华南理工大学08年化工原理真题
851
华南理工大学
2008年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（请在答题纸上做答，试卷上做答无效，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，应用化学，工业催化，能源环境材料及技术，制药工程，制浆造纸工程，制糖工程，环境工程
__________________；_______________________；__________________。
11、造成离心泵气缚的现象原因是_________。
A 安装高度太高；B泵内流体密度太小；C入口管路阻力太大；D泵不能抽水
12、转子流量计的特点是、。测流体流量时，随着流体流量减小，孔板流量计两侧压差值将，若改用转子流量计测量，当流量减小时，转子两端压差值将。
13、在某输液的管路中，并联一台同型号的离心泵，并联双泵后工作点的输液效果为 。
A．并联的输液量将是单泵的两倍 B．并联输液的扬程是单泵的两倍
C．并联的能耗将是单泵的两倍 D．无论输液量、扬程或能耗都不会是原泵的两倍
14、湿空气的温度一定，湿度越高湿球温度（）。
15、空气的湿球温度受湿空气的（）和（）两个因素控制。
16、.在恒定的温度下，物料的结合水与非结合水的划分，( )。恒速干燥阶段，干燥速率（），降速干燥阶段，干燥速率（）
A)只取决于物料本身的特性；B）只取决于空气状态
C) 取决于空气状态和物料本身的特性；D)不定
17、.在填料塔中用清水吸收混合气中NH3，当水泵发生故障，水量减少时，气相总传质单元数N OG（）
A增加；B减少；C不变 D 不定。
18、在吸收塔某处，气相主体浓度Y=0.025，液相主体浓度X=0.01，气相传质分系数k Y=2mol/m2.h，气相总传质系数K Y=1.5 mol/m2.h，则该处气液界面上气相浓度Y i应为（ ），已知平衡关系为Y*=0.5X。
A 0.02
B 0.01
C 0.015
D 0.005
19、.实验室用水吸收空气中的CO2，基本上属于（）。
其气膜中的浓度梯度（）液膜中的浓度梯度（均换算为对应的液相组成表示）。气膜阻力（）液膜阻力。
A大于，B等于，C小于，D 气膜控制， E 液膜控制，F 两相扩散控制
20、在吸收操作中，操作温度升高，吸收的推动力（）；当操作压力升高，吸收的推动力（）
21、.连续精馏塔设计时，当采用塔顶全凝器，泡点回流方案时，为完成分离任务所需理论板数N1。若采用塔顶分凝器，而回流比和前方案相同时，则完成同样分离任务所需理论板数为N2。比较：（）
A N2 >N1
B N2 =N1
C N2 22、某二元混合物要求用精馏方法分离，规定产品浓度为x D，x W。如进料为x f1时，则相应的最小回流比为R m1，若进料为x f2相应为R m2，现x f1< x f2，则：（） （A）R m1 < R m2（B）R m1 = R m2（C）R m1 > R m2（D）无法确定R m大小 23、相对挥发度αAB=2的双组分混合物，当气相与液相达到平衡时，两相间的组成的关系是( ).A. y A>x A; B. y A 24、精馏塔设计时，保持塔顶和塔底产品的流量和组成不变，当提高回流比时，所需的理论板数将（），塔顶全凝器所需冷却水的用量将（）；塔底再沸器的热负荷将（） 25、二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下的变化（） A平衡线；B操作线与q线；C平衡线与操作线；D平衡线与q线。 二、（20分）一个常压连续精馏塔分离苯和甲苯混合物。精馏塔塔顶第一块板上升蒸汽的组成为y1=0.94 (苯的摩尔分率)，如图。在分凝器中，蒸汽量的 2/3冷凝成饱和液体作回流液。未冷凝部分的饱和蒸汽送入 下一冷凝器全部冷凝为塔顶产品。操作条件 下，苯—甲苯混合物的相对挥发度为2.5， 求： （1）塔顶产品组成(x D) ，回流液组成 (x0). （2）第二块理论板的上升蒸汽组成 (y2). 第二题附图 三、（20分）在一吸收塔中，用清水逆流吸收某气体混合物，入塔气相组成为0.04（摩尔分率，下同）操作条件下物系的平衡关系为Y*=1.2X，操作气液比为 1.2，出塔气相组成为0.01，吸收过程为气膜控制，K Ya∝V0.7（V为气体混合物中惰性气体的摩尔流率）。 (1)求气相总传质单元数N OG； (2)若气液初始组成、流量、清水流量及操作条件不变，当两个完全相同的塔并联逆流操作时，气液两相流量分配相等，此时气体出口组成为多大？ 四、（25分）如附图所示，从水池用离心泵向一高位槽送水，高位槽的压力为0.2kg f/m2，一定阀门开度时送水量为每小时45m3，管路总长（包括所有局部阻力的当量长度）为150m，吸入管和排出管路均Ф108×4mm的光滑管，当Re=3000~107时，管路的摩擦系数λ=0.3164/Re0.25。 