华南理工大学2006-10年化工原理考研试题.doc

选择填空题（50分）1、流体在等径管中作稳定水平流动，流体由于流动而有摩擦损失，流体的压强沿管长（ ），流速（ ）。A）增加B）减少C）不变D）不定2、孔板流量计的孔流系数Co，当Re数增大时，其值（ ）。A）总在增大，B）先减小，当Re数增大到一定值时，Co保持为某定值；C）总是减小；D）不定。3、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生（ ）。A）气缚现象 B）汽蚀现象 C）汽化现象 D）冷凝现象4、有一套管换热器，在内管中空气从20被加热到50，环隙内有119.6的水蒸汽冷凝，管壁温度接近（ ）。A）35B）119.6C）77.3 D) 无法判断5、提高进入干燥器空气的温度，空气的湿含量H（），相对湿度（ ），焓（ ）。A）不变B）变小C）变大D）不确定6、 干燥器进口温度计最小分度是0.1OC，下面是同一温度时的几种记录，哪一种是正确的（ ）。 A） 75 oC B）75.0 oC C）75.014 oC D） 75.97oC7、某低浓度逆流吸收塔在正常操作一段时间后，发现气体出口含量y2增大，原因可能是（）。A）气体进口含量y1下降B）吸收剂温度降低C）入塔的吸收剂量减少D）前述三个原因都有8、某精馏塔设计时，进料量qn,F、进料浓度xF、进料热状况q、塔顶产品qn,D、塔顶产品浓度xD以及回流比R一定，若将塔釜间接蒸气加热改为直接蒸气加热，则（）。A）塔底产品减少B）塔底产品浓度降低C）塔板数量减少D）提馏段液气比增加。9、低浓度逆流吸收操作中，当吸收剂用量增加而其他条件不变时，试判断下列参数的变化：吸收推动力y（ ），回收率（ ）；当温度下降而其他条件不变时，吸收推动力y（ ），回收率（ ）。A）增大 B） 减小 C） 不变 D） 不确定10、在房间中利用火炉取暖时，其传热方式为：（ ）A）传导和对流B）传导和辐射C）对流和辐射D传导、对流和辐射11、某液体在内径为的水平管路中稳定层流流动，其平均流速为，当它以相同的体积流量通过等长的内径为的管子时，则其流速为原来的（ ）倍，压降P是原来的( )倍。12、离心泵通过给定的管路，将河水送到固定高度的储罐。当冬天河水水位下降时，泵的输水能力（ ）；为了保持原来的输送能力，可以采用（ ）的方法调到原来的流量。13、板式塔是根据塔板上的气液接触元件来分类，请列举三种板式塔1）：（ ）；2）：（ ）； 3）：（ ）。14、为了获得管内流体的速度分布，可以采用（ ）进行测量。15、降尘室的生产能力只与降尘室的（ ）和（ ）有关，而与（ ）无关。16、对恒压过滤，如滤饼不可压缩，介质阻力可以忽略时：（1）过滤量增大一倍，则过滤速率为原来的（ ）；（2）当过滤面积增大一倍时，则过滤速率增大为原来的（ ）倍。17、（1）纯蒸气冷凝时，热阻由（ ）决定；（2）含不凝性气体的蒸气冷凝时，热阻由（ ）决定。18、为了提高恒速干燥过程的速率，可以采取（ ）措施实现；对于降速干燥阶段，为了提高其干燥过程速率，可以采取（ ）措施实现。19、满足恒摩尔流的条件为（1）( )，（2）()，（3）( )。20、连续精馏操作，原为泡点进料，现因故导致料液温度下降。若进料浓度、回流比、塔顶采出率以及进料位置均保持不变，则塔釜加热量将()，塔顶易挥发组分浓度将( )。二、计算题（共100分）1、（10分）某化工过程，为回收苯，先将苯蒸发到干燥的空气中形成混合气体，在30oC和1atm(绝压)下的相对湿度为60%，然后使混合气体冷却到-11.5oC，苯在30oC和-11.5oC时的饱和蒸气压分别为118mmHg和10mmHg，求苯的回收率。苯和空气的分子量分别取78和29。2、(10分)一板框式过滤机，过滤面积为2m2，在 1.5kgf/cm2（表压）下恒压过滤操作2h，得滤液36m3，装卸时间为0.5h，滤饼不可压缩，忽略介质阻力。试求：（1）过滤常数K(m2/s)和2h时的过滤速率(m3/s)？（2）若过滤2h后，以5m3水洗涤饼，洗涤时间(h)及生产能力又为多少(m3/h)？3、（20分） 流量为9.17kg/s和温度为20的水在面积50m2列管换热器中逆流将110的醋酸冷却到40，冷却水的出口温度为45。但换热器投入运行一段时间后，冷、热流体的流量和进口温度均不变，但测得冷却水的出口温度降为38，求（1）前后总传热系数改变多少？