历年研究生入学考试化工原理试题.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除历年研究生入学考试化工原理试题青岛大学2009年硕士研究生入学考试试题科目代码：834 科目名称：化工原理 （共 3页）一、选择题：（每题 2分，共10分）1、在列管换热器中，用饱和蒸汽加热空气，下面两项判断是否合理。甲：传热管的壁温将接近加热蒸汽温度乙：换热器总传热系数K将接近空气侧的对流传热系数 （A）甲、乙均合理 （B）甲、乙均无理 (C) 甲合理、乙无理 (D) 乙合理、甲无理2、离心泵的扬程是指（ ）。 (A) 实际的升扬高度 (B) 泵的吸上高度 (C) 液体出泵和进泵的压差换算成的液柱高(D) 单位重量液体通过泵所获得的机械能3、工业生产中，沸腾传热操作应设法保持在（ ）。（A）自然对流区 （B）泡核沸腾区 （C）膜状沸腾区（D）过渡区4、某连续精馏塔中，原料量为F、组成为xF，馏出液流量为D、组成为xD。现F不变而xF减小，欲保持xD和xW不变，则D将（ ）。（A）增加 （B）减少 （C）不变 （D）不确定5、物料的平衡水份一定是（ ）。（A）非结合水份 （B）自由水份 （C）结合水份 （D）临界水份二、填空题：（每空 2 分，共20分）1、恒定干燥条件下，恒速干燥阶段属于（ ）控制阶段，降速干燥阶段属于（ ）控制阶段。2、在二元溶液的恒沸精馏和萃取精馏过程中，都引入第三组分，作用都是（ ）。3、流体在圆形直管内作稳态流动时，如果流动是湍流流型，摩擦系数与（ ）和（ ）有关。4、在干燥过程中采用湿空气为干燥介质时，要求湿空气的相对湿度越（ ）越好。5、降尘室中颗粒的临界直径是指（ ）。6、判断圆形直管内流体流型是层流的标准是（ ）。7、写出两种带有热补偿的列管式换热器的名称（ ）、（ ）。三、简答题：（每题5 分，共25分）1、简述离心泵的气蚀现象及抗气蚀性能指标。2、简述吸收机理中的双膜理论。3、连续精馏塔稳定操作的必要条件是什么？ 4、简述强化传热的主要途径。5、请在H-I图中标出如何根据t-td 确定湿空气的状态点。四、（本题 15 分）用离心泵将河水送到高位的常压水塔中，其液面与水塔液面间垂直距离为35m。河水呈稳态流动。输水管直径为1654.5mm，管路长度为1300m，所有局部阻力的当量长度为50m。若泵的流量为100m3/h，泵的效率为65，求泵的轴功率（kW）。假设摩擦系数可取为0.02，水的密度为1000kg/m3。五、（本题15分）用常温下的清水为介质，测定一定转速下离心泵的性能。若测得泵的流量为10m3/h，真空表读数为160mmHg，压强表读数为1.7x105Pa，轴功率为1.07kw。已知泵入口管和出口管直径相同，压强表和真空表两测压口间垂直距离为0.5m（通过该段管路阻力损失可忽略不计），试求该泵在此实测点下的压头和效率。水的密度为1000kg/m3。六、（本题 20 分）在常压填料吸收塔中，用清水吸收废气中的氨气，废气流量为2500m3/h（标准状态下），其中氨浓度为0.02（摩尔分率），要求回收率不低于98，若水用量为3.6m3/h，操作条件下平衡关系为Y=1.2X（式中Y、X为摩尔比），气相总传质单元高度为0.7m。水的密度为1000kg/m3。试求：（1）塔底、塔顶推动力；全塔对数平均推动力 （2）气相总传质单元数NOG（3）填料层高度七、（本题20分）在常压连续精馏塔中分离苯甲苯混合液，原料液流量为1000kmol/h，组成为含苯0.4（摩尔分率，下同），馏出液组成为含苯0.9，苯在塔顶的回收率为90，泡点进料（q=1），回流比为最小回流比的1.5倍，物系的平均相对挥发度为2.5。试求：（1）精馏段操作线方程 （2）提馏段操作线方程八、（本题 20 分）有一传热面积为3m2，由25x2.5mm的管子组成的单程列管式换热器，用初温为10的水将机油由200冷却至100，水走管内，油走管间。已知水和机油的质量流量分别为1000kg/h和1200kg/h，其比热分别为4.18kJ/kg和2.0kJ/kg。水侧和油侧的对流传热系数分别为2000W/m2和250W/ m2，两流体呈逆流流动，忽略管壁和污垢热阻。（1）请计算说明该换热器是否够用？（2）夏天当水的初温达到30时，该换热器是否够用？若不够用该如何解决？（假设总传热系数保持不变。）九、（本题 5分）在实验室用一片过滤面积为0.1m2的滤叶对某种颗粒在水中的悬浮液进行实验，滤叶内部真空度为500mmHg。过滤5min得滤液1L，又过滤5min得滤液0.6L，若再过滤5min，可再得滤液多少L？