化工原理考研试题(中国石油大学)2026年研究生入学考试B及答案

化工原理考研试题(中国石油大学)2026年研究生入学考试B及答案一、填空题（每空1分，共30分）1.流体在圆形直管内作层流流动时，平均流速是管中心最大流速的__倍；摩擦系数λ与雷诺数Re的关系为2.离心泵的扬程是指泵对__提供的有效能量，其单位为__。3.离心泵启动前必须__，否则会发生__现象。4.在斯托克斯沉降区，颗粒沉降速度与颗粒直径的____次方成正比。5.恒速过滤时，过滤速率恒定，随着滤饼增厚，过滤压力差__，过滤阻力__。6.对流传热准数Nu的表达式为__，Pr7.在列管式换热器中，若壳程与管壁温差较大，应设置____。8.蒸汽冷凝时，若蒸汽中含有不凝性气体，冷凝传热系数将____。9.精馏塔恒摩尔流假设的前提是：各组分的____相等，且热损失忽略不计。10.进料热状况参数q的定义是：将1mol进料变为____所需热量与其摩尔汽化潜热之比。11.精馏操作中，若进料轻组分含量减少，要保持塔顶产品组成不变，应____回流比。12.亨利定律p*=E13.吸收操作中，增大吸收剂用量，吸收推动力将__，所需填料层高度将__。14.双膜理论中，吸收总阻力主要集中在__；当气膜阻力远大于液膜阻力时，该吸收过程为__控制。15.湿空气的湿度H表示单位质量____中所含水蒸气的质量。16.干燥过程中，当物料表面水汽分压等于空气中水汽分压时，物料含水量称为____水分。17.恒定干燥条件下，恒速干燥阶段除去的是__水分，降速干燥阶段除去的是__水分。18.萃取操作中，分配系数kA19.多效蒸发与单效蒸发相比，主要优点是__，但__增大。20.流体流动时产生阻力的内因是流体的__，外因是__。答案1.12；2.单位重量流体；m液柱3.灌液排气；气缚4.25.增大；增大6.Nu=7.膨胀节8.显著降低9.摩尔汽化潜热10.饱和蒸汽11.增大12.Pa（或kPa）13.增大；减小14.两膜层；气膜15.绝干空气16.平衡17.非结合水；结合水18.萃余相19.节约蒸汽；设备费用20.黏性；管壁摩擦（流动条件）二、单项选择题（每题2分，共20分）1.流体在阻力平方区作湍流流动，若管路长度不变、管径减小一半而流量不变，则摩擦阻力损失变为原来的（）。A.2倍B.8倍C.16倍D.32倍2.离心泵的允许安装高度随流量增大而（）。A.增大B.减小C.不变D.不确定3.在降尘室中，能完全除去的最小颗粒直径与下列哪项因素无关？（）A.降尘室高度B.降尘室长度C.气体流量D.颗粒密度4.在列管式换热器中，用水冷却某有机液体，若冷却水流量增大，则有机液体出口温度将（）。A.升高B.降低C.不变D.无法确定5.蒸汽冷凝时，若蒸汽中混有少量不凝性气体，冷凝传热系数将（）。A.不变B.增大C.显著减小D.略有增大6.精馏操作中，在进料状态和分离要求不变时，减小回流比，所需理论板数将（）。A.增多B.减少C.不变D.先增多后减少7.用清水吸收空气中的难溶气体，该吸收过程通常为（）。A.气膜控制B.液膜控制C.双膜控制D.不能确定8.用清水吸收空气中的氨，若增加吸收剂用量，则出塔吸收液浓度将（）。A.升高B.降低C.不变D.不确定9.在恒定干燥条件下，将湿物料从初始含水量干燥至平衡水分，干燥速率的经历是（）。A.恒速B.降速C.先恒速后降速D.先降速后恒速10.萃取操作中，若萃取剂用量过大，可能导致（）。A.萃余相溶质浓度升高B.萃取相溶质浓度升高C.萃取相溶质浓度降低D.分离能力增大答案1.D解析阻力平方区λ不变，d′=d/22.B流量增大，泵所需汽蚀余量增大，允许安装高度降低。3.A降尘室生产能力Vs4.B冷却水流量增大，总传热系数增大，传热量增大，有机液体被冷却到更低的出口温度。5.C不凝性气体在壁面附近积聚，形成附加传热阻力，使冷凝传热系数显著下降。6.A回流比减小，操作线向平衡线靠近，所需理论板数增多。