2013年四川理工学院考研专业课《804化工原理》真题.pdf

共6页第1页12013 年四川理工学院研究生入学考试业务课试卷（满分：年四川理工学院研究生入学考试业务课试卷（满分：150 分，所有答案一律写在答题纸上）招生专业：分，所有答案一律写在答题纸上）招生专业：081701 化学工程、化学工程、081702 化学工艺、化学工艺、081704 应用化学、应用化学、081705 工业催化、工业催化、0817Z1 再生资源化工、再生资源化工、0817Z2 制药工程、制药工程、085216 化学工程考试科目：化学工程考试科目：804 化工原理化工原理A考试时间：考试时间：3 小时小时一、简答与分析题（每小题 6 分，共 24 分）1、用离心泵将水从贮槽送至高位槽中，两槽均为敞口，试判断下列几种情况下泵的流量、压头及轴功率如何变化？（1）贮槽中水位上升；（2）改送密度大于水的其他液体。（设管路状况不变，且流动处于阻力平方区）2、为什么板框压滤机的洗涤速率约为过滤终了时过滤速率的四分之一？3、操作中的吸收塔，若吸收剂入塔浓度 X2降低，其他操作条件不变，试定性分析气体出塔浓度 Y2、液体出塔浓度 X1的变化趋势。并请在 X-Y 图上示意画出变化前后的操作线和平衡线。4、（1）什么叫理论板？（2）简述恒摩尔流假设。二、选择题（每小题 2 分，共 30 分）1、一管路由1084mm 和573.5mm 的钢管连接而成，若水在管内作稳定流动时，在小管内的流速为 3m/s，则它在大管内的流速为（）m/s。A、6.0B、1.5C、0.75D、2.52、当水在如图所示的并联管路中作稳定流动时，若将 I 支路中的阀门关小，则 I 支路的阻力（）II 支路的阻力A、大于B、小于C、等于D、无法判定共6页第2页23、在流体阻力实验中，以水为介质所测定的=f(Re，/d)关系式不适用于（）在直管中的流动。A、空气B、乙醇C、牛顿型流体D、非牛顿型流体4、安装在一定管路中的离心泵，改变转速，则离心泵特性曲线和管路特性曲线将有()。A、泵特性曲线改变B、两特性曲线都不变C、两特性曲线都改变D、管路特性曲线改变5、离心泵的安装高度一般低于允许安装高度，是为了()。A、防止气缚B、降低泵的消耗功率C、提高泵的效率D、防止汽蚀6、含尘气体通过边长为 4m，宽为 2m，高为 1m 的降尘室，若颗粒的沉降速度为 0.2m/s，则降尘室的生产能力为（）。A、4m3/sB、1.6m3/sC、6m3/sD、2.4m3/s7、旋风分离器的切向进口气速不变，当其圆筒直径减小时，旋风分离器的临界粒径（）。A、增大B、减小C、不变D、不一定8、用板框压滤机恒压过滤某一滤浆（滤饼不可压缩，介质阻力可以忽略），若过滤时间相同，要使其得到的滤液量增加一倍的方法有（）。A、将过滤面积增加一倍B、将过滤压差增加一倍C、将滤浆温度提高一倍D、将过滤时间增加一倍共6页第3页39、对于沸腾传热，工业生产一般应设法控制在（）沸腾下操作。A、泡核沸腾区B、膜状沸腾区C、过渡区D、自然对流区10、下列关于传热过程的叙述错误的是（）。A、在管壁热阻忽略不计时，总传热系数总是和对流传热系数较小的流体接近B、壁温和对流传热系数较大的流体接近C、圆筒壁保温时，须将导热系数较小的材料放在内层D、换热器中，当一种流体有相变时，平均温差和流向有关11、吸收率等于 1 的物体称为()。A、白体B、灰体C、黑体D、透热体12、根据双膜理论，在气液接触界面处（）。A、气相组成大于液相组成；B、气相组成小于液相组成；C、气相组成等于液相组成；D、气相组成与液相组成互成平衡。13、二元溶液连续精馏计算中，物料的进料热状态变化将引起（）的变化。A、相平衡线；B、q 线和提馏段操作线；C、精馏段操作线；D、相平衡线和操作线。14、在一定温度下，某组分气体与水接触达平衡，其亨利系数 E 非常大，则该气体为（）。A、易溶气体B、难溶气体C、中等溶解度的气体D、不确定15、下列哪种情况可认为接近恒定的干燥条件：（1）大量的空气干燥少量的共6页第4页4物料；（2）少量的空气干燥大量的物料，正确的判断是：（）。