华南理工大学2005年化工原理考研试题一、概念题（50分）1、流体在管内作完全湍流流动，其他不变，当速度提高到原来的2倍时，阻力损失是原来的（ ）倍；若为层流流动，其他不变，当速度提高到原来的2倍时，阻力损失是原来的（ ）倍。2、LZB-40l转子流量计其转子为不锈钢（比重：7.92），刻度标值以水为基准，量程范围为0.252.5 /h，若用此转子流量计来测量酒精（比重：0.8）的流量，则酒精的实际流量值要比刻度值（ ），校正系数为（ ），测量酒精时，此流量计的最大流量值为（ ）。3、孔板流量计是利用（ ）的方法来测量的；毕托管是利用（ ）来测量点速度的。4、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。5、一离心泵在一管路系统中工作，要求流量输送能力为Q /h，阀门全开时管路所需扬程为He m，而在泵的性能曲线上与Q对应的扬程为Hm，效率为，则阀门关小损失的功率为（ ）占泵的轴功率的（ ）6、在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，则沉降时间（ ），气流速度（ ），生产能力（ ）。7、当介质阻力不计时回转真空过滤机的生产能力与转速的（ ）次方成正比。8、牛顿冷却定律数学表达式为（ ）；斯蒂芬-波尔茨曼（Stefan-Boltzmann）定律数学表达式（ ）。9、干燥器内部无补充加热的情况下，进干燥器的气体状态一定,干燥任务一定，则气体离开干燥器的温度越( )，干燥器的热效率越( )； 气体离开干燥器的湿度H2越( ) ，干燥器的热效率越( ) 。一定湿度H的气体，总压P加大时, 露点温度td ( ) ；而当气体温度t升高而H保持不变时，则td ( ) 。10、有一列管式蒸气加热器。热方：饱和蒸气冷凝为饱和液体；冷方：生垢液体升温。控制热阻为( ) ；管程宜走( )；其理由为( ) ；在测试过程，若维持流体的温度和传热面积不变，发现蒸气冷凝量在换热器清洗前后之比为1：2，清洗前，污垢热阻约为该时总热阻的百分数( ) 。11、精馏操作线方程建立过程中，恒摩尔流假设存在的条件是( )12、吸收操作的依据是( )：塔高和处理对象一定的情况下，提高吸收效果的途径有( )；13、根据双膜理论，水吸收空气中氨的过程属( )控制过程；水吸收空气中CO2的过程属( )控制过程；上述两种气体中，( )采用化学吸收，可显著提高吸收速率。14、试解释为什么在处理对象、操作条件和分离要求相同的情况下，全回流所需的理论塔板数最少？( )。15、试解释为什么相对挥发度=1时，溶液中各组分无法用精馏的方法分离？( )二、（20分）一敞口高位水槽A中水流经一喉径为14mm的文丘里管，将浓碱液槽B中的碱液（密度为1400 kg/ ）抽吸入管内混合成稀碱液送入C槽，各部分标高如附图所示；输水管规格为573mm，自A至文丘里喉部M处管路总长（包括所有局部阻力损失的当量长度在内）为20m，摩擦系数可取0.025。（1） 当水流量为8m3/h时，试计算文丘里喉部M处的真空度为多少mmHg；（2） 判断槽的浓碱液能否被抽吸入文丘里内（说明判断依据）。如果能被吸入，吸入量的大小与哪些因素有关？三、（13分）用叶滤机在等压条件下过滤某悬浮液，过滤开始后10分钟和20分钟，获得累积滤液量分别为1.327m/m和1.882m/m，所得滤饼须用1/5滤液体积的清水在相同压差下洗涤（洗涤水粘度与滤液粘度相同），每操作一个周期的辅助时间为15min，问:(1) 过滤常数K=？m2/s(2)当量滤液量qe=? m3/ m2(3)叶滤机所能达到的最大生产能力？四、（9分）化工过程，回收苯和氮气混合气体中的苯。在30oC和1atm时混合气体相对湿度j=60%。将该气体冷却到-11.5oC（此时苯已处于饱和状态），已知苯在-11.5oC和30oC时的饱和蒸气压分别为10mmHg和118mmHg，苯和氮的分子量分别为78和28，试求苯的回收率。五、（23分）用一套管换热器将2000kg/h的甲苯饱和蒸气（110oC）冷凝为饱和液体，甲苯的气化热为363KJ/kg。冷却水于16 oC及5000kg/h的流量进入套管内管（内径50mm）作强制湍流流动，其传热膜系数为1740w/(m 2 K)。水的比热可取为4.19KJ/(kg oC)，假设甲苯侧热阻和管壁热阻远小于水侧热阻。（1）求冷却水的出口温度及套管管长。（2）由于气候变化，冷却水的进口温度升高到25 oC，试计算换热器的热负荷变化（以%表示）。忽略物性参数的变化。