试求：（1）该泵的扬程和轴功率。 已知泵的效率为65%，水的密度为1000kg/ m3，水的粘度为1×10-3Pa.s。 （2）当水池水位下降(设泵仍能正常工作)，是否影响泵的输送能力？此时管路中的阻力损失如何变化？怎样调节到原来的输送流量？(分析并画图说明) 第四题附图 五、（25分）某生产过程需要将440kg/h的常压空气从20℃加热到95℃，为完成该传热任务，现选用一台单程列管式换热器，所用的换热器尺寸如下：管子规格为φ25mm×2.5mm的钢管，管长为1.5m，管子数为38根。壳程采用115℃的饱和水蒸汽加热。 已知空气的物性数据为：Cp=1kJ/（kg·K）;λ=0.029W/（m·K）; μ=0.02cp 试求： （1） 通过计算说明该换热器是否能满足生产要求? （2） 如使用此换热器时空气的实际出口温度为多少？ （3） 若要求空气的出口温度能达到95℃，则该换热器在结构和操作上应采取什么措施？(用计算等说明)（受锅炉压力所限，蒸汽温度不能再提 高） 注：①计算中可忽略管壁及污垢热阻，热损失也忽略不计， ②可忽略空气物性随温度的变化。 六、（10分）调节干燥需要的空气状态，干燥操作如下图所示： 已知：状态A：t A=50℃，相应的露点温度为t d=20℃， V=500 m3?h-1 (湿空气) 状态B：通过冷凝器后，空气中的水分除去2kg?h-1 状态C：除去水分的空气通过预热器升温到t c后再进入理想干燥器。 附：水在不同温度下的饱和蒸汽压如下表： 温度℃10 15 20. 30 40 50 60 蒸汽压p kPa 1.2263 1.7069 2.3348 4.2477 7.3771 12.3410 19.9241 试求：①. 在I-H图上画出干燥过程的空气状态变化。 ②. 绝干空气的用量为多少kg/h；离开冷凝器后空气的湿度H B=? 第五章 蒸发 5-1、在单效蒸发器内，将10%NaOH 水溶液浓缩到25%，分离室绝对压强为15kPa ，求溶液的沸点和溶质 引起的沸点升高值。 解： 查附录：15kPa 的饱和蒸气压为53.5℃，汽化热为2370kJ/kg (1)查附录5，常压下25%NaOH 溶液的沸点为113℃ 所以，Δa= 113-100=13℃ ()729.02370 2735.530162 .00162.02 2 =+=''=r T f 所以沸点升高值为 Δ=f Δa =0.729×13=9.5℃ 操作条件下的沸点： t=9.5+53.5=63℃ (2)用杜林直线求解 蒸发室压力为15kPa 时，纯水的饱和温度为53.5℃，由该值和浓度25%查图5-7，此条件下溶液的沸点为65℃ 因此，用杜林直线计算溶液沸点升高值为 Δ=63-53.5=9.5℃ 5-2、习题1中，若NaOH 水溶液的液层高度为2m ，操作条件下溶液的密度为 1230kg ?m -3。计算因液柱引起的溶液沸点变化。 解： 液面下的平均压力 kPa g h p p m 65.242 81 .912306.1101523=??+?=+ =ρ pm=24.65kPa 时，查得水的饱和蒸气温度为：63℃ 所以液柱高度是沸点增加值为： Δ=63-53.5=9.5℃ 所以，由于浓度变化和液柱高度变化使得溶液的沸点提高了 Δ=9.5+9.5=19℃ 因此，操作条件下溶液的沸点为： t=53.5+19=72.5℃ 5-3、在单效蒸发器中用饱和水蒸气加热浓缩溶液，加热蒸气的用量为2100kg ?h -1，加热水蒸气的温度为 120oC ，其汽化热为2205kJ ?kg -1。已知蒸发器内二次蒸气温度为81oC ，由于溶质和液柱引起的沸点升高值为9oC ，饱和蒸气冷凝的传热膜系数为8000W ?m -2k -1，沸腾溶液的传热膜系数为3500 W ?m -2k -1。 求蒸发器的传热面积。 忽略换热器管壁和污垢层热阻，蒸发器的热损失忽略不计。 解： 热负荷 Q=2100×2205×103/3600=1.286×106 W 溶液温度计t=81+9=90℃ 化工原理试题库3 试题1 一：填充题（20分） 1、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于_________________,与间接蒸汽相比， 相同要求下，所需理论塔板数将____________。 2、平衡线表示塔的任一截面上气、液两相的___________________，操作线表示了_______________________________ 3、溶液中各组分之挥发度可用它在___________________和与之平衡的液相___________之比来表示，若是理想溶液，则__________________。 