华南理工大学2005年研究生入学(化工原理)考试试卷

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1、一、概念题(50分)1、流体在管内作完全湍流流动,其他不变,当速度提高到原来的2倍时,阻力损失是原来的( )倍;若为层流流动,其他不变,当速度提高到原来的2倍时,阻力损失是原来的( )倍。2、LZB-40l转子流量计其转子为不锈钢(比重:7.92),刻度标值以水为基准,量程范围为0.252.5/h,若用此转子流量计来测量酒精(比重:0.8)的流量,则酒精的实际流量值要比刻度值( ),校正系数为( ),测量酒精时,此流量计的最大流量值为( )。3、孔板流量计是利用( )的方法来测量的;毕托管是利用( )来测量点速度的。4、离心泵的安装高度超过允许安装高度时,离心泵会发生( )现象。5、一离心泵在

2、一管路系统中工作,要求流量输送能力为Q/h,阀门全开时管路所需扬程为He m,而在泵的性能曲线上与Q对应的扬程为Hm,效率为,则阀门关小损失的功率为( )占泵的轴功率的( ) 6、在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,则沉降时间( ),气流速度( ),生产能力( )。7、当介质阻力不计时回转真空过滤机的生产能力与转速的( )次方成正比。8、牛顿冷却定律数学表达式为( );斯蒂芬-波尔茨曼(Stefan-Boltzmann)定律数学表达式( )。9、干燥器内部无补充加热的情况下,进干燥器的气体状态一定,干燥任务一定,则气体离开干燥器的温度越 ,干燥器的热效率越 ; 气体离开干燥器的湿度H

3、2越 ,干燥器的热效率越 。一定湿度H的气体,总压P加大时, 露点温度td ;而当气体温度t升高而H保持不变时,则td 。10、有一列管式蒸气加热器。热方:饱和蒸气冷凝为饱和液体;冷方:生垢液体升温。控制热阻为 ;管程宜走 ;其理由为 ;在测试过程,若维持流体的温度和传热面积不变,发现蒸气冷凝量在换热器清洗前后之比为1:2,清洗前,污垢热阻约为该时总热阻的百分数 。11、精馏操作线方程建立过程中,恒摩尔流假设存在的条件是( )12、吸收操作的依据是( ):塔高和处理对象一定的情况下,提高吸收效果的途径有 ( );13、根据双膜理论,水吸收空气中氨的过程属( )控制过程;水吸收空气中CO2的过程

4、属( )控制过程;上述两种气体中,( )采用化学吸收,可显著提高吸收速率。14、试解释为什么在处理对象、操作条件和分离要求相同的情况下,全回流所需的理论塔板数最少?( )。15、试解释为什么相对挥发度=1时,溶液中各组分无法用精馏的方法分离?( )二、(20分)一敞口高位水槽A中水流经一喉径为14mm的文丘里管,将浓碱液槽B中的碱液(密度为1400 kg/)抽吸入管内混合成稀碱液送入C槽,各部分标高如附图所示;输水管规格为573mm,自A至文丘里喉部M处管路总长(包括所有局部阻力损失的当量长度在内)为20m,摩擦系数可取0.025。(1) 当水流量为8m3/h时,试计算文丘里喉部M处的真空度为

5、多少mmHg;(2) 判断槽的浓碱液能否被抽吸入文丘里内(说明判断依据)。如果能被吸入,吸入量的大小与哪些因素有关?ACB8m1.5m1mM 三、(13分)用叶滤机在等压条件下过滤某悬浮液,过滤开始后10分钟和20分钟,获得累积滤液量分别为1.327m/m和1.882m/m,所得滤饼须用1/5滤液体积的清水在相同压差下洗涤(洗涤水粘度与滤液粘度相同),每操作一个周期的辅助时间为15min,问:(1) 过滤常数K=?m2/s(2)当量滤液量qe=? m3/ m2(3)叶滤机所能达到的最大生产能力?四、(9分)化工过程,回收苯和氮气混合气体中的苯。在30oC和1atm时混合气体相对湿度j=60%。

6、将该气体冷却到-11.5oC(此时苯已处于饱和状态),已知苯在-11.5oC和30oC时的饱和蒸气压分别为10mmHg和118mmHg,苯和氮的分子量分别为78和28,试求苯的回收率。五、(23分)用一套管换热器将2000kg/h的甲苯饱和蒸气(110oC)冷凝为饱和液体,甲苯的气化热为363KJ/kg。冷却水于16 oC及5000kg/h的流量进入套管内管(内径50mm)作强制湍流流动,其传热膜系数为1740w/(m 2 K)。水的比热可取为4.19KJ/(kg oC),假设甲苯侧热阻和管壁热阻远小于水侧热阻。(1)求冷却水的出口温度及套管管长。(2)由于气候变化,冷却水的进口温度升高到25

7、 oC,试计算换热器的热负荷变化(以%表示)。忽略物性参数的变化。(3)冷却水温度升高后,有人建议将冷却水流率加倍,问此时的热负荷及冷却水出口温度与未升高时相比如何,计算出热负荷增加或减少的百分数。六、(20分)在一常压连续精馏塔中分离某二元理想溶液,料液浓度xF=40%,进料为气液混合物,其摩尔比为气液=23,要求塔顶产品中含轻组分xD=97%,釜液浓度xW=2%,(以上浓度均为摩尔百分数),该系统的相对挥发度为=2.0,回流比R=1.8Rmin。试求:1)塔顶轻组分的回收率;2)最小回流比;3)提馏段操作线方程。七(15分)在100 kN/m2和30oC下,用水吸收混合气中氨。该操作条件下,亨利系数E=134kN/m2,稳定操作条件下,吸收塔中某一位置的气相摩尔分率为y=0.1, 液相摩尔分率为x=0.05,气相对流传质系数和液相对流传质系数分别为 和,试求:1)气相总传质系数Ky?2)用计算结果说明该吸收过程为气膜控制过程还是液膜控制过程?3)题中所示的塔位置处气液界面浓度为多少?第 4 页

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