（3）冷却水温度升高后，有人建议将冷却水流率加倍，问此时的热负荷及冷却水出口温度与未升高时相比如何，计算出热负荷增加或减少的百分数。六、（20分）在一常压连续精馏塔中分离某二元理想溶液，料液浓度xF=40%，进料为气液混合物，其摩尔比为气液=23，要求塔顶产品中含轻组分xD=97%，釜液浓度xW=2%，（以上浓度均为摩尔百分数），该系统的相对挥发度为=2.0，回流比R=1.8Rmin。试求：1）塔顶轻组分的回收率；2）最小回流比；3）提馏段操作线方程。七（15分）在100 kN/m2和30oC下，用水吸收混合气中氨。该操作条件下，亨利系数E=134kN/m2，稳定操作条件下，吸收塔中某一位置的气相摩尔分率为y=0.1, 液相摩尔分率为x=0.05,气相对流传质系数和液相对流传质系数分别为 和 ，试求：1）气相总传质系数Ky ？2）用计算结果说明该吸收过程为气膜控制过程还是液膜控制过程？3）题中所示的塔位置处气液界面浓度为多少？清华大学1998年化工原理考研试题一、填空题（12分）1、如图1所示，液体在等径倾斜管中稳定流动，则阀的局部阻力系数与压差计读数的关系式为_。2、评价塔板性能的标准是：_，_，_，_，_。3、在低浓度难溶气体的逆流吸收塔中，若其他条件不变而入塔液体量增加，则此塔的液相传质单元数(l)将_，而气相总传质单元数OG将_，气体出口浓度(a)将_。4、某精馏塔设计时，若将塔釜由原来间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热，而保持x(F)，x(D)不变，则将_，x(w)将_，提馏段操作线斜率将_，理论板数将_。5、湿空气经预热后相对湿度将_。对易龟裂的物料，常采用_的方法来控制进干燥器的值。干燥操作的必要条件是_，干燥过程是_相结合的过程。6、某降尘室高2m，宽2m，长5m，用于矿石焙烧炉的炉气除尘。矿尘密度为4500千克每立方米，其形状近于圆球，操作条件下气体流量为25000立方米每小时，气体密度为0.6千克每立方米，粘度为310e-5Pas。则理论上能除去矿尘颗粒的最小直径为_。二、选择题（10分）1、有一并联管路如图2所示，两段管路的流量、流速、管经、管长及流动阻力损失分别为(1)、u(1)、d(1)、L(1)、h(f1)及(2)、u(2)、d(2)、L(2)、h(f2)。若d(1)=2d(2)，L(1)=2L(2)，则 （1）h(f1)/h(f2)（） 、2；、4;、1/2;、1/4;、1 （2）当管路中流体均作层流流动时，(1)/(2)=（） 、2；、4;、8;、1/2;、1 （3）当两段管路中流体均作湍流流动时，并取(1)(2)，则(1)/(2)=（）。 、2；、4;、8;、1/2;、1/4 2、计算下列四种“数”时，其数值大小与单位制造选择有关的是_。、普兰德准数；、传热单元数NTU;、离心分离因数K;、过滤常数K 3、（1）板框压滤机洗涤速率为恒压过滤最终速率的1/4，这一规律只有在_时才成立。、过滤时的压差与洗涤时的压差相同；、滤液的粘度与洗涤液的粘度相同；、过滤压差与洗涤压差相同且滤液的粘度与洗涤液的粘度相同；、过滤压差与洗涤压差相同，滤液的粘度与洗涤液的粘度相同，且过滤面积与洗涤面积相同。（2）恒压过滤且介质阻力忽略不计时，如粘度降低20%，则在同一时刻滤液增加_。、11.8%；、9.54%;、20%;、44%4、有两台同样的管壳式换热器，拟作气体冷却器用。在气、液流量及进口温度一定时，为使气体温度降到最底应采用的流程为_。、气体走管外，气体并联逆流操作；、气体走管内，气体并联逆流操作；、气体走管内，气体串联逆流操作；、气体走管外，气体串联逆流操作。5、请将你认为最恰当的答案填在（）内。（1）与单级萃取相比，如溶剂比、萃取比、萃取相浓度相同，则多级逆流萃取可使萃余分率（）。、增大；、减小;、基本不变;、增大、减小均有可能。 （2）在B-S部分互溶的萃取过程中，若加入的纯溶剂量增加而其他操作条件不变，则萃取液浓度（A）（）。、增大；、减小;、不变;、变化趋势不确定。三、计算题1、将20的水（粘度=0.001Pas）以30立方米每小时的流量从水池送至塔顶。已知塔顶压强为0.05MPa（表），与水池水面高差为10m，输水管894mm，长18m，管线局部阻力系数=13（阀全开时），摩擦系数=0.01227+0.7543（(0.38次方)）。（1）求所需的理论功率（kw）；（2）一泵的特性可近似用下式表达：扬程：22.4+5-20m效率：2.5-2.1 式中的单位为立方米每分钟。求最高效率点的效率，并评价此泵的适用性。