華東理工大學(xué)考研化工原理1991-1996六年真題【你值得擁有】
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1、. 華東理工大學(xué)一九九六年研究生〔碩士、博士〕入學(xué)考試試題 〔試題附在考卷內(nèi)交回〕考試科目及名稱:501化工原理〔含實(shí)驗(yàn)〕 一、簡(jiǎn)答與填空:〔20分〕 1. 均勻流段有何特點(diǎn)?流體勻速通過(guò)等直徑彎管的流動(dòng)能否視作均勻流段?為什么? 2. 轉(zhuǎn)子流量計(jì)的特點(diǎn)是什么?孔板流量計(jì)的缺點(diǎn)是什么?設(shè)計(jì)孔板流量計(jì)的中心問(wèn)題是什么? 3. 簡(jiǎn)述旋槳式和渦輪式攪拌器的特點(diǎn)。 4. 簡(jiǎn)述數(shù)學(xué)模型法的主要步驟。 5. 過(guò)濾常數(shù)K與哪些因素有關(guān)? 6. 顆粒的自由沉降速度是否僅是顆粒與流體的特性? 7. 在篩板塔的設(shè)計(jì)中,塔徑D、孔徑d0、孔間距t一定,假設(shè)增大溢流堰長(zhǎng)度lw,那么組成負(fù)荷性能圖的
2、液相上限線____,液沫夾帶線____,溢流液泛線____,漏夜線____?!采弦啤⑾乱?、左移、右移、不變〕 8. 在多效蒸發(fā)系統(tǒng)的操作中,各效蒸發(fā)器的溫度和各效濃度分別取決于什么? 9. 液液傳質(zhì)設(shè)備內(nèi)會(huì)發(fā)生軸向混合,嚴(yán)格說(shuō)來(lái),軸向混合是改變傳質(zhì)單元數(shù)NOC,還是改變傳質(zhì)單元高度HOC"而在塔設(shè)備的設(shè)計(jì)中,又是如何處理軸向混合之影響的? 10. 溫度為t、濕度為H的濕空氣在一定流速下掠過(guò)某濕物料以測(cè)定枯燥速率曲線。 (1) 假設(shè)氣體狀態(tài)不變,流速增加,那么臨界含水量____,平衡含水量____。 (2) 假設(shè)氣速不變,濕度不變,氣溫降低,那么臨界含水量_
3、___,平衡含水量____?!采仙⑾陆?、不變〕 二、〔20分〕某離心泵輸水管路系統(tǒng)如以下圖。江水在工作溫度下的飽和蒸汽壓為pv=17.54mmHg,吸入管的阻力損失Hf吸入=1.0mH2O,壓出管路的阻力損失Hf壓出=3.0mH2O,泵的允許汽蝕余量[Δh]= 5.0m?,F(xiàn)因落潮,江水液面下降了0.5m 。 (1) 通過(guò)計(jì)算指出,此泵在落潮時(shí)能否正常工作?定性判斷流量將如何變化? (2) 假設(shè)該管路有足夠的調(diào)節(jié)余地,現(xiàn)調(diào)節(jié)管的流量與落潮前相等,那么出口閥門應(yīng)開大還是關(guān)???此時(shí)泵的進(jìn)口真空表和出口壓力表的讀數(shù)各較落潮前變化了多少at"壓出管的阻力損失變化了多少mH2O" (計(jì)算
4、中忽略兩測(cè)壓點(diǎn)的位差、動(dòng)能項(xiàng)及流量對(duì)[Δh]的影響,設(shè)流動(dòng)已進(jìn)入阻力平方區(qū)。) (能正常工作,0.05at,0.5mH2O) 三、〔20分〕用CO2水溶液的解吸來(lái)測(cè)定新型填料的傳質(zhì)單元高度HOG值,實(shí)驗(yàn)塔中填料層高度為2.5m,塔頂入塔水流量為4000Kg水/h, CO2的濃度為8×10-5〔摩爾分率〕,塔底通入不含CO2的新鮮空氣,用量為6 Kg/h,現(xiàn)測(cè)得出塔液體濃度為4×10-6〔摩爾分率〕,相平衡關(guān)系為y=1420x〔摩爾分率〕,試求: (1) 出塔氣體〔摩爾分率〕濃度; (2) 該填料的HOG值; (3) 現(xiàn)假設(shè)將氣體用量增加20%,且設(shè)HOG不變,那么出塔氣體和液體濃度各
