2001年化工原理实验期末考试(附答案)

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1、1一、填空选择题：（每空格 2 分，共 30 分）1 流体流过转子流量时的压强降随其流量增大而_。A增大 B. 减少 C. 不变 D. 不确定2 U 型压差计不可能测出的值为_。A表压 B. 真空度 C. 压强差 D. 绝对压3 在不同条件下测定直管摩擦系数与雷诺数的数据，能否关联在同一条曲线上_。A能 B. 不能 C. 只有温度相同时才能 D. 只有管粗糙度相等时才能。4 对本实验室的传热实验，你认为_方案对强化传热在工程中是可行的。A提高空气的流速 B. 提高蒸汽的压强 C. 采用过热蒸汽以提高传热温差 D. 在蒸汽侧管壁上加装翅片5 以水作实验流体所测得的直管阻力系数与雷诺数的关系适用于

2、_。A牛顿型流体 B. 只有液体流体 C. 任何流体 D. 只有水本身6 当管子放置的角度或水流方向改变时，流速不变，其能量损失_。A增大 B. 减少 C. 不变 D. 不确定7 离心泵在恒定转速下的扬程与流量（HQ）曲线为已知，现增大转速，此时 HQ 线会_。A上移 B. 下移 C. 不变 D. 不确定8 用皮托管放在管中心处测量时，其 U 形管压差计的读数 R 反映管中心处的_。A冲压能 B. 静压能 C. 位能 D. 动能9 在本实验室中的精馏实验中应密切注意釜压，正常操作维持在 0.005mPa，如果达到0.0080.01mPa，可能出现 液泛 ，应_减少加热电流_（或停止加热，将进料

3、、回流和产品阀关闭，并作放空处理，重新开始实验。10 吸收实验中尾气浓度采用尾气分析装置测定，它主要由取样管、 吸收盒 _ 和 湿式体积流量计 组成的，吸收剂为 稀硫酸 ，指示剂为 甲基红 。11 某填料塔用水吸收空气中的氨气，当液体流量和进塔气体的浓度不变时，增大混合气体的流量，此时仍能进行正常操作，则尾气中氨气的浓度_。A增大 B. 减少 C. 不变 D. 不确定12 在干燥实验中，提高空气的进口温度则干燥速率_;若提高进口空气的湿度则干燥速率_。A提高 B. 降低 C. 不变 D. 不确定二、问答题：（每题 6 分，共 30 分）1、 编写实验报告应包括哪些内容？(1) 实验题目(2)

4、报告人及合作者姓名(3) 实验任务(4) 实验原理(5) 实验设备及流程、操作(6) 原始数据记录和数据整理表格2(7) 实验结果，用图线或关系式表达出来 (8) 分析讨论2、 请分别写出测量流量、温度的仪表各三个。流量计：孔板轮流量计、转子流量计、涡轮流量计温度计：玻璃液体温度计、热电阻温度计、热电偶温度计。3、 在传热实验中的用饱和水蒸汽加热空气，你所测的传热管的壁温是接近蒸汽的温度还是空气的温度？解释其原因。 传热管的壁温接近蒸汽的温度。因为传热过程中，蒸汽的传热膜系数远远大于空气的传热膜系数，因此蒸汽侧的热阻远远小于空气侧的热阻，壁温接近蒸汽的温度。4、 在本实验室的精馏实验过程，打开

5、回流阀，却没有回流，试分析原因并提出解决的方法。（1） 可能回流阀开得太大，而冷凝回流液不足：应关小回流阀，检查冷却水是否正常，适当开大冷却水阀。（2） 可能是回流管存在不凝性气体，应作排不凝性气体处理。5、 在本实验室的吸收实验中，空气是由什么设备来输送的？如何调节空气的流量？空气是由风机输送，用旁路阀调节空气的流量。三、（20 分）下图是离心泵性能测定实验装置，现发现共存在 5 处错误或遗漏，试指出并加以改正，简要说明原因。1离心泵； 3泵出口阀； 6转速表；7转速传感器；8冷却风扇；9灌水阀； 11弯头； 13文丘里流量计；14计量槽；15水槽16温度计图 1 离心泵性能测定实验装置（1

