武汉科技大学861化工原理2004--2011,2013--2015,2017(2004--20092011,2013--2015,2017有答案)考研真题+答案

《武汉科技大学861化工原理2004--2011,2013--2015,2017(2004--20092011,2013--2015,2017有答案)考研真题+答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《武汉科技大学861化工原理2004--2011,2013--2015,2017(2004--20092011,2013--2015,2017有答案)考研真题+答案（175页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、武汉科技大学2004年硕士研究生入学考试试题课程名称：化工原理总页数：5第1页说明：1.适用专业：化学工程，化学工艺，环境工程2 .可使用的常用工具：计算器、三角板等文具3 .答题内容，请写在答题纸上，写在试卷上一律无效、填空题（每空2分共46分）1 .流体在圆管中流动，并处于阻力平方区（完全粗糙区），若其他条件不变，流速增大，则摩擦系数入；阻力损失 o2 .工程上离心泵的流量调节是通过调节阀门来进行，而往复泵的流量调节则是通过来进行；当离心泵入口处压力低于同温度下输送液体的饱和蒸汽压时，则会发生现象；当流体为理想流体，叶轮为理想叶轮时，流体通过叶轮所获得的能量，称离心泵的扬程。3 .某单级萃

2、取过程中，若已知萃取液中溶质A的含量为yA=0.6（质量分率,下同）萃余液中原溶剂B的含量为xB,=0.8,则选择性系数B为；4 .两流体通过换热器进行换热操作，已知热流体温度由80降至40C,冷流体温度相应由20C升至50,则此两流体的换热操作为操作（请选择“逆流”或“并流”）；该传热过程的对数平均温度差At”为；该换热器的效率为 o5 .恒压过滤一个操作周期中过滤时间为。f时，获得滤液量为V,若将过滤压差增大一倍，其它条件不变，则获得相同滤液量所需过滤时间变为 o （设滤饼不可压缩且介质阻力可以忽略）6 .湿空气经过预热器后各参数为5，凡人3他），通过干燥器与湿物料接触，进行绝热干燥过程，

3、出干燥器后湿空气的各参数为（52,，卬2，。2，。2），各对应参数的大小关系为t|t2； Hl H2；twltw2； tdltd2；%2（请填“心、“”或“=”）7 .某气体用ABC三种不同的吸收剂进行吸收操作，液气比相同，吸收因数的大小关系为A!A2A3,则气体溶解度的大小关系为。8 .实验室用水吸收氨测定填料塔的传质系数K,该系统为控制，随气体流量的增加，传质系数Kxa 09 .采用连续精储塔分离某二元液体混合物，因原料液浓度降低（其他条件不变），为保证出塔产品浓度不变，工程中采用提高回流比R的方法，则精微段各理论板的分离程度将；提储段各理论板的分离程度将；塔顶产品采出率将；塔底产品采出率

4、将 o二、单项选择（每间2分，共16分）1 .降速干燥阶段，物料表面温度 o等于湿空气的湿球温度介于湿空气干球温度与湿球温度之间等于湿空气的干球温度因与物料比热有关，需由具体数值计算2 .两流体通过换热器进行热交换，壳程一侧为饱和蒸汽冷凝，管内则为无相变的流体湍流传热过程。则管壁温度 o接近于蒸汽温度接近于流体温度需考虑管壁的导热热阻，具体计算之后才能确定3 .已知直径为d的某颗粒于水中进行斯托克斯沉降，其沉降速度为u,若将同一材质、直径为0.5d的颗粒置于同样条件的水中沉降，则沉降仍处于斯托克斯区，沉降速度为0.25u沉降仍处于斯托克斯区，沉降速度为4u沉降不一定处于斯托克斯区，但沉降速度为

5、0.25u4.如图所示，某液体流经一水平突然缩小管路系统，已知小管直径为d,大管直径为D,两测压管安装在扩大部位的两侧，高度差则下述对的说明，正确的是。II-： H H02需具体计算才能确定5 .恒压过滤操作过程中，过滤速率可用空或名表示，则.dO dO二者数值相同，仅是不同的表达方式二者数值不同，大小关系为（空）（筑）（10 dO二者数值不同，（四）=A（缘）do de6 .连续精馆操作过程中，将加料板位置下移，其他操作条件维持不变，进料组成及回流比均保持不变，则 OX增加、XD降低XD增加、X*增加X*.增加、XD不变需具体计算才能确定7 .如图所示，水平直管中的水处于。静止PA=0.03

