二00五年攻读硕士学位研究生入学考试试题
考试科目 化工原理 编号 460
注意：答案必须写在答题纸上，写在试卷或草稿纸均无效。
一、填空、选择以及是非题
1、（12分）如下图所示，用管路连接水槽A 、B 、C 。已知管径都为ϕ32*2.5点O 至槽A 、
B 、
C 的管长分别为6m 、3m 、5m （包括进出口、弯头以及三通管件的局部当量长度），三槽水面维持恒定；支管OC 上有一闸阀K ，管的摩擦因素估计为0.02，流体为常温水。已知当闸阀处于阻力系数为2.96的开度时，支管OB 中流速为零。记管AO 中流速为U 1管OB 中流速为U 2，管OC 中流速为U 3。
（1）若闸阀处于阻力系数为3.5的开度，则截面A 、C 之间的机械能衡算为（以单位质量流体为基准，不必化简）： ； （2）继续关小闸阀，则U 1 U 2 U 3 。
2、（6分）在一管路系统中，用一台离心泵将密度为10000kg/m 3的清水从敞口地面水池输送到高位密封贮槽（其表压为9.8*104Pa ），两段液面的位差∆z=10m ，管路总长L=50m （包括所有局部阻力的当量长度），管内径均为40mm ，摩擦因数λ=0.02.则该管路的特性曲线方程为（不必化简） 。若离心泵的特性曲线方程为H=40-222Q 2 （H 为压力，m ；Q 为流量，m 3/min),则求解该管路输送量Q 的方程等式为（该方程须仅含Q 一个未知量，不必化简） 。
3、（4分）是非题（请答“错”或“对”）
（1）对于板框式压滤机，在一个操作周期内存在着一最佳过滤时间，采用该最佳过滤时间，可在其他条件不变的条件下使该压滤机的生产能力达到最大。（）
（2）多效蒸发的主要目的是提高蒸发的生产能力（）
4、（3分）水在列管式换热器的管程流动（Re>104）。若流量不变，管内径减小至原来的一半，则水的对流传热系数为原来的 倍。
5、（3分）穿过三层平壁的稳定导热过程，已知各层温差为
，则，C 5t C 30t C 40t 321︒=∆︒=∆︒=∆第一层的热阻R 1与第二、三层热阻R 2、R 3的关系为 。
（1）R 1>(R 2+R 3) (2)R 1=(R 2+R 3)(3)R 1 C 0 （1）35（2）67.5（3）80（4）100 7、（3分）对极易的气体，气相一侧的界面浓度yi接近于，而液相一侧的界面浓度xi接近于。 8、（3分）某操作中吸收塔，用含有一定溶质组分的吸收剂逆流吸收气体混合物中溶质组分。若进气浓度yi下降，而液相流率L、气相流率G、操作压力p和温度T等均不变，则回收率将。 （1）不变（2）变小（3）变大（4）不确定 9、（3分）精馏操作时，若进料状况（F、x F、q）和回流比R均不变，而将塔顶产品量D 增加，其结果是。 （1）x D下降，x W下降（2）x D下降，x W上升 （3）x D下降，x W不变（4）x D不变，x W下降 10、（3分）精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相中的易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是由于。 （1）液相中易挥发组分进入汽相； （2）汽相中难挥发组分进入液相； （3）液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多 （4）液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相的现象同时发生。 11、（3分）在浮阀塔设计中，哪些因素考虑不周时，则塔易发生降液管液泛，请举出其中三种情况：（1）（2）(3) 。 12、（3分）单级（理论）萃取中，在维持进料组成和萃取相浓度不变的条件下，若用含有少量溶质的萃取剂代替纯萃取剂，所得萃余相浓度将。 （1）增加（2）减少（3）不变（4）不确定 13、（3分）有一实验室装置将含A15%（质量百分率，下同）的AB混合液50公斤和含A70%的AB混合液20公斤混合后，用溶剂S进行单级萃取，所得萃余相和萃取相脱溶剂后得到 含10%A和80%A的溶液。问此工作状态下的选择性系数 = 。 14、（3分）进干燥器的气体状态一定，干燥任务一定，若干燥器内部无补充加热，则气体离开干燥器的湿度H越大，干燥器的热效率越。 二、计算以及分析题目 1、（10分）从地下开采出来的原油由油、水、气组成下图为一原油连续计量装置的示意图，其原理是将原油中的油、水、气分离后用各自的流量计分别测定其流量（计量），然后再将油、水气汇合一起流向下游。具体工艺如下：原油首先切向进入一旋风分离器，使气与液体（油和水）从旋风分离器顶部流出，计量后进入油、水 、气汇合点。除去气的液体（油和水）从旋风分离器的下部流出，经挡板后进入一沉降区，在沉降区中由于油、水的密度差，油逐渐向下走，实现油与水的分离，分离后的油（含有部分水）从上部流出的计量，分离后的水（含有少量油）从下部流出计量。 （图中三个阀门均为调节阀，其作用是通过调节阀门的开度来维持气油界面、油水界面的稳定） 问：给定的原油连续计量装置，若原油流量增加，则油路（含有流量计的支管）中油含水率将如何变化？水路（含水流量计的支管）中水中含有率将如何变化？请简要说明理由。 （2）在某计量过程中，发现水路流动正常，但油路流动不畅发生部分堵塞现象（即使油路阀门全开，）仍流动不敞），且油的温度并无明显变化。请分析油路流动不畅的原因，并提出解决的办法。 2、(27分)流量为0.5kg/s 、温度为20°C 的水[c p =4.18kJ/kg.K)]流过一列管换热器，逆流冷却流量为0.8kg/s ，温度为65°C 。现因气温下降，进口水温变为6°C ，问此时溶液的出口温度为多少？忽略温度变化对水、溶液物性的影响。 为防止溶液的出口温度过低，把逆流改成并流，则溶液的出口温度又为多少？已知溶液的进口温度不变，溶液与水的流量不变，逆流和并流的传热系数相同。 油层 水层 沉降区 旋风分离器 液体 气流量计 油流量计 水流量计 去下游 （1）用水量，kg/h; (2) 填料层高度，m。 注：有机物A的分子量为32. 4.（22分）某二元混合物以饱和蒸汽状态加入精馏塔的中部，已知x F=0.5(摩尔分率，下同)，x D=0.9,x W=0.05，相对挥发度 =3，回流比R=2R min，塔顶设有全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。试求： （1）提馏段操作线方程； （2）进入第一块理论板（由塔顶往下数）的汽相浓度； （3）上述设计的塔在操作时，若因故塔釜停止加热，欲维持x D不变应如何操作？此时塔釜排液x W=？5、（18分）将含水量为20%（质量百分率的物料200kg）置于温度为61°C，相对湿度为20%的空气中，空气平行流过物料。试求除去30kg水分所需的干燥时间为若干小时？ 已知操作在恒定干燥条件下进行，对流传热系数为65w/(m2.°C)，干燥面积为5m2，湿物料在该条件下的临界含水量为0.15kg水/kg干料，平衡含水量为0.02kg水/kg干料，降速段可视为直线。 汽化潜热可由下式计算：γ=2491.3-2.303t，t的单位°C；γ的单位kJ/kg。 +下载本文