4、对拉乌尔定律产生正偏差是由于_______________________________。 5、对拉乌尔定律产生负偏差是由于_______________________________。 6、在板式塔的设计中，为了减少雾沫夹带，我们可以适当地_________塔径 以_______空塔气速，也可以适当地___________板间距。， 7、实验室用水吸收空气中的20C ，基本属于_________控制，其气膜中的浓度梯度________液膜中的浓度梯度，气膜阻力______液膜阻力。 8、在吸收操作时，若解吸因素L mV 增加，而气、液进料组成不变，则 溶质 的回收率将_________。 9、组分A 、B 的分配糸数之比值1 β，能否________萃取分离。 10、理论干燥过程是指 ____________________________________________. 11、 总压为0.1Mpa 的空气温度小于C 0100时，空气中水蒸汽分压的最大值应为_________________________________________. 12、 单级萃取操作中，料液为F ，若溶剂用量愈大，则混合物的点愈_______ S 点，当达到__________,溶液变为均一相。 二：问答题（30分） 1、何谓理论板？为什么说一个三角形梯级代表一块理论块？ 2、何谓塔的漏液现象？如何防止？ 3、填料可分为哪几类？对填料有何要求？ 4、写出任意一种求温度的方法？ 5、叙述多级逆流萃取操作是如何求理论级数的？ 三：计算题（50分） 1、用一精馏塔分离二元理想混合物，已知3=α，进料浓度为3.0=F x ，进 料量为h Kmol 2000 ，泡点进料。要求塔 顶浓度为0.9，塔釜浓度为 天津大学专业课考研历年真题解析 ——826化工原理 主编：弘毅考研 编者：轶鸿大师 弘毅教育出品 https://www.360docs.net/doc/8815460258.html, 【资料说明】 《天津大学化工原理（826）专业历年真题》系天津大学优秀考研辅导团队集体编撰的“历年考研真题解析系列资料”之一。 历年真题是除了参考教材之外的最重要的一份资料，其实，这也是我们聚团队之力，编撰此资料的原因所在。历年真题除了能直接告诉我们历年考研试题中考了哪些内容、哪一年考试难、哪一年考试容易之外，还能告诉我们很多东西。 1.命题风格与试题难易 从历年天津大学化工原理（826）考研真题来看，化工原理考研试题有以下几个特点： ①天津大学化工原理的考研试题均来自于课本，但是这些试题并不拘泥于课本，有些题目还高于课本。其中的一些小题，也就是选择填空题以及实验题需要对基础知识有很好的掌握。当然部分基础题也有一定的难度，需要考生培养发散的思维方式，只靠记背是无法答题的。 ②天津大学化工原理的大型计算题的题型、考点均保持相同的风格不变。但是各年的考题难度有差异。例如，10年的传热题、11年的精馏题、12年的吸收题在当年来说都是相对较难的题目。那么14年的答题会是哪一个题目较难了？ ③天津大学化工原理的考研试题，总体难度是不会太难，基本题型与大家考试非常熟悉。但是，据笔者在2013年的考研过程中，最后考分不高的最直接原因是时间不够。因此，这就需要考生加强计算能力，提高对知识点的认识熟悉度。 2.考试题型与分值 天津大学化工原理考研试题有明确的考试大纲，提出考试的重、难点。考试大纲给出了各章节的分值分配，并可以从历年真题中总结题型特点。这些信息有助于大家应付这场考试，希望大家好好把握。 3.重要的已考知识点 天津大学化工原理考试试卷中，很多考点会反复出现，甚至有些题目会重复考。一方面告诉大家这是重点，另一方面也可以帮助大家记忆重要知识点，灵活的掌握各种答题方法。比如08年的干燥题与09年的干燥题基本相同，只是改变了一个条件和一个数据，问题也相同。如此相近的两年出现如此相近的两题，这说明历年考研真题在考研专业课复习过程中的重要性。再如：05年实验题中的第（1）题，在09年实验题的第（3）题有些雷同，再有，笔者记得，在05年的实验题在13年的考研题中再次出现，笔者在做05年这一题时做错了，但是考前复习后，在13年考试中，这一题时得心应手。 化工原理试题及答案(绝密请勿到处宣扬) 12月25日 一、填空题（共15空，每空2分，共30分） 1. 一容器真空表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强和表压强（以kpa计）分别为：（90kpa）和（ -10kpa）。 2. 热传导只发生在固体和（静止）的或（滞）流动的流体中。 3. 物体的吸收率越（大），其辐射能力越（大）。（填大或小） 4. 蒸发中以（二次蒸汽）是否再利用而分为单效或多效蒸发。 