冶金工程专业《化工原理》试题.doc

2001级冶金工程专业化工原理试题1 解释如下概念（每题3分，计24分）1.1自由沉降与干扰沉降；1.2深层过滤与滤饼过滤；1.3泵扬程（或压头）；1.4单效蒸发与多效蒸发；1.5传质单元；1.6最小液气比；1.7流态化；1.8加热蒸汽与二次加热蒸汽1.1泵扬程（或压头）； 1. 5干扰沉降；1. 6沉降终速及其计算公式；1.7深层过滤；1. 8起始流态化速度与夹带速度1.1泵的有效压头； 1. 6吸收；1.7过滤；2 简要回答如下问题（每题6分，计24分）2.1重力收尘与旋风收尘的工作条件2.2用滤饼过滤过程说明数学模型法的原理2.3泵工作点的确定及调节2.4根据双膜、溶质渗透膜和表面更新理论，指出传质系数k与扩散系数D之间的数学关2.3汽蚀现象及其预防措施2.4气液传质双膜理论及其缺陷 2.1悬浮液的沉聚过程2.2用滤饼过滤过程说明数学模型法的原理2.3吸收过程的基本理论2.4蒸发的特点3. 综合题（每题13，计52分）31 某板框过滤机的过滤面积为0.4m2，在恒压下过滤某种悬浮液，4小时后得滤液量80m3，（过滤介质阻力不计）。试求：（1）若其它情况不变，过滤面积加倍，可得滤液多少？ （2）若过滤4小时后，用5m3的水洗涤滤饼，需要多长的洗涤时间？（洗水的粘度与滤液的相同）。 （3）若以上情况不变，折卸和组装时间为2小时，求生产能力（以m3（滤液）/h）？3.1用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液，测得过滤方程式为：式中：V滤液体积，m3；A过滤面积，m2；过滤时间，s。试求：（1）欲在30min内获得5m3滤液，需要边框尺寸为635mm635mm25mm的滤筐若干个；（2）过滤常数K、qe、e。3.1用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液，滤框边长为0.65m，已测得操作条件的有关参数为：K=610-5m2/h、qe=0.01m3/m2、c=0.1m3/m3滤渣/滤液。滤饼不要求洗涤，其它辅助时间为20分钟，要求过滤机的生产能力为9m3/h,试计算：（1）至少需要几个滤框n？（2）框的厚度L?3.2 含氨1.5%（体积含量）的气体通过填料塔用清水吸收其中的氨（余为惰性气体），平衡关系可用y0.8x表示。用水量为最小值的1.2倍，气体流率G0.024Kmol/m2s，总传质系数Kya0.060Kmol/m3s，填料层高度6m，试计算出塔气体中的氨含量。3.3 流率0.4kgs-1m-2的空气混合气体中含氨2%（体积），逆流吸收以回收其中95%的氨。塔顶淋入浓度为0.0004摩尔分率的稀氨水溶液，采用的液气比为最小液气比的1.5，液气服从亨利定律y=1.2x，所用填料的总传质系数Kya=0.052Kmols-1m-3。试求：（1）液体在塔低的浓度x1。（2）全塔的平衡推动力ym。（3）所需塔高。3.2填料吸收塔某截面上的气、液相组成为y=0.05，x=0.01（皆为溶质摩尔分率），气膜体积传质系数kya=0.03kmol/（m3s），液膜体积传质系数kxa=.02kmol/（m3s），若相平衡关系为y=2.0x，试求两相间传质总推动力、总阻力、传质速率及各相阻力的分配。3.3在填料塔内用稀硫酸吸收空气中的氨。当溶液中存在游离酸时，氨的平衡分压为零。下列三种情况下的操作条件基本相同，试求所需填料高度的比例：（1）混合气含氨1，要求吸收率为90；（2）混合气含氨1，要求吸收率为99；（3）混合气含氨5，要求吸收率为99。3.3在填料吸收塔内用清水吸收含溶质A的气体混合物，两相逆流操作。进塔气体的初始浓度为5%（体积%），在操作条件下相平衡关系为Y=1.75X，分别计算液气比为4和2时的出塔气体的极限浓度和液体的出口浓度。（画出操作线和平衡线）3.4图中表述了聚式流化床压降与流速的关系，请指出，、线段分别代表什么阶段，和分别代表什么现象？