动时，若温度不变，而流速增加一倍，则能量损失（ ）A 、 增加一倍；B 、增加2倍;C 、减少一半；D 、减少一倍7、下列说法正确的是（ ），当操作中不考虑温度差损失时A 、多效蒸发与单效蒸发的生产能力相同；B 、多效蒸发与单效蒸发的生产强度相同；B 、采用多效蒸发可同时提高经济性和生产强度。
8、非均相物系分离的依据为（ ）A 、连续相与分散相具有不同的运动规律；B 、连续相与分散相具有不同的物理性质；C 、操作压力大小不同；D 、连续相与分散相在同一溶剂中的溶解度不同。
9、过滤是分离（ ）的最普遍最有效的单元操作之一。
A 、 乳浊液；B 、悬浮液；C 、含尘气体；D 、含雾气体10、稳定传热的特点是（ ）A 、 任何时间所传递的热量相等；B 、系统内各点的温度只随时间变；C 、 单位时间内传递的热量在任何时刻恒为常数。
二、填空题（每空1分，25分）1、粘度是流体的物理性质之一，其影响因素主要是温度。
2010级《化工原理》试题答案一、填空题（20分）1．化工原理》课程的研究对象是__单元操作_。
它们都是___物理____操作。
2．某设备的真空度为20KPa，当地大气压为100KPa，该设备绝压为__80___KPa。
3．流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是抛物线形曲线。
其管中心处最大流速为平均流速的___2__倍，摩擦系数λ与Re的关系为___64/Re__。
4．为防止___汽蚀_现象发生，必须限制泵的安装高度。
当地大气压越高，泵的允许安装高度越__高__。
5．过滤方程中qe、θe均为__虚拟___量，它们是因为____过滤介质阻力_____而引起的。
6．含尘气体通过长4m、宽3m、高1m的降尘室，颗粒的沉降速度为0.03m/s,则降尘室的最大生产能力为___0.36__m3/s。
7．对流传热阻力主要集中在___滞流层___，所以__增大流速___可加强传热。
8．传热的三种基本方式为__热传导__、对流和__热辐射____。
9．列管换热器主要由_壳体____、封头___管束___和管板等四大部件构成。
10．在蒸发过程中产生的蒸汽称为二次蒸汽，按二次蒸汽的利用情况可将蒸发分为___单效蒸发___ 和__多效蒸发____。
11．在单效蒸发中，每小时将2000kg的某种水溶液从10%连续浓缩到30%，水分的蒸发量为___1333.3___kg/h。
12．单向扩散和双向扩散分别是针对___吸收___模型和___精馏_____模型的，两者相比，前者有__整体流动___，所以扩散通量更__大__一些。
13．吸收是利用混合气体中各组分___溶解度___的差异进行分离的。
升高温度亨利系数E___增大_。
14．某吸收系统气膜吸收系数k G=2.74×10-7kmol/(m2·s·KPa)，液膜吸收系数k l=6.94×10-5m/s，溶解度系数H=1.5 kmol/(m3·KPa)，则气相吸收总系数K G=_2.73×10-7_，该过程属___气膜___控制，被吸收气体为__易溶__气体。
11化工《化工原理》期中测验试卷1．理论板是指。
2．精馏塔中，进料组成应与进料板上的液相组成相同或相近。
用逐板计算法求理论板层数时，当有X n-1>X F且X n< X F，则精馏段理论板层数为n-1块。
3．原料相同，若气化率相同，则平衡蒸馏比简单蒸馏的分离效果 好 。
4．对一定的分离任务和要求，冷液体进料比气液混合物进料所需的理论板层数 少 。
5．全回流时精馏的操作线方程为Y N+1= X N。
6．若苯—甲苯混合物在总压P=200mmHg时泡点温度为45℃，该温度下苯、甲苯的饱和蒸气压分别为240mmHg、80mmHg。
则其相对挥发度α= 3；气液平衡时气相组成y= 0.9 ，液相组成x= 0.75 。
7．常压下将组成为0.6的两组分理想溶液平衡蒸馏，相对挥发度α=2，则气化率为1/3时形成的气相组成为y=0.7068 ，液相组成x=0.5466 。
8．常压连续精馏塔中分离苯—甲苯混合物。
饱和液体进料，X F=0.5(mol% ,以下相同)，相对挥发度α=3,X D =0.9, X W =0.1, R=2。
