2009华南理工851

851 华南理工大学 2009 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 （请在答纸上做答，试卷上做答无效，试后本卷必须与答题纸一同交回） 科目名称：化工原理 适用专业：化学工程，化学工艺，应用化学，工业催化，能源环境材料及技术，制药 工程，制浆造纸工程，制糖工程，环境工程 共 页 第 1 页 一、填空、选择题（50 分） 1、某设备内真空表的读数为 375mmHg，其绝压等于 MPa，(设当地的大 气压为 1.013×105Pa)。 2、 流体在圆管内作层流流动时，其流体阻力损失与管内流速u_______次方成正比。 3、 边长为 0.5m 的正方形通风管，该管道的当量直径为 。 4. 离心泵在管路系统中工作时，其工作点是由离心泵的 和管路的 _______________共同确定。 5. 其他条件不变，被输送流体的温度提高，离心泵的允许安装高度_________ ；提 高上游容器的操作压强，离心泵允许安装高度_____________。 6. 球形颗粒在 20ºC 空气中沉降（设沉降过程符合 stocks 定律），其他条件不变，空 气温度上升时，沉降速度将__________; 若该颗粒在水中沉降，当水温升高，其 沉降速度将__________。 7. 用压滤机分离悬浮物，忽略过滤介质阻力，滤饼不可压缩。 过滤时间增加一倍， 滤液量增加到原来的__________；过滤面积增加一倍，滤液量增加至________。 8. 有一套管换热器。环隙中 1200C饱和水蒸气冷凝加热小管内空气，空气呈湍流流 动状态，其对流传热系数为 70 W⋅m-2⋅℃-1，若将上述套管中空气流量增大一倍， 其他条件和物性基本保持不变，此时，套管的总传热系数约等于______________ W⋅m-2⋅℃-1。上述套管换热器内管壁温度接近于______ oC。 。 9．为了减少高温物体热辐射损失，往往在高温物体周围设置热屏障，热屏障材料的 黑度减小，则热辐射损失 。 10、 当管子由水平放置改为垂直放置，其他条件不变，其能量损失 。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不确定 11、 并联管路的阻力损失等于 。 A. 各并联支管损失之和 B. 各并联支管阻力损失的平均值 C. 任一并联支管的阻力损失 D. 不确定 第 2 页 12．传热速率方程中的传热面积与热流方向 ； A．相互平行； B. 相互垂直; C. 斜交 ; D.相对位置不确定 13．一台换热器，管内、管外的对流传热系数分别为 60 W⋅m-2⋅℃-1和 10000 W⋅m-2⋅℃-1， 换热管为φ25×1.5mm的紫铜管，若污垢热阻不计，则该换热器的控制热阻约为 m2.0C.W-1。 A．1/10000； B. 1/60; C. 1/(10000+60)/2; D. （1/10000)+(1/60) 14.当质量传递过程为气相控制时，总传质与分传质系数的关系为（ ），溶质 为（ ）气体。 A) B) C) D） E）易溶 F）难溶 15. 双组分液体混合物进行闪蒸时，须将混合物的温度升至（ ）；若进 行微分蒸馏，则须将混合物的温度升至（ ） A）露点 B）泡点 C）两相区 D）任意温度 16.双组分混合物，当相对挥发度 α＝1，其平衡关系表示为（ ）， 液体混合物可以用普通精馏分离（ ） 17.中间进料的双组分连续精馏中，对不同进料热状态，各物理量的关系为 • 冷液进料 ( ) • 泡点进料 ( ) • 两相进料 ( ) • 露点进料 ( ) • 过热蒸汽进料 ( ) A) L=L′ B)V=V′ C) L′=L+ q F D) V=V′+(1-q)F E) L′=L+F F)V=V′+F G) q>1 H)q<0 I) 00 C) t> tw > td D) t= tw = td 22.