6、） 在泵的进口要安装进口阀或底阀，因为离心泵在启动前需要灌水排气，二在灌水排气之前，要将进口阀关闭，否则达不到目的。（2） （3）需要在离心泵的进出口安装真空表、压力表。因为在测定扬程与流量曲线时（HQ）需要测定离心泵进出口的表压。（4）文丘里流量计的取压点错误，按图中所示，压差计的读数为流体经过流量计时的压强降，而不能测定流体在管内的流速，正确的安装方法是测压点应在文丘里流量计的进口及其喉部利3用能量转换从而达到测速的目的。（5）U 形管压差计中指示剂的液位错误，当有流体流动时，应是左边低，右边高，原因是文丘里流量计进口处的静压头大于其喉部的静压头。四、（20 分） 某工厂要分离乙醇水混合物

7、，进料中易挥发组分的含量为 40（体积分率，下同） ，现要求将易挥发组分提浓至 90，而残液中易挥发组分不高于 3，请提出实施方案完成上述任务，要求简述所采用的主要设备及其操作原理，需要控制的主要工艺参数，所使用的测量仪表，并绘出简单工艺流程示意图（要标注） 。若要得到无水乙醇，采用你所设计的流程是否可行，为什么？试举几种你所了解的工业上用来生产无水乙醇的方法。答案:由于乙醇与水的挥发度不同，可采用精馏法分离该混合物。精馏塔的原理是：将由挥发度不同的组分所组成的混合物，在精馏塔中进行多次部分汽化和多次部分冷凝，使其分离成为几乎纯态组分的过程。采用的设备是精馏塔，其结构可以是板式塔或填料塔，提供

8、分离的场所。再沸器提供上升蒸汽； 冷凝器提供回流液体。需要控制的主要参数：塔顶的温度和压力，回流量，产品量，进料量，塔釜加热温度和压力，冷凝液的量（冷却剂的进出口温度） ，产品和残液的浓度。使用的仪表：流量计，温度测量仪表、压力计，酒度计。操作流程示意图如下：采用本流程得不到无水乙醇，因为乙醇和水会形成恒沸物，用该设计的流程最大浓度为恒沸点浓度即 0.894%(mol%)。工业上主要采用苯恒沸精馏、溶盐萃取精馏、超临界 CO2 萃取精馏、固体吸附法、离子交换树脂法CddaacadaabTP冷凝水TT4五、填空题：（每空格 2 分，共 30 分）13 在阻力实验中，两截面上静压强的差采用_倒 U

9、 形压差计_测定。14 实验数据中各变量的关系可表示为_表格_，_图形_和_公式.15 影响流体流动型态的因素有_流体的流速、粘度、温度、尺寸、形状等.16 用饱和水蒸汽加热冷空气的传热实验， 试提出三个强化传热的方案(1)增加空气流速(2)在空气一侧加装翅片(3)_定期排放不凝气体_。17 用皮托管放在管中心处测量时，其 U 形管压差计的读数 R 反映管中心处的_静压头_。18 吸收实验中尾气浓度采用尾气分析装置测定，吸收剂为 稀硫酸 ，指示剂为甲基红 。19 在精馏实验数据处理中需要确定进料的热状况参数 q 值，实验中需要测定进料量、进料温度、进料浓度等。20 干燥实验操作过程中要先开鼓风

10、机送风后再开电热器，以防 烧坏加热丝 。六、问答题：（每题 5 分，共 30 分）1、 请分别写出测量流量、压力的仪表各三个。转子流量计、涡轮流量计、孔板流量计2、 离心泵为什么要求在关闭出口阀门时启动？为什么？当关闭出口阀门时，流量为零时，电机消耗的功率最小， 启动电流最小，以免烧坏电机。3、 某糖厂的换热器，采用饱和水蒸汽加热介质，运行一段时间后发现传热效果下降，试分析可能的原因？ 结垢、饱和蒸汽中混有不凝气体、饱和水蒸汽压力不够、冷凝水不能及时排除等4、 在本实验室的精馏实验过程，发生了液泛现象，试分析原因并提出解决的方法。发生液泛的原因是由于回流过大、加热电热电流，液泛后应减少加热电流