则精馏段操作线方程为Y N+1=2/3 X N+ 0.3 ，提馏段操作线方程为Y/m+1=4/3 X/m – 1/30 ，全塔最小理论板层数为 3 。
9．常压连续精馏分离一相对挥发度α=3的理想溶液，全回流时测得X1=0.6，X2=0.5，X3=0.4，则用液相表示的单板效率：第2块板为0.375，第3块板为0.4 。
10．苯—甲苯物系初始时含苯40%（摩尔分率）。
已知100℃时苯和甲苯的饱和蒸气压分别为179.2 KPa 、74.3 KPa。
则其在1atm、100℃时气化达到平衡时形成的液气量（摩尔）之比为 D 。
A 0.5017B 0.4634C 0.4356D 0.387911．常压下将摩尔组成为0.6、相对挥发度为3的某理想溶液进行简单蒸馏，当馏出1/3时，馏出液平均组成为。
题 号 一 二 三 四 五 六 总分 评 分 评卷人其值恒其值恒 Kya Kya ，， , 吸收率吸收率吸收率 =、填料塔与板式塔相比较，操作范围 、压降、压降 ；而对于易起泡物系及腐蚀性物系，、萃取操作中选择性系数是指 完全不互溶时，选择性系数趋于完全不互溶时，选择性系数趋于 则结合水为则结合水为 ，非结合水为，非结合水为 ,自由水为自由水为 ,平衡水又为平衡水又为 。
C.C.为气膜控制且为气膜控制且Ky Ky≈≈kx/mD.kx/m D.为液膜控制且为液膜控制且Ky 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. 变大变大变大B. 变小变小C. 不变不变D. 不确定不确定4. 用精馏塔分离某二元混合液，进料量为10 10 kmol/h , 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 , 则最大馏出液量为则最大馏出液量为 ； A. 6.67 kmol/h B. 6 kmol/h C. 9 kmol/h D. 不确定不确定5. 气液传质的塔板上，液面落差过大将造成气液传质的塔板上，液面落差过大将造成 和A.气流的不均匀分布气流的不均匀分布B.漏液漏液C.溢流液泛溢流液泛D.液沫夹带液沫夹带 6．进行萃取操作时应使：．进行萃取操作时应使：A 分配系数大于1 B 分配系数小于1 C 选择性系数大于1 D 选择性系数小于1 7. 当空气湿度和温度一定时，相对湿度与总压的关系是当空气湿度和温度一定时，相对湿度与总压的关系是 。
A,成正比成正比 B ，成反比，成反比 C, 无关无关 D, 不确定不确定三、简答题（每题5分，共10分）1.特殊精馏指的是哪两种？各适用于什么情况？特殊精馏指的是哪两种？各适用于什么情况？2.对于混合液体，什么情况下选择萃取分离，而不选择精馏分离？对于混合液体，什么情况下选择萃取分离，而不选择精馏分离？四、（20分）在一填料吸收塔内用洗油逆流吸收煤气中含苯蒸汽。
新乡学院2010～2011学年度第二学期《化工原理》期中试卷闭卷考试课程所在院系：化学与化工学院适用班级：09化学工程与工艺1×30分）1.某一容器内表压为200mmHg，当地大气压为760 mmHg，则容器内的绝压为 mmHg。
2. 产生离心泵气缚现象的原因是，避免产生气缚的方法有。
3. 从液面恒定的高位槽向常压容器中加水，若将放水管路上的阀门开度开大，则管内水流量将，管路的局部阻力将，直管阻力，管路总阻力。
4.调节离心泵流量最简单灵活的方法是：。
5.调节往复泵流量常用的方法是。
6.在圆形直管中的，若流体的流量增加一倍，则层流时阻力损失为原来的倍，完全湍流时的阻力损失为原来的倍。
7.不可压缩流体在水平变径管路中流动时，在管径缩小的截面处，其流速，压力。
8. 一异径串联管路，小管内径为40mm，大管内径为80mm，水在小管中的流速为2 m /s，则水在大管中的流速。
9.由三支管组成的并联管路，各直管的管径和摩擦系数相等，管长比为1：2：3，则三支管的流量比为。
10. 启动用同一离心泵分别输送密度为ρ1及ρ2=1.2ρ1两种液体，已知两者流量相等，则H e2= H e1，P e2= P e1。
11.离心通风机输送3/2.1mkg=ρ空气时，流量为6000hm/3,全风压为2.4kPa，若用来输送3m/kg4.1'=ρ气体，流量仍为6000hm/3，全风压为 kPa。