5、為多少? (0.466m,1.31×10-6 ,0.0704) 四、〔20分〕用精餾塔別離雙組分混合液,進(jìn)料組成為0.45〔易揮發(fā)組分摩爾分率〕,泡點(diǎn)進(jìn)料,塔頂采出率為0.50〔摩爾流量之比〕要求塔頂易揮發(fā)組分的回收率到達(dá)98%,操作條件下物系的相對(duì)揮發(fā)度為2.5,試求: (1) 塔頂、塔底產(chǎn)物的濃度; (2) 最小回流比; (3) 假設(shè)操作回流比取最小回流比的1.4倍,采出率不變,那么塔頂產(chǎn)物理論上可到達(dá)的最高濃度是多少? (0.882,0.018,0.946,0.9) 五、〔此題應(yīng)屆考生必答,20分〕 有一夾套的反響釜,釜內(nèi)盛有某種反響液,反響液的初始溫度為20℃,釜內(nèi)液體由
6、于劇烈攪拌可以認(rèn)為溫度均一。反響液需加熱到80℃進(jìn)展反響。 (1) 假設(shè)夾套內(nèi)通以120℃的飽和水蒸汽加熱,前10min反響液的溫升至60℃,那么反響液由初始溫度加熱到反響溫度需要多少時(shí)間? (2) 假設(shè)夾套內(nèi)通以進(jìn)口溫度為120℃的熱流體加熱,前10min反響液同樣溫升至60℃,那么反響液由初始溫度加熱到反響溫度需要多少時(shí)間?〔熱流體無(wú)相變〕 〔答案 17.94min 17.94min〕 六、〔此題在職考生必答,20分〕一套管換熱器,內(nèi)管為φ25×2.5mm的鋼管,管外為T=120℃的飽和水蒸汽加熱,管內(nèi)流過(guò)氣體,入口溫度t1=20℃, 出口溫度t2=60℃,現(xiàn)改為φ19×2m
7、m的鋼管代替φ25×2.5mm的鋼管,并使氣體流量為原來(lái)的1.5倍,管長(zhǎng)、T及t1不變,試求: (1) 氣體出口溫度t’2〔設(shè)氣體在管內(nèi), Re>104,Pr>0.7,冷凝側(cè)、管壁熱阻及熱損失可略,且不計(jì)物性變化影響〕; (2) 如氣體通過(guò)原管子的壓降為30mmH2O,求現(xiàn)工況的壓降〔設(shè)摩擦系數(shù)λ一樣,換熱器進(jìn)出口阻力損失不計(jì)〕 (64.73,284.4mmH2O) 華東理工大學(xué)一九九五年研究生〔碩士、博士〕入學(xué)考試試題 〔試題附在考卷內(nèi)交回〕考試科目及名稱:501化工原理〔含實(shí)驗(yàn)〕 一、簡(jiǎn)答題:〔20分〕 1. 簡(jiǎn)要比較實(shí)驗(yàn)研究方法和數(shù)學(xué)模型方法之間的異同。 2. 何謂蒸發(fā)器
8、的生產(chǎn)強(qiáng)度 " 如何尋求提高生產(chǎn)強(qiáng)度的途徑" 3. 簡(jiǎn)述如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定過(guò)濾常數(shù) " 4. 繪出連續(xù)并流枯燥器內(nèi)氣、固兩相溫度的變化。氣流枯燥器操作的關(guān)鍵是連續(xù)而均勻地加料,請(qǐng)列舉三種常用的固體加料器。 5. 操作中的精餾塔,假設(shè)進(jìn)料組成xf上升至xf’,在同一回流比R下,餾出液組成 XD和釜液組成 xw將如何變化 " 欲保持 xw不變 , 采取何種調(diào)節(jié)措施 " 6. 圖示為某萃取物系的互溶曲線,分配系數(shù) kA=l ,原料液組成 Xf= 40% ( 質(zhì)量百分率,下同),采用多級(jí)錯(cuò)流萃取,每級(jí)萃取溶劑比均為 0.5 ,要求最終萃余相濃度大于5%,求錯(cuò)流萃取所需的理論級(jí)數(shù) " 二
