化工原理考研試卷

武漢化工學(xué)院2005年攻讀碩士學(xué)位研究生考試《化工原理》試卷0卷）適合專業(yè)：化工、制劑、制藥、生工、高分子材料考題編號(hào)注意事項(xiàng)：答題時(shí)可以不抄題，但必須寫清題號(hào)；答題必須使用藍(lán)、黑墨水或圓珠筆，用紅筆或鉛筆均不給分；答案必須寫在答題紙上；滿分150分，考試時(shí)間3小時(shí)。一、判斷題（2X15=30分，正確的在括號(hào)內(nèi)打W,錯(cuò)誤的打“X”）TOC\o"1-5"\h\z氣體的粘度隨溫度的升高而增大。（）流體在管道中流動(dòng)過程中壓力降就是壓力差。（）當(dāng)離心泵的出口管調(diào)節(jié)閥開的越大，泵的出口壓力表指示越大。（）用水吸收空氣中的氨的傳質(zhì)過程為氣膜控制。（）在精餾操作中，若其他條件不變，回流比越大能耗就越高。（）換熱器的管程越多，單位時(shí)間的換熱量就越大。（）在降速干燥階段，干燥速度由空氣的狀態(tài)決定。（）用U型壓差計(jì)測量壓強(qiáng)差時(shí)，壓強(qiáng)差的大小與讀數(shù)R、密度差（jO指-Q）有關(guān)，與U形管粗細(xì)無關(guān)。B（）用皮托管來測量氣體流速時(shí)，測出來的流速是氣體的平均流速。（）IS100-80-125中125為離心泵的葉輪直徑。（）有一高溫含塵氣流，塵粒的平均直徑在2?3〃m，現(xiàn)要達(dá)到較好的除塵效果，可采用旋風(fēng)分離器的除塵設(shè)備。（）當(dāng)流體靜止時(shí)，顆粒沉降速度為顆粒勻速降落時(shí)顆粒的下落速度。（）板式塔內(nèi)氣液逐級(jí)接觸，填料塔內(nèi)氣液連續(xù)接觸。（）當(dāng)回流比從全回流逐漸減小時(shí)，精餾段操作線向平衡線靠近。為達(dá)到給定的分離要求，所需的理論板數(shù)逐漸減少。（）濕度越大，則該空氣的未飽和程度越大。（）二、單項(xiàng)選擇題（2X10=20分）以下方程中哪一個(gè)是連續(xù)性方程？。z+p/og=常數(shù)B.uAp=常數(shù)pu參考圖1，流體從大管流向小管，以下表述正確的是,參考圖1，流體從大管流向小管，以下表述正確的是C.z+——+^—=吊數(shù)D.P=P0+Ogh

動(dòng)能上升，靜壓能下降，位能不變C.動(dòng)能上升，靜壓能上升，位能不變動(dòng)能下降，靜壓能上升，位能不變D.動(dòng)能不變，靜壓能不變，位能不變圖1流體在圓管內(nèi)強(qiáng)制湍流傳熱，給熱系數(shù)a=1000W/m2.°C,若其他條件不變，而流速加倍，則a'將等于。動(dòng)能上升，靜壓能下降，位能不變C.動(dòng)能上升，靜壓能上升，位能不變動(dòng)能下降，靜壓能上升，位能不變D.動(dòng)能不變，靜壓能不變，位能不變1000W/m2.CB.1740W/m2.C574W/m2.CD.不確定有一精餾塔，已知玉=0.9,a=2，塔頂為全冷凝器，則從第一塊理論板下降的液體組成氣為。0.75B.0.818C.0.92D.不確定在填料塔內(nèi)進(jìn)行吸收操作時(shí)，氣液兩相的主要傳質(zhì)表面積為。填料的體積B.填料的比表面積C.被濕潤的填料總表面積D.上述都不對以下關(guān)于間歇精餾的描述不正確的是。...間歇精餾往往采用填料塔間歇精餾為一非定態(tài)過程間歇精餾時(shí)全塔均為提餾段，沒有精餾段間歇精餾時(shí)，為保持餾出液組成恒定，其回流比應(yīng)不斷增大下面那一種泵不屬于正位移泵。...A.旋渦泵B.往復(fù)泵C.齒輪泵D.螺桿泵以下說法正確的是。最小回流比與物系的相平衡性質(zhì)有關(guān)，而與混合物的分離要求無關(guān)最小回流比與混合物的分離要求有關(guān)，而與物系的相平衡性質(zhì)無關(guān)最小回流比既與物系的相平衡性質(zhì)有關(guān)，也與混合物的分離要求有關(guān)上述觀點(diǎn)都不正確離心泵停車時(shí)要。先關(guān)出口閥后斷電先斷電后關(guān)出口閥先斷電先關(guān)出口閥均可單級(jí)式的先斷電,多級(jí)式的先關(guān)出口閥若氣體中所含微粒的最小直徑為4pm，并含有少量水分，現(xiàn)要將此氣體進(jìn)行凈制，并希望分離效率達(dá)到99%，則應(yīng)選用。A.袋濾器B.降塵室C.旋風(fēng)分離器三、案例分析題（10分）某工廠將一臺(tái)正常輸送自來水的離心水泵用于輸送循環(huán)水后，水泵工作不正常，特別是葉輪振動(dòng)劇烈，以致于一月?lián)Q一次葉輪，廠家很苦惱，請分析原因，并提出如何解決此問題的方案？