12当要求气体的压缩比p2/p1>8时，宜采用压缩。
当各级的压缩比时，所消耗的总理论功最小。
13.在圆形等径直管中的理想流体，由高位流向低位时，则流体的动能，静压能。
14.离心泵安装在送水的特定管路系统中，已知泵的性能：q=0.02m3/s，H=20m;管路性能：q e=0.02m3/s,H e=16m,.则调节阀门的压头损失为 m，其消耗的理论功率为 W.15. 离心泵的泵壳制成，叶轮的叶片制成，在叶轮和泵壳之间装置都有利于动能有效转化为静压能。
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中等职业学校《化工原理》期中考试测试题（一）测试范围：流体流动、流体输送机械、非均相物系分离姓名：学号：一、选择题（本题共有10小题，每小题3分，共30分）1．下列说法正确的是（）。
A．粘性是流体的固有属性之一，只有在流体运动时才表现出来。
B．静止的流体无粘性。
C．粘度是衡量液体粘性的大小的物理量。
D．液体的粘度随温度的升高而增大，气体的粘度则随温度的升高而减小。
2．流体在圆管内滞流流动，若只将管内流体流速提高一倍，管内流体流动形态仍为滞流，则阻力损失为原来的（）倍。
A．2B．2 C．4 D．不能确定3. 滞流内层愈薄，则以下结论正确的是（）。
A．近壁面处速度梯度愈小B．流体湍流程度愈低C．流体阻力愈小D．流动阻力愈大4．在测定离心泵性能时，若将压强表装在调节阀后面，则压强表读数P2将（）。
A．随流量增大而减小B．随流量增大而增大C．随流量增大而基本不变D．随流量增大而先增大后减小5．离心泵的扬程是指（）。
A．实际的升扬高度B．单位重量液体通过泵获得的能量C．泵的吸上高度D．液体进出泵的压强差换成液拄高度6. 离心泵的吸入管路上底阀的作用是（）。
A．阻拦液体中的固体颗粒B．防止启动前充入的液体从泵内漏出C．避免出现汽蚀现象D．维持最低的允许吸上高度7. 往复压缩机的压缩比一般在（）。
A．1~1.5 B．1.15~4 C．＞4 D．不确定8. 有关过滤的叙述，正确的是（）。
A．过滤是悬浮在流体中的微粒被介质截留，所以介质空隙越小，对过滤越有利。
B．工业上常用的过滤介质有：织物介质、堆积介质和滤纸。
C．板框压滤机在过滤完成后必须卸渣进行洗涤。
D．过滤可以在重力下进行，可以在离心力下进行，也可以在真空下进行。
9．关于离心分离因数，下列说法错误的是（）。
A．α值越大，离心力越大B．α是离心机特性的重要因素C．表示离心力场的强度D．为了提高α值，一般增大转鼓半径10．在降尘室中，微粒在介质中的沉降过程为（）过程。
化工原理试题一：填充题（20分）1、牛顿粘性定律_____________，粘度在SI制中的单位是___________。
2、常用测定流量的流量计___________._____________._________________。
3、在流动糸统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随__________而变，不随__________而变，称为稳定流动。
若以上各量既随__________而变，又随__________而变，称为不稳定流动。
4、等边三角形的边长为a，其当量直径为____________________。
5、流体在圆形直管内滞流流动时，其速度分布是_____________ 型曲线，其管中心的最大流速为平均流速的___________ ，縻擦糸数 与e R的关系为______________。
6、离心泵的主要参数有:______,______,______,________.7、离心泵的特性曲线有: _________,_________________,___________________.8、传热一般采用逆流操作，但_________________.________________时采用并流操作。
9、对流传热的热阻主要集中在______________,因此__________________强化对流传热的重要途径。
10、离心泵组合操作的选定原则为：高阻管路选___ ___，低阻管路选____________。
