过程工程原理化工原理测试二.doc

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测试二

一、 选择题（每题2分, 共24分）
1．造成离心泵气傅原因是（ B ）
A.安装高度太高; B. 泵内流体平均密度太小;
C.入口管路阻力太大; D.泵不能抽水
2．经过三层平壁定态热传导, 各层界面间接触均匀, 第一层两侧温度为120℃和80℃, 第三层外表面温度为40℃, 则第一层热阻R1和第二层、 三层热阻R2、 R3大小为（D ）
A. R1>(R2+R3) B.R1<(R1+R2) C.无法确定 D.R1<(R1+R2)
3．水在圆管中强制湍流时对流传热系数为1000W/m2℃,若将水流量增加一倍, 二其她条件不变, 则α为（ B ）。
A.; B.1720; C. 1000; D.500
4．伴随温度升高, 则（ C ）。
A. 气体、 液体粘度均减小 B. 气体、 液体粘度均增大
C. 气体粘度增大, 液体粘度减小 D. 气体粘度减小, 液体粘度增大
5．精馏操作时, 减小回流比, 其她操作条件不变, 则精馏段液气比( D ), 馏出液组成xD( D ), 釜残液组成xW( A )。
A.增加; B.不变; C.不确定; D. 减小

6．离心泵铭牌上标明扬程可了解为（ D ）。
A. 该泵在要求转速下能够将20℃水升扬高度
B. 该泵在要求转速、 最高效率下将20℃水升扬高度
C. 该泵在要求转速下对20℃水提供压头
D. 该泵在要求转速及最高效率下对20℃水提供压头
7．对于三层圆筒壁稳态热传导而言, 若Q1、 Q2、 Q3为从内向外各层导热量, 则它们之间关系为（ C ）。
A. B.
C. D.无法比较
8． 空气、 水、 金属固体导热系数分别为, 其大小次序为（ B ）。
A. B.
C. D.
9．精馏操作作用是分离（ B ）。
A. 气体混合物 B. 液体均相混合物
C. 固体混合物 D. 互不相溶液体混合物
10．对一定分离程度而言, 精馏塔所需最少理论板数为（ A ）。
A. 全回流 B. 50％回流
C. 25％回流 D. 回流比最小时回流

二、 填空题（每空1分, 共21分）

1．实现精馏操作设备除了主塔体之外, 还必需有 再沸器 和
回流冷凝器 两种辅助设备。
2．精馏塔分离某二元物系, 当操作压强降低, 系统相对挥发度 升高 , 溶液泡点 降低 , 塔顶蒸汽冷凝温度 降低 。
3．离心泵工作点是 管路特征 曲线和 泵特征 曲线交点。
4．某逆流操作间壁式换热器中, 热流体进出口温度为90℃和50℃, 冷流体进出口温度为20℃和40℃,此时传热平均温度差△tm=__ __ _ ___。
5．某精馏塔维持其她条件不变, 将加料板下移, 则精馏段塔板数 变大 , 塔顶产品组成 变小 , 塔底产品组成 变大 。
6．无相变逆流换热器中, 换热器面积为∞, 若增加冷流体流量, 则K 增大 ,
Δt 不变 。
7．离心泵样本中标明许可吸上真空度Hs值, 是指压力为 10 mH2O,
温度为 20 ℃时输送清水条件下实测值。
8．塔板负荷性能图由 液漏、 液泛、 雾沫夹带、 液相负荷上限、 液相负荷下限 五条线组成, 操作点应在 五条线包含范围内 。
9．写出用相对挥发度表示相平衡关系式 , 对于二组分精馏, 时, 两组分 不能 分离, （填能或不能）。
10．20℃水在在内径为100mm管道中流过时, 其质量流量为5×104kg/h, 则其体积流量为 m3/h, 流速为 m/s。（假设水密度为1000kg/m3）

三、 简答题（每题5分, 共10分）

1．为何离心泵叶片要采取后弯叶片？
见教材上册P85页

2．以第n块板为例, 简述筛板精馏塔精馏原理

见教材下册13页

四、 计算题（共45分）

1.(15分)
有一管壳式换热器有、 长为3m60根钢管组成, 热水走管内, 其进出口温度分别为70℃和30℃; 冷水走管间, 其进出口温度分别为20℃和40℃, 冷水流量为1.2kg/s, 热水和冷水在换热器内逆流流动, 试求换热器总传热系数。假设热水和冷水平均比热容可取为4.2kj/kg ℃,换热器热损失可忽略不计。

见教材上册传热一章例题4-8

2.(15分)
附图为测定离心泵特征曲线试验装置, 试验中已测出以下一组数据:
泵进口处真空表读数p1=2.67×104Pa(真空度)
泵出口处压强表读数p2=2.55×105Pa(表压)
泵流量Q=12.5×10－3m3/s
功率表测得电动机所消耗功率为6.2kW
吸入管直径d1=80mm
压出管直径d2=60mm
两测压点间垂直距离Z2－Z1=0.5m
泵由电动机直接带动, 传动效率可视为1, 电动机效率为0.93
试验介质为20℃清水
试计算在此流量下泵压头H、 轴功率N和效率η。

解: （1）泵压头 在真空表及压强表所在截面1－1与2－2间列柏努利方程:

式中 Z2－Z1=0.5m
p1=－2.67×104Pa（表压）
p2=2.55×105Pa（表压）
u1=
u2=
两测压口间管路很短, 其间阻力损失可忽略不计, 故
H=0.5+
=29.88mH2O
（2）泵轴功率 功率表测得功率为电动机输入功率, 电动机本身消耗一部分功率, 其效率为0.93, 于是电动机输出功率（等于泵轴功率）为:
N=6.2×0.93=5.77kW
（3）泵效率

=
在试验中, 假如改变出口阀门开度, 测出不一样流量下相关数据, 计算出对应H、 N和η值, 并将这些数据绘于坐标纸上, 即得该泵在固定转速下特征曲线。

3.(15分)
每小时将15000kg含苯40%（质量%, 下同）和甲苯60%溶液, 在连续精馏塔中进行分离, 要求釜残液中含苯不高于2%, 塔顶馏出液中苯回收率为97.1%。试求馏出液和釜残液流量及组成, 以摩尔流量和摩尔分率表示。
解: 苯分子量为78; 甲苯分子量为92。
进料组成
釜残液组成
原料液平均分子量 MF=0.44×78+0.56×92=85.8
原料液流量 F=15000/85.8=175.0kmol/h
依题意知 DxD/FxF=0.971 （a）
所以 DxD=0.971×175×0.44 （b）
全塔物料衡算 D+W=F=175
DxD+WxW=FxF
或 DxD+0.0235W=175×0.44 （c）
联立式a, b, c, 解得
D=80.0 kmol/h W=95.0 kmol/h xD=0.935