（2）换热器的污垢热阻为多少？（3）若冷、热流体的对流传热分系数的比值为1：3 ，为了提高传热总系数，你认为提高哪一种流体的传热分系数更有效，为什么？4、（20分）一常压连续精馏塔分离某二元理想混合液，已知塔顶为泡点回流，进料为饱和液体，其组成为0.46（易挥发组分的摩尔分数，下同），该系统的相对挥发度为=2.5。测得精馏段第n块塔板的汽、液相组成分别为，相邻上层塔板的液相组成为，相邻下层塔板的汽相组成为，试求：（1）精馏段操作线方程；（2）最小回流比；（3）精馏段第n块塔板的气相默弗里（Murphree）板效率Emv,n；5、（20分）、图示离心泵管路系统，将水从低位槽送往高位槽，吸入管（泵前）直径d1=80mm，长l1=6m，摩擦系数1=0.02。排出管（泵后）直径d2=60mm，长l2=13m， 摩擦系数2=0.03，在排出管C处装有阀门，其局部阻力系数6.4，吸入管路和排出管路各有一个90弯头，=0.75。管路两端水面高度差H10m，泵进口高于水面2m，管内水流量为12L/s。试求：（1）每kg流体需从泵获得多少机械能（泵的有效功W=?J/kg）？(2) 泵进、出口断面的压强PA和PB各为多少(N/m2)？(3) 如果是高位槽中的水沿同样管路向下（低位槽）流出，管内流量不变，问是否需要安装离心泵？6、（20分）在一填料塔中，用含苯0.00015（摩尔分数，下同）的洗油逆流吸收混合气体中的苯。混合气的处理量为73.6kmol/h，进塔气体中含苯0.03，要求苯的回收率为90，操作在101.3kPa、25下进行，塔径0.8m，物系的平衡关系为Y=26X，操作液气比为最小液气比的1.3倍，气相总体积传质系数Kya0.045kmol/(m3s), 苯的分子量为78.1，洗油的分子量为170。试求：每小时所需吸收剂用量以及苯的回收量(kg/h);所需的填料层高度（m）;其他条件不变，改用性能更好的填料，分析该措施是如何影响回收率的。2007 一、（50分）填空和选择题1、流体在等径水平直管的流动系统中，层流区：压强降与速度（ ）成正比。极度湍动区；压强降与速度（ ）成正比。2、U形管差压计用水作指示液，测量气体管道的压降，若指示液读数R20，则表示压压降为（ ）Pa,，为使R读数增大，而P值不变，应更换一种密度比水（ ）的指示液。 3、某转子流量计，其转子材料为不锈钢，测量密度为1.2kg/m3的空气时，最大流量为400 m3/h。现用来测量密度为0.8kg/ m3氨气时，其最大流量为（ ）m3/h。4、离心泵的工作点是（ ）曲线与（ ）曲线的交点。列举三种改变工作点的方法（ ），（ ），（ ）。5、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生（ ）现象。用离心泵输送接近沸点的液体时，该泵应安装与被输送液体液面的（ ）方。6、重力沉降和离心沉降的理论依据是：（ ）7、三种传热方式的基本定律：热传导（ ）；热对流（ ）；热辐射（ ）。8、在包有两层相同厚度但热传导系数不同的保温材料的圆形管道上，应该将（ ）材料包在内层，其原因是（ ）。9、流体沸腾根据温度差大小可分为（ ）、（ ）、 （ ）、三个阶段，操作应控制在（ ）10、将单程列管式换热器改为双程的作用是（ ），但这将使（ ）减小，（ ）增大。11、列管换器中，用饱和水蒸气加热空气，空气走管内，蒸气走管间，则管壁温度接近（ ）的温度，总传热系数接近（ ）的对流传热系数。RA12、图示为一异径管段，从A段流向B段，测得U形压差计的读数为R=R1，从B段流向A段测得U形压差计读数为R=R2，若两种情况下的水流量相同，则 B13、孔板流量计的孔流系数Co，当Re数增大时，其值 。（A）总在增大；（B）先减小，当Re数增大到一定值时，Co保持为某定值；（C）总是减小；（D）不定14、碳钢的导热系数为_；不锈钢的导热系数为_；铜的导热系数为_，常压常温空气的导热系数为_；常温水的导热系数为_。（A）17 W/（m）（B）380W/（m）（C）45 W/（m）（D）16 W/（m）（E）0.62 W/（m）（F）0.025W/（m）15、翅片管加热器一般用于_。（A）两侧均为液体，（B）两侧流体均有相变化。