6、atmPB=0.035atm向右流动00向左流动不能确定_ C8 .某单级萃取过程，已知分配系数Ka=1,则 o萃余相浓度等于萃取相浓度萃余液浓度等于萃取液浓度选择性系数B必然小于1三、实验及操作分析题（每题10分，共20分）1 .离心泵在操作过程中，发生轻微汽蚀，为了消除该不正常现象，试说明可采取哪些措施？请从所列举出的这些方法中选择一个你认为最佳的措施，分析说明其利弊。2 .在间接蒸气加热的连续常压精储过程中，考察经过一块理论板的汽液相组成变化情况。发现经过一块理论板后精储段液相组成变化程度要高于对应的汽相组成（即xAay）,提储段则相反。试从物料衡算角度对此加以分析并予以解释。四、计算分

7、析题（68分）1 .某热溶液通过单程列管式换热器进行降温。要求经换热后，热溶液温度由90降为40,冷却水则由20c升至50,热溶液在壳程中流动，其对流传热系数为a=4300w/m2 K,流量为垢=54000Kg / ho定性温度下，热溶液和水的密度均为P=1000kg/n）3,比热均为4180J/kgK。换热器内有“25X2.5的管子150根，管长6m,冷却水走管程，冷热两流体近似可视为完全逆流，管壁及污垢热阻均可忽略不计，定性温度下，水的导热系数入=0.65w / mK,粘度u=0.5cp。试计算：该换热器能否满足要求？生产要求热溶液温度进一步降低，应如何调整冷却水流量？请作定性分析（16分

8、）2 .在填料塔内用稀硫酸吸收空气中的少量氨（属低浓度气体的吸收过程）。当溶液中存在游离酸时，氨的平衡分压为零。下列两种情况下的操作条件基本相同，试求所需填料高度的比例：混合气含氨设，要求吸收率为90%；混合气含氨1%,要求吸收率为99%；理论上可采取哪些措施？针对本吸收体系，若要提高吸收率，（15分）3 .如图所示，密闭容器中分别装有互不混溶的水和油，已知油密度为800kg/m;图1计算题3附图水的密度为1000 kg/m3,油面上方压力为P=3at （表压），已知当油层厚6m时，短管瞬时出流量为Qi=8X1（）7 m3/s；求:当油层厚度为2m,油面上方压力及水深保持不变时的瞬时出流量Q2

9、?已知短管外大气压为lat,并假设摩擦系数人不变。（12分）4 .如图所示的管路系统，某液体水平自A向D流动，管路BIC和BIIC为并IA BC DII联管路。各管路直径d均相同，管长（包括所有局部位置的当量长度）均为L,摩擦系数均为入，操作工况要求流体在AB管的流速为u,为此将一台离心泵安装在AB之间的管路上，以完成该输送任务，并已知AD两点图2计算题4附图通大气，压力相同，且处于同一水平面上，则该管路系统的管路特性曲线方程如何表达？离心泵工作点所对应的扬程和流量各为多少？（10分）5 .某精储塔，用于乙醇一水系统连续精馆操作。塔顶为全凝器，塔釜直接蒸汽（不含乙醇）加热，进料组成为Xf=0.