二、选择题：（20分）1、离心泵起动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致超负荷工作，这是因为（）A. Q启动＝0，N启动≈0 ；B. Q启动〉0，N启动〉0；C. Q启动=0，N启动〈02、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3、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. 改变压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4、离心泵的特性曲线是在的情况下测定的。
课程名称：化工原理（
）水的流量及闸阀的当量长度
值，用静力学方程求H 。
在1－1与2－2两截面之间
列柏努利方程式求流速，然后再用连续性方程求流量、用阻力方程求e l 。
形管等压面列静力学方程得；
m
92.651.11000
13600
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读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。
——笛卡尔
鱼我所欲也
[ 先秦] 《孟子》
鱼，我所欲也；熊掌，亦我所欲也。
二者不可得兼，舍鱼而取熊掌者也。
生，亦我所欲也；义，亦我所欲也。
二者不可得兼，舍生而取义者也。
生亦我所欲，所欲有甚于生者，故不为苟得也；死亦我所恶，所恶有甚于死者，故患有所不避也。
如使人之所欲莫甚于生，则凡可以得生者何不用也？使人之所恶莫甚于死者，则凡可以避患者何不为也？由是则生而有不用也，由是则可以避患而有不为也。
是故所欲有甚于生者，所恶有甚于死者。
非独贤者有是心也，人皆有之，贤者能勿丧耳。
一箪食，一豆羹，得之则生，弗得则死。
呼尔而与之，行道之人弗受；蹴尔而与之，乞人不屑也。
万钟则不辨礼义而受之，万钟于我何加焉！为宫室之美，妻妾之奉，所识穷乏者得我与？乡为身死而不受，今为宫室之美为之；乡为身死而不受，今为妻妾之奉为之；乡为身死而不受，今为所识穷乏者得我而为之；是亦不可以已乎？此之谓失其本心。
专业班级姓名学号开课系室化学工程系考试日期2011年6月19日一、填空选择题（1空1分，共30分）1.在t-x-y图中的气液两相共存区内，平衡气液两相温度，但气相组成液相组成，而两相的量可根据来确定。
2.当气液两相组成相同时，则气相露点温度液相泡点温度。
3.在连续精馏塔内，加料板以上的塔段称为，其作用是；加料板以下的塔段（包括加料板）称为，其作用是。
4.在精馏过程中，回流比R的定义式为；对于一定的分离任务来说，当R= 时，所需理论板数为最少，此种操作称为；而R=时，所需理论板数为∞。
5.对于饱和蒸汽进料，则有L'L ，V'V。
A 等于B 小于C 大于D 不确定6.亨利定律三种形式，，。
其中各式中与温度压力都有关系的系数是，此值越小表示溶质越（难，易）溶解于溶剂，此时吸收过程最可能为（气膜、液膜）控制.。
7.吸收塔操作时，若脱吸因数mV/L增加，而气液进口组成不变，则溶质回收率将，而出塔液体浓度将。
A 增加B 减少C 不变D 不定8.某吸收任务的操作液汽比，气体进出口浓度，吸收剂进口温度，操作压力，吸收剂入塔浓度均已确定，若设计时选用性质优良的填料，则。
A 所需传质单元数减少，填料层高度减少B 所需传质单元数不变，填料层高度减少C 所需传质单元数减少，填料层高度不变D 所需传质单元数不变，填料层高度不变9.某低浓度气体吸收塔（相平衡关系Y=mX），逆流操作，用清水吸收混合气中A 组分，若L、V、T、P均不变（K Y a 不变），进口气体的浓度Y b增加，则尾气浓度，吸收率。
A 增加B 减少C 不变D 不定10.传质单元高度主要取决于、、等因素。
11.涡流扩散系数与扩散系数的本质区别在于。
⒓填料的主要特性有，，填料因子，单位堆积体积内的填料数目。
二、问答题（共20分）1.（10分）一操作中的精馏塔，若保持F、x F、q、D不变，增大回流比R，试分析L、V、L’、V’、W、x D、x W的变化趋势。
化工原理期中试题一、填空选择判断题1．产生流体阻力的原因有 、 。
