化工原理 中国石油大学(华东)2007~2008研究生入学考试化工原理试题B卷

2008年硕士研究生入学考试试题B

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注意：考生在本试题或草稿纸上答题无效。所有试题答案必须标明题号，按序写在专用答题纸上。 以下是试题内容： 一、填空题（每空一分，共25分）： 1、流体在圆形直管内滞流流动时，其速度分布是_____________ 型曲线，其管中心的最大流速为平均流速的___________ ，縻擦糸数与Re的关系为______________。 2、离心泵气蚀现象产生的原因是 ；某离心泵的允许吸上真空度为5m，输送20℃的水。已知入口液面通大气，大气压强Pa=760mmHg，吸入管路中的全部摩擦阻力损失为4m，速度头可忽略，则其允许安装高度为 m。 3、在过滤操作中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是____ ___而不是___ ___。 4、用两厚度相同的材料保温时，往往把_____ 的材料包在内层，以达到好的保温效果。 5、将50千克的固体颗粒放在直径为50cm的容器中，用空气做流化剂。在正常流化阶段，该床层的压降为 Pa。 6、消除列管式换热器温差产生的应力常用的有三种方法，即在壳体上加 、采用 结构或采用 结构。 7、以下各物体表面温度相等且均一， 的辐射能力最大， 的辐射能力最小。 A. 氧气和氮气各占50%的混合气体； B. 黑度为0.8的固体； C. 黑体； D. 二氧化碳气体 8、当增大操作压强时，精馏过程中物糸的相对挥发度__________,塔顶温度_________,塔釜温度_________。 9、对于低浓度气体吸收操作，在求传质单元数时，解析法的适用条件是_________，对数平均推动力法的适用条件是__________， 图解积分法的适用条件是__ _____。 10 、精馏塔结构不变，操作时若保持进料的组成、流率、热状况及塔顶流率一定，只减少塔釜的热负荷，则塔顶组成___ ___,塔底组成____ ____。 11、溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，曲线以内为_____________，曲线以外为_________，萃取操作只能在_______________内进行。 考试科目: 化工原理 总 3 页 第 ２ 页 二、简答分析题（共25分） 1、（5分）图示回答压缩机的一个工作循环过程。 2、（4分）什么是过剩空气系数？试分析过剩空气系数对加热炉热效率的影响。 3、（5分）请写出恒摩尔流假定的内容及其成立的条件。 4、（5分）萃取中分配系数k及选择性系数β的定义是什么？k=1及β=1两种情况下萃取操作能否进行？ 5、（6分）右图为一实际塔板的负荷性能图，图中P点为设计操作点。按图中所标顺序依次写出包围塔板适宜工作区域的五条线的名称；若该塔板所在塔欲调整处理量，请问首先可能出现的不正常现象是什么。 三、计算题（共100分） 1、（20分）如附图所示，用效率为75%的离心泵P1将水由储槽A处输送至密闭罐B内，已知泵P1的特性曲线方程可以表达为：H=40-0.006Q（Q，m/h），该系统的最大输送能力为50m/h，管路尺寸均为φ108×4mm。假定所有的流动均处于完全湍流区；两泵的出口阀门与离心泵出口距离、出口阀与汇合点之间距离很短，吸入管路阻力可忽略不计。 试求：①单泵P1在最大流量条件下工作时系统的阻力（用m液柱表示）；（5分） ②由于装置调整需增大流量，将原来备用泵P2启用（P1、P2型号相同），两泵并联操作时的最大输送流量；（5分） ③双泵操作时，若将流量增加至60m/h，泵出口处压力表的读数；（5分） ④若用阀门调节流量，由于调节流量消耗在阀门上的轴功率（5分）。 3323考试科目: 化工原理 总 3 页 第 ３ 页 52、（20分）用有26框(635×635×25mm)的板框过滤机在3.04×10Pa压差下恒压过滤饼液比为0.01787的悬浮液，滤饼充满滤框时结束过滤。K=1.678×10m/s，Ve=0.4557m；过滤完毕用水洗涤，洗水粘度和洗涤压差与过滤终了时同，洗水为滤液体积的10%，辅助操作时间15min，滤饼不可压缩，算该过滤机生产能力Q。（15分） 若用1台浸没度为0.4，过滤面积与压滤机相同的真空转筒过滤机在0.3atm的真空度下完成相同的过滤任务，试计算过滤机的转速。（5分） -423 3、（20分）在一套管换热器中用水冷却热油。换热器管长为3m；两流体在换热器中逆流流动。热油被由170℃冷却至100℃；冷却水的进出口温度分别为15℃和25℃。若采用加长换热器管长的方法是热油的出口温度降至70℃，试计算管长应增加多少米。假定在前后两种情况下热油和冷却水的流量、物性参数、进口温度均不发生变化；换热器除管长外，其他尺寸也不变；换热器的热损失可忽略不计。 4、（20分）某吸收塔在101.3kPa，293K下操作，用清水吸收混合气中的丙酮，已知Ye1.8X，过程受气膜控制，KYaV0.8，当L/V=2.1时，丙酮回收率95%。 试求：①若气体流率增大20%，而液量及两相进口浓度不变，求丙酮回收率；（13分） ②气相量及液相进口浓度不变，采用增大液量的办法使提高到98%，问清水用量应增加为原用量的几倍？（7分） 5、（20分）含氨5%（摩尔分率，下同）的水溶液，预热至泡点后送入一精馏塔顶以回收其中90%的氨，塔釜用再沸器间接加热，排出废液中含氨小于1%。已知操作范围内的相对挥发度为6.5。 试求：①塔顶馏出液组成xD；（4分） ②塔的操作线方程；（4分） ③所需的理论板数；（5分） ④如果该塔由若干块实际塔板组成，每一块实际塔板的气相默弗里板效率为0.45，求该塔除加热釜外尚需几块实际塔板？（5分） ⑤该塔的全塔效率ET。（2分）