化工原理以往试卷
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一、填空题(20分，每空1分)
1.牛顿粘性定律的数学表达式为 ，牛犊粘性定律适用 型流体。局部阻力的计算方法包括 和 。
.以压头形式表示的实际流体柏努利方程为 ，各项单位为 。
2. 在除去某粒径的颗粒时，若将尘室的高度增加一倍，则沉降时间 ，气流速度 ，生产能力 。
在滞流（层流）区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比。
3.恒压下过滤某悬浮液，若过滤介质阻力忽略不计，恒压过滤方程可表示为
，则获得的滤液量和过滤时间的 次方成正比。
4.进出口温度分别为85℃和40℃的热流体对进口温度为20℃的冷流体进行加热，规定冷流体出口温度不超过40℃，则必须采用 操作。
5.精馏过程设计时，增大操作压强，则相对挥发度 ，塔顶温度 ，塔底温度 （增大，减小，不变，确定）
6.在96 ℃时,苯-甲苯的相对挥发度为2.44。在此温度下,纯苯的饱和蒸气压为160.5
kPa,则纯甲苯饱和蒸气压为 Pa。
7.在二元混合液的精馏中，为达一定分离要求所需理论板数随回流比的增加而 ，当两段操作线的交点落在平衡线上时，所需的理论板数为 理论板，相应的回流比为 。
二、选择题(20分，每空2分)
1.某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，则
(1) 层流时，流动阻力变为原来的 。
A．4倍 B．8倍 C．16倍 D．32倍
(2) 完全湍流(阻力平方区)时，流动阻力变为原来的 。
A．4倍 B．8倍 C．16倍 D．32倍
2.利用水在逆流操作的套管换热过程中冷却某物料，要求热流体温度T1、T2及流量qv1不变，今因冷却水进口温度t1增高，为保证完成生产任务，提高冷却水的流量qv2,其结果 。
A.K增大，Δtm不变；B.Q不变，Δtm下降，K增大；C. Q不变， K增大，Δtm不确定；D. Q增大，Δtm下降。 3. 离心泵原来输送水时的流量为qV，现改用输送密度为水的1.2倍的水溶液，其它物理性质可视为与水相同，管路状况不变，流量 。
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定
4. 装在某设备进口处的真空表读数为-50kPa,出口压力表的读数为100kPa, 此设备进出口之间的绝对压强差为 kPa。
A. 150 B. 50 C. 75
5.某套管换热器由Ø108×4mm和Ø55×2.5mm钢管组成，流体在环隙间流动，其当量直径为 mm。
A. 53 B. 45 C. 50 D. 58
6.冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90C，出口温度为50C，冷水进口温度为15C，出口温度为53C，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的 。
A．5% B．6% C．7% D．8%
7.两组分的相对挥发度 越小，则表示分离该物系越 。
A. 容易； B. 困难； C. 完全； D. 不完全。
8.二元溶液连续精馏计算中进料热状态的变化将引起以下线的变化： 。
A. 平衡线； B. 操作线与q线； C. 平衡线与操作线； D. 平衡线与q线。
9.某套管换热器由Ø108×4mm和Ø55×2.5mm钢管组成，流体在环隙间流动，其当量直径为 mm。
A. 53 B. 45 C. 50 D. 58
三、简答题(10分，每题5分)
1.离心泵工作原理
2.精馏中回流的作用
四、计算题(50分)
1.已知钢管的价格与其直径的1.37次方成正比，现拟将一定体积流量的流体输送一段距离，分别采用两根小直径管道和一根大直径管道输送两种方案，两种方案中管内流速相同，求两种方案所需设备费用之比。（10分）
2.在管长为1m的冷却器中，用水冷却油。已知两流体作并流流动，油由420K冷却到370K，冷却水由285K加热到310K。欲用加长冷却管的办法，使油出口温度降至350K。若在两种情况下油、水的流量、物性、进口温度均不变，冷却器除管长外，其他尺寸也不变。试求加长后的管长。（20分）
3.有苯和甲苯混合物，含苯0.4，流量1000 kmol/h，在一常压精馏塔内进行分离，要求塔顶馏出液中含苯0.9（以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于90%，泡点进料，泡点回流，取回流比为最小回流比的1.5倍，已知相对挥发度α= 2.5。试求
（1）塔顶产品量D；塔底残液量W及组成xW；
（2）回流比R及精馏段操作线方程。（20分）
一、填空题(20分，每空1分)
