华东理工大学化工原理考研模拟试卷.doc

更多考研资讯 考研资料购买QQ1977768268 2012年全国硕士研究生入学考试自主命题科目模拟试题招生专业： 考试科目：801化工原理考试时间：14:00-17:002012年全国硕士研究生考试华东理工大学自主命题模拟试题试题编号：姓名： 准考证号： 报考院校： 报考专业： 考场注意事项：一、考生参加考试必须按时进入考场，按指定座位就坐。将有关身份证件（准考证、身份证）放在桌面左上角，以备查对。二、闭卷考试，考生进入考场，不得携带任何书刊、笔记、报纸和通讯工具（如手机、寻呼机等），或有存储、编程、查询功能的电子用品（如已携带，必须存放在监考老师指定的地方）。考生只准带必需的文具，如钢笔、圆珠笔、铅笔、橡皮、绘图仪器或根据考试所需携带的用具。能否使用计算器，及开卷考试时允许携带的书籍及用具等由任课教师决定。三、考生迟到30分钟不得入场，逾时以旷考论；因特殊原因不能参加考试者，必须事前请假，并经研究生部批准，否则作旷考论。考试开始30分钟后才准交卷出场。答卷时，不得中途离场后再行返回。如有特殊原因需离场者，必须经监考教师准许并陪同。答卷一经考生带出考场，即行作废。四、考生拿到试卷后，应先用钢笔填写好试卷封面各项，特别是学号、姓名、学院名称、课程名称等，不到规定的开考时间，考生不得答题。五、考试期间，考生应将写好的有答卷文字的一面朝下放置，考生必须按时交卷，交卷时应将试卷、答卷纸和草稿纸整理好，等候监考老师收取，未经许可，不得将试卷、答卷纸和草稿纸带出场外。六、考生在考场内必须保持安静。提前交卷的考生，应立即离开考场，不得在考场附近逗留。七、考生答题必须用钢笔或圆珠笔（蓝、黑色）书写，字迹要工整、清楚。答案书写在草稿纸上的一律无效。八、考生对试题内容有疑问的，不得向监考老师询问。但在试题分发错误或试卷字迹模糊时，可举手询问。华东理工大学2012年硕士研究生入学考试模拟试题（一）科目代码： 801 科目名称： 化工原理 所有答案必须做在答案题纸上，做在试题纸上无效！ 一、简答题（30分） 1.等板高度HETP的含义是什么？ 2.常用的吸附剂有哪些？ 3.萃取溶剂的必要条件是什么？ 4.何谓载点，泛点？ 5.搅拌器应具备哪两种功能？强化搅拌的工程措施有哪些？6、非牛顿型流体中，塑性流体的特点？ 7、临界含水量受哪些因素影响？ 8、液体沸腾的另个必要条件？ 9.什么是自由沉降速度？10.数学模型法的主要步骤有哪些？ 二、（30分） 某供液系统的输水量为40m3/h，输水管均为的钢管，已知 水泵吸入管路的阻力损失为0.5m水柱，压出管路的阻力损失为0.8m水柱，压力表的读数为0.245MPa，两表之间高度差为0.3m且阻力损失可忽略，泵距输水面的垂直距离为5m。若当地大气压为750mmHg，试求：（1）该泵吸入管路上真空表的读数；（2）该泵的扬程；（3）两槽之间的高度差；（4）若该泵的效率，求轴功率。三、（30分）某逆流套管式换热器，内管为603.5mm，外管为1144mm。内管中有流量为1800Kg/h的甲苯被冷却，进口温度分别为100与40.套管环隙中有初温为20的冷却水，出口温度为65.已知冷却水侧的对流传热系数为1.32kW/(m2K)，内管内表面污垢热阻为0.000782（m2K）/W，内管外表面污垢热阻为0.000473（m2K）/W，管壁导热系数为45W/（mK）。已知水的比热取，甲苯在操作温度下的物性试求：（1） 冷却水的用量；（2） 管壁对甲苯的对流传热系数；（3） 完成上述处理量所需套管的有效长度；（4） 当冬季因冷却水平均温度降至10而出口水温不变，则甲苯的出口温度有何变化？