化学工程基础试题(B)及答案资料下载.pdf
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化学工程基础试题(B)及答案资料下载.pdf
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10.过剩空气系数的定义是;
越高,出炉烟气温度越(高、低);
过高,炉子热效率(升高、降低)。
11.辐射传热中,吸收率等于1的物体称为。
12.为了增加沸腾对流传热系数,工业上的液体沸腾装置一般总是维持在下操作。
A、泡状沸腾;
B、自然对流;
C、膜状沸腾。
13.某二元混合物,其中A为易挥发组分,液相组成xA=0.6相应的泡点为t1,与之相平衡的汽相组成yA=0.7,相应的露点为t2,则:
。
A、t1=t2;
B、t1t2;
C、t1t2;
D、不能判断14.吸收速率主要决定于通过双膜的扩散速度,要提高气液两流体的相对运动,提高吸收效果,则要。
A.增加气膜厚度和减少液膜厚度B.减少气膜和液膜厚度C.增加气膜和液膜厚度15.按吸收过程是否发生化学反应分,吸收过程可以分为和两类。
2二、简答题(每小题5分,共20分)二、简答题(每小题5分,共20分)1.有一套管换热器,管外为蒸汽冷凝,管内为某种气体被加热(无相变),试分析强化此传热过程可能采取的手段。
2.试分析提高管式加热炉热效率的途径。
3.双膜理论的基本论点。
4.恒摩尔流假定的内容及前提条件。
三、计算题(50分)三、计算题(50分)1.(16分)某厂采用一套管换热器,将某液相产品与冷却水进行换热。
产品走壳程,流量为1500kg/h,比热为3.35kJ/(kgK),从150冷却到80;
冷却水走管程,从15加热到40,水的物性为:
CP=4.187kJ/(kgK),=0.801cP,=0.618W/(mK),=995.7kg/m3。
已知壳程的对流传热系数O=2000W/(m2K),换热管的尺寸为573.5mm,管壁的导热系数=45W/(mK),忽略污垢热阻。
试求:
(1)换热器的热负荷Q,kW;
(4分)
(2)冷却水的流量;
kg/h;
(4分)(3)逆流操作时所需的传热面积AO,m2;
(4分)(4)并流操作时所需的传热面积AO,m2。
(4分)2.(8分)分离苯和甲苯混合液,进料组成为0.4,馏出液组成为0.95,残液组成为0.05(以上组成均为苯的摩尔分率)。
苯对甲苯的平均相对挥发度为2.44。
泡点进料,塔顶冷凝器为全凝器,塔釜为间接蒸汽加热。
(1)最小回流比;
(4分)
(2)若回流比取最小回流比的1.2倍,列出精馏段操作线方程。
(4分)3.(10分)某一精馏塔,塔顶为全凝器,塔釜用间接蒸汽加热。
用以处理含易挥发组成xF=0.5(摩尔分率)的饱和蒸汽。
塔顶产量D和塔底排量W相等。
精馏段操作线方程为15.065xy。
(1)回流比R,塔顶组成xD,塔釜组成xW。
(3分)3
(2)提馏段操作线方程。
(3分)(3)若两组分相对挥发度=3,第一块板塔板效率6.0*1xxxxEDDmL,则y2=?
(4分)4.(16分)在一逆流填料吸收塔中,用纯水吸收空气氨混合气中的氨。
入塔气体中含氨5%(体积分率,下同),要求吸收率为90%,水用量为最小用量的1.2倍,操作状态下平衡关系为Y*=1.8X,HOG=1m。
(1)填料层的高度Z;
(8分)
(2)若改用含氨0.08%的稀氨水作吸收剂,Y1及其他条件不变,则吸收率为多少?