10、4（摩尔分率，下同），精储段操作线方程为y=0.8x+0.19,提储段操作线方程为y=l.5x-0.06,试求：回流比R、塔顶产品组成xp、塔底产品组成x*确定进料热状况（15分）.四出而於夕Y秘夕i.独；淤2执巴加陟饮叱%泡%河却欣夜）;、丸昨决”4义土力”- H/比；儿”土吆.为产土G%X.绯；舛大.,甘加；叶,叼郎小；抄加也力敕蟀:翩矽.义i.z.3,(j 4。(% k/.0. j 9涉q制掷i叫畛.茨.曲加5减5队w能力隔间渴用1、触宓叫“怙/锤耳级皿飙.咻也Q &w人工孙F辘船跖曲掘速叫t 彳“5”徜梆城”其忧减.怒G好出“岬游：得知尹上，i 用奶7：上尹加号+（中为打,也.微&M,

11、6M加依次初,？：。中启力必蜗.*tK/怦喉魔广成也山.（城立彳交喉播南次斛电咽- X I ，-为口“,小 M不丹或x小&/力上4,也54,、才以2幺麻阳徐扬哦物极皤碌华澡偌.小啊初加I?.封枷煽网嚎问邮叫岷域楙，软齐标九V号击次“治地领。7八:3,将V山皿馆L mR彳川.疗同利的%幺物的/V的“C图 L”,忖彳典N吻|:Q,东施L耶物摊&/口响一组曳。二义8 13X 0*注/付力多加蛔/在贴伏广茶X J *怦/秒期M小 心如P妨时，等呼:喀绐#=4取r密 4t6。一切庭就减修初为,，心2L_的I|MX|W叼2除 第二吟电产 川力记 我峨W0.6俄3。，口 卜 3丛萧明如外5叱L绘岸。小卜尸（

12、j理心声靖城法:嗑志雪今口沁.臼卜人亳感：、然“从心沙母乎”62二机悌生:/嵋林日也/祢.战松领他力备加秋成应檄44、小t耳耳5梯即战如心帮夫赭奶苗缴物小）拥，依阳利林圻，相国妙/布.柳3有心.彳彩发杯%方”例.H *小蜘*佝4飙娜”例磔依帛邠病.多辆%树（喷）八Q勺弥,民小第，4廿愣加上1a如喷大缭h埠，用川%储仰. q率旅专心叫W加力恨父4/播|物陟女加俭甥谦涵4华“打峥小小卿啊/（/浮,2+;经计彳呼.）3,由映儿巧/：。（瓢），3.&出-代皖加）一国焉引:合舞幅”1A%十=0，以什夕*L24十|。2十（同强，（、,%丁需4楸。的十?小的切4性那也，”咐号位却中,斗，一卡入冷4科叫彩铲.

13、仁物、翎必留他入”人存-JU-J ,一备嫁冲少千曲”四颂咛也，mF1?%产出:义。;树二/工为伊所及中的U隘，用.ft r Lh人被口点十好脚内啸与沐*时-故户小一17夕的%42火心存,年明料凡1勺的媪售屋k注人）务K叫.、.0 /伊外.P城神火触脚啦幺仔小十引 播科网2”如物於/：/如计HI 上/r0M34。5 ，*L送爵十、的上人*：君嫩苑件？3翻偏中$标嗨犯产的处武汉科技大学2005年硕士研究生入学考试试题课程名称：化工原理总页数：3第1页说明：1.适用专业：化学工程，化学工艺，环境工程2 .可使用的常用工具：计算器，三角板等文具3 .答题内容，请写在答题纸上，写在试卷上一律无效一、综合

14、概念题（45分）1 .（4分）将水银倒入到图示的均匀管径的U形管内，水银高度h尸0.25m。然后将水从左支管倒入，测得平衡后左支管的水面比右支管的水银面高出0.40m。这时U形管内水与水银的体积比 oRi =0.4mL=0.015mL2 .（每空2分）在离心泵性能测定试验（附图2）中，以泵汲入口处真空度为220mmHg,出口压力表读数为1.2kgf/cm2,以孔板流量计及U形压差计测流量，孔板的孔径为35mm,采用汞为指示液，压差计读数K =850如,孔流系数1=0.63,测得轴功率为L92kW,已知泵的进、出口截面间的垂直高度差为0.2m。则泵的压头Q毗0;流量Vm7s;效率n。图23 .（