（假设流量与总传热系数不变，且平均温度差可用算术平均计算）。四、 （30分） 在常压逆流接触的填料塔内，用纯水吸收氨-空气混合气中的氨，入塔气体中氨的浓度为0.03（摩尔分率，下同），要求回收率为95%。已知操作条件下的吸收因数为1，物系服从亨利定律，与入塔气体相平衡的液体浓度为0.03，气相总传质单元高度为0.45m，计算：（1） 最小液气比；（2） 出塔液体的浓度；（3） 完成上述分离任务所需的填料层高度；（4） 当回收率要求变为98%且吸收因数不变，此时的填料层高度为原来的多少倍？五、 （30分）用板式精馏塔常压下分离本甲苯溶液，塔顶为全凝器，塔斧用间接蒸汽加热，相对挥发度为2.5，进料量为F=140kmol/h，进料组成为XF=0.5，饱和液体进料，塔顶馏出液中苯的回收率为0.98，塔斧采出液中甲苯回收率为0.95，提留段液气比。计算：（1） 塔顶馏出液组成XD以及塔斧组成XW；（2） 提留段操作线方程；（3） 最小回流比； （4）若再沸器是斧式再沸器，求进入再沸器液体组成华东理工大学2012年硕士研究生入学考试模拟试题（一）科目代码： 801 科目名称： 化工原理 （评分参考卷）所有答案必须做在答案题纸上，做在试题纸上无效！ 一、简答题（30分）1.等板高度HETP的含义是什么？答：分离效果相当于一块理论板的填料塔高度。2.常用的吸附剂有哪些？答：活性炭，硅胶，活性氧化铝，活性土，沸石分子筛，吸附树脂等。3.萃取溶剂的必要条件是什么？答：1.与物料中B组分不互溶；2.对组分A具有选择性溶解。4.何谓载点，泛点？答：载点：气液两相流动的交互作用开始变得比较显著的操作状态；泛点：气速进一步增大至压降陡增，在压降-气速曲线图表现为曲线斜率趋于垂直的转折点。5.搅拌器应具备哪两种功能？强化搅拌的工程措施有哪些？答：功能：1.产生总体流动；2.产生湍动或剪切立场。措施：1.提高转速；2.阻止液体圆周运动，如加档板，搅拌器离心或者倾斜安装；3.安装导流筒，消除短路，死区。6.非牛顿型流体中，塑性流体的特点？答：只有施加的剪应力超过某一临界值时才开始流动，流动后多数具有剪切稀化特性，少数也具有剪切增稠特性。7.临界含水量受哪些因素影响？答：1.物质本身性质，结构，分散程度；2.干燥介质条件：气速，温度，湿度。8.液体沸腾的另个必要条件？答：1.过热度；2.汽化核心。9.什么是自由沉降速度？答：重力作用下，沉降速度的增大，颗粒受阻力增大，当阻力等于其重力时的速度。10.数学模型法的主要步骤有哪些？答：1.简化物理模型；2.建立数学模型；3.参数测定，模型检验。二、解：（1）由题意，知管内流速为对1-1截面至2-2-截面之间机械能衡算式，可得由1-1截面为基准面，则=0，=5m，=0（表），0，=2.21m/s, =0.5m，则有：0=因此，吸入管路上真空表读数为=-56.0=-420。（2）对真空表2-2截面至压力表3-3截面列伯努利方程，得若以1-1截面为基准面，则=5m，=5.3m，=-56.0，=245（表），=0所以，因此，泵的扬程H为。（3）对1-1至4-4截面之间列机械能衡算式，得以1-1截面为基准面，则=0，（表），0。阻力损失故两槽（1与4）高度差即为泵的升扬高度（4）根据泵轴功率的定义，当泵的效率为65%时，泵的轴功率为三、解：（1）由题意，根据传热过程的热量衡算式故可得所需冷却水的用量为（2）内管中甲苯的流速为甲苯冷却时n=0.3，则所求管壁对甲苯的对流传热系数为（3）由题意，知内管内、外表面的热阻分别为，若以内管得外表面积为基准，则总传热系数为传热过程的对数平均温差为换热器的热负荷根据传热基本方程，则换热面积为所需套管的有效长度为（4）当冬季冷却水温度降至=10后，设甲苯的出口温度变为，由题意则由此可得=即 解得，甲苯的出口温度变为=34.0。