四、計(jì)算題（90分）（15分）圖2為射流泵裝置簡圖，它是利用噴嘴處的高速水流產(chǎn)生真空，將容器中的流體吸入泵內(nèi)，與射流一起送入下游。若要在噴嘴處產(chǎn)生2.5m（水柱）的真空度，噴嘴的內(nèi)徑為50mm,下游管道內(nèi)徑為70mm，其余尺寸如圖2所示，問上游液面z0應(yīng)為多高？（忽略阻力損失）圖22.（15分）在一逆流單管程、單殼程換熱器中，用初溫290K的水將1.25kg.s-1的苯（比定壓熱容1.9kJ.kg-1.K-1），由350K冷卻到300K。換熱器由外徑25mm,內(nèi)徑22mm的列管構(gòu)成。水走管內(nèi)。若水側(cè)和苯側(cè)的對流傳熱系數(shù)分別為0.85kW.m-2.K-1和1.7kW.m-2.K-1，管壁的導(dǎo)熱系數(shù)為45W.mLK-1,且污垢熱阻可忽略。問在水溫不超過320K的最少用水量下，所需管子總長為多少？（20分）某精餾塔分離A、B混合液，料液含A和B各50%的飽和蒸汽，處理量為100kmol/h，塔頂、塔底產(chǎn)品各50kmol/h，精餾段操作線方程為j=0.833x+0.15，間接蒸汽加熱，塔頂采用全凝器。試求：（1）塔頂、底產(chǎn)品的組成；（2）全凝器每小時(shí)冷凝的蒸汽量；（3）再沸器每小時(shí)產(chǎn)生的蒸汽量；（4）提餾段操作線方程；（5）若物系的相對揮發(fā)度為3,塔頂?shù)谝粔K塔板的板效率為EmL=0.6,則離開塔頂?shù)诙K實(shí)際板的氣相組成為多少？m4（20分）用填料吸收塔處理兩股溶質(zhì)不同的混合氣體，兩股氣體的摩爾流率皆為0.02kmol/（m2.s）。初始含量分別為0.05和0.03（皆為摩爾分?jǐn)?shù)，下同），用純?nèi)軇┪眨苜|(zhì)的回收率為80%。已知操作條件下的相平衡關(guān)系為偵0梟。試求：

兩股氣體先混合后由塔底進(jìn)入(見圖3),吸收劑用量為最小吸收劑用量的1.25倍，吸收過程的總體積傳質(zhì)系數(shù)Kya=0.025kmol/(m3.s)，求填料層高度。若不改變回收率和吸收劑用量，將含溶質(zhì)較少的氣體單獨(dú)由最佳位置進(jìn)料(見圖4)，求最佳位置在何處？填料層高度為多少m？(吸收過程的總體積傳質(zhì)系數(shù)可視為不變)。GiyG1G2GiyG1G2圖3(20分)某小型板框過濾機(jī)僅有一個(gè)框，過濾面積為0.1m2。今在0.1MPa(表壓)下用某懸浮液進(jìn)行過濾實(shí)驗(yàn)，得到下列數(shù)據(jù)(見下表)。累積時(shí)間(s)60600累積體積(m3)0.0030.01經(jīng)測定，濾餅體積與濾過濾常數(shù)并寫出過濾方程；若用一臺(tái)BAY30—635/25mm型過濾機(jī)，濾框尺寸為635mmX635mmX25mm,共38個(gè)框，總過濾面積為30m2,過濾操作條件同(1)，求濾框充滿濾餅時(shí)的過濾時(shí)間及生產(chǎn)能力。設(shè)過濾機(jī)拆卸重裝需12分鐘。若用相當(dāng)于濾液總量的10%的水進(jìn)行洗滌，計(jì)算洗滌時(shí)間及生產(chǎn)能力的變化。若濾餅的壓縮性指數(shù)s=0.15，濾布阻力不變，試寫出過濾壓差增加一倍時(shí)的恒壓過濾方程。武漢化工學(xué)院2005年攻讀碩士學(xué)位研究生考試《化工原理》試卷奩卷）適合專業(yè)：化工、制劑、制藥、生工、高分子材料考題編號(hào)注意事項(xiàng)：答題時(shí)可以不抄題，但必須寫清題號(hào)；答題必須使用藍(lán)、黑墨水或圓珠筆，用紅筆或鉛筆均不給分；答案必須寫在答題紙上；滿分150分，考試時(shí)間3小時(shí)。一、填空題（20分）流體在垂直等徑直管中流動(dòng)時(shí)，摩擦阻力損失hf^。流體在圓形直管中作完全湍流流動(dòng)，當(dāng)輸送量、管子的相對粗糙度不變，而將其管徑和管長均縮小一半，則阻力變?yōu)樵瓉淼谋?。板框壓濾機(jī)恒壓過濾T時(shí)間后，濾餅充滿濾框，現(xiàn)用框厚減半的壓濾機(jī)，同壓差下過濾至滿框，則所需過濾時(shí)間T'=T（忽略濾布阻力）。利用落球粘度計(jì)測量時(shí)，測量是在距液面高度1/3的中段內(nèi)進(jìn)行，以避免的影響。冷熱水通過間壁換熱器換熱，熱水進(jìn)口溫度為90°C，出口溫度為50°C，冷水進(jìn)口溫度為18C，出口溫度為53C，則熱損失占傳熱量的%，冷熱流體的可能流動(dòng)方式為。（冷熱水的物性數(shù)據(jù)可視為相同）。當(dāng)吸收因數(shù)A>1時(shí)，若填料層高度H=8，則對于逆流吸收塔，氣液兩相將于塔達(dá)到平衡。恒沸精餾與萃取精餾主要針對物系，采用加入第三組分的方法以改變原物系的。在板式塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，哪些因素考慮不周時(shí)，則塔易發(fā)生降液管液泛，請列舉其中三個(gè):、和等現(xiàn)象。提高空氣的預(yù)熱溫度，可提高干燥操作的熱效率，這是因?yàn)槎⑦x擇題（每題2分，共20分）

