09華南理工考研化工原理試卷.pdf

851 華南理工大學(xué) 2009 年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷 請在答題紙上做答 試卷上做答無效 試后本卷必須與答題紙一同交回 科目名稱 化工原理 適用專業(yè) 化學(xué)工程 化學(xué)工藝 應(yīng)用化學(xué) 工業(yè)催化 能源環(huán)境材料及技術(shù) 制藥 工程 制漿造紙工程 制糖工程 環(huán)境工程 共 頁 第 1 頁 一 填空 選擇題 50 分 1 某設(shè)備內(nèi)真空表的讀數(shù)為 375mmHg 其絕壓等于 MPa 設(shè)當?shù)氐拇?氣壓為 1 013 10 5Pa 2 流體在圓管內(nèi)作層流流動時 其流體阻力損失與管內(nèi)流速u 次方成正比 3 邊長為 0 5m 的正方形通風(fēng)管 該管道的當量直徑為 4 離心泵在管路系統(tǒng)中工作時 其工作點是由離心泵的 和管路的 共同確定 5 其他條件不變 被輸送流體的溫度提高 離心泵的允許安裝高度 提 高上游容器的操作壓強 離心泵允許安裝高度 6 球形顆粒在 20 C 空氣中沉降 設(shè)沉降過程符合 stocks 定律 其他條件不變 空 氣溫度上升時 沉降速度將 若該顆粒在水中沉降 當水溫升高 其 沉降速度將 7 用壓濾機分離懸浮物 忽略過濾介質(zhì)阻力 濾餅不可壓縮 過濾時間增加一倍 濾液量增加到原來的 過濾面積增加一倍 濾液量增加至 8 有一套管換熱器 環(huán)隙中 1200C飽和水蒸氣冷凝加熱小管內(nèi)空氣 空氣呈湍流流 動狀態(tài) 其對流傳熱系數(shù)為 70 W m 2 1 若將上述套管中空氣流量增大一倍 其他條件和物性基本保持不變 此時 套管的總傳熱系數(shù)約等于 W m 2 1 上述套管換熱器內(nèi)管壁溫度接近于 oC 9 為了減少高溫物體熱輻射損失 往往在高溫物體周圍設(shè)置熱屏障 熱屏障材料的 黑度減小 則熱輻射損失 10 當管子由水平放置改為垂直放置 其他條件不變 其能量損失 A 增大 B 減小 C 不變 D 不確定 11 并聯(lián)管路的阻力損失等于 A 各并聯(lián)支管損失之和 B 各并聯(lián)支管阻力損失的平均值 C 任一并聯(lián)支管的阻力損失 D 不確定 第 2 頁 12 傳熱速率方程中的傳熱面積與熱流方向 A 相互平行 B 相互垂直 C 斜交 D 相對位置不確定 13 一臺換熱器 管內(nèi) 管外的對流傳熱系數(shù)分別為 60 W m 2 1和 10000 W m 2 1 換熱管為 25 1 5mm的紫銅管 若污垢熱阻不計 則該換熱器的控制熱阻約為 m2 0C W 1 A 1 10000 B 1 60 C 1 10000 60 2 D 1 10000 1 60 14 當質(zhì)量傳遞過程為氣相控制時 總傳質(zhì)與分傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)系為 溶質(zhì) 為 氣體 A B C D E 易溶 F 難溶 15 雙組分液體混合物進行閃蒸時 須將混合物的溫度升至 若進 行微分蒸餾 則須將混合物的溫度升至 A 露點 B 泡點 C 兩相區(qū) D 任意溫度 16 雙組分混合物 當相對揮發(fā)度 1 其平衡關(guān)系表示為 液體混合物可以用普通精餾方法分離 17 中間進料的雙組分連續(xù)精餾中 對不同進料熱狀態(tài) 各物理量的關(guān)系為 冷液進料 泡點進料 兩相進料 露點進料 過熱蒸汽進料 A L L B V V C L L q F D V V 1 q F E L L F F V V F G q 1 