9、、〔20分〕有一列管式換熱器,殼程通以 120℃的飽和蒸汽,可將定量的氣體從20 ℃加熱至 60 ℃。假設(shè)加熱蒸汽的壓強(qiáng)及氣體的入口溫度保持不變,氣體的出口溫度升至 62 ℃,試求: (1) 此時(shí)換熱器的熱流量有何變化 ( 以原工況熱流量的相比照值表示 )" 設(shè)氣體在管內(nèi)均已Re>104 , Pr>0.7 ,計(jì)算時(shí)可忽略垢層,管壁及蒸汽側(cè)的熱阻,不考慮 氣體物性的變化。? (2) 氣體通過(guò)換熱器的壓降有何變化(以原工況壓降的相對(duì)值表示)"設(shè)摩擦系數(shù)λ一樣,換熱器進(jìn)、出口阻力損失不計(jì)。 (0.762,0.526) 三、〔20分〕用具有兩塊理論板的精餾塔提取水溶液中的易揮發(fā)組分。飽和水蒸汽以
10、 50kmol/h 四、〔20分〕擬用逆流吸收流程以回收空氣混合氣中95%的氨?;旌蠚饬髀蕿?.5kg/m2.s,入塔氨濃度2%(體積)。吸收劑為含氨0.0003(摩爾分率)的稀氨水。采用液氣比為最小液氣比的1.4倍。設(shè)操作范圍內(nèi)物系服從亨利定律y=1.2x,填料總傳質(zhì)系數(shù)Kya=0.05kmol/s.m3 試求: (1) 所需填料層高度是多少m" (2) 該塔在實(shí)際操作時(shí),另有一股流率為0.2kg/m2.s,含氨0.001(摩爾分率)的稀氨水也要并入該塔作為吸收劑,假設(shè)要求參加口處無(wú)返混,設(shè)其他入塔條件不變,試問(wèn)該股吸收劑應(yīng)在距塔頂往下幾米處參加" (2.9m, 0.9m) 五、
11、〔此題應(yīng)屆考生必答,20分〕 用一離心泵將低位大槽中的料液送至高位小槽,如圖。大槽內(nèi)徑6米,小槽內(nèi)徑3米。管徑均為40毫米,管長(zhǎng)30米(包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度)。離心泵特性曲線:He=40-0.1V2(He :m,V:m3/h)。開場(chǎng)時(shí),兩槽面垂直距離8米,問(wèn)假設(shè)要小槽中液位上升2米,需多少時(shí)間" (設(shè)流動(dòng)均處于高度湍流區(qū),λ=0.03) 六、〔此題在職考生必答,20分〕現(xiàn)欲用一離心泵將低位槽中的水送至12米高處的水塔,流量要求12m 3/h,吸入管路總長(zhǎng)20m(包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度),壓出管路總長(zhǎng)40mm(包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度),管徑均為40mm,λ=0.025 ,試求: (1) 管
12、路所需壓頭為多少" (2) 假設(shè)在12m3/h流量下,泵的壓頭He=27m,允許吸上真空高度 [Hs]=7m,問(wèn)該流量下泵的有效功率Ne為多少"泵的允許安裝高度[Hg]為多少" 華東理工大學(xué)一九九四年研究生〔碩士、博士〕入學(xué)考試試題 〔試題附在考卷內(nèi)交回〕考試科目及名稱:501化工原理〔含實(shí)驗(yàn)〕 一、簡(jiǎn)答題:〔20分〕 1. 實(shí)驗(yàn)測(cè)定離心泵特性曲線時(shí),需測(cè)取記錄哪些數(shù)據(jù)? 2. 由于某鐘原因使進(jìn)入降塵室的含塵氣體溫度升高,假設(shè)氣體的質(zhì)量流量及含塵情況不變,降塵室出口氣體的含塵量將有何變化?導(dǎo)致此變化的原因何在? 3. 何謂核狀沸騰?何謂膜狀沸騰?工業(yè)操作應(yīng)采用何種沸騰?為什么?
