化工原理考试题及答案V

化工原理考试题及答案

姓名____________班级____________学号_____________成绩______________

一、填空题：

1.（2分） 题号1151 第1章 知识点 200 难度 容易

圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得中的体积流量为0.022m.s,质量流量为_________,平均流速为_______。

***答案***

22kg.s. 2.8m.s

2.（3分） 题号2015 第2章 知识点 100 难度 容易

气体输送设备有:________,_________,___________.

***答案***

通风机; 鼓风机; 压缩机

3.（3分） 题号2001 第2章 知识点 100 难度 容易

某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为He=19m水柱,输水量为0.0079m.s,则泵的有效功率为________.

***答案***

1472w

4.（2分） 题号2031 第2章 知识点 100 难度 中等

泵铭牌上的轴功率和允许吸上真空高度是指＿＿＿＿＿＿时的数值。

***答案***

效率最大

5.（2分） 题号3026 第3章 知识点 100 难度 容易

在液一固分离过程，为了增大沉降速度Ut，必须使液体的温度_______ 。

***答案***

升高

6.（4分） 题号4026 第4章 知识点 300 难度 容易

间壁传热的总传热速率方程为_______.某换热过程中,要求 q=30 kw, K=555(w.m.K),△t=25K,则传热面积为______.

***答案***

q=K×A×△t 2.16m

7.（4分） 题号4027 第4章 知识点 300 难度 容易

间壁传热的总传热速率方程为_______.某换热过程中,要求 q=30 kw, K=555(w.m.K),△t=30K,则传热面积为______.

***答案***

q=K×A×△t 1.80m

8.（3分） 题号6116 第6章 知识点 500 难度 中等

精馏塔不正常的操作有：_______________________________________

______________________。

***答案***

液泛、严重漏液、严重液沫夹带

9.（2分） 题号8002 第8章 知识点 100 难度 容易

干燥这一单元操作，既属于传热过程，又属______________。

***答案***

传质过程

二、选择题：

1.（2分） 题号1186 第1章 知识点 100 难度 容易

某离心泵入口处真空表的读数为200mmHg,当地大气压为101kPa,则泵入口处的绝对压强为（ ）。

A. 74.3kPa B. 101kPa C. 127.6kPa

***答案***

A

2.（2分） 题号2071 第2章 知识点 100 难度 容易

离心泵的性能曲线中的H－－Q线是在( )情况下测定的。

A. 效率一定； B. 功率一定；

C. 转速一定； D. 管路（ｌ＋∑ｌ）一定。

***答案***

C.

3.（2分） 题号3035 第3章 知识点 500 难度 容易

分离效率最高的气体净制设备是（ ）。

A. 袋滤器； B. 文丘里除尘器； C. 泡沫除尘器

***答案***

A

4.（2分） 题号5037 第5章 知识点 200 难度 容易

标准式蒸发器适用于（ ）的溶液的蒸发。

A. 易于结晶； B. 粘度较大及易结垢； C. 粘度较小

***答案***

C

5.（2分） 题号5032 第5章 知识点 300 难度 容易

在单效蒸发中，从溶液中蒸发1kg水，通常都需要（ ）1kg的加热蒸汽。

A. 等于； B. 小于； C. 不少于

***答案***

C

6.（2分） 题号5027 第5章 知识点 100 难度 容易

自然蒸发是溶液中的溶剂在（ ）沸点下汽化。

A. 等于 ； B. 低于 ； C. 高于

***答案***

B

7.（2分） 题号5034 第5章 知识点 100 难度 中等

提高蒸发器生产强度的主要途径是增大（ ）。

A. 传热温度差； B. 加热蒸汽压力；

C. 传热系数； D. 传热面积；

***答案***

C

8.（2分） 题号8136 第8章 知识点 100 难度 容易

在下列哪些线上露点温度相等( )

