西南大学《化工基础》网上作业及参考答案.docx
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西南大学《化工基础》网上作业及参考答案
1：
[填空题]
填空题：
1、真空度=绝对压-（）。
2、化工基础课程主要研究的"三传一反”指的是动量传递、热量传递、（）传递、化工反应器。
3、化工生产中具有共同物理变化特点和相同目的的基本操作过程称为（）。
4、气体和液体都具有（），统称为流体。
5、表压是以大气压强为基准（）大气压强的数值，由压强表测定读数。
6、真空度是以大气压强为基准低于大气压强的数值，由（）测定读数。
7、流体的粘性力越大，Re数越小，流体的湍动程度越（）。
8、流体流动时产生内摩擦力的根本原因是流体具有（）。
9、化工管路都是由直管和管件组成，所以流动阻力包括直管阻力和管件的（）。
10、（）是计算圆形直管阻力损失的通用计算式。
11、对流传热过程中，流速增大则传热分系数（）。
12、热流方向总是与温度梯度的方向（）。
13、要达到分离要求，R=Rmin时，NT=（）。
14、精馏塔由下而上，气相中轻组分含量（）。
15、稀溶液在总压不是很高的情况下气-液平衡关系遵守（）定律。
16、返混是指不同停留时间的物料之间由不均匀到均匀的过程，其结果是使所用反应器的性能（）。
17、PFR的空混=（），返混=（）。
18、间歇反应器的物料衡算方程式为（）。
19、空间速度指连续流动反应器中指定状态下的流体入口体积流率与（）之比。
20、全混流反应器的特点是反应器内反应物料完全（）。
参考答案：
1、真空度=绝对压-（）。
（大气压）
2、化工基础课程主要研究的"三传一反”指的是动量传递、热量传递、（）传递、化工反应器。
（质量）
3、化工生产中具有共同物理变化特点和相同目的的基本操作过程称为（）。
（单元操作）
4、气体和液体都具有（），统称为流体。
（流动性）
5、表压是以大气压强为基准（）大气压强的数值，由压强表测定读数。
（高出）
6、真空度是以大气压强为基准低于大气压强的数值，由（）测定读数。
（真空表）
7、流体的粘性力越大，Re数越小，流体的湍动程度越（）。
（弱）
8、流体流动时产生内摩擦力的根本原因是流体具有（）。
（粘性）
9、化工管路都是由直管和管件组成，所以流动阻力包括直管阻力和管件的（）。
（局部阻力）
10、（）是计算圆形直管阻力损失的通用计算式。
（范宁公式）
11、对流传热过程中，流速增大则传热分系数（）。
（增大）
12、热流方向总是与温度梯度的方向（）。
（相反）
13、要达到分离要求，R=Rmin时，NT=（）。
（∞）
14、精馏塔由下而上，气相中轻组分含量（）。
（增大）
15、稀溶液在总压不是很高的情况下气-液平衡关系遵守（）定律。
（亨利）
16、返混是指不同停留时间的物料之间由不均匀到均匀的过程，其结果是使所用反应器的性能（）。
（下降）
17、PFR的空混=（），返混=（）。
（0，0）
18、间歇反应器的物料衡算方程式为（）。
（反应速率+积累速率=0）
19、空间速度指连续流动反应器中指定状态下的流体入口体积流率与（）之比。
（反应器的反应体积）
20、全混流反应器的特点是反应器内反应物料完全（）。
（均匀）
1：
[单选题]当系统压力高于大气压时，则（ ）
A：
绝对压力=大气压+真空度
B：
绝对气压=大气压-真空度
C：
绝对压力=大气压+表压
D：
绝对压力=大气压-表压
参考答案：
C
2：
[单选题]
反应器内流体空间混合的程度越大（ ）
A：
反应物浓度降低
B：
反应物出口温度降低
C：
反应器内各位置反应物浓度、温度趋于均匀
D：
以上都不是
参考答案：
C
3：
[单选题]过程速率与该过程的推动力
A：
成正比
B：
成反比
C：
相等
D：
无关
参考答案：
A
4：
[单选题]
对于稳定过程，某时间段内系统中积累的物料质量总和（ ）：
A：
等于0
B：
大于0
C：
小于0
D：
不一定
参考答案：
A
5：
[单选题]
气体状态方程中常数R=0.082（atm•m2/kmol•K），若用kJ/（kmol•K）表示，则R等于（ ）
A：
8.2
B：
0.0831
C：
8.31
D：
0.082
参考答案：
C
6：
[单选题]10千克力・米等于（ ）焦耳
A：
10
B：
98.07
C：
9.807
D：
1
参考答案：
B
7：
[单选题]
