石油大学(华东)1999年研究生入学考试试卷
石油大学(华东)
一九九九年硕士研究生入学考试试题
考试科目:化工原理 总 3 页 第 1 页
适用专业:有机化工、应用化学、精细化工、环境化工
注意:全部答案均需写在答题纸上,否则无效。
一、 填空及选择题(共40分):
1.理想流体在一条水平圆管中作稳定流动,则直径大的截面比直径小的截面比位能_____,比静压能_____,比动能_____。 A. 大 B. 小 C. 相等
2.原用以输送水的离心泵,现改用来输送密度为水的1.2倍的水溶液,水溶液的其它性质可视为与水的相同。若管路布局等都不改变,则泵的流量将_____,扬程将_____,泵出口处的压强将 _____。
A. 增大 B. 减小 C. 不变 3.已知钢质圆管(外半径为r1)外两层不等厚(b1 A. 大于 B. 小于 C. 等于 4.根据列管换热器中流体流径选择的一般原则,下列流体应走管程还是壳程? ① 具有腐蚀性、高温、高压的流体:________; ② 粘度大、流量小的流体:_________。 A. 管程 B. 壳程 C.管程或壳程均可 第3题图 5.含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作,若其它操作条件不变,而入口气体量增加,则对于气膜控制系统:其出口气体组成ya 将______,出口液体组成 yb 将_____,溶质回收率将________。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 6.在图示的封闭容器中盛有深度为1m的水,容器侧壁在水深0.5m的A处接一细管,细管一端通大气,容器底部接一垂直管,管长1m,容器内径与垂直管内径比D/d=50。若忽略流动阻力,则容器中的水流出一半所需的时间为________秒。 第6题图 总 3 页 第 2 页 7.粘度的物理意义是____________。若某流体的粘度为μ cP,密度为ρ kg/m3,则其运动粘度为________cSt 。 8.流化床出现下列异常情况时,可能是什么原因造成的? ① 床层实际压降比理论计算值低:__________; ② 床层压降波动幅度较大:________。 9.欲用降尘室净化温度为20℃、流量为2500m3/h的常压空气,空气中所需除去的最小颗粒的沉降速度为5×10—3m/s。已知降尘室长5m、宽2m、高2m,则室内需设______块隔板。 10.转筒真空过滤机的转鼓在操作时大致可分为_________、___________、_______ 及________四个区域。是__________这一部件使过滤室在不同部位时,能自动进行相应的不同操作。 11.冷热两流体通过套管换热器进行换热,热流体走内管,处于湍流状态。现将该套管换热器的内管内径缩至原来的1/2,假设热流体的流量及物性不发生变化,则热流体侧的对流传热膜系数变为原来的_________倍。 12.如图,1表面为平面,2表面为半球面,二者构成一封闭表面,则角系数 ψ12=_____,ψ21=_______。 13.在萃取操作中,分配系数是指__________;选择性系数是指__________。 14.直接水蒸汽加热的精馏塔适用于______的情况。直接水蒸汽加热与间接水蒸汽加热相比,当xD、xF、R、q、α及回收率相同时,其所需理论板数要_____(多、少或相等)。 15.雾沫夹带是指______的现象。正常操作的板式塔,雾沫夹带量应控制为______kg液/kg气。影响雾沫夹带的主要因素是_________。 第1二、计算题(共60分) 1. (15分) 如图所示为一供水系统,水池及两2题图 分支管出口均通大气,两分支管路在同一水平面上, 距水池液面10m。 总 3页 第3 页 管路中装有两台规格相同的离心泵,单台泵的特性曲线可表示为: H=40-4×105Q2 (H—扬程,m; Q—流量,m3/s) 适当地关闭、开启阀门,两台泵既可单独工作,又可串联或并联工作。假设管 内流动均处于阻力平方区,管路中各管段的有关数据为: 管段 总管长 ∑(l+le) ,m 管径d,mm 摩擦系数λ 0.015 AB 50 100 0.02 BC 80 50 0.02 BD 60 50 水池至A之间的连接管路的阻力损失可忽略。试确定: 3 ① 采用单台泵供水时BC、BD段的流量,m/h ; ② 关闭BC段的阀门,采用两台泵串联组合进行供水时水的流量为多少? 2. (10分) 通过一列管换热器,110℃的饱和蒸汽在壳程被冷凝为11 0℃的水,一定流量的空气以湍流状态流过管程由30℃被加热至50℃。现因空气的流量增加,致使其出口温度降低了3℃。换热器的管壁及污垢热阻可忽略,不计热损失。试求: ① 空气流量为原来的多少倍? ② 冷凝水的产生量为原来的多少倍? (提示:可以运用控制热阻的概念。) 3. (15分) 某生产过程中产生两股含有HCl的混合气体,一股流量G1= 0.015kmol/s,HCl的浓度yG1=0.04(摩尔分率),另一股流量G2=0.015kmol/s,HCl的浓度yG2=0.02(摩尔分率)。今拟用一个吸收塔回收两股气体中的HCl,总回收率不低于85%,所用吸收剂为20℃的纯水,亨利系数E=2.786×105Pa,操作压强为常压,则: ① 将两股物料混合后由吸收塔塔底入塔,最少吸收剂用量为多少? ② 若空塔气速取0.5m/s,此气速下Kya=8×10-3kmol/(s.m3),实际液气比取最小液气比的1.2倍,混合进料时所需塔高为多少? ③ 若将第一股物料由吸收塔塔底入塔,第二股物料在最佳位置加入塔内,最少吸收剂用量变为多少? 4. (10分) 用连续精馏塔分离某二元混合物,塔顶采用全凝器,要求塔顶产 品组成xD=0.94(摩尔分率,下同),塔底产品组成xW=0.04,q线方程为y=6x-3,操作回流比为最小回流比的1.2倍,操作条件下的相对挥发度α=1.2,试求: ① 进料的组成; ② 塔顶产品采出率D/F; ③ 通过实验测得该塔精馏段中相邻两层塔板上上升蒸汽的组成分别为0.85、0.858,试计算其中一层塔板的Murphree板效率。 5. (10分) 实验室中在100kPa的压差下对某种悬浮液进行过滤实验,测得 qe=0.01m3/m2,K=1.936×10-4m2/s,滤饼不可压缩。今采用一台直径1.5m、长10m的转筒真空过滤机处理此种料浆,所用滤布与实验时的相同,转筒的浸没角为 120转速为0.5转/分,操作真空度为80kPa。试求该过滤机的生产能力为多少?以(m3滤液/h)表示。 度,
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