（C）一侧为气体，一侧为蒸气冷凝，（D）一侧为液体沸腾，一侧为高温液体16、操作中的精馏塔，若维持F、xF、q、D、R不变（F、xF、q、D、R分别为进料量、进料组成、进料热状况参数、塔顶产品量和回流比），将加料口由原来的最佳进料位置向下移动几块塔板，则会导致塔顶产品浓度xD和塔低产品浓度xW发生以下变化（ ）(A) xD变小，xW变大 (B) xD变小，xW变小(C) xD变大，xW变大 (D) xD变大，xW变小17、已知某一气液平衡物系符合亨利定律，由此可作出以下判断：该平衡物系中，溶质在气相中的摩尔浓度与其在液相中的摩尔浓度的差值为（ ）(A) 正值 (B) 负值 (C) 零 (D) 不确定18、在恒定干燥实验中，其他实验条件不变，仅降低进入干燥设备的热空气的湿度，则下列推论中，合理的是（ ）(A) 湿物料的临界水分将降低，恒速干燥段时间缩短(B) 湿物料的临界水分将降低，恒速干燥段时间延长(C) 湿物料的临界水分将提高，恒速干燥段时间延长(D) 湿物料的临界水分将提高，恒速干燥段时间缩短19、影响塔设备操作弹性的因素有（ ）物系性质，塔的结构，气液负荷(A) 和 (B) 和 (C) 和 (D) 、和20、根据有效膜模型（双膜理论），当被吸收组分在吸收液中的溶解度很大时，气相总传质系数Ky（ ）(A) 大于气相对流传质系数ky (B) 大于液相对流传质系数kx(C) 近似等于气相对流传质系数ky (D) 近似等于液相对流传质系数kx21、在板式塔塔板结构设计中，当哪些因素考虑不周时，将可能引起降液管液泛，请列举其中三个考虑不周的因素： 、 、 。22、在干燥操作中，作为干燥介质的湿空气经预热器加热后，其湿度 、相对湿度 。23、在吸收操作中，压力 和温度 ，可使平衡常数 ，这有利于吸收操作。24、设计精馏塔时，若进料量F、进料组成xF、塔顶、塔底馏出液组成xD、xW和回流比R一定，提高进料温度，则理论板数将 ，冷凝器负荷 ，再沸器热负荷 。25、简单蒸馏用于分离 的均相混合物。在简单蒸馏操作中，随着蒸馏的进行，蒸馏釜内的易挥发组分浓度逐渐 ，釜内溶液沸点逐渐 。二、（20分）在附图所示的管路系统中，有一直径为382.5mm、长为30m的水平直管段AB，在其中间装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量，孔流系数Co为0.63，流体流经孔板的永久压降为6104Pa，AB段摩擦系数取为0.022，试计算：（1） 流体流经AB段的压强差；（2） 若泵的轴功率为800W，效率为62，求AB管段所消耗的功率为泵的有效功率的百分率。已知：操作条件下流体的密度为870kg/m3，U形管中的指示液为汞，其密度为13600 kg/ m3。(3) 若输送流量提高到原流量的1.8倍，用计算结果说明该泵是否仍能满足要求？（设摩擦阻力系数不变）。三、（20分）某酒精精馏厂，塔顶馏出液冷凝器中有252.5的管50根，长2m，管内通冷却水，流速为1.0m/s，其进、出口温度分别为20和40，管外为饱和蒸气冷凝，试求：（1） 管壁对冷却水的对流传热系数hi。（2） 该厂仓库有一台与上述传热面积相同，管径相同，但管数为60根的换热器拟作备用品，若保持冷却水进出口温度不变，问该备用品是否合用(用计算等说明)？（3） 若不合用，为完成原来的冷凝任务，试说明用该备用换热器如何调整操作条件使之满足生产要求？水物性数据可取为：Cp=4.174kJ/（kgK）,=995.7kg/m3;=0.617W/（mK）,=0.8cp四、（20分） 在逆流操作的填料塔内，用20的清水吸收氨气-空气混合气中的氨气，已知混合气流量为540m3/h（标准状态下），塔底气体进塔浓度为0.06（摩尔分率），要求氨的回收率为99%，已知塔内径（直径）为0.8m，清水用量为1.1m3/h，操作条件下的平衡关系为Y*=0.9X，气相总体积传质系数Kya=107kmol/m3.h，20水的密度为998.2kg/m3。试求：（）吸收液的出口浓度X1（摩尔比）；（）气相总传质单元数NOG及所需的填料层高度Z；（）若混合气流量（标准状态下）增加20%，维持操作压强和用水量不变，要达到原来的回收率，填料层高度至少应调整为多少？（已知吸收过程为气膜控制，Kya与气体流速的0.8次方成正比）。五、（20分）在一常压连续操作的精馏塔中分离某双组分混合液，已知该物系的平均相对挥发度为3.2。进料量为1000kmol/h，饱和蒸气进料，进料中易挥发物的组成xf=0.4。要求塔顶产品中易挥发组成xD=0.9（以上均为摩尔分率），料液中易挥发组分的90%由塔顶馏出。