1、院系：_ 专业班级：_ 姓名：_ 学号：_ 装 订 线 制药化工原理课程考试卷A适用专业试卷所需时间2小时试卷总分100分考试日期开卷/闭卷闭卷成 绩一、单项选择题（每小题1.5分，共15分）1.某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，则完全湍流时，流动阻力变为原来的( )。A4倍 B8倍 C16倍 D32倍2.下面对颗粒球形度描述正确的是( )。A颗粒大小的差别程度 B球形颗粒的百分数 C颗粒偏离球形的程度 D非球形颗粒比例3.流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用( )流量计测量。A 皮托管 B 孔板流量计 C 文丘里流
2、量计 D 转子流量计4.离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生( )。A 气缚现象 B汽蚀现象 C 汽化现象 D 气浮现象5.某二元混合物，进料量为100kmol/h，XF=0.6，要求得到塔顶XD不小于0.9，则塔顶最大产量为( )。A 60kmol/h B 66.7kmol/h C 90kmol/h D 不能定6.下列命题中不正确的为 （ ）。A上升气速过大会引起漏液 B 上升气速过大会引起液泛 C上升气速过大会使塔板效率下降 D 上升气速过大会造成过量的液沫夹带7. 一般情况下，哪类物质的传热系数最大（ ）A 气体；B 液体；C纯金属； D合金。8.冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温
3、度为90C，出口温度为50C，冷水进口温度为15C，出口温度为53C，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的( )。A5% B6% C7% D8%9.泵的扬程是指流体流经泵所获得的（ ）。A动能； B位能； C静压能； D 总能量。10.在重力沉降操作中，若沉降室高度降低，则沉降时间下降；生产能力（ ）。A. 增加； B. 下降； C.不变； D. 不确定。二、填空题（每空1分，共15分）1.当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为 mmHg。测得另一容器内的表压强为1360 mmHg，则其绝对压强为 mmHg。2.已知旋风分离器的平
4、均旋转半径为0. 5m，气体的切向进口速度为20m/s，则该分离器的分离因数为 。3.板框过滤机的洗涤速率为最终过滤速率的 。4.气体的粘度随温度升高而 ，水的粘度随温度升高而 。5.在流动糸统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随_而变，不随_而变，称为稳定流动。6.离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生_现象。7.用二种厚度相同的材料保温时，往往把_ 的材料包在内层，以达到好的保温效果。8.列管式换热器中，一般压力高、腐蚀性以及不清洁的物料应走_程。9.精馏塔的塔底温度总是_ _塔顶温度。10.精馏塔的塔底易挥发组分浓度_塔顶易挥发组分浓度。（大于，小于，等于）11.根据水分与
5、物料结合的状况不同，物料中所含水分分为 和 。三、解释下列概念或术语（每题2分，共8分）1. 单元操作2. 质量流速3. 对数平均温差4. 雾沫夹带四、计算与问答题（共62分）1. 某离心泵输水系统，当阀门全开时的输水量为100 m3.h-1,离心泵的转速为2900r.min-1。现要求输水量下降为90 m3.h-1,并采用另一台基本型号与上述泵相同，但叶轮经切削5%的泵，试问如何调整转速才能满足要求的流量？（8分）院系：_ 专业班级：_ 姓名：_ 学号：_ 装 订 线 2.每小时将15000kg含苯40%（质量%，下同）和甲苯60%的溶液，在连续精馏塔中进行分离，要求釜残液中含苯不高于2%，