2．流体在管中局部阻力，管中流出 阻力系数ζ0= ，流入管中i ζ=___ 。
3．某流体满足方程式常数=+gpz ρ，则该流体 。
4．圆形直管内，d 一定，操作时若,v s q 增加一倍，则层流时f h 是原值的 倍；高度湍流时f h 是原值的 倍（忽略粗糙度的影响）。
5．当单台泵不能满足管路对较大流量的要求时，宜采用离心泵的 组合操作；当单台泵不能满足管路对压头的要求时，宜采用离心泵的 组合操作。
6．离心泵的流量调节阀安装在离心泵 管路上，关小出口阀门后，离心泵前真空表读数将 。
（变大、变小、不变）7．同一离心泵分别输送密度为1ρ及2ρ的两种流体，已知两者体积流量相等，1ρ=1.22ρ，则扬程H 1= H 2，轴功率N 1= N 2。
8．在流动系统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随_______而变，不随_______而变，称为定态流动。
9．离心泵吸入管路单向底阀的作用是（ ）。
A ．增加液体的静压能；B ．避免出现气蚀现象；C ．维持最低的允许吸上高度；D ．防止启动前充入的液体从泵内漏出；10．局部阻力损失计算式22u h f ζ=中的u 是指标 。
A ．小管中的流速u 1B ．大管中的流速u 2C ．小管中的流速u 1与大管中的流速u 2的平均值（u 1+ u 2）/2D ．与流向有关11．粘度是流体的物理性质之一，则雷诺准数也是流体的物理性质之一。
（ ） 12．转子流量计可以直接读出任何流体的流量。
（ ） 13. 孔板式流量计制造简单，安装方便，缺点是流体能量损失大。
（ ）14. 离心泵铭牌上的参数是泵在扬程最高点下的性能参数。
（）15．并联管路各支管总机械能与能量损失之和相等。
（）16．允许汽蚀余量NPSH是在临界汽蚀余量的基础上再加上0.5 m的安全量。
（）二、问答题1．流体的流动形态有哪几种？如何判断？2．一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损失变为原来的多少倍？3．离心泵的特性曲线H－q与管路的特性曲线H e－q e有何不同？二者的交点代表什么？4．图示管路两端连接两个水槽，管路中装有调节阀门一个。
6. 管路计算中有三种情况，不用试差法的为（A）。
A、已知管径、管长和流体输送量等，求能量损失、外功等B、已知管径、管长和能量损失等，求流速或流量C、已知管长、流量和能量损失等，求管径7. 离心泵的效率η和流量Q的关系为（ B）A.Q增大，η增大B.Q增大，η先增大后减小C.Q增大，η减小D.Q增大，η先减小后增大8．离心泵停止操作时宜（ A ）A.先关出口阀后停电B.先停电后关阀C.先关出口阀或先停电均可D.单级泵先停电，多级泵先关出口阀9．有自吸能力的泵是（ B ）A.离心泵与旋涡泵B.往复泵与旋转泵C.齿轮泵与离心泵D.旋转泵与旋涡泵10．往复泵适用于（C）A.大流量且要求流量特别均匀的场合B.介质腐蚀性特别强的场合C.流量较小，压头较高的场合D.投资较小的场合二、判断题（每小题1.5分，共12分。
）1．除极高压强外，一般液体和气体的密度随压强和温度的变化而变化。
（×）2．在静止、连续的同一液体（密度相同）内，处于同一水平面上的各点的压强相等。
（√）3．在流动体系中，稳态流动是指各截面上流体的流速、压强、密度等有关物理量随位置和时间变化而变化。
（×）4．孔板流量计具有测量范围广、能量损失小、结构简单等特点。
（×）5. 已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m3与998kg/m3，则含硫酸为60%（质量）的硫酸水溶液的密度为1372 kg/m3。
（√）6．离心通风机选择时，当确定风机的类型后，根据以风机进口状态计的实际风量和实验条件下的风压选择合适的机号。
（√）7．旋转泵和旋涡泵可以直接启动无需向泵内灌满液体。
（×）8. 离心泵转数增加一倍，则流量增加一倍、功率增加二倍、扬程增加三倍。
（×）1.某设备的表压强为150kPa ，则它的绝对压强为 251.33kPa ；另一设备的真空度为300mmHg ，则它的绝对压强为 460mmHg 。
