华东理工大学1991-2010考研化工原理真题(很全)

华东理工大学1991-2010考研化工原理真题(很全) 华东理工大学《化工原理》课程研究生入学考试复习大纲 考试用教材:《化工原理(第三版)》陈敏恒、丛德滋、方图南、齐鸣斋编，化学工业出版社2006 参考书:《化工原理详解与应用》丛德滋、丛梅、方图南编，化学工业出版社2002 复习大纲: 第一章 流体流动 流体流动的两种考察方法;流体的作用力和机械能;牛顿粘性定律。 概述 静力学 静止流体受力平衡得研究方法;压强和势能得分布;压强的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示方法和单位换算;静力学原理的工程应用。 守恒原理 质量守恒;流量，平均流速;流动流体的机械能守恒(柏努利方程);压头;机械能守恒原理的应用;动量守恒原理及其应用。 流体流动的内部结构 层流和湍流的基本特征;定态和稳态的概念;湍流强度和尺度的概念;流动边界层及边界层分离现象;管流数学描述的基本方法;剪应力分布。 流体流动的机械能损失 沿程阻力损失(湍流阻力)的研究方法———“黑箱法”;当量的概念(当量直径，当量长度，当量粗糙度);局部阻力损失。 管路计算 管路 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 型计算的特点、计算方法(参数的选择和优化，常用流速);管路操作型计算的特点、计算方法;阻力损失对流动的影响;简单的分支管路和汇合管路的计算方法;非定态管路计算(拟定态计算)。 流量和流速的测量 毕托管、孔板流量计、转子流量计的原理和计算方法 非牛顿流体的流动 非牛顿流体的基本特性。 第二章 流体输送机械 管路特性 被输送流体对输送机械的基本能量要求;管路特性方程;带泵管路的分析方法——过程分解法。 离心泵 泵的输液原理;影响离心泵理论压头的主要因素(流量、密度及气缚现象等);泵的功率、效率和实际压头;离心泵的工作点和流量调节方法;离心泵的并联和串联‘离心泵的安装高度、气蚀余量;离心泵的选用。 其它泵 容积式泵的工作原理、特点和流量调节方法(以往复泵为主)。 气体输送机械 气体输送的特点及全风压的概念;气体输送机械的主要特性;风机的选择;压缩机和真空泵的工作原理，获得真空的方法。 第三章 液体搅拌 典型的工业搅拌问题;搅拌的目的和方法;搅拌装置，常用搅拌浆的型式，挡板及其它构件;混合效果的度量(均匀性的标准偏差、分割尺度和分割强度);混合机理;搅拌功率;搅拌器经验放大时需要解决的问题。 其它混合设备了解。 第四章 流体通过颗粒层的流动 固定床 当量和平均的方法;颗粒和床层的基本特性;固定床压降的研究方法——数学模型法;影响压降的主要因素。 过滤 过滤方法及常用过滤机的构造;过滤方程数学描述(物料衡算和过滤速率方程)，过滤速率，推动力和阻力的概念;过滤速率方程的积分应用——— 1 间接实验的参数综合法;洗涤时间;过滤机的生产能力;加快过滤速率的途径。 第五章 颗粒的沉降和流态化 饶流基础 两类流动(内部流动和外部流动)问题;表面曳力和形体曳力;球体颗粒的曳力系数及斯托克定律。 自由沉降 沉降运动——极限处理方法;沉降速度及其计算;降尘室的流量、沉降面积和粒径的关系;颗粒分级概念;旋风分离器的工作原理及影响性能的主要因素，粒级效率的概念。 流态化 流化床的工业应用和典型结构;流化床的主要特性;流化床的操作范围(起始流化速度和带出速度)。 气力输送的实际应用 第六章 传热 传热过程 加热和冷却方法;传热速率 热传导 傅立叶定律;常用工程材料的导热系数;导热问题分析方法(热量衡算和导热速率式);一维导热的计算。 对流给热 牛顿冷却定律———变量分离法;自然对流的起因和影响因素;管内层流给热，管内强制对流(湍流)给热系数经验式;沸腾给热和沸腾曲线;蒸汽冷凝给热。 辐射 单个物体的辐射和吸收特性(Stefan Boltzmann定律，Kirchhoff定律);黑体和灰体;两黑体间的相互辐射;两物体组成封闭系统中的辐射换热。 间壁换热过程 热量衡算和传热速率式——换热过程的数学描述方法;传热 平均温度差，热阻和传热系数——工程处理方法;垢层热阻，壁温计算方法。 传热计算 传热设计问题的参数选择和计算方法;传热操作型问题的讨论和 计算方法;非定态传热过程计算(拟定态处理)。 换热器 列管式换热器的设计和选型;常用换热器的结构;换热设备的强化和其他类型。 第七章 蒸发 蒸发过程及设备 工业蒸发实例;蒸发过程的目的、方法及特点;常用蒸发器的结构;管内气液两相流动形式;二次蒸汽和加热蒸汽的能位差别;沸点升高单效蒸发的计算 物料衡算、热量衡算和传热速率方程。 第八章 气体吸收 概述 工业吸收过程;气体吸收的目的、原理及实施方法;吸收过程的经济性与吸收剂的选择原则。 气液相平衡 亨利定律，温度、总压对平衡的影响;相平衡与吸收过程的关系。 扩散与单相传质 分子扩散与费克定律，扩散系数;等分子反向扩散、单向扩散的概念;对流传质与传质分系数;传质与动量、热量传递的类比;对流传质与有效膜模型(双膜理论)。 相际传质 相际传质速率方程，传质分系数和总系数的关系;推动力与传质系数的关系——传质速率的工程处理方法;溶解度对两相传质阻力分配的影响。 吸收过程数学描述 低浓度气体吸收的假定;物料衡算、传质速率——吸收 2 过程数学描述方法;H，N的分解——变量分离法;计算N的对数平均推动力OGOGOG 法和吸收因数法;物料横算和操作线的含义。 吸收过程设计 吸收过程设计中参数的选择，指定分离要求下的最小液气比;返混及其对过程的影响。 吸收操作 操作型问题的命题和解法，影响吸收结果的操作因素分析。 化学吸收 化学反应对吸收相平衡的影响;化学反应对吸收速率的影响，增强因子。 第九章 精馏 概述 典型 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 过程中的精馏操作、蒸馏操作的目的、原理及实施方法，蒸馏操作的经济性。 双组分溶液的气液相平衡 相律的应用;理想溶液的气液相平衡及泡、露点计算;相对挥发度;非理想物系的活度系数(范拉方程，马古斯方程);平衡蒸馏与简单蒸馏 精馏 用传质观点分析精馏原理;精馏过程数学描述——元过程法;恒摩尔流的简化假设，理论板和板效率——工程简化处理方法;加料板上的过程分析;控制体物料衡算和操作线方程。 精馏操作型问题的命题;分离能力和物料衡 双组分精馏的设计型问题讨论 算对精馏过程的制约和调节;灵敏板的概念。 间歇精馏 间歇精馏过程的特点及应用场合。 恒沸精馏与萃取精馏的基本概念。 多组分精馏基础 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 方案的选择;泡露点计算;关键组分和物料衡算(清晰分割法、全回流近似法)。 第十章 气液传质设备 气液传质过程对塔设备的要求。 板式塔 板上的气液接触状态;塔内非理想流动及其改善;漏夜、液泛及有效操作范围(负荷性能图);常用塔板型式及其主要特性;筛板塔内的传质(传质系数和HETP)。 第十一章 液液萃取 概述 液液萃取的工业实例;萃取的目的、原理和实施方法。 相平衡 三角相图;物料衡算与杠杆定律;部分互溶物系的相平衡;分配系数与选择性系数。 萃取过程的计算 单级萃取，完全互溶物系的相平衡;分配系数与选择性系数。 萃取过程的计算 单级萃取，完全不互溶物系萃取操作的计算。 萃取设备 常用萃取设备的工作原理;液液传质设备的特征速度，液泛与两相极限速度;影响传质速率的因素;液液传质设备的特点与选择，分散相的选择。 超临界萃取和液膜萃取 超临界萃取的原理、实施方法及工业实例;液膜萃取的原理、实施方法及工业实例。 第十二章 其它传质分离方法 结晶 结晶原理;晶习;溶解度曲线;形成过饱和度的方法;结晶速率及影 3 响因素;结晶设备。 吸附 吸附原理;常用吸附剂;吸附相平衡;吸附机理及吸附速率;吸附设备 膜分离 反渗透原理及工业应用;超滤原理及工业应用;电渗析原理及工业应用;气体膜分离原理，膜分离设备。 第十三章 热质同时传递的过程 热、质同时传递过程的工业实例;热、质同时传递过程的主要特点;过程的 湿球温度与绝热饱和温度。 极限——— 第十四章 干燥 概述 化工产品干燥实例;固体干燥的目的、原理及实施方法。 干燥静力学 湿空气的状态参数及其计算;I-H图及其应用;水分在气固两相间的平衡 干燥动力学 恒定气流条件下物料的干燥速率及临界含水量。 干燥过程计算 间歇干燥过程的干燥时间;连续干燥过程的特点、物料衡算，热量衡算及热效率。 选型原则;常用干燥设备的主要组成部分及特性。 常用干燥设备 一些重要概念: 超临界萃取:用超临界温度，临界压力状态下的气体作为溶剂，萃取待分离混合物中的溶质，然后采用等温变压或等压变温等方法将溶剂与溶质分离的单元操作。根据溶剂再生的方法分?等温变压?等压变温?吸附吸收(用吸收剂/吸收剂脱除溶剂 中的溶质)?添加惰性气体的等压法 结晶:由蒸汽、溶液或熔融物中析出固态晶体的操作 结晶速率:成核速率:单位时间、单位体积溶液中产生的晶核数目 晶体成长速率:单位时间内晶体平均粒度L的增加量 影响因素:1过饱和度(T，C)2粘度3密度4位置5搅拌 吸附:利用多孔固体颗粒选择性地吸附流体的一个或几个组分，从而使流体混合物得以分离的方法 常用吸附剂:1活性炭2硅胶3活性氧化铝4各种活性土5合成沸石和天然沸石分子筛6吸附树脂 膜分离:利用固体膜对流体混合物中组分的选择性渗透从而分离各个组分的方法 超滤:以压差为推动力用固体多孔膜截留混合物中的微粒和大分子溶质而使溶剂透过膜孔的分离操作 电渗析:以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过特性使溶液中离子作定向移动以达到脱除或富集电解质的膜分离操作。 