重庆理工大学 2019硕士学位研究生入学考试试题化工原理.doc

重庆理工大学硕士研究生招生考试试题专用纸 重庆理工大学 2019硕士学位研究生入学考试试题 学院名称：化学化工学院 学科、专业名称：化学工程与技术、化学工程（专业学位） 考试科目（代码）： 化工原理820（A卷） （试题共 5 页） 注意：1.所有试题的答案均写在专用的答题纸上，写在试题纸上一律无效。 2.试题附在考卷内交回。 一、单项选择题（每题1分，共15分） 1. 流体流过圆形直管时内摩擦力集中在________。 A、近壁处 B、管心处 C、到处都一样 D、根据流动状态确定 2. 流体在管内做层流流动时，质点沿管轴做有规则的________运动。 A、垂直 B、平行 C、圆周 D、绕行 3. 某液体在内径为d1的水平管路中定态流动，其平均流速为u1，当它以相同的体积流量通过内径为d2（d2= d1/2）的管子时，平均流速将变为原来的________倍。 A、2 B、4 C、8 D、16 4. 离心泵铭牌上标明的扬程可理解为________。 A、该泵在规定转速下可以将20℃的水升扬的高度 B、该泵在规定转速及最高效率下可以将20℃的水升扬的高度 C、该泵在规定转速及最高效率下对20℃的水提供的压头 D、该泵在规定转速下对20℃的水提供的压头 5. 如本题附图所示，两台型号相同的离心泵输送同一种液体，离心泵安装高度，两泵的管路条件相同，则_______。 A、Q1=Q2，H1=H2 B、Q1=Q2，H1<H2 C、Q1>Q2，H1<H2 D、Q1>Q2，H1>H2 6. 某降尘室长L、高H、宽B，如附图所示，能将流量的含尘气体中直径为d的粒子全部沉降下来，今想将2的相同含尘气流进行同样效果的除尘，在保持其他尺寸不变的情况下，单方面地按_______方式改选设备。 A、将高度H增加1倍 B、将高度H减小到原来的0.5倍 C、将长度L增加1倍 D、将长度L减小到原来的0.5倍 7. 从传热角度来看，工业锅炉与工业冷凝器的设计是依据_______现象来考虑的。 A、核状沸腾和滴状冷凝 B、膜状沸腾和膜状冷凝 C、核状沸腾及膜状冷凝 D、膜状沸腾及滴状冷凝 8. 传质速率NA等于扩散通量JA的条件是_______。 A、单向扩散 B、等分子反向扩散 C、湍流流动 D、稳态过程 9. 某精馏塔的理论板数为11块(包括塔釜)，全塔效率为0.5，则实际塔板数(不包括塔釜)为_______。 A、20 B、25 C、15 D、23 10. 某二元理想混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.5时，相应的泡点为t1；与之平衡的汽相组成yA=0.75时，相应的露点温度为t2。则t1与t2的大小关系为______。 A、 > B、< C、= D、不确定 11. 以下说法中不正确的是______。 精馏段操作线方程式是描述精馏段中， A、 某板下降的液体浓度与下一板上升的蒸汽浓度间的关系式 B、 某板上升的蒸汽浓度与上一板下降的液体浓度之间的关系式 C、 进入某板的气体与液体的浓度之间的关系式 D、 在相邻两板间相遇的汽相与液相浓度之间的关系式 12. 提高传质系数以便强化吸收过程，对液膜控制过程，应采用______。 A、升高温度，增大总压，减慢液流速度 B、降低温度，减少总压，增加液流速度 C、降低温度，增大总压，增加液流速度 D、升高温度，减少总压，减慢液流速度 13. 吸收过程所发生的是被吸收组分的______。 A、单向扩散 B、等分子反向扩散 C、主体流动 D、分子扩散 14. 对于恒速干燥阶段，下列哪个描述是错误的？ A、干燥速率与气体的性质有关 B、干燥速率与气体的流向有关 C、干燥速率与气体的流速有关 D、干燥速率与物料种类有关 15. 已知湿空气的下列哪两个参数，利用H-I图，可以查得其他未知参数？ A、(tw, t) B、 (td, H) C、 (I, tw,) D、 (I, tas) 二、问答题（共5题，每题3分，共15分） 1. 何谓离心泵的气蚀？