工程计算中流体流速指的是（ ）
A：
管中心处流速；
B：
管壁处流速；
C：
整个管截面上平均流速；
D：
截面上任意点的流速
参考答案：
C
8：
[单选题]
柏努利方程是流体流动中的（ ）定律。
A：
能量守恒
B：
热量守恒
C：
质量守恒
D：
动量守恒
参考答案：
A
9：
[单选题]
定态流动指流体流动空间各点的状态不随（ ）变化的流动。
A：
温度
B：
压强
C：
时间
D：
流速
参考答案：
C
10：
[单选题]
流体静力学方程反映了静止流体内（ ）的分布规律。
A：
压强
B：
压力
C：
温度
D：
密度
参考答案：
A
11：
[单选题]
以下雷诺数中表示湍流的雷诺数为（ ）
A：
5000
B：
3000
C：
1000
D：
500
参考答案：
A
12：
[单选题]
以下雷诺数中表示层流的雷诺数为（ ）
A：
10000
B：
5000
C：
3000
D：
1000
参考答案：
A
13：
[单选题]
流体平均流速与管截面积（ ）
A：
成反比
B：
成正比
C：
无关
D：
相等
参考答案：
A
14：
[单选题]
离心泵属于流体输送机械中的（ ）
A：
喷射式
B：
容积式
C：
叶轮式
D：
以上均不是
参考答案：
C
15：
[单选题]热交换过程中若要增大传热总系数，可采取
A：
降低冷流体流量
B：
降低热流体流量
C：
增大热流体流量
参考答案：
C
16：
[单选题]
A：
传热分系数增大
B：
传热分系数减小
C：
传热分系数不变
参考答案：
A
17：
[单选题]
A：
稳定过程
B：
不稳定过程
C：
连续过程
D：
以上都不是
参考答案：
A
18：
[单选题]
A：
传热速率
B：
传热量
C：
传热阻力
D：
温差
参考答案：
A
19：
[单选题]
A：
并流
B：
折流
C：
逆流
D：
其他流形
参考答案：
C
20：
[单选题]
A：
塔板上气相达相平衡
B：
塔板上液相达相平衡
C：
塔板上液相达相平衡的同时气相也达相平衡
D：
以上都不是
参考答案：
C
21：
[单选题]
A：
轻组分挥发度除以重组分挥发度
B：
轻组分分压除以重组分分压
C：
轻组分浓度除以重组分浓度
D：
以上都不是
参考答案：
A
22：
[单选题]
A：
同一设备内液相多次部分气化
B：
同一设备内气相多次部分冷凝
C：
同一设备内液相多次部分气化同时气相多次部分冷凝
D：
以上都不是
参考答案：
C
23：
[单选题]
A：
各组分浓度不同
B：
各组分挥发性不同
C：
各组分定压比热不同
D：
以上都不是
参考答案：
B
24：
[单选题]
A：
进料速率不变
B：
出料速率不变
C：
积累速率不变
D：
积累速率为零
参考答案：
D
25：
[单选题]
A：
反应器有效容积除以反应器入口处体积流量
B：
反应器入口处体积流量除以反应器有效容积
C：
反应器有效容积除以反应器内的体积流量
D：
以上都不是
参考答案：
A
第三批次（计算题一）
1、某设备上真空表读数为100mmHg，试计算设备内的绝对压强与表压强各为多少？
已知该地区大气压强为740mmHg。
解：
绝对压强=大气压–真空度=740-100=640mmHg
查附录知1mmHg=133.32Pa，所以绝对压强=640×133.32=8.53×104Pa;
表压强=-真空度=-100mmHg=-1.33×104Pa
2、液体越过平顶堰上的液面高度可以用下列经验式计算：
how=0.48（qv/lw）2/3，式中how为堰上液面高度（单位为英寸，in）；qv为液体体积流量，gal/min（加仑/分）；lw为堰长，英寸（in）。
试求流量为0.05m3/s的液体越过长度为2米的平顶堰，堰上液面高度为多少米？
解：
利用以下关系：
1m=39.37in；1m3=264.2gal；1min=60s
将已知量的单位换算成经验式中规定的单位计算得到：
qv=0.05m3/s=0.05×264.2/（1/60）=792.6gal/min；lw=2m=2×39.37=78.74in;
将换算后的数值代入经验式，得：
how=2.24in=2.24（in）×1/39.37（m/in）=0.057m
3、比重为0.87的甲苯流经内径为100毫米的管道后再经内径为200毫米的管道送入罐内，为稳定流动，甲苯的体积流量为600升每分，求：
甲苯的质量流量和各管的流速。
解：
由于甲苯的比重为0.87，故其密度为870kg/m3.
