845化工原理A卷试题.doc

一、填空题（共22分，每空2分。答案一律写在答题纸上，否则无效。）

1、转子流量计其转子为不锈钢（相对密度：7.92），刻度标值以水为基准，量程范围为0.25～2.5m³/h。若用此转子流量计来测量酒精（相对密度：0.8），则此流量计的最大流量值为________m³/h。

2、边界层的形成是流体具有 的结果。

3、在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为1 m，切线速度为20 m/s，同一微粒在上述条件下的离心沉降速度等于重力沉降速度的 倍。

4、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/A，q_e为V_e/A，V_e为过滤介质的当量滤液体积，在恒压过滤时，测得t/q=3740q+200，则过滤常数K= ，q_e = 。

5、某用于空气和水换热的换热器，其技术档案中有0.185、0.2、2.5[kW/m²•℃]三个技术数据，已知其中两个是对流给热系数，一个是总传热系数，则空气侧对流给热系数是________，总传热系数是________。

6、在设计连续操作的精馏塔时，如保持x_F、D/F、x_D、R一定，进料热状态一定，空塔气速一定，则增大进料量将使塔径 __________，而所需的理论板数__________。

7、某低浓度气体溶质被吸收时，平衡关系服从亨利定律，传质分系数分别为k_G＝2.74×10^-8kmol/(m²·s·kPa)，k_L＝6.94×10^-5m/s，亨利常数H＝0.7(m³·kPa)／kmol，该吸收过程为 控制。

8、干湿球温度分别为90℃和65℃的空气用于干燥某湿物料，物料初始含水量为0.30kg/kg干料，临界含水量为0.06 kg/kg干料，干燥结束时物料含水量为0.07kg/kg干料，则干燥结束时物料表面的温度约为 ℃。

二、选择题（共16分，每题2分。答案一律写在答题纸上，否则无效。）

1、流体在圆形管道中作层流流动，如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失变为原来的_____倍。

A 2       B 4 C 0.25      D 0.5

2、往复泵的流量 。

A 与管路特性有关，与泵的特性无关； B 与管路特性无关，与泵的特性有关；

C 与管路特性无关，与泵的特性无关； D 与管路特性和泵的特性都有关。

3、设降尘室的长宽高分别为L、B、H（单位均为 m），颗粒的沉降为 ���_��� (m/s) ，气体的体积流量为V， 则颗粒能在降尘室分离的条件是 。

A. ���/���_��� ≥���������/���； B. ���/���_��� ≤���������/��� ； C. ���/���_��� ≤���������/��� ； D. ���/���_��� ≥���������/��� 。

4、一定流量的液体在φ25×2.5mm的直管内作湍流流动，其对流给热系数为1000W/(m²•℃)。如流量与物性都不变，改用φ19×2mm的直管，则其对流给热系值将变为 W/(m²•℃)。

A 1059 B 1496 C 1585 D 1678

5、与K_x对应的传质推动力表达式为 。

A x_e－x          B x－x_e C x_i－x         D x－x_i

6、精馏分离相对挥发度α=2.5的二元理想混合液，已知回流比R=3，塔顶x_D=0.96，测得第三块塔板（精馏段）的下降液体浓度为0.4，第二块塔板的下降液体浓度为0.45，则第三块塔板的气相单板效率E_mV=________。