（当地大气压为101.33 kPa ）2．流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是抛物线型曲线。
其管中心最大流速为平均流速的__ 2 _倍，摩擦系数λ与Re 关系为__64/Re __。
3．流体作湍流流动时，邻近管壁处存在一_ 层流内层__，雷诺数愈大，湍流程度愈剧烈，则该层厚度 愈薄 。
4.牛顿粘性定律的表达式为_τ = μ du/dy ，该式应用条件为_牛顿型 _流体作层流流动。
5．水力半径的定义式为__r H = 流通截面积/润湿周边长 _，当量直径为__4__倍水力半径。
6．离心泵的泵壳制成蜗壳状，其作用是 减少能量损失和使部分动能转换为静压能 。
7．离心泵的主要特性曲线包括 H-Q 线 、 N-Q 线 和 η-Q 线 三条曲线。
8．离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体，否则将可能发生 气缚 现象。
而当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生 气蚀 现象。
9．离心泵安装在一定管路上，其工作点是指 离心泵特性曲线与管路特性曲线的交点 。
10．离心泵通常采用 出口阀门 调节流量；往复泵采用 旁路 调节流量。
11．离心通风机的全风压是指 静风压与动风压之和 ，它的单位是 Pa 或mmH 2O 柱 。
12．齿轮泵的特点是，适宜于输送 粘稠液体以至膏状物 液体，而不宜于输送 含有固体粒子的悬浮物 。
四、计算题（共45 分。
）1、有一输水系统，敞开的高位槽水面高于地面8m ，水从高位槽底部进入水管流向大气，水管出口高出地面2m 。
输水管为φ108mm ×4mm 管。
已知水流动时的阻力损失可用下式计算：h f =45(u 2/2),其中u 为管内流速。
试求：（1）输水管中的流量；（2）欲使水的流速增加10%，应将高位槽液面增高多少米？（设在两种情况下高位槽液面均恒定。
）（10分） 解:（1）取高位槽水面为1-1截面，水出口管管口为2-2截面，以地面为基准面，则已知：Z 1=8m,Z 2=2m ；u 1=0；P 1=P 2=Pa ；We=0。
=++22111u p g Z ρf h u p g Z ∑+++22222ρ根据题意，有 =g 8)2(452222u u g ++， 得 u=1.60 m/s故 Vs=uA=0.0126m 3/s=45.2m 3/h（2）水的流速增加10%，即u=1.1×1.6=1.76m/s设高位槽液面增加的高度为h,则=+g h )8()2(452222u u g ++得 h=1.26m2．如本题附图所示，在异径水平管段两截面（1-1'、2-2’）连一倒置U 管压差计，压差计读数R =200mm 。
其管内的流体和指示液均为水，压差计上部为空气，设空气和水的密度分别为ρg =1.2 kg/m 3与ρ=1000 kg/m 3，试求两截面间的压强差。
（10分）解：根据流体静力学基本原理，截面a-a'为等压面，则p a =p a '又由流体静力学基本方程式可得 p a =p 1－ρgMp a '=p 2－ρg （M －R ）－ρg gR 联立上三式，并整理得 p 1－p 2=（ρ－ρg ）gR 由于ρg 《ρ，上式可简化为 p 1－p 2≈ρgR所以p1－p 2≈1000×9.81×0.2=1962Pa3、附图为测定离心泵特性曲线的实验装置，实验中已测出如下一组数据：泵进口处真空表读数p 1=2.67×104Pa(真空度)；泵出口处压强表读数p 2=2.55×105Pa(表压)；泵的流量Q =12.5×10－3m 3/s ；功率表测得电动机所消耗功率为6.2kW ；吸入管直径d 1=80mm ；压出管直径d 2=60mm ；两测压点间垂直距离Z 2－Z 1=0.5m ；泵由电动机直接带动，传动效率可视为1，电动机的效率为0.93；实验介质为20℃的清水。
试求：在此流量下泵的压头H 、轴功率N 和效率η。
