长江大学董盛富-84 吸收过程的设计型计算 (57)

1、石油大学硕士研究生入学考试试题（2001）一、填空（31分）1 流体在一段圆形水平直管中流动，测得平均流速为/s，压强降为10Pa，Re为1000，问管中心处的点速度为（1）m/s。若流速增加为1m/s，则压强降为（2）Pa。2 用离心泵在两敞口容器间输水，在同一管路中，若用该离心泵输送的某液体（该液体的其它性质与水相同），与输送水相比，离心泵的流量为（3），扬程（4），泵出口压力（5），轴功率（6）。（变大，变小，不变，不确定）3 降尘室的生产能力只与降尘室的（7）和（8）有关，而与（9）无关。4 当颗粒处于流化阶段，床层的压降约等于（10）。5 外包绝热材料的蒸汽管道，当蒸汽压力增大时，绝

2、热层外表面与空气之间的给热系数将（11），绝热材料的导热系数将（12）（增大、减小、不变、不确定），其主要原因是（13）。6 黑体表面温度由40加热到347K，则辐射能力增加为原来的（14）倍。7 在精馏体系中，随塔设备操作压力增加，体系的分子量（15），塔内汽相体积负荷（16），液相体积负荷（17），这也就是为什么板式减压塔常常为（18）液泛控制，而加压塔为（19）液泛控制，同时在相同的处理量下，减压塔的塔径较加压塔（20）的主要原因。8 水蒸汽蒸馏是（21），恒沸蒸馏是（22），萃取蒸馏是（23）。9 萃取过程中，溶剂选择不仅要求对溶质A具有（24），同时也要求对稀释剂B（25），一般要求

3、两者（26），否则萃取过程难以实现。而萃取蒸馏中一旦出现了萃取剂与体系液相出现了（27），则萃取蒸馏操作失效。10 漂流因子是指（28）与（29）之比，反映了（30）对组分A（31）的影响。二、计算题1（16分）用离心泵将密闭贮槽中20的水（密度为1000kg/m3）通过内径为100mm的管道送往敞口高位槽。两贮槽液面高差为10m，密闭槽液面上有一真空表P1，其读数为600mmHg（真），泵进口处真空表P2读数为294mmHg（真）。出口管路上装有一孔板流量计，其孔口直径为，流量系数，U形管水银压差计读数。已知管路总能量损失为44J/kg，试求：（1）出口管路中水的流速；（2）泵出口处压力表P

4、3（与图对应）的指示值为多少？（已知P2与P3相距）。2（8分）某悬浮液在板框式过滤机中进行恒压过滤，操作压差为，过滤常数，一个操作循环中，辅助时间为1000s，滤饼不洗涤。假设滤饼不可压缩，过滤介质阻力可忽略不计，试求：（1）最大生产能力；（2）有一回转真空过滤机，每回转一周提供的过滤面积为4m2，转速为，浸没度为。若要求此回转真空过滤机达到上述板框过滤机的最大生产能力，试确定该回转真空过滤机的真空度应为多少？3（16分）某厂用完全相同的单程裂管式换热器（由44根、长2m的管子构成），按并联方式预热某种料液。122的饱和蒸气在两换热器裂管外冷凝，料液以等流量在两换热器管内流过。料液的比热为，

5、密度为1000kg/m3，当料液总流量为时（料液在管内呈湍流流动），料液由22被加热到102，若蒸气冷凝给热系数为，管壁及污垢热组均可忽略不计。试问：（1）管内料液对流给热系数为多少？（2）料液总流量与加热条件不变，将两台换热器由并联改为串联使用，料液能否由22被加热到102。（3）将两台换热器由并联改为串联后，在料液总流量不变的情况下，流经裂管的压降将增加多少倍（湍流时可按考虑）？解：（1）管流通截面积：料液质量流量：单个换热器的换热面积：单个换热器的传热量：（2）并联改为串联后，料液在管内流速加倍为求料液的出口温度，现采用法。因蒸气的热容流量无穷大，故，逆流操作时有：对于本题（2）况：显然

6、可将料液加热到112，完全满足要求。也可这样进行核算，就是换热能力不能小于热负荷，即热负荷：换热能力：（3）流经列管的压降由下式计算4（15分）流率为的空气混合气中，含氨的体积分率为2%，拟用逆流吸收塔来吸收以回收95%的氨，塔顶水因循环使用而含氨（摩尔分率，下同），操作液气比为最小液气比的倍，操作范围内符合亨利定律，所选用填料的总体积传质系数为，试求：（1）液体在塔底的摩尔分率及所需的填料层高度；（2）如果该填料的等板高度，试估算采用板式塔所需的理论级数。若浮阀塔板对该体系的全塔效率为52.0%，试估算需要多少层实际塔板；（3）若其它生产装置中需要浓度为0.6%、流量为的氨水从该塔以侧线的方

7、式抽出，在氨回收率、和操作液气比不变的情况下，试分别计算满足新生产要求的填料层高度及侧线抽出位置。5（14分）用精馏技术分离某苯-甲苯体系，体系的相对挥发度为，进料组成为（摩尔分率，下同），流量为/h，在泡点温度下连续加入某塔顶，塔顶无液体回流，要求塔釜苯的组成不超过（气液相图祥见附图）。试求：（1）当时所需的理论板数。（2）若在该塔中间某位置侧线抽出倍的气相流率，假定塔顶、塔底组成和产品量不变，试推导侧线上下两段的操作线方程。（3）在设计条件下，无论该塔需要多少块理论板数，试求塔顶的最大组成。（4）若该塔用直径为，开孔率为10%的浮阀塔板进行分离，堰高，堰长与塔径比为，孔径为，体系的气相密度为，液相密度为，试计算最大单板总压降。干板压降：，单位：m也层压降：，单位：m式中，为筛孔孔速，m/s，L为液相体积流率，m3/h。解：（1）该塔只有提馏段，无精馏段，进料混合液的平均摩尔质量为：进料摩尔流率：对该塔作全塔物料衡算有：该塔的操作线方程（由塔顶至塔内任一截面作物料衡算）为：在操作线和平衡线之间画阶梯，得所需理论板数为，如图所示。现采用逐板计算法求解理论板数。相平衡方程： 或 （1）操作