西南大学网络教育作业答案化工基础.docx
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西南大学网络教育作业答案化工基础
西南大学网络教育作业答案(化工基础)
第一次作业
参考答案:
1、真空度=绝对压-()。
(大气压)
2、化工基础课程主要研究的“三传一反”指的是动量传递、热量传递、()传递、化工反应器。
(质量)
3、化工生产中具有共同物理变化特点和相同目的的基本操作过程称为()。
(单元操作)
4、气体和液体都具有(),统称为流体。
(流动性)
5、表压是以大气压强为基准()大气压强的数值,由压强表测定读数。
(高出)
6、真空度是以大气压强为基准低于大气压强的数值,由()测定读数。
(真空表)
7、流体的粘性力越大,Re数越小,流体的湍动程度越()。
(弱)
8、流体流动时产生内摩擦力的根本原因是流体具有()。
(粘性)
9、化工管路都是由直管和管件组成,所以流动阻力包括直管阻力和管件的()。
(局部阻力)
10、()是计算圆形直管阻力损失的通用计算式。
(范宁公式)
11、对流传热过程中,流速增大则传热分系数()。
(增大)
12、热流方向总是与温度梯度的方向()。
(相反)
13、要达到分离要求,R=Rmin时,NT=()。
(∞)
14、精馏塔由下而上,气相中轻组分含量()。
(增大)
15、稀溶液在总压不是很高的情况下气-液平衡关系遵守()定律。
(亨利)
16、返混是指不同停留时间的物料之间由不均匀到均匀的过程,其结果是使所用反应器的性能()。
(下降)
17、PFR的空混=(),返混=()。
(0,0)
18、间歇反应器的物料衡算方程式为()。
(反应速率+积累速率=0)
19、空间速度指连续流动反应器中指定状态下的流体入口体积流率与()之比。
(反应器的反应体积)
20、全混流反应器的特点是反应器内反应物料完全()。
(均匀)
第二次作业
1:
[单选题]当系统压力高于大气压时,则( )
A:
绝对压力=大气压+真空度
B:
绝对气压=大气压-真空度
C:
绝对压力=大气压+表压
D:
绝对压力=大气压-表压
参考答案:
C
2:
[单选题]
反应器内流体空间混合的程度越大( )
A:
反应物浓度降低
B:
反应物出口温度降低
C:
反应器内各位置反应物浓度、温度趋于均匀
D:
以上都不是
参考答案:
C
3:
[单选题]过程速率与该过程的推动力
A:
成正比
B:
成反比
C:
相等
D:
无关
参考答案:
A
4:
[单选题]
对于稳定过程,某时间段内系统中积累的物料质量总和( ):
A:
等于0
B:
大于0
C:
小于0
D:
不一定
参考答案:
A
5:
[单选题]
气体状态方程中常数R=0.082(atm•m2/kmol•K),若用kJ/(kmol•K)表示,则R等于( )
A:
8.2
B:
0.0831
C:
8.31
D:
0.082
参考答案:
C
6:
[单选题]10千克力・米等于( )焦耳
A:
10
B:
98.07
C:
9.807
D:
1
参考答案:
B
7:
[单选题]
工程计算中流体流速指的是( )
A:
管中心处流速;
B:
管壁处流速;
C:
整个管截面上平均流速;
D:
截面上任意点的流速
参考答案:
C
8:
[单选题]
柏努利方程是流体流动中的( )定律。
A:
能量守恒
B:
热量守恒
C:
质量守恒
D:
动量守恒
参考答案:
A
9:
[单选题]
定态流动指流体流动空间各点的状态不随( )变化的流动。
A:
温度
B:
压强
C:
时间
D:
流速
参考答案:
C
10:
[单选题]
流体静力学方程反映了静止流体内( )的分布规律。
A:
压强
B:
压力
C:
温度
D:
密度
参考答案:
A
11:
[单选题]
以下雷诺数中表示湍流的雷诺数为( )
A:
5000
B:
3000
C:
1000
D:
500
参考答案:
A
12:
[单选题]
以下雷诺数中表示层流的雷诺数为( )
A:
