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化工原理试卷（计算题） 班级 姓名 分数 一、计算题 ( 共43题 320分 ) 1. 5 分 (2823) 如图，用泵将15 ℃的水从水池送至一敞口储槽中。储槽水面与水池液面相距10 m，水面高度均保持不变。输水管内径为68 mm，管道阻力造成的总能量损失为20 J·kg-1，试问泵需给每千克的水提供多少能量？ 2. 10 分 (3758) 一单程列管换热器, 平均传热面积A为200 m2。310 ℃的某气体流过壳程，被加热到445 ℃, 另一种580 ℃的气体作为加热介质流过管程, 冷热气体呈逆流流动。冷热气体质量流量分别为8000 kg·h-1和5000 kg·h-1, 平均比定压热容均为1.05 kJ·kg-1·K-1。如果换热器的热损失按壳程实际获得热量的10%计算, 试求该换热器的总传热系数。 3. 5 分 (2466) 已知20℃水在109 mm×4.5 mm的导管中作连续定态流动（如图所示）,流速为3.0 m·s-1。液面上方的压强p=100 kPa。液面至导管中心的距离为4 m，求A点的表压强为多少千帕？（20℃水的密度=1000 kg·m-3）。 4. 10 分 (3711) 在一列管式换热器中进行冷、热流体的热交换, 并采用逆流操作。热流体的进、出口温度分别为120 ℃和70 ℃,冷流体的进、出口温度分别为20 ℃和60 ℃。该换热器使用一段时间后,由于污垢热阻的影响,热流体的出口温度上升至80 ℃。设冷、热流体的流量、进出口温度及物性均保持不变,试求:污垢层热阻占原总热阻的百分比? 5. 10 分 (4951) 某连续精馏塔在常压下分离甲醇水溶液。原料以泡点温度进塔，已知操作线方程如下： 精馏段：yn +1=0.630 xn+0.361 提馏段：ym +1=1.805 xm-0.00966 试求该塔的回流比及进料液、馏出液与残液的组成。 6. 5 分 (2190) 精馏塔底部用蛇管加热液体的饱和水蒸气压强为1.093×105 Pa，液体的密度为950 kg·m-3，如图采用型管出料，塔底液面高度H保持1 m。形管顶部与塔内水蒸气空间有一根细管连通。为防止塔内水蒸气由连通管逸出，问形管出口处液封高度h至少应为多少米？（外界大气压强为1.013×105 Pa）。 7. 10 分 (3708) 在某套管式换热器中用水冷却热油, 并采用逆流方式。水的进出口温度分别为20 ℃和60 ℃;油的进出口温度分别为120 ℃和70℃。如果用该换热器进行并流方式操作,并设油和水的流量、进口温度和物性均不变,问传热速率比原来降低百分之几? 8. 10 分 (4547) 由矿石焙烧炉送出来的气体冷却到20 ℃后,再送入逆流操作的填料吸收塔中,用清水洗涤以除去其中的SO2。已知,在平均操作压强为101.3 kPa下,气、液两相的平衡关系式为Y*=30 X。在操作条件下,每小时进塔的炉气体积为1000 m3,其中含SO2的体积分数为0.090,其余为惰性气体。若要求SO2的回收率为90%,吸收剂用量为最小用量的1.2倍,试计算: (1) 吸收剂的质量流量; (2) 溶液出口浓度; (3) 实际操作液气比。 9. 5 分 (2465) 如图所示，用串联两支水银压差计测蒸气锅炉上方的蒸气压。压力计与锅炉连接管内充满水，两U形管间是空气。已知：R1=1.10 m，R2=1.20 m，h1=3.0 m，h2=1.20 m，h3=1.10 m，试求锅炉内的蒸气表压强。 *. 5 分 (3733) 设有一个热交换器, 利用热的重油预热石油。已知: 重油的流量为每小时4吨, 进、出口温度分别为300 ℃与180 ℃, 重油在300 ℃及180 ℃时的焓分别为6.9 ×105 J· kg-1及3.8 ×105 J· kg-1。石油的流量为每小时6吨, 进、出口温度分别为80 ℃与170 ℃。逆流操作, 其传热系数为150 W·m-2·K-1。试求: (1)逆流操作时的平均温度差; (2)逆流操作时所需的传热面积。 11. 5 分 (4530) 用洗油吸收混合气体中的苯,已知混合气体中苯的摩尔分数为0.04,吸收率为80%,平衡关系式为Y*=0.126X,混合气中惰性组分的摩尔流量为1000 kmol·h-1,若喷入吸收塔的洗油中不含苯,洗油用量为最小用量的1.5倍,问洗油用量为多少? 12. 5 分 (4935) 今有苯-甲苯的混合液，已知总压强为101.33 kPa，温度为100 ℃时，苯和甲苯的饱和蒸气压分别为