2002级冶金工程专业化工原理试题（解释如下概念（每题2分，计20分）1.1干扰沉降；1.2滤饼过滤；1.3泵扬程（或压头）；1.4多效蒸发；1.5传质高度；1.6最小液气比；1.7二次加热蒸汽，1.8聚式流态化；1.9液膜控制；1.10比租简要回答如下问题（每题5分，计40分）2.1阐述单元操作的特点？2.2旋风收尘的工作条件？2.3举例说明数学模型法简化与等效的原理？2.4根据双膜、溶质渗透膜和表面更新理论，指出传质系数k与扩散系数D之间的数学关系？2.5汽蚀现象及其控制办法？2.6悬浮液沉聚过程？2.7蒸发过程的特点？2.8散失流态化及其现象？3. 计算题（每题10，计40分）31 有一转筒过滤机，每分钟转2周，每小时可得滤液4m3。现要求每小时获得5m3滤液，试求每分钟应转几周。又求转筒表面滤渣厚度的变化，以原来厚度的倍数表示。滤布阻力忽略不计。3.2用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液，滤框边长为0.65m，已测得操作条件的有关参数为：K=610-5m2/h、qe=0.01m3/m2、c=0.1m3/m3滤渣/滤液。滤饼不要求洗涤，其它辅助时间为20分钟，要求过滤机的生产能力为9m3/h,试计算：（1）至少需要几个滤框n？（2）框的厚度L?3.3在填料塔内用稀硫酸吸收空气中的氨。当溶液中存在游离酸时，氨的平衡分压为零。下列三种情况下的操作条件基本相同，试求所需填料高度的比例：（1）混合气含氨1，要求吸收率为90；（2）混合气含氨1，要求吸收率为99；（3）混合气含氨5，要求吸收率为99。3.4在填料塔内用清水吸收空气中所含有的丙酮蒸汽，丙酮的初始含量为3%（体积）。吸收率为98%，混合气的入塔流率G=0.02kmol/ m2.s，操作压力P=1atm，温度为293K，气液的平衡关系为y=1.75x，体积总传质系数Kya=0.016kmol/ m3.sy。如果出塔水溶液中丙酮浓度为饱和浓度的90%，求所需要的水量和填料层高度。2003级冶金工程专业化工原理试题3 解释如下概念(每题3分，计24分)1.1汽蚀现象；1.2多效蒸发；1.3最小液气比；1.4加热蒸汽和二次蒸汽；1.5自由沉降；1.6溶解度；1.7滤饼过滤；1.8固体流态化4 简要回答如下问题（每题6分，计36分）2.1气液传质双膜理论及其缺陷2.2重力收尘与旋风收尘的工作条件2.3画图表示摩尔比坐标系中的操作线和平衡线（标出并阐明以气相摩尔比之差表示的总推动力和液相摩尔比之差表示的总推动力）附注：2.4蒸发的特点2.4溶液的沸点升高和杜林规则；用因次分析法导出沉降速度中的阻力系数是流动与颗粒相对运动是雷诺数的函数2.5沉降速度及其计算公式3. 综合题（每题11分，计44分）3.1用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液，过滤1小时后，共送出滤液11m3，停止过滤后用3m3清水（其黏度与滤液相同）于同样压力下对滤饼进行横穿洗涤。求洗涤时间，假设滤布阻力忽略不计。3.2 含氨1.5%（体积含量）的气体通过填料塔用清水吸收其中的氨（余为惰性气体），平衡关系可用y0.8x表示。用水量为最小值的1.2倍，气体流率G0.024Kmol/m2s，总传质系数Kya0.060Kmol/m3s，填料层高度6m，试计算出塔气体中的氨含量。3.3 流率0.4kgs-1m-2的空气混合气体中含氨2%（体积），逆流吸收以回收其中95%的氨。塔顶淋入浓度为0.0004摩尔分率的稀氨水溶液，采用的液气比为最小液气比的1.5，液气服从亨利定律y=1.2x，所用填料的总传质系数Kya=0.052Kmols-1m-3。试求：（1）液体在塔低的浓度x1。（2）全塔的平衡推动力ym。（3）所需塔高。3.4图中表述了聚式流化床压降与流速的关系，请指出，、线段分别代表什么阶段？和分别代表什么现象？