化工原理本科试卷B

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武汉理工大学华夏学院教务处

试题标准答案及评分标准用纸

课程名称:制药化工原理 ( B 卷)

一、填空题

1.850, -100 ; 2. 4 ; 3.抛物线,2, 64/Re;

4.离心泵特性曲线,管路特性曲线 ; 5. 压力差;

6.自然对流区、核状沸腾区、膜状沸腾区,核状沸腾区;

7.c b a; 8. 相平衡; 9.单效蒸发,多效蒸发 ;

10. 理论板; 11. 减小,偏向(靠近)。

二、选择题

1-5.B D C D C 6-10. A B A A B 11-15. B C C B B

三、计算题

1、(10分)解:取高位槽液面为1-1'截面,喷头入口处截面为2-2'截面,过2-2'

截面中心线为基准面。 在此两截面之间列伯努利方程,因两截面间无外功加入(We=0),故: 1分

1 zu2p?1u2p21?1?z2g2???h

1g+2?2?f

2分

其中,z1待求值,z2=0,u1?0(因高位槽截面比管道截面大得多,故槽内流速比

管内流速要小得多,可用忽略不计,即u1?0), 2分

u2=2.2 m/s,ρ=1050 kg/m3,p1表=0,p2表=4.05×104Pa,?hf=25 J/Kg, 1分

p222?p1?u1?u2将已知数据代入,z1g=

?2??hf=38.59+2.4225=66.01, 3分

解出z1=6.73m。

分1

2.(10分)以下标1表示绝缘层A的内表面,2表示绝缘层A与B的交界面,3表示

绝缘层B的外表面。

(1)每米管长的热损失

2?l(t1?t3)Q?rr11ln2?ln3?Ar1?Br2 2分

Q2?(t1?t3)2?(170?38l?1lnr2?1lnr?)31ln50?50150??49.3W/m

?Ar1?Br20.0550?50?250.075ln50?50 2(2)A、B界面温度t2 Q1Q2Q因系定态热传导,故

l?l?l?49.3 12?(170?t2)150??49.3

∴ 0.05ln5050 2

解得 t2=61.3 1(3)两种材料互换后每米管长的热损失

Q'2?(l?170?38)150?50150?50??53.1 0.075ln50?0.05ln2550?50W/m 2

3.(15分)解:(1)根据回收率的定义有:??DxDFx F又?DxD?WxW?FxWxWF ?Fx?1?? 1分F则W?Fx50?0.65??1?0.99?F?1???xW?0.04?8.125kmol?h?1 1分

D?F?W?50?8.125?41.88kmol?h?1 1分

(2)根据回流比的定义R?LD有:

L?RD?3?41.88?125.6kmol?h?1 1分

V?L?D??R?1?D??3?1??41.88?167.5kmol?h?1 1分

分分分

因为进料为饱和蒸汽q?0,所以提馏段上升蒸汽和下降的液流量如下:

V??V??1?q?F?167.5??1?0??50?117.5kmol?h?1 1分

L??L?qF?125.6?0?50?125.6kmol?h?1 1分

(3)由回收率定义得: xD?FxF?50?0.65?0.99??0.77D41.88

精馏段操作线方程为: y?即xR30.77x?D?x??0.75x?0.193 R?1R?13?13?1

y?0.75x?0.193 2分

WxWL?125.68.125?0.04x??x?提馏段操作线方程为:y? L??WL??W125.6?8.125125.6?8.125即y?1.07x?0.028 2分

*

xD?x1(4)

xD?x1y1??0.6 1分**2.5x1求得x1=0.65 1分

1?1.5x1?xD?0.77?x1?0.572 1分*

y2?0.75x1?0.193?0.68 1分

y10.01321.333Y???0.01341y1??0.01321?y1?0.01321101.34.(15分)(1)

1分

Y2?Y1(1??)?0.0134(1?0.995)?0.0000669 1分

X2?0

V?48.3(1-0.0132)?47.7kmol/h 1分

A?0.785?0.82?0.5 m2 1分

Lmin?VY1?Y247.7(0.0134?0.0000669)??35.6kmol/h*0.0134X1?X2?00.75 2分

实际吸收剂用量L=1.4Lmin=1.4×35.4=49.8kmol/h 1分

47.7(0.0134?0.0000669)(2) X1 = X2+G(Y1-Y2)/L=0+49.8?0.0128

Y*1?0.75X1?0.75?0.0128?0.00953

Y*2?0 1

?Y1?Y1?Y*1?0.0134?0.00953?0.00387

?Y2?Y2?Y*2?0.0000669?0?0.0000669 1?Ym??Y1??Y20.00387ln?Y??0.0000669?0.0009361?Yln0.0038720.0000669 1Y1?Y20.0134?0.0000669N=?Y?14.24OGm=0.000936 1HV.7/3600OG?KY?A?470.088?0.5?0.30 m

Z?NOG?HOG=14.24×0.30=4.27m 1

2分

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