5. 蒸发中的温度差损失主要由溶液中的（不挥发溶质）、液柱的（静压头）和管路（阻力）所引起的沸点升高三部分组成。 6. 一容器压力表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强（以kpa计）为：（90kpa）。 7. 对于同种流体，自然对流时的对流传热系数比时的（小）。（填大或小） 8. 物体的吸收率越大，其辐射能力越（大），所以黑体的辐射能力比灰体的（大）。（填大或小） 9. 蒸发操作所用的设备称为（蒸发器）。 10. 按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为（单效蒸发）和（多效蒸发）。 二、选择题（共5题，每题2分，共10分） 1. 对吸收操作有利的条件是：（D） A. 操作温度高、压强高； B. 操作温度高、压强低； C. 操作温度低、压强低； D. 操作温度低、压强高 2. 精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板（A ），液相温度较下层塔板（） A. 高，低； B. 低，高； C. 高，高； D. 低，低 3. （D ）是塔内气液两相总体上呈逆流流动，而在每块塔板上呈均匀的错流流动。 A. 板式塔的传质意图； B. 板式塔的设计过程； C. 板式塔的恒摩尔流要求； D. 板式塔的设计意图 4. 恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的（C）及与物料的接触方式都不变。 A. 温度、焓值、湿度； B. 流速、压强、湿度； C. 流速、温度、湿度； D. 温度、湿度、压强 5. 对于湿物料的湿含量，下面哪种说法是正确的？（B） A. 平衡水一定是自由水； B. 平衡水一定是结合水； C. 自由水一定是结合水； D. 自由水一定是非结合水 6. 当二组分液体混合物的相对挥发度为（ C）时，不能用普通精馏方法分离。当相对挥发度为（ A ）时，可以采用精馏方法 填空题 I. (3分)球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是 _粒子所受合力的 代数和为零_。滞流沉降时，其阻力系数=_24/ Rep_. 2― 勺、连续的同种流体内，位于同一水平面上各点的压力均相等。 3. 水在内径为? 105mmX25mm 只管内流动，已知水的粘度为1.005mPa*s ,密度 为1000kg*m3,流速为1m/s ，贝U Re=99502流动类型为湍流。 4. 流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来 的2—倍;如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的1/4倍. 5. 求取对流传热系数常采用 因次分析法，将众多影响因素组合成若干无因次 数群，再通过实验确定各特征数 数之间的关系，即得到各种条件下的 关联 式。 6. 化工生产中加热和冷却的换热方法有_直接换热_,间壁换热和蓄热换热. 7. 在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温接近饱和蒸汽 侧流体的温度，总传热系数K 接近空气侧流体的对流给热系数。 8. 气液两相平衡关系将取决于以下两种情况： ⑴(2)若p > pe 或Ce > C 则属于吸收过程 9. 计算吸收塔的填料层高度，必须运丽口下三个方面的知识关联计算：_平衡关系 ,物料衡算，传质速率.. 10. 在一定空气状态下干燥某物料能用干燥方法除去的水分为 _自由水分首先除 去的水分为非结合水分不能用干燥方法除的水分为 平衡水分。 II. ,当20E 的水(p =998.2kg/m3,卩=1.005厘泊)在内径为100mm 勺光滑管内流 动时,若流速为1.0m/s 时，其雷诺准数Re 为9.93 x 105；直管摩擦阻力系数入为 0.0178._ 12. 流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有粘性 13. 计算管道流体局部阻力的方法有：当量长度法；阻力系数法；,其相应的阻力计 14. 过滤是一种分离悬浮在 液体或气体中固体微粒 的操作。 15. 进行换热的两流体，若a 1》a 2时，要提高K 值，应设法提高a 2； 当a 1 "a 2时，要提高K 值，应使 a 1a 2同时提高 。 16. 某间壁换热器中，流体被加热时，圆形管内湍流的传热系数表达式为 0.023 Re 0.8 Pr 0.4.当管内水的流速为0.5m/s 时,计算得到管壁对水的传热系 d 数a =2.61(kw/ (nt K ).