重庆大学 2011级研究生 化工原理试卷

1一填空题 （20分，每空一分）1. 流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是 ;2. 流体在圆管内作滞流流动时,阻力与流速的 次方成比例；作完全湍流时, 则阻力与流速的 次方成比例。3流量qv增加一倍，孔板流量计压差计读数为原来的 倍；转子流量计的环隙面积A0为原来的 倍。 4离心泵在启动前应灌水，否则会发生 现象；离心泵的安装高度应低于允许安装高度，否则会发生 现象。5. 和 为正位移泵，不能通过出口阀门来调节流量。6. 非球形颗粒的体积、表面积和比表面积须通过两个参数确定，包括颗粒直径和 。7在传热实验中，用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于 侧的对流给热系数；因此若强化该传热过程，应从 侧着手。8对于水吸收CO2的低浓度系统，如在水中加碱，对此系统的kg ，KG 。9. 某精馏塔在操作时，加料热状态由原来的饱和液体进料改为冷液进料，且保持，F，不变，则此时塔顶物料浓度D ，塔底物料浓度W。10. 用溶剂S分离A、B液相混合物（A为溶质），二相平衡时萃取相中yA = 0.3,yS = 0.6;萃余相中xA = 0.15, xS = 0.05,则分配系数kA为 ，选择性系数为 。11. 已知在常压及25下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度=100%时，平衡含水量x* = 0.02kg水kg绝干料；相对湿度= 40%时, 平衡含水量 x* = 0.007 kg水kg绝干料。现该物料含水量为0.23kg水kg绝干料, 令其与25, =40%的空气接触, 则该物料的自由含水量为 kg水kg绝干料, 结合水含量为 kg水kg绝干料。二选择题 （20分，每题2分）1. 用一气蚀余量为2m的离心泵输送处于沸腾状态下的塔底液体（p0=pv），若泵前管路的全部流动阻力为1.5m液柱，则此泵的安装位置必须 。A. 高于塔底液面3.5没的上方 B. 高于塔底液面1.5m的上方C. 低于塔底液面4m的下方 D. 低于塔底液面2 m的下方2某液体在内径为d1的直管中作定态流动，平均流速为u1，当它以相同的体积流量通过某内径为d2(d2=d1/2)的直管时，若流动为完全湍流，阻力系数不变，hf2为hf1的 倍。 A4 B16 C32 D83. 有一套管式换热器，在内管中空气从20 C被加热到50C，环隙内有119.6C的水蒸汽冷凝，管壁温度接近 C。 A. 35 B. 119.6 C. 77.3 D. 50C 4. 旋风分离器的分离能力取决于 。A. 气体流速和分离器的直径 B. 气体流速和分离器的高度C. 气体流速和颗粒密度 D. 气体流速、颗粒密度、分离器的的直径和高度5. 双层平壁稳定热传导中，若各层壁厚相同，Dt1Dt1, 则对应的导热系数关系为 。Al1 l2 C. l1 = l2 D. 不确定6.二元溶液连续精馏计算中进料热状态的变化将引起以下线的变化 ( )。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7. 萃取操作中，溶剂选用的必要条件是（ ） 。A. 分配系数kA1B. 萃取相含量yA萃余相含量xAC. 选择性系数1D. 分配系数kB18. 对于一定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度： ( )。 A. 愈高 B. 愈低 C. 不变 D. 不一定，与其它因素有关9. 操作中的精馏塔，保持F, q, xD, xW, V不变， 减小xf，则（ ）A D增大，R减小 B. D不变，R增加C. D减小，R增加 D. D减小，R不变10. 等速干燥阶段中，在给定的干燥空气条件下，对于干燥速率的正确判断是：（ ）A干燥速率随物料种类、质量不同而有差异B干燥速率随物料质量不同而有变化，而与种类不同无关C对不同质量、种类的物料，干燥速率实质上相同D. 以上都不对三简答题 （20分， 每题5分） 1以流体经过颗粒层的阻力为例，简述数学模型法的步骤和关键。2简述气体吸收过程中，有效膜理论的要点。3全回流与最小回流比的意义是什么？各有什么用处? 一般适宜回流比为最小回流比的多少倍？4某混合液含溶质A 20%，稀释剂80%，拟用纯溶剂S单级萃取，要求萃余液中A的含量为10 % （去除S后，），溶解度曲线如图所示。在操作范围内溶质A的分配系数kA=1，如何计算每处理100kg原料液时，所需溶剂用量。（要求将解题过程需要的线和符号在图上画出来，并简答计算步骤，不需量取线段长度计算实际数值）四计算题 （共90分） 1（15分）如图所示，两敞口容器其间液面差6m,底部用管道相连。A槽底部出口有一直径600mm,长3000m的管道BC,然后用两根支管分别于下槽相通 (两支管非常接近，且支管出口高度相同)。管CD与CE的长度皆为2500m,直径均为250mm。若已知摩擦系数均为0.04,试求A槽向下槽的流量。设所有的局部阻力均可略去。 （题1附图）2. (15分)一板框过滤机用于恒温恒压（251atm）条件下一悬浮液过滤。已知滤框容积 450mm * 450mm * 25mm,共30个框。每立方米滤液可形成0.02m3滤饼，qe = 0.02m3/m2, K=6.8910-5 m2/s。过滤至滤饼满框后用1/10滤液体积的清水洗涤，洗涤压差与温度同过滤过程。试求：（1）过滤时间 (s)。（2）洗涤时间 (s)。提示：洗涤时间：（3）过滤器生产能力 （辅助时间为过滤时间与洗涤时间之和的80%）。3(15分) 在某列管换热器中，用130C的饱和水蒸气将某溶液从20C加热到60C，换热器由100根f252.5mm长3m的钢管组成。溶液以100m3/h的流量在管内流动，蒸汽在管外冷凝。已知操作条件下溶液的密度为1200kg/ m3, 粘度0.955mPas，比热容为3.3kJ/(kgC), 导热系数为0.465W/(mC), 管壁和污垢热阻可忽略不计。 (1) 传热平均温度差、以外表面计的总传热系数； (2) 管内溶液流动的雷诺准数； (3) 用适当公式求管内溶液对流传热系数、蒸汽侧对流传热系数；4(15分) 设计一台常压操作的填料塔，用清水吸收焦炉气中的氨，操作条件下的平衡关系为y=1.2x，混合气体流率为4480 Nm3/h (Nm3指标准状态下的体积)，入塔气体浓度为0.0132,，要求回收率为95，吸收剂用量为最小用量的1.5倍，气相体积总传质系数为Kya200kmol/(m3h)。试求： (1) 水用量,m3/(m2h)（取水=1000kg/ m3）； (2) 出塔溶液中氨的浓度（mol）； (3) 填料层高度, m。5(15分）用精馏塔分离两组分理想混合物，已知F=100 kmol/h，（摩尔分率，下同），泡点进料，操作回流比R=1.61，物系相对挥发度 = 2.5。试求：(1) 塔顶和塔底产品流量（kmol/h）；(2) 提馏段上升蒸汽流量（kmol/h）；(3) 写出提馏段操作线方程；(4) 最小回流比。（提馏段方程为：）6.（15分）用常压干燥器