2023年湖北武漢科技大學(xué)化工原理考研真題及答案

2023年湖北武漢科技大學(xué)化工原理考研真題及答案152301〔2分〕不行壓縮流體在圓直管中穩(wěn)態(tài)流淌，在保持管內(nèi)流速不變的狀況下，僅把管由水平放置改為豎直放置，則其管出口流體靜壓能將〔 。A、增大 B、減小 C、不變 D、不確定2〔2〕11-1k3關(guān)小，則壓力表讀數(shù)p〔 。AA、增大 B、不變 C、減小 D、無法確定13〔2分〕某板框壓濾機恒壓過濾某種懸浮液時，介質(zhì)阻力可以無視不計且濾餅近似為不行0.15MPa〔表壓1h40m30.30MPa〔表壓〕下恒壓過濾2h后可以得到濾液〔 。A160m3

80m3

20m3

10m34〔2分假設(shè)洗滌液黏度與濾液黏度相等則以下有關(guān)過濾洗滌速率的說法正確的選項是〔 。A、板框壓濾機的洗滌過程屬于置換洗法，洗滌速率等于其過濾終了時過濾速率的1/4B、板框壓濾機的洗滌過程屬于橫穿洗法，洗滌速率等于其過濾終了時的過濾速率C、葉濾機的洗滌過程屬于橫穿洗法，洗滌速率等于其過濾終了時過濾速率的1/2D、轉(zhuǎn)筒真空過濾機洗滌過程屬于置換洗法，洗滌速率等于其過濾終了時的過濾速率5〔2〕在完全去除最小顆粒的要求下，欲提高降塵室的生產(chǎn)力氣，可實行的主要措施是〔 。A、增加降塵室的高度 B、延長沉降時間C、增大降塵室底面積 D、降低含塵氣體的體積流量40℃200℃1m0.75m6〔2分〕欲在蒸汽輸送管外加裝2層保溫層，近似認(rèn)為2層保溫材料的厚度一樣，為了使保溫效果更好應(yīng)將導(dǎo)熱系數(shù)小的保溫材料置40℃200℃1m0.75mA外層 B內(nèi)層 C內(nèi)外層均可7〔2分〕2，某均質(zhì)無限大平壁〔熱導(dǎo)率處處相等〕的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程，假設(shè)平壁的壁厚為1.0m，一側(cè)200400.75m的溫度為〔。A120℃B140℃C160℃D180℃8〔2分〕某板式精餾塔塔頂承受全凝器，塔釜承受間壁式再沸器，承受該塔分別某物系到達指定分別要求時所需要的理論板數(shù)為1〔不包含再沸器，假設(shè)全塔效率為50實際板數(shù)為〔〕A、18B、20C、22D、無法確定9〔2分〕欲保持塔頂餾出液中輕組分收率不變，將間接蒸汽加熱改為直接蒸汽加熱，則精餾段操作線的斜率〔。A、減小B、增大C、不變D、無法確定10〔2分〕連續(xù)精餾正常操作時，減小再沸器熱負荷，回流液流量、進料量和進料狀態(tài)均保持不變，則塔頂餾出液中易揮發(fā)組分的摩爾組成xD

將〔 。A、增大 B、不變 C、減小 D、無法確定11〔2分〕設(shè)氣、液相組成分別為Y與X(摩爾比)，與液相組成X成平衡的氣相組成為Y*，假設(shè)Y>Y*，則傳質(zhì)方向為〔 。A、吸取 B、平衡狀態(tài) C、解析 D、無法確定12〔2分〕萃取操作是利用被分別物料中各組分〔 〕的差異而實現(xiàn)分別的單元操作。A、沸點 B、密度 C、在萃取劑中溶解度 D、揮發(fā)度13〔2分〕恒速枯燥階段，在給定的枯燥空氣條件下，以下有關(guān)其枯燥速率的說法正確的選項是〔 。A、枯燥速率隨被枯燥物料種類不同有較大差異B、各種不同物料的枯燥速率實質(zhì)上是一樣的C、被枯燥物料的質(zhì)量越大，枯燥速率越小D、上訴說法均不對14〔2分〕以下各組參數(shù)中，可用于在空氣濕度圖中唯一確定空氣狀態(tài)點，并繼而求出其它濕空氣參數(shù)的是〔 〕A、H、p B、H、t