6、塔顶馏出液中苯的回收率为97.1%。试求馏出液和釜残液的流量及组成，以摩尔流量和摩尔分率表示。（苯的分子量为78；甲苯的分子量为92）（8分）3.已知湿空气的总压为101.3kPa相对湿度为50%，干球温度为20。试用I-H图求解： （a）水气分压p；（b）湿度H；（c）焓I；（d）露点td；（e）湿球温度tW；（f）如将含500kg/h干空气的湿空气预热至117，求所需热量Q。（8分）HH1H24.如图所示，用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽液面均恒定不变，输送管路尺寸为f833.5mm，泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮槽的水面高度H1为4.8m，压力表安装位置离
7、贮槽的水面高度H2为5m。当输水量为36m3/h时，进水管道全部阻力损失为1.96J/kg，出水管道全部阻力损失为4.9J/kg，压力表读数为2.452105Pa，泵的效率为70%，水的密度r为1000kg/m3，试求：（1）两槽液面的高度差H为多少？（2）泵所需的实际功率为多少kW？（3）真空表的读数为多少kgf/cm2？（12分）院系：_ 专业班级：_ 姓名：_ 学号：_ 装 订 线 观察瓶 压缩空气HRh5.为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。今测得U形压差计读数为R=130mm，通气管距贮槽底面h=20cm，贮槽直径
8、为2m，液体密度为980kg/m3。试求贮槽内液体的贮存量为多少吨？（8分）6.恒压过滤某悬浮液，已知过滤5min得滤液1L，又过滤10min得滤液1.5L，若再过滤5min后，试求得到滤液量（L）,介质阻力不计。（8分）7. 在一单程逆流列管换热器中用水冷却空气，两流体的进口温度分别为20和110。在换热器使用的初期，冷却水及空气的出口温度分别为45和40，使用一年后，由于污垢热阻的影响，在冷热流体的流量和进口温度不变的情况下，冷却水出口温度降至38，试求：（1）空气出口温度为多少？（2）总传热系数为原来的多少倍？（10分）院系：_ 专业班级：_ 姓名：_ 学号：_ 装 订 线 制药化工原理
9、课程考试卷A参考答案一、单项选择题（每小题1.5分，共15分）1.D；2C；3A4A；5B6A 7C；8A9D10C二、填空题（每空1分，共15分）1395、2105mmHg。2800/9.831/4气蚀现象。4增加、降低。5.位置，时间。6.气蚀现象7. 导热糸数小。（或者保温性能好）8.管程。（管内）9.高于（大于）。10.小于。11.结合水，非结合水。三、名词解释（每题2分，共8分）1.生产中共有的物理性操作。2. 单位时间内流体流过管道单位截面积的质量称为质量流速或质量通量，单位为kg/(m2s)。3. 4.在蒸馏塔中，由于蒸汽流速过大或塔板间距太小而导致下层塔板上的液体随气体上串到上
10、层塔板上。四、计算题（62分）1. 某离心泵输水系统，当阀门全开时的输水量为100m3.h-1,离心泵的转速为2900r.min-1。现要求输水量下降为90 m3.h-1,并采用另一台基本型号与上述泵相同，但叶轮经切削5%的泵，试问如何调整转速才能满足要求的流量？解：根据切割定律有：Q1/Q2=D1/D2,叶轮只切割了5%故符合切割定律要求。根据比例定律有Q1/Q3=n1/n3, Q2/Q3=n2/n3Q1/Q3=Q1/Q2Q2/Q3=D1/D2n2/n3将已知量代入公式有：10090100/952900n3n3=90/952900,n32747r.min-1,转速增加小于20%故符合比例定律
11、。2.每小时将15000kg含苯40%（质量%，下同）和甲苯60%的溶液，在连续精馏塔中进行分离，要求釜残液中含苯不高于2%，塔顶馏出液中苯的回收率为97.1%。试求馏出液和釜残液的流量及组成，以摩尔流量和摩尔分率表示。（苯的分子量为78；甲苯的分子量为92）解：进料组成 釜残液组成 原料液的平均分子量 MF=0.4478+0.5692=85.8原料液流量 F=15000/85.8=175.0kmol/h 依题意知 DxD=FxF=0.971 （a）所以 DxD=0.9711750.44 （b）全塔物料衡算 D+W=F=175 DxD+WxW=FxF 或 DxD+0.0235W=1750.44
12、 （c）联立式a，b，c，解得D=80.0 kmol/h W=95.0 kmol/h xD=0.9353.已知湿空气的总压为101.3kPa相对湿度为50%，干球温度为20。试用I-H图求解： （a）水气分压p；（b）湿度H；（c）焓I；（d）露点td；（e）湿球温度tW；（f）如将含500kg/h干空气的湿空气预热至117，求所需热量Q。解：见本题附图。由已知条件：pt=101.3kPa，0=50%，t0=20在I-H图上定出湿空气状态A点。（a）水气分压：由图A点沿等H线向下交水气分压线于C，在图右端纵坐标上读得p=1.2kPa。（b）湿度H：由A点沿等H线交水平辅助轴于点H=0.0075
