徐州工程学院试卷答案—学年第学期课程名称化工原理试卷类型考试形式闭卷考试时间100分钟命题人年月日教研室主任(签字)年月日使用班级教学院长(签字)年月日班级学号姓名一、单选题（共10题，每题2分，共计20分）1.转子流量计的主要特点是______B ________。

A.恒截面、恒压差B.变截面、恒压差C.恒流速、变压差D.变流速、变压差2.一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出口处的压力表也逐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。

发生故障的原因是A A.忘了灌水 B.吸入管路堵塞 C.压出管路堵塞 D.吸入管路漏气3.穿过2层平壁的稳态热传导过程，已知各层温差为△t 1=100℃,△t 2=25℃，则第一、二层的热阻R 1、R 2的关系为_____D ______。

A.无法确定B.R 1=0.25R 2C.R 1=R 2D.R 1=4R 24.通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，则下列那种情况正确__D ___。

A.回收率趋向最高B.吸收推动力趋向最大C.操作最为经济D.填料层高度趋向无穷大5.全回流时，y-x 图上精馏段操作线的位置______C ________。

A.在对角线之上B.在对角线与平衡线之间C.与对角线重合D.在对角线之下6.已知湿空气的如下参数，便可以确定其他参数CA ．H ，p B.H ，t d C.H ，t D.I ，t as7.空气温度为t d ，湿度为H d ，相对湿度为φd 的湿空气，经一间接蒸汽加热的预热器后，空气的温度为t 1，湿度为H 1，相对湿度为Φ1，则BA.H 1＞H dB.φd ＞φ1C.H 1＜H dD.φd ＜φ18.用降尘室分离含尘气体，其临界沉降速度为tc u 、临界粒径为tc d，当将降尘室用水平隔板分为N 层，则临界粒径变为tc d ______D _______。

A.不变 B.N C.1/N D.N /19.精馏塔中由塔顶向下的第、、层塔板，其汽相组成关系为___C ______。

A.； B.； C.；D.不确定。

10.操作中的精馏塔，保持、、、、不变，减小，则有____C _____。

A.D 增加，R 减小；B.D 不变，R 增加；C.D 减小，R 增加；D.D 减小，R 不变二、填空题（共20空，每空1分，共计20分）1.《化工原理》是本专业的一门专业基础课，其主要研究内容是以化工生产中的物理加工过程为背景，按其操作原理的共性归纳成的若干“单元操作“。

化工原理属工科科学，用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题，研究方法主要是理论解析和理论指导下的实验研究。

2.流体在圆形直管中作层流流动，如果流量等不变，只是将管径增大一倍，则阻力损失为题号一二三四五六七八总分总分20201545100得分原来的1/16。

3.某设备的表压强为50KPa ，则它的绝对压强为150KPa ，另一设备的真空度为50KPa ，则它的绝对压强为50KPa 。

（当地大气压为100KPa ）4.离心泵安装在一定管路上，其工作点是指离心泵特性曲线与管路特性曲线的交点5.离心泵的泵壳制成蜗壳状，其作用是收集和导出液体、能量转换。

6.恒压过滤时，过滤的阻力主要源于过滤形成的滤饼层，过滤速度随时间增加而减少。

7.在包有二层相同厚度保温材料的圆形管道上，为减少热损失应该将导热系数__小_（填大，小）的材料包在内层。

8.吸收操作的原理是不同组分在吸收剂中的溶解度的不同。

9.增加吸收剂用量，操作线的斜率增大，吸收推动力增大。

10.在常压和40℃下，测得湿物料的干基含水量X 与空气的相对湿度φ之间的平衡关系为：当φ＝100％时，平衡含水量X*＝0.16kg/kg 绝干料；当φ＝40％时，平衡含水量X*＝0.04kg/kg 绝干料。

已知该物料的初始含水量X1＝0.23kg/kg 绝干料，现让该物料与φ＝40％的空气充分接触，则非结合水含水量为0.07kg/kg 绝干料，自由含水量为0.19。

11.精馏设计中，当进料为气液混合物，且气液摩尔比为2:3，则进料热状态参数q 值等于0.6。

12.恒摩尔流假定成立的主要条件是易挥发组分与难挥发组分的摩尔气化潜热相等。

13.流体在圆形直管中作滞流流动时，摩擦系数λ与Re 关系为λ＝64/Re 。

14.精馏塔设计中，回流比越大所需理论板数越少。

但随着回流比的逐渐增大，操作费用和设备费的总和将呈现先减小后增大变化过程。

三、简答题（共3题，每题5分，共计15分）1、简述在x-y 图上绘制精馏段操作线、提馏段操作线、q 线的方法。

q 值一定时，当回流比R 发生变化时对这些线有何影响？答：①根据条件确定D(χD ，χD )、W(χw ，χw )、F(χF ，χF )；②根据R 和χD 在纵坐标上确定A(0，)1(+R D χ)点，连接AD 即得精馏段操作线；③根据进料情况确定进料热状况参数q ，过F(χF ，χF )作斜率为)1-q q 的直线，即是q 线；④q 线与精馏段操作线相交于f 点，连接fW 点即得提馏段操作线。

⑤在χD ，χw ，χF 和q 值一定时，增大R ，则精馏段操作线的斜率)1(+R R 增大，精馏段操作线远离平衡线，提馏段操作线也远离平衡线，对q 线没有影响，对一定分离要求所需的理论板数减少。

