石油大学(华东)1999年研究生入学考试试卷

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

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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。

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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,