A. 等相对湿度线 B. 等热焓线

C. 等湿度线 D. 绝热冷却线

***答案***

C

三、判断题：

1.（2分） 题号4157 第4章 知识点 200 难度 容易

流体流动时，滞流内层的粘度是对流传热的主要控制因素。（ ）

***答案***

×

2.（2分） 题号5075 第5章 知识点 400 难度 容易

并流加料的多效蒸发中，后一效溶液的沸点较前一效为低。 （ ）

***答案***

√

四、问答题：

1.（3分） 题号6212 第6章 知识点 300 难度 容易

为什么操作需要塔顶回流？

***答案***

主要是为了保持塔内下降的液流，使精馏塔保持稳定操作。

2.（5分） 题号8193 第8章 知识点 300 难度 容易

欲在 298K时用相对湿度为60％的空气干燥木材，使其中水分降到11.5％（湿基），你认为是否可能?为什么?已知在此条件下木材的平衡水分为12％（干基）。

***答案***

要求含水量降低到：

X＝0.115/(1-0.115)=0.13=13%＞12%(干衡水份)

∵X＞X* ∴是可能的

五、计算题：

1.（10分） 题号1377 第1章 知识点 340 难度 中等

密度为1000kg.m，粘度为1cp的水，以10m.h的流量在φ51×3mm 的水平管道内流过, 在管路上某处流体静压强为2.5kgf.cm(表压)，若管路的局部阻力可略去不计，问距该处100m下游处流体静压强为多少Pa? (Re=5×10-1×10时, λ=0.3164/Re)

***答案***

u=V/(πd/4)=10/(3600×π×0.045/4)=1.75m.s

Re=duρ/μ=0.045×1.75×1000/(1×10)=78750

λ=0.3164/Re=0.3164/78750=0.0189

由柏式： Z=Z u=u

∴p/ρ=p/ρ+ λ(l/d)(u/2)

p=p-λ(l/d)(ρu/2)

=2.5×9.81×10-0.0189×(100/0.045)×(1.75/2)×1 000

=1.81×10N.m(表压)

2.（20分） 题号1400 第1章 知识点 310 难度 中等

已知某风机吸入管内径为200mm，在风机入口处，管的下端插一玻璃管于水槽中，测得水上升高度R=110 mm，（见附图）若忽略吸入管路的阻力损失，问风机每小时吸入20℃,101.3kN.m的空气量为多少m.s？（气体常数R=8.314kJ.kmol.K空气分子量M=29）

本题目有题图：titu167.bmp

***答案***

在吸入管口外侧1-1与风机入口处2-2间列柏式：

zg+P /ρ+u/2=zg+p/ρ+u/2+hf

P=P大 P=P大－P水gR

ρ=PM/(RT)=101.3×29/(8.314×293)=1.2kg.m

∴P大/ρ= P大/ρ－1000×9.807×0.11/1.2+u/2

∴u=42.4m/s

∴V=3600πdu/4=3600. π×(0.2)×42.4/4=4793m.h

3.（12分） 题号4282 第4章 知识点 300 难度 中等

一套管换热器,外管为φ83×3.5mm,内管为φ57×3.5mm的钢管, 有效长度为 60m。用 120℃的饱和水蒸汽冷凝来加热内管中的油.蒸汽冷凝潜热为2205kJ.kg。已知油的流量为6500kg.h,比热为 2.2kJ.kg.K,进口温度为30℃,出口温度为80℃。试求： (1)蒸汽用量；(不计热损)(2)传热系数；

***答案***

（1） 蒸汽用量 Q放＝W.ｒ＝2205×W kJ.h

Q吸＝W' CP(t出－t入）

＝6500×2.2×（80－30）＝7.15×10kJ.h

Q放＝Q吸

∴ ｗ＝7.15×10/2205≈324kg.h

（2） 传热系数的计算 由Q＝KAΔtm

Δtm ＝（(120-30)-(120-80)）/ｌｎ（(120-30)/(1 20-80)）

＝50/ｌｎ（90/40）＝61.66℃

∴ Ki＝Q/AiΔtm

＝7.15×10/[60×π×(50/1000)×61.66]

≈1231 kJ.h.m.℃

＝342 (ｗ.m.K)

4.（12分） 题号4276 第4章 知识点 300 难度 中等

为了测定套管式甲苯冷却器的传热系数,测得实验数据如下：冷却器传热面积A＝2.8m,甲苯的流量为2000kg.h,由80℃冷却到40℃,甲苯的平均比热为1.84kJ.kg.K。冷却水从20℃升高到32℃,两流体呈逆流流动,求所测得的传热系数K为多少?若水的比热为

4.18kJ.kg.K,问水的流量为多少?

