2010广州大学化工原理考研试题

1、广州大学 2010年研究生入学考试试题（全日制专业学位硕士） （A 卷）招生领域： 化学工艺 考生须知 全部答案一律写在答题纸上，答在试题纸上的不得分！答题要写清题号，不必抄题科目名称： 化工原理 科目代码： 828题次一二三四五六总分评卷人分数25202580150评分一、填空题: （每空1分，共25分）1. 标出下列流量计的名称和被测流体的流向。 转子流量计 孔板流量计由下至上 由下至上2.流体在水平等径直管中流动时，摩擦阻力损失为hf 。所损失的是机械能中的 静压能 项，由于阻力损失，流速沿管长的变化是 不变 。 3.大气压强为760mmHg，水面下20m深处的绝对压强是 297.3 k

2、Pa，表压是 196 kPa。（水的密度为1000kg/m3）4.临界直径，是指在旋风分离器中理论上能被完全分离下来的 最小颗粒 直径，其大小是判断旋风分离器 分离效率高低 的重要依据。5.球形颗粒在20C空气中沉降，当空气温度上升时，沉降速度将 增大 （设沉降过程符合stocks定律）; 若该颗粒在20C水中沉降，其沉降速度与在空气中的沉降速度相比将 减小 ，当水温上升时，沉降速度将 不变 。6. 间壁式换热器的传热过程包括 热流体传热至间壁 、 间壁热流体侧传热至间壁冷流体侧 和 间壁传热至冷流体 。7. 下列各种情况下的对流传热系数：空气流速为6m/s时的1；空气流速为25m/s时的2；

3、水的流速为1.2m/s时的3；水的流速为2.5m/s时的4；蒸汽膜状冷凝时的5之间的数值按自大而小的顺序为_5_4 _3_2_ _1_ 。8. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数E 减小 ，相平衡常数m 减小 ，溶解度系数H 增大 （增加、减少、不变）。9. 某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则：回流比等于 无穷大 ；馏出液量等于 零 ；操作线斜率等于 1 。10 .干燥进行的必要条件是物料表面所产生的水汽（或其它蒸汽）压力 大于介子中水汽的压强 ；临界含水量指的是 恒速干燥和降速干燥的分界点对应的物料含水量 。二、选择题：（每题2分，共20分）1. 层

4、流与湍流的本质区别是：( D )。A. 湍流流速层流流速 B. 流道截面大的为湍流，截面小的为层流； C. 层流的雷诺准数z2 (2)以截面2的中心线为水平基准面，在截面1、2间列柏努力方程，即 Z1=Z2,u1=1/4u2=0.5截面1、2水柱高差=0.191 m2. （12分）某混合式冷凝器的真空度为78 kPa，冷水进冷凝器的入口比水池的吸水面高15m，用1147 mm 管道输水，所需冷却水量为50 m3 / h 。管长 80 m，管路配有2个球心阀和5 个弯头，现库存有四种规格离心泵如下：编 号1234流量 (m3 / h)306060120扬程（m）10101515已知阀门的阻力系数

5、1=3，900弯头的阻力系数2 = 1.26 ，管入口3= 0.5，摩擦系数= 0.02，水的密度1000kg/m3。试问用哪种泵，并通过计算说明理由。解：以贮槽液面为截面1，并作为水平基准面，以冷水进冷凝器的入口内侧为截面2，在截面1、2间列柏努力方程，即 其中Z1=0,Z2=15m,p1-p2=78KPa,将数据带入方程，求的He=13.1 m由以上数据分析，选用3号泵即可满足生产要求。3.（10分）用一板框压滤机在147.1kN/m2（表压）下恒压过滤某悬浮液，要求在1.5小时内获得4m3的滤液，若过滤介质阻力忽略，滤渣为不可压缩，并测得过滤常数K=1.610-5m2/s，问：（1）需要

6、过滤面积多少m2?（2）若把压力加倍，其它情况不变过滤1.5小时，可得滤液多少m3?解：（1）由于过滤介质可以忽略，则过滤方程为V2=KA2带入数据求的过滤面积A=16.7 m2 （2）过滤常数K=2kp1-s , 由于滤饼不可压缩，s=0，即K=2kp ，所以K/K=p/p=2 则，V=21.610-516.721.53600=5.64 m34.（12分）在换热器中，热水流量为2000kg/h(走管外)，冷水流量为3000kg/h（走管内），热水进口温度1=85，冷水进口温度1=15，如要求将冷水加热到2=35，求采用并流和逆流时的平均温度差及传热面积。(冷、热水的平均比热可认为相等，为4.

7、18kJ/kg。已知热水一侧的对流传热系数为1500W/m2-，冷水一侧的对流传热系数为1000W/m2，忽略管壁和污垢的热阻及热损失，该换热器为薄管壁)解：由于忽略管壁和污垢的热阻及热损失，则 （a） ，Q=WcC(t2-t1)=KStm (b) 又 WhC(T1-T2)=WcC(t2-t1)，带入数据解得T2=55 （1）并流时 热流体 8555 冷流体 1535 =50/ln3.5联立a、b ，并带入数据，解得S=4.18ln3.5（2）逆流时 热流体 8555 冷流体 3515 =10/ln1.25联立a、b ，并带入数据，解得S=41.8ln1.25 5. （10分）某厂有一填料层高

8、为 3m 的吸收塔，用水洗去尾气中的公害组分A 。测得浓度数据如图, 相平衡关系为 y*=1.15x。试求：该操作条件下，气相总传质单元高度HOG为多少m ?（Yy，Xx）解：填料层高度Z=HOGNOG由相平衡关系知m=1.15 又V(Y1-Y2)=L（X1-X2）联立方程，并带入数据，解得HOG=1.28ln2.7 m6.（12分）用一塔顶设全凝器的常压精馏塔分离含甲醇为0.3，流量为100kmol/h的甲醇水混合液，泡点进料，并要求塔顶产品含甲醇为0.95，塔底产品含甲醇为0.015（以上均为摩尔分率），已知精馏段操作线为：y0.6x0.38，操作条件下的平衡关系如图所示，试求：(1) 塔

9、顶及塔底的产品流量（kmol/h）； (2) 塔的理论板数及进料位置。（作图法求塔板数在右图中完成）解：（1）F=D+W FxF=DxD+WxW 联立并带入数据解得D=30.5 Kmol/h , W=69.5 Kmol/h (2)根据精馏段操作线经过（0.95，0.95）和（0，0.38）画出精馏段操作线，又因泡点进料，则q=1，作过（0.3，0.3）平行于y轴的直线交精馏段操作线于f点，连接点（0.015，0.015）与f即为提馏段操作线。绘梯级，求得理论板数为9，自塔顶往下数第五层为进料板。7. （12分）在一连续干燥器中干燥盐类结晶,每小时处理湿物料为1000kg，经干燥物料的含水量由40%减至5%(均为湿基)，以热空气为干燥介质，初始湿度H1为0.009kg水/kg绝干空气，离开干燥器时湿度H2为0.039kg水/kg绝干空气，假定干燥过程中无物料损失，试求： (1)水分蒸发量W (kg水/h)；(2)空气消耗量L (kg绝干空气/h); 原湿空气消耗量L(kg原空气/h)；(3)干燥产品量G (kg/h)解：干燥产品量G=湿物料M（1湿基含水量），即G=1000（10.4）=600 Kg/h,又干基含水量，即X1=0.67 X2=0.053又W=G（X1X2）=L(H2H1) 带入数据解得W=370.2Kg水/h L=1