上海应用技术学院2015—2016学年第1学期
《化工原理》期（末）（A）试卷答案
一、判断题（以√、×表示；每空2分）
1.在相同设备条件下，密度越大、粘度越小的流体越容易形成湍流状态。（ ） 答案：√
2.稳定流动时，流体的流速、压强、密度等均不随时间和位置而变。（ ） 答案：×
3.当间壁两侧无相变冷热流体的进、出口温度已确定时，为了提高传热平均温度 差，应采用并流操作。（ ） 答案：×
4.对理想溶液而言，其组分的挥发度可以用同温度下该组分的饱和蒸汽压的大小 来表示。（ ） 答案：√
5.对双组分理想混合液，相对挥发度的大小可以判别该物系的分离难易程度。 因此，在相同条件下，分离相对挥发度小的物系所需理论板数多。（ ） 答案：√
二、选择题 （每空2分）
1.根据雷诺实验，流体在圆直管中作稳态流动时：层流时的雷诺准数是（ ）。 A. Re<2000； B. Re>4000； C. 2000 答案： A 2.流体流动产生阻力的根本原因是，因为流体流动（ ）。 A. 遇到了障碍物； B. 与管壁产生摩擦； C. 产生了内摩擦切向力； 答案： C 3.对流传热是由（ ）因素产生的。 A. 流体分子的热振动; B.流体体内电子的移动; C. 流体质点的位移、扰动。 答案： C 4.间壁两侧流体的对流传热系数相差不大时，要提高K值，关键在于提高（ ） 的对流传热系数之值。 A. 大者； B. 小者； C. 两者； 答案： C 5.当回流从全回流逐渐减小时，精馏段操作线向平衡线靠近，为达到给定的分离 要求，所需的理论板数（ ）。 A. 逐渐增多； B. 逐渐减少； C. 不变； 答案： A 三、填空题： 1.某间壁换热器中，流体被加热时，圆形直管内湍流的传热系数表达式为： ___________________。当管内水的流速为0.5m·s-1时，计算得到管壁对水的 传热系数α=2.61（kw·m-2 ·K-1）；若水的物性不变，仅改变水在管内的流速， 当流速为0.8 m·s-1时，此时传热系数α=_____________。（5分） 答案：α=0.023(?/d)Re0.8Pr0.4（3分）、3.81（kw·m-2 ·K-1）（2分）； 2.蒸馏分离液体混合物的依据是利用： 。（3分） 答案：液体混合物中各组分挥发度的不同；（3分） 3.连续精馏塔计算中为简便起见，分别引入了 的概念 和 的假定。（2分） 答案：理论板（1分）、恒摩尔流；（1分） 四、（20分）用泵将密度为1200 kg·m-3的溶液从敞口贮槽内送到高位槽中。高 位槽比敞口贮槽的液面高出20m，吸入管与排出管为Φ89×4mm，全部管路的总 长（不包括管路的进出口）为81.3m，输液量为30×103 kg·h-1，摩擦系数λ=0.027（管路流动为完全湍流），泵的效率为54%。 试求：泵的轴功率为多少？ 答案：选取截面1?1和2?2的内侧为上下游截面，截面1?1为基准面；对贮油池液面至高位槽液面列柏努利方程；（2分）22u1p2u2z1g???We?z2g????h（f5分）?2?2p1?z1?0、z2?20；?0?p1?p2?（表）?Vs30000?u1?0、u2???1.35m/（s2分）?11?d23600???0.0812?1200?44?l??leu281.31.352?（???进）?（0.027??0.5）??25.15J/kg（3分）?hf??d20.0812?2u21.352?We?（z2?z1）g???hf?20?9.81??25.15?222.26J/kg（5分）2230000?P?W?W?222.26??1852.17J/kgese?3600???（3分）P1852.17?P?e??3429.9w?3.43kw?0.54?? 五、（20分、普通班）在某套管换热器中用水逆流冷却某溶液。流量为2.4kg?s-1、 比热为2kJ?kg-1?℃-1的溶液走换热器的内管（规格为?25×2.5mm），从150℃冷却到100℃。冷却水走换热器的环隙，从25℃升温至60℃，比热为4.18kJ?kg-1?℃-1。 已知：溶液一侧的对流传热系数为1160w?m-2?℃-1，冷却水一侧的对流传热系数 为930w? m-2?℃-1，忽略管壁和污垢的热阻及热损失。 试求：1.以管外表面积为基准的总传热系数K2为多少? 2.冷却水的用量为多少? 3.换热器的管外表面积A2和管长l为多少? 答案：d1?20mm、d2?25mm1.11d11251??2?????K2?464.5w/m2??C （5分）K2?1d1?21160209302.4?2?(150?100)?1.64kg/s?5906kg/h （5分）4.18?(60?25) 2.qm1cp1(T1?T2)?qm2cp2(t2?t1)?qm1?3.Q?qm1cp1(T1?T2)?2.4?2?103?(150?100)?240000w （2分）(T?t)?(T2?t1)(150?60)?(100?25)?tm?12??82.27?C （3分）T1?t2150?60lnln100?25T2?t1 A2?Q240000??6.28m2 （3分）K2?tm464.5?82.27A26.28??79.96m （2分）?d2??0.025A2??d2l?l? 五、（20分、卓越班）某套管换热器由管长为3m的钢管所组成。在壳程中，用 130℃的饱和水蒸汽将在管程中的某有机溶剂气体从35℃加热到80℃。现因生产 需要，将有机溶剂气体流量增加一倍，并要求在管程中的有机溶剂气体从35℃ 加热到90℃，而用来加热的饱和水蒸汽仍为130℃。（设管壁和污垢热阻忽略不 计，且温度变化不影响有机溶剂气体的物性变化） 试求：套管换热器的管长应加长到多少？ 答案KA?tqCp(t-t)Q?11m?m1121 （5分）Q?K1?A1??tm?qm1?Cp1(t2?-t1)?tm?(T?t1)?(T?t2)(130?35)?(130?80)??70.11 （2分）T?t1130?35lnln130?80T?t2(T?t1)?(T?t2?)(130?35)?(130?90)??63.58 （2分）T?t1130?35lnln130?90T?t2??tm??0.80.8?2??1?K1??1?qm1、?2??1??K1???1??q?m1 （2分）?qK11?(m1)0.8?()0.8 （2分）K1?qm1?2A1?d1ll?? （2分）A1??d1l?l??Ql?70.11(80?35)?0.8? （3分）Q?2l??63.582?(90?35) l20.8?(80?35)?63.58???0.646 l?2?(90?35)?70.11l?l???4.64m （2分）0.646 六、（20分）某连续精馏操作中，若原料液于露点温度下进入精馏塔。已知： 精馏段操作线方程式为y=0.723x+0.263、提馏段操作线方程式为y=1.25x-0.0187。 试求：1.原料液、馏出液和釜液的组成为多少? 2.操作回流比R为多少?
化工原理B试卷A(正)答案(2015年下)
