2024年全国硕士研究生招生考试初试自命题试题答案 科目名称：化工原理（□A卷?B卷）科目代码：861 考试时间：3小时 满分 150 分 可使用的常用工具：□无 ?计算器 ?直尺 □圆规（请在使用工具前打√）~ 一、选择题(共15小题，每小题2分，共30分) 题号 参考答案 1 B 2 A 3 B 4 D 5 C 6 B 7 C 8 B 9 C 10 A 11 A 12 C 13 B 14 D 15 B 二、填空题(共10小题，每空2分，共20分) 1、 1.85 2、 60 3、 气缚 4、 单向 5、 (液)泛点 6、 恒摩尔(物)流假定 7、 0.83 8、 y=x （或对角线或 yn+1=xn） 9、 空气(或干燥介质)的湿度、温度、速度以及与物料接触的状况都不变 10、 NOG 三、判断题(共10小题，每小题1分，共10分) 题号 参考答案 1 ╳ 2 √ 3 √ 4 ╳ 5 √ 6 ╳ 7 ╳ 8 √ 9 ╳ 10 ╳ 四、简答题(共2小题，每小题5 分，共 10 分) 1、（ 5分）答： 不能。 （1分） 在水—热空气换热系统中，若忽略管壁与污垢的热阻，则总传热系数K与传热膜系数?的关系为: 111?? K?1?2第 1 页 共 6 页
式中：?1—管壁对水的传热膜系数,W/(m2·K)；?2—管壁对空气的传热膜系数,W/(m2·K) 由于管壁对水的传热系数较管壁对空气的传热系数大得多，即?1???2，这样总传热系数近似等于管壁对空气的传热系数：K??2?? …………（2分） 因此，本体系中空气侧的对流传热系数?2才是控制热阻，只有提高?2才能达到有效强化传热过程的目的。 …………（1分） 增大冷却水的流速，虽能增大管壁对水的对流传热系数?1，但体系的总传热系数K几乎不会增加，因此进一步加大冷却水的流量，不能有效降低热空气的出口温度。 （1分） 2、（ 5分）答：连接FS，交溶解度曲线于H、I两点；M点必位于FS上，根据SFM?FMS确定M的位置；利用辅助线，做出过M点的两个共轭相分别为萃取相E和萃余相R； （1分） ?R?E?M?F?S?由?可确定E和R；分别过E和R做水平线与纵轴的交点即为萃取相中y和EME?R?MR?萃余相中的x； （2分） 连接SE并延长交纵轴于E’点, 连接SR并延长交纵轴于R’点； 则E’点和R’点对应的纵坐标即为 萃取液和萃余液中溶质的含量； ?R'?E'?F?由?FE''可确定E’和R’……（2分） 'E?R?'FR? 五、流体流动综合计算题(20分) 解： （1）以上游水槽液面为1-1截面，下游高位槽液面为2-2截面，并以上游水槽液面为基准水平面。在1-1、2-2两截面间列柏努利方程式： 2u12p1u2pZ1g???We?Z2g??2??hf,1?2 （2分） 2?2?Z1=0 Z2=10 m （3分） u1=u2=0 p1=p2 ?hf,1?2??l?l?u??ed50?10?1?0.03?????30.03 kJ/kg （2分） 2?20.05?3600?0.785?0.05?2第 2 页 共 6 页
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（2分） 即单位质量的水所需外加功为128.13kJ/kg。 （2分） m （2分） ＞Ｈｅ，故泵适用。 （1分） （2） 当 （1分） m3/h时, m （2分） （2分） （1分） 即泵的轴功率减少百分之15.1。 六、传热综合计算题(20分) 解：（1）加热蒸汽消耗量： 热量衡算D?r?w2cp2(t2?t1) （2分） ?D?2168.1?4000?1.86?(80?50) （1分） ?D?103kg/h （2分） （2）内管中苯的流速： u?w2/?(4000/3600)/880??0.643m/s （2分） 20.785d20.785?0.052d2u?Re??cp??0.05?0.643?8804?7.245?10 湍流 （1分） ?30.39?101.86?103?0.39?10?3Pr???5.0 （1分） ?0.145?2?0.023?d2Re0.8Pr0.4 ?0.023?0.145?(7.254?104)0.8?5.00.4?982W/(m2?K) 0.05（1分） 则以内管外表面计的传热系数为： d11bd110.00254154???1????? （1分） K?1?dm?2d210000455098250第 3 页 共 6 页
?K?803W/(m2?K) （1分） ?tm?t2?t180?50= =53.6℃ （2分） T?t1120?50lnln120?80T?t2?w2Cp2(t2?t1)?KA1?tm?K??d1l??tm （1分） ?4000?1.86?103?(80?50)?803?3.14?0.054l?53.6 3600?l?8.49m （2分） （3）当加热蒸汽的温度降为110℃时，管内外的对流传热系数均近似不变， ?K'?830W/(m2?K) (以内管外表面积计) （1分） '' w2Cp2(t2?t1)?K'A1?tm?w2Cp2(t2'?t1)?K'?d1lt2'?t1T'?t1ln''T?t2 T'?t1?w2Cp2ln''?K'??d1l （1分） T?t2?4000110?50?1.86?103?ln?830?3.14?0.054?8.49 '3600110?t2'?t2?75.7℃ （1分） 即加热蒸汽的温度降为110℃，苯的出口温度将变为75.7℃。 七、吸收综合计算题(20分) 05；ya?yb(1??)?0.05?0.02?0.001 （2分） 解：(1)yb＝0.xa?0; m?0.8 L/G?1.5(L/G)min?1.5(yb?ya)?1.176 （2分） (yb/m?xa) 由物料衡算方程L(xb?xa)?G(yb?ya)，得 （1分） xb?xa?(y?ya)G(yb?ya)?b?0.0417 （2分） LL/G(2)填料塔的气相总传质单元高度为 第 4 页 共 6 页
HOG?G180??0.667m （2分） Kya270Δyb=0.05-0.8×0.0417=0.017 （1分） Δya=0.001， （1分） Δym=(Δyb-Δya)/ln(Δyb/Δya)=0.00565 （2分） NOG=(yb-ya)/ Δym=(0.05-0.001)/0.00565=8.67 （2分） 所以，填料塔填料层的高度为： h?HOG?NOG?0.667?8.67?5.78m （2分） (3)xa=0.001，ya*=0.0008
2024-858写作与翻译A卷答案~