12345678910如圖1所示的輸水系統(tǒng)中，閥門A、B和C半開時(shí)，各管路的流速分別為uA、ub、uc?，F(xiàn)將B閥全開，則各管路流速的變化應(yīng)為：uA變小、uB變大、uC變大uA變小、uB變大、uC不變uA變大、uB變大、uC變大uA不變、uB變大、uC變大過濾介質(zhì)阻力忽略不計(jì)，最佳等壓過濾循環(huán)是。A.T過濾T洗滌B.T過濾+T洗滌TC.T過濾T洗滌+丁輔D.T洗滌T過濾+T某降塵室處理100^的含塵氣體時(shí)，能被100%除去的最小顆粒直徑為90pm，現(xiàn)將同樣質(zhì)量的氣體升溫至200^，則能被100%除去的最小顆粒直徑。A.大于90pmB.小于90pmC.等于90pmD.不確定某一套管式換熱器，用管間飽和蒸汽加熱管內(nèi)空氣，設(shè)飽和蒸汽溫度為120°C，空氣進(jìn)口溫度為20C，出口溫度為80C，此時(shí)套管換熱器的內(nèi)壁溫度應(yīng)接近。TOC\o"1-5"\h\zA.120CB.60CC.90CD.70C溫度相差100C的兩灰體間進(jìn)行輻射傳熱，現(xiàn)因某種原因，兩者的溫度各上升了10C，則此時(shí)的輻射傳熱量與原來的相比將。A.不變B.變大C.變小D.不確定以下有關(guān)吸收過程最小液氣比的說法錯(cuò)誤的是。??最小液氣比與分離要求有關(guān)最小液氣比與物系的相平衡關(guān)系有關(guān)液氣比為最小液氣比時(shí)，塔頂某一截面處氣液兩相趨近平衡吸收塔的液氣比不能低于最小液氣比在填料塔中用清水吸收混合氣中nh3,當(dāng)水泵發(fā)生故障上水量減少時(shí)，氣相總傳制質(zhì)單TOC\o"1-5"\h\z元數(shù)NOG——。3A.增加B.減少C.不變一操作中的精餾塔，若保持F、xFq、D不變，而增大回流比，貝0。A.x增大、x增大B.x增大、x下降DWDWC.x增大、x不變D.x下降、x下降DWDW二元精餾計(jì)算過程中操作線為直線，主要基于。A理想物系B理論板假定C恒摩爾流假定D等分子反向擴(kuò)散在給定的空氣條件下，不同物料在恒速階段的干燥速率。A.有極大差異B.有較大差異C.相同D.可能有差異，也可能相同

三、分析題（10分）'2（p-p）gm試從沉降速度計(jì)算式七=}一出發(fā)，推導(dǎo)出轉(zhuǎn)子流量計(jì)的體積流量計(jì)算公式q=CA式q=CA‘2<^￡2vR0pAf規(guī)律。已知：匚與并分析流量系數(shù)CR與流體流過環(huán)隙時(shí)的雷諾數(shù)Re的變化的關(guān)系為：R%<2時(shí)’°=24/Re；2<的<500,匚=18.5/Reo.6；500<R%<2X105,匚澆0.44。四、實(shí)驗(yàn)題（10分）圖2為測定恒定轉(zhuǎn)速下泵性能實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置圖，請?zhí)砑訙y量儀表和閥門；指出圖中的錯(cuò)誤并說明原因；指出測量泵性能實(shí)驗(yàn)應(yīng)記錄的數(shù)據(jù)。圖2五、計(jì)算題（90分）（20分）列管式換熱器，管徑為？25X2.5mm,傳熱面積為15m2（按管外徑計(jì)）。今擬用于使80r的苯飽和蒸汽冷凝、冷卻至45r，苯走管外，流量為1.50kg/s；冷卻水走管內(nèi)與苯逆流換熱，流量為8kg/s。冷水進(jìn)口溫度存在波動(dòng)，為15±5r?，F(xiàn)已估算出苯冷凝、冷卻時(shí)的對流傳熱系數(shù)分別為1600W/（m2.K）、850W/（m2.K）；水的對流傳熱系數(shù)為2500W/（m2.K），忽略管兩側(cè)的污垢熱阻和管壁熱阻。已知水、苯（液體）的比熱容分別為4.18kJ/（kg.K）、1.76kJ/（kg.K）；苯蒸汽在80r時(shí)的冷凝潛熱為394kJ/kg。問此換熱器是否可用？（提示：可分別計(jì)算冷凝段與冷卻段的傳熱面積）（20分）如圖3所示，常溫水由高位槽經(jīng)一？57X3.5mm的鋼管流向低位槽，兩槽液位恒定，管路中裝有孔板流量計(jì)和一個(gè)截止閥。已知直管和局部阻力的當(dāng)量長度（不包括截止閥）總和為50m，截止閥在某一開度時(shí)的局部阻力系數(shù)為9.5，此時(shí)讀數(shù)R]=150mmHg。試求：

