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华南理工大学
2024 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷
（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回） 科目名称：化工原理 适用专业：化学工程；化学工艺；生物化工；应用化学；工业催化；能源化学工程；
制浆造纸工程；制糖工程；生物质科学与工程；环境科学与工程；化学工 程(专硕)；轻工技术与工程(专硕)；环境工程(专硕)
共 页 一 选择题（每空 2 分，共 26 分）
1 流体在水平直管内的流速 u=0.1m/s，管径 d=0.01m，密度为 1000kg/m3，粘度 ?=0.001kg/(m?s)，流动形态为（ ）流。 A 层 B 湍 C 过渡 D 不确定 2 空气中的氢气被水吸收属于（ ）控制。 A 气膜 B 液膜 C 双膜 D 不确定 3 对流干燥过程中，降速干燥阶段液体的蒸发速率与（ ）有关。 A 被干燥固体性质 B 干燥介质的流量 C 与 A 和 B 都有关 D 与 A 和 B 都无关 4 双组分液体混合物进行闪蒸时，应将混合物的温度升至（ ）。 A 露点 B 泡点 C 气液两相区 D 任意温度 5 一台换热器，管内、管外的对流传热系数分别为 60W?m-2?℃-1 和 10000 W?m-2?℃-1， 换热管为?25?1.5mm 的紫铜管，若污垢热阻不计，则该换热器的控制热阻约为（ ） m2?℃1??W-1。 A 1/10000 B 1/60 C 1/（10000+60）/2 D （1/10000）+（1/60）
6 并联管路的阻力损失等于（ A 各并联支管阻力损失之和 C 任一并联支管的阻力损失 ）。 B 各并联支管阻力损失的平均值 D 不确定
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7 孔板流量计的孔流系数是 C0，当 Re 增大时，孔流系数（ ）。 A 先减小，当 Re 增加到一定值时，C0 保持为某定值 B 增大 C 减小 D 不确定
8 翅片管加热器一般用于（ ）。 A 两侧均为液体
B 两侧流体均有相变化
C 一侧为液体沸腾，一侧为高温液体 D 一侧为气体，一侧为蒸汽冷凝 9 影响塔设备操作弹性的因素有（ ）。 ①物系性质 ② 塔的结构 ③气液负荷
A ①② B ①③ C ②③ D ①②③
10 在恒定干燥实验中，其他实验条件不变，仅降低进入干燥设备的热空气的湿度， 则下列推论中，合理的是（
）。
A 湿物料的临界含水量将降低，恒速干燥时间缩短 B 湿物料的临界含水量将降低，恒速干燥时间延长 C 湿物料的临界含水量将提高，恒速干燥时间延长 D 湿物料的临界含水量将提高，恒速干燥时间缩短
11 气体吸收过程，当操作压力增加，相平衡常数 m 将（ ）。 A 增加 B 减少 C 不变 D 不确定 12 板框式过滤机的过滤常数与（ ）。 A 过滤面积成正比 B 过滤面积的平方成正比 C 滤液体积成正比 D 过滤介质阻力成反比 13 用旋风分离器分离固体颗粒的最小直径与（ ）。 A 气体粘度的平方根成正比 B 气体粘度的平方成正比 C 气体粘度成反比
D 气体的粘度成正比
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二 填空题（每题 6 分，共 24 分）
1 在逆流操作的填料塔中用清水吸收混合气体中的氨，已知总压为 101.3KPa，平衡 关系 y*=0.1313x，液气比为 0.08，若进气氨的摩尔浓度 y1=5%，可看作低浓度吸收处 理，当塔无限高，氨的去除率为（
）。
2 在常压（10mH2O）和某温度 t 下输送某种密度为 1000kg/m3 液体，已知在该温度下 液体饱和蒸汽压为 380mmHg，吸入管路的阻力与动压头之和为 8mH2O，则泵安装高 度≤（ ）m。
