化工原理试题及答案(绝密请勿到处宣扬) 12月25日
一、填空题（共15空，每空2分，共30分）
1. 一容器真空表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强和表压强（以kpa计）分别为：（90kpa）和（ -10kpa ）。
2. 热传导只发生在固体和（ 静止）的或（滞）流动的流体中。 3. 物体的吸收率越（大），其辐射能力越（大）。（填大或小） 4. 蒸发中以（二次蒸汽）是否再利用而分为单效或多效蒸发。
5. 蒸发中的温度差损失主要由溶液中的（不挥发溶质 ）、液柱的（静压头）和管路（阻力）所引起的沸点升高三部分组成。
6. 一容器压力表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强（以kpa计）为：（90kpa）。
7. 对于同种流体，自然对流时的对流传热系数比 时的（小）。（填大或小）
8. 物体的吸收率越大，其辐射能力越（大），所以黑体的辐射能力比灰体的（大）。（填大或小） 9. 蒸发操作所用的设备称为（ 蒸发器）。
10. 按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为（单效蒸发 ）和（多效蒸发）。
二、选择题（共5题，每题2分，共10分）
1. 对吸收操作有利的条件是：（ D ）
A. 操作温度高、压强高；B. 操作温度高、压强低；C. 操作温度低、压强低；D. 操作温度低、压强高
2. 精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板（ A ），液相温度较下层塔板（ ） A. 高，低；B. 低，高；C. 高，高；D. 低，低
3. （ D ）是塔内气液两相总体上呈逆流流动，而在每块塔板上呈均匀的错流流动。
A. 板式塔的传质意图；B. 板式塔的设计过程；C. 板式塔的恒摩尔流要求；D. 板式塔的设计意图 4. 恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的（ C ）及与物料的接触方式都不变。
A. 温度、焓值、湿度；B. 流速、压强、湿度；C. 流速、温度、湿度；D. 温度、湿度、压强 5. 对于湿物料的湿含量，下面哪种说法是正确的？（ B ）
A. 平衡水一定是自由水；B. 平衡水一定是结合水；C. 自由水一定是结合水； D. 自由水一定是非结合水
6. 当二组分液体混合物的相对挥发度为（ C ）时，不能用普通精馏方法分离。当相对挥发度为（ A ）时，可以采用精馏方法
A. 3.0；B.2.0；C.1.0；D.4.0 7. 下述说法中错误的是（ B ）。
A .板式塔内气液逐级接触，填料塔内气液连续接触；B. 精馏用板式塔，吸收用填料塔；C.精馏既可以用板式塔，又可以用填料塔；D. 填料塔可以避免液泛
8. 物料的平衡水分一定是（ C ）
A. 非结合水分；B. 自由水分；C.结合水分；D. 临界水分 9. 对于湿物料的湿含量，下面哪种说法是正确的？（ B ）
A. 平衡水一定是自由水；B. 平衡水一定是结合水；C. 自由水一定是结合水； D. 自由水一定是非结合水。
三．计算题
1.在一列管换热器中将15000kg/h油品从20摄氏度加热到90摄氏度，油品走管内管外，加热介质为130摄氏度的水蒸气，换热器有100根直径1.5*15mm，长2m的钢管构成，管内
?i=360w2/m2*c，管外?0 =12000W/㎡油品的比热容为1.9KJ/kg*℃，操作条件下的汽化潜热为
2205KJ/Kg，钢管的导热系数45W/m*℃，若加热全部冷凝后在饱和温度下排出的，忽略热损失和管壁的污垢热阻。
（1）换热器的热负荷？ （2）加热蒸汽的消耗量？ （3）总转热系数？
（4）该换热器能否满足生产任务？ 解：
（1）换热器的热负荷？
Q?WcCPC(t2?t1)=15000*1.9*(90-20)=1995000KJ/h=554.17KJ/s
（2）加热蒸汽的消耗量？
Wh?Q/r?1995000/2205?904.8Kg/h?0.251Kg/s
（3）总转热系数？
d0?15mm*di?12mmdm?(d0?di)/In(d0/di)?(15?12)/In(15/12)?13.44mmk?k0?
11??278.3w/m2*?Cdbd150.0015*1511??)(0?0?)(3600*1245*13.4412000?idikdm?0（4）该换热器能否满足生产任务？
S?n?dl?100*3.14*0.015*2?9.42m2假设逆流传热
?t??t1(130?20)?(130?90)?tm?2??69.2?C
?t2130?20InIn130?90?t1Q'?ks?tm?278.3*9.42*69.2?1.814*105w?181.4kwQ?1995000kj/h?1995000*1000/3600?554160j/s?554160w?554.16kw
因此换热器最大传热效率Q小于实际所需的传热效率Q，所以此换热器不满足生产任务 2．在一连续精馏中分离苯、甲苯的混合，进料量为100kmol/h，原料液中苯0.4，塔顶馏出液中苯的回收率为83.3%，塔底馏出液中含苯0.1（以上均为摩尔分数），原料液为饱和液体进料，笨甲苯的相对挥发度为2.5，回流比为最小回流比的3倍，塔底为主凝器，。
（1）馏出液及釜残夜量
（2）塔釜产生的蒸汽量及塔顶回流的液体量。 （3）离开塔顶第一层理论板的液相组成 解：
（1）馏出液及釜残夜量
F?D?W?FxF?DxD?WxW??DxD?0.838FxF
DxD?0.838FxF(0.162FxF)0.162*100*0.4W???64.8kmol/hxw0.1D?F?W?100?64.8?35.2kmol/hxD?0.952
（2）塔釜产生的蒸汽量及塔顶回流的液体量。
Rmin?(xD?yq)/(yq?xq)当原料液位饱和液体进料时q=1 xq?xF
xRmin?[D??(1?xD)/(1?xF)]/(??1)=[0.952/0.4-2.5*(1-0.952)/(1-0.4)]/(2.5-1)=1.453
xFR?3Rmin l/D?R?l?RD?3RminD?3*1.453*35.2?153.4kmol/h V'?W?L'?V'?L'?W?L?F?W?153.4?100?64.8?188.6kmol/h
（3）离开塔顶第一层理论板的液相组成
xD=0.952 y??x/[1?(??1)x] y?xD?0.952 ?=2.5 0.952=2.5x/(1?1.5x) x=0.888