化工基础与原理.docx
- 文档编号:8500444
- 上传时间:2023-01-31
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:176.41KB
化工基础与原理.docx
《化工基础与原理.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《化工基础与原理.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
化工基础与原理
化工原理试卷
班级____________姓名______________学号____________成绩___________
一.计算(69分):
1(20分).每小时将2×104kg、45℃氯苯用泵从反应器A输送到高位槽B(如图所示),管出口处距反应器液面的垂直高度为15m,反应器液面上方维持26.7kPa的绝压,高位槽液面上方为大气压,管子为Ø76mm×4mm、长26.6m的不锈钢管,管壁绝对粗糙度为0.3mm。
管线上有两个全开的闸阀、5个90°标准弯头。
45℃氯苯的密度为1075kgm-3,粘度为6.5×10-4Pa·s。
泵的效率为70%,求泵的轴功率。
附:
各局部阻力系数
全开闸阀ζ1=0.17
90℃标准弯头ζ2=0.75
摩擦系数计算式λ=0.1(
+
)0.23
2(16分).质量流量为7000kg·h-1的常压空气,要求将其由20℃加热到85℃,选用108℃的饱和蒸汽作加热介质。
若水蒸气的对流传热系数为1×104W·(m2·K)-1,空气在平均温度下的物性数据如下:
比热容为1kJ·(kg·K)-1,导热系数为2.85×10-2W(m·K)-1
粘度为1.98×10-5Pa·s,普兰特准数为0.7 。
现有一单程列管式换热器,装有Ø25mm×2.5mm钢管200根,长2m,此换热器能否完成上述传热任务?
3(14分).某厂填料吸收塔,填料高10m,用清水洗去尾气中有害组分。
在正常情况下,测得原料气中含有害组分0.02(比摩尔分数,下同),尾气中含有害组分0.004,吸收液含有害组分0.008。
在工作范围内相平衡关系为
。
问:
⑴该工况下气相总传质单元高度HOG为多少?
⑵因法定排放浓度YA,2=0.002,计划将塔加高,若液气比不变,填料层需加高多少?
4(19分).某一常压连续精馏塔内对苯-甲苯的混合液进行分离。
原料液组成为0.35(mol%,下同),该物系的平均相对挥发度为2.5,饱和蒸汽进料。
塔顶采出率为
,精馏段操作线方程为
,
求:
⑴提馏段操作线方程式;
⑵若塔顶第一块板下降的液相组成为0.7,该板的气相默夫里效率EmV,1
二.选择题(11分):
1.水以2m·s-1的流速在Ø35mm×2.5mm钢管中流动,水的粘度为1×10-3Pa·s,密度为1000kg·m-3,其流动类型为()。
A.层流B.湍流C.无法确定
2.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
3.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.150B.50C.75
4.在精馏塔中每一块塔板上()。
A.只进行传质作用B.只进行传热作用C.同时进行传热传质作用
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.53B.45C.50D.58
6.如左图安装的压差计,当拷克缓慢打开时,压差计中的汞面将()。
A.左低右高B.等高C.左高右低
D.无法确定
7.饱和空气在恒压下冷却,温度由t1降至t2,其相对湿度(),绝对湿度H(),露点td()。
A.增加B.减小C.不变D.无法确定
8.已知物料的临界含水量为0.2kg水/kg绝干物料,空气的干球温度为t,湿球温度为tw,露点为td。
现将该物料自含水量X1=0.45kg水/kg绝干物料,干燥至X2=0.1kg水/kg绝干物料,,则干燥物料表面温度()。
A.﹥twB.=tC.=tdD.=tw
9.设颗粒在stokes区沉降,当含尘气体温度升高后,降尘室的生产能力()。
A.增大B.减小C.不变
三.填空题(20分):
1.某圆形管道外有两层厚度相等的保温材料A和B,温度分布线如右上图(b)中所示,则λA______λB(填“﹥”或“﹤”),将______层材料放在里层时保温效果更好。
2.化工生产中最常用的载热体(加热剂)为,常用的冷却剂为____。