如适用，求因调节阀门使功率消耗增加多少。（15分）2、在一新的套管换热器中，冷却水在252.5mm的内管中流动以冷凝环隙间的某蒸汽。当冷却水的流速为0.4m/s和0.8m/s时，测得基于内管外表面的总传热系数分别为1200瓦每平方米开尔文和1700瓦每平方米开尔文。水在管内为湍流，管壁的导热系数为45w/mK。水流速改变后可认为环隙间冷凝的传热膜系数不变，试求：（1）当水的流速为0.4m/s时，管壁对水的对流传热系数为多少？（2）管外蒸汽冷凝的对流传热系数为多少？（3）若操作一段时间后，水流速仍维持0.4m/s，但测得的总传热系数比操作初期下降10%，试分析可能的原因，并论述此时蒸汽的冷凝量是否也下降10%。（13分）3、进料量为9000kg/h，浓度为1%（质量分率）的盐溶液在40下进入单效蒸发器并被浓缩到1.5%。蒸发器传热面积为39.1平方米，蒸发室绝对压强为0.04MPa（该压力下水的蒸发潜热r=2318.6kJ/kg），加热蒸汽温度为110（该饱和温度下水的蒸发潜热r=2232k J/kg）。由于溶液很稀，假设溶液的沸点和水的沸点相同，0.04MPa下水的沸点为75.4，料液的比热近似于水的比热，4.174kJ/kgK。（1）求蒸发量、浓缩液量、加热蒸汽量和加热室的传热系数K。（2）如进料量增加为12000kg/h，传热系数、加热蒸汽压强、蒸发室压强、进料温度和浓度均不变的情况下，蒸发量、浓缩液量和浓缩液浓度又为多少？均不考虑热损失。（10分）4、某吸收塔填料层高4m，用水吸收尾气中的有害成分A。在此情况下，测得的浓度如图所示。已知平衡关系为Y=1.5X。求（1）气相总传质单元高度；（2）操作液气比为最小液气比的多少倍？（3）由于法定排放浓度规定(2)必须小于0.002，所以拟将填料层加高。若液气比不变，问填料层应加高多少？（4）画出填料加高前后吸收操作线的示意图。（15分）5、苯、甲苯两组分混合物进行常压蒸馏，原料组成X(苯)0.7，要求得到组成为0.8的塔顶产品（以上均为摩尔分率），现用以下三种方法操作：（1）连续平衡蒸馏；（2）简单蒸馏（微分蒸馏）；（3）连续蒸馏。在（3）情况下，塔顶用一分凝器，其中50%的蒸汽冷凝返回塔顶。出冷凝器的蒸汽与冷凝液体呈平衡。对每种方法进料量均为100kmol/h，问塔顶、塔釜产量各为多少？汽化量为多少？已知=2.46。（15分）6、在常压连续干燥器中将处理量为0.417kg/s的湿物料自含水量为47%干燥到5%（均为湿基），采用废气循环操作，新鲜空气与废气混合后经预热器加热，再送入干燥器。循环比（废气中绝干空气质量与混合气中绝干空气质量之比）为0.8。新鲜空气的湿度o为0.0116kg/kg绝干气，温度为22，废气的湿度2为0.0789kg/kg绝干气，温度为52。假设干燥过程为绝热过程，预热气的热损失可忽略不计。试计算干燥过程的耗热量，并在-图上定性画出湿空气的状态变化情况。（10分） 已知：绝干空气比热为1.01kJ/kgK 水蒸气的比热为1.88kJ/kgK 0时水蒸汽潜热为2490kJ/kg天津大学研究生院2003年招收硕士生入学试题题号：考试科目：化工原理（含实验） 页数：一、选择与填空（共30分）1、如图所示的流动系统，当阀门C的开度增大时，流动系统的总摩擦阻力损失hf将 ，AB管段的摩擦阻力损失hf，AB将 。（2分）2、三只长度相等的并联管路，管径的比为1:2:3，若三只管路的流动摩擦系数均相等，则三只管路的体积流量之比为 。（2分） : 3 C、1: 24:39 D、1:4:9 A、1:2:3 B、1:1题 附图 3题 附图3、如图所示的清水输送系统，两液面均为敞口容器。现用该系统输送密度为1200kg/m3的某溶液（溶液的其他性质与水相同），与输送清水相比，离心泵所提供的压头 ，轴功率 。（2分）A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定4、如图所示为某流动系统的竖直圆管段部分，当清水的平均流速为50mm/s时（此时管内为层流），管轴心处的某刚性球形固体颗粒由A截面到达B截面的时间为20s；当平均流速为30mm/s时，该固体颗粒在管轴心处由A截面到达B截面的时间为 。（2分）5、板框过滤机采用横穿洗涤法洗涤滤饼，其洗涤操作的特征是：洗液流经滤饼的厚度大约是过滤终点滤饼厚度的 倍；洗液流通面积是过滤面积的 倍。（2分）A、1 B、0.5 C、2 D、46、一维稳态温度场傅立叶定律的表达式为 。（2分）7、在传热计算中，平均温度差法往往用于 计算，传热单元数法往往用于 计算。