陕西师范大学
内 部 题 库
教育 （yuyueshool） 编制 化工基础作业 一 填空 1.化工产品种类繁多，生产工艺千差万别。具体内容有动量传递、质量传递、热量传递和 ，但其基本理论可以概括为 与三传一反。 2.逆流传热比和同等条件下流传热的驱动力 ，完成相同传热任务所需的传热面积比并传热 。 3.空气和水分别在同一规格的管道中稳定流动。如果它们的质量流量保持不变，当温度升高时，空气的雷诺数就会增加 ，水的雷诺数将 。 4.蒸馏是液体混合物中的各种成分 不同，实现液体混合物分离的方法，精馏塔一般分为 和精馏段。 5.对于多釜串联反应器，每层都是全混流反应器，每层都没有材料 ，串联级数越多，各级间越多 其性能越小，越接近平推流反应器。 6.合成氨生产中，燃料高温转化法制原料气的方法有 ， 以及重质烃部分氧化法。 7.在工程中检查流体运动规律时，重点是流体 运动；同的外部条件，流体流经管道系统时的阻力可分为 阻力和局部阻力。 8.当流体在圆管内分层流动时，流体的主体质点相互平行 当层流的平均流速是管道中最大的流速时，方向是直线运动 倍。 9.在催化剂的作用下，合成氨工业采用烃蒸汽转化法制气工艺 与蒸汽发生反应， 生成 和碳氧化物。 吸收是分离 在液相中使用混合物利用混合物组分在液相中 分离的差异。 11.当气体流量、气体进出口组成和液相进口组成保持不变时，如果吸收剂量减少，传质驱动力将保持不变 ，操作线 平衡线。 12.当流体在圆管内湍流时，存在于管壁附近 ，当雷诺数增加时，层的厚度会发生变化 。 除了控制三氧化硫的浓度外，还必须控制吸收三氧化硫的硫酸的温度。温度过低会导致温度过低 增大，降低 。 14.将二氧化硫转化为三氧化硫是催化氧化反应过程，催化剂为 ，实施这一反应过程的主要设备是 。 15.当流体在圆管内层流时，摩擦阻力系数为 ；当流体在圆管内湍流时，其摩擦阻力和 和Re有关。 16.在蒸馏塔中，经过多次部分气化，在气相中可获得高纯度 成分，经过多次部分冷凝，在液相中可获得高纯度 组分。 17.投资利税率是指投资项目达到设计生产能力后，项目生产期内的正常年利润、总税金或年平均年利润 与 的比率。 18．全混流反应器的物料连续稳定地流入、流出，器内完全 ，反应器时候，反应器中材料的浓度 流出反应器材料的浓度。 19.气体吸收是分离气体 其操作速度范围为 气速的0.5—0.85倍 。 20.易溶气体的溶解度系数很大， 该吸收过程的阻力主要集中在气相传质分系数上 。 化工过程开发是指从实验室研究成果到实现工业化生产的全过程，开发步骤分为实验室研究阶段， 阶段和 三个阶段的生产。 22.硫磺是工业生产硫酸的原料 、硫酸盐和 等。 23.流体流经管道系统时，由于外部条件不同，流动阻力可分为直管阻力和局部阻力。计算局部阻力的方法有 和 。 24.当流体在圆管内分层流动时，流体的主体质点相互平行 方向直线运动，此时管内最大流速为平均流速 倍。 25.在合成氨工业中，采用固体燃料气化法制气，以煤或焦炭为原料，在高温下与空气和水发生反应， 转化为二氧化碳， 和 的过程。 26.气体吸收利用气体混合物组分在液相中溶解度的差异进行分离。吸收过程中使用的液体称为 ，不能被吸收的气体称为 。 27. 在吸收过程中，当气体流量、气体进出口组成和液相进口组成保持不变时，如果吸收剂量增加，传质驱动力就会增加 ，操作线 平衡线。 28. 化工产品种类繁多，生产工艺也千差万别，其基本理论可概括为三传一反，具体而言，三传即动量传递， 和 。 29.离心泵高速旋转 为流体提供动能，然后将流体的动能转化为动能 输送流体。 30.易溶气体的溶解度系数很大，其传质系数约等于 吸收过程中的阻力主要集中在传质分系数上 。 31.生产各种化工产品的原料分为无机原料和有机原料。有机原料主要指煤、石油、 和 。 32.全混流反应器的物料连续稳定地流入反应器，物料完全流入反应器 ，物料的浓度和流出物料的浓度 。 33.当流体在圆管内湍流时，存在于靠近管壁的地方 ，当流体流量增加时，层的厚度会发生变化 。 34. 用浓硫酸吸收三氧化硫时，浓硫酸浓度为 ，温度一般控制在 。 35.氨合成受多种因素影响。理想情况下，氢氮比是 ，当正常生产氨的收率达到最大时，其比例一般为 。