***答案***

热负荷 Q＝Wｃ（T－T）

＝2000/3600×1.84（80－40）

＝40.9 kw

Δt： 80－→40

32←－20

－－－－－－－－

48 20

Δt＝（48－20）/ｌｎ（48/20）＝32℃

K＝Q/（AΔt）

＝40.9×10/（3.5×32）

＝456 w.m.K

Q＝Wｃ（t－t）

W＝Q/（ｃ（t－t））

＝40.9/（4.18（32－20））

＝0.815 kg.s

＝2935 kg.h

5.（20分） 题号6298 第6章 知识点 340 难度 中等

在连续精馏塔中，精馏段操作线方程为：y=0.75x+0.2075, q线方程为：y=-0.5x+1.5x。 试求：(1)回流比；(2)馏出液浓度；(3)当进料液浓度x=0.44时，加料板上液体浓度；

(4)料液中气、液两相的比例如何？

***答案***

1）回流比R；

由y=0.75x+0.2075 可知

R/(R+1)=0.75 R=3

2）馏出液浓度x；：

由y=0.75x+0.2075 可知

x/(R+1)=0.2075 x=0.83

3）加料板上液体浓度x：

由：y=0.75x+0.2075

y=-0.5x+1.5x

当x=0.44时，加料板上必须满足：

0.75x+0.2075=-0.5x+1.5×0.44 , x=0.362

4）进料液中气，两相比例q：

由y=-0.5x+1.5x 可知： q/(q-1）=-0.5

即：液相占进料的1/3，两气相占2/3

good ok 2013-4-8

,q=1/3

化工原理考试题及答案

姓名____________班级____________学号_____________成绩______________

一、填空题：

1.（2分） 题号1151 第1章 知识点 200 难度 容易

圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得中的体积流量为0.022m.s,质量流量为_________,平均流速为_______。

***答案***

22kg.s. 2.8m.s

2.（3分） 题号2015 第2章 知识点 100 难度 容易

气体输送设备有:________,_________,___________.

***答案***

通风机; 鼓风机; 压缩机

3.（3分） 题号2001 第2章 知识点 100 难度 容易

某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为He=19m水柱,输水量为0.0079m.s,则泵的有效功率为________.

***答案***

1472w

4.（2分） 题号2031 第2章 知识点 100 难度 中等

泵铭牌上的轴功率和允许吸上真空高度是指＿＿＿＿＿＿时的数值。

***答案***

效率最大

5.（2分） 题号3026 第3章 知识点 100 难度 容易

在液一固分离过程，为了增大沉降速度Ut，必须使液体的温度_______ 。

***答案***

升高

6.（4分） 题号4026 第4章 知识点 300 难度 容易

间壁传热的总传热速率方程为_______.某换热过程中,要求 q=30 kw, K=555(w.m.K),△t=25K,则传热面积为______.

***答案***

q=K×A×△t 2.16m

7.（4分） 题号4027 第4章 知识点 300 难度 容易

间壁传热的总传热速率方程为_______.某换热过程中,要求 q=30 kw, K=555(w.m.K),△t=30K,则传热面积为______.