（2分）A、设计型 B、核算型 C、设计型和核算型8、操作中的精馏塔，若保持F、xF、q、R不变，减小W，则L/V ，L 。（2分）A、减小 B、不变 C、增大 D、不确定9、在吸收操作中，以液相组成差表示的吸收塔某一截面上的总推动力为 。（2分）A、X*X B、XX* C、XiX D、XXi第一页 共三页10、板式塔是 接触式气液传质设备，操作时 为连续相；填料塔是 接触式气液传质设备，操作时 为连续相。（4分）11、若萃取相和萃余相在脱除溶剂后的组成均与原料液的组成相同，则所用萃取剂的选择性系数 。（2分）A、小于1 B、大于1 C、不确定 D、等于112、多级错流萃取的特点是： 、 和 。（3分）13、常压湿空气由t1加热到t2，则空气的性质参数H2 H1、I2 I1、tW2 tW1。（3分）A、大于 B、不确定 C、小于 D、等于二、采用如图所示的输送系统，将水池中的清水（密度为1000kg/m3）输送到密闭高位槽中。离心泵的特性方程为H407.0104Q2（式中H的单位为m，Q的单位为m3/s），当压力表的读数为100kPa时，输水量为10L/s，此时管内流动已进入阻力平方区。若管路及阀门开度不变，当压力表读数为80kPa时，试求：（1）管路的特性方程；（10分）（2）输水体积流量；（5分）（3）离心泵的有效功率。（5分）三、过滤基本方程式为：)(dd12esVVvrpAV+=式中 V过滤体积，m3；过滤时间，s；A过滤面积，m2；p过滤的压差，Pa；s滤饼的压缩性指数，无因次；滤液的粘度，Pas；r单位压差下滤饼的比阻，1/m2；v滤饼体积与相应滤液体积之比，m3滤饼/m3滤液；Ve过滤介质的虚拟滤液体积，m3。试根据该式分析强化过滤操作的途径。（8分）四、某低粘度流体的流量为10000kg/h，比热容为4.18kJ/(kg)，生产上要求将该流体由15加热到100。现采用的换热器是列管式换热器，其管束由160根管径为25mm2mm的不锈钢管组成。管外的加热热源为110的饱和水蒸气，其冷凝对流传热系数为12kW/(m2)。欲完成生产任务，当换热器为单管程时，换热器的长度为4.5m；若将单程改为双管程，而管子的总数不变，试求：（1）换热器的总传热系数；（10分）（2）所需换热管的长度。（6分）（不考虑管壁及可能的污垢热阻，忽略换热器的热损失，并假设流体在管内均呈湍流流动，两种情况下蒸气冷凝对流传热系数相同）第二页 共三页五、某制药厂用板式精馏塔回收丙酮含量为75（摩尔，下同）的废丙酮液媒。该精馏塔共装有28层塔板，塔顶采用全凝器，泡点回流；塔底采用再沸器间接加热。因在常压下操作，该分离物系可视为二元理想物系，其平均相对挥发度为1.8。现场测得一组数据如下：馏出液中丙酮的含量 96 釜残夜中丙酮的含量 5精馏段液相的负荷 40kmol/h 精馏段气相的负荷 60kmol/h提馏段液相的负荷 66kmol/h 提馏段气相的负荷 60kmol/h试根据以上数据核算：（1）丙酮的回收率；（5分）（2）操作回流比与最小回流比的比值；（8分）（3）该板式塔的总板效率。（7分）提示：吉利兰图中的曲线可用下式表示，即：Y0.54580.5914X0.0027X其中 1min+=RRRX，2min+=NNNY六、在直径为1.2m的填料吸收塔中，拟装填3m高的DN25塑料阶梯环填料，该填料的比表面积为228m2/m3，在该填料吸收塔中用纯溶剂吸收某混合气体中的溶质组分。已知入塔混合气体的流量为40kmol/h，溶质的含量为0.06（摩尔分数）；溶质的吸收率为95；操作条件下的气液平衡关系为Y2.2X（X、Y均为摩尔比）；溶剂用量为最小用量的1.5倍；气相总吸收系数为0.35kmol/(m3h)。试通过计算判断拟装填的填料高度能否达到分离要求。（注：填料的有效比表面积可近似取为填料比表面积的90）（15分）七、在一常压逆流干燥器中，用热空气将某湿物料的含水量由8干燥至0.5（均为湿基）；干燥介质为20的湿空气，经预热器后被加热到90，其中所含水汽的分压为0.98kPa，离开干燥器废气的温度为45。假设本干燥过程为理想干燥过程。（1）计算空气经过干燥器的湿度变化量；（8分）（2）若向干燥系统提供的热量为500kW，计算湿物料的处理量。（8分）（大气压取为101.3kPa）八、实验部分（共25分）1、在标绘孔板流量计流量系数与雷诺数关系曲线应选用 坐标系。（2分）2、常用的实验数据处理方法有 、 、 。（2分）3、干燥过程中，随着干燥空气流速的增加，干燥速率 ，临界湿含量 。（2分）4、在恒压过滤实验中，提高过滤温度，过滤常数K ；增加料浆浓度，过滤常数K 。