15、每空2q TTMDRe, Nu, Pr等准数用不同单位制进行计算时所得的数值。定流量的液体在- cp25 X 2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数 alOOOw/m2 o如流量与物性都不变，改用（pl9X2mm的直管，则其a值将变为。（3）厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b|b2b3；导热系数猫。2屹；在稳定传热过程中，各层的热阻RiR2Ra；各层导热速率QiQ?Q3。4 .（1）（5分）在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025,液相主体浓度x=O.Ol,气相传质分系数 ky=2kmol/m2.h,气相总传质系数Ky=1.5kmol/m：h,平衡关系y=O.5x,则该

16、处气液界面上气相浓度%应为。（2）（每空2.5分）吸收操作时，若L/Gb2b3；导热系数猫入2 R3;各层导热速率。1=。2=5。4 .（1）（5分）在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025,液相主体浓度x=0.01,气相传质分系数ky=2kmol/m2.h,气相总传质系薪Ky=1.5kmol/m2.h,平衡关系y=0.5x,则该处气液界面上气相浓度%应为0.01。（2）（每空2.5分）吸收操作时，若L/G/F)=0.0304/(1-0.34)=0.0462)离开塔顶第2块塔板的汽、液体浓度组成：(10分)精储段操作线方程：y =0.745r +0.240(1)平衡线方程：x*=y/a-(a-

17、1) yl(2)计算顺序：已知弘经经-必经(2)-%=0.94024 2.16-(2.16-1)x0.94= 0.8788y2=0.745x 0.8788+0.240=0.89470.8947-2.16-1.16x0.8947= 0.79736. (20分)在恒定干燥条件下的箱式干燥器内，将湿染料由湿基含水量45%干燥到3%,湿物料的处理量为8000 kg湿染料，实验测得：临界湿含量为30%,平衡湿含量为1%,总干燥时间为28h。试计算在恒速阶段和降速阶段平均每小时所蒸发的水分量。解：wi =0.45kg 水/kg 干料W2=0.03kg 水/kg 干料同理 X。=0.429 kg 水/kg

18、干料 X+=0.01 kg 水/kg 干料t =28h(含水量换算5分)(写出两个阶段的干燥速率式5分)/. T=0.3 ll2又丁 T|+ Ta = t =28h/. Ti =6.6h q =21.4h （解出两阶段干燥时间5分）Gc =8000 X （1-0.45）=4400 kg 干料/.kg 水/hkg 水/h（5分）2006年硕士研究生入学考试试题课程名称：化工原理434总页数：4第1页说明：1.适用专业：化学工程，化学工艺，环境工程2 .可使用的常用工具：计算器，三角板等文具3 .答题内容，请写在答题纸上，写在试卷上一律无效4 .考试时间3小时，总分值150分一、（10分）写出以下

19、无因次准数并说明其意义A、Re准数B、Pr准数C, Gr准数D、Sc准数二、填空题（15分）1、如图所示，流体在园管中自上而下流动，通过1段的摩擦阻力损失为hfab,压强差为Pab,指示液柱高度为R若流量及其他条件都不变，使流体自下而上流动通过该1段，则改变流动方向后的阻力损失卜也与改变前hfab的关系为（）.改变后的压强差Apba与改变前Apab的关系为（）。改变前R1与改变后R2（）。2、当流体温度升高时，离心泵的安装高度应（）；流体流量不变时，吸入管路直径减小时，安装高度应（）3、湿空气经预热后相对湿度p将。对易色龟裂的物料，常采用的方法来控制进干燥器的p值。干燥操作的必要条件是,干燥过

20、程是相结合的过程。4、理想物系，平衡时测得气相组成是液相组成的2倍。若将含轻组分50%的该物系进行平衡蒸储分离，控制液化率50%,分离后储出液轻组分浓度是原料液含轻组分浓度的（）倍。5、过滤速率是指.在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐步 o6、用饱和水蒸汽加热空气时，换热管的壁温接近的温度，而传热系数K值接近的对流传热系数。7、假定吸收系统的相平衡常数m为零，填料及其他条件不变，若增加气体流量，吸收率将（）.三、判断题（15分）1、一台转筒真空过滤机，其他条件不变，（1）提高真空度，对提高生产能力（）;A、有利；B、不利；C、无影响（2）提高悬浮液的温度，对提高生产能力（）；A、有利；B