（1.5分）为避免气蚀可采取什么措施？（1.5分） 2. 降尘室为什么设计成扁平状？（3分） 3. 什么叫全回流？（1.5分）全回流操作一般用在哪些场合？（1.5分） 4. 对塔板负荷性能图进行绘制并说明其中各条线的含义及该图的作用。 （3分） 5. 在同一房间里不同物体的平衡水汽分压是否相同？（1.5分）它们的含水量是否相同？（1.5分） 三、计算题（共6题，每题20分，共120分） 1. （20分） 20的水以2.5 m/s的速度流经的水平管，此管以锥形管与另一的水平管相连。如本题附图所示，在锥形管两侧A、B处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压强。若水流经A、B两截面间的阻力损失为1.5 J/kg，求两玻璃管的水面差（以mm计）。 2. （20分）用一台离心泵将水池中的水(密度为1000)送至一表压为62 kPa的水洗塔顶，其流程如本题附图所示。已知离心泵吸入管段长度(包括局部阻力的当量长度，含入口阻力损失)为60 m，泵出口阀全开时排出管段长度为200 m(包括局部阻力的当量长度，含出口阻力损失)，全部管路均用108mm4mm的碳钢管，管内流体流动摩擦系数均为0.025，其它数据如图所示，试求： （1）当离心泵入口处的真空表读数为25 kPa时水的流量和压头H（m）；（10分） （2）若离心泵的效率为80％，求泵的轴功率N（kW）；（5分） （3）泵出口阀门全开时管路的特性曲线方程。（5分） 3. （20分）拟用一套管换热器将密度为1100 kg/m3，热容为4.0 kJ/（kg•K）的料液从295K加热到375K，料液走管内，管外用395K的饱和蒸汽加热。料液的流量为1.75×10-4 m3/s，管内料液侧的给热系数为0.141，管外蒸汽侧给热系数为3.40。假定管内料液侧的给热系数与流速的0.8次方成正比，并忽略热损失、管壁及垢层热阻。 （1）试求所需的换热面积（m2）。（10分） （2）该换热器投入使用时，料液的流量增大至3.25×10-4m3/s，其他条件均不变，试求料液的出口温度（K）。（10分） 4. （20分）用一连续精馏塔分离A、B两组分混合物，相对挥发度=2，进料量F=100 kmol/h，组成=0.5(摩尔分数，下同)，饱和蒸气进料，塔顶组成=0.95，塔底组成=0.05，若A、B组分摩尔汽化潜热相等，忽略热损失，塔顶为全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。 试求：（1）塔顶易挥发组分A的回收率和塔底难挥发组分B的回收率。（10分） （2）若实际回流比为最小回流比的1.5倍，求精馏段操作线方程和提馏段操作线方程。（10分） 5. （20分）某吸收塔在101.3kPa、293K下用清水逆流吸收丙酮-空气混合气体（可视为低浓气体）中的丙酮。已知操作条件下混合气流量为3600 m3/h，进塔气中含丙酮0.05（体积分率），要求丙酮回收率为95%。已知该塔塔径为0.8m，操作条件下的平衡关系为Y=1.2X（X、Y—摩尔比），操作液气比为最小液气比的1.5倍。吸收过程为气膜控制，气相总体积传质系数KYa =0.7V0.8（V：混合气体中空气的摩尔流量，kmol/s）。 试求：（1）吸收液中丙酮的含量X1和所需填料层高度（m）。（15分） （2）若气体流量增加20%，而液量及气液进口浓度不变，要保持相同的吸收率所需的填料层高度是多少米？（5分） 6. （20分）某湿物料在常压干燥器内进行绝热干燥，干燥后的产品为4 000 kg/h，湿物料的含水率为15%(湿基，下同)，产品的含水率不得高于1%，空气的初始温度为20℃，湿度为0.0058 kg水汽/kg绝干气。空气预热至120℃后进入干燥器，气体出干燥器的温度选定为70℃。 试求：（1） 预热器的热负荷(kW)。（10分） （2） 计算干燥器的热效率，（2分）并说明若选定气体出干燥器的温度过高或过低，有何弊端？（3分） （3） 在湿空气的Ｈ－Ｉ图上定性表示出空气通过整个干燥系统的状态变化过程。（5分） 第 5 页