茂名學院第四屆化工原理

理論知識競賽命題：吳景雄一、填空題（每小題3分，共36分）1、某轉子流量計（出廠時是用20℃、常壓的空氣標定），用于測量40℃常壓空氣的流量，則轉子流量計讀數的校正系數為。2、由三條支管組成的并聯管路，各支管的長度及摩擦系數都相等，管徑的比為d1：d2：d3=1：2：3,則這三支管的流量比為。3、含塵氣體在降塵室內按斯托克斯定律進行沉降。理論上能完全除去30^m的粒子，當氣體處理量增大1倍，則該降塵室理論上能完全除去的最小粒徑為。4、用一臺離心泵輸送某液體，當液體溫度升高，其它條件不變，則離心泵所需的揚程，允許安裝高度。5、用離心泵把水從水池送至高位槽，水池和高位槽都是敞口的，兩液面高度差恒為13m，管路系統的壓頭損失為Hf=3X105Q2；在指定的轉速下，泵的特性方程為H=28—2.5X105Q2；（Q的單位為m3/s，H、Hf的單位為m）。則泵的流量為m3/h。6、續上題，如果用兩臺相同的離心泵并聯操作，則水的總流量為m3/h。7、用圖解法求理論板數時，在a、xF、xD、xw、q、R、F各參數中，與理論板數無關。8、在板式塔中，板上液面落差過大會導致;造成液面落差的主要原因有塔板結構、塔徑和。9、某精餾塔的精餾段操作線方程為y=0.72x+0.275,則該塔的操作回流比R為，餾出液的摩爾分率為。10、對于精餾操作，若在F、Xf、q、D不變的條件下，加大回流比R，假設全塔效率不變，則Xd將，XW將。（增加、減小、基本不變、不能確定）11、在逆流填料吸收塔的操作中，如果進塔液相摩爾比X2增大，其他操作條件不變，則氣相總傳質單元數將，氣相出口摩爾比Y2將。（增大、減小、基本不變、不能確定）12、在常壓逆流操作的填料吸收塔中，用純溶劑吸收混合氣中的溶質A。已知進塔的氣相組成Y1為0.04（摩爾比），液氣比L/V為1.20,氣液平衡關系為Y*=1.5X,則組分A的吸收率最大可達。二、計算題（共64分）（第1、2題選做一題，第3、4、5題選做兩題）1、（14分）如圖所示，用離心泵從反應器向高位槽輸送某水溶液（密度約為1000kg/m3），反應器的真空度為200mmHg，高位槽的表壓為49kPa；管子總長度為200m（包括所有局部阻力的當量長度），管子規格為①57x3.5mm；摩擦系數人近似取為0025；孔板流量計的孔流系數Co為0.62,孔徑為25mm；U型管壓差計的讀數為168mmHg。求：（1）水的流量為多少kg/s?（2）泵的揚程為多少m?（3）泵的有效功率為多少W?2、（14分）某轉筒真空過濾機，其直徑和長度均為1m，用來過濾某懸浮液。原工況下每轉一周需時1min，操作真空度為49kPa，每小時可得濾液5m3,濾餅厚度為12mm，新工況下要求生產能力提高1倍，操作真空度提高至63.7kPa，已知濾餅不可壓縮，介質阻力可忽略。試求：（1）新工況過濾機的轉速應為多少？（2）新工況所生成的濾餅厚度為多少？3、（25分）現有兩臺相同的單殼程單管程列管式空氣加熱器，每臺換熱器管內表面的傳熱面積為20m2。170℃的飽和水蒸氣在殼程冷凝，冷凝潛熱r為2054日灰8。空氣入口溫度t「30℃,流量為2.5kg/s,以湍流方式通過管內。污垢熱阻可忽略。（1）若兩臺換熱器并聯使用，通過每臺熱換器的空氣流量均等，此時空氣的對流傳熱系數為38W/（m2K），求空氣的出口溫度t2及水蒸氣的總冷凝量30為多少？（2）若二臺換熱器改為串聯使用，問此時空氣的出口溫度tj及水蒸氣的總冷凝量30/為多少？（假定空氣的物性不隨溫度壓力而變化，視為常量，Cp=1.0kJ/（kg^K）o）4、（25分）某提餾塔只有一塊實際板和一個再沸器（可視為一塊理論板）。原料預熱到泡點，由塔頂連續加入，F=100kmol/h，xf=0.2（摩爾分率，下同）。泡點回流，回流比R=2.0，物系的平均相對揮發度a=2.5。現測得塔頂餾出量D=57.2Kmol/h，且xD=0.28，試求：（1）塔底出料量W及濃度xwo（2）該塔板的默弗里效率eMV和EmL。5、（25分）在一填料層高度為4.0m的逆流操作吸收塔內，用清水吸收混合氣中的A組分。混合氣的摩爾流速為30kmol/（m2h），混合氣中組分A的體積分率為5%，要求吸收率為98%；清水的摩爾流速為60kmol/（m2h），操作條件下的平衡關系為Y*=0.8X。吸收過程為氣膜控制，氣相總體積吸收系數KGa近似與氣相摩爾流速的0.7次方成正比。如果塔徑、吸收率及其他操作條件不變時，試求以下兩種情況所需的填料層高度：（1）操作壓強增加一倍；（2）混合氣摩爾流速增加20%。附錄：, 「 2ggV（p-p）TOC\o"1-5"\h\z轉子流量計計算公式：V=CA 一）sRR\Ap■ f孔板流量計計算公式：V=CA'2gR（PA-p）So叫 P單板效率的計算公式：E=y=" E=￡1-"nMVy*-y MLx-x*n n+1 n-1 n脫吸因數式：N=—InG-S）七YL+Sog1-S Y-Y*224、（25分）某提餾塔只有一塊實際板和一個再沸器（可視為一塊理論板）。原料預熱到泡點，由塔頂連續加入，F=100kmol/h,xf