若水的其它物性不变，仅改变水在管内的流速,当流速 为1.2m/s 时，此时传热系数a =3.81(kw/ ( nV K ). 17. 强化传热的方法之一是提高 K 值.而要提高K 值则应提高对流传热系数提高 给热系数较小一侧的给热系数. 18. 吸收剂用量增加，操作线斜率增大，吸收推动力增大。 (增大，减小，不变) 19. 双膜理论认为，吸收阻力主要集中在界面两侧的气膜和液膜 之中。 20. 对不饱和湿空气，干球温度大于湿球温度，露点温度小于湿球温度。 算公式为h f 2 l e U d 2g ；,h f 2g 化工原理 一、考试的总体要求对于学术型考生，本考试涉及三大部分内容： （1）化工原理课程， （2）化工原理实验， （3）化工传递。 其中第一部分化工原理课程为必考内容（约占85%），第二部分化工原理实验和第三部分化工传递为选考内容（约占15%），即化工原理实验和化工传递为并列关系，考生可根据自己情况选择其中之一进行考试。 对于专业型考生，本考试涉及二大部分内容：（1）化工原理课程，（2）化工原理实验。均为必考内容，其中第一部分化工原理课程约占85%，第二部分化工原理实验约占15%。 要求考生全面掌握、理解、灵活运用教学大纲规定的基本内容。要求考生具有熟练的运算能力、分析问题和解决问题的能力。答题务必书写清晰，过程必须详细，应注明物理量的符号和单位，注意计算结果的有效数字。不在试卷上答题，解答一律写在专用答题纸上，并注意不要书写在答题范围之外。 二、考试的内容及比例 （一）【化工原理课程考试内容及比例】（125分） 1．流体流动（20分）流体静力学基本方程式；流体的流动现象（流体的黏性及黏度的概念、边界层的概念）；流体在管内的流动（连续性方程、柏努利方程及应用）；流体在管内的流动阻力（量纲分析、管内流动阻力的计算）；管路计算（简单管路、并联管路、分支管路）；流量测量（皮托管、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计）。 2．流体输送设备（10分）离心泵（结构及工作原理、性能描述、选择、安装、操作及流量调节）；其它化工用泵；气体输送和压缩设备（以离心通风机为主）。 3．非均相物系的分离（12分）重力沉降（基本概念及重力沉降设备-降尘室）、；离心沉降（基本概念及离心沉降设备-旋风分离器）；过滤（基本概念、恒压过滤的计算、过滤设备）。 4．传热（20分）传热概述；热传导；对流传热分析及对流传热系数关联式（包括蒸汽冷凝及沸腾传热）；传热过程分析及传热计算（热量衡算、传热速率计算、总传热系数计算）；辐射传热的基本概念；换热器（分类，列管式换热器的类型、计算及设计问题）。 5．蒸馏（16分）两组分溶液的汽液平衡；精馏原理和流程；两组分连续精馏的计算。6．吸收（15分）气－液相平衡；传质机理与吸收速率；吸收塔的计算。 7．蒸馏和吸收塔设备（8分）塔板类型；板式塔的流体力学性能；填料的类型；填料塔的流体力学性能。 8．液－液萃取（9分）三元体系的液－液萃取相平衡与萃取操作原理；单级萃取过程的计算。 9．干燥（15分）湿空气的性质及湿度图；干燥过程的基本概念，干燥过程的计算（物料衡算、热量衡算）；干燥过程中的平衡关系与速率关系。 （二）【化工原理实验考试内容及比例】（25分） 1．考试内容涉及以下几个实验单相流动阻力实验；离心泵的操作和性能测定实验；流量计性能测定实验；恒压过滤常数的测定实验；对流传热系数及其准数关联式常数的测定实验；精馏塔实验；吸收塔实验；萃取塔实验；洞道干燥速率曲线测定实验。 2．考试内容涉及以下几个方面实验目的和内容、实验原理、实验流程及装置、实验方法、实验数据处理方法、实验结果分析等几个方面。 （三）【化工传递考试内容及比例】（25分） 1．微分衡算方程的推导与简化连续性方程（单组分）的推导与简化；传热微分方程的推 化工原理试题库 试题一 一：填空题（18分） 1、 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=________02mH =__________Pa. 该地区的大气压为 720mmHg 。 2、 常温下水的密度为1000 3m Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s m 3 速度流动，其流动类 型为 ______________。 3、 流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范围 为_______________________s m 。 6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 二：问答题（36分） 1、 一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损 失变为原来的多少倍？ 