取回流比为3.5。塔釜采用间接加热，塔顶采用全凝器。试计算：（1）精馏段和提馏段上升的蒸气量；（2）从塔顶数起的第二块理论板上升的蒸气组成为多少；（3）现因结垢导致再沸器换热能力下降，若维持原来的进料量、进料组成、进料热状况和塔顶产品量不变，分析塔顶产品浓度和塔底产品浓度将如何变化？六、（10分）用一过滤面积为0.05m2的板框过滤机过滤某悬浮液，操作压强为399 kN/m2,过滤300s所得到的滤液量为0.025m3，再过滤300s时再得到0.015m3的滤液量，此时板框已充满滤饼，试求：（1）过滤常数K（m2/s）和当量滤液量Vm（m3）？（2）过滤终了时的过滤速率？七、（10分） 在常压（101.33kPa）绝热干燥器内用热空气干燥某湿物料，湿物料从含水量为35%干燥至5%（均为湿基含水量），产品产量为450kg/h。空气初始温度为25，相对湿度为35%，经预热器加热至90后进入干燥器，离开干燥器时空气的温度为45。(已知25时，水的饱和蒸气压为3.1684kPa)。试求：（1）干燥器除去的水量（kg/h）；（2）空气离开干燥器时的湿度(kg水/kg绝干空气)；（3）绝干空气的消耗量（kg绝干空气/h）。空气的焓可由下式计算：851 华南理工大学 2008 年 一、选择填空题（50分） 1、流体在管内的流速u=0.5m/s，管径d=0.01m，密度为1000kg/m3，粘度=0.005kg/(m.s)，其Re= ，流动形态为 流，最大速度为 。 2、在换热器的操作中有逆流操作和并流操作，对于高粘度的冷流体，为了降低粘度，宜采用 _操作；为了减少加热剂或冷却剂用量，宜采用_ 操作。 3、在一板框过滤机上过滤某种悬浮液，在0.1MPa (表压)下20min可在每平方米过滤面积上得到0.197m3的滤液，再过滤20min又得到滤液0.09m3，则共过滤一小时可得总滤液量_m3。 4、蒸气冷凝分为_和_，工业用冷凝器的设计都是按_的情况进行设计。 5、一降尘窒长5m，宽3m，高1m，中间装有l0块隔板，隔板间距为0.1m，现颗粒最小直径10m，其速度为0.02 ms，欲将最小直径的颗粒全部沉降下来，含尘气体的最大流速不能超过_ms。 6、一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果应_，主要原因是_。 7、水平串联的两直管道、，已知管径d=0.5d，流体在管道中的雷诺数Re=1800，管道长为100m。测得某流体经管道的压降为0.64m液柱，流经管道的压降为64mm液柱，则管道的长度为_。 A 80m； B 100m ；C 140m ；D 160m 8、流体在某管内作层流流动，当流量减小时，其摩擦系数入_，阻力损失_。 9、一套管换热器，管内走液体，管间走蒸汽，由于流体入口温度下降，在流量不变的情况下，为仍达到原来的出口温度（此设备再提高压力强度已不允许），采用简便有效的措施为_。 管内加麻花铁； 提高壳程数； 减少壳程数； 换封头 10、流体流动的速度分布方程：)(422rRLpur=的使用条件是：第 2 页 _；_；_。 11、造成离心泵气缚的现象原因是_。 A 安装高度太高；B泵内流体密度太小；C入口管路阻力太大；D泵不能抽水 12、转子流量计的特点是 、 。测流体流量时，随着流体流量减小，孔板流量计两侧压差值将 ，若改用转子流量计测量，当流量减小时，转子两端压差值将 。 13、在某输液的管路中，并联一台同型号的离心泵，并联双泵后工作点的输液效果为 。 A并联的输液量将是单泵的两倍 B并联输液的扬程是单泵的两倍 C并联的能耗将是单泵的两倍 D无论输液量、扬程或能耗都不会是原泵的两倍 14、湿空气的温度一定，湿度越高湿球温度（ ）。 15、空气的湿球温度受湿空气的（ ）和（ ）两个因素控制。 16、.在恒定的温度下，物料的结合水与非结合水的划分，( )。恒速干燥阶段，干燥速率（ ），降速干燥阶段，干燥速率（ ） A) 只取决于物料本身的特性；B）只取决于空气状态 C) 取决于空气状态和物料本身的特性；D)不定 17、.在填料塔中用清水吸收混合气中NH3，当水泵发生故障，水量减少时，气相总传质单元数NOG（ ） A增加； B减少； C不变 D 不定。 18、在吸收塔某处，气相主体浓度Y=0.025，液相主体浓度X=0.01，气相传质分系数kY=2mol/m2.h，气相总传质系数KY=1.5 mol/m2.h，则该处气液界面上气相浓度Yi应为（ ），已知平衡关系为Y*=0.5X。 