4 华东理工大学2010年化工原理部分考研真题 一、简答题(10道题的顺序可能和真题不一样，但是 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 一致): 1.等板高度HETP的含义是什么, 答:分离效果相当于一块理论板的填料塔高度。 2.常用的吸附剂有哪些, 答:活性炭，硅胶，活性氧化铝，活性土，沸石分子筛，吸附树脂等。 3.萃取溶剂的必要条件是什么, 答:1.与物料中B组分不互溶;2.对组分A具有选择性溶解。 4.何谓载点，泛点, 答:载点:气液两相流动的交互作用开始变得比较显著的操作状态; 泛点:气速进一步增大至压降陡增，在压降-气速曲线图表现为曲线斜率趋于垂直的转折点。 5.搅拌器应具备哪两种功能,强化搅拌的工程措施有哪些, 产生湍动或剪切力场。 答:功能:1.产生总体流动;2. 措施:1.提高转速;2.阻止液体圆周运动，如加档板，搅拌器离心或者倾斜安装;3.安装导流筒，消除短路，死区。 6.非牛顿型流体中，塑性流体的特点, 答:只有施加的剪应力超过某一临界值时才开始流动，流动后多数具有剪切稀化特性，少数也具有剪切增稠特性。 7.临界含水量受哪些因素影响, 答:1.物质本身性质，结构，分散程度;2.干燥介质条件:气速，温度，湿度。 8.液体沸腾的另个必要条件, 答:1.过热度;2.汽化核心。 9.什么是自由沉降速度, 答:重力作用下，沉降速度的增大，颗粒受阻力增大，当阻力等于其重力时的速度。 10.数学模型法的主要步骤有哪些, 答:1.简化物理模型;2.建立数学模型;3.参数测定，模型检验。 二、带泵管路 如图，用离心泵把水从A输送到E点，各段管路管径均为106mm×3mm，λ=0.03，AB段，DE段长度均为20m，CD段埋地下，长度为3000m。离心泵的特性曲线为He=10+5×105qv。 (1)管路液体流量、离心泵的有效功率。 (2)管路正常时，DE上的孔板流量计高度差为R=200mm，现在CD段漏液，漏液量为0.004 m3/s，此时孔板流量计高度差为R=160mm，(孔板流量计C0为常数)求此时离心泵出口压强为多少。 三 吸收 有一吸收塔，吸收剂为清水(x2=0)，采用液气比L/G=1.25，相平衡方程为y=1.25x，气体进口浓度y1=0.05，气体出口浓度为y2=0.01。现用两个这样的吸收塔联立操作，如下图a、b、c情况。求: 5 (1)a、b、c三种情况的回收率η各是多少, (2)比较a、b、c三种情况，并说明原因。 (3)定性画出三种情况的操作线。 四、精馏 有一精馏塔，塔釜采用间接蒸汽加热，饱和蒸汽进料，F=150kmol/h，相对挥发度α=2.47，回流比为4，进料浓度为0.4(mol分数，下同)，釜液浓度为0.03，要求轻组分回收率为0.97。求: (1)塔顶溜出液浓度XD，D以及W。 (2)精馏操作线和提留操作线方程。 (3)实际回流比是最小回流比的多少倍, (4)第二块理论板上升的气相浓度以及下降的液相浓度。 (5)全回流时，若第一板下降液相浓度为0.97，求第二块板的弗默里效率。 五、非定态传热 有一个钢球，直径为Dp，密度为ρp，比热容为Cp，同空气接触，空气温度为t，且保持不变，设τ时刻，钢球的温度为T，且温度均匀，初始时刻钢球温度为T0，钢球给热系数为α，求: (1)钢球温度T与τ的关系式T=f(τ)。 )，(2)若T0=150?，30s后T=135?，空气温度为25?，Cp=460J/(kg?ρp=7850kg/m3，Dp=25mm。求α. 华东理工大学2009年化工原理部分考研真题 一。简答题(30分) 1.什么是离心泵的气缚及汽蚀现象,在工业应用中分别如何预防, 2.列举三种常用的搅拌器，并简要说明其特点。 3.简述数学模型法的主要步骤。 4.简述辐射传热中黑体及灰体的概念。 5.什么是传质单元数和传质单元高度,两者分别与哪些因素有关, 6.列举气液传质设备中常用的三种除沫器。 7.简述(三元物系)萃取过程中的临界混溶点，分配系数及选择系数。 8.结晶操作中，晶核的成核机理有哪几种,一般工业结晶操作采用哪种机理, 9.简述吸附操作中的负荷曲线，浓度波及透过曲线的概念。 10.什么是不饱和湿空气的露点，湿球温度及绝热饱和温度。 09 一。简答题(30分) 1.什么是离心泵的气缚及汽蚀现象,在工业应用中分别如何预防, 2.列举三种常用的搅拌器，并简要说明其特点。 3.简述数学模型法的主要步骤。 4.简述辐射传热中黑体及灰体的概念。 5.什么是传质单元数和传质单元高度,两者分别与哪些因素有关, 6.列举气液传质设备中常用的三种除沫器。 6 7.简述(三元物系)萃取过程中的临界混溶点，分配系数及选择系数。 8.结晶操作中，晶核的成核机理有哪几种,一般工业结晶操作采用哪种机理, 9.简述吸附操作中的负荷曲线，浓度波及透过曲线的概念。 10.什么是不饱和湿空气的露点，湿球温度及绝热饱和温度。 3-62m的罐子，298K，?=2.5×10(pa-p)，然后算什么进出的。 7 8 9 10 11 12 华东理工大学二00五年硕士研究生入学考试试题 考试科目代码及名称:461化工原理(含实验) (答案必须写在答题纸上，写在试题上无效) 考试科目代码及名称:461化工原理 (共150分) 一、简答题:(30分) 1(非牛顿流体中，塑性流体的特点是什么, 2(试列举出三种搅拌器放大的准则。 3(加快过滤速率的途径有哪些, 4(对于非球形颗粒，当沉降处于斯托克斯定律区时，试写出颗粒的等沉降速度当量直径de的计算式。 5(在考虑流体通过固定床流动的压降时，颗粒群的平均直径是按什么原则定义的,为什么, 6(蒸发器提高液体循环速度的意义有哪些, 7(筛板塔的汽液接触状态有哪三种，各有什么特点, 8(简述填料塔载点、泛点的概念。 9(简述萃取过程中选择溶剂的基本要求有哪些, 10(湿球温度与绝热饱和温度的物理意义有何区别, 二、流体流动计算(30分) 如图示常温水由高位槽流向低位槽，，管路中装有一个孔管内流速1.5rn/s板流量计和一个截止阀，己知管道为中υ57×3.5mm的钢管，直管与局部阻力的当量长度(不包括截止阀)总和为60m，截止阀在某一开度时的局部阻力系数ξ为7.5。设系统为稳定湍流。管路摩擦系数λ为0.026。 求:(1)管路中的质量流量及两槽液面的位差ΔZ; (2)阀门前后的压强差及汞柱压差计的读数R。 2 若将阀门关小，使流速减为原来的0.8倍，设系统仍为稳定湍流，λ近似不变。问: (3)孔板流量计的读数R变为原来的多少倍(流量系数不变),截止阀的ξ1 变为多少, (4)定性分析阀门前a点处的压强如何变化,为什么, 三、吸收计算(30分) 13 用CO水溶液的解吸来测定新型填料的传质单元高度H值。实验塔中填料层2OG-5高度为2.0m，塔顶入塔水流量为5000kg水/h，CO浓度为7×10(摩尔分率)，2-6塔底通入不含CO的新鲜空气，用量为8kg/ h，现测得出塔液体浓度为3×102 (摩尔分率)，相平衡关系为y=1240x(摩尔分率)，试求: (1)出塔气体(摩尔分率)浓度; (2)该填料的H值; OG (3)现若将气体用量增加20%，且设H不变，则出塔液体、气体浓度将各为OG 多少? 四、精馏计算(30分) 常压下，将乙醇-水混合物(其恒沸物含乙醇摩尔分率为0.894)加以分离。加料F=1 ookmol/h，x.=0.3(乙醇摩尔分率，下同)，进料状态为汽液混合状态，F 其中汽相含乙醇y=0.48,液相含乙醇x=0.12。要求x=0.75，x=0.1。塔釜间接DW蒸汽加热，塔顶采用全凝器，泡点下回流，设回流比R=1.6Rmin，夹紧点不是平衡线与操作线的切点。系统符合恒摩尔流假定。试求: (1)q线方程; )最小回流比; (2 )提馏段操作线方程; (3 (4)若F、x、q、D、 R不变，理论板数不受限制，且假定平切线与操作线不F 出现切点，则馏出液可能达到的最大浓度为多少,釜液可能达到的最低浓度为多少, 五、传热计算(此题应届考生必答，30分) 33 一夹套搅拌反应釜装有0.25m密度为900kg/m、热容为3 .3 kJ/kg?的液2体。拟通过夹套用蒸汽加热，釜内的温度到处均匀一致。夹套换热面积为2.5m，蒸汽温度为107?，釜壁厚度为l0mm，导热系数为6.0 W/m?，釜壁外蒸汽侧的2给热系数为1.7kW/ m?。在搅拌转速为1.5rps时，釜内侧的给热系数为1.1 kW/ 2m?。现搅拌器转速为3rps，己知釜内侧的给热系数与搅拌速度的2/3次方成正比，忽略热损失及垢层热阻。将釜内液体从22?加热到102?需多长时间, 六、传热计算(此题在职考生必答，30分) 3 拟用一套管换热器将密度为1100kg/m、热容为4.0kJ/kgK的料液从295K加热到375K。料液走管内，管外用395K的饱和蒸汽加热。料液的流量为1.75-432×10 m/s，管内料液侧的给热系数为0.141 kW/m K。管外蒸汽侧的给热系数2为3.40kW/m K。假定管内料液侧的给热系数与流速的0.8次方成正比，并忽略热损失、管壁与垢层热阻。 (1)试求所需的换热面积; -43(2)该换热器投入使用时，料液的流量增大至3.25×10 m/s , 其余条件均不变，试求料液的出口温度。 14 华东理工大学二00四年硕士研究生入学考试试题 考试科目代码及名称:461化工原理(含实验) 一、简答题:(30分) 1(动量守恒和机械能守恒应用于流体流动时，二者关系如何? 