1. 实际流体与理想流体的主要区别在于 ，实际流体柏努利方程与理想流体柏努利方程的主要区别在于 。
2.离心泵的特性曲线通常包括 曲线、 和 曲线，这些曲线表示在一定 下，输送某种特定的液体时泵的性能
3. 当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为 。测得另一容器内的表压强为1360 mmHg，则其绝对压强为 。
4.恒压过滤，且过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩，当过滤压差增加一倍时，滤液量为原来的 倍。
5.传热的基本方式有 、 和 三种。热传导的基本定律是傅立叶定律，其表达式为 。
6.水在管内作湍流流动，若使流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的
倍；管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原来的 倍。（设条件改变后仍在湍流范围）
7.精馏过程是利用 和 的原理而进行的。精馏设计中，回流比越 ，所需理论板越少，操作能耗 ，随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现 的变化过程。
二、选择题(20分，每题2分)
1.液体在两截面间的管道内流动时, 其流动方向是 。
A. 从位能大的截面流向位能小的截面； B. 从静压能大的截面流向静压能小的截面；
C. 从动能大的截面流向动能小的截面； D. 从总能量大的截面流向总能量小的截面。
2 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 离心泵的调节阀开大时， A 吸入管路阻力损失不变 B 泵出口的压力减小
C 泵入口的真空度减小 D 泵工作点的扬程升高
4.沉降室的生产能力与 有关。
A. 颗粒沉降速度和沉降室高度； B. 沉降面积；
C. 沉降面积和颗粒沉降速度； D. 沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度。
5.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 ，塔顶冷凝器中冷却介质消耗量 ，所需塔径 。
A.增大； B. 减小； C. 不变； D. 不确定。
6. 若仅仅加大精馏塔的回流量，会引起以下的结果是： 。
A．塔顶产品中易挥发组分浓度提高 B．塔底产品中易挥发组分浓度提高
C．提高塔顶产品的产量
7.二元溶液连续精馏计算中进料热状态的变化将引起以下线的变化： 。
A. 平衡线； B. 操作线与q线； C. 平衡线与操作线； D. 平衡线与q线。
五、简答题(10分，每题5分)
1.汽蚀现象
2.旋风分离器工作原理
四、计算题(50分)
1.（20分）用水泵向高位水箱供水（如附图所示），管路流量为150m3/h，泵轴中心线距水池液面和水箱液面的垂直距离分别为2.0m和45m。泵吸入管与排出管分别为内径205mm和内径180mm的钢管。吸入管管长50m（包括吸入管路局部阻力的当量长度），排出管管长200m（包括排出管路局部阻力的当量长度），吸入管和排出管的管壁粗糙度均为0.3mm，水的密度1000 kg/m3，粘度1.0×10-3 Pa﹒s，泵的效率为65%，圆管内湍流摩擦系数用下式计算：
23.0Re681.0d
试求：
（1）吸入管和排出管内的流速、雷诺数各为多少？各属于哪种流112m45mA3322动类型？
（2）泵向单位质量流体所作的功为多少？泵的轴功率？
2.（15分）在一单程逆流列管换热器中用水冷却空气，两流体的进口温度分别为20℃和110℃。在换热器使用的初期，冷却水及空气的出口温度分别为45℃和40℃，使用一年后，由于污垢热阻的影响，在冷热流体的流量和进口温度不变的情况下，冷却水出口温度降至38℃，试求：（1）空气出口温度为多少？（2）总传热系数为原来的多少倍？（3）若使冷却水加大一倍，空气流量及两流体进口温度不变，冷热流体的出口温度各为多少？（水>>空气）
3.（15分）有某平均相对挥发度为3的理想溶液，其中易挥发组分的组成为60%（摩尔百分率，以下同），于泡点下送入精馏塔中，要求馏出液中易挥发组分组成不小于90%，残液中易挥发组分组成不大于2%，试用计算方法求以下各项：
（1） 每获得kmol1馏出液时原料液用量；
（2） 若回流比R为1.5，它相当于最小回流比的若干倍。
一、填空（40分，每空2分）
3.一操作中的常压连续精馏塔分离某混合液。现保持回流液量和进料状况（F、xF、q）不变，而减小塔釜加热蒸汽量，试分析xD 、xW
4. 在二元混合液的精馏中，为达一定分离要求所需理论板数随回流比的增加而 ，当两段操作线的交点落在平衡线上时，所需的理论板数为 理论板，相应的回流比为最小回流比。