A 0.02 B 0.01 C 0.015 D 0.005 19、.实验室用水吸收空气中的CO2，基本上属于（ ）。 其气膜中的浓度梯度（ ）液膜中的浓度梯度（均换算为对应的液相组成表示）。气膜阻力（ ）液膜阻力。 A大于，B等于，C小于，D 气膜控制， E 液膜控制，F 两相扩散控制 20、在吸收操作中，操作温度升高，吸收的推动力（ ）；当操作压力升高，吸收的推动力（ ） 21、.连续精馏塔设计时，当采用塔顶全凝器，泡点回流方案时，为完成分离任务所需理论板数N1。若采用塔顶分凝器，而回流比和前方案相同时，则完成同样分离任务所需理论板数为N2。比较：（ ） A N2 N1 B N2 =N1 C N2 N1 D)判断依据不足 22、某二元混合物要求用精馏方法分离，规定产品浓度为xD，xW。如进料为xf1时，则相应的最小回流比为Rm1，若进料为xf2相应为Rm2，现xf1 xf2，则：（ ） 第 3 页 （A）Rm1 Rm2 （D）无法确定Rm大小 23、相对挥发度AB=2的双组分混合物，当气相与液相达到平衡时，两相间的组成的关系是( ).A. yAxA; B. yAxA; C. yA=xA. 24、精馏塔设计时，保持塔顶和塔底产品的流量和组成不变，当提高回流比时，所需的理论板数将（ ），塔顶全凝器所需冷却水的用量将（ ）；塔底再沸器的热负荷将（ ） 25、二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下的变化（ ） A平衡线； B操作线与q线； C平衡线与操作线； D平衡线与q线。 二、（20分）一个常压连续精馏塔分离苯和甲苯混合物。 精馏塔塔顶第一块板上升蒸汽的组成为y1=0.94 (苯的摩尔分率)，如图。在分凝器中，蒸汽量的 2/3冷凝成饱和液体作回流液。未冷凝部分的饱和蒸汽送入下一冷凝器全部冷凝为塔顶产品。操作条件下，苯甲苯混合物的相对挥发度为2.5，求： （1）塔顶产品组成(xD) ，回流液组成 (x0). （2）第二块理论板的上升蒸汽组成 (y2). 第二题附图 三、（20分）在一吸收塔中，用清水逆流吸收某气体混合物，入塔气相组成为0.04（摩尔分率，下同）操作条件下物系的平衡关系为Y*=1.2X，操作气液比为1.2，出塔气相组成为0.01，吸收过程为气膜控制，KYaV0.7（V为气体混合物中惰性气体的摩尔流率）。 (1)求气相总传质单元数NOG； (2)若气液初始组成、流量、清水流量及操作条件不变，当两个完全相同的塔并联逆流操作时，气液两相流量分配相等，此时气体出口组成为多大？ 四、（25分）如附图所示，从水池用离心泵向一高位槽送水，高位槽的压力为0.2kgf/m2，一定阀门开度时送水量为每小时45m3，管路总长（包括所有局部阻力的当量长度）为150m，吸入管和排出管路均1084mm的光滑管，当Re=3000107时，管路的摩擦系数=0.3164/Re0.25。 试求：（1）该泵的扬程和轴功率。 已知泵的效率为65%，水的密度为1000kg/ m3，水的粘度为110-3Pa.s。 第 4 页 （2）当水池水位下降(设泵仍能正常工作)，是否影响泵的输送能力？此时管路中的阻力损失如何变化？怎样调节到原来的输送流量？(分析并画图说明) 第四题附图 五、（25分）某生产过程需要将440kg/h的常压空气从20加热到95，为完成该传热任务，现选用一台单程列管式换热器，所用的换热器尺寸如下：管子规格为25mm2.5mm的钢管，管长为1.5m，管子数为38根。壳程采用115的饱和水蒸汽加热。 已知空气的物性数据为：Cp=1kJ/（kgK）;=0.029W/（mK）; =0.02cp 试求： （1） 通过计算说明该换热器是否能满足生产要求? （2） 如使用此换热器时空气的实际出口温度为多少？ （3） 若要求空气的出口温度能达到95，则该换热器在结构和操作上应采取什么措施？(用计算等说明)（受锅炉压力所限，蒸汽温度不能再提高） 注：计算中可忽略管壁及污垢热阻，热损失也忽略不计， 可忽略空气物性随温度的变化。 六、（10分）调节干燥需要的空气状态，干燥操作如下图所示： 已知：状态A：tA=50， 相应的露点温度为td=20， V=500 m3h-1 (湿空气) 状态B： 通过冷凝器后，空气中的水分除去2kgh-1状态C： 除去水分的空气通过预热器升温到tc后再进入理想干燥器。 