***答案***

q=K×A×△t 1.80m

8.（3分） 题号6116 第6章 知识点 500 难度 中等

精馏塔不正常的操作有：_______________________________________

______________________。

***答案***

液泛、严重漏液、严重液沫夹带

9.（2分） 题号8002 第8章 知识点 100 难度 容易

干燥这一单元操作，既属于传热过程，又属______________。

***答案***

传质过程

二、选择题：

1.（2分） 题号1186 第1章 知识点 100 难度 容易

某离心泵入口处真空表的读数为200mmHg,当地大气压为101kPa,则泵入口处的绝对压强为（ ）。

A. 74.3kPa B. 101kPa C. 127.6kPa

***答案***

A

2.（2分） 题号2071 第2章 知识点 100 难度 容易

离心泵的性能曲线中的H－－Q线是在( )情况下测定的。

A. 效率一定； B. 功率一定；

C. 转速一定； D. 管路（ｌ＋∑ｌ）一定。

***答案***

C.

3.（2分） 题号3035 第3章 知识点 500 难度 容易

分离效率最高的气体净制设备是（ ）。

A. 袋滤器； B. 文丘里除尘器； C. 泡沫除尘器

***答案***

A

4.（2分） 题号5037 第5章 知识点 200 难度 容易

标准式蒸发器适用于（ ）的溶液的蒸发。

A. 易于结晶； B. 粘度较大及易结垢； C. 粘度较小

***答案***

C

5.（2分） 题号5032 第5章 知识点 300 难度 容易

在单效蒸发中，从溶液中蒸发1kg水，通常都需要（ ）1kg的加热蒸汽。

A. 等于； B. 小于； C. 不少于

***答案***

C

6.（2分） 题号5027 第5章 知识点 100 难度 容易

自然蒸发是溶液中的溶剂在（ ）沸点下汽化。

A. 等于 ； B. 低于 ； C. 高于

***答案***

B

7.（2分） 题号5034 第5章 知识点 100 难度 中等

提高蒸发器生产强度的主要途径是增大（ ）。

A. 传热温度差； B. 加热蒸汽压力；

C. 传热系数； D. 传热面积；

***答案***

C

8.（2分） 题号8136 第8章 知识点 100 难度 容易

在下列哪些线上露点温度相等( )

A. 等相对湿度线 B. 等热焓线

C. 等湿度线 D. 绝热冷却线

***答案***

C

三、判断题：

1.（2分） 题号4157 第4章 知识点 200 难度 容易

流体流动时，滞流内层的粘度是对流传热的主要控制因素。（ ）

***答案***

×

2.（2分） 题号5075 第5章 知识点 400 难度 容易

并流加料的多效蒸发中，后一效溶液的沸点较前一效为低。 （ ）

***答案***

√

四、问答题：

1.（3分） 题号6212 第6章 知识点 300 难度 容易

为什么操作需要塔顶回流？

***答案***

主要是为了保持塔内下降的液流，使精馏塔保持稳定操作。

2.（5分） 题号8193 第8章 知识点 300 难度 容易

欲在 298K时用相对湿度为60％的空气干燥木材，使其中水分降到11.5％（湿基），你认为是否可能?为什么?已知在此条件下木材的平衡水分为12％（干基）。

***答案***

要求含水量降低到：

X＝0.115/(1-0.115)=0.13=13%＞12%(干衡水份)

∵X＞X* ∴是可能的

五、计算题：

1.（10分） 题号1377 第1章 知识点 340 难度 中等

密度为1000kg.m，粘度为1cp的水，以10m.h的流量在φ51×3mm 的水平管道内流过, 在管路上某处流体静压强为2.5kgf.cm(表压)，若管路的局部阻力可略去不计，问距该处100m下游处流体静压强为多少Pa? (Re=5×10-1×10时, λ=0.3164/Re)

***答案***

u=V/(πd/4)=10/(3600×π×0.045/4)=1.75m.s

Re=duρ/μ=0.045×1.75×1000/(1×10)=78750

λ=0.3164/Re=0.3164/78750=0.0189

由柏式： Z=Z u=u

∴p/ρ=p/ρ+ λ(l/d)(u/2)

p=p-λ(l/d)(ρu/2)

=2.5×9.81×10-0.0189×(100/0.045)×(1.75/2)×1 000

=1.81×10N.m(表压)