13、kg水/kg绝干空气。（c）焓I：通过A点作斜轴的平行线，读得I0=39kJ/kg绝干空气。（d）露点td：由A点沿等H线与=100%饱和线相交于B点，由通过B点的等t线读得td=10。（e）湿球温度tW（绝热饱和温度tas）：由A点沿等I线与=100%饱和线相交于D点，由通过D点的等t线读得tW=14（即tas=14）。（f）热量Q：因湿空气通过预热器加热时其湿度不变，所以可由A点沿等H线向上与t1=117线相交于G点，读得I1=138kJ/kg绝干空气（即湿空气离开预热器时的焓值）。含1kg绝干空气的湿空气通过预热器所获得的热量为： Q=I1-I0=138-39=99kJ/kg每小时含有5
14、00kg干空气的湿空气通过预热器所获得的热量为： Q=500Q=50099=49500kJ/h=13.8kW4.如图所示，用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽液面均恒定不变，输送管路尺寸为f833.5mm，泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮槽的水面高度H1为4.8m，压力表安装位置离贮槽的水面高度H2为5m。当输水量为36m3/h时，进水管道全部阻力损失为1.96J/kg，出水管道全部阻力损失为4.9J/kg，压力表读数为2.452105Pa，泵的效率为70%，水的密度r为1000kg/m3，试求：（1）两槽液面的高度差H为多少？HH1H2（2）泵所需的实际功率为多少k
15、W？（3）真空表的读数为多少kgf/cm2？解：（1）两槽液面的高度差H 在压力表所在截面2-2与高位槽液面3-3间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，得： 其中， , u3=0, p3=0, p2=2.452105Pa, H2=5m, u2=Vs/A=2.205m/s代入上式得： （2）泵所需的实际功率在贮槽液面0-0与高位槽液面3-3间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有： 其中， , u2= u3=0, p2= p3=0, H0=0， H=29.4m代入方程求得： We=298.64J/kg， 故 ， =70%， （3）真空表的读数在贮槽液面0-0与真空表截面1-1间列柏努利方程，
16、有： 其中， , H0=0， u0=0, p0=0, H1=4.8m, u1=2.205m/s代入上式得， 5.为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。今测得U形压差计读数为R=130mm，通气管距贮槽底面h=20cm，贮槽直径为2m，液体密度为980kg/m3。试求贮槽内液体的贮存量为多少吨？观察瓶 压缩空气HRh 解：由题意得：R=130mm，h=20cm，D=2m，980kg/，。（1） 管道内空气缓慢鼓泡u=0，可用静力学原理求解。（2） 空气的很小，忽略空气柱的影响。 6.恒压过滤某悬浮液，已知过滤5min得滤液1L，
17、又过滤10min得滤液1.5L，若再过滤5min后，试求得到滤液量（L）,介质阻力不计。（8分） ,15,V11；215,V22代入公式后两式相除，求得Ve和KA2分别为0. 5L和0.4,将320代入方程得V32.37L，V3-V2=0.37L7. 在一单程逆流列管换热器中用水冷却空气，两流体的进口温度分别为20和110。在换热器使用的初期，冷却水及空气的出口温度分别为45和40，使用一年后，由于污垢热阻的影响，在冷热流体的流量和进口温度不变的情况下，冷却水出口温度降至38，试求：（1）空气出口温度为多少？（2）总传热系数为原来的多少倍？解： 使用初期 使用一年后 110 40 110 45 20 38 20（1）空气出口温度题意可得：使用初期 （1） 使用一年后 （2）两式相比（2）/（1），得 则：=59.6（2）总传热系数 方程(2)式/(1)式，得： 故 第6页共3页