H q 0 I 0 q 1 18 氣體吸收過程 當操作壓力增加 亨利常數(shù) m 將 吸收速率 將 A 增加 B 減少 C 不變 D 不能確定 19 對流干燥過程 恒速干燥階段 液體的蒸發(fā)速率與 有關(guān) 降速 干燥階段 液體的蒸發(fā)速率與 有關(guān) xx kK 11 yy kK 11 yy kK 11 xx kK 0 C t tw td D t tw td 22 在逆流吸收塔中用純?nèi)軇┪栈旌蠚庵幸兹芙M 分 填料為無限高 入塔Y1 8 平衡關(guān)系Y 2X 問 1 若液氣比 摩爾比 為 2 5 時 吸收率 2 若液氣比 摩爾比 為 1 5 時 吸收率 23 用純水吸收氣體中組分A 要求組分A的濃度由 0 1 下降到 0 02 設(shè)吸收因子A 1 亨利常數(shù)m 2 若需要理論板數(shù)NT 4 則需要的傳質(zhì)單元數(shù)為 最小液 氣比為 二 16 分 有一輸水管系統(tǒng)如下圖所示 出水口處管子直徑為 55x2 5mm 設(shè)管路 的壓頭損失為 16u2 2 u指出水管的水流速 未包括出口損失 求水的流量為多少 m3 h 由于工程上的需要 要求水流量增加 20 此時 應(yīng)將水箱的水面升高多少m 假設(shè) 管路損失仍可以用 16u2 2 u指出水管的水流速 未包括出口損失 表示 第 4 頁 三 16 分 用板框過濾機恒壓過濾某一懸浮液 當過濾時間為 1800s時得到的總濾 液量為 8m3 當過濾時間為 3600s時結(jié)束過濾 并得到總的濾液量為 11m3 接著 在相同的壓力下用 3m3的清水進行洗滌 試計算所需的洗滌時間 設(shè)介質(zhì)阻力忽 略不計 四 18 分 一單殼程單管程列管換熱器 管束由長 3m 直徑為 25 2 5mm的鋼管 組成 苯在換熱器管內(nèi)流動 流量為 1 5kg s 1 由 80 冷卻到 30 冷卻水在管 外和苯呈逆流流動 水進口溫度為 20 出口溫度為 50 已知水側(cè)和苯側(cè)的對 流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)分別為 1700W m 2 1和 900 W m 2 1 苯的平均比定壓熱容為 1 9kJ kg 1 1 鋼的熱傳導(dǎo)系數(shù)為 45 W m 1 1 污垢熱阻和換熱器的熱損失忽略 不計 試求 1 所需的傳熱速率多大 2 傳熱平均溫差多大 3 該操作條件下?lián)Q熱器的總傳熱系數(shù)多大 4 該列管換熱器換熱管子數(shù)為多少 五 16 分 一干燥器將濕基濕含量 5 的濕物料干燥到 0 5 干燥器的干燥能力為 1 5 kg 絕干物料 s 進出干燥器空氣的溫度分別為 127 82 新鮮空氣的濕 度為 0 007kg 水 kg 絕干空氣 進出干燥器物料的溫度分別為 21 66 絕 干物料的比熱容為 1 8kJ kg 若忽略干燥器的熱量損失 計算 a 干燥過程除去的水分量 b 濕空氣的消耗量 c 離開干燥器時空氣的濕度 六 16 分 在填料塔中用純水逆流于 15 下吸收混合氣體中的可溶組分 吸收過 程為氣膜控制 原設(shè)計溶質(zhì)的回收率為 99 操作液氣比為 1 71 已知相平衡關(guān) 系 氣相總傳質(zhì)單元高度為 0 8m 試求 XY5 0 1 吸收溫度升為 30 時 溶質(zhì)的吸收率降低到多少 30 時 相平衡關(guān)系 XY2 1 2 通過增加噴淋量的方法以維持原吸收率 液氣比應(yīng)為原來的多少倍才能滿足要 求 設(shè)溫度 噴淋量的改變對總傳質(zhì)系數(shù)的影響可忽略 第 5 頁 七 18 分 用精餾塔分離相對揮發(fā)度為 2 的雙組分混合物 塔頂產(chǎn)品