（2分）5、画出间歇精馏开车过程中，塔顶温度与时间变化关系示意图。（2分）6、在冷模塔实验中，在风机出口连接一根形管的目的是 。（2分）7、设计一实验流程（画出其实验流程示意图），并写出简要实验步骤，完成如下实验内容：（13分）（1）进行光滑管内传热系数的测定（包括空气水蒸气和水水蒸气系统）；（2）精确测定努塞尔数与雷诺数和普兰特数的变化关系。 浙江工商大学2005年考研化工原理试卷（A）卷招生专业：食品科学、农产品加工与储藏、生物化工、水产品加工考试科目：化工原理 考试时间：三小时一、选择、填空（每小题3分，共45分）：1、流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是 形曲线。其管中心最大流速为平均流速的 倍，摩控系数与Re关系为 。2、在一水平变径管路中，在小管截面A和大管截面B连接一U形压差计，当流体流过该管段时，压差计读数R反映 1）A、B两截面间的压强差；2）A、B两截面的流动阻力3）A、B两截面间动压头变化；4）突然扩大或缩小的局部阻力3、离心泵安装在特定管路系统中，已知泵的性能：Q=0.02m3/s，H=20m，管路性能： Qe=0.02m3/s,He=16m。则调节阀门的压头损失为 ，其消耗的理论功率为 。4、理论上降尘室的生产能力与 和 前关，而与 无关。5、在离心分离操作中，分离因数是指 。某颗粒所在旋风分离器位置上的旋转半径R=0.2m，切向速度uT=20m/s，则分离因数为 。6、在间壁列管式换热器中，用饱和水蒸气加热空气，则传热管的壁温接近 ，总传热系数K值接近 。7、在套管换热器中，已知热流体进、出口温度分别为T1=100 T2=60，冷流体进口温度为t1=30，且知（mCp）2/（mCp）1=1（下标2代表冷流体，下标1代表热流体），则tm等于 。1）30；2） 0 ；3） 70；4）不确定8、蒸发器的生产强度是指 。欲提高蒸发器的生产强度，必须设法提高 。9、精馏塔进料可能有 种不同的热状况，当进料为气液混合物且气液摩尔比为2/3时，则进料热状况q 值为 。10、吸收过程中，若减少吸收剂用量，操作线的斜率 ，吸收推动力 。11、下面三类板相比较，操作弹性最大的是 ，单板压降最小的是 。1）筛板塔；2）浮阀塔；3）泡罩踏12、在板式塔设计中，加大板间距，负荷性能图中有关曲线变化的趋势是：液泛线 ，雾沫夹带线 。1）下移；2）不变；3）上移；4）不确定13、萃取操作中，稀释剂与萃取剂的互溶度越 ，选择性系数越 ，得到的萃取液组成越 。14、降速干燥阶段又称 控制阶段，影响该阶段干燥速率的主要因素是 。15、物料的平衡水分一定是 1）结合水分；2）非结合水分；3）临界水分；4）自由水分二、（25分）用离心泵向密闭高位槽送料，流程如图示。在特定转速下，泵的特性方程为：H=42-7.6104Q2 （Q的单位为m3/s）当水在管内的流量Q=0.01m3/s时，流动进入阻力平方区。现该送密度=1260kg/ m3的水溶液（其他性质和水相近）时，密闭容器内维持表压118kPa不变试求：1）输送溶液时的流量和有效功率。2）当高位槽内压力为常压时，送水量（m3/h）又为多少？ 三、（30分）一连续精馏塔常压下分离A、B两组分混合物，塔顶为全凝器，泡点回流，塔釜用间接蒸汽加热，相对挥发度AB=2.0，进料量为100kmo1/h，进料组成xF=0.5（摩尔分率，下同），饱和蒸气进料，塔顶组成XD=0.95，塔底组成XW=0.05。忽略热损失。试求：1）塔顶易挥发组分A回收率及塔底难挥组分B回收率； 2）最小回流比Rmin 和塔釜最小汽化量V min；3）若塔釜汽化量为最小汽化量的1.5倍时，操作回流比R为多少？四、（20分）某厂用套管换热器每小时冷凝甲苯蒸汽10000kg，冷凝温度为110，冷凝潜热为363kJ/kg，冷凝传热膜系数a1=2000（W/m2.K）.冷却水初温为16以2500kg/h的流量进入内管（573.5mm）作湍流流动，对流传热膜系数为a2=2160(w/m2.K)，水的比热取4.19（kg/kg. ），忽略壁面及污垢热阻。试求：冷却水的出口温度和管长；夏天，若冷却水的入口温度升至25，因此将水的流量增加50%，则该换热器的传热能力能否符合要求？五、（30分）在逆流绝热干燥装置中用热空气将湿物料中所含水分有W1=0.18（湿基）降低至W2=0.005（湿基）。湿空气进入预热器前的温度为25，湿度为0.00755kJ/kg绝干气，进入干燥器的焓为125kJ/kg绝干气，离开干燥器的温度为50。