3.采用饱和蒸汽加热某一种冷流体,若保持冷流体的进口温度T1/、加热蒸汽压力P不变,现冷体流量增加,则冷流体出口温度T2/_______,传热速率______,总传热系数K_______,传热平均温度差△Tm________。
4.用纯水逆流吸收有害气体,平衡关系为YA*=1.5XA,若进塔气体浓度为YA,1=0.1,要求尾气浓度为YA,2=0.01,拟用液气比qn,c/qn,B=2,则出塔溶液浓度为XA,1=。
若改变液气比,溶液可能达到的最高浓度为。
5.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160.5kPa,则纯甲苯饱和蒸气压为Pa。
6.某一全回流操作的精馏塔,已知相对挥发度为2.45,若x2=0.35(mol%),y3=_________。
7.将含3(mol,下同)CO2的空气与浓度为3.1210-5CO2的水溶液接触,操作条件下的平衡关系为y*=1200x,那么将发生_______过程。
8.已知某物料在25℃的平衡曲线。
设含水量X=0.4kg水/(kg绝干)的该物料与φ=65%的空气接触,其X*=0.07kg水/(kg绝干)。
当空气的φ=100%时,X*=0.27kg水/(kg绝干)。
则物料自由水分量为_______________,结合水分量为_______________,非结合水分量为___________________。
9.某过滤机的滤布阻力可以忽略不计,在恒压下过滤τ秒,得滤液Vm3;若在同一压强下继续过滤τ秒,共得滤液________m3 。
10.从某矿石焙烧炉出口的含尘气体,依次经过一个降尘室和一个旋风分离器进行除尘,气体流量为1000m3·h-1,含尘量为10g·m-3,此时总除尘效率为90%,其中50%由降尘室除去。
现气体流量增加为1100m3·h-1,降尘室除尘量_______。
(增加、减小、不变、不定)。
11.如图为一干燥速率曲线。
在其它条件
不变情况下,试在图中作出增大空气
相对湿度后的干燥速率曲线。
化工原理试卷答案
一、(20分)计算题:
1.解:
如图,取1-1、2-2界面,以1-1截面为基准面
(2分)
p1=26.7kPa(绝压),z1=0,u10(1分)
p2=101.3kPa(绝压)z2=15m(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
(2分)
(1分)
=1.178m(1分)
=0.4717m(2分)
=23.83m(1分)
Ne=HeqVg=23.835.16810-310759.81=1.30103W(2分)
Na=
(2分)
2.(16分)解:
(2分)
=48.44ºC(2分)
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
K=88.5Wm-2K-1(1分)
(1分)
A实=nd外l=2000.0252=31.42m2(2分)
1.1能完成上述传热任务。
(2分)
3.(14分)解:
(1)
(2分)
(2分)
(2分)
或YA,1=YA,1–mXA,1=0.02–1.50.008=810-3(1分)
YA,2=YA,2–mXA,2=0.004(1分)
(2分)
(2分)
(2分)
(2)其他条件不变,YA,2变,则NOG不变
(2分)
(2分)
H/=HOGNOG=3.614.66=16.82m(1分)
H=16.82–10=6.82m(1分)
4.(19分)解:
(1)
R=3(2分)
xd=0.8(2分)
xw=0.05(2分)
qn,D=0.4100=40kmolh-1(1分)
qn,W=qn,F-qn,D=100–40=60kmolh-1(1分)
qn,V=(R+1)qn,D=(3+1)40=160kmolh-1(1分)
=0
qn,V/=qn,V-qn,F=160–100=60kmolh-1(1分)
qn,L/=qn,L=qn,V-qn,D=160–40=120kmolh-1(1分)
提馏段操作线方程:
=2xm–0.05(2分)
(2)
(2分)
y2=0.750.7+0.2=0.725(1分)
y1=0.8(1分)
(2分)
二、(11分)选择题(每小题各一分)
1.(B)2.(C)3.(A)4.(C)5.(B)
6.(B)7.(C)(B)(C)8.(A)9.(B)
三、(20分)填空题(每个空各一分)
1.,A;2.02.饱和蒸汽,水
3.降低,增大,增大,增大;4.0.045,0.0667;
5.65779;6.0.35;7.吸收
8.0.33kg水/(kg绝干),0.27kg水/(kg绝干),0.13kg水/(kg绝干);
9.
;10.减小;11.