A 22.2% B 32.68% C 44.1% D 107.5%

7、当两个同规格的离心泵串联使用时，只能说______。

A 串联泵较单台泵实际的扬程增大一倍；

B 串联泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍；

C 当流量相同时，串联泵特性曲线上的扬程是单台泵特性曲线上的扬程的两倍；

D 在管路中操作的串联泵，流量与单台泵操作时相同，但扬程增大两倍。

8、总压一定的前提下，已知湿空气的水汽分压，则可被唯一确定的湿空气参数是 。

A 干球温度 B 湿球温度 C 绝热饱和温度 D 露点温度

三、简答题（共20分，每题5分。答案一律写在答题纸上，否则无效。）

1、试述离心泵最大允许安装高度的主要影响因素。

2、冬季室内取暖，有人说地暖比传统暖气片效果好，你认为是否有道理。取暖效果主要却决于哪些因素？

3、电厂以石灰乳脱除锅炉尾气中的二氧化硫，现因环保要求提高，脱硫塔出口二氧化硫浓度需降低10%，请定性给出5种可行的改造方案？

4、固体干燥过程分哪几个阶段？各自有什么特点？

四、计算题（共14分，答案一律写在答题纸上，否则无效。）

用离心泵将原油从油库送往炼油厂的贮罐，输油管路的内径为0.15m，管路长度为500m。原油的密度为890kg/m³，黏度为0.4mPa•s，油库为常压，贮罐内压力为50kPa（表压)。若要求输送量为80m³/h，试求：

（1）管道的摩擦系数λ；

（2）泵的有效功率，kW。

注：设油库液面与贮罐液面的高度相同且维持不变；原油流经输油管路的局部阻力不计；管道摩擦系数可按下式计算：λ=0.0056+0.5/Re^0.32

五、计算题（共15分，答案一律写在答题纸上，否则无效。）

一单壳程单管程列管换热器，由多根φ25mm×2.5mm的钢管组成管束，管程走有机溶液，流速为0.5m/s，流量为15t/h，比热容为1.76kJ/(kg·K)，密度为878kg/m³，温度由20℃加热至50℃。壳程为130℃的饱和水蒸气冷凝。管程、壳程的对流给热系数分别为700W/(m²·K)和10000W/(m². K)。污垢热阻和管壁热阻忽略不计。求：

（1）总传热系数；

（2）管子根数及管长；

（3）现冷流体进口温度和流量不变，要求提高冷流体出口温度，可采取什么措施？

六、计算题（共15分，答案一律写在答题纸上，否则无效。）

在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液。该物系的平均相对挥发度为2.5。原料液组成为0.35（易挥发组分的摩尔分数，下同），饱和蒸气加料。已知精馏段操作线方程为y = 0.75x+0.20。试求：

（1）操作回流比与最小回流比的比值；

（2）若塔顶第一板下降的液相组成为0.7，该板的气相默弗里效率E_MV1。

七、计算题（共13分，答案一律写在答题纸上，否则无效。）

在一填料吸收塔中，用纯溶剂吸收某气体混合物中的溶质，两相逆流操作。气体入塔组成为0.04（摩尔分数，下同），气体出塔组成为0.01，操作液气比为1.15，在操作条件下气液平衡关系为y＝1.15x。试求：

（1）传质单元数N_OG。

（2）若增加一个完全相同的填料塔，两塔按串联逆流操作，（如附图所示），其他条件不变，求此时出塔气体组成y₂’和液相组成x₁。

第七题附图

八、计算题（共15分，答案一律写在答题纸上，否则无效。）

湿物料的处理量为1000kg/h，温度20℃，湿基含水量为4%，在常压下用热空气进行干燥，要求干燥后产品的湿基含水量不超过0.5%，物料离开干燥器时温度升到60℃。湿物料的平均比热为3.28kJ/(kg绝干料·℃)。空气的初始温度为20℃，相对湿度为50%，若将空气预热到100℃后进入干燥器，出干燥器的温度为50℃，湿度为0.02kg/kg绝干料。干燥过程的热损失约为预热器供热量的10%。试求：

（1）水分蒸发量W，kg/h；

（2）若20℃下水的饱和蒸汽压为2.334kPa，求空气的初始湿度；

（3）新鲜空气消耗量V'，kg新鲜气/h。

九、综合设计题（共20分，答案一律写在答题纸上，否则无效。）

已知乙醇-水混合物系的相平衡数据，现欲测定一精馏塔的全塔效率及某块塔板的液相默弗里板效率，试说明实验中需测定哪些数据，并说明如何由所测数据计算出全塔效率及默弗里板效率。