2.（20分） 题号1400 第1章 知识点 310 难度 中等

已知某风机吸入管内径为200mm，在风机入口处，管的下端插一玻璃管于水槽中，测得水上升高度R=110 mm，（见附图）若忽略吸入管路的阻力损失，问风机每小时吸入20℃,101.3kN.m的空气量为多少m.s？（气体常数R=8.314kJ.kmol.K空气分子量M=29）

本题目有题图：titu167.bmp

***答案***

在吸入管口外侧1-1与风机入口处2-2间列柏式：

zg+P /ρ+u/2=zg+p/ρ+u/2+hf

P=P大 P=P大－P水gR

ρ=PM/(RT)=101.3×29/(8.314×293)=1.2kg.m

∴P大/ρ= P大/ρ－1000×9.807×0.11/1.2+u/2

∴u=42.4m/s

∴V=3600πdu/4=3600. π×(0.2)×42.4/4=4793m.h

3.（12分） 题号4282 第4章 知识点 300 难度 中等

一套管换热器,外管为φ83×3.5mm,内管为φ57×3.5mm的钢管, 有效长度为 60m。用 120℃的饱和水蒸汽冷凝来加热内管中的油.蒸汽冷凝潜热为2205kJ.kg。已知油的流量为6500kg.h,比热为 2.2kJ.kg.K,进口温度为30℃,出口温度为80℃。试求： (1)蒸汽用量；(不计热损)(2)传热系数；

***答案***

（1） 蒸汽用量 Q放＝W.ｒ＝2205×W kJ.h

Q吸＝W' CP(t出－t入）

＝6500×2.2×（80－30）＝7.15×10kJ.h

Q放＝Q吸

∴ ｗ＝7.15×10/2205≈324kg.h

（2） 传热系数的计算 由Q＝KAΔtm

Δtm ＝（(120-30)-(120-80)）/ｌｎ（(120-30)/(1 20-80)）

＝50/ｌｎ（90/40）＝61.66℃

∴ Ki＝Q/AiΔtm

＝7.15×10/[60×π×(50/1000)×61.66]

≈1231 kJ.h.m.℃

＝342 (ｗ.m.K)

4.（12分） 题号4276 第4章 知识点 300 难度 中等

为了测定套管式甲苯冷却器的传热系数,测得实验数据如下：冷却器传热面积A＝2.8m,甲苯的流量为2000kg.h,由80℃冷却到40℃,甲苯的平均比热为1.84kJ.kg.K。冷却水从20℃升高到32℃,两流体呈逆流流动,求所测得的传热系数K为多少?若水的比热为

4.18kJ.kg.K,问水的流量为多少?

***答案***

热负荷 Q＝Wｃ（T－T）

＝2000/3600×1.84（80－40）

＝40.9 kw

Δt： 80－→40

32←－20

－－－－－－－－

48 20

Δt＝（48－20）/ｌｎ（48/20）＝32℃

K＝Q/（AΔt）

＝40.9×10/（3.5×32）

＝456 w.m.K

Q＝Wｃ（t－t）

W＝Q/（ｃ（t－t））

＝40.9/（4.18（32－20））

＝0.815 kg.s

＝2935 kg.h

5.（20分） 题号6298 第6章 知识点 340 难度 中等

在连续精馏塔中，精馏段操作线方程为：y=0.75x+0.2075, q线方程为：y=-0.5x+1.5x。 试求：(1)回流比；(2)馏出液浓度；(3)当进料液浓度x=0.44时，加料板上液体浓度；

(4)料液中气、液两相的比例如何？

***答案***

1）回流比R；

由y=0.75x+0.2075 可知

R/(R+1)=0.75 R=3

2）馏出液浓度x；：

由y=0.75x+0.2075 可知

x/(R+1)=0.2075 x=0.83

3）加料板上液体浓度x：

由：y=0.75x+0.2075

y=-0.5x+1.5x

当x=0.44时，加料板上必须满足：

0.75x+0.2075=-0.5x+1.5×0.44 , x=0.362

4）进料液中气，两相比例q：

由y=-0.5x+1.5x 可知： q/(q-1）=-0.5

即：液相占进料的1/3，两气相占2/3

good ok 2013-4-8

,q=1/3