7.B难溶气体溶解度小，液膜阻力远大于气膜阻力，为液膜控制。8.B吸收剂用量增大，出塔吸收液浓度被稀释而降低。9.C含水量高于临界含水量时为恒速阶段，低于临界含水量时为降速阶段。10.C萃取剂用量过大，溶质被稀释，萃取相浓度降低。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述离心泵汽蚀现象产生的原因、主要危害及防止措施。2.写出傅里叶定律表达式，并说明其中各符号的意义；简述影响对流传热系数的主要因素。3.精馏塔操作中，若塔顶产品采出率D/4.选择吸收剂时，一般应考虑哪些因素？5.简述恒定干燥条件下干燥速率曲线的形状，并说明恒速干燥阶段和降速干燥阶段的特点。答案1.离心泵入口处压强低于输送温度下液体的饱和蒸汽压时，液体部分汽化形成气泡，气泡随液流进入高压区后迅速凝结，周围液体以高速冲击气泡中心，产生局部高压，导致泵壳和叶轮表面产生麻点、蜂窝状剥落，这种现象称为汽蚀。危害：产生噪声和振动，泵的流量、扬程和效率显著下降，严重时叶轮损坏。防止措施：确定合理的安装高度，保证有效汽蚀余量大于必需汽蚀余量；减小吸入管阻力（缩短吸入管、加大管径、减少局部阻力）；控制输送液体温度；调节泵在额定流量附近工作。2.傅里叶定律表达式为Q=−λAdtdx，其中Q为导热速率（W），λ为导热系数（W/(m·℃)），A为垂直于热流方向的导热面积（m²），dt(1)溶解度大，对目标组分溶解能力强，可减少吸收剂用量；(2)选择性好，对混合气中其他组分溶解度小；(3)挥发性低，沸点高，减少吸收剂损失；(4)黏度低，有利于气液接触和输送；(5)化学稳定性好，腐蚀性小，无毒或低毒，不易燃易爆；(6)易于再生，价格低廉，来源方便。5.恒定干燥条件下，以临界含水量为界，干燥速率曲线分为恒速干燥阶段和降速干燥阶段。恒速阶段：物料表面被非结合水湿润，干燥速率保持恒定，物料表面温度近似等于湿球温度，除去的是非结合水分，干燥速率由表面汽化速率控制。降速阶段：物料表面不再全部湿润，干燥速率随物料含水量减小而下降，除去的是结合水分，干燥速率由内部水分向表面的扩散速率控制，物料温度逐渐升高并趋近空气温度。四、计算题（共70分）1.（20分）用离心泵将20℃的水从敞口贮槽送至敞口高位槽，两槽液面恒定且高差为20m。输水管路为Φ57mm×(1)管内水的流速；(2)管路阻力损失（m液柱）；(3)泵的轴功率（kW）。2.（25分）在列管式换热器中，用初温为20℃的冷却水逆流冷却某有机液体。有机液体流量为5000kg/h，从90℃冷却至40℃，其比热容为2.0kJ/(kg·℃)。冷却水出口温度不超过50℃，总传热系数K为500W/(m²·℃)。试求：(1)传热量Q；(2)冷却水用量；(3)对数平均温差Δt(4)所需传热面积A。3.（25分）用连续精馏塔分离苯-甲苯混合液。进料流量F=100kmol/h，进料中苯的摩尔分数xF=0.45，泡点进料（q=1）。要求塔顶产品苯含量xD=(1)塔顶、塔釜产品流量D、W；(2)最小回流比Rm(3)精馏段和提馏段操作线方程；(4)用逐板计算法求所需理论板数和进料位置。答案1.（1）管截面积：A流速：u（2）管路阻力损失：h（3）在低位槽液面（1-1'）和高位槽液面（2-2'）间列伯努利方程。两槽均敞口，p1=pH泵的轴功率：P答：管内流速为2.12m/s，管路阻力损失为45.0m液柱，泵的轴功率为4.09kW。2.（1）传热量：Q（2）冷却水用量，取cpm（3）逆流时：热流体90→40℃，冷流体ΔΔ（4）传热面积：A答：传热量为138.9kW，冷却水用量为3989kg/h，对数平均温差为28.85℃，所需传热面积为9.63m²。3.（1）物料衡算：F代入数据：100解得：D（2）泡点进料，q线为x=y在xFy最小回流比：R（3）实际回流比：R精馏段操作线方程：y提馏段操作线方程：LVy（4）逐板计算：相平衡