2025年大學(xué)化工（化工原理應(yīng)用）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共8題，每題5分)w1.以下關(guān)于流體流動的描述，正確的是（）A.層流時，流體分層流動，各層互不混合B.湍流時，流體的流速分布均勻C.雷諾數(shù)越大，流體越容易出現(xiàn)層流D.流體在管道中流動時，管壁處流速最大答案：Aw2.離心泵的工作點是（）A.泵的效率最高時的工況點B.泵的流量最大時的工況點C.泵的揚程最大時的工況點D.泵的特性曲線與管路特性曲線的交點答案：Dw3.精餾塔中，進料板以上的塔段稱為（）A.精餾段B.提餾段C.進料段D.回流段答案：Aw4.吸收操作中，吸收劑的選擇原則不包括（）A.對溶質(zhì)有較大的溶解度B.揮發(fā)性小C.與溶質(zhì)有化學(xué)反應(yīng)D.密度大答案：Dw5.干燥過程中，物料表面的水汽化屬于（）A..傳導(dǎo)傳熱B.對流換熱C.輻射傳熱D.以上都不是答案：Bw6.以下哪種換熱器不屬于間壁式換熱器（）A.管殼式換熱器B.板式換熱器C.套管式換熱器D.混合式換熱器答案：Dw7.對于恒沸精餾，加入的第三組分應(yīng)與原溶液中的（）形成恒沸物A.輕組分B.重組分C.沸點最低的組分D.沸點最高的組分答案：Aw8.流體在圓形直管中作層流流動時，其摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系為（）A.與雷諾數(shù)成正比B.與雷諾數(shù)成反比C.與雷諾數(shù)的平方成正比D.與雷諾數(shù)的平方成反比答案：B第II卷（非選擇題共60分）w9.（10分）簡述離心泵的工作原理。離心泵主要由葉輪、泵殼、軸封裝置等組成。工作時，葉輪在泵軸的帶動下高速旋轉(zhuǎn)，葉片間的流體隨之旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，流體從葉輪中心被甩向葉輪外周，獲得動能和靜壓能。高速流體進入泵殼后，由于泵殼的流道逐漸擴大，流體的流速逐漸降低；部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，使流體的壓力進一步提高，最后從泵的出口排出。同時，在葉輪中心形成低壓區(qū)，外界流體在壓差作用下不斷被吸入泵內(nèi)，從而實現(xiàn)連續(xù)輸送流體的目的。w10.（10分）在精餾操作中，回流比的大小對精餾塔的操作有何影響？回流比增大，精餾段操作線斜率增大，提餾段操作線斜率減小。精餾段分離能力增強，塔頂餾出液中輕組分含量增加，產(chǎn)品質(zhì)量提高；但塔釜加熱量和塔頂冷凝量增加，能耗增大?；亓鞅葴p小，精餾段分離能力減弱，塔頂餾出液中輕組分含量降低，產(chǎn)品質(zhì)量下降；塔釜加熱量和塔頂冷凝量減少，能耗降低。合適的回流比應(yīng)綜合考慮產(chǎn)品質(zhì)量和能耗等因素來確定。w11.（10分）有一連續(xù)精餾塔，進料量為100kmol/h，進料組成為0.5（摩爾分?jǐn)?shù)，下同），塔頂餾出液組成為0.95，塔釜釜液組成為0.05，回流比為3，試求塔頂餾出液量和塔釜釜液量。根據(jù)物料衡算：進料組成：xF=0.5塔頂餾出液組成：xD=0.95塔釜釜液組成：xW=0.05進料量：F=100kmol/h設(shè)塔頂餾出液量為D，塔釜釜液量為WF=D+WF×xF=D×xD+W×xW將F=100kmol/h，xF=0.5，xD=0.95，xW=0.05代入可得：100=D+W100×0.5=D×0.95+W×0.05聯(lián)立解得：D=50kmol/h，W=50kmol/hw12.（15分）某二元混合物在連續(xù)精餾塔中進行分離，進料為飽和液體，進料量為100kmol/h，進料組成xF=0.5，塔頂餾出液組成xD=0.9，塔釜釜液組成xW=0.1，回流比R=2，塔釜間接蒸汽加熱。已知精餾段操作線方程為y=0.667x+0.3，試求：（1）提餾段操作線方程；（2）離開塔頂?shù)诙永碚摪宓臍庀嘟M成。（1）首先求塔頂餾出液量D由物料衡算F=D+W，F(xiàn)×xF=D×xD+W×xW100=D+W，100×0.5=D×0.9+W×0.1解得D=50kmol/h，W=50kmol/h精餾段操作線方程y=0.667x+0.3，斜率R/(R+1)=2/(2+1)=0.667，截距xD/(R+1)=0.9/(2+1)=0.3提餾段操作線方程：L'=L+qF，q=1（飽和液體進料）L=RD=2×50=100kmol/hL'=100+100=200kmol/hV'=V-(1-q)F，V=(R+1)D=3×50=150kmol/hV'=150-(1-1)×100=150kmol/h提餾段操作線方程為y'=(L'/V')x'-(W/V')xWy'=(200/150)x'-(50/150)×0.1y'=1.333x'-0.033（2）已知精餾段操作線方程y=0.667x+0.三，離開塔頂?shù)谝粚永碚摪宓臍庀嘟M成y1=xD=0.9對于第二層理論板，由精餾段操作線方程求液相組成x2y1=0.667x2+0.30.9=0.667x2+0.3解得x2=0.9再由氣液平衡關(guān)系求離開第二層理論板的氣相組成y2假設(shè)氣液平衡關(guān)系符合y=αx/(1+(α-1)x)，α可由塔頂組成計算，這里假設(shè)α=2y2=2×0.9/(1+(2-1)×0..9)=0.947w13.（15分）某吸收塔用清水吸收混合氣中的氨，混合氣流量為1000m3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀況），氨的體積分?jǐn)?shù)為（0.05，要求氨的吸收率為95%。已知吸收劑用量為最小用量的1.5倍，操作條件下的氣液平衡關(guān)系為y=1.2x，試求：（1）吸收劑用量；（2）吸收液組成。（1）首先求混合氣中氨的摩爾流量標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol氣體體積為22.4L混合氣摩爾流量n=1000/（上2.4）=44.64kmol/h氨的摩爾流量nA=44.64×0.05=2.232kmol/h吸收率η=95%，則吸收的氨的摩爾流量nA1=nA×η=2.232×0.95=2.12kmol/h剩余氨的摩爾流量nA2=nA-nA1=2.232-2.12=0.112kmol/h最小吸收劑用量Lmin由氣液平衡關(guān)系y=mx，x2=0（清水吸收）y1=0.05，m=1..2Lmin=nA1/(y1/m-y2)，y2=nA2/n=0.112/44.64=0.0025Lmin=2