10000
B:
5000
C:
3000
D:
1000
参考答案:
A
13:
[单选题]
流体平均流速与管截面积( )
A:
成反比
B:
成正比
C:
无关
D:
相等
参考答案:
A
14:
[单选题]
离心泵属于流体输送机械中的( )
A:
喷射式
B:
容积式
C:
叶轮式
D:
以上均不是
参考答案:
C
15:
[单选题]热交换过程中若要增大传热总系数,可采取
A:
降低冷流体流量
B:
降低热流体流量
C:
增大热流体流量
参考答案:
C
16:
[单选题]对流传热过程中流速增大则
A:
传热分系数增大
B:
传热分系数减小
C:
传热分系数不变
参考答案:
A
17:
[单选题]传热过程中传热面上各点的温度不随时间变化则该过程为
A:
稳定过程
B:
不稳定过程
C:
连续过程
D:
以上都不是
参考答案:
A
18:
[单选题]多层平壁稳态导热时,各层( )相等。
A:
传热速率
B:
传热量
C:
传热阻力
D:
温差
参考答案:
A
19:
[单选题]同样进出口温度情况下,( )平均温度差最大。
A:
并流
B:
折流
C:
逆流
D:
其他流形
参考答案:
C
20:
[单选题]理想塔板是指
A:
塔板上气相达相平衡
B:
塔板上液相达相平衡
C:
塔板上液相达相平衡的同时气相也达相平衡
D:
以上都不是
参考答案:
C
21:
[单选题]相对挥发度是
A:
轻组分挥发度除以重组分挥发度
B:
轻组分分压除以重组分分压
C:
轻组分浓度除以重组分浓度
D:
以上都不是
参考答案:
A
22:
[单选题]精馏分离原理是
A:
同一设备内液相多次部分气化
B:
同一设备内气相多次部分冷凝
C:
同一设备内液相多次部分气化同时气相多次部分冷凝
D:
以上都不是
参考答案:
C
23:
[单选题]蒸馏分离的依据是
A:
各组分浓度不同
B:
各组分挥发性不同
C:
各组分定压比热不同
D:
以上都不是
参考答案:
B
24:
[单选题]当过程为连续稳定过程时,则
A:
进料速率不变
B:
出料速率不变
C:
积累速率不变
D:
积累速率为零
参考答案:
D
25:
[单选题]空间时间是:
A:
反应器有效容积除以反应器入口处体积流量
B:
反应器入口处体积流量除以反应器有效容积
C:
反应器有效容积除以反应器内的体积流量
D:
以上都不是
参考答案:
A
第三次作业
1、某设备上真空表读数为100mmHg,试计算设备内的绝对压强与表压强各为多少?
已知该地区大气压强为740mmHg。
1、解:
绝对压强=大气压-真空度=740-100=640mmHg
查附录知1mmHg=133.32Pa
所以绝对压强=640×133.32=8.53×104Pa;
表压强=-真空度=-100mmHg=-1.33×104Pa
2、液体越过平顶堰上的液面高度可以用下列经验式计算:
how=0.48(qv/lw)2/3,式中how为堰上液面高度(单位为英寸,in);qv为液体体积流量,gal/min(加仑/分);lw为堰长,英寸(in)。
试求流量为0.05m3/s的液体越过长度为2米的平顶堰,堰上液面高度为多少米?
2、解:
将已知量的单位换算成经验式中规定的单位:
代入经验式,
3、比重为0.87的甲苯流经内径为100毫米的管道后再经内径为200毫米的管道送入罐内,为稳定流动,甲苯的体积流量为600升每分,求:
甲苯的质量流量和各管的流速。
3、解:
由于甲苯的比重为0.87,故其密度为870kg/m3.
4、用高位槽向反应器加料(如图所示),料液比重为0.90,加料管的内径为98mm,高位槽为恒位槽,反应器内压强40kpa(表压)。
要求加料量为50m3/hr,若料液流动的能量损失为24.53J/kg,试求高位槽的液面应比加料出口高出多少?
4.解:
取高位槽液面为1-1面,管出口处为2-2面,以1-1面为基准面
有:
u1=p1=101325paΣhf=24.53J/kgp2=40000+101325pa
z1=0U=0z2=?