4、用高位槽向反应器加料，料液比重为0.90，加料管的内径为98mm，高位槽为恒位槽，反应器内压强40kpa（表压）。
要求加料量为50m3/hr，若料液流动的能量损失为24.53J/kg，试求高位槽的液面应比加料出口高出多少？
解：
取高位槽液面为1-1面，管出口处为2-2面，
有：
u1=0
p1=101325pap2=40000+101325pa
z1=0z2=?
U=0Σhf=24.53J/kg
列柏式方程：
5、一定量的液体在圆形直管内做滞流流动。
拖管长及液体物性不变，而管径减至原有的1/2，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍？
解：
由范宁公式：
则有：
所以：
，又qv1=qv2,即：
所以：
6、某厂用水泵从河边抽水站将河水送至水塔中去，水塔水面保持恒定，泵的流量为30m3/hr，输水管内径为96mm，泵的效率为0.65。
输水过程中总的阻力损失为5[m水柱]，试求泵所需的轴功Na。
解：
在河面（1-1）与水塔液面（2-2）列柏式方程，以（1-1）面为基准水平面：
其中：
z1=0z2=34.5m
u1≈0u2=V/A=1.15m/s
{V=30/3600,A=0.785（0.096）2}
p1=0（表）p2=0（表）Hf=5[m水柱]
代入得：
H=39.57[m水柱]
1：
[论述题]
第四次作业（计算题二）
1、在一个内管外径为160mm的套管式换热器中，将3500kg/hr的热水从100℃冷却到60℃，冷水进出口温度分别为20℃和30℃，基于内管外表面的传热总系数K为2.33kw/m2.K，冷却水走内管，热损失不计，试求：
1.冷却水的用量；2.两流体逆流时管子的长度。
设Cp水=4.18kJ/kg•K
解：
1.因Cph=Cpc故：
2.100℃60℃Δt1/Δt2=1.75<2
30℃20℃Δtm=（70+40）/2=55℃
Δt1=70℃Δt2=40℃
据总传热方程：
Q=KAΔtm
有：
2、蒸气冷凝器的传热面积为5m2，酒精蒸气冷凝温度78℃，冷凝热为845kJ/kg，冷凝水初温为20℃，终温为35℃。
若K=800w/m2.K，问此冷凝器能否冷凝350kg/hr的酒精蒸气？
解：
故能够。
3、连续精馏操作中，原料液于泡点送入塔中，已知操作线方程如下：
精馏段：
y=0.75x+0.24
提馏段：
y=1.32x-0.016
试求原料液，馏出液及釜液的组成和回馏比。
解：
精馏段：
y=0.75x+0.24
（1）
提馏段：
y=1.32x-0.016
（2）
由R/（R+1）=0.75解得R=3
由xD/R+1=0.24解得xD=0.96
将y=x与
（2）联解得xW=0.05
将
（1）
（2）联解，得xF=0.44
4、有一相对挥发度为2.00的理想双组分溶液用精馏分离，塔内上升的蒸气量为180kmol/hr，塔顶产品量为60kmol/hr，泡点进料，xD=0.95,试求离开第二块理论塔板的液相组成x2
解：
α=2.00V=180.0kmol/hrD=60.0kmol/hr
L=V–D=120.0kmol/hrR=L/D=120/60=2
精馏段操作线方程：
即有：
y=0.667x+0.317
（1）
气液相平衡关系：
（2）
由xD=y1=0.95代
（2）得x1=0.904
将x1=0.904代
（1）得y2=0.920
将y2=0.920代
（2）得x2=0.852
5、有液相反应
2AB+C（-rA）=0.2CA2
反应器入口处的流量V0=2.0（l/s）,CA0=2.0（mol/l）
出口处的转化率为xAf=0.6，试求用PFR进行反应所需的VR。
解：
由于反应为二级反应，故：
6、今有液相反应
2AB+C（-rA）=0.2CA2
反应器入口处的流量V0=2.0（l/s）,CA0=2.0（mol/l）
出口处的转化率为xAf=0.6，试求用CSTR进行反应所需的VR。
解：
由于反应是二级反应，故：
7、某一级反应在均相、等温、恒容的条件下进行，试比较在PFR中转化率为80%所需的空时比转化率为50%所需的空时大多少倍？
（设其余条件不变）
解：
可根据PFR一级反应空时的公式计算比较。
下标1、2分别表转化率为80%和50%
（1）
（2）
两式相比：
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