化工試卷a卷答案

1、第 1 頁西華師范大學學生試卷2009 年 6 月 日 2008-2009 學年第 2 學期 考室 題號 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 總分 閱卷老師得分化學化工學院 化學化工學院 06 06 級化學教化 級化學教化, 應化專業(yè)和 應化專業(yè)和 07 07 級應化專業(yè) 級應化專業(yè)《化工基礎》試題 《化工基礎》試題 A 卷閉卷考試 時間 120 分鐘留意事項：1.滿分：1

2、00 分。保持卷面整齊，否則扣卷面 2 分。2.交卷時請將試題卷及答題卷一起交，否則扣分。3.學生必需將姓名, 班級, 學號完整填寫在規(guī)定的密封欄目內，否則視為廢卷。4.學生必需簽到，否則出現(xiàn)遺漏由學生本人負責。得分 閱卷人一, 填空題（每空 1 分，共 20 分）1, 局部阻力損失有兩種計算方法，即 當量直徑法 和 局部阻力系數(shù)法 。2, 溫度梯度的正方向為：溫度增加的方向 。3, 傳熱膜系數(shù) α 的物理意義為： 單位時

3、間，單位面積上，溫度差為 1K 時所傳遞的熱量。4, 普朗特數(shù)的符號是 Pr ；表示的意義是： 表示物性影響的特征數(shù) 。5, kG 的單位為 ： ；kL 的單位為：。1 1 2 ? ? ? ? ? ? Pa s m mol 1 ? ? s m6, 在汲取中對于溶解度較小的氣體，汲取速率一般由液相一側限制。7, 氣相總體積汲取系數(shù)的表達式為： ，單位為： 。 a KY1 3 ? ? ? ? s m mol8, 滿意恒物質的

4、量溢流假設成立，必需滿意以下三個條件：（1） 混合物中各組分 的物質的量氣化潛熱相等。（2） 精餾塔各部分保溫性能好，熱損失可忽視不計 。（3） 在各層塔板上液相顯熱的變化可忽視不計 。9, 通常以溶質分子量高于 500 的分別過程為超濾。10, 示蹤劑的要求：（1） 不及物料發(fā)生化學反應 。（2） 便于檢測 。（3） 所加入的量不影響物料的流淌狀況 。11, 停留時間的有兩個主要數(shù)學特征，一是數(shù)學

5、期望（或平均停留時間） ，另一個是 方差 。得分 閱卷人二, 簡答題（每小題 5 分，共 20 分）1, 簡述精餾塔中精餾段的作用。答：利用回流液將上升氣體中的難揮發(fā)組分部分冷凝下來，所產(chǎn)生的冷凝熱同時使塔板上液體中的易揮發(fā)組分部分氣化，對上升蒸氣起到蒸餾提純的作用，從而在塔頂?shù)玫捷^為純粹的易揮發(fā)組分。2, 簡述對流傳熱的溫度分布狀況。答：就熱阻而言，層流內層的熱阻占對流傳熱熱阻的大部分，故該層流體雖然很薄，但熱阻卻很大，因子

6、溫度梯度也很大。湍流核心的溫度較為勻稱，熱阻很小。有流體主體至壁面的溫度分布如圖所示。第 3 頁原料液流量 qn,F=15000/85.8=175.0kmol/h 依題意知 qn,DxD/qn,FxF=0.971 （a）所以 qn,DxD=0.971×175×0.44

7、 （b）全塔物料衡算 qn,D+qn,W=qn,F=175qn,DxD+qn,WxW=qn,FxF 或 qn,DxD+0.0235qn,W=175×0.44 （c）聯(lián)立式 a，b，c，解得qn,D=80.0 kmol/h qn,W=95.0 kmol/h xD=0.9353. 總壓為 101.325kPa, 溫度為 20

8、℃時，1000kg 水中溶解 15kg NH3，此時溶液上方氣相中 NH3 的平衡分壓為 2.266kPa。試求此時之溶解度系數(shù) H, 亨利系數(shù) E, 相平衡常數(shù) m。解：首先將此氣液相組成換算為 y 及 x。NH3 的摩爾質量為 17kg/kmol，溶液的量為 15kg NH3 及 1000kg 水之和。故由 E=P·m=101.325×1.436=145.5kPa或者由 kPa3 . 145

9、0156 . 0266 . 2 *? ? ? xp E A溶劑水的密度 ρs=1000kg/m3，摩爾質量 Ms=18kg/kmol，由式計算 Hkmol/（m3·kPa）382 . 0 18 3 . 1451000 ? ? ? ?ssEM H ?溶液中 NH3 的濃度為kmol/m3 ? ? ? ? 869 . 0 1000 / 1000 1517 / 15// ? ? ? ? ? ?s s AA A AA m mM mVn

10、 c ?所以 kmol/（m3·kPa）383 . 0 266 . 2869 . 0* ? ? ?AA pc H4. 壓強為 1.013×105pa, 溫度為 250C 的系統(tǒng)中，氮氣和氧氣的混合氣發(fā)生定常擴散過程。已知相距 5.00×10-3m 的兩截面上，氧氣的分壓分別為 1.25×104pa, 7.5×103pa;零度時氧氣在氮氣中的擴散系數(shù)為 1.818×1

11、0-5m2.s-1。求等物質的量反定常態(tài)擴散時：(1)氧氣的擴散通量；(2)氮氣的擴散通量；(3)及分壓為 1.25×104pa 的截面相距 2.5×10-3m 處氧氣的分壓。解；25℃時 D 值為：5. 有一臺運轉中的單程逆流列管式換熱器，熱空氣在管程由 120℃降至 80℃，其對流傳熱系數(shù)α1=50W/(m2·K)。殼程的冷卻水從 15℃升至 90℃，其對流傳熱系數(shù) α2=2000W/(m2·

12、;K)，管壁熱阻及污垢熱阻皆可不計。當冷卻水量增加一倍時，試求①水和空氣的出口溫度 t'2 和 T'2，忽視流體物性參數(shù)隨溫度的變化；②傳熱速率 Q'比原來增加了多少？. 解：①水量增加前 T1=120℃，T2=80℃，t1=15℃，t2=90℃，α1=50W/（m2·K） ，α2=2000W/（m2·K） ，（a） A c q c q pc c ph h 3 . 45 8 . 48 75