21、、不利：C、无影响2、请将你认为最恰当的答案填在（）内。（1）与单级萃取相比，如溶剂比、萃取相浓度相同，则多级逆流萃取可使萃余分率（）.A、增大；B减小；C基本不变；（2）在B-S部分互溶的萃取过程中，若加入的纯溶剂量增加而其他操作条件不变，则萃取液浓度yA（）。A、增大；B减小；C基本不变。3、请将正确答案填写在括号（）内。（1）板框压滤机洗涤速率为恒压过滤最终速率的1/4,这一规律只有在（）时才成立。A、滤液的粘度与洗涤液的粘度相同：B、过滤压差与洗涤压差相同且漉液的粘度与洗涤液的粘度相同；C、过滤压差与洗涤压差相同，滤液的粘度与洗涤液的粘度相同，且过滤面积与洗涤面积相同。（2）恒压过滤且

22、介质阻力忽略不计时，如粘度降低20%,则在同一时刻滤液增加（A、11.8%； B、9.54%； C、20%； D、44%4、介质阻力系数,=24/Re的适用范围是（）形颗粒在（）内的运动。A、圆柱层流区；B、球层流区；C、球过渡区5、在下面几种换热器中，传热系数较大的是（）：能适用于高温高压埸合的是（）;单位传热面积的金属耗量较大的是（）oA、螺旋板式；B、列管式；C、套管式。6、某精储塔设计时，若将塔釜由原来间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热，而保持Xf, D/F,q, R 和Xd不变，则亚尔将（）：*亚将（）；提储段操作线斜率将（）；理论板数将（）oA、增大；B、减小：C、不变四、计算题（110

23、分）1,（20分）如附图1所示，管路输送水系统，贮槽液面与高位槽之间高度差为8m,在阀门C的两端装有一个倒U型压差计，读数H为80mm。己知主管总长（包括所有局部位置的当量长度但不包括并联管路部分）为30m,规格为0108x4,阀门C的局部阻力系数&=0.5,并联管路规格均为655x2.5,长均为10m （包括所有局部位置的当量长度），水的密度P =1 OOOkg/m, u =1 cp离心泵效率n =0.6o试求离心泵的轴功率？输送管路摩擦系数人均取0.02。2、（20分）有一内管为小38X3mm套管换热器。管内是湍流流动的水，流量为3000kg/h,入口温度为20,比热为4.18kJ/（kg

24、e）,且管内侧的对流传热系数为1800W/（m2C）；管隙间是湍流流动的油，与水流动方向相反，流量为2100kg/h,入口温度为100,比热为1.88kJ/（kg）,管内侧的对流传热系数为500W/（ ri?.。）。要求将油冷却到40,忽略管壁热阻、污垢热阻和热损失，试求：冷却水的出口温度：要完成此传热任务，套管换热器的管长：若水的质量流量增大一倍，而其他条件不变，以管外表面积为基准的总传热系数K”3、（20分）用纯吸收剂吸收混合气中的可溶组分，气相中溶质的初始浓度为0.05,气体出口浓度为0.02,吸收液出口浓度为0.06（以上均为摩尔分率）。操作条件下的平衡关系为, y=0.5x,两相逆流

25、接触。已知此吸收过程为气相阻力控制，试求：操作液气比为最小液气比的多少倍；吸收因数A和气相总传质单元数Nog；液体流量增大时，气液相的出口浓度的变化。4、（20分）在连续精微塔中分离苯-甲苯溶液，塔釜间接蒸汽加热，塔顶全凝器。已知原料液流量为1000kmol/h,进料中苯的摩尔分率为0.47,原料液以气液混合物状态进入塔内， q=0.5。若要求釜液组成为0.04,播出液组成为0.96,系统的相对挥发度为2.45。试求：要达到上述分离程度，回流比至少应大于多少？此时苯的塔顶采出率；所得的塔顶产品量和塔底产品量分别为多少？试分析精镭段和提福段气液流量的大小关系。5、（15分）.在恒定干燥条件下进行