四、解：（1）由题知， 根据平衡关系 得由题意知 （2）由题知 A=1，即，所以即：对低浓气体吸收（3）采用对数平均推动力法即吸收塔内各处的推动力相等（4）S=1时，由题知不变 则即填料层高度为原来的2.6倍。五、解：（1）由题意知：由物衡得由上式解得： （2）提留段操作线方程为由题：，则 ，由于q=1，故 即解得：回流比R=2.77，因此所以提留段操作线方程为（3）操作回流比R=2.77，q=1，所以，交点的纵坐标为：（4）釜式再沸器，相当于一块理论版，即釜内产生的气相组成与釜液组成为平衡关系，故 进入再沸器的液相组成与之间应符合提留段操作线方程，即有解得 华东理工大学2012年硕士研究生入学考试模拟试题（二）科目代码： 801 科目名称： 化工原理 所有答案必须做在答案题纸上，做在试题纸上无效！ 一、简答题（30分）1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件?2. 离心泵的压头受哪些因素影响?3、搅拌的目的是什么? 4、颗粒群的平均直径以何为基准? 为什么?5、斯托克斯定律区的沉降速度与各物理量的关系如何? 应用的前提是什么? 颗粒的加速段在什么条件下可忽略不计？6、流动对传热的贡献主要表现在哪儿?7、提高蒸发器内液体循环速度的意义在哪? 降低单程汽化率的目的是什么?8、吸收的目的和基本依据是什么? 吸收的主要操作费用花费在哪?9、双组份汽液两相平衡共存时自由度为多少?10、鼓泡、泡沫、喷射这三种气液接触状态各有什么特点?二、（30分）在于逆流操作的填料塔中，用循环溶剂吸收气体混合物中溶质，气体入塔组成为0.025（摩尔比，下同），液气比为1.6，操作条件下气液平衡关系为y=1.2x。若循环溶剂组成为0.001，则出塔气体组成为0.0025，现因解吸不良，循环溶剂组成变为0.01。试求：（1）该气相传质单元数；（2）此时出塔气体，液体的组成。三、（30分） 在并流换热器中，用水冷却油。水的进出口温度分别为15和40，油的进出口温度分别为150和100，现因生产任务油的出口温度降至80，设水和油的流量，进出口温度以及物性不变，若换热器的管长为1.2m，试求：换热器的管长增加到多少米后才能满足要求，换热器的热损失忽略不计。四、（30分） 在常压精馏塔中分离两组分理想溶液。该物系的平均相对挥发度为2.5。原料液组成为0.35（易挥发组分摩尔分率，下同），饱和蒸汽加料。塔顶采出率D/F为40%，且已知精馏段操作线方程为y=0.75x+0.2，试求：（1） 提留段操作线方程；（2） 若塔顶第一板下降的液相组成为0.7，求该板的气相莫佛里效率Emv1.六、 （30分） 从废气中取80wt%与湿度0.0033Kg水/Kg干气、湿度为16摄氏度的新鲜空气混合后进入预热器（如图所示）。已知废气的温度为67摄氏度，湿度为0.03Kg水/Kg干气。物料最初含水量为47wt%，最终含水量为5wt%（以上均为湿基），干燥器（理想干燥器）的生产能力为1500Kg湿物料/h。试求干燥器每小时消耗的空气量和预热器的耗热量。1.华东理工大学2012年硕士研究生入学考试模拟试题（二）科目代码： 801 科目名称： 化工原理 （评分参考卷）所有答案必须做在答案题纸上，做在试题纸上无效！ 