CI、t

、d w d w15〔2〕101.3kPa300.016kg/kg干空氣,已查出30℃時水的飽和蒸氣壓為4.25kPa，則空氣的相對濕度等于〔 。A、50% B、60% C、70% D、100%102201〔2分〕一種測定液體黏度的儀器由鋼球及玻璃筒組成。測試時筒內(nèi)布滿液體，記錄鋼球下落確定距離的時間。球直徑為5mm，ρ=8000kg／m30.3ms時間為6s，液體密度為1200kg／m3，求此液體的黏度為 Pa?s。(計算結(jié)果保322分某離心泵的特性曲線方程可近似用=46-0.00〔H的單位是Q的單位時表示，該離心泵所處管路的特性曲線方程可近似用=10+0.00〔同上〕表示，當(dāng)此流體輸送系統(tǒng)到達穩(wěn)態(tài)后，離心泵的實際流量為 m3/h。3〔2分〕假設(shè)離心泵的實際安裝高度在其輸送液面之上，啟動泵時假設(shè)不先灌泵使泵殼和吸入管段內(nèi)布滿液體，則離心泵會消滅現(xiàn)象。4〔2分〕假設(shè)吸取過程中惰性氣體完全不溶于吸取劑，且吸取劑不揮發(fā)，則兩相接觸時發(fā)生的分子集中傳質(zhì)過程屬于 集中。5〔2ln(△p)~lnuf載(液〕點和 。6〔2分簡化精餾過程計算和分析的兩個前提假定分別是理論板假定和 。7〔2分〕組成為0.6〔摩爾分率〕的100kmol甲醇水-溶液進展簡潔蒸餾，當(dāng)釜液量為70kmol時，釜液組成為0.5，則餾出液平均組成為 。(計算結(jié)果保存2位有效數(shù)字)8〔2分〕全回流操作時，二元理想物系常壓板式精餾塔的操作線方程是 。9〔2分〕所謂恒定枯燥條件是指 。10〔2分〕氣液傳質(zhì)過程中，假設(shè)分別過程的難度越大，則所需的 也就越大。(HN)OG OG101101〔1分〕轉(zhuǎn)子流量計的刻度與被測流體的密度無關(guān)。 〔 〕2〔1分〕離心泵啟動時為了減小啟動電流，保護電機，常先關(guān)閉出口閥。〔 〕3〔1分〕流體作層流流淌時，其摩擦阻力系數(shù)只與雷諾數(shù)有關(guān)，而與管壁粗糙度無關(guān)?！?〕4〔1分〕降塵室的生產(chǎn)力氣與降塵室的高度和顆粒沉降速度親熱相關(guān)〔 〕5〔1分〕壓力增高、溫度降低將有利于吸取的進展。 〔 〕6〔1分〕在恒速枯燥階段去除的是平衡水分。 〔 〕7〔1分〕承受多級逆流萃取與單級萃取相比較，假設(shè)溶劑比、萃取相濃度一樣，則多級逆流萃取可使萃余相分率增大。 〔 〕8〔1分〕低濃度氣體吸取中，平衡關(guān)系y*=2ka=0.2kmol/(·ska=2l0-4x ykmol/(m3·s)，則此體系屬氣膜把握。 〔 〕9〔1分〕假設(shè)濕空氣的t、H不變，但其總壓減小，則濕空氣H-I圖上的等濕線上移。〔 〕10〔1〕對于湍流狀態(tài)下的水蒸氣-空氣系統(tǒng)，干球溫度近似地等于絕熱飽和冷卻溫度?！?