2003级冶金工程专业化工原理试题5 解释如下概念(每题3分，计24分)1.1汽蚀现象；1.2加热蒸汽和二次蒸汽；1.3最小液气比；1.4多效蒸发；1.5自由沉降和干扰沉降；1.6溶解度；1.7滤饼过滤；1.8固体流态化6 简要回答如下问题（每题6分，计36分）2.1气液传质双膜理论及其缺陷；2.2泵工作点的确定和调节；2.3沉降速度及其计算公式；2.4溶液的沸点升高和杜林规则；2.5用因次分析法导出沉降速度中的阻力系数是雷诺数的函数，即；2.6画图表示摩尔比坐标系中的操作线和平衡线（标出并阐明以气相摩尔比之差表示的总传质推动力和液相摩尔比之差表示的总传质推动力）；3. 综合题（每题10分，计40分）3.1用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液，过滤1小时后，共送出滤液11m3，停止过滤后用3m3清水（其黏度与滤液相同）于同样压力下对滤饼进行横穿洗涤。求洗涤时间，假设滤布阻力忽略不计。3.2含SO2 9(体积百分数)的混合气进入吸收塔，操作温度为303K，压力100kPa。用清水吸收其中98%的SO2，入塔混合气的流率为0.015kmol/(m2s),若用水量为最小值的1.2倍，试计算出他的溶液组成xb和清水用量L。20下100g水中SO2的溶解度数据如下：kg/kg0.020.050.100.150.200.3.0.50.701.01.5p,kPa0.0670.160.4260.751.131.883.465.207.8612.33.3 蒸发过程的物料衡算和焓衡算式。（画示意图，并在图中标出各个量。注：计算以水蒸汽蒸发水溶液为例）3.4图中表述了聚式流化床压降与流速的关系，请指出，、线段分别代表什么阶段？和分别代表什么现象？2003年冶金工程化工原理试题1概念题（任选8题，每题5分，计40分）1.1起始流化速度 1.6滤饼过滤1.2流动边界层 1.7等摩尔扩散1.3三传类比 1.8加热蒸汽与二次蒸汽1.4漂流因子 1.9流态化1.5单效蒸发 1.10沉降终速 2简述题（任选5题，每题10分，计50分）2.1层流与湍流的区别？2.2汽蚀现象及其预防措施？2.3泵工作点的确定及调节？ 2.4双膜理论的要点及其缺陷？2.5影响对流传热系数的因素？2.6聚式流态化的特点？3计算题（任选4题，每题15分，计60分）3.1在图示的管路系统中装一球形阀和一压强表，高位槽内液面恒定且高出管路出口8m，压强表轴心距管中心线的距离h=0.3m，假定压强表及连管中充满液体。试求：（1） 球形阀在某一开度、管内流速为1m/s时，压强表的读数为58kPa，则各管段的阻力损失hfAC、hfAB、hfBC及阀门的局部阻力系数为若干（忽略BC管段的直管阻力）；（2） 若调节阀门开度使管内流量加倍，则hfAC、hfAB、hfBC及将如何变化？此时压强表的读数为若干kPa？11A8m20.3mCB2 3.1题示意图3.2某板框过滤机的过滤面积为0.4m2，在恒压下过滤某种悬浮液，4小时后得滤液量80m3，（过滤介质阻力不计）。试求：（1）若其它情况不变，过滤面积加倍，可得滤液多少？ （2）若过滤4小时后，用5m3的水洗涤滤饼，需要多长的洗涤时间？（洗水的粘度与滤液的相同） （3）若以上情况不变，折卸和组装时间为2小时，求生产能力（以m3（滤液）/h）？3.3两无限大平行平面进行辐射传热，已知1=0.3，2=0.8，若在两平行面间放置一无限大遮光板（3=0.2），试计算传热量减少的百分数。3.3实验室有一高为0.5m，宽为1m的铸铁炉门（1=0.27），其表面温度为600。（1）试求每小时由于炉门辐射而损失的热量。（2）若在炉门前外放置一块同等大小的铝板（已氧化3=0.15）作为热屏，则散热量可降低多少？设室温为27。3.4 在填料吸收塔中，用清水吸收含有溶质A的气体混合物，两相逆流操作。