26、湿物料的干燥，已知物料的湿基含水量从20%降到10%用了2小时，且物料的临界干基含水率为0.25,平衡干基含水率为0.04,且降速干燥阶段的干燥速率与物料的自由含水率（X-X*）成正比。试求：在上述干燥过程中，每千克质量湿物料析出的水分质量；将物料的湿基含水量继续降到5%还要用多长时间。6,（15分）在实验室内用一片过滤面积为0.05m2滤叶在36kPa的绝压下进行试验（大气压为101.3kPa）.于300s内共抽吸出400cm3滤液，再过600s,又另外抽吸出400cm,滤液。（a）估算该过滤压力下的过滤常数K。（b）估算再收集400cm3滤液需要再用多少时间。（c）若每收集11滤液有5g固

27、体物沉积在滤叶上，求比阻r（nVkg）滤液粘度为lep,2006年研究生入学考试化工原理试题答卷一、（1。分）写出以下无因次准数并说明其意义A, Re准数B、Pr准数C, Gr准数D、Sc准数准数名称表达形式意义Reynolds 准数d dupRe = N反映流体的流动型态和湍流程度Prandtle 准数Pr =- Z反映与传热有关的流体物性Granshof 准数A2反映由于温度差而引起的自然对流强度Schmit准数Sc =上- pD反映与传质有关的流体物性二、填空题（15分）1、如图所示，流体在园管中自上而下流动，通过1段的摩擦阻力损失为hfab,压强差为 APab,指示液柱高度为Rl，若流

28、量及其他条件都不变，使流体自下而上流动通过该1段，则改变流动方向后的阻力损失八也与改变前hfab的关系为（相等），改变后的压强差Apba 与改变前Apab的关系为（大于）。改变前R1与改变后R2（不变）。2、当流体温度升高时，离心泵的安装高度应（减小）；流体流量不变时，吸入管路直径减小时，安装高度应（减小）.3、湿空气经预热后相对湿度（P将曼对易色龟裂的物料，常采用废气循环的方法来控制进干燥器的。值。干燥操作的必要条件是（1）干燥介质的相对湿度小于1;（2）干燥物料的含水率大于干燥条件下的平衡含水率，干燥过程是Jg 热和传质相结合的过程。4、理想物系，平衡时测得气相组成是液相组成的2倍。若将含

29、轻组分50%的该物系进行平衡蒸储分离，控制液化率50%,分离后储出液轻组分浓度是原料液含轻组分浓度的（4/3）倍。5、过滤速率是指单位时间通过单位过滤面积上的滤液量,在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐步业t。6、用饱和水蒸汽加热空气时，换热管的壁温接近冷凝液的温度,而传热系数K值接近空气一侧的对流传热系数。7、假定吸收系统的相平衡常数m为零，填料及其他条件不变，若增加气体流量，吸收率将（减小）.三、判断题（15分）4、一台转筒真空过滤机，其他条件不变，（1）提高真空度，对提高生产能力（）;A、有利；B、不利；C、无影响（2）提高悬浮液的温度，对提高生产能力（）；区有利：B、不利：C、无影

30、响5、请将你认为最恰当的答案填在（）内。（1）与单级萃取相比，如溶剂比、萃取相浓度相同，则多级逆流萃取可使萃余分率（A、增大；网、减小：C、基本不变；（2）在B-S部分互溶的萃取过程中，若加入的纯溶剂量增加而其他操作条件不变，则萃取液浓度yA（）A、增大；回、减小；C,基本不变。6、请将正确答案填写在括号（）内。（1）板框压滤机洗涤速率为恒压过滤最终速率的1/4,这一规律只有在（）时才成立。A、滤液的粘度与洗涤液的粘度相同；国、过滤压差与洗涤压差相同且滤液的粘度与洗涤液的粘度相同；C、过滤压差与洗涤压差相同，滤液的粘度与洗涤液的粘度相同，且过滤面积与洗涤面积相同。（2）恒压过滤且介质阻力忽略不