13、 4. 液液萃取操作中,分散相的選擇應(yīng)從哪些方面考慮? 5. 用熱空氣對(duì)某濕物料進(jìn)展對(duì)流枯燥,在一定的氣速和溫度下,到達(dá)最終濕含量的時(shí)間為3小時(shí),其中等速枯燥所用時(shí)間為1小時(shí)。為提高產(chǎn)量,希望在2小時(shí)內(nèi)到達(dá)枯燥要求,問(wèn)采用提高氣速的方法能否到達(dá)目的?為什么? 二、〔20分〕某一逆流操作的套管換熱器,冷卻水入口溫度t1=30℃, 出口溫度t2=84℃,熱流體進(jìn)口溫度T1=180℃, 出口溫度T2=120℃,改為并流操作,其它條件均不變,兩流體的出口溫度分別為多少度? 三、〔20分〕在有效高度為4m的填料塔內(nèi)用純水逆流吸收氣體混合物種的可溶組分,氣體的初始濃度為0.05〔摩爾分率〕,操作條件
14、下,物系的相平衡關(guān)系為y=1.2x,操作液氣比為1.5?,F(xiàn)測(cè)得氣體出口濃度為為0.005〔摩爾分率〕,試求: (1) 此填料的傳質(zhì)單元高度HOG為多少? (2) 假設(shè)將填料層加高2m,那么溶質(zhì)的回收率η可到達(dá)多少? 四、〔20分〕用精餾塔別離雙組分混合液,加料為兩股摩爾流量相等的原料液。一股在塔頂參加,其濃度為0.55〔易揮發(fā)組分摩爾分率,下同〕,另一股在塔的中部參加,其濃度為0.35。原料液均在泡點(diǎn)下參加塔內(nèi),塔頂設(shè)置冷凝器,泡點(diǎn)回流,塔底間接蒸汽加熱。操作條件下,物系的相對(duì)揮發(fā)度為2,操作回流比為2,試求: (1) 塔底產(chǎn)品的濃度為多少? (2) 中部加料口以上和以下各塔段的操作
15、線方程。 (3) 假設(shè)塔板可無(wú)限增加,那么塔頂產(chǎn)品的極限濃度為多少? 五、〔此題應(yīng)屆考生必答,20分〕在底面積為1.5m×1.5m的方形容器內(nèi)設(shè)置一垂直擋板,將其分為容積為2:1的兩個(gè)空間,設(shè)大空間內(nèi)盛有深度為1m 的水,較小空間內(nèi)盛有深度為0.4m 的水,擋板上有一直徑為20mm的小孔,假設(shè)將小孔的塞子拔掉,經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間容器內(nèi)的液體停頓流動(dòng)?在這段時(shí)間內(nèi)有多少液體從大空間流進(jìn)小空間?〔小孔的流量系數(shù)為0.61〕 六、〔此題在職考生必答,20分〕操作中的離心泵如圖示,P=0.5at(表),在轉(zhuǎn)速n=2900轉(zhuǎn)/分下,泵的特性方程He=40-0.1qV2 (qV:m3/h),ρ=900kg/
16、m3,流量為8m3/h。試求: (1) 泵的有效功率; (2) 今將泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至n’=2700轉(zhuǎn)/分,那么泵的有效功率又為多少?〔設(shè)流動(dòng)均在高度湍流區(qū)〕 華東理工大學(xué)一九九三年研究生〔碩士、博士〕入學(xué)考試試題 〔試題附在考卷內(nèi)交回〕考試科目及名稱:501化工原理〔含實(shí)驗(yàn)〕 一、填空題:〔20分〕 1. 如圖靜止盛水容器中,U型壓差計(jì)的指示劑ρi=1630kg/m3時(shí),壓差計(jì)讀數(shù)為R,當(dāng)改用ρi’=13600kg/m3時(shí),那么R’=___________。 2. 某離心泵將江水送入一敞口高位槽,現(xiàn)因落潮,江水液面下降,當(dāng)管路條件和λ均不變〔泵仍能正常操作〕,為維持原送水能力,泵出