进塔气体初始浓度为5%（A体积%），在操作条件下相平衡关系为Y=3.0X，试分别计算液气比为4和2时出塔气体的极限浓度和液体出口浓度。3.5 在温度25、总压1atm下，用水吸收空气中的氨。气相主体含氨20%，由于水中氨的浓度很低，其平衡分压可取为零。若氨的在气相中的扩散阻力相当于2mm后的停滞气层，扩散系数D=0.228cm2/s，求吸收的传质速率NA。又若气相主体中含氨为2.0%（均为摩尔百分数），试重新计算。3.6浅盘内盛水深6mm，在1atm及298k下向大气蒸发。假定传质阻力相当于3.0mm厚的静止气层，气层外的水蒸气压可以忽略，求蒸发完所需的时间。（扩散系数D=0.26cm2/s，水的饱和蒸气压为3.17KN/m2）2004级冶金工程专业化工原理试题7 解释如下概念(每题3分，计30分)1.1置换洗涤；1.2多效蒸发；1.3最小液气比；1.4二次蒸汽；1.5干扰沉降；1.6重力沉降速度；1.7滤饼过滤；1.8聚式流态化1.9 溶液的沸点升高；1.10传质单元高度8 简要回答如下问题（每题6分，计30分）2.1蒸发过程的特点？2.2离心泵的汽蚀现象及安装高度的确定方法？2.3用滤饼过滤过程说明数学模型法的原理2.4根据双膜、溶质渗透膜和表面更新理论，指出传质系数k与扩散系数D之间的数学关系2.5图中表述了聚式流化床压降与流速的关系，请指出，、线段分别代表什么阶段？和分别代表什么现象？3. 综合题（每题10分，计40分）3.1在实验室内用一片过滤面积为0.05m2的滤叶在36kPa的绝压下进行试验（大气压为101kPa）。于300s内共抽吸出400cm3滤液，再过600s，又另外抽吸出400cm3滤液。1）估算该过滤压力下的过滤常数K；2）估算再收集400cm3滤液需要再用多少时间。 3）若每收集1滤液有5g固体物沉积在滤叶上，求比阻（）。滤液粘度为1。3.2在试验装置中过滤某固体-水悬浮液，过滤压力为3kgf/cm2(表压)，求得过滤常数为：K=510-5m2/s，qe=0.01m3/m2。又测出滤渣体积与滤液体积之比c=0.08m3/m3。现要用工业型压滤机过滤同样的料液，过滤压力与所用的滤布也与试验时相同。压滤机型号为BMY33/810-45。机械工业部标准TH39-62规定：B代表板框式，M代表明流，Y代表采用液压压紧装置。这一型号设备滤框空处长与宽均为810mm，厚度为45mm，共有26个框，过滤面积为33m2，框内总容量为0.760m3。试计算：(1)过滤进行到框内全部充满滤渣所需过滤时间；(2)过滤后用相当于滤液量1/10的清水进行横穿洗涤，求洗涤时间；(3)洗涤后卸渣、清理、重装等共需40分钟，求每台压滤机的生产能力，以每小时平均可得多少固体滤渣计。3.3在填料塔中用清水吸收气体中所含的丙酮蒸汽，丙酮初含量为3%（体积%）。今需在该塔中将其吸收掉98%。混合气入塔流率G=0.02kmol/m2s，操作压力P=1atm，温度t=293K。此时平衡关系可用y=1.75x表示，体积总传质系数Kya=0.016kmol/m3sy。若出塔水溶液中的丙酮浓度为饱和浓度的70%，求所需水量及填料层高度。3.4在某一吸收塔内稀硫酸吸收空气中的氨。当溶液中存在游离酸时，氨的平衡分压为零。下列三种情况下的操作条件基本相同，试求吸收塔的填料高度的比例：（1）混合气含氨1%，要求吸收率为90%；（2）混合气含氨1%，要求吸收率为99%；（3）混合气含氨5%，要求吸收率为99%；对上述低浓气体，吸收率可按=（yb ya）/yb 计算。2004年攻读硕士学位研究生试题1概念题（任选8题，每题5分，计40分）1.1聚式流态化 1.6深层过滤1.2流动边界层 1.7等摩尔扩散1.3助滤剂 1.8数学模型方法1.4漂流因子 1.9离心泵的理论压头1.5单效蒸发 1.10液膜控制2简述题（任选5题，每题10分，计50分）2.1层流与湍流的区别？2.2离心泵的安装高度及其确定方法？2.3气液传质的双膜理论？2.4聚式流态化的特点？2.5吸收过程的基本理论？