一、 简答题1答假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。 质点是含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由程却要大得多。2离心泵的压头与流量，转速，叶片形状及直径大小有关。3、混合(均相)，分散(液液，气液，液固)，强化传热4、颗粒群的平均直径以比表面积相等为基准。因为颗粒层内流体为爬流流动，流动阻力主要与颗粒表面积的大小有关。5、ut=d2(p-)g/(18)。前提Re2。当颗粒dp很小，ut很小时。6、流动流体的载热。7、不仅提高，更重要在于降低单程汽化率。减缓结垢现象。8、吸收的目的是分离气体混合物。基本依据是气体混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同。操作费用主要花费在溶剂再生，溶剂损失。9、自由度为F=2(P一定，tx或y；t一定，Px或y)；P一定后，F=1。10、鼓泡状态：气量低，气泡数量少，液层清晰。泡沫状态：气量较大，液体大部分以液膜形式存在于气泡之间，但仍为连续相。喷射状态：气量很大，液体以液滴形式存在，气相为连续相。二、 解题：两种工况下，仅吸收剂初始组成不同，但因填料层高度一定，不变，故也相同。由原工况求得后，即可求算新工况下岀塔气体组成。（1）原工况（即脱吸塔正常操作）下 吸收液出口组成由物料衡算求得吸收过程平均推动力合为=（2）新工况（即脱吸塔不正常）下设此时岀塔气相组成为，岀塔液相组成为，入塔液相组成为，则吸收塔物料衡算可得 （1）由下式求得即=5.336（0.012） （2）联立（1）（2），解得=0.0127 =0.0177 三、解：由题意，根据传热过程的热量衡算式得，当油的出口温度降至=80时，设水的出口温度为，则则由题意得将已知数据代入，即 解得，= 50 则=92.49 =60.81由传热过程的热量衡算式得根据传热过程基本方程式，得 则， ，即：将数据代入得，即：四、解题：（1）由精馏段操作线方程可知=0.75 R=3.0 =0.2 =0.8设以原料液流量 F=100 为计算基准则 D=0.4100=40 ，W=60 因饱和蒸汽进料=0，故=L=RD=340=120=V（1）F=（R+1）D（1）F=440-100=60提留段操作线方程为（2）板效率，由默弗里效率定义式知 故 五、从废气中取80wt%与湿度0.0033Kg水/Kg干气、湿度为16摄氏度的新鲜空气混合后进入预热器（如图所示）。已知废气的温度为67摄氏度，湿度为0.03Kg水/Kg干气。物料最初含水量为47wt%，最终含水量为5wt%（以上均为湿基），干燥器（理想干燥器）的生产能力为1500Kg湿物料/h。试求干燥器每小时消耗的空气量和预热器的耗热量。六、下图解释：上面的是干燥器 圆圈是风机 下面的长方形是预热器姓名： 准考证号： 报考院校： 报考专业：华东理工大学2012年硕士研究生入学考试模拟试题（三）科目代码： 801 科目名称： 化工原理 所有答案必须做在答案题纸上，做在试题纸上无效！ 一、简答题（30分） 1.何谓载点，泛点？ 2.常用的吸附剂有哪些？ 3.临界含水量受哪些因素影响？ 4.数学模型法的主要步骤有哪些？ 5.非牛顿型流体中，塑性流体的特点？6、筛板塔负荷性能图受哪几个条件约束? 何谓操作弹性?7、q值的含义是什么? 根据q的取值范围, 有哪几种加料热状态? 8、什么是返混?9、多效蒸发的效数受哪些限制?10、强化过滤速率的措施有哪些？