附：水在不同温度下的饱和蒸汽压如下表： 温度 10 15 20. 30 40 50 60 蒸汽压p kPa 1.2263 1.7069 2.3348 4.2477 7.3771 12.3410 19.9241 试求：. 在I-H图上画出干燥过程的空气状态变化。 第 5 页 . 绝干空气的用量为多少kg/h；离开冷凝器后空气的湿度HB=?851 华南理工大学 2009 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 （请在答题纸上做答，试卷上做答无效，试后本卷必须与答题纸一同交回） 科目名称：化工原理 适用专业：化学工程，化学工艺，应用化学，工业催化，能源环境材料及技术，制药 工程，制浆造纸工程，制糖工程，环境工程 共 页 第 1 页 一、填空、选择题（50分） 1、某设备内真空表的读数为375mmHg，其绝压等于 MPa，(设当地的大气压为1.013105Pa)。 2、 流体在圆管内作层流流动时，其流体阻力损失与管内流速u_次方成正比。 3、 边长为0.5m的正方形通风管，该管道的当量直径为 。 4. 离心泵在管路系统中工作时，其工作点是由离心泵的 和管路的 _共同确定。 5. 其他条件不变，被输送流体的温度提高，离心泵的允许安装高度_ ；提高上游容器的操作压强，离心泵允许安装高度_。 6. 球形颗粒在20C空气中沉降（设沉降过程符合stocks定律），其他条件不变，空气温度上升时，沉降速度将_; 若该颗粒在水中沉降，当水温升高，其沉降速度将_。 7. 用压滤机分离悬浮物，忽略过滤介质阻力，滤饼不可压缩。 过滤时间增加一倍，滤液量增加到原来的_；过滤面积增加一倍，滤液量增加至_。 8. 有一套管换热器。环隙中1200C饱和水蒸气冷凝加热小管内空气，空气呈湍流流动状态，其对流传热系数为70 Wm-2-1，若将上述套管中空气流量增大一倍，其他条件和物性基本保持不变，此时，套管的总传热系数约等于_ Wm-2-1。上述套管换热器内管壁温度接近于_ oC。 。 9为了减少高温物体热辐射损失，往往在高温物体周围设置热屏障，热屏障材料的黑度减小，则热辐射损失 。 10、 当管子由水平放置改为垂直放置，其他条件不变，其能量损失 。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不确定 11、 并联管路的阻力损失等于 。 A. 各并联支管损失之和 B. 各并联支管阻力损失的平均值 C. 任一并联支管的阻力损失 D. 不确定 第 2 页 12传热速率方程中的传热面积与热流方向 ； A相互平行； B. 相互垂直; C. 斜交 ; D.相对位置不确定 13一台换热器，管内、管外的对流传热系数分别为60 Wm-2-1和10000 Wm-2-1，换热管为251.5mm的紫铜管，若污垢热阻不计，则该换热器的控制热阻约为 m2.0C.W-1。 A1/10000； B. 1/60; C. 1/(10000+60)/2; D. （1/10000)+(1/60) 14.当质量传递过程为气相控制时，总传质与分传质系数的关系为（ ），溶质为（ ）气体。 A) B) C) D） E）易溶 F）难溶 1111kK1 H)q0 I) 0q0 C) t tw td D) t= tw = td 22.在逆流吸收塔中用纯溶剂吸收混合气中易溶组分，填料为无限高，入塔Y18，平衡关系Y2X 问：1）若液气比（摩尔比）为2.5时，吸收率 2）若液气比（摩尔比）为1.5时，吸收率 23.用纯水吸收气体中组分A，要求组分A的浓度由0.1下降到0.02；设吸收因子A1，亨利常数m=2，若需要理论板数NT4，则需要的传质单元数为（ ），最小液气比为（ ） 二.（16分）有一输水管系统如下图所示，出水口处管子直径为55x2.5mm，设管路的压头损失为16u2/2（u指出水管的水流速，未包括出口损失）。求水的流量为多少m3/h？ 由于工程上的需要，要求水流量增加20%，此时，应将水箱的水面升高多少m？假设管路损失仍可以用16u2/2（u指出水管的水流速，未包括出口损失）表示。 第 4 页 三. （16分）用板框过滤机恒压过滤某一悬浮液，当过滤时间为1800s时得到的总滤液量为8m3，当过滤时间为3600s时结束过滤，并得到总的滤液量为11m3。