17、口調(diào)節(jié)閥應(yīng)______?!碴P(guān)小、不變、開大〕,泵出口處流體壓強(qiáng)______?!沧冃?、不變、變大、無(wú)法確定〕 3. 某二元物系相平衡關(guān)系如以下圖,現(xiàn)以S作為萃取劑,別離AB混合物得一對(duì)平衡的萃取相E和萃余相R,那么該條件下,分配系數(shù)kA=___________。選擇性系數(shù)β=_________。(用線段比例式表示)。 4. 因某種原因使進(jìn)入降塵室的含塵氣體溫度升高,假設(shè)氣體質(zhì)量流量不變,含塵情況不變,降塵室出口氣體的含塵量將______?!沧冃?、不變、變大〕導(dǎo)致此變化的原因是〔1〕____________________________,〔2〕_______________________
18、________。 5. 溫度為t,濕度為H的濕空氣以一定的流速掠過(guò)某濕物料,測(cè)得其臨界含水量為XC,平衡含水量為X*,現(xiàn)改變條件: (1) 氣體狀態(tài)和濕物料不變,流速增加,那么XC_________, X*______________。 (2) 氣速、濕度H、濕物料不變,氣溫t下降,那么XC________, X*_____________。〔變小、不變、變大、不確定〕 6. 定性在以下圖中繪出恒速過(guò)濾操作中過(guò)濾常數(shù)K、過(guò)濾壓強(qiáng)ΔP和濾液量V的關(guān)系曲線。〔濾餅可壓縮,s≠0,過(guò)濾介質(zhì)阻力qe≠0〕 二、〔20分〕某一臺(tái)單程列管式換熱器,由18根φ19×2mm,長(zhǎng)1.5m的管子組成,
19、現(xiàn)用它來(lái)冷凝冷卻乙醇飽和蒸汽,使其自飽和溫度78℃冷凝冷卻至30℃,乙醇走管外,處理量為100kg/h,其冷凝熱為880kJ/kg,液體乙醇的比熱為2.93kJ/kg.℃, 冷卻水走管內(nèi),與乙醇逆流流動(dòng),進(jìn)口溫度為15℃,出口溫度為30℃,水的平均比熱為4.187kJ/kg.℃,乙醇的冷凝和冷卻的傳熱系數(shù)K1=0.7 kW/m2.℃, K2=0.12 kW/m2.℃,(以管子外外表積為基準(zhǔn))。問(wèn)此換熱器是否適用? 三、〔20分〕用精餾塔別離雙組分混合液,原料處理量為F=100 kmol/h, 混合液中含易揮發(fā)組分xF =0.5(摩爾分率、下同),原料以汽液混合狀態(tài)〔汽液各占一半〕參加塔的中部
20、,塔頂泡點(diǎn)回流,回流比為最小回流比的1.2倍,塔釜間接蒸汽加熱。要求塔頂產(chǎn)品濃度xD=0.95,塔釜?dú)堃簼舛葂W=0.05,操作條件下物系的相對(duì)揮發(fā)度為3。試寫出該塔提餾段的操作線方程。 四、〔20分〕在一常壓逆流填料塔中,用清水吸收含溶質(zhì)5%〔體積百分?jǐn)?shù)〕混合氣中的溶質(zhì)?;旌蠚馓幚砹繛?826標(biāo)準(zhǔn)m3/h,氣體在塔內(nèi)的空塔速度為1m/s(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下流速)。相平衡關(guān)系y=1.2x。氣相總傳質(zhì)系數(shù)Kya均為180 kmol/m3.h,吸收劑用量為最小用量的1.4倍,要求吸收率為95%,試求: (1) 吸收劑出塔濃度x1(摩爾百分?jǐn)?shù)); (2) 完成上述任務(wù)所需的填料層高度; (3) 按以
21、上條件設(shè)計(jì)的塔,假設(shè)氣液兩相入塔流量、組成、溫度、操作壓強(qiáng)均不變,而改用并流操作,那么吸收率可達(dá)多少?〔假定Kya與流向無(wú)關(guān)〕 五、〔此題在職考生必答,20分〕圖示用虹吸管自貯槽排液,液體密度為800kg/m3,粘度為0.015Pa.s,虹吸管內(nèi)徑為15mm。 (1) 當(dāng)y=1.4m時(shí),此時(shí)管路阻力〔除出口以外全部阻力〕損失為1m 水柱,試求此時(shí)排液量為多少kg/h" (2) 在管子總長(zhǎng)不變的情況下,欲使排液量增加20%,試問(wèn)y 至少應(yīng)為多少? (3) 假設(shè)y一定,改變x是否對(duì)排液有影響?〔列出方程,定性討論〕 六、〔此題應(yīng)屆考生必答,20分〕底部在同一水平面上的兩個(gè)貯槽之間用內(nèi)徑1