（12分）解：（1）泵的压头在真空表及压强表所在截面1－1与2－2间列柏努利 方程：=+++H gu g p Z 22111ρf H g u g p Z +++22222ρ式中 Z 2－Z 1=0.5m ； p 1=－2.67×104Pa （表压）， p 2=2.55×105Pa （表压）u 1=()m/s 49.208.0105.12442321=⨯⨯⨯=-ππd Q ，u 2=()m/s 42.406.0105.12442322=⨯⨯⨯=-ππd Q 两测压口间的管路很短，其间阻力损失可忽略不计，故温州大学试卷纸H =0.5+()()81.9249.242.481.910001067.21055.22245⨯-+⨯⨯+⨯=29.88mH 2O （2）泵的轴功率 功率表测得功率为电动机的输入功率，电动机本身消耗一部分功率，其效率为0.93，于是电动机的输出功率（等于泵的轴功率）为： N =6.2×0.93=5.77kW （3）泵的效率===N g QH N N e ρη100077.581.9100088.29105.123⨯⨯⨯⨯⨯- =63.077.566.3=4、用离心泵将20℃的清水以30m 3/h 的流率送至吸收塔的塔顶（表压为4.91×104Pa ），管路出口和水面之间的垂直距离为10m ，管内径为81mm ，直管长度18m ，管路上阀门全开时，所有局部阻力系数之和为13。
泵的特性方程为 H =22.4+5Q -20Q 2（Q 的单位为m 3/min ，下同）；泵的效率为 η =2.5Q -2.1Q 2 ；管路摩擦系数 λ =0.01227+0.7543/Re 0.38 。
试求：（1）泵的理论功率Ne ；（2）泵的最高效率ηmax；（3）因调节泵的出口阀多消耗的功率。
（13分）解：(1)20℃水的密度按ρ=1000kg/m 3；黏度μ=1.005×10-3Pa s 计，则u=(4V/πd 2)1/2=[(4×30/3600)/0.0812π]1/2=1.617 m/sRe=du ρ/μ=0.081×1.617×1000/1.005×10-3=1.303×105λ=0.01227+0.7543/Re 0.38=0.02086∑h f =【(λl/d)+∑ζ】u 2/2=[(0.02086×18/0.081)+13]×1.6172/2=23.06 J/kgWe=∆Z ·g+u 2/2+∆p/ρ+ ∑h f =10×9.81+1.6172/2+49.1×103/1000+ 23.06=171.6 J/kgw s =V ·ρ=30×1000/3600=8.333 kg/s Ne= We ·w s =171.6×8.333=1430 W(2)令效率方程η =2.5Q -2.1Q 2的一阶导数等于0，解得Q=0.5952 m 3/min ，则 ηmax=2.5Q -2.1Q 2=2.5×0.5952-2.1×0.59522=0.744，即74.4%(3)由于Q=30m 3/h=0.5 m 3/min,则H =22.4+5Q -20Q 2=22.4+5×0.5-20×0.52=19.9 m, Ne ′=HQ ρg=19.9×0.5×1000×9.81=1627 W而η =2.5Q -2.1Q 2=2.5×0.5-2.1×0.52=0.725，即72.5% 则 ∆N= (Ne ′- Ne)/η =(1627-1430)/0.725=272 W 。
五．附加题：如本题附图所示，蒸汽锅炉上装置一复式U 形水银测压计，截面2、4间充满水。
已知对某基准面而言各点的标高为z 0=2.1m ， z 2=0.9m ， z 4=2.0m ，z 6=0.7m ，z 7=2.5m 。
试求锅炉内水面上的蒸汽压强。
（10分）温州大学试卷纸解：按静力学原理，同一种静止流体的连通器内、同一水平面上的压强相等，故有p1=p2，p3=p4，p5=p6对水平面1-2而言，p2=p1，即p2=p a+ρi g（z0－z1）对水平面3-4而言，p3=p4= p2－ρg（z4－z2）对水平面5-6有p6=p4+ρi g（z4－z5）锅炉蒸汽压强p=p6－ρg（z7－z6）p=p a+ρi g（z0－z1）+ρi g（z4－z5）－ρg（z4－z2）－ρg（z7－z6）则，蒸汽的表压为p－p a=ρi g（z0－z1+ z4－z5）－ρg（z4－z2+z7－z6）=13600×9.81×(2.1－0.9+2.0－0.7)－1000×9.81×(2.0－0.9+2.5－0.7)=3.05×105Pa=305kPa。