2.6 过滤介质的特点？3计算题（任选4题，每题15分，计60分）31 在453mm的管路上装一文丘里管，文丘里管的上游接一压强表，其读数为137.5kPa，管内水的流速u1=1.3m/s，文丘里管的喉径为10mm，文丘里喉径部接一内径为3mm玻璃管，玻璃管下端插入水中，池内水面到管中心线的垂直距离为3m。如将水视为理想流体，试判断池内中的水能否被吸入管中。注；此题复印，请用黑色墨水钢笔认真书写或打印。 共 3 页 第 1 页 1 2 2 1 3m Pa 3.1题示意图3.2在实验室内用一片过滤面积为0.05的滤叶在36kPa的绝压下进行实验（大气压为101kPa）。于300s内共吸出400cm3的滤液，再过600s，又过滤出400cm3滤液。（a）估算该过滤压力下的过滤常数K。（b）估算再收集400 cm3滤液需要再用多少时间。3.3某板框过滤机于进行恒压过滤1小时之后，共送出滤液11m3，停止过滤后用3 m3清水（其粘度与滤液相等）于同样压力下对滤饼进行横穿洗涤。求洗涤时间，假设滤布阻力可以忽略。3.4两无限大平行平面进行辐射传热，已知1=0.3，2=0.8，若在两平行面间放置一无限大遮光板（3=0.2），试计算传热量减少的百分数。3.5 在一个填料吸收塔中，用清水吸收含有溶质A的气体混合物，两相逆流操作。进塔气体初始浓度为3%（A体积%），在操作条件下相平衡关系为Y=1.75X，试分别计算液气比为4和2时出塔气体的极限浓度和液体出口浓度。3.6 填料吸收塔某截面上的气、液相组成为y=0.05，x=0.01（皆为溶质摩尔分率），气膜体积传质系数kya=0.03kmol/（m3s），液膜体积传质系数kxa=.02kmol/（m3s），若相平衡关系为y=2.0x，试求两相间传质总推动力、总阻力、传质速率及各相阻力的分配1概念题（任选8题，每题5分，计40分）1.1固体流态化 1.6过滤1.2传热边界层 1.7摩尔扩散1.3过滤介质 1.8 沉降终速1.4漂流因子 1.9离心泵的扬程1.5多效蒸发 1.10吸收2简述题（任选5题，每题10分，计50分）2.1流动边界层的形成？2.2离心泵的汽蚀现象及其预防措施？2.3气液传质的膜理论及其缺陷？2.4流态化的的形成过程？2.5吸收过程的基本理论？2.6结合过滤过程说明数学模型方法？3计算题（任选4题，每题15分，计60分）3.1某板框过滤机的过滤面积为0.4m2，在恒压下过滤某种悬浮液，4小时后得滤液量80m3，（过滤介质阻力不计）。试求：（1）若其它情况不变，过滤面积加倍，可得滤液多少？ （2）若过滤4小时后，用5m3的水洗涤滤饼，需要多长的洗涤时间？（洗水的粘度与滤液的相同） （3）若以上情况不变，折卸和组装时间为2小时，求生产能力（以m3（滤液）/h）？注；此题复印，请用黑色墨水钢笔认真书写或打印。 共 2 页 第 1 页3.2用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液，测得过滤方程式为： 式中：V滤液体积，m3；A过滤面积，m2；过滤时间，s。试求：（1）欲在30min内获得5m3滤液，需要边框尺寸为635mm635mm25mm的滤筐若干个；（2）过滤常数K、qe、e。3.3在某一吸收塔内稀硫酸吸收空气中的氨。当溶液中存在游离酸时，氨的平衡分压为零。下列三种情况下的操作条件基本相同，试求吸收塔的填料高度的比例：（1） 混合气含氨1%，要求吸收率为90%；（2） 混合气含氨1%，要求吸收率为99%；（3） 混合气含氨5%，要求吸收率为99%；对上述低气体，吸收率可按=（ya - yb）/yb 计算。3.4填料吸收塔某截面上的气、液相组成为y=0.05，x=0.01（皆为溶质摩尔分率），气膜体积传质系数kya=0.035kmol/（m3s），液膜体积传质系数kxa=0.015kmol/（m3s），若相平衡关系为y=2.5x，试求两相间传质总推动力、总阻力、传质速率及各相阻力的分配。