2025年大學(xué)化工工藝（化工原理）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共40分）每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。(總共8題，每題5分)1.對(duì)于一定流量的不可壓縮流體，在圓形直管中流動(dòng)時(shí)，若管徑增大一倍，則流速變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍？A.2B.4C.1/2D.1/42.離心泵的揚(yáng)程是指：A.泵對(duì)單位質(zhì)量液體提供的有效能量B.泵的升揚(yáng)高度C.泵出口與進(jìn)口的壓力差D.泵的軸功率3.某精餾塔的進(jìn)料熱狀況為飽和液體進(jìn)料，則進(jìn)料熱狀況參數(shù)q為：A.0B.0.5C.1D.24.吸收操作中，當(dāng)吸收劑用量趨于最小用量時(shí)，下列說(shuō)法正確的是：A.吸收推動(dòng)力最大B.所需填料層高度最小C.吸收液濃度最高D.吸收液流量最大5.在列管換熱器中，用飽和蒸汽加熱空氣，傳熱管的壁溫接近：A.蒸汽的溫度B.空氣的溫度C.蒸汽和空氣的平均溫度D.無(wú)法確定6.干燥過(guò)程中，若物料表面溫度等于空氣的濕球溫度，則此時(shí)的干燥過(guò)程為：A.恒速干燥階段B.降速干燥階段C.預(yù)熱階段D.平衡階段7.某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成xA=0.4，相應(yīng)的泡點(diǎn)為t1，氣相組成yA=0.4，相應(yīng)的露點(diǎn)溫度為t2，則：A.t1=t2B.t1<t2C.t1>t2D.無(wú)法確定8.對(duì)于往復(fù)泵，下列說(shuō)法正確的是：A.有自吸能力B.流量與壓頭無(wú)關(guān)C.流量不均勻D.以上都正確第II卷（非選擇題共60分）9.簡(jiǎn)答題：簡(jiǎn)述化工原理中流體流動(dòng)的連續(xù)性方程及其物理意義。(10分)10.簡(jiǎn)答題：簡(jiǎn)述精餾塔的工作原理。(10分)11.計(jì)算題：某連續(xù)精餾塔，進(jìn)料量為100kmol/h，進(jìn)料組成為0.5（易揮發(fā)組分摩爾分?jǐn)?shù)），塔頂餾出液組成為0.95，塔底釜液組成為0.05，回流比R=2。試求塔頂餾出液流量和塔底釜液流量。(20分)12.分析題：在一逆流吸收塔中，用清水吸收混合氣中的有害組分A。已知混合氣流量為1000m3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），其中A的體積分?jǐn)?shù)為0.05，要求吸收率為95%。操作條件下的氣液平衡關(guān)系為y=2x。若吸收劑用量為最小用量的1.5倍，試求吸收劑用量及塔底排出液的組成。(15分)13.設(shè)計(jì)題：設(shè)計(jì)一管殼式換熱器，用飽和蒸汽將某溶液從20℃加熱到80℃。已知溶液流量為10m3/h，比熱容為2.5kJ/(kg·℃)，密度為1000kg/m3。蒸汽壓力為0.5MPa（絕壓），冷凝液在飽和溫度下排出。試確定換熱器的傳熱面積。(5分)答案：1.D2.A3.C4.C5.A6.A7.A8.D9.流體流動(dòng)的連續(xù)性方程為ρ1u1A1=ρ2u2A2。物理意義是：對(duì)于穩(wěn)定流動(dòng)的不可壓縮流體，流經(jīng)不同截面的質(zhì)量流量相等。即流體在管道中流動(dòng)時(shí)，任一截面處的質(zhì)量流量不會(huì)因管徑、流速等的變化而改變，體現(xiàn)了質(zhì)量守恒原理在流體流動(dòng)中的應(yīng)用。10.精餾塔工作原理：利用混合物中各組分揮發(fā)度不同，通過(guò)多次部分汽化和部分冷凝，使氣相中易揮發(fā)組分濃度不斷提高，液相中難揮發(fā)組分濃度不斷提高，從而實(shí)現(xiàn)分離。進(jìn)料從塔中部進(jìn)入，上升蒸汽與下降液體逆流接觸，在每層塔板上進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，使輕組分不斷汽化上升，重組分不斷冷凝下降，最終在塔頂?shù)玫捷^純的輕組分，塔底得到較純的重組分產(chǎn)品。11.由物料衡算可得：進(jìn)料量F=塔頂餾出液流量D+塔底釜液流量WFxF=DxD+WxW已知F=100kmol/h，xF=0.5，xD=0.95，xW=0.05代入可得：100×0.5=D×0.95+W×0.05又因?yàn)榛亓鞅萊=2，即L=RD且V=(R+1)D由V=L+D可得：(R+1)D=RD+D解得D=50kmol/h則W=F-D=100-D=50kmol/h12.混合氣中A的流量為：1000×0.05=50m3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）換算為摩爾流量為：50÷22.4=2.232kmol/h吸收率為95%，則被吸收的A的摩爾流量為：2.232×0.95=2.12kmol/h最小吸收劑用量為：Lmin=2.12÷(0.05-0)=42.4kmol/h實(shí)際吸收劑用量為：L=1.5Lmin=1.5×42.4=63.6kmol/h塔底排出液的組成：x=2.12÷63.6=0.03313.溶液的質(zhì)量流量為：10×1000=10000kg/h溶液吸收的熱量為：Q=mcΔt=10000×2.5×(80-20)=1.5×10^6kJ/h飽和蒸汽壓力為0.5MPa（絕壓），其飽和溫度為151.85℃，汽化潛熱為2113kJ/kg。蒸汽冷凝放出的熱量等于溶液吸收的熱量，設(shè)蒸汽用量為m蒸汽，則：m蒸汽×2113=1.5×10^6解得m蒸汽=709.9kg/h根據(jù)傳熱速率方程Q=KSΔtm平均溫差Δtm=(151.85-20)-(151.85-80)/ln[(151.85-20)/(151