31、计时，如粘度降低20%,则在同一时刻滤液增加（园、11.8%； B、9.54%； C、20%； D、44%4、介质阻力系数,=24/Re的适用范围是（）形颗粒在（）内的运动。B、圆柱层流区：恸、球层流区；C、球过渡区5、在下面几种换热器中，传热系数较大的是（A ）；能适用于高温高压埸合的是（B ）；单位传热面积的金属耗量较大的是（C ）B、螺旋板式；B、列管式；C、套管式。6、某精储塔设计时，若将塔釜由原来间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热，而保持Xf, D/F,q, R 和Xd不变，则亚小将（A ）；xw将（B）;提福段操作线斜率将（B ）；理论板数将（B ）。A、增大：B,减小：C、不变四、计算

32、题（110分）1、（20分）如附图1所示，管路输送水系统，贮槽液面与高位槽之间高度差为8m,在阀门C的两端装有一个倒U型压差计，读数H为80mm。已知主管总长（包括所有局部位置的当量长度但不包括并联管路部分）为30m,规格为6108x4,阀门C的局部阻力系数g =0.5,并联管路规格均为55x2.5,长均为10m （包括所有局部位置的当量长度），水的密度P =1000kg/m3, u =1 cp,离心泵效率n =0.6。试求离心泵的轴功率？输送管路摩擦系数人均取0.02。附图1解：在并联管路的阀门C两端列柏努利方程，得：PgH =8%u =/2gH /&=72x9.81x0.08/0.5=1.

33、772m/ shfc=hfD(0.5+0.02 x (10/0.05)=0.02(10/0.05)半2.25“；=uD =7(2.25 xl.7722)/2=1.879nj / sv=vc + vD=0.785/3c +uD)=0.785 x 0.052(1.772+1.879)=0.007165/7?/$=25/n3/ h总管流速：u =0.007165/0.785x0.12=0.913mls在1-1和2-2截面之间列柏努利方程：2H = z +嬴+/+(4+%)c c c ccc/300.91321018792、=8+0+0+0.02(+)0.12x9.810.052x9.81=8+0.0

34、2(12.746+35,99)=8.975加N = HQpg /=8.975 x 0.007165x1000x9.81/0.6=1051.37卬=1.05 Ihv 2、（20分）有一内管为e38X3mm套管换热器。管内是湍流流动的水，流量为3000kg/h,入口温度为20,比热为4.18kJ/（kgt）,且管内侧的对流传热系数为18OOW/（m2C）：管隙间是湍流流动的油，与水流动方向相反，流量为2100kg/h,入口温度为100,比热为1.88kJ/（kg）,管内侧的对流传热系数为500W/（要求将油冷却到40,忽略管壁热阻、污垢热阻和热损失，试求:冷却水的出口温度:要完成此传热任务，套管换

35、热器的管长;若水的质量流量增大一倍，而其他条件不变，以管外表面积为基准的总传热系数K”解：（1）冷却水的进出口温度Q =砥(1_n)=人2cp2&F =21003600x 1.88(100-40) = 65.8r,=38.9 C（2）要完成此传热任务，套管换热器的管长r,=100-38.9=61.1 C r2=40-20=20 Cnt(一维_61.1-20_368 C 卜(加1/加2)-皿61.1/20)-一,/C.=1=1/(+)=1/90.002=0.00066)=376w/ m2. C% a2 d2500180032(3)A = Q / KM,”=4.756620.376x36.87rd

36、1L =4.756r 4.756“0L =39.8/7?0.0381若水的质量流量增大一倍，而其他条件不变，以管外表面积为基准的总传热系数K,a2=208a2=2$ x 1800=3134卬/(/ qd、或L9X10-K；=1/（0.002+0.000379）=420.36卬/（加 Q3、（20分）用纯吸收剂吸收混合气中的可溶组分，气相中溶质的初始浓度为0.05,气体出口浓度为0.02,吸收液出口浓度为0.06（以上均为摩尔分率）。操作条件下的平衡关系为, y=0.5x,两相逆流接触。已知此吸收过程为气相阻力控制，试求：操作液气比为最小液气比的多少倍；吸收因数A和气相总传质单元数Nog；液体流