3.5一水平管由内径分别为33及47毫米的两段直管接成，水在小管内以2.5m/s的速度流向大管，在接头两侧相距1m的A、B两截面处各接一测压管，已知A-B两截面间的压头损失为70mmH2O，问两测压管中的水位哪个高，相差多少？并作分析。 1概念题（任选8题，每题5分，计40分）1.1理想流体 1.6滤饼过滤1.2流动边界层 1.7等摩尔扩散1.3助率剂 1.8 干扰沉降1.4漂流因子 1.9离心泵的扬程1.5多效蒸发与单效蒸发 1.10物理吸收与化学吸收2简述题（任选5题，每题10分，计50分）2.1边界层在传热传质中的作用，举例说明？2.2离心泵的汽蚀现象及其预防措施？2.3根据双膜、溶质渗透膜和表面更新理论，指出传质系数k与扩散系数D之间的数学关系？2.4 吸收过程的基本理论？2.5 图中表述了聚式流化床压降与流速的关系，请指出，、线段分别代表什么阶段，和分别代表什么现象？2.6结合过滤过程说明数学模型方法？2.7 试将STOCKS区的沉降终速公式，用雷诺数和阿基米德数表征。2.4 聚式流态化及其缺陷？2.5 图中表述了聚式流化床压降与流速的关系，请指出，、线段分别代表什么阶段，和分别代表什么现象？2.6结合过滤过程说明数学模型方法？2.7 试将STOCKS区的沉降终速公式，用雷诺数和阿基米德数表征3计算题（任选4题，每题15分，计60分）3.1用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液，测得过滤方程式为： 式中：V滤液体积，m3；A过滤面积，m2；过滤时间，s。试求：（1）欲在30min内获得5m3滤液，需要边框尺寸为635mm635mm25mm的滤筐若干个；（2）过滤常数K、qe、e。3.2某板框过滤机于进行恒压过滤1小时之后，共送出滤液11m3，停止过滤后用3 m3清水（其粘度与滤液相等）于同样压力下对滤饼进行横穿洗涤。求洗涤时间，假设滤布阻力可以忽略。3.3在填料塔中用清水吸收气体中所含的丙酮蒸汽，操作温度20、压强1atm。若已知传质系数kG3.5104kmol/m2s atm，kL1.5104m/s，平衡关系服从亨利定律，亨利系数E = 32atm，求传质系数KG、kx、Kx、Ky和气相阻力在总阻力中所占的比例。3.4 两无限大平行平面进行辐射传热，已知1=0.3，2=0.8，若在两平行面间放置一无限大抛光铝遮光板（3=0.4），试计算传热量减少的百分数3.5 在常压及25下，溶质组成为0.05（摩尔分率）的CO2 空气的混合物分别与以下几种溶液接触，试判断传质过程的方向。(1) 浓度为1.110-3kmol/m3的CO2水溶液；(2) 浓度为1.710-3 kmol/m3的CO2水溶液；(3) 浓度为3.110-3kmol/m3的CO2水溶液；已知常压及25下CO2在水中的亨利系数为E为1.662108Pa.3.6水平通风管道某处的直径自300mm渐缩到200mm，为了粗略估计其中空气的流量，在锥形头两端各引出一个测压口与管压差计相连，用水作指示液测得读数为R=40mm。设空气流过锥形接头的阻力可以忽略，求空气的体积流量。空气的密度为1.2kg/m3。1概念题（任选8题，每题5分，计40分）1.1 牛顿流体与非牛顿流体 1.6 滤饼过滤与深层过滤1.2 液气比与最小液气比 1.7 液膜控制与气膜控制1.3 传质单元与传质单元高度 1.8 自由沉降与干扰沉降1.4 物体表面的黑度与吸收率 1.9 离心泵的轴功率与有效功率1.5 加热蒸气与二次蒸气 1.10聚式流态化与散式流态化2简述题（任选5题，每题10分，计50分）2.1离心泵的工作点的确定及调节？2.2重力收尘与旋风收尘的工作条件？2.3边界层在传热传质中的作用，举例说明？2.4气液传质双膜理论及其缺陷？2.5 图中表述了聚式流化床压降与流速的关系，请指出，、线段分别代表什么阶段，和分别代表什么现象？2.6分析流体在管道中阻力分析的类型与原因？