试求：1）空气经预热后的温度t1； 2）单位透气消耗量； 3）若加到干燥装置的总热量为900kW，则干燥产品量为若干kg/h？华南理工大学2004年攻读硕士学位研究生入学考试试卷科目名称：化工原理一、填空（30）1、流体流动的速度分布方程：的使用条件是：（ ）；（ ）；（ ）。2、流体在管内的流动状态属于完全湍流，若某流速下通过长为l的直管阻力损失为100J/kg，其他条件不变流量提高一倍，则阻力损失为（ ）。3、对于如图的泵送系统，系统在原流量下，泵的扬程为H1，当关小阀门使扬程升高到H2时，流量的改变使管路的能量损失为（ ）。4、球形颗粒在20C空气中沉降，当空气温度上升时，沉降速度将 （设沉降过程符合stocks定律）; 若该颗粒在20C水中沉降，沉降速度将 ，当水温上升时，沉降速度将 。5、用压滤机分离悬浮物，忽略过滤介质阻力，滤饼 不可压缩，其他条件不变。提高悬浮液温度，单位过滤时间所得滤液量将（ ）；提高悬浮液的固体含量，单位过滤时间所得滤液量将 （ ）6、消除列管换热器温度应力的三种方法是：1） ， 2） ， 3） 。7、当参加换热的两种流体，一侧的对流传热系数远大于另一侧。则在换热器的计算中总传热系数可近似取 。8、当总压增大时，相对挥发度 ；平衡时气相与液相摩尔浓度的差 。9、逆流操作中用纯溶剂吸收混合气中A,若塔板为无穷多，入塔Yb=8%，平衡关系为Y=2X，问（1）若液气比为2.5时，吸收率 。（2）若液气比为1.5时，吸收率 。10、一定湿度的空气，总压升高，露点温度 ；而当空气的温度升高时，露点温度 。二、选择（20）1、 流体通过孔板流量计的压强损失Pf与孔板流量计的压差计测得的压强差P的关系是（ ）A，Pf=P B，PfP C，不确定 D，PfP2、 蒸汽输送管外有两层保温层，为了使得保温效果更好，应将导热系数高的置于（ ）A、外层B、内层C、无关3、某二组分混合物，组分A为易挥发组分，其液相组成为xA=0.6，相应的泡点为t1；与之平衡的气相组成为yA=0.7，相应的露点为t2。则（ ）(A) t1t2 (D) 无法判断4、用水吸收混合气中的氨，其他条件不变，当气体的流率增加一倍，则总传质系数是原来的 （ ）(A)1倍 (B) 2倍 (C) 20.8倍 (D)不确定5、泵送含晶体10%的悬浮液宜选用（ ）(A) 螺杆泵 (B) 往复泵 (C) 齿轮泵 (D)离心泵6、降尘室的生产能力（ ）(A)与沉降面积A和沉降速度ut有关 (B) 与沉降面积A、 沉降速度ut和沉降室高度H 有关 (C) 只与沉降面积有关 (D)只与沉降速度ut有关7、忽略介质阻力，回转真空过滤机的（ ）(A)每周期的滤液体积V与转速的1/2次方成正比 (B)每周期的滤液体积V与转速的1次方成正比 (C) 生产能力与转速的1/2次方成正比 (D) 生产能力与转速的1次方成正比8、浮阀塔、泡罩塔及筛板塔三种板式塔的板效率比较（ ）(A) 浮阀塔泡罩塔筛板塔(B) 浮阀塔泡罩塔泡罩塔=筛板塔(D) 阀塔 筛板塔泡罩塔9、对于一定干球温度的空气，当其湿度越大，湿球温度就（ ）(A) 越低 (B)越高 (C) 不变 (D)不确定10、调节离心泵出口阀的开度时（ ）(A)不会改变管路性能曲线 (B) 不会改变工作点 (C) 不会改变泵的性能曲线(D) 不会改变管路所需的压头三、 （17分）用管子从高度为H的高位槽放水，为增大放水量，拟提出如下两种方案：1） 并联一根结构和直径相同的管子；2）将原管子换成一根直径为原管径两倍的管子。试定量比较两种方案水量增大的结果（设忽略摩擦系数的变化）。四、（15分）用高2m，宽2m，长5m的降尘室分离高温含尘气体中的尘粒，气体的流量为6.94m3/s， 密度为0.6Kg/m3, 粘度为3.0，尘粒的密度为4500Kg/m3 ，此条件下所能除去的最小尘粒直径为92.1m， 若把上述降尘室用隔板等分隔成10层(板厚不计)，求： 当需除去的尘粒直径不变，则处理量为多大? (2) 反之，当维持生产能力不变，则除去尘粒的最小颗粒直径多大? （沉降过程符合stokes定律） 五、（18分）有一列管式换热器，由100根钢管组成，空气走管程被加热，并作湍流流动，对流传热系数为；水蒸气在壳程冷凝，放出冷凝热，冷凝对流传热系数为。管壁和污垢热阻不计，在此工况下， 1）试证明列管式换热器的总传热系数K约为多大？2）其他条件不变，只将该换热器改成2管程，此时总传热系数K增大多少？3）其他条件不变，只将原换热器管子的直径减小一倍，总传热系数K增大多少？六、（20分） 在连续精馏塔中，分离某二元理想溶液，其平均相对挥发度为2。