二、 （30分）为利用废水的余热，将废水与洗澡用水通过单程列管式换热器进行换热。废水经换热后，温度由90降为50，洗澡用水则由20升至70，洗澡用水在壳程中流动，其对流传热系数为=1500wm2 K，质量流量为 =10kg/s。定性温度下，废水和洗澡用水的密度均为 =1000kgm3，比热均为=4170JkgK；废水的导热系数 =0.66wmK，粘度=0.40cp。拟使用的换热器内有192的管子150根，管长3m。废水走管程，冷热两流体近似可视为完全逆流，管壁及污垢热阻均可忽略不计，求： 平均温度差 两流体换热量Q和管内废水的对流传热系数 以管外表面为基准的总传热系数K 该换热器能否满足要求。（3分）三.（30分）图3为某单级萃取示意图。其中M点为原料液F与纯溶剂S的和点，已知分配系数 =1。试在图上定性作出（本题可另在答题纸上定性绘制）： 萃余相组成点R和萃取相组成点E； 萃取液组成点E和萃余液组成点R； 经单级萃取后所得萃取液最大浓度组成点Emax，并予以简单说明。 四.（30分）已知湿空气的下列参数，试分别在t-H图上确定该空气的状态点，并予以简单说明（9分）。 已知t和H 已知t和tw 已知t和td 五.（30分）某精馏塔，用于二元连续精馏操作。塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热，饱和蒸汽进料，进料组成为=0.5（摩尔分率，下同），已知塔顶产品量D和塔底产品量W相等，精馏段操作线方程为 ,试求： 回流比R、塔顶产品组成、塔底产品组成 提馏段操作线方程 华东理工大学2012年硕士研究生入学考试模拟试题（三）科目代码： 801 科目名称： 化工原理 （评分参考卷）所有答案必须做在答案题纸上，做在试题纸上无效！ 一、 简答题（30分）1.何谓载点，泛点？答：载点：气液两相流动的交互作用开始变得比较显著的操作状态；泛点：气速进一步增大至压降陡增，在压降-气速曲线图表现为曲线斜率趋于垂直的转折点。 2.常用的吸附剂有哪些？答：活性炭，硅胶，活性氧化铝，活性土，沸石分子筛，吸附树脂等。 3.临界含水量受哪些因素影响？答：1.物质本身性质，结构，分散程度；2.干燥介质条件：气速，温度，湿度。 4.数学模型法的主要步骤有哪些？答：1.简化物理模型；2.建立数学模型；3.参数测定，模型检验。 5.非牛顿型流体中，塑性流体的特点？答：只有施加的剪应力超过某一临界值时才开始流动，流动后多数具有剪切稀化特性，少数也具有剪切增稠特性。6、过量液沫夹带；漏液；溢流液泛；液量下限(how6mm)； 液量上限(HT Af /Lmax 35 s )。上、下操作极限的气体流量之比。7、一摩尔加料加热至饱和汽体所需热量与摩尔汽化潜热之比。它表明加料热状态。五种：过热蒸汽，饱和蒸汽，汽液混和物，饱和液体，冷液。8、返混是少量流体自身由下游返回至上游的现象。9、经济上限制：W/D的上升达不到与效数成正比，W/A的下降比与效数成反比还快；技术上限制：必须小于T-t0，而T-t0是有限的。10、强化过滤速率的措施有改变滤饼结构；改变颗粒聚集状态；动态过滤。二、（30分） 为利用废水的余热，将废水与洗澡用水通过单程列管式换热器进行换热。废水经换热后，温度由90降为50，洗澡用水则由20升至70，洗澡用水在壳程中流动，其对流传热系数为=1500wm2 K，质量流量为 =10kg/s。定性温度下，废水和洗澡用水的密度均为 =1000kgm3，比热均为=4170JkgK；废水的导热系数 =0.66wmK，粘度=0.40cp。换热器内有19