学年 第一学期 化学工程基础 试题参考答案
拟题学院（系）：
化工学院 拟 题 人：
适用专业： 书写标准答案人：
（答案要注明各个要点的评分标准）
一、 填空题（每空1分）
1.定态流动，非定态流动；2.泵的特性，管道特性；3.2, 1/4； 4. <2000, >4000： 5.表 面更新
理论，溶质渗透理论，双膜理论；6.颗粒沉降速度，沉降面积；7.严重漏液，严重泡沫夹 带，液泛；8.回流；9. t>M>td
二、 选择题（每题2分）
l.A； 2A； 3.C ； 4.A : 5.B； 6. B； 7. B
三、 简答题
1. （5分）图解法的基本步骤。在七y图上画出平衡线，并画出对角线；（1分）在三点（X=XD点、 x=xw点、及X=XF点）处分别引垂直线与对角线分别相交与a点、b点、c点；
（I分）由已知的R、 q值作出精儒段和提馅段的操作线；（1分）在平衡线与操作线之间，从
a点开始画阶梯（即画三角 形）直至xWxw为止.（或由b点反向画梯级直至 QXD），所画三
角形的个数即为理论板数。（1分） 其中，过q线与精饲段操作线交点的三角形为加料板，最后一个三角形为塔底再沸器。（1分）
2. 离心泵运转时，在叶片入口附近（入曰叶片的背面）某一点静压头最低，若该点压力（泵内
的 最低压强）小于或等于输送液体温度下的饱和蒸汽压，液体在压强最低点处发生部分汽化，汽泡 随同液体从低压区进入高压区的过程中，在高压的作用下，汽泡迅速凝结。汽泡的消失产生了局 部真空，此时周围的液体以极高的速度和频率冲击原汽泡空间，产生非常大的冲压强，造成对叶 轮和壳体的冲击，使其腔动并发出噪音，这种现象叫“汽蚀”。（3分）
汽蚀现象发生时，传递到叶轮和完体上的冲击力再加上液体中微量溶解氧释出时对金属化学 腐蚀的共同作用，在一定的时间后，可使其表面出现斑痕和裂缝，甚至呈海绵状逐渐脱落，有的 还出现穿孔。高心泵人汽蚀条件下运转，泵体震动剧烈，发出噪音，流量、压头和效率都明显下 降，严重时会吸不上液体。（2分）
3. 结合水指那些与物料以化学力和物理化学力等强结合力相结合的水分，它们大多存在于如细
胞 壁中、微孔中，不易除去（2分）；而结合力较弱，包括机械附着于固体表面的水分称为非结合水, 这种水分容易由干燥操作除去。（2分）非结合水极易除去，而结合水中高广平衡水分的部分也能 被除去但比较困难。（1分）
解：（1）两槽液血的高度差H
在压力表所在截面2-2'与高位槽液面3-3'间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，得:
迥+3+号=史+是+号+ ￡必-3
（2分）3-3, 其中，N ”/ ,2-3 = 4.9.\kg, \。，P3=。，
/?2=2.452xl0沪q H?=5m, U2-Vs/A =2.205/w/v （2 分） 代入上式得：
H = 5 + * + Q业-旦= 29.74〃 ” 分） 2x9.81 1000x9.81
9.81
2-2' 1?0?0'…
'? （2）泵所需的实际功率
在贮槽液面0-0'与高位槽液面3-3'间列柏努利方程,
以贮糟液面为基准水平面，有：
2
gH°+斗 + 久2 P + %,=gH +
2 2
（2
其中，^^.0-3 =6.864.9.//^ , i，2= i/3=0, p?= P3=0, H（）=0, H=29.74m （2
代入方程求得： We=298.64J/kg, 叫=KQ = ^1^X1000 = 10佃/s
（2（2
故 Ne = ms x = 2986.4^ , 〃=70%, N =
=4.27 kW
（3）真空表的读
在贮槽液面0.0'与真空表截面1-1'间列柏努利方程，
有：
（2
ui=2.205m/s
其中,
N ”/,0-1 = 1?96J/kg，H（）=0,以0=0, Po=O, H]=4.8m,
2 2052
Pi =-1000（9.81 x4.8+ — + 1.96） = -5.15X\
代入上式得,
（2
五、（10
使用初期
使用一年后
解:
110°C 45U
（i）空气出曰温度L
40°C 20°C
110°C 38C
T20 °C
；
题意可得：使用初期 Q = wq（G-o =也d0 _￥） = KS? （I）
使用一年后 Q = WcCpc^2 -0 = WhCph（T{ -T；） = KS^m （2）
（2
（1
分）
两式相比⑵/⑴,得
(1，0
--40)
7
=(38_2
%5-20)
则：&'=59.6°C
（2
（2）总传热系数K'/K
M
「(厂InJ 59.6-20
4)= 65^|0 = 34 2。。
（3
20
”
I 72 In-----
39.6
△《=
[nJ m 竺 & - 4
54.2°C
方程
（2）式/⑴式,得:
(38-20) _ K'
(45 - 20) ~ T 54.2 382
，k故 /k = 0.50% (2 分)
六、（15分）
解解：（1）塔顶产品量D、塔底残液量W及组成Xw；
i r）nn x o 4 x 0 0
由苯的I门I收率为 90%得 ----------------------------- 一^ = 90%, BP： D =
=400kmol/h （2 分） FXF 0.9
W=F- D=I000-400=600kmol/h
又由物料衡算 FXF = DXD + Wxw
r）x
（2 分）
= (1000 X 0.4 - 400 X 0.9) / 600 = 0.0667
（2）精绍段操作线方程;
R=1.83
(2 分)
R xD R +1 〃 R +1
= A=
= 0.646x
〃 +0.318 (4分)
(3)提僵段操作线方程：泡点进料q=l,L=RD (1分)
+ F = 1.83x400 +1000 = 1732
(1 分)
L' W 1732 600 x 0.0667
U — --------- ------------- Y — ------ Y --- ----------------
，nw+l
- L-W ' ￡'一〃“\ 1132、\1132 = 1.53x^-0.0353
七、（10分）
解：设直径10 pm的尘粒降沉于斯托克斯定律区
(3 分)
dM，W)g = (10x5)W800一1.2)x9.81=542qo5/s
18// 18x1.81x10—5 n pdu,
//
1.2x10x10—6x5.42x10 一3 = 3.6x10-3
1.81X10\5
<2.0
故以上计算有效。
所需沉降面积为 A = J= 2 ° °” 36。。= 128.6m
2
（2分）
ut 0.00542
因降尘室底面积2x5n?已定，所需隔板的数目为
A 1 128.6 . . . ? . _
N = ------- 1 = --------- 1 = 11.952
（2
而
2x5
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