2(简述因次分析法规划实验的主要步骤。 3(简述搅拌过程中强化湍动的主要措施。 4(影响颗粒沉降速度的因素有哪些? 5(何谓流化床层的内生不稳定性?如何抑制? 6(影响辐射传热的主要因素有哪些? 7(化学吸收和物理吸收相比有何优点? 8(简述恒沸精馏和萃取精馏的主要异同点。 9(板式塔的不正常操作现象有哪些? 10( 何谓填料塔的载点和泛点? 二、流体流动计算30分) 如图所示的输水管路系统，AO管长l=100m，管内径75mm，两支管管长分别AO 为 l= l =75m，管内径均为50mm，支管OC上阀门全开时的局部阻力系数ξOBOC30.03。支管OB中流量为18m==15。所有管路均取摩擦系数λ,/h，方向如图所示。除阀门外其他局部阻力的当量长度均已包括在上述管长中。试求: 3 (1)支管OC的流量，m/h; (2)A糟上方压强表的读数P， kPa。 A 三、吸收计算(30分) 某填料吸收塔，用纯水逆流吸收气体混合物中的可溶组分A，气相总传质单元高度H为0. 3m 。入塔气体中A组分的含量为0.06(摩尔分率，下同)，OG 工艺要求A组分的回收率为95%,采用液气比为最小液气比的1.4倍。己知在操作范围内相平衡关系为y,0.2x。试求: (1)填料塔的有效高度应为多少, (2)若在该填料塔内进行吸收操作，采用液气比为1.8，则出塔的液体、气体浓度各为多少, 四、精馏计算(30分) 如图所示的连续精馏流程，以回收二元理想混合物中的易挥发组分A。两塔塔顶设全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热(物系相对挥发度α,2(0，已知 15 x,0(4，x,0(99，x,0(01, x,0(7, x,0(2(均为摩尔分率)，加料F FDWTB =100kmol/h。F、T、B均为饱和液体。试求: (1)D，T，B，W的流率; (2)塔I的最小回流比R;min (3)当塔I的回流比取R=1(5R时，写出F与B之间塔段的操作线数值方min 程。 五、传热(此题应届考生必答，30分) 质量162kg的某液体在一装有换热盘管的无夹套搅拌釜中用饱和蒸汽加热。22.盘管内蒸汽的温度为383K，盘管的换热面积为l m。总传热系数为500 W,mK。2(5 m，环境温度为293K，釜壁对环境的给热系数为5 W搅拌釜的外表面积为22..,mK。试求将液体从293K加热到377K所需时间。(设液体的热容为2(1 kJ/kgK，且不随温度而变。釜内液体因充分混合，温度保持均一。忽略釜壁热阻，釜壁温度可取与液体温度相同。) 如用一连续逆流换热器取代间歇的搅拌釜，加热介质的进出口温度分别为2.388K和333K，总传热系数为250 W,mK,在同样时间内完成162kg该液体的加热，忽略热损 失，试问连续换热器的面积为多少, 六、传热(此题在职考生必答，30分) 有一套管换热器对油品进行冷却，水以0.1kg/s的质量流量通过金属内管，内管管径为υ19×1.3mm，热油以 0.075kg/s的质量流量逆流通过套管的环隙。已知管长 2m，热油和冷水的进口温度分别为370K和280K。油侧的给热系数为l(7 2.2..KW,mK，水侧的给热系数为 2(5KW,mK。油的平均热容为l.9 kJ/kgK，水的.平均热容为 4(18 kJ/kgK。试求: (1)以金属内管外表面为基准的总传热系数; (2)油和水的出口温度。 (忽略管壁热阻、垢层热阻及热损失。) 16 华东理工大学二00三年硕士研究生入学考试试题 考试科目号码及名称:461化工原理(含实验) 一、简答题:(40分) 11( 什么是流体流动的边界层,边界层分离的条件是什么, 12( 非牛顿流体中，震凝性流体的特点是什么, 13( 搅拌器按工作原理可分为哪几类,各类搅拌器的特点是什么, 14( 简述数学模型实验研究方法的主要步骤。 15( 实际流化现象有哪两种,通常，各自发生于什么系统, 16( 简述填料塔载点、泛点的概念。 17( 液液萃取溶剂的必要条件有哪些, 18( 吸附分离常用的吸附剂有哪些, 19( 简述膜分离的基本原理。 20( 在恒定干燥条件下，将含水20,(湿基)的湿物料进行干燥，开始时干燥 速度恒定，当干燥至含水量为5,(干基)时，干燥速率开始下降，再继续 干燥至物料恒重，并测得此时物料含水量为0(05,，则物料的临界含水量 为_______(干基)，平衡含水量为_____(干基)，自由含水量为______(干 基)。 二、带泵管路(25分) 如图所示的输水循环管路，两台离心泵型号相同，两条管路除两个阀门开度4不同外，其它条件完全相同，流向如图示。封闭容器B内的真空度为7×10Pa，两液面的高度差为9m。两管路内的流速均为 3m/s，泵1出口阀两端的水银U形压差计读数R为300mm。试求; (1) 泵1出口阀的局部阻力系数为多少, (2) 泵2出口阀的局部阻力系数为多少, 三、吸收计算(30分) 某厂吸收塔的填料层高度3m，用纯溶剂逆流等温吸收尾气中的有害组分。入塔气体中有害组分的含量为0(04(摩尔分率，下同)，出塔气体中有害组分含量为0.008，出塔液体中有害组分含量为0.03。己知在操作范围内相平衡关系为y,o.8x。试求: (1)填料塔的气相总传质单元高度H为多少, OG (2)原塔操作液气比为最小液气比的多少倍, (3)因法定排放气有害组分含量为0.004，现增加塔高以使出口气体达标，若液 17 气比不受，填料层总高应为多少, 四、精馏计算(30分) 采用连续精馏塔分离苯、甲苯混合物，进料量为100kmol/h，进料中苯(易挥发组分)浓度0.4(摩尔分率，下同),饱和汽体进料。该塔塔顶设全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。要求塔顶产品苯浓度为0.99，塔釜产品苯浓度为0.03，操作条件下，该物系相对挥发度α,2(5，实际回流比为最小回流比的1(5倍。试求: (1)塔顶采出率和易挥发组分的回收率; (2)精馏段和提馏段的操作线方程; (3)若塔釜停止供应蒸汽，保持回流比不变，若塔板数无限多，塔底残液的浓度为多少, 五、传热(此题应届考生必答，25分) 用一带有搅拌器的夹套式换热器将质量m=800kg，比热容为2.2 kJ/kg?的2有机物从80?冷却至40?。己知夹套式换热器的总传热系数K=160W,m?，传2热面积为3 m，冷却水流量为0.1 kJ/s，入口温度t,20?，忽略热损失，搅1 拌器内液体主体温度均一。试求: (1) 完成冷却任务所需时间。 (2) 终了时，冷却水的出口温度。 六、传热(此题在职考生必答，25分) 一管壳式换热器由38根υ25×2.5mm，长3m的钢管组成。110?的饱和蒸汽2通入壳程，加热管程中的甲苯，蒸汽冷凝对流给热系数为 10000W,m?。甲苯流量为7kg/s，入口温度为30?。甲苯的比热为1840J/Kg?。该流量条件下，2甲苯侧的对流给热系数为 1090 W,m?,管壁很薄，可忽略管壁及两侧的垢层热阻。试求: (1)此时，甲苯的出口温度为多少?, (2)现因生产需要，甲苯的处理量增加50,，蒸汽冷凝对流给热系数视作不变，甲苯的出口温度为多少?, 18 华东理工大学二00二年研究生(硕士、博士)入学考试试题 考试科目号码及名称:501化工原理(含实验) 一、简答题:(20分) 1. 层流与湍流的本质区别是什么, 2.非牛顿流体中，塑性流体的特点是什么, 3.搅拌器的两个功能是什么,改善搅拌效果的工程措施有哪些, 4.加快过滤速率的途径有哪些, 5.什么是颗粒的自由沉降速度, 6.简述辐射传热中灰体的概念。 7.简述填料塔等板高度HETP的概念。 8.简述萃取过程中选择溶剂的基本要求有哪些, 9.恒速干燥阶段的湿物料表面温度是什么温度,为什么, 10.简述综合评价板式塔塔板性能优劣的主要标准。 二、带泵管路(20分)图示离心泵输水管路，将敞口低位槽中的水输送到塔设423备中。泵的扬程可用 H,40-6×10q(He:m，q:m/s)表示，管路均为Φ50×Vv 2.5mm，总管长(包括局部阻力当量长度)为80m，摩擦系数λ,0.025。塔内压强为0.1MPa(表) 塔内出水口与低位槽液面垂直高差为12m。试求: 3)管路的流量为多少,泵的有效功率为多少, (lm/s (2)若塔内压强变为 0.2MPa(表)，则此时流量为原流量的百分之几, 三、吸收计算(20分)某逆流操作的吸收塔，用纯溶剂等温吸收某混合气中的A组分。混合气的处理量为60kmol/h，进塔混合气中A组分的含量为0.05(mol分率)，回收率为80,，相平衡关系为y,2x。填料塔的塔径为0.8米，气相体积3总传质系数为120kmol/(m?h),该过程为气相阻力控制。设计液气比为最小液气比的 1.25倍，试求: (1)填料塔的有效高度H为多少, (2)若采用 20%的吸收剂再循环，新鲜吸收剂的用量和其它入塔条件不变，则回 收率为多少, 四、精馏计算(20分)采用连续精馏塔分离某双组分液体混合物，进料量为200kmol/h，进料中易挥发组分浓度0.4，汽液混合物进料，汽:液=1:1(摩尔量之比)。该塔塔顶设全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。要求塔顶产品浓度为0.95，塔釜产品浓度为0.05(以上皆为摩尔分率)，操作条件下，该物系相对挥发度α,2.5， 实际回流比为最小回流比的1.5倍。试求: 19 (1) 塔顶易挥发组分和塔釜难挥发组分的回收率; (2) 精馏段和提馏段的操作线方程; (3) 若第一块板的汽相默弗里板效率E为0.6，求塔顶第二块板(自塔顶向mV 下数)上升汽相的组成。 