〕25分，共10分)1〔5分〕利用套管式換熱器進展傳熱試驗過程中，承受冷卻水進展熱空氣的冷卻，無視水的流量，試分析這種做法是否能有效到達目的？簡述其理由。2〔5〕擬承受純?nèi)軇㏒對含有A、BA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x3所示)，進料量為Fkg/h，萃取劑用量為Skg/h。操作條件下，三F元混合物〔A+B+S〕的相圖如以以下圖所示。試定性確定〔簡要說明過程〕萃取液和萃余液的量，并在答題紙上圖示其組成及其求解過程。五、流體流淌綜合計算題(204d=50mm，在閥門(lΣle50〔包括全部進出口阻力損失可取0.03,泵的性能曲線在流量為63/h至153/h=18.92-0.80.,H為泵的揚程m,Q為泵的流量m3/h。試求:如要求輸送量為10m3/h,單位質(zhì)量的水所需外加功為多少?此泵能否完成任務(wù)?〔14〕如要求輸送量減至8m3/h(通過關(guān)小閥門來到達),泵的軸功率削減百分之多少?(設(shè)泵的效率變化無視不計)?！?〕4六、傳熱綜合計算題(20Φ54mm×2mm，套管管徑為Φ116mm×4mm120℃的飽和水蒸氣加熱苯，使苯由5080℃，苯在內(nèi)管4000kg/h35分〕312分〕由于某種緣由，加熱蒸汽的溫度降為110℃，苯的出口溫度將變?yōu)槎嗌?計算結(jié)果保存3)？〔假設(shè)管內(nèi)外的對流傳熱系數(shù)均近似不變，且苯在50~80℃之間的物性參數(shù)平均值為密度880kg/1.86kJ/(k0.39mPs0.145W/(m·45W/(m·℃)，1202205kJ/kg，蒸汽側(cè)對流傳熱系數(shù)10000W/(m2·℃)，壁兩側(cè)垢層熱阻及換熱器損失均可無視，加熱蒸汽冷凝液在飽和溫度下排出〔3分〕七、吸取綜合計算題(20y5%〔摩爾分率η=98%。G=180kmol/(h)Ka為270kmol/(hy=0.8，y1.5(137分〕(23〔10分(30.1〔摩爾分率，能否到達983分〕八、精餾綜合計算題(20分)在一常壓精餾塔內(nèi)分別苯和甲苯混合物，塔頂為全凝器，塔釜1000kmol/h0.4，要求塔頂餾出液中含苯0.9〔以上均為摩爾分率，苯的回收率不低于90=2.，取回流比為最小1.5塔頂產(chǎn)品量、塔底殘液量W及組成x3分〕w最小回流比；〔5〕精餾段操作線方程〔5分〕提餾段操作線方程〔4分〕從與塔釜相鄰的塔板上下降的液相組成〔3分〕答案題號參考152題號參考123456789101112131415BABDCBCBCAACBDB1022011.85260345、(液)泛點670.838y=x〔或?qū)蔷€或y=x〕n+1 n910、 NOG10110題號12345678910參考答案╳√√╳√╳╳√╳╳25分，共10分)1〔5分〕答：不能。 〔1分〕K與傳熱膜系數(shù)的關(guān)系為:

1 1 1K 1 2式中 —管壁對水的傳熱膜系,W/(K—管壁對空氣的傳熱膜系,W/(K)1 2由于管壁對水的傳熱系數(shù)較管壁對空氣的傳熱系數(shù)大得多，即，這樣總傳熱1 2系數(shù)近似等于管壁對空氣的傳熱系數(shù)：K2 …………〔2〕才能到達有效強2 2化傳熱過程的目的。 〔1分〕增大冷卻水的流速，雖能增大管壁對水的對流傳熱系數(shù)1，但體系的總傳熱系數(shù)K幾乎不會增加，因此進一步加大冷卻水的流量，不能有效降低熱空氣的出口溫度。〔1〕S2〔5FSHIM點必位于FS

FMF MSMMER；〔1分〕REMFS由R

EMEMR

可確定E和R；分別過ER做水平線與縱軸的交點即為萃取相中y和萃余相中的x； 〔2分〕連接SE并延長交縱軸于E’點,連接SR并延長交縱軸于R’點；E’點和R’點對應(yīng)的縱坐標(biāo)即為萃取液和萃余液中溶質(zhì)的含量；R”E”F由 FE”

可確定E’和R’……〔2〕R”

E”FR”五、流體流淌綜合計算題(20解：〔1〕以上游水槽液面為1-12-21-1、2-2u2 p

u2 p Zg 1 1W Zg 2 2 h

〔2〕1 2 e 2 2

f,12Z=0 Z=10m 〔3〕1 2u=u=0 p=p1 2 1 22 llu2

50 10 2 1

〔2〕hf,12

d

20.030.0536000.7850.05

30.03kJ/kg2〔2〕即單位質(zhì)量的水所需外加功為128.13kJ/kg?！?〕m 〔2〕＞Ｈ，故泵適用。 〔1分〕〔2〕〔1〕當(dāng)m3/hm〔2〕〔2〕〔1〕15.1。六、傳熱綜合計算題(20〔〕加熱蒸汽消耗量：熱量衡算Drwc (t2p2 2

t) 〔2〕1D2168.140001.86(8050) 〔1〕D103kg/h 〔2〕內(nèi)管中苯的流速：wu w

/ (4000/3600)/8800.643m/s 〔2〕0.785d22

0.7850.052

du2

0.050.643880

7.245104 湍流 〔1分〕pPrcp

0.391031.861030.391030.145

5.0 〔1〕 0.0232 d2

Re0.8Pr0.4

〔1〕0.023

0.1450.05

(7.254104)0.85.00.4982W/(m2K)則以內(nèi)管外外表計的傳熱系數(shù)為：1 1 bd d 1 0.002 54 1 54K1

d1m

1 d 100002 2

〔1〕45 50 982 50K803W/m2K) 〔1〕t

t t2

= 8050 =53.6℃ 〔2〕1m tTt12

wC (t2 p2

t)KAt1 1

Kdlt1 m

〔1〕40003600

1.86103(8050)8033.140.054l53.6l8.49m 〔2〕當(dāng)加熱蒸汽的溫度降為110℃時，管內(nèi)外的對流傳熱系數(shù)均近似不變，K”830W/(m2K) (以內(nèi)管外外表積計) 〔1分〕wC2 p2

(t”2

t)K”At”1 1m

t”twC

(t”t)K”dl 2 12 p2

1211

1lnT”t1T”t”12wC2 p2

lnT”t”2

K”dl 〔1〕140003600

1.86103ln

110t”2

8303.140.0548.49t”2

75.7℃ 〔1〕11075.7℃。七、吸取綜合計算題(20b

y(1)0.050.020.001b

〔2〕x 0; aL/G1.5(L/G)

(y y)b a

〔2〕min

(y/mx)b a由物料衡算方程L(xx x x (y y)G(y y)ba0.0417b aLbaL/G

x)G(ya

y，得a

〔1〕〔2〕(2)填料塔的氣相總傳質(zhì)單元高度為H G

180

0.667m

〔2〕OG

a 270yΔy=0.05-0.8×0.0417=0.017bΔy=0.001，aΔy=(Δy-Δy)/ln(Δy/Δy)=0.00565m b a b aN=(y-y)/Δy=(0.05-0.001)/0.00565=8.67OG b a m所以，填料塔填料層的高度為：

〔1〕〔1〕〔2〕〔2〕hH NOG OG

0.6678.675.78m

〔2〕(3)x=0.001，y*=0.0008<ya=0.001，可以到達98%的吸取率