进料为汽-液混合物进料，液相分率为0.5，进料中易挥发的平均组成为xf=0.35，。要求塔顶中易挥发的组成为0.93（以上均为摩尔分率），料液中易挥发组分的96%进入馏出液中。取回流比为最小回流比的1.242倍。试计算：（1）塔底产品组成；（2）写出精馏段方程；（3）写出提馏段方程；（4）假定各板效率为0.5，从塔底数起的第一块板上，上升蒸汽的组成为多少？七、（15分） 某一逆流操作的填料塔中：用水吸收空气中的氨气，已知塔底气体进塔浓度为0.026（摩尔比，下同），塔顶气相浓度为0.0026，填料层高度为1.2m，塔内径为0.2m，吸收过程中亨利系数为0.5atm,，操作压力0.95atm，平衡关系和操作关系（以比摩尔浓度表示）均为直线关系。水用量为0.1m3/h，混合气中空气量为100m3/h（标准状态下），试求：（）气相总体积传质系数； （）操作液气比为最小液气比的多少倍；（）由于法定排放浓度必须小于0.001，所以拟将填料层加高；若液气比不变，问填料层应加高多少； 八、（15分）在常压绝热干燥器内干燥某湿物料，湿物料的流量为600kg/h，从含水量20干燥至2（均为湿基含水量）。温度为20，湿度为0.013kg水/kg绝干气的新鲜空气经预热器升温至100后进入干燥器，空气出干燥器的温度为60。（1） 完成上述任务需要多少kg绝干空气/h？（2） 空气经预热器获得了多少热量？0.01 0.10 0.25 X, kg水/kg绝干物料 干燥速率，U（3） 在恒定干燥条件下对该物料测得干燥速率曲线如图所示，已知恒速干燥段时间为1小时，求降速阶段所用的时间。华南理工大学2003年攻读硕士学位研究生入学考试试卷科目名称：化工原理一、 填空（在括号内内填入适当的文字）（40分）1、流量计安装时，孔板流量计可以在（ ）方向安装；转子流量计在（）方向安装，流体流动方向应取（）。2、图示，流体在圆管中自上而下流动，通过l段的摩擦阻力损 a失为hfab ,压强差为pab ，指示液高度为R1 ，若流量及其他 l条件都不变，使流体自下而上流动通过该段，则改变流动方向 b后的阻力损失hfab 与改变前的关系为（）；改变后的压强差pab 与改变前的pab 的关系为（）； R改变前R1与改变后的R2的关系为（）。3、当流体的温度升高时，离心泵的安装高度（）；流量不变，当吸入管的管径减少时，离心泵的安装高度（）。4、固体颗粒在一长方体的沉降室中沉降，沉降过程符合stocks定律，气体的处理量不变，若在沉降室的1/2高度处加一与沉降面积相同的隔板，此时该沉降室能沉降最小颗粒的直径是原来的（）倍。5、一台转筒真空过滤机，其他条件不变， 提高真空度，不利于提高生产能力（ ）；提高悬浮液的温度，有利于提高生产能力（ ）； 增加浸没度，有利于提高生产能力（ ）。6、为了减少保温瓶的热损失， 在瓶胆的夹层抽真空是为了减少（）形式的热损失； 在瓶胆的夹层中镀水银是为了减少（）形式的热损失。7、在大容器内饱和液体沸腾时，影响沸腾状态的主要因素是（ ），工业生产中一般总是设法将液体沸腾控制在（）状态下操作。8、一理想物系，平衡时测得气相组成是液相组成的两倍，若将含轻组分50%的该物系进行平衡蒸馏分离，控制液化率50%，分离后馏出物轻组分尝试是原料含轻组分浓度的（）倍。9、蒸馏是利用各组分的（）不同特性实现分离的。精馏是通过多次的（）和（）的过程分离混合物。10、吸收操作时，吸收塔总压增加一倍，相平衡常数m（）倍，增加压力对吸收操作（），吸收塔温度增加，相平衡常数m（），增加温度对吸收操作（）。11、假定吸收系统的相平衡常数m为零，填料高度及其他条件不变，若增加气体流量，吸收率将（）。12、影响恒速干燥速率的因素主要是（）；影响降速干燥速率的因素主要是（）；13、恒速干燥过程中，如果其他条件不变，空气的相对湿度增大，干燥速率将（），空气的相对湿度达到饱和，干燥速率将为（），写出以上分析依据的表达式（）。二、（15分）有一输水系统如图所示，管子规格为48*4，已知管路阻力（直管和局部阻力）损失为，试求：（1）该体系的流量；（2）若欲使流量增大20%，水箱的高度应增加多少米？（设摩擦阻力系数不变）5m 7m 三、（13分）已知泵特性方程为He=20-2V2 (m)，其中V体积流量，m3/min，单泵的流量为1m3/min，两敞口容器的液面高度差为10m，试问当流量为1.5m3/min时， 采用两泵串联还是并联操作才能满足输送要求？设阻力系数为常数。四、（12分）有一转筒过滤机，转速为2分钟转一周，生产能力为4m3/h，现将生产能力增大到5