食品XXXX化工原理

一、选择题1.单位体积流体所具有的（A）称为流体的密度。A.质量B.粘度C.位能D.动能2.层流与湍流的本质区别是：(D)。A.湍流流速>层流流速B.流道截面大的为湍流，截面小的为层流C.层流的雷诺数<湍流的雷诺数D.层流无径向脉动，而湍流有径向脉动3.为避免发生气蚀现象，应使离心泵内的最低压力（A）输送温度下液体的饱和蒸汽压。A.大于B.小于C.等于D.以上均可能4.用离心泵从河中抽水，当河面水位下降时，泵提供的流量减少了，其原因是（C）。A.发生了气缚现象B.泵特性曲线变了C.管路特性曲线变了D.以上均可能5.用一气蚀余量为3m的离心泵输送处于沸腾状态下的塔底液体，若泵前管路的全部流动阻力为1.5m液柱，则此泵的安装位置必须()。A.高于塔底液面4.5m的上方B.高于塔底液面1.5m的上方C.低于塔底液面4.5m的下方D.低于塔底液面3.0m的下方6.过滤推动力一般是指(B)。A.过滤介质两边的压差B.过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差C.滤饼两面的压差D.液体进出过滤机的压差7.降尘室的生产能力取决于(B)。A．沉降面积和降尘室高度B．沉降面积和能100%除去的最小颗粒的沉降速度C．降尘室长度和能100%除去的最小颗粒的沉降速度D．降尘室的宽度和高度8.含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。理论上能完全除去30μm的粒子，现气体处理量增大1倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为(D)。A．B.C.D.9.对流传热系数关联式中普兰特准数是表示(A)的准数。A.物性影响B.流动状态C.对流传热D.自然对流影响 10.为了在某固定空间造成充分的自然对流，有下面两种说法：①加热器应置于该空间的上部②冷凝器应置于该空间的下部；正确的结论应该是（B）。A.这两种说法都对C.第一种说法对，第二种说法错B.这两种说法都不对D.第二种说法对，第一种说法错11.对下述几组换热介质，通常在列管式换热器中K值从大到小正确的排列顺序应是（D）。A.②>④>③>①B.③>④>②>①C.③>②>①>④D.②>③>④>①冷流体热流体①水气体②水沸腾水蒸气冷凝③水水④水轻油12.对于脱吸操作，其溶质在液体中的实际浓度___B__与气相平衡的浓度。A.小于B.大于C.等于D.以上均可能13.在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数ky=2kmol.m-2.h-1，气相总传质系数Ky=1.5kmol.m-2.h-1，则该处气液界面上气相浓度yi应为___B____，平衡关系y=0.5x。A.0.02B.0.01C.0.015D.0.00514.在二元混合液中，沸点低的组分称为（C）组分。A.可挥发B.不挥发C.易挥发D.难挥发15.（A）是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。A.液相回流B.进料C.侧线抽出D.产品提纯。16.在精馏塔中，原料液进入的那层板称为（C）。A.浮阀板B.喷射板C.加料板D.分离板。17.在精馏塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）称为（B）。A.精馏段B.提馏段C.进料段；D.混合段。18.当空气的t=tw=td时，说明空气的相对湿度φ（A）。A.=100%；B.＞100%；C.＜100%19.已知湿空气的下列＿＿B＿参数，利用H-I图可以查得其它未知参数。A.(pv,H)B.(td,t)C.(tw,tas)D.(I,tW)20．在板式精馏塔 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 中，上升气体流速过大，不可能产生的后果是（B）。A.漏液B.液泛C.过量液沫夹带D.板效率下降二、填空题1.化工生产中，物料衡算的理论依据是质量守恒定律，热量衡算的理论基础是能量守恒定律。2.理想流体体积流量一定，有效截面扩大，流速，动压头，静压头。(增大，减小，不变)3.当Re为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ=___，在管内呈湍流时，摩擦系数λ与、_____有关。4.液体的粘度随温度升高而减小，气体的粘度随温度的升高而增大。(增大，减小，不变) 5.相对密度7.9，直径2.5mm的钢球，在某粘稠油品（相对密度0.9）中以5mm/s的速度匀速沉降。则该油品的粘度为4.77Pa·s。6.已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/A，qe为Ve/A，Ve为过滤介质的当量滤液体积(滤液体积为Ve时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力)，在恒压过滤时，测得Δ(/Δq=3740q+200则过滤常数K=0.000535。7.