二 判断题 1.在硫酸生产中，冷凝成酸的过程与吸收成酸非常相似。它们的区别在于吸收成酸是物理吸收过程，冷凝成酸是化学吸收过程。 2.实验室和工业规模条件下化学反应的结果往往不同，说明这些反应在实验室和工业规模条件下的机制不同。 3.正常运行时，填料塔内物系的组成沿操作线不断变化，板式塔内物系的组成呈阶梯式变化。 4.固定床反应器的性能优于流化床反应器。 5.非圆管的当量直径de可以计算流体Re流体的体积流量可以通过数量和判断流型来计算。 6.传质单元高度是表示填料塔性能优劣的参数，大塔传质性能优异。 7．在相对静止的同一流体内，同一水平面的压强是相同的。 8.计量转子流量计时，转子在锥形玻璃筒中的位置越高，流体流量越大。 9.用多层保温材料包裹管道或设备时，导热系数小的材料温度梯度较小。 10.当流体在圆管内稳态层流动时，其速度分布在抛物线上，平均流速为管中心最大流速0.8倍。 11.在双膜理论中的气膜和液膜层中，流动形式为层流，传质方式为涡流扩散。 12.氨合成反应在高温高压下进行，不仅与温度和压力有关，还与气体组成有关。 13．液体膜状沸腾时与加热面间的温度差比强烈泡核沸腾的温度差大，因此，前者的给热系数大于后者。 14.对流传热是将热流体热量传递给冷流体或冷流体的过程。热对流是流体过程。热对流是流体。 15.多釜串联反应器的材料回混程度介于PFR和CSTR因此，反应器任何釜内的物料流量都不理想，物料浓度呈梯级均匀下降。 16.多釜串联反应器的釜数N增加，反应器内物料回混程度降低，其性能趋于平推流反应器。 17.在硫酸生产中，炉气净化的目的是去除炉气中的粉尘杂质，避免催化剂中毒，为转化过程提供合格的原料气。 18.技术评价是评价化学工艺技术的可行性、先进性和可靠性，即技术水平。 19.间歇釜式反应器的动力学特性与平推流式反应器相同，不考虑辅助时间，说明这两种反应器中的物料回混程度相等。 20.当流体在圆管内稳态流动时，Re>105后，流动阻力系数不仅与雷诺数有关，而且是管壁粗糙度的函数。 21.氨合成反应是气固相放热反应，因此采用传热性能好的固定床反应器。 22.为了方便计算，吸收质和液相中的纯溶剂中的纯溶剂为基准。 23.近年来，在化工结构调整中，许多国家的产业结构由精细化发展为粗放型。 24.投资回收期是指投资回收率的倒数。 25.流体流动时，内部没有内摩擦，即粘度为零，称为非理想流体。 26.利用转子流量计测量流体流量时，流体在转子与锥形玻筒之间的环隙处中的流速始终保持不变。 27.用多层保温材料包裹管道或设备时，导热系数小的材料包裹在管道或设备的最外侧。 28.化工生产中流体的流速或流量、流体输送所需的压头和功率等实际问题可以通过连续流动方程和柏努利方程来计算。 29.流体流动时，管壁附近总有滞流底层，其厚度随雷诺数的增加而增加，但永远不会消失。 30.合成氨反应是在高温、高压、无催化剂的条件下进行的，其反应过程不仅与温度和压力有关，还与气体成分有关。 31.蒸馏塔为气液两相提供了充分接触的机会，没有传热过程，只有传质过程在塔内快速有效地进行。 32.一个完整的化学生产装置由多个单元的操作和化学反应过程组成。一般来说，它包括三个部分：原材料预处理、化学反应过程和产品分离。 33. 流体流动时，内部没有内摩擦，即粘度为零，称为非理想流体。 34.活塞泵在启动前必须充满液体，以防止气捆现象。 35.蒸馏分为简单蒸馏、平衡蒸馏和特殊蒸馏，利用不同物质之间挥发性差异分离液体混合物。 36.在吸收过程中，液体吸收剂中溶解度大的气体的吸收过程控制是液膜扩散控制。 37.膜状沸腾温差小于强泡核沸腾温差，因此在工业生产中经常处于强泡核沸腾状态。 38.工业反应器中的反应过程不仅包括化学反应，还包括影响反应最终结果的各种物理过程。 39.提馏段的操作线方程是指提馏段内任何相邻两个塔板之间上升蒸汽与下降液体的操作关系。
三 选择题 1． 将直径为φ×粗管逐渐缩小到φ×如果流体在细管中的流速为/s，粗管内的流速为（ ）。 m/s； B. /s； C. /s； D. /s。 2.孔板流量计和测速管均为固定节流面积的流量计，均采用（ ）来反映流量的。 A. 变化压差； B. 变化动能差； C. 速度差； D. 管道摩擦阻力。 3.在氨合成过程中（ ）物质的存在导致催化剂永久失去活性和中毒，使催化剂的活性无法恢复活性。 A.硫.氢.碳等； B. 铁.砷.铜等。 C.铁.氢.碳等； D. 硫.磷.砷等。 4.在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气。此时，传热管壁接近蒸汽温度，总传热系数接近( )对流给热系数。 A. 热流体； B冷热流体之和； C．冷流体； D冷热流体的差异。 5.圆管外包有两层厚度相同的保温材料，内层包裹导热系数小的材料目的是（ ）。 A. 增加热损失，降低壁温 B。减少热损失，降低温； C增加热损失，增加壁温 D降低热流量，降低壁温。 6.在塔中吸收气体，已知气膜吸收系数kY为7.3×10-4kmol·m-2·s-1.液膜吸收系数kX为7.6×10-4kmol·m-2·s-1.可以判断吸收过程是（ ）。