在逆流吸收塔中用纯溶剂吸收混合气中易溶组 分，填料为无限高，入塔Y1＝8％，平衡关系Y＝2X 问：1）若液气比（摩尔比）为 2.5 时，吸收率 η＝ ％ 2）若液气比（摩尔比）为 1.5 时，吸收率 η＝ ％ 23.用纯水吸收气体中组分A，要求组分A的浓度由 0.1 下降到 0.02；设吸收因子A＝1， 亨利常数m=2，若需要理论板数NT＝4，则需要的传质单元数为（ ），最小液 气比为（ ） 二.（16 分）有一输水管系统如下图所示，出水口处管子直径为Φ55x2.5mm，设管路 的压头损失为 16u2/2（u指出水管的水流速，未包括出口损失）。求水的流量为多少 m3/h？ 由于工程上的需要，要求水流量增加 20%，此时，应将水箱的水面升高多少m？假设 管路损失仍可以用 16u2/2（u指出水管的水流速，未包括出口损失）表示。 第 4 页 三. （16 分）用板框过滤机恒压过滤某一悬浮液，当过滤时间为 1800s时得到的总滤 液量为 8m3，当过滤时间为 3600s时结束过滤，并得到总的滤液量为 11m3。接着 在相同的压力下用 3m3的清水进行洗涤，试计算所需的洗涤时间，设介质阻力忽 略不计。 四．（18 分）一单壳程单管程列管换热器，管束由长 3m，直径为φ25×2.5mm的钢管 组成。苯在换热器管内流动，流量为 1.5kg⋅s-1，由 80℃冷却到 30℃。冷却水在管 外和苯呈逆流流动。水进口温度为 20℃，出口温度为 50℃。已知水侧和苯侧的对 流表面传热系数分别为 1700W⋅m-2⋅℃-1和 900 W⋅m-2⋅℃-1，苯的平均比定压热容为 1.9kJ⋅kg-1⋅℃-1，钢的热传导系数为 45 W⋅m-1⋅℃-1，污垢热阻和换热器的热损失忽略 不计。试求： 1） 所需的传热速率多大？ 2） 传热平均温差多大？ 3） 该操作条件下换热器的总传热系数多大？ 4） 该列管换热器换热管子数为多少？ 五．（16 分）一干燥器将湿基湿含量 5% 的湿物料干燥到 0.5%。干燥器的干燥能力为 1.5 kg 绝干物料/s。进出干燥器空气的温度分别为 127℃ 、82℃，新鲜空气的湿 度为 0.007kg 水/kg (绝干空气) 。进出干燥器物料的温度分别为 21℃ 、66℃。 绝 干物料的比热容为 1.8kJ/(kg⋅℃)。若忽略干燥器的热量损失，计算: a) 干燥过程除去的水分量; b)湿空气的消耗量; c) 离开干燥器时空气的湿度. 六. （16 分）在填料塔中用纯水逆流于 15℃下吸收混合气体中的可溶组分，吸收过 程为气膜控制。原

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

溶质的回收率为 99%。操作液气比为 1.71。已知相平衡关 系 ，气相总传质单元高度为 0.8m。试求： XY 5.0* = （1）吸收温度升为 30℃时，溶质的吸收率降低到多少？ （30℃时，相平衡关系 ） XY 2.1* = （2）通过增加喷淋量的方法以维持原吸收率，液气比应为原来的多少倍才能满足要 求 （设温度、喷淋量的改变对总传质系数的影响可忽略）。 第 5 页 七.（18 分）用精馏塔分离相对挥发度为 2 的双组分混合物，塔顶产品的轻组分摩尔 含量为 90% 。精馏段中蒸汽进入某一块板的流率为 150kmol/h ，摩尔浓度为 60%， 流入该板的液体流率为 100kmol/h. 该板用气相浓度表示的 Murphree 效率为 0.5， 计算 (1) 精馏段的操作线方程, (2) 离开该板的气相和液相摩尔浓度各为多少? (假定为恒摩尔流操作)