3 常压下用精馏塔分离苯和甲苯混合液，已知进料含苯 0.6（摩尔分数），进料为气液 各占 50%（摩尔数）混合物，已知操作条件下相对挥发度为 2.5，则进料液体苯的摩 尔分数=（ ），进料气体苯的摩尔分数=（ ）。
4 在 SI 制中，质量、长度、温度和时间的量纲分别用 M、L、T 和 θ 表示，分子扩散 系数的量纲为（ ），运动粘度（动量扩散系数）的量纲为（ ）。
三 计算题 （共 100 分）
1 （24 分）含苯 44%（摩尔分数，下同）的苯和甲苯进入一常压操作精馏塔分离， 塔顶苯的组成为 95.7%，已知苯和甲苯的相对挥发度?=2.5，从塔底出来的液相苯的 组成为 2.35%，进料为饱和液体，回流为泡点，回流比为最小回流比的 2 倍。 （1）求回流比;
（2）写出精馏段和提馏段的操作线;
（3）如泡点回流改为冷液回流，回流比 R、进料量 F 和组成以及塔顶和塔底产品量 不变，对塔操作和塔径有何影响，简要说明;
（4）若进料组成下降导致塔顶产品组成下降，可采取什么操作条件使得 xD 增加（不 换塔）？简要说明。
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2 （24 分）在一连续操作的逆流填料塔用清水吸收混合气中的甲醇，已知气体处理 量为 1000m3/h（标准状态）。原料气含甲醇 100g/m3，吸收后水中含甲醇量等于进料 气体相平衡时浓度的 67%，甲醇的回收率为 98%，吸收平衡线 Y*=1.15X，其中 X 为 液相甲醇与清水的摩尔比，Y 是气相甲醇与惰性气体的摩尔比，KY=0.5kmol/(m2?h)， 填料有效表面积 a=190m2/m3，塔内气体空塔流速为 0.5m/s，试求： （1）塔底出口液体中甲醇浓度 X1（摩尔比）; （2）清水用量; （3）填料层高度;
（4）当液气比为 1.15，增加填料层高度能否使出口气液两相平衡？简要说明。 计算过程采用摩尔比。
3 （14 分）一水泵的铭牌上标有：流量 39.6m3/h、扬程 15m、轴功率 2.02KW、效率 80%，配用电机容量 2.8KW，转速 1400 转/分钟。今欲在以下情况使用，流量、扬程 和轴功率以及电机容量是否可以？若不可以采用什么具体措施才能满足要求，并说明 理由。（用计算结果说明）。
（1）输送密度为 1800kg/m3 的溶液，流量为 38m3/h，扬程 15m; （2）输送密度为 800kg/m3 的溶液，流量为 39m3/h，扬程 30m。
4 （24 分）空气以充分发展了的湍流流过由蒸汽加热的列管换热器，空气走管内， 假设管长与管径比很大，蒸汽和管壁热阻忽略不计。考虑下列每个条件改变而其他条 件保持不变时，伴随着这一改变的 Q/?tm 的变化量。 （1）空气的压力增加一倍，而质量流速 G（kg/(m2?s)不变; （2）空气质量流速增加一倍; （3）加热管数增加一倍; （4）管内径减半，管数不变。
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5 （14 分） 某一化工过程，将总压为 101.3kN/m2，温度为 297K 的氮苯混合气体中 的苯去除，已知混合气体的相对湿度为 60%，现将混合气体冷却到 283K，并加压至 一适当压力，以去除混合气体中 80%的苯，问该压力为多少？混合气体最终的湿度为 多少？（用 kg C6H6/标准 m3 干 N2 表示）。已知苯蒸汽在 297K 和 283K 时的饱和蒸汽 压分别为 12.2kN/m2 和 6 kN/m2。混合气体可视为理想气体。
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2024年华南理工大学研究生入学考试专业课真题851 - 化工原理