管路中的流量及兩槽液面的位差A(yù)z；此時(shí)閥門前后的壓強(qiáng)差及汞柱壓差計(jì)的讀數(shù)R2;要將同樣流量的水從低位槽輸送至高位槽，外加壓頭為多少m水柱?已知：孔板浪量計(jì)的流量與壓差關(guān)系式為qV已知：孔板浪量計(jì)的流量與壓差關(guān)系式為qV=1.37x10一3包P式中：P為流體密度，單位kg/m3；Ap為孔板兩側(cè)壓差，單位Pa；qv為流量，單位m3/s。流體的密度為1000kg/m3,粘度為1mPa.s，摩擦系數(shù)近似為人=0.3164/Re0.25。U形管中指示液均為水銀，其密度為13600kg/m3。(15分)在一塔徑為0.8m的填料塔內(nèi)，用清水逆流吸收空氣中的氨，要求氨的吸收率為99.5%。已知空氣和氨氣的混合氣質(zhì)量流量為1400kg/h，氣體總壓為101.3kPa，其中氨的分壓為1.333kPa。若實(shí)際吸收劑用量為最小吸收劑用量的1.4倍，操作溫度(293k)下的氣液平衡關(guān)系為Y*=0.75X，氣相總體積吸收系數(shù)為0.088kmol/m3.s。試求：每小時(shí)用水量；用平均推動(dòng)力法求解所需填料層高度。(20分)在連續(xù)操作的精餾塔中分離苯-甲苯。塔釜間接蒸汽加熱，塔頂設(shè)全凝器，泡點(diǎn)回流。進(jìn)料中含苯0.30(摩爾分率，下同)，進(jìn)料量為100kmol/h，以飽和蒸汽進(jìn)入塔中部。塔頂餾出液量為30kmol/h。苯-甲苯體系的相對揮發(fā)度為3,且已知精餾段操作線方程為y=0.85x+0.14。試求：實(shí)際回流比是最小回流比的多少倍？提餾段操作線方程；若塔釜停止供應(yīng)蒸汽，保持回流比不變，當(dāng)塔板數(shù)無限多時(shí)，塔頂餾出液、塔底釜?dú)堃旱臐舛雀鳛槎嗌伲?（15分）采用廢氣氣循環(huán)的常壓干燥過程流程，操作條件如圖4所示。若循環(huán)比（循環(huán)廢氣中絕干空氣量與混合氣中絕干空氣量之比）為0.6。假設(shè)干燥為絕熱過程，預(yù)熱器熱損失可忽略。已知20°C、50°C下的水的飽和蒸汽壓分別為2.3346kPa、12.34kPa,0°C時(shí)水的汽化潛熱為2500kJ/kg。試求：1）在H-I圖上定性地繪出空氣的狀態(tài)變化過程;2）干燥過程耗熱量。t2=20Ct=20CA】，B一中D呼0.7000-A預(yù)熱器*干燥器?鏟0.70V新鮮空氣濕物料G]=0.45kg/swi=0.45干燥產(chǎn)品W2=0.05圖4武漢化工學(xué)院2006年攻讀碩士學(xué)位研究生試題化工原理試卷（A卷）適合專業(yè)：化學(xué)工藝，化學(xué)工程，生物化工，材料學(xué)考題編號(hào)：注意事項(xiàng)：答題時(shí)可不抄題，但必須寫清題號(hào)。答題時(shí)必須用藍(lán)、黑墨水鋼筆或圓珠筆，用紅筆或鉛筆均不給分。答案必須寫在答題紙上。滿分150分，考試時(shí)間為3小時(shí)。一、填空題（26分）（2分）某長方形截面的通風(fēng)管道，其截面尺寸為30mmX20mm，其當(dāng)量直徑de為。（3分）離心泵的特性曲線有:,,。（2分）懸浮液中加入助濾劑進(jìn)行過濾的目的是。（2分）蒸汽中不凝性氣體的存在，會(huì)使大大降低，因此冷凝器都應(yīng)有的裝置。（3分）懸浮在靜止流體中的固體微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沉降時(shí)，會(huì)受到三個(gè)力的作用。當(dāng)此三個(gè)力的時(shí)，微粒即作勻速沉降運(yùn)動(dòng)。此時(shí)微粒相對于流體的運(yùn)動(dòng)速度，稱為。（3分）離心分離因數(shù)是指。為了提高離心機(jī)的分離效率，通常使離心機(jī)的增高，而將它的減少。（5分）吸收實(shí)驗(yàn)中吸收塔底部的排液管為U形管，目的是起作用，以防止。操作中的吸收塔，若使用液氣比小于設(shè)計(jì)時(shí)的最小液氣比，則其操作結(jié)果是吸收效果;若吸收劑入塔濃度降低，其它操作條件不變，吸收結(jié)果將使吸收率，出口氣體濃度。