五、传热(此题应届考生必答，20分)某熔盐槽内盛有温度为800?的熔盐。在熔盐内浸有一电加热器。开始通电时，加热器的温度与熔盐相同。加热过程中熔2盐温度保持恒定。己知加热器功率为1.0kW，加热器外表面积为0.05m，加热器的热容相当于1kg水，水的比热容4.183,熔盐与加热器表面间的给热kJ/(kg?)2系为1.5。假设在加热过程中给热系数不变，加热器温度始终保持均kW,(m?) 一，求通电1分钟时加热器的壁温为多少度,加热器的最高壁温可达多少度, 六、传热(此题在职考生必答，20分) 有一逆流操作管壳式换热器，120?的热油通过管程冷却至80?,20?冷水通过壳程加热至50?，管、壳程流体流动均处于高度湍流状态，管程给热系数1.0kW22?)，壳程给热系数为2.5kW,(m?)，若将管程的热油流量加倍，其它操,(m 作条件不变，油和水的出口温度分别变为多少度,(管壁很薄，忽略管壁及两侧的垢层热阻) 20 华东理工大学二00一年研究生(硕士、博士)入学考试试题 考试科目号码及名称:501化工原理(含实验) 一、简答题:(20分) 1. 流体流动过程中，稳定性是指什么?定态性是指什么? 2. 简述因次论指导下的实验研究方法的主要步骤。 3. 在表面过滤方式中，何谓架桥现象? 4. 简述旋风分离器性能指标中分割直径Dpc的概念。 5. 液体沸腾的必要条件有哪两个? 6. 循环型蒸发器中，降低单程汽化率的目的是什么? 7. 筛板塔的气液接触状态有哪三种，各有什么特点? 8. 简述萃取(三元物系)过程中的临界混溶点、选择性系数? 9. 在恒定干燥条件下，将含水35%(湿基)的湿物料进行干燥，开始时干燥速 度恒定，当干燥至含水量为8%(干基)时， 干燥速率开始下降，再继续干 燥至物料恒重，并测得此时物料含水量为0.08%(干基)，则物料的临界含 水量为________(干基)，平衡含水量为________(干基)， 白由含水量为 _______(干基)。 10.简述干燥中的临界含水量受哪些因素影响。 二、(20分)一列管式换热器，内有Φ19×2mm钢管33根，管长1.5m，单管程。现将此换热器用来冷凝某工艺物料的蒸汽，壳程蒸汽冷凝温度为90?，蒸汽侧3热阻、管壁热阻可忽略。冷却水走管程，进口温度 t=20?，流量为 21m/h。试1 求: (1) 蒸汽冷凝量为多少?冷却水的出口温度为多少? (0.522kg/s，40.70?) (2) 夏季时，冷却水进口温度为25?时，若冷却水流量不变，则蒸汽冷凝量 Cp=4180J/kg?K，粘度μ=l 为多少?已知冷却水比热mPa?S占，密度ρ= 3261000Kg/m ，导热系数λ= 0.6W/m ?K，物料蒸汽汽化潜热r=1.2×10J/Kg 。 设以上物性不随温度而变。) ( 三、(20分)欲按下图流程设计吸收塔。已 知:y=0.05(摩尔分率，下同),吸收率η=0.9，12G=150kmol/ mh ， x=0.004， x=0.015，L=L 塔顶3223 处液气比(摩尔比)为0.5，全塔 H=0.5m，相平衡关OG 系:y=0.5x。L在塔内液相组成与X相同处加入.试求: 22 (1) 所需塔高，(2.943m) (2) 若L与L合并后，由塔顶加入，试定性分析所23 需塔高将发生什么变化。在y-x图上画出上述 两种进料方案的操作线。(所需塔高增加，略) 四、(20分)一连续操作的常压精馏塔用于分离双组 分混合物。己知原料液中含易挥发组分 x=0.40(摩尔f 分率，下同)，进料状况为汽液混合物，其摩尔比为:汽量比液量=1比1，所达分离结果为塔顶产品 x =0.98，塔釜残液 x= 0.02，DW若该系统的相对挥发度α=2，操作时采用的回流比R=1.6Rmin，试计算: (1) 易挥发组分的回收率:(0.970) 21 (2) 最小回流比Rmin;(3.04) (3) 提馏段操作线的数值方程;(y=1.332x-0.00663) (4) 若在饱和液相组成x=0.70的塔板处抽侧线，其量θ又和有侧线时获得的塔θ 顶产品量D相等，减少采出率D,F，回流比R=5 ，理论板为无穷多，那么 此时塔顶的浓度x可能维持的最高值将是多少 ?(0.92) D 五、(此题应届考生必答，20分)用离心泵将敞口水池中的水送往敞口高位槽，523两液位差为6m。泵的特性方程为He=28-1.45×10q(He:m,q:m/s)，管路流量Vv3为 0.01m/s。试求: (1) 泵的有效功率?(1324W) (2) 若高位槽直径为2m，水池液面高度不变，要使高位槽液位上升1m需多长时 间? (317(6s) 6m 六、(此题在职考生必答，20分) 某厂自江水中取水去冷却某物质，换热后的水仍排入江中，流程见图。当电机转623速为2900转/分时，离心泵的特性方程为He=48-1.3×10q (He-m,Qv-m/s)，V 该泵吸入管路长为20m，压出管路长为100m(以上管长均包括了全部局部阻力的当量长度，也包括了流体流经换热器的阻力当量长度)，管路直径均为Φ57×3.5mm，摩擦系数为0.02。试求: (1)泵的有效功率? (769.9W) 4(2)泵入口处真空表的读数? (7.8l×10Pa) (3)当泵的转速调为2700转,分时，泵的有效功率又为多少? (62lW) 22 换热器 P 5m 23 华东理工大学二000年研究生(硕士、博士)入学考试试题 考试科目号码及名称:501化工原理(含实验) 一、简答题:(14分) 1(功能校正系数α为什么总是大于、等于l的,试说明理由, 2(大小不一的搅拌器能否使用同一条功率曲线,为什么, 3(简述数学模型法规划实验的主要步骤。 4(加快过滤速率有哪几种途径, 5(评价旋风分离器性能的主要指标有哪些, 6(简述辐射传热中黑体和灰体的概念, 7(液液萃取塔设备的主要技术性能有哪些, 3二、(20分)贮槽内有40?的粗汽油 (密度ρ=710kg/m),维持液面恒定，用泵抽出后分成两股，一股送到分馏塔顶部，另一股送到吸收解吸塔中部。有关位置距地面以上的高度见附图。若阀门全开时，包括局都阻力当量长度的各管段长度如下:1-0段，l, 10m,0-3段，l, 20m,管内径均为 50mm，摩擦系数均为13 λ=0.03。调节0,2段中阀门开度，使送往吸收解吸塔的流量为送往分馏塔的流量的一半。此时，孔板流量计的压差ΔP=513mmHg,孔径d=25mm，流量系数0 C=0.62。试求: 0-3310,22.7m) ?总管流量和管路所需的压头;(6.33×m /s ?若泵效率为60%，求所需泵功率。(1.67kw) 三、(l2分)用连续精馏塔分离双组分混合液，混合液中含易挥发组分x=0.4(摩F尔分率、下同)，原料以饱和液体状态加入塔中部，塔顶全凝，泡点回流。操作条件下物系的相对挥发度α=2.5，要求塔顶产品浓度x=0.8，塔顶易挥发组分的D 回收率η=0.9。塔釜间接蒸汽加热。试求: ?完成上述分离任务的最小回流比;(0.778) ? 若操作回流比取最小回流比的1.5倍，则进入塔顶第一块塔板的汽相组成为多少,(0.7006) 四、(14分)间歇干燥处理某湿物料3.89kg，含水量为10%(湿基)，用总压 100kPa、温度为50?的空气进行干燥，并测得空气的露点温度为23?，湿球温度为 30?，2要求干燥产品的含水量不超过l%(湿基)。已知干燥面积为外0.5m，气相传质2系数k为0.0695kg,s.m，物料的临界自由含水量X为0.07kg,kg干料，平衡Hc 含水量可视为零。降速阶段的干燥速率曲线可按通过原点的直线处理，求干燥时间。(0.545h) 温度t/ ? 23 30 50 24 饱和蒸汽压/kPa 2.904 4.250 12.34 五、(20分)一逆流操作吸收塔如图所示。混合气体由塔底引入，其中可溶组分2的浓度y=0.05(摩尔分率，下同)，单位塔截面上的气相流率G=0.014kmol,m.s。1 吸收剂分两处加入。由塔顶加入的为纯溶剂，单位塔截面上的流率L=0.0112 1’2。从塔顶往下，经2米填料层高度后，又加入一股 x,0.01的吸收kmol,m.s22剂，单位塔截面上的流率 L,0.0112 ，再经 6米填料层高度后，液kmol,m.s23体由塔底引出。全塔各处Ka均为0.028 ，物系平衡关系y=0.8x。试kmol,m.sy 求: ’’(1)第二股吸收剂L加入后，塔内该截面的液相浓度X; (0.008378) 22 (2)塔底排出的液相浓度x。 (0.035405) 1 (3)为使出塔气体浓度y降低，第二股吸收剂的加入口应向上移还是向下移,为2 什么,(下移) 六、(此题应届考生必答，20分)槽内盛有10吨某有机物，拟用图示装置加热，2加热介质为120?的饱和水蒸汽，在加热过程中，传热系数的平均值为320W,mK，2加热器的换热面积为12m，泵的输送量为W,4000kg,h，有机物的比热容 Cp=2.1 kJ,kg.K。试求: (1)若将槽内有机物从20?加热到80?，需多长时间, 0.8 (2) 若泵的输送量增加为5000 kg,h , 传热系数K? W，则将槽内有机物从20?加热到80?，需多长时间, (槽内液体因搅拌而温度均一，忽略热损失。) (2.84hr, 2.31hr) 七、(此题在职考生必答，20分)用某热流体与甲苯在一台列管式换热器中进行 25 逆流换热。列管的管内径为 25mm，甲苯走管内，入口温度t=20?，出口温度1 t=80?;热流体走管外;入口温度T=200?，出口温度T,120?。已知此时热21222流体的对流给热系数α=1000W/m.K，甲苯的对流给热系数为α=2800 W,m.K。