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华南理工大学
2005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：环境工程 化学工程 化学工艺 工业催化 能源环境材料及技术 制糖工程 制浆造纸工程
共 4 页 一、概念题（50分） 1、流体在管内作完全湍流流动，其他不变，当速度提高到原来的2倍时，阻力损失是原来的（ ）倍；若为层流流动，其他不变，当速度提高到原来的2倍时，阻力损失是原来的（ ）倍。 2、LZB-40l转子流量计其转子为不锈钢（比重：7.92），刻度标值以水为基准，量程范围为0.25～2.5m/h，若用此转子流量计来测量酒精（比重：0.8）的流量，则酒精的实际流量值要比刻度值（ ） ，校正系数为（ ），测量酒精时，此流量计的最大流量值为（ ）。 3、孔板流量计是利用（ ）的方法来测量的；毕托管是利用（ ）来测量点速度的。 4、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生（ ）现象。 5、一离心泵在一管路系统中工作，要求流量输送能力为Qm/h，阀门全开时管路所需扬程为He m，而在泵的性能曲线上与Q对应的扬程为Hm，效率为η，则阀门关小损失的功率为 （ ） 占泵的轴功率的（ ） 6、在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，则沉降时间（ ），气流速度 （ ），生产能力（ ）。 7、当介质阻力不计时回转真空过滤机的生产能力与转速的（ ）次方成正比。 8、牛顿冷却定律数学表达式为（ ）； 33第 1 页
斯蒂芬-波尔茨曼（Stefan-Boltzmann）定律数学表达式（ ）。 9、干燥器内部无补充加热的情况下，进干燥器的气体状态一定,干燥任务一定，则气体离开干燥器的温度越 ，干燥器的热效率越 ； 气体离开干燥器的湿度H2越 ，干燥器的热效率越 。 一定湿度H的气体，总压P加大时, 露点温度td ；而当气体温度t升高而H保持不变时，则td 。 10、有一列管式蒸气加热器。热方：饱和蒸气冷凝为饱和液体；冷方：生垢液体升温。控制热阻为 ；管程宜走 ；其理由为 ； 在测试过程，若维持流体的温度和传热面积不变，发现蒸气冷凝量在换热器清洗前后之比为1：2，清洗前，污垢热阻约为该时总热阻的百分数 。 11、精馏操作线方程建立过程中，恒摩尔流假设存在的条件是 ( ) 12、吸收操作的依据是 ( )：塔高和处理对象一定的情况下，提高吸收效果的途径有 ( )； 13、根据双膜理论，水吸收空气中氨的过程属( )控制过程；水吸收空气中CO2的过程属( )控制过程；上述两种气体中，( )采用化学吸收，可显著提高吸收速率。 14、试解释为什么在处理对象、操作条件和分离要求相同的情况下，全回流所需的理论塔板数最少？ ( )。 15、试解释为什么相对挥发度α=1时，溶液中各组分无法用精馏的方法分离？ ( ) 第 2 页 二、（20分）一敞口高位水槽A中水流经一喉径为14mm的文丘里管，将浓碱液槽B中的碱液（密度为1400 kg/m3）抽吸入管内混合成稀碱液送入C槽，各部分标高如附图所示；输水管规格为φ57×3mm，自A至文丘里喉部M处管路总长（包括所有局部阻力损失的当量长度在内）为20m，摩擦系数可取0.025。 （1） 当水流量为8m3/h时，试计算文丘里喉部M处的真空度为多少mmHg； （2） 判断槽的浓碱液能否被抽吸入文丘里内（说明判断依据）。如果能被吸入，吸入量的大小与哪些因素有关？ A 8m M 1.5m 1m B C 三、（13分）用叶滤机在等压条件下过滤某悬浮液，过滤开始后10分钟和20分钟，获得累积滤液量分别为1.327m3/m2和1.882m3/m2，所得滤饼须用1/5滤液体积的清水在相同压差下洗涤（洗涤水粘度与滤液粘度相同），每操作一个周期的辅助时间为15min，问: 2(1) 过滤常数K=？m/s 32(2)当量滤液量qe=? m/ m (3)叶滤机所能达到的最大生产能力？ 四、（9分）化工过程，回收苯和氮气混合气体中的苯。在30oC和1atm时混合气体相对湿度?=60%。将该气体冷却到-11.5oC（此时苯已处于饱和状态），已知苯在-11.5oC和30oC时的饱和蒸气压分别为10mmHg和118mmHg，苯和氮的分子量分别为78和28，试求苯的回收率。 第 3 页 五、（23分）用一套管换热器将2000kg/h的甲苯饱和蒸气（110oC）冷凝为饱和液体，甲苯的气化热为363KJ/kg。冷却水于16 oC及5000kg/h的流量进入套管内管（内径50mm）作强制湍流流动，其传热膜系数为1740w/(m 2 K)。水的比热可取为4.19KJ/(kg oC)，假设甲苯侧热阻和管壁热阻远小于水侧热阻。 （1）求冷却水的出口温度及套管管长。 （2）由于气候变化，冷却水的进口温度升高到25 oC，试计算换热器的热负荷变化（以%表示）。忽略物性参数的变化。 （3）冷却水温度升高后，有人建议将冷却水流率加倍，问此时的热负荷及冷却水出 口温度与未升高时相比如何，计算出热负荷增加或减少的百分数。 六、（20分）在一常压连续精馏塔中分离某二元理想溶液，料液浓度xF=40%，进料为气液混合物，其摩尔比为气∶液=2∶3，要求塔顶产品中含轻组分xD=97%，釜液浓度xW=2%，（以上浓度均为摩尔百分数），该系统的相对挥发度为α=2.0，回流比R=1.8Rmin。试求：1）塔顶轻组分的回收率；2）最小回流比；3）提馏段操作线方程。 七（15分）在100 kN/m2和30oC下，用水吸收混合气中氨。该操作条件下，亨利系数E=134kN/m2，稳定操作条件下，吸收塔中某一位置的气相摩尔分率为y=0.1, 液相摩尔分率为x=0.05,气相对流传质系数和液相对流传质系数分别为 ky?3.84?10?4kmol/m2.s.?y和kx?1.02?10?2kmol/m2.s.?x，试求： 1）气相总传质系数Ky??kmol/m.s.?y？ 2）用计算结果说明该吸收过程为气膜控制过程还是液膜控制过程？ 3）题中所示的塔位置处气液界面浓度为多少？ 2第 4 页
05华南理工考研化工原理试卷
