2025年大學(xué)過(guò)程裝備與控制工程（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）請(qǐng)將每小題的正確答案填在括號(hào)內(nèi)。每小題4分，共40分。1.流體在圓形直管中作層流流動(dòng)，如果流量等不變，只是將管徑增大一倍，則阻力損失變?yōu)樵瓉?lái)的（）。A.1/2B.1/4C.1/8D.1/162.離心泵銘牌上標(biāo)明的揚(yáng)程是指（）。A.功率最大時(shí)的揚(yáng)程B.最大流量時(shí)的揚(yáng)程C.泵的最大揚(yáng)程D.效率最高時(shí)的揚(yáng)程3.某精餾塔的精餾段操作線方程為y=0.75x+0.245，則該塔的回流比為（）。A.3B.4C.5D.64.吸收操作中，當(dāng)吸收劑用量趨于最小用量時(shí)，（）。A.回收率趨向最高B.吸收推動(dòng)力趨向最大C.操作最為經(jīng)濟(jì)D.填料層高度趨向無(wú)窮大5.在一套管換熱器中，用水冷卻油。水走管內(nèi)，油走環(huán)隙，為強(qiáng)化傳熱，下列方案中最有效的是（）。A.增大水的流量B.增大油的流量C.增大水的流速，同時(shí)減小油的流速D.增大油的流速，同時(shí)減小水的流速6.某二元混合物，進(jìn)料量為100kmol/h，xF=0.6，要求得到塔頂xD不小于0.9，則塔頂最大產(chǎn)量為（）。A.60kmol/hB.66.7kmol/hC.90kmol/hD.100kmol/h7.干燥過(guò)程中，濕空氣經(jīng)預(yù)熱器后，濕度（）。A.增大B.減小C.不變D.不確定8.對(duì)于一定干球溫度的空氣，當(dāng)其相對(duì)濕度愈低時(shí)，其濕球溫度（）。A.愈高B.愈低C.不變D.不確定9.在連續(xù)精餾塔中，精餾段操作線方程為y=0.75x+0.2075，q線方程為y=-0.5x+1.5xF，則進(jìn)料熱狀況參數(shù)q為（）。A.0.5B.0.6C.0.7D.0.810.某液體在內(nèi)徑為d0的水平管路中穩(wěn)定流動(dòng)，其平均流速為u0，當(dāng)它以相同的體積流量通過(guò)等長(zhǎng)的內(nèi)徑為d2（d2=d0/2）的管子時(shí)，若流體為層流，則壓降為原來(lái)的（）。A.4倍B.8倍C.16倍D.32倍第II卷（非選擇題共60分）1.（10分）簡(jiǎn)述離心泵的工作原理。2.（15分）在逆流吸收塔中，用清水吸收混合氣中的溶質(zhì)A，已知進(jìn)塔混合氣中溶質(zhì)A的摩爾分?jǐn)?shù)為0.05，操作液氣比為2，平衡關(guān)系為y=1.5x。試求：（1）塔頂氣相出口摩爾分?jǐn)?shù)；（2）塔底液相出口摩爾分?jǐn)?shù)；（3）若將液氣比增大一倍，其他條件不變，塔頂氣相出口摩爾分?jǐn)?shù)變?yōu)槎嗌伲?.（15分）某連續(xù)精餾塔，進(jìn)料量為100kmol/h，進(jìn)料組成為0.5，塔頂產(chǎn)品組成為0.95，塔底產(chǎn)品組成為0.05，回流比為3。試求：（1）塔頂產(chǎn)品量和塔底產(chǎn)品量；（2）精餾段操作線方程；（3）提餾段操作線方程。4.（10分）材料：某干燥器處理濕物料1000kg/h，濕物料含水量由40%降至5%（均為濕基）。干燥介質(zhì)為空氣，初始濕度為0.005kg水/kg干空氣，經(jīng)預(yù)熱器后濕度不變，溫度升至120℃進(jìn)入干燥器，離開(kāi)干燥器時(shí)溫度為40℃。已知干燥器的熱損失為40000kJ/h。試求：（1）水分蒸發(fā)量；（2）干燥產(chǎn)品量；（3）空氣消耗量。5.（10分）材料：在一傳熱面積為50m2的列管式換熱器中，用熱水加熱冷水。熱水流量為2000kg/h，進(jìn)口溫度為90℃，出口溫度為50℃；冷水流量為3000kg/h，進(jìn)口溫度為20℃。已知水的比熱容為4.18kJ/(kg·℃)。試求：（1）冷水出口溫度；（2）換熱器的總傳熱系數(shù)。答案1.D2.D3.A4.D5.C6.B7.C8.B9.C10.C1.離心泵的工作原理：離心泵一般由電機(jī)帶動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，泵內(nèi)液體在離心力作用下，從葉輪中心被甩向葉輪外周，使液體獲得能量，靜壓能和動(dòng)能都增加。液體離開(kāi)葉輪進(jìn)入泵殼后，由于流道逐漸擴(kuò)大，動(dòng)能部分轉(zhuǎn)化為靜壓能，使液體壓力進(jìn)一步提高，然后從泵出口排出。同時(shí)，在葉輪中心形成低壓區(qū)，液體在壓差作用下不斷被吸入泵內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)輸送液體。2.（1）由操作線方程y=L/Vx+(xD-L/VxF)，已知L/V=2，xF=0.05，令y=xD，可得xD=L/VxF+(xD-L/VxF)，解得xD=0.025。（2）由平衡關(guān)系y=1.5x，在塔底，y1=0.05，可得x1=y1/1.5=0.0333。因L/V=2，由操作線方程可得x2=(y1-xD)/(L/V)=0.0125。（3）當(dāng)L/V增大一倍，即L/V=4時(shí)，由操作線方程y=L/Vx+(xD-L/VxF)，令y=xD，可得xD=L/VxF+(xD-L/VxF)，解得xD=0.0125。3.（1）由物料衡算F=D+W，xF=DxD+WxW，可得D=F(xF-xW)/(xD-xW)=100(0.5-0.05)/(0.95-0.05)=50kmol/h，W=F-D=50kmol/h。（2）精餾段操作線方程y=R/(R+1)x+xD/(R+1)，R=3，xD=0.95，可得y=3/4x+0.95/4=0.75x+0.2375。（3）提餾段操作線方程y'=L'/V'x'-WxW/V'，L'=L+qF，V'=V-(1-q)F，q=1，L=RD=150kmol/h，V=(R+1)D=200kmol/h，可得y'=(150/150)x'-50×0.05/150=x'-0.0167。4.（1）水分蒸發(fā)量W=G1(ω1-ω2)/(1-ω2)=1000(0.4-0.05)/(1-0.05)=368.42kg/h。（2）干燥產(chǎn)品量G2=G1-W=1000-368.42=631.58kg/h。（3）空氣消耗量L=W/(H2-H1)，H1=0.005kg水/kg干空氣，H2=H1+W/L，由熱平衡Q=L(I1-I2)+QL，可得L=17429