列柏式方程:
5、一定量的液体在圆形直管内做滞流流动。
拖管长及液体物性不变,而管径减至原有的1/2,问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍?
5.解:
∵管径减少后流量不变∴u1A1=u2A2而r1=r2∴A1=4A2∴u2=4u由能量损失计算公式(∑hf=λι/d)×(1/2u)得(∑hf,1=λι/d)×(1/2u1)(∑hf,2=λι/d)×(1/2u2)=(λι/d)×8(u1)=16∑hf,1∴hf2=16hf1
6、某厂用水泵从河边抽水站将河水送至水塔中去(如图所示),水塔水面保持恒定,泵的流量为30m3/hr,输水管内径为96mm,泵的效率为0.65。
输水过程中总的阻力损失为5[m水柱],试求泵所需的轴功Na。
6、解:
在河面(1-1)与水塔液面(2-2)列柏式方程,以(1-1)面为基准水平面:
其中:
z1=0z2=34.5m
u1≈0u2=V/A=1.15m/s
{V=30/3600,A=0.785(0.096)2}
p1=0(表)p2=0(表)Hf=5[m水柱]
代入得:
H=39.57[m水柱]
第四次作业
第四次作业(计算题二)
1、在一个内管外径为160mm的套管式换热器中,将3500kg/hr的热水从100℃冷却到60℃,冷水进出口温度分别为20℃和30℃,基于内管外表面的传热总系数K为2.33kw/m2.K,冷却水走内管,热损失不计,试求:
1.冷却水的用量;2.两流体逆流时管子的长度。
设Cp水=4.18kJ/kg•K
解:
1.因Cph=Cpc故:
2.100℃60℃Δt1/Δt2=1.75<2
30℃20℃Δtm=(70+40)/2=55℃
Δt1=70℃Δt2=40℃
据总传热方程:
Q=KAΔtm
有:
2、蒸气冷凝器的传热面积为5m2,酒精蒸气冷凝温度78℃,冷凝热为845kJ/kg,冷凝水初温为20℃,终温为35℃。
若K=800w/m2.K,问此冷凝器能否冷凝350kg/hr的酒精蒸气?
解:
故能够。
3、连续精馏操作中,原料液于泡点送入塔中,已知操作线方程如下:
精馏段:
y=0.75x+0.24
提馏段:
y=1.32x-0.016
试求原料液,馏出液及釜液的组成和回馏比。
解:
精馏段:
y=0.75x+0.24
(1)
提馏段:
y=1.32x-0.016
(2)
由R/(R+1)=0.75解得R=3
由xD/R+1=0.24解得xD=0.96
将y=x与
(2)联解得xW=0.05
将
(1)
(2)联解,得xF=0.44
4、有一相对挥发度为2.00的理想双组分溶液用精馏分离,塔内上升的蒸气量为180kmol/hr,塔顶产品量为60kmol/hr,泡点进料,xD=0.95,试求离开第二块理论塔板的液相组成x2
解:
α=2.00V=180.0kmol/hrD=60.0kmol/hr
L=V–D=120.0kmol/hrR=L/D=120/60=2
精馏段操作线方程:
即有:
y=0.667x+0.317
(1)
气液相平衡关系:
(2)
由xD=y1=0.95代
(2)得x1=0.904
将x1=0.904代
(1)得y2=0.920
将y2=0.920代
(2)得x2=0.852
5、有液相反应
2AB+C(-rA)=0.2CA2
反应器入口处的流量V0=2.0(l/s),CA0=2.0(mol/l)
出口处的转化率为xAf=0.6,试求用PFR进行反应所需的VR。
解:
由于反应为二级反应,故:
6、今有液相反应
2AB+C(-rA)=0.2CA2
反应器入口处的流量V0=2.0(l/s),CA0=2.0(mol/l)
出口处的转化率为xAf=0.6,试求用CSTR进行反应所需的VR。
解:
由于反应是二级反应,故:
7、某一级反应在均相、等温、恒容的条件下进行,试比较在PFR中转化率为80%所需的空时比转化率为50%所需的空时大多少倍?
(设其余条件不变)
解:
可根据PFR一级反应空时的公式计算比较。
下标1、2分别表转化率为80%和50%
(1)
(2)
两式相比:
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