南京工业大学化工原理期末试卷及答案

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1、(完整 word 版)南京工业大学-化工原理期末试卷及答案南京工业大学期末考试(A)卷课程：化工原理上册班级：姓名：学号：一、选择填空题：(每题 5 分，共 20 分)1(1)如以下图，假设敞口罐液面恒定，罐上方压强为 Pa，无视流淌阻力损失，出水管管径为 d，则出水管的出口速度 u 与有关。AB、CDE、 水PauH(2) 有一并联管路，两段管路的流量，流速、管径、管长及流淌阻力损失分别为 V1，1，d1，1，f1 及 V2，2，2，2，f2。假设12，12，则：f1f2ABC；DE当两段管路中流体均作滞流流淌时，V1V2ABCDE(3) 转子流量计的主要特点是A恒截面、恒压差B变截面、变压

2、差C恒流速、恒压差D变流速、恒压差2流体经过泵后，压力增大P N/m2，则单位重量流体压能的增加为APBP/CP/gDP/2g离心泵的以下局部是用来将动能转变为压能A泵壳和叶轮B叶轮C泵壳D叶轮和导轮31过滤介质阻力无视不计,滤饼不行压缩进展恒速过滤时,如滤液量增大一倍,则 操作压差增大至原来的倍操作压差增大至原来的倍操作压差增大至原来的倍操作压差保持不变2恒压过滤时，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量 增大至原来的倍增大至原来的倍增大至原来的倍增大至原来的倍4比较以下对流给热系数的大小空气流速为 6m/s 的 1，空气流速为 25m/s 的 2，水流速为 1.2m/s

3、的 3，水流速为 2.5m/s 的 4，蒸汽膜状冷凝的 5，自大到小的挨次为：二、填空题：(每题 5 分，共 20 分)1. 1atm=kN/m2。的流体称为抱负流体。表压与确定压力的关系是。2. 离心泵的流量调整阀安装在离心泵的管路上，关小出口阀门后，真空表的读数，压力表的读数。填增加、降低或不变管路特性曲线的一般表达式是。离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生现象。3. 粒子沉降过程分阶段和阶段。沉降速度是指时，相对于的速度。4. 冷、热气体在间壁换热器中换热，热气体进口温度 T1400，出口温度 T2 为 200，冷气体进口温度 t150，两股气体的质量流量一样，物性数据可视为

4、一样，假设不计热损失时，冷气体出口温度为 ；假设热损失为 5%时，冷气体出口温度为 。三、 计算题 (此题 15 分)某液体密度 800kg/m3，粘度 73cP，在连接两容器间的光滑管中流淌，管径300mm，总长 50m包括局部当量长度，两容器液面差3.2m，求1管内流量 2假设在连接收口装一阀门，调整此阀的开度使流量碱为原来的一半，阀的局部阻力系数是多少？设流体流淌为湍流，摩擦系数符合柏拉修斯公式 0.3164/Re0.25四、 计算题 (此题 10 分)用泵将石油从低位槽输送至高位槽，两槽液位恒定，液面差 15m，管子规格 894.5mm，管路总长度包括全部局部阻力当量长度为 200m，

5、要求流量 21 m3/h，石油的密度 r 920kg /m3，粘度 0.5NS/m2，求：(1) 雷诺数 Re，摩擦系数 ，流淌阻力hf(2) 泵的有效功率五、 计算题 (此题 15 分)用板框压滤机过滤悬浮液，过滤面积 10m2，操作压力 2kgf/cm2表压，过滤 15 分钟后，得滤液 2.91m3，假设介质阻力可无视不计，滤饼不行压缩，求：1该板框压滤机的生产力气 4.8m3/h，计算洗涤时间和关心时间之和2假设过滤时间和滤液量均不变，操作压力降至1kgf/cm2表压，需增加多少过滤面积才能维持生产力气不变？六、计算题(此题 20 分)有一套管式换热器，内管 542mm，外管 1164m