接着在相同的压力下用3m3的清水进行洗涤，试计算所需的洗涤时间，设介质阻力忽略不计。 四（18分）一单壳程单管程列管换热器，管束由长3m，直径为252.5mm的钢管组成。苯在换热器管内流动，流量为1.5kgs-1，由80冷却到 30。冷却水在管外和苯呈逆流流动。水进口温度为20，出口温度为50。已知水侧和苯侧的对流表面传热系数分别为1700Wm-2-1和900 Wm-2-1，苯的平均比定压热容为1.9kJkg-1-1，钢的热传导系数为45 Wm-1-1，污垢热阻和换热器的热损失忽略不计。试求： 1） 所需的传热速率多大？ 2） 传热平均温差多大？ 3） 该操作条件下换热器的总传热系数多大？ 4） 该列管换热器换热管子数为多少？ 五（16分）一干燥器将湿基湿含量5% 的湿物料干燥到0.5%。干燥器的干燥能力为1.5 kg 绝干物料/s。进出干燥器空气的温度分别为127 、82，新鲜空气的湿度为0.007kg水/kg (绝干空气) 。进出干燥器物料的温度分别为21 、66。 绝干物料的比热容为 1.8kJ/(kg)。若忽略干燥器的热量损失，计算: a) 干燥过程除去的水分量; b)湿空气的消耗量; c) 离开干燥器时空气的湿度. 六. （16分）在填料塔中用纯水逆流于15下吸收混合气体中的可溶组分，吸收过程为气膜控制。原设计溶质的回收率为99%。操作液气比为1.71。已知相平衡关系，气相总传质单元高度为0.8m。试求： XY5.0*=（1）吸收温度升为30时，溶质的吸收率降低到多少？ （30时，相平衡关系） XY2.1*=（2）通过增加喷淋量的方法以维持原吸收率，液气比应为原来的多少倍才能满足要求 （设温度、喷淋量的改变对总传质系数的影响可忽略）。 第 5 页 七.（18分）用精馏塔分离相对挥发度为2的双组分混合物，塔顶产品的轻组分摩尔含量为90% 。精馏段中蒸汽进入某一块板的流率为150kmol/h ，摩尔浓度为 60%，流入该板的液体流率为100kmol/h. 该板用气相浓度表示的Murphree 效率为0.5，计算 (1) 精馏段的操作线方程, (2) 离开该板的气相和液相摩尔浓度各为多少? (假定为恒摩尔流操作)2009 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷参考答案一、填空、选择题（50分）1、某设备内真空表的读数为375mmHg，其绝压等于0.0513MPa，(设当地的大气压为1.013105Pa)。2、 流体在圆管内作层流流动时，其流体阻力损失与管内流速u一次方成正比。3、 边长为0.5m的正方形通风管，该管道的当量直径为0.5m 。4. 离心泵在管路系统中工作时，其工作点是由离心泵的 特性曲线和管路的_特性曲线_共同确定。5. 其他条件不变，被输送流体的温度提高，离心泵的允许安装高度_下降；提高上游容器的操作压强，离心泵允许安装高度_降低_。6. 球形颗粒在20C空气中沉降（设沉降过程符合stocks定律），其他条件不变，空气温度上升时，沉降速度将_降低_; 若该颗粒在水中沉降，当水温升高，其沉降速度将_增加_。7. 用压滤机分离悬浮物，忽略过滤介质阻力，滤饼不可压缩。 过滤时间增加一倍，滤液量增加到原来的_根号2倍_；过滤面积增加一倍，滤液量增加至_2倍_。8. 有一套管换热器。环隙中1200C饱和水蒸气冷凝加热小管内空气，空气呈湍流流动状态，其对流传热系数为70 Wm-2-1，若将上述套管中空气流量增大一倍，其他条件和物性基本保持不变，此时，套管的总传热系数约等于_70的0.8次方_ Wm-2-1。上述套管换热器内管壁温度接近于_70_ oC。9为了减少高温物体热辐射损失，往往在高温物体周围设置热屏障，热屏障材料的黑度减小，则热辐射损失增加10、 当管子由水平放置改为垂直放置，其他条件不变，其能量损失C 。A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不确定11、 并联管路的阻力损失等于C 。A. 各并联支管损失之和 B. 各并联支管阻力损失的平均值C. 任一并联支管的阻力损失 D. 不确定12传热速率方程中的传热面积与热流方向B ；A相互平行； B. 相互垂直; C. 斜交 ; D.相对位置不确定13一台换热器，管内、管外的对流传热系数分别为60 Wm-2-1和10000 Wm-2-1，换热管为251.5mm的紫铜管，若污垢热阻不计，则该换热器的控制热阻约为Dm2.0C.W-1。