化工原理练习题(流体流动)
一.填空题
1.已知一密闭管路,管的内径为d,管长为L,液体在管内作稳定连续层流流动,流量为Vm.s,总的阻力损失为h。
现将管的内径换成d/2,其它均不改变,此时新管路内的流速为_____m.s,流体流动的总阻力损失为______m。
2.当量直径的定义是d=____________,在套管环间流动的流体,外管的内径是d,内管的外径是d,则当量直径d=_______。
3.孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于:
前者是恒______,变_____;后者是恒_________,变_________。
4.有一段由大管和小管串联的管路,管内液体作连续稳定流动。
大管内径为d,而小管内径为d/2大管内流速为u,则小管内液体的流速为_______。
5.在输送液体的管路中,要使P-P=△P的条件是__________________________________________________。
6如右图所示:
已知:
ρ水=1000kg.m,ρ空气=1.29kg.m,R=51mm,则△p=_____N.m,ξ=___(两测压点A.B间位差不计)
二、.问答题
如图所示:
A.B.C三点在同一水平面上,d=d,d>d,问:
(1)当闸阀关闭时,A.B.C三点处的压强那个大?
哪个小?
或相等?
(2)当阀门打开,高位槽水位稳定不变,A.B.C三截面处的压强、流量、流速哪个大?
哪个小?
或相等?
本题目有题图titu149
三、.计算题
1.某输水管路如图所示,水箱液面保持恒定。
当阀门A全关闭时,压力表读数为177kN.m,阀门全开时,压力表读数为100kN.m。
已知管路采用Φ108×4mm钢管,当阀门全开后,测得由水箱至压力表处的阻力损失为7.5mHo。
问:
全开阀A时水的流量为多少m.h?
(ρ水=1000kg.m,p大=98.1kN.m)
2.(24分)
水平通风管道某处的直径自300mm渐缩至200mm,在锥形接头两端各引出一个测压口与U形压差计相连,以水作指示剂(ρ水=1000kg.m),测得R=40mm(见附图)。
已知1-1'截面处的表压强为1200N.m,当地大气压为101.3kN.m,空气的温度为20℃。
若空气流过锥形管的能量损失忽略不计,试估算管道内空气的体积流量为若干m.h?
化工原理练习题答案
一.填空题
1.4V;16h
2.d=4×流通截面积/浸润周边
d=d-d
3.截面;压差;压差;截面
4.4u
5.管径相等,处于同一水平面,无外加能量。
6.500;1
二.问答题
1.
(1)阀门关闭,水处于静止状态,P=P=P
(2)阀门打开,水稳定流动,有阻力,且d=d=d∴P>P>P
2.(10分)题号:
1312第1章知识点:
123难度:
较难
*****答案*****
(1)p=p=p
(2)①V=V=V
②u=uu>uu>u
③流动流体有阻力,由柏努利方程知:
P>PP>P
P与P的大小由u、u和h→c之值决定
三.计算题
1.(16分)题号:
1404第1章知识点:
320难度:
中等
*****答案*****
定水箱液面为1-1,压力表处为2-2,列柏式:
Z+P/(ρg)+u/(2g)=Z+P/(ρg)+u/(2g)+H
∵Z=P/(ρg)=177×10/(1000×9.807)=18m
∴18+0+0=0+100×10/(1000×9.807)+u/(2g)+7.5
∴u=2.43m.s
∴V=3600π2.43×(0.1)/4=68.67m.h
2.定锥形管细端处为2-2,则
∵P-P=ρ指Rg
即P=P-ρ指Rg=1200-1000×9.807×0.04=807.6N.m(表压)
∵(P-P)×100%/p=(1200-807.6)×100%/(1200+101300)=0.38%<20%
即表示可应用柏努利方程计算
∵Z=Z且∑h=0
∴P/ρ+u/2=P/ρ+u/2
∵P=PM/(RT)
而M=0.21×32+0.79×28=29
P=101300+(1200+807.6)/2=10230N.m=102.3kN.m
∴ρ=(102.3×29)/(8.314×293)=1.22kg.m
则1200/1.22+u/2=807.6/1.22+u/2......
(1)
∵ρ变化很小∴按连续性方程得:
u=u(300/200)=2.25u.......
(2)
(1)、
(2)联解得:
u=12.58m.s
∴V=3600π(0.3)×12.58/4=3200m.h
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 化工 基础 原理