12现把甲苯的流量增大50%，试求: ?热流体的出口温度为多少,(106.6?) ?新工况的热流量 Q’较原来增加了多少,(17%) 4(已知甲苯的Re,10,Pr,0.7，管壁热阻可略，流体物性随温度的变化可忽略。) 华东理工大学一九九九年研究生(硕士、博士)入学考试试题 (试题附在考卷内交回) 考试科目号码及名称:501化工原理(含实验) 一、简答题:(20分) 1(何谓轨线,何谓流线,为什么流线互不相交, 2(简述往复泵的水锤现象。往复泵的流量调节方法有哪几种, 3(搅拌器应具有哪两种功能, 4(在考虑流体通过固定床流动的压降时，颗粒群平均直径是按什么规则定义 的,为什么, 5(因某种原因使进入降尘室的含尘气体温度升高，若气体质量及含尘情况不变， 降尘室出口气体的含尘量将有何变化,原因何在, 6(影响辐射传热的因素有那些, 7(综合评价塔板性能的标准是什么, 8(当两相流量比相差很大时，而且所选用的萃取塔设备又可能产生严重的轴向 返混，此时应将流量大的还是流量小的一相作为分散相,为什么, 9(何谓平衡水、自由水、结合水和非结合水,它们之间有何关系, 10. 何谓蒸发设备的生产强度, 二、(20分)某列管换热器，壳程通以0.2Mpa(绝)的饱和蒸汽，可将一定量的冷水从25?加热到65?。若加热蒸汽的压强及水的入口温度保持不变，水的出口温度降为63?，求此时换热器的热通量较原工况有何变化(以原工况的相对比值表示),计算时可忽略垢阻、管壁及蒸汽侧的热阻，水在管内作湍流流动。0.2Mpa(绝)的饱和蒸汽温度为120?。 三、(20分)在一逆流操作吸收塔中，吸收混合气体(氨与空气)中的氨。单位2塔截面上的混合气体流率为0.036kmol,m.s，含氨2%(体积)，新鲜吸收剂为含氨0.0003(mol分率)的水溶液，从塔顶加入，要求氨的回收率不低于91%，设计采用液气比为最小液气比的1.3倍，氨-水-空气物系的相平衡关系y=1.2x。3已知气相总传质系数Ka均为0.0483 kmol,m.s，试求:(1)所需塔高H; y (2)若采用部分吸收剂再循环从塔顶加入，新鲜吸收剂用量不变，循环量与新鲜吸收剂用量之比为1:10，为达到同样的回收率，所需塔高为多少,(5.03m,12.84m) 四、(20分)用连续精馏塔分离双组分混合液，进料组成为0.4(易挥发组分摩尔分率)，进料液气比为1:1(摩尔量之比)。塔顶泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。要求塔顶易挥发组分的回收率达到98%，塔釜难挥发组分的回收率达到99%，操作条件下物系的相对挥发度为3。试求:(1)塔顶、塔底的浓度和塔顶采出率;(0.985,0.0133,0.398) 26 (2)最小回流比 ;(1.783) (3)若操作回流比取最小回流比的1.5倍，试写出提馏段操作线方程。 (y=1.626x-0.008314) 五、(此题应届考生必答，20分)图示输水管路，圆桶形高位槽直径位为0.5m ,底部接一长30m (包括局都阻力当量长度),内径为20mm的管路，摩擦系数λ=0.02。水平支管很短，除阀门外的其它阻力可忽略，支管直径与总管相同。高位槽水面与支管出口的初始距离为5m，槽内水深为1m，阀门1、2的类型相同。试求: (1) 当一个阀门1全开(ξ=2)、阀门2全关时，支管1中的瞬时流速为 多少, (2) 在上述情况下，将槽中的水放出一半，需多少时间, (3) 若在阀门1全开、阀门2全关的条件下放水100秒后，将阀门2也全 开，问放完槽中的水总共需多长时间,(1.72m,s, 186s, 374s) 1m H=5m 2 1 六、(此题在职考生必答，20分)图示输水管路，用离心泵将料液(密度ρ3=800kg/m)送至常压容器B和压力容器C。两股流量相同，V=V=4 l/s。高度12Z=25m。压力容器C中的压强为9.81kpa(表压)，高度Z=20m。管段ED内径d=75mm,BC 长度l=100m(包括局部阻力的当量长度), 管段DF内径d=50mm,长度l=50m(包11括局部阻力的当量长度), 管段DG内径d=50mm,长度l=50m(包括除阀门外的所22 有局部阻力的当量长度), 摩擦系数均为λ=0.03，不计分流点的阻力损失和动量交换。试求: (1) 泵的压头和理论功率; (2) 支路DG中阀门的局部阻力损失，J/N; ’’(3) 若希望长期提高，V=V=1.5V,并再提供一台同型号的水泵，离心泵121523的特性曲线为H=56-2.81×10V(式中:H: m; V : m/s)。问能否ee 达到要求,(设管路阀门阻力已调整到相应值)。(38m，2386w, 3.75m, 不能) 27 B F CDGZB Zc AE 28 华东理工大学一九九八年研究生(硕士、博士)入学考试试题 (试题附在考卷内交回) 考试科目号码及名称:501化工原理(含实验) 一、简答题:(20分) 1(简述搅拌釜中加挡板或导流筒的主要作用是什么, 2(试写出回转真空过滤机单位面积滤液量q与转速n、浸入面积分率υ以及过 滤常数的关系式，并说明过滤面积为什么用转鼓面积A而不用Aυ, 3(当沉降处于斯托克斯定律区时，试写出非球形颗粒的等沉降速度当量直径de 的计算式。 4(流化床的压降与哪些因素有关, 5(蒸发器提高液体循环速度的意义有哪些, 6(简述什么是气液传质板式塔操作中的转相点, 7(何谓萃取操作的选择性系数,什么情况下β=?, 8(什么是转盘萃取塔的特性速度, 9(在连续干燥器之前用预热器加热空气，被加热空气所获得的热量Q按其去向 可分为哪四项,干燥器热效率定义为哪些项Pa 之比, 10. 提高连续干燥器的热效率的措施有哪些, D 二、(20分)图示输水管路，用离心泵将江水输 送至高位槽，已知吸入管直径υ70×3mm，管长ΔZ=15m，压出管直径υ60×3mm，管长=80m(管llABCD C长均包括局部阻力的当量长度)，摩擦系数均为 λ=0.03，ΔZ=12m，离心泵的特性曲线为H=30-6e523B×10V(式中:H: m; V : m/s)。试求: e 3(1) 管路流量为多少m/h; (2) 旱季江面下降3m ,与原流量相比，此 时流量下降百分之几, (3) 江面下降后，B处真空表和C处压力 表的读数各有什么变化(定性分A析), 3(14(8m/h ;8(8%:真空表读数上升，压力表读数下降。) 三、(20分)用填料塔吸收混合气体中的有用组分。塔底 入塔气体浓度y=0.05(摩尔分率，下同)，回收率12y为90%， L/2L,x2用纯溶剂吸收，液气比L/G=1,操作条件下，物系平 衡关系y=0.5x。H=1m,气膜控制，试求: OGL/2(1) 为完成此分离任务，所需填料层高度H; 2 m (2) 若采用纯溶剂分成两股加料(流程如图 虚线)，一股L/2溶剂仍从塔顶加入，另 一股L/2溶剂从距塔顶2m 处加入。求 为完成同样的分离任务所需填料层高 度; 29 y1x1 (3) 在y~x图上画出两种情况下的平衡线和操作线，并说明填料层高度变 化的原因。 (3.41m:4.02m;略。) 四、(20分)一连续操作的常压精馏塔，用于分离A(轻组分)-B(重组分)混合物，混合液中含易挥发组分x=0.4(摩尔分率、下同)，进料温度为50?，要F 求达到塔顶产品A组分含量x=0.95,塔底馏出液A组分含量x=0.03, 操作条件DW 下物系的相对挥发度α=2.5，实际操作回流比为1.95，试计算: (1) A组分的回收率; (2) 最小回流比; (3) 提馏段操作线方程; (4) 若塔顶第一块塔板下降的液相浓度为0.9，求该塔板以气相组成表示 的默弗里板效率E。 mV (由平衡数据已知x=0.4时混合液的泡点为95.2?，定性温度下原料液平F 均比热C=39kcal/kmol.?,千摩尔汽化潜热r=8800 kcal/kmol)。 p (0.955;1.275;y=1.43x-0.013;81.6%) 五、(此题应届考生必答，20分)槽内盛有20吨重油，拟用图示装置在4小时内将其从20?加热至80?，加热介质为120?的饱和水蒸汽，在加热过程中，22传热系数的平均值为350W,mK，加热器的换热面积为12m，泵的输送量为W,5000kg,h，重油的比热容 Cp=2.0 kJ,kg.K。试求换热器应具有多大的换热面2积才能满足要求,(槽内重油因搅拌而温度均一，忽略热损失。) (19.7m ) 六、(此题在职考生必答，20分)一套管换热器用133?饱和蒸汽将管内的氯苯从33?加热到73?，氯苯的流量为5500kg/h。现因某种原因，氯苯流量减少到 30 3300kg/h，但其进出口温度欲维持不变，试问此时饱和蒸汽的温度应为多少，才能满足要求,此时饱和蒸汽的冷凝量为原工况的百分之几,(设在两种工况下蒸汽冷凝热阻、管壁热阻、垢阻和热损失均可忽略，且氯苯在管内作湍流流动。忽略两工况下饱和蒸汽汽化潜热的变化)。(125.6?; 60%。) 华东理工大学一九九七年研究生(硕士、博士)入学考试试题 (试题附在考卷内交回) 考试科目号码及名称:501化工原理(含实验) 一、简答与填空:(20分) (搅拌器应具有的两种主要功能是什么, 1 2(过滤速率与哪些物性因素、操作因素有关, 3(在上升气流中悬浮稳定的固体颗粒，它所受到的力应该是: 重力= 压差力+向上摩擦力 还是 重力-浮力=压差力+向上摩擦力 为什 么, 4(流体流动边界层分离(脱体)的两个条件是什么, 5(多效蒸发的效数受哪些限制, 6(简述板式塔的夹带液泛与溢流液泛现象。 7(简述填料塔的载点和泛点。 