(4分)(3)画出两种情况下的操作线及平衡线的示意图。
(4分)学础试题学础试题化工程基答案化工程基答案专业班级装控专业姓名学号开课系室化学化工学院化学工程系考试日期题号一二三总分得分阅卷人B卷1一、填空与选择(每空一分,共填空与选择(每空一分,共30分)分)1.水蒸气,空气2.相等3.壳程,管程4.混合物中各组份相对挥发度的不同,混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同5.物料衡算式、能量衡算式、相平衡方程式和过程速率方程式6.Dx增加,wx增加,D减少,VL/增加7.A控制,A侧,KG(或KL)FkG(或kL)。
8.斜率增加,推动力增加9.0.2710.实际入炉空气量与理论空气量的比值;
低;
降低11.黑体12.A13.A14.B15.化学吸收和物理吸收二、简答题(每小题5分,共20分)二、简答题(每小题5分,共20分)答:
增加气体流速;
提高蒸汽温度;
采用螺纹管或翅片管2.答:
间量降低过剩空气系数;
增加炉墙的密封性;
采用高性能燃烧器;
安装余热回收装置;
提高炉子的测控水平。
3.答:
在汽液两流体相接触处有一稳定的相界面,在界面两侧各有一稳定的气膜和液膜,膜内流体呈滞流状态,溶质以分子扩散的方式通过这两层膜;
膜层以外的两相流体主体混合均匀,两相主体内浓度梯度皆为零,全部浓度变化都集中在这两层膜内;
无论气、液两相主体中溶质的浓度是否达到相平衡,在相界面处,溶质在气、2液两相中的浓度关系认为达到平衡,即界面无阻力。
4.答:
内容:
恒摩尔气化:
即精馏段:
V1=V2=Vn=V;
提馏段:
V1=V2=Vm=V;
恒摩尔溢流:
L1=L2=Ln=L;
L1=L2=Lm=L。
应用条件:
各组分的摩尔汽化潜热相等;
气液两相接触时因温度不同而交换的显热可以忽略;
塔设备保温良好,热损失可以忽略。
三、计算题(50分)三、计算题(50分)1.解:
(1)换热器的热负荷:
)(1077.9)80150(1035.336001500)(432111WTTCwQp
(2)冷却水的流量:
)/(3360:
)1540(187.4)80150(35.31500)()(2212222111hkgwwttCwTTCwpp解得解得(3)传热过程的对数平均温度差()5.85158040150ln)1580()40150(ln()(12211221tTtTtTtTtm)传热过程的总传热系数:
)/(211843.5)1097.2(05.0618.0023.0023.043.5618.010801.010187.41097.210801.005.043600336005.024.08.044.08.033432KmWPRdCPudRreiiipriiei3)/(892200015.535745105.3505721181111123KmWddbddKomoioio换热器面积:
2428.15.858921077.9mtKQAmoo(4)并流传热过程的对数平均温度差()1.78408015150ln)4080()15150(ln()(12211221tTtTtTtTtm)2440.11.788921078.9mtKQAmoo2.解:
62.04.044.114.044.2)1(111xxye8.15.12.1)2(5.14.062.062.095.0minRxyyxRFeeD34.064.018.195.018.18.1111nnDnnxxRxxRRy3.解:
(1)wDwFxxxxFD即wDwxxx5.05.0R/(R+1)=5/6R=51.0,9.0,15.0151wDDDxxxRx
(2)提馏段操作线:
wxVWxVLy饱和蒸汽进料FVVLLq,0又DRVRDLDWDF)1(,24025.025.1261.02652)1(1.02)1(1.0xxDDRDxDDRRDFVWxFVLy(3)6.011eDDxxxx75.09.0239.0)1(1yyxe,6.075.09.09.01x解得:
81.01x825.015.06/81.0515.0652xy4.m.Nm.).(.ln.S)S(mXYmXYlnSN.LmVS.XmYYYXXYY.).(.)(YY.yyY.yOGOGmin*min9069061HZ90692609260100052600052609260111119260944181944162121VL21VL6210810526000526005260VL00526090105260105260050105010501OG222121212121121111)(解:
587500526000656011006560SNHZ;
0080212222212221OGOG12.YY.YXmYXmYmXYmXYY.X解得:
所以不变,且不变,所以不变、其他条件不变,不变,)(3)
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