6、m 的钢管， 内管中苯由 50加热至 80，流量 4000kg/h，环隙为2kgf/cm2绝饱和蒸汽，蒸汽冷凝的传热系数104W/m2K，苯的r 880kg/m3，CP=0.1856kj/kg, =0.134 W/mK，=0.39cP, 管内污垢热阻Rsi0.0004 m2 K / W，管壁热阻和管外污垢热阻可略，求：1管内给热系数 i，以管内外表积计的总传热系数 Ki 2套管的有效长度 3假设加热蒸汽压力增至 3kgf/cm2绝，问苯的出口温度是多少？设 Ki 不变压强，kgf/cm2绝1.02.03.0温度，99.1120133汽化潜热，KJ/Kg225922042163选择填空题：543

7、211. AECC2.CC3. CC4. 填空题1. 1atm=_101.3kN/m2。粘度为零，无流淌阻力的流体称为抱负流体。表压与确定压力的关系是表压确定压力大气压。2. 离心泵的流量调整阀安装在离心泵的 出口管路上，关小出口阀门后，真空表的读数减小，压力表的读数增大。填增大、减小或不变t02a05002管路特性曲线的一般表达式是 HeH0+KV2 。t02a05001离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生汽蚀现象。3. 粒子沉降过程分加速阶段和匀速阶段。沉降速度是指加速终了时时， 颗粒相对于流体的速度。4. 冷、热气体在间壁换热器中换热，热气体进口温度T1400，出口温度 T2

8、 为 200，冷气体进口温度t150，两股气体的质量流量一样，物性数据可视为一样，假设不计热损失时，冷气体出口温度为250 ； 假设热损失为 5%时，冷气体出口温度为 240 。三解：p1=-p2u1=u2 gZ1+u12/2+p1/+He=gZ2+u22/2+p2/g+hf gZ1=hf= (0.3164/Re0.25)(l/d)(u2/2)u=3.513m/s(2) gZ1=hf= (0.3164/Re0.25+)(l/d)(u2/2)=14.3四解：u=21/(3600*0.785*0.082)=1.16m/s Re= du/=170.8层流64/Re=0.374hf=(l/d)(u2/

9、2)=0.374*(200/0.08)*(1.162/2)=629.9J/Kg(2) He=gz+hf=777J/Kg Ne=HeVrg=4.17KW五解：(1)Q=V/(F+W+R) 0.00133=2.91/(900+W+R)W+R=21.47min(2) V2=2kP A2V2=2kP A2 A2=P A2/P=200 A=14.14m2A=14.14-10=4.14 m2六解1Re=du/=4W/d=4*4000/(3600*3.14*0.05*0.39*10-3)=7.259*104 Pr=Cp/=0.1856*103*0.39*10-3/0.134=5.4 =0.023(/d )R

10、e0.8Pr0.4=936.59W/ m2KiiKi=1/(1/i+di/0d0+Rsi)=641 W/ m2K(2)ts=120tm=(80-50)/ln70/40=53.6Q=WCCPC(t2-t1)=(4000/3600)*0.1856*103*(80-50)=61864WQ=KidiLtmL=11.5m(3) t=133t=( t-50)/ln(133-50)/(133- t )sm22Q=KidiLtm= WCCPC(t2-t1)222641*0.05*11.5*( t -50)/ln(133-50)/(133- t )=(4000/3600)*0.1856*103*( t -50)

11、t2=84.5南京工业大学期末考试(A)卷课程：化工原理下册班级:姓名:学号:一选择题：正常操作下的逆流吸取塔，假设因某种缘由使液体量削减以致液气比小于原定的最小液气比时，以下哪些状况将发生() 出塔液体浓度xb 增加，回收率增加； 出塔气体浓度增加，但xb 不变； 出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加； 在塔下部将发生解吸现象。在填料塔中用清水吸取混合气中3，当水泵发生故障上水量削减时，气相总传质单元数OG增加；削减；不变。在吸取塔某处，气相主体浓度 y=0.025，液相主体浓度 x=0.01，气相传质分系数 ky=2kmol/m2h， 气相总传质系数 Ky=1.5kmol/ m2h，则该处气液