22、50mm、長(zhǎng)300m〔包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度〕的管子連接。初始直徑7m的貯槽內(nèi)液面高度為7m,直徑5m的貯槽內(nèi)液面高度為2m,問(wèn)大槽液面下降1m需多少時(shí)間?設(shè)管路阻力系數(shù)λ=0.016?!蔡崾荆鹤鲾M定態(tài)處理〕 華東理工大學(xué)一九九二年研究生〔碩士、博士〕入學(xué)考試試題 〔試題附在考卷內(nèi)交回〕考試科目及名稱:501化工原理〔含實(shí)驗(yàn)〕 一、填空題:〔20分〕 1. 如圖,實(shí)驗(yàn)室用一虹吸管吸取20℃的水,管長(zhǎng)lAB=0.8m,虹吸管內(nèi)徑d=10mm,直管摩擦系數(shù)λ=0.02,該管理論上可能到達(dá)的最大速度u=_______m/s。 2. 某廠車間內(nèi)用往復(fù)泵輸送液體,用旁路閥調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)主管道內(nèi)
23、的流量?,F(xiàn)將旁路閥關(guān)小,而主管道的管長(zhǎng)、管徑、局部管件情況、泵和泵的往復(fù)頻率均不變,那么往復(fù)泵提供的揚(yáng)程H_______?!苍黾?、減少、不變、不確定〕 3. 某化工廠在將一定質(zhì)量流量的含塵氣體送入高溫反響器以前,需進(jìn)展預(yù)熱和降塵室除塵。采用先除塵后預(yù)熱的方式可到達(dá)最正確除塵效果,其原因是〔1〕 _____________ _____________________,〔2〕_______________________________。 4. 用葉濾機(jī)過(guò)濾某固體懸浮液,過(guò)濾始終在恒壓下進(jìn)展,每一過(guò)濾周期內(nèi)輔助時(shí)間和洗滌時(shí)間一定,假設(shè)每一周期內(nèi)過(guò)濾時(shí)間過(guò)長(zhǎng),過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力下降,其原因是___
24、____________________________________________________。 5. 用飽和蒸汽在固定管板式列管換熱器內(nèi)加熱某易生垢液體時(shí),應(yīng)使哪種流體走管程?_____________________________________________________________________。 6. 工業(yè)物理解吸過(guò)程常采用升溫、減壓的方式是為了____________________________而到達(dá)較好的解吸效果。 7. 操作中的精餾塔,假設(shè)維持相對(duì)揮發(fā)度α、進(jìn)料量F、組成xF、塔底上升蒸汽量,塔頂產(chǎn)品量D,加料位置等均不變,而使進(jìn)料熱狀態(tài)q上升,
25、那么塔頂產(chǎn)品組成xD_________,塔底產(chǎn)品組成xW_________?!采仙⒉蛔?、下降、不確定〕 8. 某二元混合物用溶劑萃取,該設(shè)備為一個(gè)理論級(jí),溶質(zhì)A和稀釋劑B的濃度〔質(zhì)量百分?jǐn)?shù)〕比為:萃取相=4,萃余相=0.25,該操作條件下,溶劑的選擇性系數(shù)β=________。 9. 大量干球溫度為50℃,濕球溫度為40℃的濕空氣與極少量的水長(zhǎng)期接觸后〔水溫40℃〕,水溫最終可到達(dá)________℃。 二、〔20分〕某填料塔用清水吸收低濃度混合氣中的溶質(zhì)。要求吸收率為90%。設(shè)計(jì)條件下,物體的相平衡關(guān)系y=2x,傳質(zhì)分系數(shù)kya=kxa=0.026kmol/m3.s,處理氣量為5×10