2.7用因次分析法导出沉降速度中的阻力系数是雷诺数的函数 共3 页 第1页3计算题（任选4题，每题15分，计60分）3.1在实验室内用一片过滤面积为0.05m2的滤叶在36kPa的绝压下进行试验（大气压为101kPa）。于300s内共抽吸出400cm3滤液，再过600s，又另外抽吸出400cm3滤液。1）估算该过滤压力下的过滤常数K； 2）估算再收集400cm3滤液需要再用多少时间。 3）若每收集1滤液有5g固体物沉积在滤叶上，求比阻（）。滤液粘度为1。3.2某板框压滤机于进行恒压过滤1小时之后，共送出滤液11m3，停止过滤后用3 m3清水（其粘度与滤液相等）于同样压力下对滤饼进行横穿洗涤。求洗涤时间，假设滤布阻力可以忽略。3.3在填料塔内用清水吸收气体中所含的丙酮蒸汽，丙酮初含量为3%（体积%）。今需在该塔中将其吸收掉98%。混合气入塔流率G=0.02kmol/m2s，操作压力P=1atm，温度t=293K。此时平衡关系可用y=1.75x表示，体积总传质系数Kya=0.016kmol/m3sy。若出塔水溶液中的丙酮浓度为饱和浓度的70%，求所需水量及填料层高度。3.4 一套管换热器，用饱和水蒸汽将在内管作湍流的空气加热，设此时的总传热系数近似等于空气的对流传热系数。今要求空气量增加一倍，而空气的进出温度仍然不变，问该换热器的长度应增加百分之几？（对流传热系数计算公式）3.5在某一吸收塔内用稀硫酸吸收空气中的氨。当溶液中存在游离酸时，氨的平衡分压为零。下列三种情况下的操作条件基本相同，试求吸收塔的填料高度的比例：（4） 混合气含氨1%，要求吸收率为90%；（5） 混合气含氨1%，要求吸收率为99%；（6） 混合气含氨5%，要求吸收率为99%；对上述低浓气体，吸收率可按=（yb ya）/yb 计算。共 3 页 第2页 3.6水平通风管道某处的直径自300mm渐缩到200mm，为了粗略估计其中空气的流量，在锥形接头两端各引出一个测压口与U管压差计相连，用水作指示液测得读数为R=40mm。设空气流过锥形接头的阻力可以忽略，求空气的体积流量。空气的密度为1.2kg/m3。300mm200mm3.6题附图1概念题（任选8题，每题5分，计40分）1.1 自然对流传热与强制对流传热 1.6 横穿洗涤与置换洗涤1.2 气缚现象与气蚀现象 1.7 等摩尔扩散与单向扩散1.3 气膜控制与液膜控制 1.8 重力沉降速度与离心沉降速度1.4 雷诺数及其代表意义 1.9 滤饼过滤常数与滤饼的压缩性指数1.5 多效蒸发与单效蒸发 1.10 散式流态化与聚式流态化2简述题（任选5题，每题10分，计50分）2.1物体的黑度与吸收率的区别和联系？2.2离心泵的汽蚀现象及安装高度的确定方法？2.3根据双膜、溶质渗透膜和表面更新理论，指出传质系数k与扩散系数D之间的数学关系？2.4 蒸发过程的特点？2.5 简述固体流态化过程的几个阶段？2.6悬浮液沉聚过程？2.7 试将STOCKS区的沉降终速公式，用雷诺数和阿基米德数表征。3计算题（任选4题，每题15分，计60分）3.1某板框过滤机于进行恒压过滤1小时之后，共送出滤液11m3，停止过滤后用3 m3清水（其粘度与滤液相等）于同样压力下对滤饼进行横穿洗涤。求洗涤时间，假设滤布阻力可以忽略。3.2在试验装置中过滤某固体-水悬浮液，过滤压力为3kgf/cm2(表压)，求得过滤常数为：K=510-5m2/s，qe=0.01m3/m2。又测出滤渣体积与滤液体积之比c=0.08m3/m3。 现要用工业型压滤机过滤同样的料液，过滤压力与所用的滤布也与试验时相同。压滤机型号为BMY33/810-45。机械工业部标准TH39-62规定：B代表板框式，M代表明流，Y代表采用液压压紧装置。这一型号设备滤框空处长与宽均为810mm，厚度为45mm，共有26个框，过滤面积为33m2，框内总容量为0.760m3。