2、简述两相间传质的双膜理论的要点。

答：将气液两相间传质的阻力简化为分别集中在相界面两侧的气膜和液膜之内，且认为界面没有阻力的这一设想，称为双膜模型。

其基本理论要点有：①当气液两相接触时，两相之间有一个相界面，在相界面的两侧分别存在着呈层流流动的稳定膜层，即有效层流膜层。

溶质以分子扩散的形式连续通过这两个膜层，在膜层外的气液两相主体中呈湍流状态。

膜层的厚度随流体流速而变，流速越大厚度越小；②在相界面上气液两相互成平衡，街面上没有传质阻力；③在膜层以外的主体内，由于充分的湍动，融资的浓度基本上是均匀的，没有浓度梯度。

3、有两个球形粒子，一个为铅，一个为石英，其直径为150um ，今令其在25℃的空气中沉降，试问哪个的沉降速度快？为什么？哪个粒子所受的阻力大？为什么？若空气升温到80℃，则沉降速度变大还是变小？为什么？答：（1）根据沉降速度公式ξρρρ3)(4-=s p t gd u ，铅的沉降速度快，由于铅的密度较石英的大；（2）铅的阻力大，因为沉降速度为颗粒作匀速沉降运动时颗粒（分散相）相对于连续相的运动速度，此时阻力等于重力；（3）变小，因为温度升高，空气的粘度增大。

四、计算题（共3题，共计45分）1、（15分）在恒定干燥条件下的箱式干燥器内，将湿染料由湿基含水量45%干燥到3%，湿物料的处理量为8000㎏湿染料，实验测得：临界湿含量为30%，平衡湿含量为1%，总干燥时间为28h 。

试计算在恒速阶段和降速阶段平均每小时所蒸发的水分量。

解：w 1=0.451110.8181w X w ==-kg 水/kg 干料w 2=0.032220.0311w X w ==-kg 水/kg 干料同理X 0=0.429kg 水/kg 干料X *=0.01kg 水/kg 干料τ=28h()1100c GX X Au τ=-**002*02()lnc G X X X X Au X X τ--=-∴()101**020*20.8180.4290.310.4290.010.4290.01ln ()ln 0.0310.01X X X X X X X Xττ--===------∴τ1=0.31τ2又∵τ1+τ2=τ=28h ∴τ1=6.6hτ2=21.4h G c =8000×(1－0.45)=4400kg 干料∴()101259.3c G X X τ-=kg 水/h ()02281.8c G X X τ-=kg 水/h2、（10分）在高温气体的管道中安装一支热电偶，测量高温气体的温度。

已知管道内表面的温度为300℃，热电偶指示温度为500℃，高温气体对热电偶表面的对流传热系数α＝40W/(m 2.K)，热电偶表面的黑度ε＝0.3。

试计算高温气体的真实温度。

并简要说明为什么会出现这种现象。

解：已知热电偶的指示温度t 1＝500℃，管道的内表面温度t 2＝300℃，设高温气体的真实温度为t 。

在稳态条件下，高温气体以对流传热方式向热电偶传递热量的同时，热电偶表面向管道的内表面辐射传热，二者的速率应相等。

热电偶的表面积以A 表示，则：Q 对流传热＝αA （t －t 1）⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛+424121100273100273A C t t Q －辐射传热＝ϕ则有：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-4241211100273100273A C )(A t t Q t t Q －辐射传热对流传热＝＝ϕα由题意知：α＝40W/（m 2.K ），φ＝1，热电偶很小，被管道包围，所以C 1－2＝ε1C b ＝0.3×5.67＝1.701W/(m 2.K 4)∴⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯⨯=-⨯44100273300100273500167.53.0)500(40＝＝辐射传热对流传热Q t Q ∴t ＝605.99℃。

热电偶的指示温度t 1＝500℃<高温气体的真实温度605.99℃，这是因为管道内表面温度较低，热电偶对管道内表面存在辐射传热引起的。

3、（20分）如图所示的输水系统，管路直径为mm mm 280⨯Φ，当流量为h m 336时，吸入管路的能量损失为6J/kg ，排出管路的压头损失为0.8m ，压强表读数为246kpa ，吸入管轴线到U 形管汞面的垂直距离h ＝0.5m ，当地大气压强为98.1kpa ，试计算：（1）泵的升扬高度与扬程；（2）泵的轴功率（η＝0.7）；（3）泵吸入口压差计读数R 。

解：（1）泵的升扬高度与扬程：在1-1和2-2两截面间列柏努力方程即得泵的扬程：21,2222-+++=f H g p g u Z H ρ其中，m Z 52=，s m u /204.2)076.043600/(3622=⨯⨯=π，m H f 6116.081.9/621,==-mg p 08.25)81.91000/(1024632=⨯⨯=ρ∴m H 94.306116.008.25)81.92(204.252=++⨯+=在1-1和3-3两截面间列柏努力方程即得泵的升扬高度：m H H Z f 53.29)8.06116.0(94.3031,3=+-=-=-（2）泵的轴功率（η＝0.7）；Wq gH W W P vSe 43367.0360036100081.994.30=⨯⨯⨯⨯===ηρη（3）泵吸入口压差计读数R 。