26、-3kmol/m2.s,采用液氣比為最小液氣比的1.2倍,試求: (1) 為完成別離任務(wù)所需的填料高度。 (2) 現(xiàn)在該塔內(nèi)操作時(shí),將氣體壓強(qiáng)增加一倍,而液氣比、氣體入塔濃度和量均維持原設(shè)計(jì)條件不變,那么實(shí)際回收率可到達(dá)多少? 三、〔20分〕組成為0.2的混合液以飽和蒸汽狀態(tài)參加精餾塔中部進(jìn)展連續(xù)精餾。塔頂全凝,泡點(diǎn)回流,要求塔頂產(chǎn)品濃度xD=0.95,塔釜?dú)堃簼舛葂W=0.11,〔以上均為易揮發(fā)組分的摩爾分率〕。操作條件下物系的相對(duì)揮發(fā)度為2.7。試求: (1) 塔頂易揮發(fā)組分的回收率和塔底難揮發(fā)組分的回收率。 (2) 取操作回流比為最小回流比的1.5倍時(shí),精餾段和提餾段的操作線方
27、程。 (3) 假設(shè)塔頂?shù)谝粔K實(shí)際板的液相默弗里板效率EmL=0.6,離開該板的液相組成為多少? 四、〔此題在職考生必答,20分〕有一管殼式換熱器,其管束由269根φ25×2.5mm,長(zhǎng)3m的銅管組成,現(xiàn)用該換熱器將流量為8000kg/h的空氣從10℃加熱至110℃,在空氣的平均溫度下,空氣的比熱為1kJ/kg.℃, 導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.0289W/m.℃,Pr=0.7。假設(shè)殼程通以飽和蒸汽作加熱劑,為將空氣加熱至指定溫度,加熱蒸汽的溫度應(yīng)為多少度?〔空氣的粘度μ=0.0202 cp〕忽略蒸汽、垢層和管壁熱阻。 五、〔20分〕用離心泵將敞口水池中的水送往一敞口高位槽,管徑均為50mm,當(dāng)閥A全
28、開〔ξA=0.17〕時(shí),泵入口處真空度P1=52.6kPa,泵出口處表壓位P2=155.9kPa+。該泵的特性方程為He=23.1-1.43×105qV2 (qV:m3/s),試求: (1) A閥全開時(shí)泵的有效功率Ne。 (2) 將A閥關(guān)小而保持管長(zhǎng)、管徑、其它局部管件情況不變,那么泵的流量可為多少?〔A閥關(guān)小后,ξA=80〕 六、〔此題應(yīng)屆考生必答,20分〕某槽內(nèi)盛有液體8000kg,液體比熱為1.5kJ/kg.℃, 槽內(nèi)裝有加熱蒸汽盤管,管內(nèi)通130℃的飽和水蒸汽,槽內(nèi)液體溫度均勻,當(dāng)該槽無(wú)熱損失時(shí),測(cè)得將液體從20℃加熱到80℃需1小時(shí),實(shí)際工作環(huán)境下,外界大氣溫度為20℃,槽外壁
29、對(duì)大氣的給熱系數(shù)α=0.01kW/m2.℃, 槽外外表積為10m2,槽壁熱阻及垢層熱阻均可忽略,試求: (1) 實(shí)際工作環(huán)境下,槽內(nèi)液體可能到達(dá)的最高溫度; (2) 實(shí)際情況下將液體從20℃加熱到80℃需多少時(shí)間? 華東理工大學(xué)一九九一年研究生〔碩士、博士〕入學(xué)考試試題 〔試題附在考卷內(nèi)交回〕考試科目及名稱:501化工原理〔含實(shí)驗(yàn)〕 一、填空題:〔20分〕 1. 用U型計(jì)進(jìn)展測(cè)量,兩容器內(nèi)為同一種靜止液體〔如圖〕,在原安裝情況下,U型計(jì)讀數(shù)分別為H和 R,假設(shè)現(xiàn)將測(cè)量點(diǎn)A往下移至A’點(diǎn),而U型計(jì)仍處在原位置,測(cè)得的H’__H,R’____R。〔>,<,=,不確定〕 2. 某工廠倉(cāng)
30、庫(kù)中現(xiàn)有兩臺(tái)完全一樣的離心泵可供使用,該泵的單泵特性方程為He=20-2qV2 (qV:m3/min),現(xiàn)要求用這兩臺(tái)離心泵來(lái)完成輸送流量qV=1.6m3/min,補(bǔ)充能量為He=35J/N的輸送任務(wù),應(yīng)采用___________。〔單泵操作、雙泵并聯(lián)、雙泵串聯(lián)、該兩泵無(wú)法滿足要求〕 3. 某過(guò)濾機(jī)始終在恒壓下操作,〔過(guò)濾介質(zhì)阻力可忽略不計(jì),濾餅不可壓縮〕,原在τ小時(shí)可獲得濾液V m3,現(xiàn)要求在τ/2的時(shí)間得到一樣的濾液量,那么操作表壓ΔP應(yīng)為原來(lái)的_____倍。 4. 含塵氣體在降塵室內(nèi)除塵,〔塵粒均為球形,且塵降在斯托克斯區(qū)〕,理論上能使流量為qV的氣體中顆粒直徑dp≥50μm的顆粒1