A、（1）对（2）不对；B、（2）对（1）不对；C、（1）（2）都不对D、（1）（2）都对三、（20 分）如本题附图所示，贮槽内水位维持不变。槽的底部与内径为100mm 的钢质放水管相连，管路上装有一个闸阀，距管路入口端 15m 处安有以水银为指示液的 U 管压差计，其一臂与管道相连，另一臂通大气。压差计连接管内充满了水，测压点与管路出口端之间的直管长度为 20m。操作温度下水银的密度为 13600kg/m3，水的密度为 1000 kg/m3，问：（1）当闸阀关闭时，测得 R=600mm、h=1500mm；当闸阀部分开启时，测得 R=400mm、h=1400mm。摩擦系数可取为 0.025，管路入口处的局部阻力系数取为 0.5。问每小时从管中流出水若干立方米。（2）当闸阀全开时，U 管压差计测压处的静压强为若干（Pa，表压）？闸阀全开时e/d15，摩擦系数仍可取为 0.025。hR15m25m四、（20 分）在一单程列管换热器中用饱和水蒸汽加热常压空气，温度为110的饱和蒸汽在壳程冷凝（排出时为饱和液体），已知蒸汽冷凝传热系数为10000W/(m2.)，该温度下蒸汽的汽化潜热为 2232kJ/kg，质量流量为 8000kg/h共6页第5页5的常压空气在管内流动，并由 20加热到 85，已知空气在平均温度下的密度为 1.2kg/m3，比热为 1000J/(kg.)，粘度为 1.9810-5Pa.s，导热系数为0.0285W/(m.)。现有一列管换热器，装有直径为192mm 钢管 300 根，长为 1m。已知管程污垢热阻为 0.0004m2./W，壳程污垢热阻为0.0002m2./W，管壁热阻和热损失可以忽略，试求：（1）加热蒸汽的消耗量；（2）空气在管内的流动类型；（3）空气在管内的对流传热系数；（4）计算说明该换热器能否满足要求。五、（20 分）在常压填料逆流吸收塔中，用 20清水吸收混合气体中的氨，混合气体流量为 25kmol/h，其中氨的摩尔分率为 0.06，出口气体中氨的摩尔分率为 0.002，已知塔径为 0.8m，清水用量为 1.2m3/h，操作条件下的平衡关系为Y*=0.9X，气相总体积吸收系数 KYa 为 107kmol/(m3.h)，20时水的密度为1000kg/m3。试求：（1）吸收液的出口浓度 X1；（2）气相总传质单元数；（3）填料层高度；（4）若混合气体流量增加 20%，维持操作压强和用水量不变，要达到原来的吸收率，填料层高度至少应调整为多少？（吸收过程为气膜控制，KYa与气体流速的 0.8 次方成正比）六、（20 分）在一常压精馏塔内分离苯和甲苯的混合物，塔顶采用全凝器，泡点回流，塔底间接蒸汽加热，进料量 F 为 50kmol/h，进料中苯的含量为 0.44（摩尔分率，下同），要求塔顶馏出液组成为 0.95，釜残液组成为 0.015，泡点进料。已知体系的相对挥发度=2.5，实际回流比为最小回流比的 1.5 倍。试求：（1）塔顶产品量 D 和釜残液量 W；（2）最小回流比；（3）精馏段操作线方程；（4）自塔顶算起第 2 块板的上升气体组成；（5）现因结垢导致再沸器换热能力下降，若维持原来的进料量、进料组成、进料热状况和塔顶产品量不变，分析塔顶产品和釜残液组成将如何变化？七、（16 分）采用如图所示的废气循环系统干燥某湿物料，已知数据标于附图中。假设热损失可以忽略，干燥介质在干燥器中经历等焓干燥过程。试求：共6页第6页6（1）水分蒸发量 W（kg/s）；（2）绝干空气消耗量 L；（3）空气离开干燥器时的温度；（4）预热器的热负荷。(绝干空气比热：1.01kJ/（kg.）；水蒸气比热：1.88 kJ/（kg.）；0下水的汽化潜热：2490kJ/kg)t0=25H0=0.01kg 水/kg 干气循环比 3：1干燥产品 G2w2=0.05湿物料G1=1000kg/hw1=0.2QPt2=50H2=0.0672kg 水/kg 干气