（3分）在汽-液相平衡的t-x-y圖中，液相線與汽相線將圖平面平分為三個(gè)區(qū)：汽相線以上的區(qū)域稱為______,液相線以下的區(qū)域稱為,汽、液相線之間的區(qū)域?yàn)椤＃?分）在一定空氣狀態(tài)下干燥某物料，能用干燥方法除去的水分為，首先除去的水分為，不能用干燥方法除去的水分為。二、選擇題（24分）（2分）用U型壓差計(jì)測量壓強(qiáng)差時(shí)，壓強(qiáng)差的大小（）。與讀數(shù)R有關(guān)，與密度差（Q指-Q）有關(guān)，與U形管粗細(xì)無關(guān)與讀數(shù)R無關(guān)，與密度差（Q指-Q）無關(guān)，與U形管粗細(xì)有關(guān)與讀數(shù)R有關(guān)，與密度差（Q指-Q）無關(guān)，與U形管粗細(xì)無關(guān)與讀數(shù)R有關(guān)，與密度差（Q指-Q）無關(guān)，與U形管粗細(xì)有關(guān)（2分）在定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)中，水由粗管連續(xù)地流入細(xì)管，若粗管直徑是細(xì)管的2倍，則細(xì)TOC\o"1-5"\h\z管流速是粗管的（）倍。A.2B.8C.4D.6（2分）一般情況下，液體的粘度隨溫度升高而（）。A.增大B.減小C.不變（2分）離心泵的調(diào)節(jié)閥的開度改變，則（）。A.不改變管路性能曲線B.不會(huì)改變工作點(diǎn)C.不會(huì)改變泵泵的特性曲線TOC\o"1-5"\h\z（2分）恒壓過濾時(shí)過濾速率隨過程的進(jìn)行而不斷（）。A.加快B.減慢C.不變（2分）欲提高降塵寶的生產(chǎn)能力，主要的措施是（）。A.提高降塵寶的高度B.延長沉降時(shí)間C.增大沉降面積（2分）用飽和水蒸汽加熱空氣時(shí)，傳熱管的壁溫接近（）。A.蒸汽的溫度B.空氣的出口溫度C.空氣進(jìn)、出口平均溫度（2分）某精餾塔的理論板數(shù)為17塊（包括塔釜），全塔效率為0.5，則實(shí)際塔板數(shù)為（）塊。A.34B.31C.30D.32（2分）下面關(guān)于濕空氣的干球溫度t，濕球溫度tw，露點(diǎn)td，三者關(guān)系中正確的是（）。A.t>t>tB.t>t>tC.t>t>tD.t>t>tWddWdWWd（2分）為使脫吸操作易于進(jìn)行，通常可采用（）或（）。A.升溫B.加壓C.減壓D.降溫（2分）要使微粒從氣流中除去的條件，必須使微粒在降塵室內(nèi)的停留時(shí)間（）微粒的沉降時(shí)間。A.NB.WC.<D.>（2分）在列管式換熱器中，用水冷凝乙醇蒸汽，乙醇蒸汽適宜安排走（）。A.管程B.殼程C.管、殼程均可三、計(jì)算題（20分）如圖所示，油在光滑管中以u=2m/s的速度流動(dòng)，油的密度p=920kg/m3,管長L=3m,直徑d=50mm,水銀壓差計(jì)測得R=15.0mm,p^=13600kg/m3。試求：⑴油在管中的流動(dòng)形態(tài)；（2）油的粘度；⑶若保持相同的平均流速反向流動(dòng)，壓差計(jì)讀數(shù)有何變化？層流：入=64/Re；湍流：入=0.3164/Re0.25（20分）在內(nèi)管為°180mmX10mm的套管換熱器中，將流量為3500kg/h的某液態(tài)烴從100°C冷卻到60°C，其平均比熱為2.38kJ/kg-K，環(huán)隙走冷卻水，其進(jìn)出口溫度分別為40^和50C，平均比熱為4.17kJ/kg.K,基于傳熱外面積的總傳熱系數(shù)K=2000w/m2-K,設(shè)其值恒定，忽略熱損失。試求：（1）冷卻水用量；（2）分別計(jì)算兩流體為逆流和并流情況下的平均溫差及所需管長。（20分）某逆流操作的吸收塔，用清水洗去氣體中的有害組分。已知該塔填料層高度為9m，平衡關(guān)系式為y=1.4x，現(xiàn)場測得氣體進(jìn)、出口濃度分別為y1=0.03，y2=0.002，液體出口濃度x1=0.015（均為摩爾分率）。試求：12\1）操作液氣比L/G；（2）氣相總傳質(zhì)單元高度Hog；（3）如果限定氣體出口濃度y2=0.0015，為此擬增加填料層高度，則在保持液氣流率均不變的條件下應(yīng)增加多少高度？4.（20分）某連續(xù)精餾塔的操作線方程為：y=0.723尤+0.263（精餾段）；y=1.25x-0.0188（提餾段）。若為過冷液體進(jìn)料，且進(jìn)料熱狀況參數(shù)為1.2，進(jìn)料量為F=75kmol/h。試求：①回流比；②餾出液組成；③釜液的組成；④料液組成；⑤塔頂產(chǎn)品流率。