37、量增大时，气液相的出口浓度的变化。解：（1）操作液气比为最小液气比倍数（如（知一（上&）/（/）=a=口G G xh-xa xh-xa xh-xa xh-xa_（0.05/0.5）-0_67_0.06-0-。osG xh-xa 0.06-0（2）吸收因数A和气相总传质单元数Nog4=0.05-0.5 x 0.06=0.02Ayfl =0.02-0=0.02N0cybya _ 0.05-0.02 _（3）液体流量增大时，气液相的出口浓度的变化对于气膜阻力控制系统，当液相流量增大时，H0c几乎不变，所以Nog亦Ka ka不变。但注意到当L增大时，S = n/G/L减小，故以竺治增大，因Nqg不变，

38、故ya y-ca下降，吸收率提高，但Xb下降。4、（15分）在连续精微塔中分离苯-甲苯溶液，塔釜间接蒸汽加热，塔顶全凝器。已知原料液流量为lOOOkmol/h,进料中苯的摩尔分率为0.47,原料液以气液混合物状态进入塔内， q=0.5o若要求釜液组成为0.04,储出液组成为0.96,系统的相对挥发度为2.45。试求：要达到上述分离程度，回流比至少应大于多少？此时苯的塔顶采出率；所得的塔顶产品量和塔底产品量分别为多少？试分析精播段和提储段的气液流量的大小关系。解：要达到上述分离程度，回流比至少应大于多少qxF0.50.47_.q 线方程为： y =Lx-=x=-x+0.94q-q-0.5-10.

39、5-12.45xl + 1.45x（y X平衡线方程为：y = l+（Z-l）X联立以上两方程求解可得：毛=0.36,%=0.58最小回流比为：&1m =0,96二0.58=727%一%0.58-0.36所以，实际回流比应大于1.727。此时苯的塔顶采出率= 95.47%Dxd _ xF -xw xD _0.47-0.040.96Fxf xd-xw xf 0.96-0.040.47所得的塔顶产品量和塔底产品量分别为2= Xf -天,_0.471.4_04674F xD-xw 0.96-0.04D =0.4674 xl000=467 Akmol I hW = F-D =1000-467.4=53

40、2.66m/ h试分析精福段和提储段气液流量的大小关系因为 ge(0,l),所以 LL, V =1798.6-900=899.v(c)若每收集11滤液有5g固体物沉积在滤叶上，求比阻r(m/kg)。滤液粘度为lep02x-xlO3r =JL3=7.80 xlO3m/kgk/jc 4.27x10-7x1x10-3x5x10-3武汉科技大学2007年硕士研究生入学考试试题考试科目代码及名称：434化工原理总页数：7第1页说明：1.适用专业：化学工程，化学工艺，生物化工，环境工程2 .可使用的常用工具：计算器、三角板等文具3 .答题内容写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上一律无效4 .考试时间为3小时，

41、总分值150分二、填空题(每空1分共33分)1 .理想流体在管内流动时，在无外加能量的情况下，以单位质量流体所具有的能量来表示的柏努利方程为；以单位重量流体所具有的能量来表示的柏努利方程为;总压头沿流向。2 .流体在圆管中流动，若Re值小于,则其流动状态为层流，速度分布曲线为线，平均流速与最大流速的关系为;若流体为理想流体，则其摩擦阻力;速度梯度03 .流体在圆管中流动，并处于阻力平方区（完全粗糙区），若其他条件不变，流速增大，则摩擦系数2;阻力损失。4 .流体在管路中进行稳定流动，A、8为管路中相距L的两个截面，其间不存在外加能量的输入或输出，若已知在A截面处的各参量为：=3m ,22=5m ,=2m ； B截面处的各参量则为：z.4m ,以=6m ,=m ；2g pg2g pg则由以上数据可以推断出流体的流动方向为 o5,离心泵运转过程中，其流量控制一般是通过改变出口阀门的开度来调节。若开大出口阀门，将会导致泵吸入口真空度;泵出口表压;并会汽蚀危险（此处请选择“增加”或“降低”）。6 .已知钢球在冷水中进行斯托克斯沉降，速度为%,若将冷水预热，则钢球的沉降速度/将 o7 .过滤过程中，滤液在滤饼