12、界面上气相浓度yi 应为，平衡关系 y=0.5X。0.020.010.0150.005某精馏塔，精馏段理论板数为1 层，提馏段理论板数为2 层，现因设备改造，使精馏段理论板数增加， 提馏段理论板数不变，且，F，等均不变，则此时：D 增加，W 不变D 增加，W 减小D 增加，W 增加D 增加，W 的变化视具体状况而定。连续精馏塔设计时，当承受塔顶全凝器，泡点回流方案时，为完成分别任务所需理论板数为T1。假设承受塔顶分凝器，而回流比和前方案一样时，则完成同样分别任务所需理论板数为T2。比较：T2T1；T2T1；T2T1；推断依据缺乏。1绝热饱和温度 tas 是大量的循环水与进入的空气接触时最终到达

13、的稳态温度，它等于循环水的温度。2湿球温度 tw 是湿球温度计所指示的平衡温度，但它并不等于湿纱布中水分的温度。对以上两种说法正确的推断是：()。()两者都对；()两者都不对；()对不对；()对不对。对于确定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度： ()。()愈高；()愈低；()不变；()不愿定，与其它因素有关。(4) 湿空气在预热过程中不变化的参数是()()焓；()相对湿度；()露点温度；( D )湿球温度。指出“相对湿度，绝热饱和温度、露点温度、湿球温度”中，哪一个参量与空气的温度无关()。()相对湿度()湿球温度()露点温度()绝热饱和温度二 填空题：双膜理论的要点是：；。 物理

14、吸取操作属于过程，是一组分通过另一静止组分的集中。 当平衡线在所涉及的范围内是斜率为的直线时，则 1/Ky=1/ky1/kx。气体吸取计算中表示设备填料效能凹凸的一个参量是，而表示传质任务难易程度的一个参量是。某精馏塔在操作时，加料热状态由原来的饱和液体进料改为冷液进料，且保持， F，不变， 则此时D，W，。填写：增加，不变，削减两组份的相对挥发度越小，则表示分别该物系越。二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起平衡线、操作线与线中哪几条线的变化？ 在常压及 25下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度 =100%时，平衡含水量x*=0.02kg 水kg 绝干料；相对湿度=40%

15、时, 平衡含水量 x*=0.007 kg 水kg 绝干料。现该物料含水量为0.23kg 水kg 绝干料, 令其与 25, =40%的空气接触, 则该物料的自由含水量为kg 水 kg 绝干料, 结合水含量为kg 水kg 绝干料, 非结合水的含量为kg 水kg 绝干料。三在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S 吸取混合气体中的可溶组分B 。入塔气体中B 的摩尔分率为0.03，要求吸取率为 95% 。操作条件下的解吸因数(1/A)为 0.8 ，物系听从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为 0.03 摩尔分率。试计算：操作液气比为最小液气比的倍数；出塔液体的浓度；完成上述分别任务所需的气相总传质单元数

16、NOG 。四常压操作连续精馏塔用以分别苯甲苯溶液，y1=0.72(摩尔分率，下同)的塔顶蒸汽经分凝器冷凝后液相 作为塔顶回流液，气相经全冷凝器冷凝成塔顶产品，进料为100kmol/h，进料浓度F= 0.44，泡点进料， 塔顶与塔底产品 D=W=50 kmol/h，塔顶馏出液浓度D= 0.83，取相对挥发度=2.5，塔釜液平均分子量取 M = 91.4kg/kmol， 求：塔釜液浓度XW；操作回流比R；塔釜蒸发量；最小回流比min；y1XF,XF0yDD,XDW,XW五在恒定枯燥条件下进展枯燥试验，已测得当，气体的质量流速2.5kg/m2S，气体平行流过物料外表，水份只从物料上外表汽化，物料由湿