（20分）如附圖所示，濕物料含水量為42%，經(jīng)干燥后為4%（均為濕基），產(chǎn)品產(chǎn)量為0.126kg/s，空氣的干球溫度為21C,相對濕度40%,經(jīng)預(yù)熱器K1加熱至93C后再送入干燥器K2中，離開干燥器時(shí)空氣的相對濕度為60%,若空氣在干燥器中經(jīng)歷等焓干燥過程，試求：（1）在H—I圖上示意作出空氣的狀態(tài)變化過程，標(biāo)出狀態(tài)點(diǎn)A、B、C的位置，并注明其有關(guān)的參數(shù)；（2）設(shè)已查得H°=0.008kg水/kg絕干氣，H2=0.03kg水/kg絕干氣，求絕干空氣消耗量（kg絕干氣/s）；（3）預(yù)熱器供應(yīng)之熱量Qp（kw）。（設(shè)忽略預(yù)熱器的熱損失）opG2=0-126Kg/S武漢工程大學(xué)2007年攻讀碩士學(xué)位研究生試題化工原理試卷（A卷）適合專業(yè)：化學(xué)工藝，化學(xué)工程，生物化工，材料學(xué)考題編號(hào)：注意事項(xiàng)：答題時(shí)可不抄題，但必須寫清題號(hào)。答題時(shí)必須用藍(lán)、黑墨水鋼筆或圓珠筆，用紅筆或鉛筆均不給分。答案必須寫在答題紙上。滿分150分，考試時(shí)間為3小時(shí)。一、填空題供26分）（2分）某設(shè)備的表壓強(qiáng)為100kPa，則它的絕對壓強(qiáng)為kPa；另一設(shè)備的真空度為400mmHg，則它的絕對壓強(qiáng)為。（當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01.33kPa）（2分）離心泵安裝在一定管路上，其工作點(diǎn)是指:0（2分）對某懸浮液進(jìn)行恒壓過濾。已知過濾面積為1m2，恒壓過濾常數(shù)K=510-3m2/s，當(dāng)過濾時(shí)間為300s時(shí)，所得濾液體積為0.75m3；若要再得0.75m3濾液，則還需過濾時(shí)間______^^_0（2分）蒸汽冷凝有和兩種方式。（2分）已知旋風(fēng)分離器的平均旋轉(zhuǎn)半徑為0.5m，氣體的切向進(jìn)口速度為20m/s，則該分離器的分離因數(shù)為0（2分）將固體物料從液體中分離出來的離心分離方法中，最常見的有和（2分）用水吸收氨-空氣混合氣體中的氨是屬于控制的吸收過程，對于該過程來說，要提高吸收速率，則應(yīng)該設(shè)法減小0（2分）當(dāng)分離沸點(diǎn)較高的熱敏性混合液時(shí)，精餾操作壓力應(yīng)采用―措施。（2分）已知汽液混合物進(jìn)料中，汽相與液相的摩爾數(shù)之比為3:2,易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.3，則4=o（3分）若維持不飽和空氣的濕度H不變，提高空氣的干球溫度，則空氣的濕球溫度，露點(diǎn)，相對濕度0（變大，變小，不變，不確定）（3分）操作間接蒸汽加熱的連續(xù)精餾塔時(shí)，由于某種原因，再沸器中加熱蒸汽壓力下降而使提餾段上升蒸汽流量7下降，而進(jìn)料熱狀況0、濃度七及進(jìn)料量尸不變，同時(shí)回流量L恒定，則餾出液濃度七及流量D、殘液濃度七的變化趨勢為：xD、D、xw。（變大，變小，不變，不確定）（2分）水由高位槽流入貯水池，若水管總長（包括局部阻力的當(dāng)量長度在內(nèi)）縮短25%，而高位槽水面與貯水池水面的位差保持不變，假定流體完全湍流流動(dòng)（即流動(dòng)在阻力平方區(qū)）不變，則水的流量變?yōu)樵瓉淼谋?。二、選擇題（共24分）（2分）流體在圓形直管內(nèi)作定態(tài)流動(dòng)，雷諾準(zhǔn)數(shù)Re=1500,則其摩擦系數(shù)應(yīng)為（）。A.0.032B.0.0267C.0.0427D.無法確定（2分）管路由直徑為④57mmX3.5mm的細(xì)管，逐漸擴(kuò)大到④108mmX4mm的粗管，若流體在細(xì)管內(nèi)的流速為4m/s，則在粗管內(nèi)的流速為（）。A.2m/sB.1m/sC.0.5m/sD.0.25m/s（2分）離心泵的效率橢流量qv的變化情況是（）。A.知增大，n增大B.qv增大，n先增大后減小C.qv增大，n增大D.qv增大，n先減小后增大（2分）對流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式中普蘭特準(zhǔn)數(shù)是表示（）的準(zhǔn)數(shù)。A.對流傳熱B.流動(dòng)狀態(tài)C.物性影響D.