2017年804化工原理.doc

大连工业大学2017年硕士研究生入学考试自命试题 科目代码： 804（A） 科目名称： 化工原理 共 4 页 第 1 页 （所有答案请写在答题纸上，答在试卷上的一律无效） 一、填空题（每空1分，共20分） 1．流体作湍流流动时，邻近管壁处存在一 层，雷诺数越大，湍动程度越剧烈，则该层厚度越 ，流动阻力 。 2．采用闭式（蔽式）叶轮的离心泵，效率 开式（敞式）叶轮的离心泵，抗污物阻塞能力 开式（敞式）叶轮的离心泵。 3．用板框式压滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，过滤常数 ，生产能力 。 4．根据冷热流体的接触情况，工业上的传热过程可分为三种基本方式，分别为：直接接触 式传热、 式传热以及 式传热。 5．列管换热器中管板的作用是 ；折流板的作用是 。 6．吸收操作中，其他条件不变，如果降低吸收剂进口溶质含量，则吸收平均推动力 ，吸收因数A ，回收率 ，出塔气相组成 。 7．精馏塔结构不变，操作时若保持进料的组成、流率、热状态及塔顶流率一定，只减少塔釜的热负荷，则塔顶xD将 ，塔底xW将 ，提馏段操作线斜率 。 8．用空气作为湿物料的干燥介质，当所用的空气相对湿度较大时，湿物料的平衡水分相应 ，自由水分相应 。 二、选择题 （每小题2分，共20分） 1．空气在内径一定的圆形管路中作定态流动，当温度下降时雷诺准数将（ ）。 A． 增大 B．减小 C．不变 D． 不确定 2．某并联管路由A、B两个支管组成，流体在两支管中均作层流流动。当dA=2dB，LA=2LB时，qmA/qmB为（ ）。 A． 16 B． 8 C． 4 D． 2 3．用叶滤机过滤固含量10%（体积分数）的悬浮液，若形成的滤饼空隙率为50%，且滤饼不可压缩，则滤饼体积与滤液体积之比为( )。 A． 0.1 B． 0.15 C． 0.2 D． 0.25 4．某板框过滤机，在一恒定的操作压差下，过滤某一水悬浮液，过滤介质阻力略而不计。经过2小时后，滤渣刚好充满滤框，并得滤液15m3。它第一小时滤出滤液为（ ）m3。 A．7.5 B．10 C． D．无法计算 科目代码： 804（A） 科目名称： 化工原理 共 4 页 第 2 页 5．20℃时四种材料的热导率分别为0.599 W/(m·℃)、0.380 W/(m·℃)、0.0259 W/(m·℃)、45.4 W/(m·℃)，推测这四种材料依次分别为 （ ） A．硫酸、空气、钢、水 B．水、硫酸、空气、钢 C．硫酸、空气、水、钢 D．空气、水、硫酸、钢 6．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、最高效率下将20℃的水升扬的高度 C．该泵在规定转速下对20℃的水提供的压头 D．该泵在规定转速及最高效率下对20℃的水提供的压头 7．被吸收组分在液体中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数（ ） A．大于液相传质分系数； B．近似等于液相传质分系数； C．小于气相传质分系数； D．近似等于气相传质分系数。 8．精馏操作时，进入第n（n>1）块板的气液相组成分别为yn+1和xn-1，离开第n块板的气液相组成分别为yn和xn，则下列判式中未必成立的是（ ）。 A．yn>xn-1 B．yn ≥ xn C． yn+1> xn D． yn+1≥ xn-1 9．精馏操作时，若在F、xF、q、R不变的条件下，将塔顶产品量D增加，其结果是（ ）。 A．xD减小，xW增大 B．xD减小，xW不变 C．xD减小，xW减小 D．xD增大，xW减小 10．恒定干燥条件下将物料从含水量0.4kg水/kg绝干料干燥至含水量0.09 kg水/kg绝干料，已知物料的临界含水量为0.12 kg水/kg绝干料，空气的干球温度为t、湿球温度为tw，露点温度为td，则干燥终了时物料表面的温度θ应（ ） A．θ>tw B．θ=tw C．θ=t D． θ= td 三、（35分）欲用一离心泵将20°C的清水从敞口蓄水池送至某常压高位水槽，该泵的特性曲线为H=95-2.8×10-3qv2（qV的单位为m3/h）。设水池和高位水槽液面保持恒定位差50m，输送管路的管内径均为140mm，当泵出口阀门全开时，管路总长800m（包括所有局部阻力当量长度在内）。已知流动处于阻力平方区，摩擦系数为0.023，水的密度近似取1000kg/m3，20°C水的饱和蒸汽压为2.335kPa，输送流量为65～135m3/h范围内泵的必需气蚀余量为3.5m，当 地大气压为101.3 kPa。 （1）当送水量为75m3/h时，若吸入管总长为70m（包括所有局部阻力当量长度），将该泵安 装在蓄水池液面上方2m处，可否合适？若合适，此时泵入口处真空度为多少kPa？若不合适，科目代码： 804（A） 科目名称： 化工原理 共 4 页 第 3 页 请说明原因；（12分） （2）求出口阀门全开时管路的特性曲线方程；（5分） （3）求泵在出口阀全开时的工作点；若此时泵的效率为65%，求泵的轴功率（kW）；（8分） （4）若用阀门调节将流量调至75m3/h，求调节后的管路特性曲线方程；（6分） （5）除阀节调节外，还可用哪些方法进行流量调节，请写出至少两种方案即可。（4分） 四、（30分）用板式精馏塔在常压下分离苯—甲苯溶液，塔顶为全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热，进料流量为150kmol/h，进料组成为0.4（摩尔分数，下同），饱和蒸汽进料，釜液组成为0.0206，塔顶馏出液中苯的回收率为0.97，操作回流比为4。已知物系平均相对挥发度为2.47。试求： （1）塔顶馏出液的量及组成；（8分） （2）塔顶采出率；（5分） （3）提馏段操作线方程；（5分） （4）回流比是最小回流比的倍数；（7分） （5）若塔釜停止供应蒸汽，且塔板数无穷多，则塔底釜液量为多少？（5分） 五、（25分）现有一双管程单壳程的管壳式换热器，管规格为φ25×2.5mm，管子总数30根，L/d>50，欲利用绝对压力为0.25Mpa的饱和水蒸汽（温度为126.3℃）将流量为450kg/h的CO2由20℃加热至115℃，CO2气体走管程，若忽略热损失，试求： （1）蒸气的消耗量（kg/h）；（5分） （2）CO2气体的对流传热系数α=?（W/m2℃）；（10分） （3）所需的管长。（蒸汽侧热阻、管壁及污垢热阻可忽略）（10分） 已知上述温度范围内，CO2气体的物性参数可取：导热系数λ=0.0206 W/( m℃)，粘度μ=0.0165[厘泊]，比热Cp=0.9 kJ/(kg℃)； 水的汽化潜热r=2185.4 kJ/kg 六、（20分）某常压干燥系统的有关操作参数如附图所示。若干燥过程为理想干燥过程，忽略预热器的热损失，求： （1）实际空气用量； （7分） （2）预热器的热负荷Qp （kW）； （5分） 科目代码： 804（A） 科目名称： 化工原理 共 4 页 第 4 页 （3）空气出预热器的温度t1；（4分） （4）干燥系统的热效率。（4分） H0=0.01kg/kg绝干气 湿物料 G1=1100kg/h w1=0.03 干燥产品G2 w2=0.001 t1 t2=60℃ H2=0.028kg/kg绝干气 t0=20℃ 预热器 干燥器 Qp