用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为NA=ky(y-yi)，以传质总系数表达的速率方程为________NA=Ky(y-ye)。8.恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括阶段和阶段。9.在1atm下，不饱和湿空气温度为295K，当加热到325K时，相对湿度，露点。(增高，降低，不变)10.用逐板计算法求理论板层数时，用一次相平衡方程就计算出一层理论板。精馏操作中，当q=0.6时,表示进料中的液相相含量为60%三、问答题1、分别写出理想流体和实际流体的伯努利方程式，说明各项单位及物理意义。2、在层流区温度升高后，同一固体颗粒在液体和气体中的沉降速度增大还是减小。.3、强化传热的有效途径有哪些。四、计算题1．20℃的空气在直径为80mm的水平管流过。现于管路中接一文丘里管，如本题附图所示。文丘里管的上游接一水银U管压差计，在直径为20mm的喉颈处接一细管，其下部插入水槽中。空气流过文丘里管的能量损失可忽略不计。当U管压差计读数R=25mm、h=0.5m时，试求此时空气的流量为若干m3/h。当地大气压强为101.33×103Pa。2．有一列管式换热器，由38根φ25mm×2.5mm的无缝钢管组成。苯在管内流动，由20℃被加热至80℃，苯的流量为8.32kg/s。外壳中通入水蒸气进行加热。试求管壁对苯的传热系数。当苯的流量提高一倍，传热系数有何变化。苯在平均温度50℃下的物性：密度ρ=860kg/m3；比热容cp=1.80kJ/（kg·℃）；粘度μ=0.45mPa·s；导热系数λ=0.14W/（m·℃）。3.用洗油吸收焦炉气中的芳烃，含芳烃的洗油经解吸后循环使用。已知洗油流量为7kmol/h，入解吸塔的组成为0.12kmol（芳烃）/kmol（洗油），解吸后的组成不高于0.005kmol（芳烃）/kmol（洗油）。解吸塔的操作压力为101.325kPa，温度为120℃。解吸塔底通入过热水蒸气进行解吸，水蒸气消耗量V/L=1.5（V/L）min。平衡关系为Y*=3.16X，液相体积传质系数KXa=30kmol/（m3·h）。求解吸塔每小时需要多少水蒸气？若填料解吸塔的塔径为0.7m，求填料层高度。 4．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。5．采用常压气流干燥器干燥某种湿物料。在干燥器内，湿空气以一定的速度吹送物料的同时并对物料进行干燥。已知的操作条件均标于附图中。试求：（1）新鲜空气消耗量；（2）单位时间内预热器消耗的热量，忽略预热器的热损失；选择题：1、质量；2、层流无径向脉动，而湍流有径向脉动；3、大于；4、管路特性曲线变了；5、~;6、过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差；7、沉降面积和能100%除去的最小颗粒的沉降速度；8、；9、物性影响；10、这两种说法都不对；11、②>③>④>①；12、大于；13、0.01；14、易挥发；15、液相回流；16、加料板；17、提馏段；18、=100%；19、(td,t)；20、~填空题：1.化工生产中，物料衡算的理论依据是质量守恒定律，热量衡算的理论基础是能量守恒定律。2.理想流体体积流量一定，有效截面扩大，流速减小，动压头减小，静压头增加。3.当Re为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ=64/Re，在管内呈湍流时，摩擦系数λ与Re、管壁的粗糙度有关。4.液体的粘度随温度升高而减小，气体的粘度随温度的升高而增大。5.相对密度7.9，直径2.5mm的钢球，在某粘稠油品（相对密度0.9）中以5mm/s的速度匀速沉降。则该油品的粘度为4.77Pa·s。6.已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/A，qe为Ve/A，Ve为过滤介质的当量滤液体积(滤液体积为Ve时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力)，在恒压过滤时，测得Δ(/Δq=3740q+200则过滤常数K=0.000535。7.用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为NA=ky(y-yi)，以传质总系数表达的速率方程为NA=Ky(y-ye)。8.恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括恒速干燥阶段和降速干燥阶段。10.用逐板计算法求理论板层数时，用一次相平衡方程就计算出一层理论板。精馏操作中，当q=0.6时,表示进料中的液相相含量为60%问答题：1、分别写出理想流体和实际流体的伯努利方程式，说明各项单位及物理意义。理想流体:（A）或：=(B)实际流体：=EMBEDEquation.3式(A)中的前两项、和的物理意义，分别是单位重量流体具有的比位能、压能和比势能；是单位重量流体具有的动能，即比动能和单位动能。三项之和是单位重量流体具有的机械能，称为总比能或单位总能量。