自然對流影響（2分）推導(dǎo)恒壓過濾方程式的一個(gè)基本依據(jù)是（）。A.濾液通過濾餅時(shí)呈湍流流動(dòng)B.濾液通過濾餅時(shí)呈層流流動(dòng)C.假定濾渣大小均一D.假設(shè)過濾介質(zhì)阻力忽略不計(jì)（2分）含塵氣體通過長4m，寬3m，高1m的降塵室，已知顆粒的沉降速度為0.25m/s，則降塵室的生產(chǎn)能力為（）。A.3m3/sB.1m3/sC.0.75m3/sD.6m3/s（2分）在蒸汽一空氣間壁換熱過程中，為強(qiáng)化傳熱，下列方案中的（）在工程上可行。A.提高蒸氣流速B.提高空氣流速C.提高蒸汽壓強(qiáng)（2分）精餾塔分離某二元物系，當(dāng)操作壓強(qiáng)降低時(shí)，系統(tǒng)的相對揮發(fā)度（），溶液的泡點(diǎn)（），塔頂蒸汽冷凝溫度（）。A.增大，減小，減小B.增大，減小，增大C.減小，增大，不變D.增大，增大，減?。?分）空氣的飽和濕度Has是濕空氣的（）的函數(shù)。

A.總壓及干球溫度B.總壓及濕球溫度C.總壓及露點(diǎn)D.濕球溫度及焓（2分）操作中的吸收塔，若其他操作條件不變，僅降低吸收劑入塔濃度，則吸收率將（）；而當(dāng)用清水作吸收劑時(shí)，若其他操作條件不變，僅降低入塔氣體濃度，則吸收率將（）。A.增大B.降低C.不變D.不確定（2分）單向擴(kuò)散中漂流因子（）。A.大于1B.小于1C.等于1D.不確定（2分）在列管式換熱器中，用飽和水蒸汽加熱原料油，水蒸汽適宜安排走（）。A.管程B.殼程C.管、殼程均可三、計(jì)算題（20分）用泵將20°C的水從敞口貯槽送至表壓為1.5X105Pa的密閉容器，兩槽液面均恒定不變，各部分相對位置如附圖1所示。輸送管路尺寸為108mmX4mm的無縫鋼管，吸入管長度為20m，排出管長度為100m（各段管長均包括所有局部阻力的當(dāng)量長度）。當(dāng)閥門為3/4開度時(shí)，真空表讀數(shù)為42700Pa，兩測壓口的垂直距離為0.5m，忽略兩測壓口之間的阻力，摩擦系數(shù)可取為0.02。試求：（1）閥門3/4開度時(shí)管路的流量（m3/h）；（2）壓力表讀數(shù)（Pa）；（3）泵的壓頭（m）；（4）若泵的軸功率為10kW，求泵的效率；（5）若離心泵運(yùn)行一年后發(fā)現(xiàn)有氣縛現(xiàn)象，試分析其原因。寸圖題第1規(guī)格為寸圖題第1規(guī)格為&25'mmx2.5mm。有機(jī)蒸汽在管外冷凝，管.5kg/s「在｛新使用時(shí)，冷卻水的進(jìn)、出口溫度分別為20C和（20分）某列管式冷凝器的內(nèi)通冷卻水，冷卻水的流量為2卜表面的傳熱面積為16.5m2,有機(jī)蒸汽的冷凝溫度為80C，30C。使用一段時(shí)間后，由于生成垢層，在冷卻水進(jìn)口溫度和流量不變的情況下，冷卻水的卜表面的傳熱面積為16.5m2,有機(jī)蒸汽的冷凝溫度為80C，(20分)某填料吸收塔用含溶質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù)七=0.0002的溶劑逆流吸收混合氣中的可溶組分，采用液氣比為3,入塔氣體中溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)七=0.01，回收率n可達(dá)90%。已知物系的平衡關(guān)系為y=2x。今因解吸不良使吸收劑入口摩爾分?jǐn)?shù)升至x；=0.00035，試求:可溶組分的回收率M下降至多少？出塔液相摩爾分?jǐn)?shù)%升高至多少？(20分)在連續(xù)精餾塔中分離兩組分理想溶液。已知原料液組成為0.6(摩爾分?jǐn)?shù)，下同)，餾出液組成為0.9，釜?dú)堃航M成為0.02，泡點(diǎn)進(jìn)料，物系的平均相對揮發(fā)度為3。試求:每獲得1kmol/h餾出液時(shí)的原料液用量F；若回流比為1.5,它相當(dāng)于最小回流比的多少倍？假設(shè)原料液加到加料板上后，該板的液相組成仍為0.6，求上升到加料板上的氣相組成。(20分)在常壓絕熱干燥器內(nèi)干燥某濕物料。將500kg的濕物料從最初含水量20%降至2%(均為濕基)。to=20°C，Ho=0.01kg水/(kg絕干氣)的空氣經(jīng)預(yù)熱器升溫至100°C后進(jìn)入干燥器，廢氣溫度為60C。試計(jì)算：完成上述干燥任務(wù)所需的濕空氣量；空氣經(jīng)預(yù)熱器獲得的熱量；在恒定干燥條件下對該物料測得干燥速率曲線如圖所示。已知恒速干燥段所用時(shí)間為lh，求降速段所用時(shí)間。