西南大学网院2017年12月课程考试[0069]化工基础【答案】
西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷
类别：网教(网教/成教) 专业：化学 2017年12月
课程名称【编号】：化工基础【0069】 A卷
大作业 满分：100分
以下题中选做四题，每题25分。请写出每一步计算依据和过程。
一、（流体流动与输送）如图所示，密度为850 kg/m3的料液从高位槽送入塔中，高位槽内的液面维持恒定。塔内表压强为9.81×103 Pa，进料量为5 m3/h。连接管直径为 38×2.5 mm，料液在连接管内流动时的能量损失为30J/kg（不包括出口的能量损失）。求：高位槽内的液面应比塔的进料口高出多少？
二、（流体流动与输送）质量浓度为16200kg/h的25%氯化钠（NaCl）水溶液在φ50×3mm的钢管中流过。已知水溶液的密度为1186kg/m3，粘度为2.3×10-3Pa·s。求（1）判断该水溶液的流动类型。（2）计算在滞流时的最大流速。
三、（传热）某平壁燃烧炉是由一层耐火砖与一层普通砖砌成，两层的厚度均为100mm，其导热系数分别为0.9W/（m·℃）及0.7W/（m·℃）。待操作稳定后，测得炉膛的内表面温度为700℃，外表面温度为130℃。为了减少燃烧炉的热损失，在普通砖外表面增加一层厚度为40mm、导热系数为0.06W/（m·℃）的保温材料。操作稳定后，又测得炉内表面温度为740℃，外表面温度为90℃。设两层砖的导热系数不变，试计算加保温层后炉壁的热损失比原来的减少百分之几？
四、（传热）有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为φ89mm×3.5mm，流量为2000kg/h的苯在内管中从80℃冷却到50℃。冷却水在环隙从15℃升到35℃。苯的对流传热系数αh=230W/（m2·K），水的对流传热系数αc=290W/（m2·K）。忽略污垢热阻。试求：1）冷却水消耗量；2）并流和逆流操作时所需传热面积。题中碳钢的导热系数为=45W/（m·K）。
五、（精馏）在某两组分连续精馏塔中，已知原料液流量为788kmol/h，泡点进料；馏出液组成为0.95（易挥发组分摩尔分数，下同），釜残液组成为0.03；回流比R为3，塔顶回流液量为540kmol/h。
求：（1）精馏段操作线方程；（2）提馏段操作线方程及提馏段回流液量L’
六、（化学反应器）已二酸与已二醇的缩聚反应生产醇酸树脂。该反应以硫酸作催化剂，已二酸与已二醇以等摩尔比，反应在70℃进行，已二酸转化速率方程为：（-rA）=kCA2.式中：（-rA）-以已二酸计算的反应速率，kmol/m3·h； k-反应速率常数，m3/kmol.h；CA-已二酸瞬时浓度，kmol/m3。70℃时k=0.118m3/kmol.h，已二酸起始浓度CA0=4kmol/m3。若每天处理2400kg的已二酸，要求已二酸的转化率达90%，试计算：
1、BSTR的Vτ及VR。每批辅助操作时间为1小时，装料系数为0.75。
2、PFR的VR
3、CSTR的VR
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