式(B)则表示理想流体的恒定流动，沿同一维流(沿同一流线)。单位重量流体的机械能守恒。伯努利方程又称为能量方程2、在层流区温度升高后，同一固体颗粒在液体和气体中的沉降速度增大还是减小。沉降速度减慢，因为温度升高分子之间运动的速度加快了，气体的流动速度加快了，不利于沉降。3、强化传热的有效途径有哪些。所谓强化传热，就是设法提高传热的速率。从传热速率方程式Q=KA△t中可以看出，提高K、A、△t中任何一项都可以强化传热，即增大传热面积、提高传热的温度差和提高传热系数计算题：1、20℃的空气在直径为80mm的水平管流过。现于管路中接一文丘里管，如本题附图所示。文丘里管的上游接一水银U管压差计，在直径为20mm的喉颈处接一细管，其下部插入水槽中。空气流过文丘里管的能量损失可忽略不计。当U管压差计读数R=25mm、h=0.5m时，试求此时空气的流量为若干m3/h。当地大气压强为101.33×103Pa。解：文丘里管上游测压口处的压强为p1=ρHggR=13600×9.81×0.025=3335Pa(表压)喉颈处的压强为p2=－ρgh=－1000×9.81×0.5=－4905Pa（表压）空气流经截面1-1'与2-2'的压强变化为故可按不可压缩流体来处理。两截面间的空气平均密度为在截面1-1'与2-2'之间列柏努利方程式，以管道中心线作基准水平面。两截面间无外功加入，即We=0；能量损失可忽略，即=0。据此，柏努利方程式可写为式中Z1=Z2=0所以简化得（a）据连续性方程u1A1=u2A2得u2=16u1（b）以式（b）代入式（a），即（16u1）2－=13733解得u1=7.34m/s空气的流量为2、有一列管式换热器，由38根φ25mm×2.5mm的无缝钢管组成。苯在管内流动，由20℃被加热至80℃，苯的流量为8.32kg/s。外壳中通入水蒸气进行加热。试求管壁对苯的传热系数。当苯的流量提高一倍，传热系数有何变化。解：苯在平均温度℃下的物性可由附录查得：密度ρ=860kg/m3；比热容cp=1.80kJ/（kg·℃）；粘度μ=0.45mPa·s；导热系数λ=0.14W/（m·℃）。加热管内苯的流速为以上计算表明本题的流动情况符合式4-32的实验条件，故W/（m2·℃）若忽略定性温度的变化，当苯的流量增加一倍时，给热系数为α′W/（m2·℃）3、用洗油吸收焦炉气中的芳烃，含芳烃的洗油经解吸后循环使用。已知洗油流量为7kmol/h，入解吸塔的组成为0.12kmol（芳烃）/kmol（洗油），解吸后的组成不高于0.005kmol（芳烃）/kmol（洗油）。解吸塔的操作压力为101.325kPa，温度为120℃。解吸塔底通入过热水蒸气进行解吸，水蒸气消耗量V/L=1.5（V/L）min。平衡关系为Y*=3.16X，液相体积传质系数KXa=30kmol/（m3·h）。求解吸塔每小时需要多少水蒸气？若填料解吸塔的塔径为0.7m，求填料层高度。解：水蒸气不含芳烃，故Y2=0；X1=0.12水蒸气消耗量为V=0.455L=0.455×7=3.185kmol/h=3.185×18=57.3kg/h用（X2－Y2/m）/（X1－Y2/m）=0.0417、mV/L=1.44，从图6-23查得NOL=6.9，与计算值接近。m填料层高度Z=HOL·NOL=0.303×6.84=2.07m4、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。解：苯的分子量为78；甲苯的分子量为92。进料组成釜残液组成原料液的平均分子量MF=0.44×78+0.56×92=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=0.971×175×0.44（b）全塔物料衡算D+W=F=175DxD+WxW=FxF或DxD+0.0235W=175×0.44（c）联立式a，b，c，解得D=80.0kmol/hW=95.0kmol/hxD=0.9355、采用常压气流干燥器干燥某种湿物料。在干燥器内，湿空气以一定的速度吹送物料的同时并对物料进行干燥。已知的操作条件均标于附图中。试求：（1）新鲜空气消耗量；（2）单位时间内预热器消耗的热量，忽略预热器的热损失。解：（1）新鲜空气的消耗量：L=W/(H2-H1)绝干物料G=G2/（1+X2）=250/(1+0.01)=248kg绝干料/h_1234567895.unknown_1234567897.unknown_1234567899.unknown_1234567901.unknown_1234567902.unknown_1234567900.unknown_1234567898.unknown_1234567896.unknown_1052830040.unknown_1234567890.unknown_1234567893.unknown_1234567894.unknown_1234567892.unknown_1234567891.unknown_1052830158.unknown_1052830298.unknown_1052830136.unknown_1052829784.unknown_1052830015.unknown_1052829707.unknown