A1/10000； B. 1/60; C. 1/(10000+60)/2; D. （1/10000)+(1/60)14.当质量传递过程为气相控制时，总传质与分传质系数的关系为（B ），溶质为（E ）气体。A) B) C) D） E）易溶 F）难溶15. 双组分液体混合物进行闪蒸时，须将混合物的温度升至（B ）；若进行微分蒸馏，则须将混合物的温度升至（C ）A）露点 B）泡点 C）两相区 D）任意温度16.双组分混合物，当相对挥发度1，其平衡关系表示为（y=x ），液体混合物可以用普通精馏方法分离（错误 ）17.中间进料的双组分连续精馏中，对不同进料热状态，各物理量的关系为 冷液进料 ( G) 泡点进料 (B、 E ) 两相进料 ( C、D、E) 露点进料 (A、F ) 过热蒸汽进料 (H )A) L=L B)V=V C) L=L+ q F D) V=V+(1-q)FE) L=L+F F)V=V+F G) q1 H)q0 I) 0q0 C) t tw td D) t= tw = td22.在逆流吸收塔中用纯溶剂吸收混合气中易溶组分，填料为无限高，入塔Y18，平衡关系Y2X问：1）若液气比（摩尔比）为2.5时，吸收率100 2）若液气比（摩尔比）为1.5时，吸收率75 23.用纯水吸收气体中组分A，要求组分A的浓度由0.1下降到0.02；设吸收因子A1，亨利常数m=2，若需要理论板数NT4，则需要的传质单元数为（4 ），最小液气比为（1.6 ）二.（16分）有一输水管系统如下图所示，出水口处管子直径为55x2.5mm，设管路的压头损失为16u2/2（u指出水管的水流速，未包括出口损失）。求水的流量为多少m3/h？由于工程上的需要，要求水流量增加20%，此时，应将水箱的水面升高多少m？假设管路损失仍可以用16u2/2（u指出水管的水流速，未包括出口损失）表示。图略以下提供简单计算列伯努利方程即可得到答案，由于电脑打字不方便，请见谅。答案：水的流量：22.11m立方/h水面升高：3.52m三. （16分）用板框过滤机恒压过滤某一悬浮液，当过滤时间为1800s时得到的总滤液量为8m3，当过滤时间为3600s时结束过滤，并得到总的滤液量为11m3。接着在相同的压力下用3m3的清水进行洗涤，试计算所需的洗涤时间，设介质阻力忽略不计。使用v2=kA2*cita代入数据得到kA2=57/1800再根据流率方程得到时间=8400s=2.3h四（18分）一单壳程单管程列管换热器，管束由长3m，直径为252.5mm的钢管组成。苯在换热器管内流动，流量为1.5kgs-1，由80冷却到 30。冷却水在管外和苯呈逆流流动。水进口温度为20，出口温度为50。已知水侧和苯侧的对流表面传热系数分别为1700Wm-2-1和900 Wm-2-1，苯的平均比定压热容为1.9kJkg-1-1，钢的热传导系数为45 Wm-1-1，污垢热阻和换热器的热损失忽略不计。试求：1） 所需的传热速率多大？2） 传热平均温差多大？3） 该操作条件下换热器的总传热系数多大？4） 该列管换热器换热管子数为多少？列方程即可解答：deltaT=18.2度K=490W.m-2.度A=16m2n=68根五（16分）一干燥器将湿基湿含量5% 的湿物料干燥到0.5%。干燥器的干燥能力为1.5 kg 绝干物料/s。进出干燥器空气的温度分别为127 、82，新鲜空气的湿度为0.007kg水/kg (绝干空气) 。进出干燥器物料的温度分别为21 、66。 绝干物料的比热容为 1.8kJ/(kg)。若忽略干燥器的热量损失，计算:a) 干燥过程除去的水分量;b)湿空气的消耗量;c) 离开干燥器时空气的湿度.六. （16分）在填料塔中用纯水逆流于15下吸收混合气体中的可溶组分，吸收过程为气膜控制。原设计溶质的回收率为99%。操作液气比为1.71。已知相平衡关系，气相总传质单元高度为0.8m。试求： XY5.0*=（1）吸收温度升为30时，溶质的吸收率降低到多少？ （30时，相平衡关系） XY2.1*=（2）通过增加喷淋量的方法以维持原吸收率，液气比应为原来的多少倍才能满足要求（设温度、喷淋量的改变对总传质系数的影响可忽略）。答案：yita=94.4% 2.4倍七.（18分）用精馏塔分离相对挥发度为2的双组分混合物，塔顶产品的轻组分摩尔含量为90% 。精馏段中蒸汽进入某一块板的流率为150kmol/