试计算：(1)过滤进行到框内全部充满滤渣所需过滤时间；(2)过滤后用相当于滤液量1/10的清水进行横穿洗涤，求洗涤时间；(3)洗涤后卸渣、清理、重装等共需40分钟，求每台压滤机的生产能力，以每小时平均可得多少固体滤渣计。3.3在填料塔中用清水吸收气体中所含的丙酮蒸汽，丙酮初含量为3%（体积%）。今需在该塔中将其吸收掉98%。混合气入塔流率G=0.02kmol/m2s，操作压力P=1atm，温度t=293K。此时平衡关系可用y=1.75x表示，体积总传质系数Kya=0.016kmol/m3sy。若出塔水溶液中的丙酮浓度为饱和浓度的70%，求所需水量及填料层高度。3.4两无限大平行平面进行辐射传热，已知1=0.3，2=0.8，若在两平行面间放置一无限大遮光板（3=0.4），试计算传热量减少的百分数。3.5吸收塔的某一截面上，含氨3%（体积百分数）的气体与浓度为1kmol/m3的氨水相遇，若已知气相传质系数kG=510-4kmol/m2s atm，液相传质系数kL=1.510-4m/s平衡关系可用亨利定律表示，溶解度系数H=73.7。（液相因溶液很稀，可设其总浓度与纯水相等，C=55.5kmol/m3）试计算：(1)以分压差和浓度差表示的总推动力、总传质系数和传质速率；(2)气、液两相传质阻力的相对大小；(3)以摩尔分率差表示的总推动力和总传质速率。3.620的空气在直径为80mm的水平管流过。现于管路中接一文丘里管，如本题附图所示。文丘里管的上游接一水银U管压差计，在直径为20mm的喉颈处接一细管，其下部插入水槽中。空气流过文丘里管的能量损失可忽略不计。当U管压差计读数R=25mm，h=0.5m时,试求此时空气的流量为若干m3/h。当地大气压强为101.33kPa。空气的密度为1.2kg/m3。1概念题（任选8题，每题5分，计40分）1.1自然对流传热与强制对流传热：若流体原来是静止的，因受热而有密度的局部变化，导致发生对流而传热的称为自然对流传热。若用机械能（例如搅拌流体或用泵将流体送经导管），使流体发生对流而传热的称为强制对流传热。1.2 汽蚀现象：提高泵的安装高度，将导致泵内压力降低，其最低值为叶片间通道入口附近，当这个最低值降至被输送液体的饱和蒸汽压时，将发生沸腾，所产生的蒸汽泡在随液体从入口向外周流动中，又因压力迅速加大而积聚冷凝。使液体以很大速度从周围冲向汽泡中心，产生频率很高，瞬时压力很大的冲击，这种现象称为“汽蚀”；1.3气膜控制与液膜控制溶解度很大的气体，溶解度系数小，液相分阻力在总阻力中所占的比重将相对地小，传质阻力几乎全集中于气相，通常称为气膜控制；溶解度很小的气体，则溶解度很小，则传质阻力几乎全集中在液相，通称为液膜控制。1.4雷诺数及代表意义：Re=lu/，代表湍动程度。表征惯性力或粘性力之比。若流体的速度达或黏度小，雷诺数便大，便是惯性力占主导地位；若流体的速度小或黏度大，雷诺数小，表示粘性力占主导地位。雷诺数越大，湍流程度愈激烈，可见惯性力加剧湍动，粘性力抑制湍动。1.5多效蒸发：按二次蒸汽利用的情况可分为单效和多效蒸发。将二次蒸汽通到另一压力较低的蒸发器作为加热蒸汽，则可以提高原来加热蒸汽的利用率。这种将多个蒸发器串联，使加热蒸汽在蒸发过程中得到多次利用的蒸发过程称为多效蒸发；1.6滤饼过滤：颗粒的尺寸大多数都比过滤介质的孔道大，固体物积聚于介质表面，形成滤饼。过滤开始时，很小的颗粒也会进入介质的孔道内，部分特别小的颗粒还会通过介质的孔道而不被截留，使滤液仍是混浊的。在滤饼形成之后，他便成为对其后的颗粒其主要截留作用的介质，滤液因此变清。过滤阻力共3页 第1页将随滤饼的加厚而渐增，滤液滤出的速率也渐减，故滤饼积聚到一定厚度后，要将其从介质表面上移去。这种方法适用于处理固体物含量比较大的悬浮液。1.7等摩尔扩散与单向扩散：对二元气体A、B的相互扩散，A在B中的扩散系数和B在A中的扩散系数两者相等，称为等摩尔相互扩散，如吸收中遇到一组分通过另一停滞组分的一维稳定单方向扩散,简称单向扩散。1.8重力沉降速度：初始时，颗粒的降落速度和所受阻力都为零，颗粒因