8(转盘萃取塔中，对于正系统(dσ/dx>0)物系，传质方向应当选从____ 相传质较为有利。(连续，分散) 相向____ 9(分配系数等于1时，能否进行萃取分离操作,为什么, 10. 在同样的干燥条件(干空气的t,H一定)，湿物料的尺度减小，则临 ，平衡含水量____。(上升、下降、不变) 界含水量____ 二、(20分)有一台列管式换热器，内有υ25×2.5mm钢管44根，管长1.5m，单管程。管程中的冷却水将壳程中100?的蒸汽冷凝，蒸汽冷凝侧热阻可忽略。冬季时冷却水进口温度为15?，出口温度为37?，试求: (1) 冬季时冷却水用量及蒸汽冷凝量各为多少kg,h, (2) 夏季时冷却水进口温度为29?，若冷却水用量与冬季相同，则夏季冷 却水出口温度为多少?,蒸汽冷凝量将变为多少, 已知冷却水的比热Cp=4180 J,kg. ?，粘度μ=1cp,导热系数λ=0.6 W/m.?,6蒸汽冷凝潜热r=2.26×10 J,kg。(设以上物性不随温度变化)。 333(47.4×10 kg,h，1.93×10 kg,h;47.41?，1(62×10 kg,h) 三、(20分)如图所示的精馏塔具有一块实际板和一只蒸馏釜(可视为一块理论板)，原料预热到泡点，由塔顶连续加入，F=100kmol/h，x=0.20(摩尔分率、下f 同)，泡点回流，回流比R=2, 物系的相对挥发 度α=2.5，今测得塔顶出料量D=57.2 kmol/h， F,xF且x=0.28。试求: D (1) 塔底出料量W及浓度x; W (2) 该塔板的默弗里板效率E和E。 mVmLD,xD (42.8Kmol/h,0.0391:49.5%,56.2%) 四、(20分)分离如图所示的低浓度气体吸收- 解吸系 W,xW统，已知吸收塔的传质单元高度H=0.4m, 解吸OG 31 塔的传 质单元高度H’=1.0m,处理气体量G=1000kmol/h,吸收剂循环量L=150 kmol/h,OG 解吸气体流量G’=300kmol/h, 各有关浓度(摩尔分率)如下:y=0.015 1y’=0.045 y’’=0 x=0.005 122 吸收系统的相平衡关系为y=0.15x ,解吸系统的相平衡关系为y’=0.6x ,试求: ee (1) 吸收塔的气体出口浓度y及液体出口浓度x; 21’(2) 吸收塔的填料层高度H及解吸塔的填料层高度H; (3) 实际操作时，若解吸气体流量改为G’=250,则吸收塔的气体出kmol/h’口浓度y又为多少,(设L、G、y、y’、均不变，H、H不变)。 212OGOG (0.0015，0.095:7.2m,6.93m:0.0025) y2y'1 P2Z2 吸解收Pa吸塔塔Z1 x2L,x1G',y'2G,y1 五、(此题应届考生必答，20分)图示离心泵输水管路，将敞口低位槽中的水输423送到塔设备中，泵的扬程可用H=20-4×10V(式中:H: m; V : m/s)表示，管路内径50mm，总管长l+l=50 m, 摩擦系数λ=0.03，开始时，低位槽液面高度e 为Z=1m,塔设备入口高Z=12m,塔内入口处压强P=0.3 at(表)，试求: 1223(1) 开始时，管路的流量为多少m/s, 2(2) 低位槽横截面积A=1.5m,求低位槽液面下降0.8m所需的时间为多1 少, -33(3.71×10m/s;335秒) 六、(此题在职考生必答，20分)图示输水管路，A、B均为常压设备，两泵完全相同，冬季仅设备A用水，开单泵;夏季时，设备A、B均用水，开双泵。已知管子直径d均为 υ57×3.5mm，摩擦系数均为λ=0.03，吸入管长l=10m,压出OC管长l=50m, l=70m(以上管长均包括局部阻力的当量长度), 忽略OO’间管O‘AO‘B 子长度，离心泵的单泵特性曲线H-52=25-7.2×10V(式中:H: m; V : ee3m/s)表示，试求: AB (1)冬季时设备A的用水量3为多少m/h, 8 m(2)夏季时设备A、B的用3O'水量各为多少m/h, 333(13.5m/h;13.1m/h,11.0m/h) O 32 C 华东理工大学一九九六年研究生(硕士、博士)入学考试试题 (试题附在考卷内交回) 考试科目号码及名称:501化工原理(含实验) 一、简答与填空:(20分) 1(均匀流段有何特点,流体匀速通过等直径弯管的流动能否视作均匀流段,为 什么, 2(转子流量计的特点是什么,孔板流量计的缺点是什么,设计孔板流量计的中 心问题是什么, 3(简述旋桨式和涡轮式搅拌器的特点。 4(简述数学模型法的主要步骤。 5(过滤常数K与哪些因素有关, 6(颗粒的自由沉降速度是否仅是颗粒与流体的特性, 7(在筛板塔的设计中，塔径D、孔径d、孔间距t一定，若增大溢流堰长度l,0w 则组成负荷性能图的液相上限线____,液沫夹带线____,溢流液泛线____,漏 夜线____。(上移、下移、左移、右移、不变) 8(在多效蒸发系统的操作中，各效蒸发器的温度和各效浓度分别取决于什么, 9(液液传质设备内会发生轴向混合，严格说来，轴向混合是改变传质单元数N,OC 还是改变传质单元高度H?而在塔设备的设计中，又是如何处理轴向混合之OC 影响的, 10. 温度为t、湿度为H的湿空气在一定流速下掠过某湿物料以测定干燥速率曲线。 (1) 若气体状态不变，流速增加，则临界含水量____,平衡含水量____。 (2) 若气速不变，湿度不变，气温降低，则临界含水量____,平衡含水量 ____。(上升、下降、不变) 二、(20分)某离心泵输水管路系统如图 所示。已知江水在工作温度下的饱和蒸汽 压为p=17.54mmHg,吸入管的阻力损失Hvf =1.0mHO,压出管路的阻力损失H吸入2f压出 =3.0mHO,泵的允许汽蚀余量[Δh]= 2 5.0m。现因落潮，江水液面下降了0.5m 。 (1) 通过计算指出，此泵在落潮时 能否正常工作,定性判断流量将如 何变化, 33 (2) 若该管路有足够的调节余地，现调节管的流量与落潮前相等，则出口 阀门应开大还是关小,此时泵的进口真空表和出口压力表的读数各较落潮 前变化了多少at?压出管的阻力损失变化了多少mHO? 2 (计算中忽略两测压点的位差、动能项及流量对[Δh]的影响，设流动已进 入阻力平方区。) (能正常工作，0.05at，0.5mHO) 2 三、(20分)用CO水溶液的解吸来测定新型填料的传质单元高度H值，实验塔2OG-5中填料层高度为2.5m，塔顶入塔水流量为4000Kg水/h, CO的浓度为8×10 (摩2 尔分率)，塔底通入不含CO的新鲜空气，用量为6 Kg/h,现测得出塔液体浓度为2-64×10 (摩尔分率)，相平衡关系为y=1420x(摩尔分率),试求: (1) 出塔气体(摩尔分率)浓度; (2) 该填料的H值; OG (3) 现若将气体用量增加20%，且设H不变，则出塔气体和液体浓度OG 各为多少, -6(0.466m，1.31×10 ，0.0704) 四、(20分)用精馏塔分离双组分混合液，进料组成为0.45(易挥发组分摩尔分率)，泡点进料，塔顶采出率为0.50(摩尔流量之比)要求塔顶易挥发组分的回收率达到98%，操作条件下物系的相对挥发度为2.5，试求: (1) 塔顶、塔底产物的浓度; (2) 最小回流比 ; (3) 若操作回流比取最小回流比的1.4倍，采出率不变，则塔顶产物理论上可 达到的最高浓度是多少, (0.882，0.018，0.946，0.9) 五、(此题应届考生必答，20分) 有一夹套的反应釜，釜内盛有某种反应液，反应液的初始温度为20?，釜内液体由于剧烈搅拌可以认为温度均一。反应液需加热到80?进行反应。 (1) 若夹套内通以120?的饱和水蒸汽加热，已知前10min反应液的温升 至60?，则反应液由初始温度加热到反应温度需要多少时间, (2) 若夹套内通以进口温度为120?的热流体加热，已知前10min反应液 同样温升至60?，则反应液由初始温度加热到反应温度需要多少时 间,(热流体无相变) (答案 17.94min 17.94min) 六、(此题在职考生必答，20分)一套管换热器，内管为υ25×2.5mm的钢管， 34 管外为T=120?的饱和水蒸汽加热，管内流过气体，入口温度t=20?, 出口温1 度t=60?,现改为υ19×2mm的钢管代替υ25×2.5mm的钢管，并使气体流量为2 原来的1.5倍，管长、T及t不变，试求: 14(1) 气体出口温度t’(设气体在管内， Re,10,Pr,0.7，冷凝侧、管壁热2 阻及热损失可略，且不计物性变化影响); (2) 如气体通过原管子的压降为30mmHO,求现工况的压降(设摩擦系数λ相2 同，换热器进出口阻力损失不计) (64.73，284.4mmHO) 2 35 华东理工大学一九九五年研究生(硕士、博士)入学考试试题 (试题附在考卷内交回) 考试科目号码及名称:501化工原理(含实验) 一、简答题:(20分) 1(简要比较实验研究方法和数学模型方法之间的异同。 2(何谓蒸发器的生产强度 ? 如何寻求提高生产强度的途径? 3(简述如何通过实验测定过滤常数 ? 4(绘出连续并流干燥器内气、固两相温度的变化。气流干燥器操作的关键 是连续而均 匀地加料，请列举三种常 用的固体加料器。 5(操作中的精馏塔，若进料组成x 上升f 至x’，在同一回流比R下，馏出液组f 成 X 和釜液组成 x 将如何变化 ? Dw 欲保持 x 不变 , 采取何种调节措w 施 ? 6(图示为某萃取物系的互溶曲线，分配系 数 k=l ，原料液组成 X= 40% ( 质Af ，采用多级错流萃取，量百分率，下同) 每级萃取溶剂比均为 0.5 ，要求最终 萃余相浓度大于5%，求错流萃取所需的理论级数 ? 