四 简答题 1．流体在圆管内作定态流动时的基本流形有哪几种？各有什么特征？如何判别？ 2．简述间歇釜式反应器和全混流反应器的结构及操作特点？ 3．为什么要对合成硫酸中的原料气进行净化？如何进行净化操作？ 4．离心泵是由哪些部件构成的？如何进行工作？ 5．强化传热过程的目的是什么？如何进行强化传热？ 6．简述平推流反应器和全混流反应器的结构及操作特点。 7．什么是传质过程？气体吸收主要应用在哪些方面？ 8．列管式换热器属于哪类换热器？其传热的方式怎样？传热总过程与分过程间的传热速率、传热阻力是何关系？ 9．试绘出典型中压法合成氨的工艺流程示意图（用框线图即可），并说明该流程的主要特点。 10．对流传热是很重要的传热过程，影响对流传热的因素主要有哪些？ 11．塔设备主要有哪两类塔型？物系组成在此两类塔中的变化情况如何？ 12．中间试验是过渡到工业化生产的关键阶段，其任务是什么？ 13. 流体输送设备按工作原理可分为哪几类？其中的离心泵是如何进行工作？ 14．简述平推流反应器和间歇釜式反应器的结构及操作特点。 15．化工过程开发过程中的放大方法有哪几种？逐级经验放大法有何特征？ 16.常用的流体测量仪表有哪些？它们是利用什么原理设计的？ 17.气体吸收时对吸收剂有何要求？吸收主要应用在哪些方面？ 18.什么是经济评价？经济评价的步骤是什么？ 19. 接触法制硫酸的原则流程是什么？
五 计算题 1．今欲对某型号的离心泵进行检测。已知该泵的吸入管径为φ×，排出管径为φ×，两测压口间的垂直距离为。泵的转速为2900r/min，在常压条件下，以的清水为介质，测得以下的数据：在流量为/h，泵入口处真空表读数为2.5×104Pa，泵出口处压力表读数为2.2×105Pa，电功率表测得电动机消耗的功率为5.5kW，电动机效率取95%。试求泵在此条件下的压头、轴功率和效率各是多少？ 2．在套管换热器中，用一定量的流体加热冷流体。热流体的温度从降到，冷流体的温度从升到，时比较并流与逆流的传热温度差。若在传热量相同的情况下，并、逆流所需的传热面积比是多少？ 3．某单位要将水送往水塔，要求每小时送水量为72吨，水的密度为·m-3 ，黏度为1×10-3 Pa·s ，取水的流速为·s-1，试求输送水所需的管径和雷诺数。 4．某化工厂用清水在吸收塔中吸收从焙烧炉排出的SO2混合气体，炉气的流量为qV=（标准）·h-1炉气中SO2的含量为7%，要求SO2的吸收率为95%，吸收剂水的用量为其最小用量的1.5倍。在该条件下气液平衡关系为Y=26.9X,试计算吸收过程所需要的传质单元数和吸收剂水的用量。 5．在一换热面积为的换热器中，壳程通入饱和蒸汽加热管内的空气。的饱和蒸汽冷凝为同温度下的水排出，空气流量为·s-1，其进口温度为，比热容为1.0×103 J·kg-1·K-1，空气的对流给热系数为87W·m-2·K-1，如果换热器的热损失可以忽略，试计算空气的出口温度。 6．某连续操作的精馏塔，每小时蒸馏5000公斤含乙醇20%（质量分数，下同）的乙醇水溶液，要求馏出液中含乙醇95%，残液中含乙醇不大于1%，是求馏出液量和残液量。 7．在逆流换热器中，用的水将·s-1的苯由冷却到，换热器的列管直径为φ×，水走管程，水侧和苯侧的给热系数分别为0.85kw·m-2·K-1和1.7 kw·m-2·K-1，管壁的导热系数为45 w·m-1·K-1，如果热水的出口温度为，忽略污垢阻力，试计算换热器的传热面积及冷却水的用量。水的比热容为4.174×103 J·kg-1·K-1，苯的比热容为1.90×103 J·kg-1·K-1。 8.用DN40（φ×）的长度为（当量长度）的新钢管输送生活用水，流量为·h-1，管路摩擦阻力系数λ为0.0254，水的密度为·m-3 ，粘度为1×10-3 Pa·s ，试判断水的流动状态，并求输送过程的压力差和功率。
9．某用清水吸收丙酮的填料塔，塔内径为，在和常压下，每小时处理含丙酮蒸汽的气体(标准)，进塔气体组成为6%（丙酮的体积百分数），工艺要求吸收率为76%，清水的最小用量为24.76mol·s-1，吸收操作时的液气比为最小液气比的1.4倍，操作条件下的平衡关系为Y＝2X。气相总体积吸收系数KYa=18.87mol·m-3·s-1，求所需填料层高度。