0.010.10.250.010.10.25武漢工程大學(xué)2009年攻讀碩士學(xué)位研究生試題化工原理試卷（A卷）適合專業(yè)：化學(xué)工藝，化學(xué)工程，生物化工，材料學(xué)考題編號(hào)：注意事項(xiàng)：答題時(shí)可不抄題，但必須寫清題號(hào)。答題時(shí)必須用藍(lán)、黑墨水鋼筆或圓珠筆，用紅筆或鉛筆均不給分。答案必須寫在答題紙上。滿分150分，考試時(shí)間為3小時(shí)。一、填空題（每題2分，共26分）內(nèi)徑為25mm的自來水管，其設(shè)計(jì)輸水能力宜為。流體通過固定固定床的壓降問題的研究是采用方法。在該法中，實(shí)驗(yàn)的目的是。葉濾機(jī)過濾某種懸浮液，介質(zhì)阻力忽略不計(jì)，濾餅不可壓縮，K=2.0x10-3m2/so若過濾終了時(shí)，q=3.0m3/m2，則所需過濾時(shí)間h。含塵氣體，初始溫度為30°C，需在進(jìn)入反應(yīng)器前除去塵粒并升溫至120°C，在流程布置上宜。用飽和蒸汽加熱水，經(jīng)過一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)傳熱的阻力迅速加大，可能的原因是在蒸汽-空氣傳熱實(shí)驗(yàn)中，蒸汽壓力不變，空氣入口溫度不變。當(dāng)空氣流量由大變小時(shí)，管內(nèi)的對流給熱系數(shù)，空氣出口溫度。在吸收過程中，由于吸收質(zhì)不斷進(jìn)入液相，所以混合氣體量由塔底至塔頂，在計(jì)算塔徑時(shí)一般應(yīng)以的氣量為依據(jù)。精餾塔設(shè)計(jì)時(shí)采用的參數(shù)尸、xF、q、R、D、xD均為定值，若降低塔頂回流液的溫度，則所需理論板數(shù)將，原因是。板式塔的不不正常操作現(xiàn)象有:、、、。在恒定干燥條件下，將含水25%（濕基，下同）的濕物料進(jìn)行干燥，開始時(shí)干燥速率恒定。當(dāng)干燥至含水8%時(shí)，干燥速率開始下降，再繼續(xù)干燥至物料恒重，并測得此時(shí)物料含水量為0.08%，則物料的臨界含水量為，平衡含水量為。吸收操作中，如果以獲得較大溶質(zhì)回收率為目的，宜取吸收因子A。（大于1，小于1，等于1，任意取值）在傳熱實(shí)驗(yàn)中用飽和水蒸汽加熱空氣，總傳熱系數(shù)K接近于側(cè)的對流傳熱系數(shù)，而壁溫接近于側(cè)流體的溫度值。用水吸收氨-空氣混合氣體中的氨，它是屬于控制的吸收過程，對于該過程來說，要提高吸收速率，則應(yīng)該設(shè)法減小。二、選擇題（共24分）1.在流體流動(dòng)阻力實(shí)驗(yàn)中，以水作介質(zhì)所測得的直管摩擦阻力系數(shù)與雷諾準(zhǔn)數(shù)的關(guān)系不適用于（）在直管中的流動(dòng)。A.牛頓型流體B.非牛頓型流體C,空氣D,乙醇如圖1管中充滿水，U形差壓計(jì)的讀數(shù)為零，則()管內(nèi)流體肯定處于靜止?fàn)顟B(tài)管內(nèi)流體肯定從A流向B管內(nèi)流體肯定從B流向A以上三種答案都不對當(dāng)其他條件都保持不變，提高回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)的轉(zhuǎn)速，則該過濾機(jī)的生產(chǎn)能力()。A.提高B.降低C,不變D.不一定在重力場中，微小顆粒的沉降速度與()無關(guān)。A.粒子的幾何形狀B.粒子的尺寸大小C.流體與粒子的密度D,流體的速度溫度相差100°C的兩灰體間進(jìn)行輻射傳熱，現(xiàn)因某種原因，兩者的溫度各上升了20r，則此時(shí)的輻射傳熱量與原來的相比將()。A.不變B.變大C,變小D.不確定冷熱流體在換熱器中進(jìn)行無相變逆流傳熱，換熱器用久后形成垢層，在同樣的操作條件下，與無垢層相比，結(jié)垢后的換熱器的K()，△?()。A.不變B.變大C.變小D.不確定某吸收過程，已知?dú)庀喾謧髻|(zhì)系數(shù)七為2kmol/(m2-h)，液相分傳質(zhì)系數(shù)?為4kmol/(m2，h)，由此可判斷該過程為()。A.氣膜控制B.液膜控制C.雙膜控制D.不確定在設(shè)計(jì)連續(xù)操作精餾塔時(shí)，欲保持餾出液組成％和易揮發(fā)組分的回收率％不變，試定性判斷分別改變下列操作參數(shù)(其它參數(shù)不變)時(shí)所需的理論板數(shù)nt將如何變化？TOC\o"1-5"\h\z提高操作壓強(qiáng)，NT()。增加生產(chǎn)能力30%(仍能正常工作)，Nt()。A.增大B.減