17、含量1 变到2，枯燥处于恒速段，所需枯燥的时间为A小时。假设枯燥面积A、汽化水量W 和传热系数不变，且仍处于恒速段，只是空气转变为，不变，求所需枯燥时间B 。注：水的汽化潜热可由下式计算：w2491.27 2.30285tww-汽化潜热，kJ/kgtw湿球温度，ttw43.748.3空气性质：六如图示的精馏塔由一只蒸馏釜及一层实际板所组成，只有提馏段，没有精馏段。料液由塔顶参与，泡点 进料，L=F，V=D，F0.2摩尔分率，下同，今测得塔顶易挥发组分的回收率为，且D0.3， 系统相对挥发度3.0。设蒸馏釜可视为一个理论板。试求：残液组成W；该层塔板的液相默夫里板效率ML。y1F,X全凝器F1L

18、Vyw提示：ML=(n-1-n)/ (n-1-*n)=(F-1)/ (F-*1)D,XD答案x1蒸馏釜W,XW选择题：1CAB2BC3CB4CC二 填空题：双膜理论的要点是：界面上汽液平衡；阻力集中于有效膜内。 物理吸取操作属于传质过程，是一组分通过另一静止组分的单向集中。 当平衡线在所涉及的范围内是斜率为的直线时，则 1/Ky=1/kym1/kx。气体吸取计算中表示设备填料效能凹凸的一个量是传质单元高度，而表示传质任务难易程度的一个量是传质单元数。某精馏塔在操作时，加料热状态由原来的饱和液体进料改为冷液进料，且保持， F，不变， 则此时D 增加，W 削减不变，不变。两组份的相对挥发度越小，则

19、表示分别该物系越 困难 。二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起平衡线、操作线与线中哪几条线的变化操作线与线。在常压及 25下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度 =100%时，平衡含水量x*=0.02Kg 水Kg 绝干料；相对湿度=40%时, 平衡含水量 x*=0.007 Kg 水Kg 绝干料。现该物料含水量为 0.23Kg 水Kg 绝干料, 令其与 25, =40%的空气接触, 则该物料的自由含水量为 0.233 Kg 水 Kg 绝干料, 结合水含量为 0.02 Kg 水Kg 绝干料, 非结合水的含量为 0.21 Kg 水Kg 绝干料。三 j06a10106y1=0.03

20、x1=0.03 m=1(L/G)min=(y1-y2)/(y1/m)=0.95 L/G=m/S=1/0.8=1.25(L/G)/( (L/G)min)=1.316 x1=(y1-y2)/( L/G)=0.0228NOG=1/(1-S)ln(1-S)y1/y2+S=7.843四 j07d20232(1)FXF=DXD+WXWXW=0.05 (2)yD=xD=0.83x0=0.83/(2.5-1.5*0.83)=0.66y1=R*x0/(R+1)+ xD/(R+1)R=1.83(3)V=V=(R+1)D=12900kg/h(4)xq=xF=0.44yq=2.5*0.44/(1+1.5*0.44)=

21、0.663Rmin=(xD-yq)/(yq-xq)=0.749五j09b15028AGC(X1-X0)rw/A(t-tw)= Wrw/A(t-tw) W2491.27 2.30285tWB/A= rBw/ (t-tBw)/ rAw/ (t-tAw)=0.20237B =0.20237h六 j07d20237DXD/FXF=0.8D/F=0.533D/F=(XF-XW)/(XD-XW)=0.533XW=0.0857 L/V=F/D=1.876W/V=W/D=(F-D)/D=0.876ym+1= (L/V)xm-(W/V)xw=1.876 xm -0.0751yw=xw/1+(-1)xw=0.22x1=(yw+0.0751)/1.876=0.157 y1=xD=0.3*1=y1/-(-1)y1=0.125ML=(n-1-n)/ (n-1-*n)=(F-1)/ (F-*1)=0.573