2025年大學(xué)第二學(xué)年（化學(xué)）化工原理實(shí)驗(yàn)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30分）每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填入括號(hào)內(nèi)。(總共10題，每題3分，每題給出的選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的)w1.在流體流動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于雷諾數(shù)的說法正確的是（）A.雷諾數(shù)反映了流體流動(dòng)的慣性力與黏性力之比B.雷諾數(shù)越大，流體越容易出現(xiàn)層流C.雷諾數(shù)只與流體的流速有關(guān)D.雷諾數(shù)與管徑無關(guān)w2.以下哪種流量計(jì)不屬于差壓式流量計(jì)（）A.孔板流量計(jì)B.文丘里流量計(jì)C.轉(zhuǎn)子流量計(jì)D.噴嘴流量計(jì)w3.精餾塔操作時(shí)，若進(jìn)料熱狀況參數(shù)q=1，則進(jìn)料為（）A.飽和液體B.飽和蒸汽C.氣液混合物D.過冷液體w4.在吸收實(shí)驗(yàn)中，用清水吸收混合氣中的氨，當(dāng)其他條件不變，僅增大吸收劑用量時(shí)，對(duì)吸收過程的影響是（）A.吸收率不變B.吸收率降低C.吸收率提高D.出塔吸收液濃度升高w5.離心泵的揚(yáng)程與下列哪個(gè)因素?zé)o關(guān)（）A.泵的結(jié)構(gòu)B.流體密度C.流量D.轉(zhuǎn)速w6.對(duì)于干燥過程，以下說法錯(cuò)誤的是（）A.干燥是傳熱和傳質(zhì)同時(shí)進(jìn)行的過程B.濕空氣的濕度越大，干燥能力越強(qiáng)C.干燥過程中物料表面溫度可能低于濕球溫度D.干燥速率曲線通常有恒速干燥階段和降速干燥階段w7.在板式塔中，下列哪種塔板效率最高（）A.泡罩塔板B.篩板塔板C.浮閥塔板D.舌形塔板w8.以下哪種方法不能強(qiáng)化傳熱（）A.增大傳熱面積B.提高傳熱系數(shù)C.降低熱阻D.減小傳熱溫差w9.萃取操作中，分配系數(shù)K值越大，說明（）A.溶質(zhì)在萃取相中的濃度越低B.萃取效果越差C.溶質(zhì)在萃取相中的濃度越高D.與萃取效果無關(guān)w10.對(duì)于旋風(fēng)分離器，以下說法正確的是（）A.進(jìn)口氣速越大，分離效率越高B.筒體直徑越大，分離效率越高C.只適用于氣固分離不適用于氣液分離D.分離效率與顆粒密度無關(guān)第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（每空2分，共20分）w11.流體在圓形直管中作層流流動(dòng)時(shí)，其速度分布呈______型曲線。w12.離心泵的工作點(diǎn)是由泵的特性曲線與______曲線的交點(diǎn)決定的。w13.精餾塔的進(jìn)料熱狀況有五種，分別是冷液進(jìn)料、______、氣液混合物進(jìn)料、飽和蒸汽進(jìn)料和過熱蒸汽進(jìn)料。w14.吸收操作中常用的解吸方法有升溫、減壓、______和汽提。w15.干燥過程中，濕空氣的比焓是指1kg干空氣及其所含______的焓之和。w16.板式塔中，塔板上的氣液接觸狀態(tài)有鼓泡接觸狀態(tài)、______和噴射接觸狀態(tài)。w17.強(qiáng)化傳熱的途徑主要有增大傳熱面積、提高傳熱系數(shù)和______。w18在萃取操作中常用三角形相圖來表示______組成。w19.過濾操作中，過濾介質(zhì)的作用是截留______。w20.沉降操作中，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的______次方成正比。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）w21.簡(jiǎn)述離心泵的工作原理。w22.說明精餾塔塔頂溫度過高可能的原因及解決方法。w23.分析影響干燥速率的因素有哪些。四、實(shí)驗(yàn)分析題（20分）在進(jìn)行某化工原理實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到了如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：在一定溫度和壓力下，對(duì)某混合氣體進(jìn)行吸收實(shí)驗(yàn)，初始混合氣體中溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)為0.05，吸收劑為水，經(jīng)過一段時(shí)間后，測(cè)得吸收液中溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)為0.01，請(qǐng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)回答以下問題：w24.計(jì)算該吸收過程的吸收率。（8分）w25.若其他條件不變，僅增大吸收劑用量，吸收率會(huì)如何變化？并說明原因。（12分）五、綜合應(yīng)用題（20分）某化工廠有一精餾塔用于分離乙醇-水混合液，進(jìn)料量為100kmol/h，進(jìn)料組成xF=0.5（摩爾分?jǐn)?shù)），進(jìn)料熱狀況參數(shù)q=1.2，要求塔頂餾出液中乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)xD=0.95，塔釜液中乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)xW=0.05。已知該精餾塔的操作回流比R=3，塔釜間接蒸汽加熱，塔頂全凝器。試求：w26.塔頂餾出液量D和塔釜液量W。（10分）w27.精餾段操作線方程和提餾段操作線方程。（10分）答案：w1.Aw2.Cw3.Aw4.Cw5.Bw6.Bw7.Cw8.Dw9.Cw10.Aw11.拋物線w12.管路特性w13.泡點(diǎn)進(jìn)料w14.通入惰性氣體w15.水汽w16.泡沫接觸狀態(tài)w17.增大傳熱溫差w18.三元物系w19.固體顆粒w20.二w21.離心泵的工作原理：依靠葉輪高速旋轉(zhuǎn)，使葉輪中心處的液體產(chǎn)生離心力，從而使液體獲得能量，被甩出葉輪進(jìn)入泵殼，再經(jīng)泵殼的流道進(jìn)入排出管。葉輪中心處因液體被甩出而形成低壓區(qū)，外界液體在壓差作用下進(jìn)入葉輪中心，如此不斷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)液體的輸送。w22.塔頂溫度過高可能的原因及解決方法：原因可能包括回流比過小，導(dǎo)致精餾效果變差；進(jìn)料熱狀態(tài)變化，如進(jìn)料溫度升高；塔釜加熱量過大等。解決方法：適當(dāng)增大回流比；調(diào)整進(jìn)料溫度；減少塔釜加熱量。w23.影響干燥速率的因素：物料的性質(zhì)，如物料的形狀、大小、含水量等；干燥介質(zhì)的性質(zhì)，如溫度、濕度、流速等；干燥設(shè)備的結(jié)構(gòu)和操作條件，如干燥器的類型、傳熱傳質(zhì)方式等。w24.吸收率=(y1-y2)/y1=(0.05-0.01)/0.05=0.8=80%。w25.增大吸收劑用量，吸收率會(huì)提高。因?yàn)樵龃笪談┯昧?，氣液接觸更充分，傳質(zhì)推動(dòng)力增大，能吸收更多的溶質(zhì)，從而提高吸收率。w26.由物料衡算可得：F=D+W，F(xiàn)×xF=D×xD+W×xW，即100=D+W，100×0.5=D×0.95+W×0.05，聯(lián)立解得D=50kmol/h，W=50kmol/h。w27.精餾段操作線方程：y=R/(R+1)x+xD/(R+1)=3/(3+1)x+0.95/(3+1)=0.75x+0.2375。提餾段操作線方程：L'=L+qF=RD+qF=3×50+1.2×100=270kmol/h，V'=V