0069化工基础.docx
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0069化工基础
[0069]《化工基础》第一批次[填空题]
填空题:
1、真空度=绝对压-()。
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。
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()。
4、气体和液体都具有(),统称为流体。
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。
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。
7、流体的粘性力越大,Re数越小,流体的湍动程度越()。
8、流体流动时产生内摩擦力的根本原因是流体具有()。
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()。
10、()是计算圆形直管阻力损失的通用计算式。
11、对流传热过程中,流速增大则传热分系数()。
12、热流方向总是与温度梯度的方向()。
13、要达到分离要求,R=Rmin时,Nr=()。
14、精馏塔由下而上,气相中轻组分含量()。
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。
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()。
17、PFR的空混=(),返混=()。
18、间歇反应器的物料衡算方程式为()。
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。
20、全混流反应器的特点是反应器内反应物料完全()。
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=()o(x)
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)第二批次
[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
[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
[单选题]理想塔板是指
A:
塔板上气相达相平衡
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
[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
[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
[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
[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
参考答案:
A[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
[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
[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
[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
[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
[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
[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
[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
[单选题]
流体平均流速与管截面积()
B:
成正比
C:
无关
D:
相等
参考答案:
A
[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
[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
[单选题]
)的分布规律。
流体静力学方程反映了静止流体内(
A:
压强
B:
压力
C:
温度
参考答案:
A
[单选题]
)变化的流动
定态流动指流体流动空间各点的状态不随(
A:
温度
B:
压强
C:
时间
D:
流速
参考答案:
C
[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
[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
[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
[单选题]
气体状态方程中常数R=0.082(atm?
吊/kmol?
K),若用kJ/(kmol?
K)表示,贝UR等于()
A:
8.2
B:
0.0831
C:
8.31
D:
0.082
参考答案:
C
[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
第三批次
[论述题]
计算题
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
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?
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。
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50nVhr,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?
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?
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30nVhr,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2。
参考答案:
见附件1329454632750.doc
第三批次(计算题一)
1、某设备上真空表读数为lOOmmH,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
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=640X133.32=8.53x104Pa;
表压强=-真空度=-100mmHg=-1.33x104Pa
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),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?
I.i3
解:
利用以下关系:
1m=39.37in;1m=264.2gal;1min=60s
将已知量的单位换算成经验式中规定的单位计算得到:
qv=0.05m3/s=0.05X
2642(1/60)=792.6gal/min;Iw=2m=X39.37=78.74in;
将换算后的数值代入经验式,得:
how=2.24in=2.24(in)X1/39.37(m/in)=0.057m3、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。
解:
由于甲苯的比重为0.87,故其密度为870kg/m3.
解:
取高位槽液面为1-1面,管出口处为2-2面,
pi=101325pap2=40000+101325pzi=0z
列柏式方程:
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:
22
U1Z1
p1
H二Z2U2
盘Hf
2g
P
2g
:
g
其中:
Z1=0
z
2=34.5m
U1~0
u
2=V/A=1.15m/s
{V:
=30/3600,A=
0.785(0.096)
P1=0(表)p2=0(表)Hf=5[m水柱]
代入得:
H=39.57[m水柱]
Ne二wgH二3010009.8139.57二3.23(kw)e3600')
第四批次
[论述题]
计算题
1、在一个内管外径为160mm勺套管式换热器中,将3500kg/hr的热水从100C冷却到60C,冷水进出口温度分别为20C和30C,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G水=4.18kJ/kg?
K2、蒸气冷凝器的传热面积为5斥,酒精蒸气冷凝温度78C,冷凝热为845kJ/kg,冷凝水初温为20C,终温为35C。
若K=800w/m.K,问此冷凝器能否冷凝350kg/hr的酒精蒸气?
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。
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
5、有液相反应
2AB+C―-ra)=0.2CA
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VR0
&今有液相反应
2AB+C(-ra)=0.2CA
k
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CSTF进行反应所需的Vro
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)
参考答案:
见附件1329454632751.doc
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100C冷却到60r,冷水进出口温度分别为20r和30r,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:
WhCph(T1-T2)wc
Cp"-1)
二
3500(100-60)
30-20
二14000kg/hr
2.100
r
60十r
△11/△12=1.75<2
30
r
△1m=(70+40)/2=55r
△11=70r
△12=40r
据总传热方程:
Q=KA△tm有:
(3500/3600)4.1810340
2.33103553.140.18
2.25(m)
2、蒸气冷凝器的传热面积为5m,酒精蒸气冷凝温度78C,冷凝热为845kJ/kg,冷凝水初温为20C,终温为35C。
若K=800w/mK,问此冷凝器能否冷凝350kg/hr的酒精蒸气?
解:
■'tm
Q传二KAtm二800550.5二202(kw)
Ql=whr=(350/3600)845103二82(kw)
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⑵联解得xw=0.05
将⑴
(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:
a=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:
R丄Xd
20
.95
yx
R1R1
x
3
3
Vr「33.752=7.5
(1)
&今有液相反应
2
2AB+C(-r十a)=0.2Ca
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CSTRS行反应所需的Vr0
解:
由于反应是二级反应,故:
XAf
cr
kCA0(1-XAf)
0.6
厂二9.375(s)
0.22(1-0.6)
Vr=cV。
二9.3752=18.75(l)
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)
1」ln亠
k1-0.80
1.1
2In
k1-0.50
两式相比:
2.32
In—1—i1-0.80
1-0.50
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