化工原理理论知识竞赛试题

茂名学院第四届化工原理。

理论知识竞赛。

命题：吴景雄。

一、填空题（每小题3分，共36分）

1、某转子流量计（出厂时是用20℃、常压的空气标定），用于测量40℃常压空气的流量，则转子流量计读数的校正系数为。

2、由三条支管组成的并联管路，各支管的长度及摩擦系数都相等，管径的比为d1：d2：d3=1：2：3，则这三支管的流量比为。

3、含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。理论上能完全除去30μm的粒子，当气体处理量增大1倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为。

4、用一台离心泵输送某液体，当液体温度升高，其它条件不变，则离心泵所需的扬程，允许安装高度。

5、用离心泵把水从水池送至高位槽，水池和高位槽都是敞口的，两液面高度差恒为13m，管路系统的压头损失为hf＝3×105q2；在指定的转速下，泵的特性方程为h=28－2.5×105q2；（q的单位为m3/s，h、hf的单位为m）。则泵的流量为 m3/h。

6、续上题，如果用两台相同的离心泵并联操作，则水的总流量为 m3/h。

7、用**法求理论板数时，在、、、各参数中，与理论板数无关。

8、在板式塔中，板上液面落差过大会导致造成液面落差的主要原因有塔板结构、塔径和。

9、某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.72x+0.275，则该塔的操作回流比r为，馏出液的摩尔分率为。

10、对于精馏操作，若在f、xf、q、d不变的条件下，加大回流比r，假设全塔效率不变，则xd将，xw将。（增加、减小、基本不变、不能确定）

11、在逆流填料吸收塔的操作中，如果进塔液相摩尔比x2增大，其他操作条件不变，则气相总传质单元数将，气相出口摩尔比y2将。（增大、减小、基本不变、不能确定）

12、在常压逆流操作的填料吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质a。已知进塔的气相组成y1为0.04（摩尔比），液气比l/v为1.

20，气液平衡关系为y*＝1.5x，则组分a的吸收率最大可达。

二、计算题（共64分）

（第题选做一题，第题选做两题）

1、（14分）如图所示，用离心泵从反应器向高位槽输送某水溶液（密度约为1000kg/m3），反应器的真空度为200mmhg，高位槽的表压为49kpa；管子总长度为200m（包括所有局部阻力的当量长度），管子规格为φ57×3.5mm；摩擦系数λ近似取为0.025；孔板流量计的孔流系数co为0.

62，孔径为25mm；u型管压差计的读数为168mmhg。求：

1）水的流量为多少kg/s?

2）泵的扬程为多少m?

3）泵的有效功率为多少w?

2、（14分）某转筒真空过滤机，其直径和长度均为1m，用来过滤某悬浮液。原工况下每转一周需时1min，操作真空度为49kpa，每小时可得滤液5m3，滤饼厚度为12mm，新工况下要求生产能力提高1倍，操作真空度提高至63.7kpa，已知滤饼不可压缩，介质阻力可忽略。

试求：1）新工况过滤机的转速应为多少？

2）新工况所生成的滤饼厚度为多少？

3、（25分）现有两台相同的单壳程单管程列管式空气加热器，每台换热器管内表面的传热面积为20m2。170℃的饱和水蒸气在壳程冷凝，冷凝潜热r为2054kj/kg。空气入口温度t1=30℃，流量为2.

5kg/s，以湍流方式通过管内。污垢热阻可忽略。

1）若两台换热器并联使用，通过每台热换器的空气流量均等，此时空气的对流传热系数为38w/(m2k)，求空气的出口温度t2及水蒸气的总冷凝量ω0为多少？

2）若二台换热器改为串联使用，问此时空气的出口温度t2/及水蒸气的总冷凝量ω0/为多少？

假定空气的物性不随温度压力而变化，视为常量，cp=1.0kj/(kgk)。）

4、（25分）某提馏塔只有一块实际板和一个再沸器（可视为一块理论板）。原料预热到泡点，由塔顶连续加入，f=100 kmol/h，xf=0.2（摩尔分率，下同）。

泡点回流，回流比r=2.0，物系的平均相对挥发度α=2.5。

现测得塔顶馏出量d=57.2kmol/h ，且 xd=0.28 ，试求：

1）塔底出料量w及浓度 xw。

2）该塔板的默弗里效率 emv 和eml。

5、（25分）在一填料层高度为4.0m的逆流操作吸收塔内，用清水吸收混合气中的a组分。混合气的摩尔流速为30kmol/(m2h)，混合气中组分a的体积分率为5%，要求吸收率为98%；清水的摩尔流速为60 kmol/(m2h)，操作条件下的平衡关系为y*=0.

8x。吸收过程为气膜控制，气相总体积吸收系数kgα近似与气相摩尔流速的0.7次方成正比。

如果塔径、吸收率及其他操作条件不变时，试求以下两种情况所需的填料层高度：

1）操作压强增加一倍；

2）混合气摩尔流速增加20%。

附录：转子流量计计算公式：

孔板流量计计算公式：

单板效率的计算公式：

脱吸因数式：