二、(20分)有一列管式换热器，壳程通以 120?的饱和蒸汽，可将定量的气体从20 ?加热至 60 ?。若加热蒸汽的压强及气体的入口温度保持不变，气体的出口温度升至 62 ?，试求: (1) 此时换热器的热流量有何变化 ( 以原工况热流量的相对比值表示 )? 4设气体在管内均已Re>10 ， Pr>0.7 ，计算时可忽略垢层，管壁及 蒸汽侧的热阻，不考虑 气体物性的变化。, (2) 气体通过换热器的压降有何变化(以原工况压降的相对值表示)?设摩 擦系数λ相同，换热器进、出口阻力损失不计。 (0.762,0.526) 三、(20分)用具有两块理论板的精馏塔提取水溶液中的易挥发组分。饱和水蒸汽以 50kmol/h 四、(20分)拟用逆流吸收流程以回收空气混合气中95%的氨。混合气流率为0.5kg2.s，入塔氨浓度2%(体积)。吸收剂为含氨0.0003(摩尔分率)的稀氨水。采,m 用液气比为最小液气比的1.4倍。设操作范围内物系服从亨利定律y=1.2x，填3料总传质系数Kya=0.05kmol/s.m 试求: (1)所需填料层高度是多少m? 2(2)该塔在实际操作时,另有一股流率为0.2kg/m.s,含氨0.001(摩尔分 率)的稀氨水也要并入该塔作为吸收剂，若要求加入口处无返混，设 其他入塔条件不变，试问该股吸收剂应在距塔顶往下几米处加入? (2.9m， 0.9m) 五、(此题应届考生必答，20分) 用一离心泵将低位大槽中的料液送至高位小槽，如图。大槽内径6米，小槽内径3米。管径均为40毫米，管长30米(包括23局部阻力的当量长度)。离心泵特性曲线:He=40-0.1V(He :m，V:m/h)。开始时， 36 两槽面垂直距离8米，问若要小槽中液位上升2米，需多少时间? (设流动均处于高度湍流区，λ=0.03) 六、(此题在职考生必答，20分)现欲用一离心泵将低位槽中的水送至12米高3处的水塔，流量要求12m /h，吸入管路总长20m(包括局部阻力的当量长度)，压出管路总长40mm(包括局部阻力的当量长度)，管径均为40mm,λ=0.025 ,试求: (1)管路所需压头为多少? 3(2)若在12m,h流量下，泵的压头He=27m，允许吸上真空高度 ,Hs,=7m， 问该流量下泵的有效功率Ne为多少?泵的允许安装高度,Hg,为多少? 37 华东理工大学一九九四年研究生(硕士、博士)入学考试试题 (试题附在考卷内交回) 考试科目号码及名称:501化工原理(含实验) 一、简答题:(20分) 1(实验测定离心泵特性曲线时，需测取记录哪些数据, 2(由于某钟原因使进入降尘室的含尘气体温度升高，若气体的质量流量及 含尘情况不变，降尘室出口气体的含尘量将有何变化,导致此变化的原 因何在, 3(何谓核状沸腾,何谓膜状沸腾,工业操作应采用何种沸腾,为什么, 4(液液萃取操作中，分散相的选择应从哪些方面考虑, 5(用热空气对某湿物料进行对流干燥，在一定的气速和温度下，达到最终 湿含量的时间为3小时，其中等速干燥所用时间为1小时。为提高产量， 希望在2小时内达到干燥要求，问采用提高气速的办法能否达到目的, 为什么, 二、(20分)某一逆流操作的套管换热器，冷却水入口温度t=30?, 出口温度1 t=84?,热流体进口温度T=180?, 出口温度T=120?,改为并流操作，其它条212 件均不变，两流体的出口温度分别为多少度, 三、(20分)在有效高度为4m的填料塔内用纯水逆流吸收气体混合物种的可溶组分，气体的初始浓度为0.05(摩尔分率)，操作条件下，物系的相平衡关系为y=1.2x，操作液气比为1.5。现测得气体出口浓度为为0.005(摩尔分率)，试求: (1) 此填料的传质单元高度H为多少, OG 2) 若将填料层加高2m，则溶质的回收率η可达到多少, ( 四、(20分)用精馏塔分离双组分混合液，加料为两股摩尔流量相等的原料液。一股在塔顶加入，其浓度为0.55(易挥发组分摩尔分率，下同)，另一股在塔的中部加入，其浓度为0.35。原料液均在泡点下加入塔内，塔顶设置冷凝器，泡点回流，塔底间接蒸汽加热。操作条件下，物系的相对挥发度为2，操作回流比为2，试求: (1) 塔底产品的浓度为多少, (2) 中部加料口以上和以下各塔段的操作线方程。 (3) 若塔板可无限增加，则塔顶产品的极限浓度为多少, 1F D F2 W 五、(此题应届考生必答，20分)在底面积为1.5m×1.5m的方形容器内设置一垂直挡板，将其分为容积为2:1的两个空间，设大空间内盛有深度为1m 的水， 38 较小空间内盛有深度为0.4m 的水，挡板上有一直径为20mm的小孔，若将小孔的塞子拔掉，经多长时间容器内的液体停止流动,在这段时间内有多少液体从大空间流进小空间,(小孔的流量系数为0.61) 六、(此题在职考生必答，20分)操作中的离心泵如图示，P=0.5at(表)，在转233速n=2900转/分下，泵的特性方程H=40-0.1q (q:),ρ=900,流量为m/hkg/meVV38。试求: m/h (1) 泵的有效功率; (2) 今将泵的转速调节至n’=2700,则泵的有效功率又为多少,(设转/分 流动均在高度湍流区) P 5m 39 华东理工大学一九九三年研究生(硕士、博士)入学考试试题 (试题附在考卷内交回) 考试科目号码及名称:501化工原理(含实验) 一、填空题:(20分) 31. 如图静止盛水容器中，U型压差计的指示剂ρ=1630kg/m时，压差计读数i3为R,当改用ρ’=13600时，则R’=___________。 kg/mi R 2. 某离心泵将江水送入一敞口高位槽，现因落潮，江水液面下降，当管路条 件和λ均不变(泵仍能正常操作)，为维持原送水能力，泵出口调节阀应 ______。(关小、不变、开大)，泵出口处流体压强______。(变小、不 变、变大、无法确定) 3. 某二元物系相平衡关系如图所示，现以S作为萃取剂，分离AB混合物得一 对平衡的萃取相E和萃余相R，则该条件下，分配系数k=___________。选A (用线段比例式表示)。 择性系数β=_________。 A F E BC 4. 因某种原因使进入降尘室的含尘气体温度升高，若气体质量流量不变，含 尘情况不变，降尘室出口气体的含尘量将______。(变小、不变、变大) 导致此变化的原因是(1)____________________________，(2) _______________________________。 5. 温度为t，湿度为H的湿空气以一定的流速掠过某湿物料，测得其临界含水*量为X,平衡含水量为X,现改变条件: C (1) 气体状态和湿物料不变，流速增加，则X_________, C*X______________。 (2) 气速、湿度H、湿物料不变，气温t下降，则X________, C*X_____________。(变小、不变、变大、不确定) 6. 定性在下图中绘出恒速过滤操作中过滤常数K、过滤压强ΔP和滤液量V的 关系曲线。(滤饼可压缩，s?0,过滤介质阻力q?0) e 40 KΔP VV 二、(20分)某一台单程列管式换热器，由18根υ19×2mm，长1.5m的管子组成，现用它来冷凝冷却乙醇饱和蒸汽，使其自饱和温度78?冷凝冷却至30?，乙醇走管外，处理量为100kg/h，其冷凝热为880kJ/kg,液体乙醇的比热为2.93kJ/kg.?, 冷却水走管内，与乙醇逆流流动，进口温度为15?，出口温度为30?，水的平均比热为4.187kJ/kg.?,乙醇的冷凝和冷却的传热系数K=0.7 122kW/m.?, K=0.12 kW/m.?,(以管子外表面积为基准)。问此换热器是否适用, 2 三、(20分)用精馏塔分离双组分混合液，原料处理量为F=100 kmol/h, 混合液中含易挥发组分x=0.5(摩尔分率、下同)，原料以汽液混合状态(汽液各占F 一半)加入塔的中部，塔顶泡点回流，回流比为最小回流比的1.2倍，塔釜间接蒸汽加热。要求塔顶产品浓度x=0.95，塔釜残液浓度x=0.05，操作条件下物系DW 。试写出该塔提馏段的操作线方程。 的相对挥发度为3 四、(20分)在一常压逆流填料塔中，用清水吸收含溶质5%(体积百分数)混3合气中的溶质。已知混合气处理量为2826标准m/h,气体在塔内的空塔速度为 。相平衡关系y=1.2x。气相总传质系数Ka均为1801m/s(标准状态下流速) kmoly3.h，吸收剂用量为最小用量的1.4倍，要求吸收率为95%，试求: ,m (1)吸收剂出塔浓度x(摩尔百分数); 1 (2)完成上述任务所需的填料层高度; (3)按以上条件设计的塔，若气液两相入塔流量、组成、温度、操作压强 均不变，而改用并流操作，则吸收率可达多少,(假定Ka与流向无y 关) 3五、(此题在职考生必答，20分)图示用虹吸管自贮槽排液，液体密度为800kg/m,粘度为0.015Pa.s，虹吸管内径为15mm。 (1) 当y=1.4m时，此时管路阻力(除出口以外全部阻力)损失为1m 水柱,试 求此时排液量为多少kg/h? (2) 在管子总长不变的情况下，欲使排液量增加20%，试问y 至少应为多少, (3) 若y一定，改变x是否对排液有影响,(列出方程，定性讨论) Pax y 六、(此题应届考生必答，20分)底部在同一水平面上的两个贮槽之间用内径150mm、长300m(包括局部阻力的当量长度)的管子连接。初始直径7m的贮槽 41 内液面高度为7m，直径5m的贮槽内液面高度为2m，问大槽液面下降1m需多少时间,设管路阻力系数λ=0.016。