11、，调节无效，应停止加热，将进料、回流和产品阀关闭，并作放空处理，重新开始实验。5、 使用废气循环对干燥作业有什么好处？干燥热敏性物料或易变形、开裂的物料为什么多使用废气循环？节能，降低干燥温度和干燥速率6、 将本塔适当加高，是否可以得到乙醇的质量浓度为 98以上的酒精溶液？为什么？不能，因为乙醇水在常压下形成恒沸点，恒沸点处乙醇的质量浓度为 0.89，此时相对挥发度为零，无法再分离。5七、（20 分）下图是填料吸收塔性能测定实验装置，现发现共存在 5 处错误或遗漏，试指出并加以改正，简要说明原因。尾气的浓度由尾气取样用气相色谱进行分析。吸收实验装置流程图1.水流量调节阀 2.水转子流量计 3.

12、氨气钢瓶 4.减压阀 5.氨缓冲器 6.氨气流量调节阀 7.转子流量计 8.气泵 9.空气缓冲器 10.放空阀 11 空气转子流量计 12.吸收塔 13.塔底排液管 14.压差计 15.压力表 16,17,排污阀八、设计题（20 分）设计一个实验测定一个套管换热器总传热系数，采用冷水-热水系统。请提出实施方案完成上述任务，要求（1） 简述实验原理， （2）画出表格列出需要控制的主要工艺参数(3) 列出所用的主要设备及测量仪表，并绘出简单工艺流程示意图（要标注） 。换热器为套管式换热器，实验采用冷水-热水系统。热水由热水槽 1 经管道泵 2、热水流量调节阀 3 和转子流量计 4 进入换热器 5

13、的套管内，与内管的冷水换热后返回热水槽，循环使用。冷水经冷水流量调节阀 6 和转子流量计 7 后进入换热器的内管，进行换热后排入地沟。在冷、热水进出口处都分别装有热电阻测温装置。61.热水槽 2.管道泵 3.热水流量调节阀 4.流量计 5.套管换热器 6.冷水流量调节阀 7.流量计 8,9,10,11.换向阀 12.放空阀 13.压力表 14.液位计 15.进水阀 16.排污阀17.电加热器2. 主要设备及仪表（1）套管式换热器：（2）热水槽： （3）流量计：冷、热水管路均为玻璃转子流量计。（4）泵。（5）热电阻温度计九、填空题：（每空格 2 分，共 40 分）21 实验数据中各变量的关系可以

14、采用 ， 和 表示22 U 型压差计能测出的值为_、_、_。23 干燥实验中温度控制器是由导电温度计和晶体管继电器24 吸收实验中，测填料层压降的压差计接口，一端接通塔顶另一端接通塔底。25 试写出下列几种填料的名称( ) ( ) ( )26 精馏塔操作中，可调节和控制的量有： ； 等。27 吸收实验中尾气浓度采用尾气分析装置测定，尾气的体积由 测定，吸收剂为 ，指示剂为 。8读取转子流量计的读数时，应以转子流量计的上端面读数十、问答题：（共 35 分）1、请分别写出测量流量、温度的仪表各三个。流量计：孔板轮流量计、转子流量计、涡轮流量计7温度计：玻璃液体温度计、热电阻温度计、热电偶温度计。2、在本实验室中的精馏实验中，什么原因可能造成液泛，若发生液泛可能会产生什么后果？一旦发生液泛现象，应如何处理？ 3、某糖厂的换热器，运行一段时间后发现传热效果下降，试分析可能的原因？至少三个4、在本实验室的吸收实验中，空气是由什么设备来输送的？如何调节空气的流量？空气是由风机输送，用旁路阀调节空气的流量。5、使用本实验室的实验装置，如何正确启动离心泵？6、在实验记录和数据处理