31、00% 除去?,F(xiàn)要求將同樣氣量中的dp≥35μm的顆粒100% 除去,那么降塵室的底面積為原來(lái)的____倍。 5. 某工廠必須用江水將流量為qV,溫度為T1的熱油冷卻至T2,選用一換熱器操作后,發(fā)現(xiàn)當(dāng)江水進(jìn)出該換熱器的溫度t1t2時(shí),仍不能使熱油冷卻至T2,為保證完成任務(wù),應(yīng)采取的措施是________________________________________________。 6. 填料塔設(shè)計(jì)時(shí),采用吸收劑再循環(huán)的方案〔如圖〕。新鮮吸收劑入塔濃度x2,量L,入塔溫度t均確定后,吸收劑循環(huán)量L’增加,填料層高度將________。〔過(guò)程屬氣膜控制〕 7. 操作中的精餾塔,假設(shè)將冷回
32、流改為泡點(diǎn)回流,而回流液量、塔頂產(chǎn)品量及原料入塔條件均維持不變,那么提餾段液氣比_____,塔頂產(chǎn)品組成xD_______。〔上升、不變、下降、不確定〕 8. 將不飽和濕空氣等壓降溫,氣體的濕度H_______,相對(duì)濕度φ_____?!采仙?、不變、下降、不確定〕 9. 對(duì)組成為xF 的混合液進(jìn)展單級(jí)萃取,要求萃余相中溶質(zhì)濃度為x,假設(shè)物系的分配系數(shù)kA越大,那么所需的溶劑比S/F將________。 二、〔20分〕有一套管換熱器,管隙用飽和蒸汽加熱內(nèi)管的冷氣體,飽和蒸汽和冷氣的進(jìn)口溫度分別為180℃和40℃,原工況條件下,氣側(cè)給熱系數(shù)αi=40W/m2.℃, 蒸汽側(cè)給熱系數(shù)αo=1
33、0000W/m2.℃,管壁厚〔小管〕2.5mm,導(dǎo)熱系數(shù)λ=45W/m.℃,冷氣體出口溫度為130℃,冷氣體的Re>10000,Pr>0.7,現(xiàn)將冷氣體流量增加一倍,而其它入口條件不變,那么冷氣體的出口溫度為多少度?〔忽略垢層熱阻和物性的變化。〕 三、〔20分〕某填料塔用水吸收低濃度混合氣中的可溶組分〔如圖〕?;旌蠚馊胨舛葃1=0.02(摩爾分率,下同),吸收劑為解吸后的循環(huán)水,吸收液氣比L/G=1.5,操作條件下,物體的相平衡關(guān)系y=1.2x,原工況下,解吸后吸收劑入塔濃度x2=0.001,出塔氣體濃度y2=0.002,該塔填料層高度H=5m,試求: (1) 該塔的傳質(zhì)單元高度HOG;
34、 (2) 假設(shè)因解吸不良,吸收塔入塔濃度變?yōu)閤2’=0.005,而其它入塔條件不變,此時(shí)氣體出塔濃度y2’為多少? 四、〔20分〕用精餾塔別離雙組分混合液,混合液中含易揮發(fā)組分xF =0.4(摩爾分率、下同),原料以飽和液體狀態(tài)參加塔的中部,塔頂全凝,泡點(diǎn)回流,操作條件下物系的相對(duì)揮發(fā)度為2.5。要求塔頂產(chǎn)品濃度xD=0.8,塔頂易揮發(fā)組分的回收率η=0.9,試求: (1) 為完成上述任務(wù)所需的最小回流比; (2) 假設(shè)操作回流比為最小回流比的1.5倍,那么精餾段和提餾段的操作液氣比各為多少? (3) 在上述液氣比下操作,進(jìn)入塔頂?shù)谝粔K塔板的汽相組成為多少? 五、〔20分〕實(shí)驗(yàn)室需用離心泵將敞口地面水池的水送入一敞口高位槽。高位槽原液面距水池液面距離為5m (如圖),地面水池較大,液面可視為恒定。工作條件下,泵的特性曲線為He=20-222qV2 (qV:m3/min),整個(gè)管路長(zhǎng)度為50m〔包括全部局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度〕,管徑均為50mm,管路摩擦系數(shù)λ=0.03,試計(jì)算使高位槽內(nèi)液面升高1m需多少時(shí)間?〔設(shè)高位槽位直徑為1m的圓桶〕。提示:用擬定態(tài)方法處理。 . v
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