(提示:作拟定态处理) Pa Pa d=150mmH0=7ml=300mh0=7m5m7m 42 华东理工大学一九九二年研究生(硕士、博士)入学考试试题 (试题附在考卷内交回) 考试科目号码及名称:501化工原理(含实验) 一、填空题:(20分) 1( 如图，实验室用一虹吸管吸取20?的水，已知管长l=0.8m,虹AB 吸管内径d=10mm,直管摩擦系数λ=0.02，该管理论上可能达到的最大速度 u=_______m/s。 B ZA 2( 某厂车间内用往复泵输送液体，用旁路阀调节阀调节主管道内的 流量。现将旁路阀关小，而主管道的管长、管径、局部管件情况、泵和泵 的往复频率均不变，则往复泵提供的扬程H_______。(增加、减少、不变、 不确定) 3( 某化工厂在将一定质量流量的含尘气体送入高温反应器以前，需 进行预热和降尘室除尘。采用先除尘后预热的方式可达到最佳除尘效果， 其原因是(1) _____________ _____________________，(2) _______________________________。 过滤始终在恒压下进行，每一过滤4( 用叶滤机过滤某固体悬浮液， 周期内辅助时间和洗涤时间一定，若每一周期内过滤时间过长，过滤机的 生产能力下降，其原因是 _______________________________________________________。 5( 用饱和蒸汽在固定管板式列管换热器内加热某易生垢液体时，应 使哪种流体走管程, ________________________________________________________________ _____。 6( 工业物理解吸过程常采用升温、减压的方式是为了 ____________________________而达到较好的解吸效果。 7( 操作中的精馏塔，若维持相对挥发度α、进料量F、组成x、塔F V底上升蒸汽量,塔顶产品量D，加料位置等均不变，而使进料热状态q上 升，则塔顶产品组成x_________，塔底产品组成x_________。(上升、DW 不变、下降、不确定) 8( 某二元混合物用溶剂萃取，该设备为一个理论级，已知溶质A和 yxAAyxBB稀释剂B的浓度(质量百分数)比为:萃取相=4,萃余相=0.25， 该操作条件下，溶剂的选择性系数β=________。 9( 大量干球温度为50?，湿球温度为40?的湿空气与极少量的水 长期接触后(水温40?)，水温最终可达到________?。 43 二、(20分)某填料塔用清水吸收低浓度混合气中的溶质。要求吸收率为90%。3设计条件下，物体的相平衡关系y=2x，传质分系数ka=ka=0.026kmol,m.s，yx-32处理气量为5×10kmol,m.s，采用液气比为最小液气比的1.2倍，试求: (1) 为完成分离任务所需的填料高度。 (2) 现在该塔内操作时，将气体压强增加一倍，而液气比、气体入塔浓度和 量均维持原设计条件不变，则实际回收率可达到多少, 三、(20分)组成为0.2的混合液以饱和蒸汽状态加入精馏塔中部进行连续精馏。塔顶全凝，泡点回流，要求塔顶产品浓度x=0.95，塔釜残液浓度x=0.11，DW(以上均为易挥发组分的摩尔分率)。操作条件下物系的相对挥发度为2.7。试求: (1) 塔顶易挥发组分的回收率和塔底难挥发组分的回收率。 (2) 取操作回流比为最小回流比的1.5倍时，精馏段和提馏段的操作线方程。 (3) 若塔顶第一块实际板的液相默弗里板效率E=0.6，离开该板的液相组成mL 为多少, 四、(此题在职考生必答，20分)有一管壳式换热器，其管束由269根υ25×2.5mm，长3m的铜管组成，现用该换热器将流量为8000kg/h的空气从10? ?，已知在空气的平均温度下，空气的比热为1加热至110kJ/kg.?, 导热系 ,Pr=0.7。若壳程通以饱和蒸汽作加热剂，为将空气加热至数λ=0.0289W/m.? 指定温度，加热蒸汽的温度应为多少度,(空气的粘度μ=0.0202 cp)忽略蒸汽、垢层和管壁热阻。 五、(20分)用离心泵将敞口水池中的水送往一敞口高位槽，管径均为50mm，当阀A全开(ξA=0.17)时，泵入口处真空度P=52.6kPa,泵出口处表压位1532P=155.9kPa。该泵的特性方程为H=23.1-1.43×10q (q:m/s),试求: 2+eVV (1)A阀全开时泵的有效功率Ne。 (2)将A阀关小而保持管长、管径、其它局部管件情况不变，则泵的流量可 为多少,(A阀关小后，ξA=80) 5m P1P2 六、(此题应届考生必答，20分)某槽内盛有液体8000kg，液体比热为1.5kJ/kg.?, 槽内装有加热蒸汽盘管，管内通130?的饱和水蒸汽，槽内液体温度均匀，当该 44 槽无热损失时，测得将液体从20?加热到80?需1小时，实际工作环境下，外2界大气温度为20?，槽外壁对大气的给热系数α=0.01kW/m.?, 槽外表面积为210m,槽壁热阻及垢层热阻均可忽略，试求: (1) 实际工作环境下，槽内液体可能达到的最高温度; (2) 实际情况下将液体从20?加热到80?需多少时间, 45 华东理工大学一九九一年研究生(硕士、博士)入学考试试题 (试题附在考卷内交回) 考试科目号码及名称:501化工原理(含实验) 一、填空题:(20分) 1(用U型计进行测量，两容器内为同一种静止液体(如图)，在原安装情况下， U型计读数分别为H和 R,若现将测量点A往下移至A’点，而U型计仍处在 原位置，测得的H’__H,R’____R。(>,<,=,不确定) A A’B R H 2(某工厂仓库中现有两台完全相同的离心泵可供使用，已知该泵的单泵特性方32程为H=20-2q (q:m/min),现要求用这两台离心泵来完成输送流量eVV3q=1.6m/min,补充能量为He=35J/N的输送任务，应采用___________。(单V 泵操作、双泵并联、双泵串联、该两泵无法满足要求) 3(某过滤机始终在恒压下操作，(过滤介质阻力可忽略不计，滤饼不可压缩)，3原在τ小时可获得滤液V m,现要求在τ/2的时间得到相同的滤液量，则操 倍。 作表压ΔP应为原来的_____ 4(含尘气体在降尘室内除尘，(尘粒均为球形，且尘降在斯托克斯区)，理论 上能使流量为q的气体中颗粒直径d?50μm的颗粒100% 除去。现要求将Vp 同样气量中的d?35μm的颗粒100% 除去，则降尘室的底面积为原来的____p 倍。 5(某工厂必须用江水将流量为q,温度为T的热油冷却至T,选用一换热器操作V12 ,后，发现当江水进出该换热器的温度tt时，仍不能使热油冷却至T,为保122 证完成任务，应采取的措施是 ________________________________________________。 6(填料塔设计时，采用吸收剂再循环的方案(如2y 图)。新鲜吸收剂入塔浓度x,量L,入塔温度22L,xt均确定后，吸收剂循环量L’增加，填料层 高度将________。(过程属气膜控制) 7(操作中的精馏塔，若将冷回流改为泡点回流， L’而回流液量、塔顶产品量及原料入塔条件均维 L V持不变，则提馏段液气比_____，塔顶产品 组成x_______。(上升、不变、下降、不确D 定) 8(将不饱和湿空气等压降温，气体的湿度H-11yx _______，相对湿度υ_____。(上升、不变、 下降、不确定) 46 9(对组成为x 的混合液进行单级萃取，要求萃余相中溶质浓度为x,若物系的F 分配系数k越大，则所需的溶剂比S/F将________。 A 二、(20分)有一套管换热器，管隙用饱和蒸汽加热内管的冷气体，饱和蒸汽和冷气的进口温度分别为180?和40?，原工况条件下，气侧给热系数α22=40, 蒸汽侧给热系数α=10000,管壁厚(小管)2.5mm，导热系W/m.?W/m.?io 数λ=45,冷气体出口温度为130?，冷气体的Re>10000,Pr>0.7,现将冷气W/m.? 体流量增加一倍，而其它入口条件不变，则冷气体的出口温度为多少度,(忽略垢层热阻和物性的变化。) 三、(20分)某填料塔用水吸收低浓度混合气中的可溶2y组分(如图)。混合气入塔浓度y=0.02(摩尔分率,下同)，1 吸收剂为解吸后的循环水，吸收液气比L/G=1.5,操作条 件下，物体的相平衡关系y=1.2x，原工况下，解吸后吸 收剂入塔浓度x=0.001,出塔气体浓度y=0.002,该塔填22 料层高度H=5m，试求: 吸解(1) 该塔的传质单元高度H; OG收吸(2) 若因解吸不良，吸收塔入塔浓度变为x’=0.005,2塔塔而其它入塔条件不变，此时气体出塔浓度y’为2 多少, 四、(20分)用精馏塔分离双组分混合液，混合液中含 易挥发组分x=0.4(摩尔分率、下同)，原料以饱和液体F 2x状态加入塔的中部，塔顶全凝，泡点回流，操作条件下1x1y 物系的相对挥发度为2.5。要求塔顶产品浓度x=0.8，D塔顶易挥发组分的回收率η=0.9，试求: (1) 为完成上述任务所需的最小回流比; (2) 若操作回流比为最小回流比的1.5倍，则精馏段和提馏段的操作液气比各 为多少, (3) 在上述液气比下操作，进入塔顶第一块塔板的汽相组成为多少, 五、(20分)实验室需用离心泵将敞口地面水池的水送入一敞口高位槽。高位槽原液面距水池液面距离为5m (如图),地面水池较大，液面可视为恒定。工作32条件下，泵的特性曲线为H=20-222q (q:m/min),整个管路长度为50m(包括eVV 全部局部阻力的当量长度)，管径均为50mm，管路摩擦系数λ=0.03，试计算使高位槽内液面升高1m需多少时间,(设高位槽位直径为1m的圆桶)。提示:用拟定态方法处理。 47 1m 5m 48