2、 何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1） 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？ （2） 传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3） 那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 三：计算题(46分) 1、 如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数为03.0=λ，现发现压力表 上的读数为052mH ，若管径为100mm,求流体的流量及阀的局部阻力糸数？ 2、 在一 列管式换热器中，用冷却将C 0100的热水冷却到C 050，热水流量为h m 360，冷却水在管 内 流动，温度从C 020升到C 0 45。已 知传热糸数K 为C m w .20002 ， 换热管为mm 5.225?φ的钢管，长 为3m.。求冷却水量和换热管数 （逆流）。 851 华南理工大学2021 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（请在答题纸上做答，试卷上做答无效，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，应用化学，工业催化，能源环境材料及技术，制药工程，制浆造纸工程，制糖工程，环境工程共页第 1 页 一、填空、选择题（50分） 1、某设备内真空表的读数为375mmHg，其绝压等于MPa，(设当地的大气压为1.013×105Pa)。 2、流体在圆管内作层流流动时，其流体阻力损失与管内流速u_______次方成正比。 3、边长为0.5m的正方形通风管，该管道的当量直径为。 4. 离心泵在管路系统中工作时，其工作点是由离心泵的和管路的 _______________共同确定。 5. 其他条件不变，被输送流体的温度提高，离心泵的允许安装高度_________ ；提高上游 容器的操作压强，离心泵允许安装高度_____________。 6. 球形颗粒在20oC空气中沉降（设沉降过程符合stocks定律），其他条件不变，空气温度上 升时，沉降速度将__________; 若该颗粒在水中沉降，当水温升高，其沉降速度将__________。 7. 用压滤机分离悬浮物，忽略过滤介质阻力，滤饼不可压缩。过滤时间增加一倍，滤液量 增加到原来的__________；过滤面积增加一倍，滤液量增加至________。 8. 有一套管换热器。环隙中1200C饱和水蒸气冷凝加热小管内空气，空气呈湍流流动状态， 其对流传热系数为70 W?m-2?℃-1，若将上述套管中空气流量增大一倍，其他条件和物性基本保持不变，此时，套管的总传热系数约等于______________ W?m-2?℃-1。上述套管换热器内管壁温度接近于______ o C。。 9．为了减少高温物体热辐射损失，往往在高温物体周围设置热屏障，热屏障材料的黑度减小，则热辐射损失。 10、当管子由水平放置改为垂直放置，其他条件不变，其能量损失。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不确定 11、并联管路的阻力损失等于。 A. 各并联支管损失之和 B. 各并联支管阻力损失的平均值 C. 任一并联支管的阻力损失 D. 不确定第2 页 化工原理试题（所有试题均来自天津大学题库） [五] j05b10045考过的题目 通过连续操作的单效蒸发器，将进料量为1200Kg/h的溶液从20％浓缩至40％，进料液的温度为40℃，比热为3.86KJ/（Kg. ℃），蒸发室的压强为0.03MPa（绝压），该压强下水的蒸发潜热r’＝2335KJ/Kg，蒸发器的传热面积A＝12m2，总传热系数K＝800 W/m2·℃。试求： （1）溶液的沸点为73.9℃，计算温度差损失 （2）加热蒸汽冷凝液在饱和温度下排出，并忽略损失和浓缩热时，所需要的加热蒸汽温度。 已知数据如下： 压强 MPa 0.101 0.05 0.03 溶液沸点℃ 108 87.2 纯水沸点℃ 100 80.9 68.7 [五] j05b10045 （1）根据所给数据，杜林曲线的斜率为 K=（108-87.2）/（100-80.9）＝1.089 溶液的沸点 （87.2-t1）/（80.9-68.7）＝1.089 t1＝73.9℃ 沸点升高?′＝73.9-68.7＝5.2℃ （2）蒸发水量W＝F（1－X0/X1） ＝1200（1-0.2/0.4）＝600Kg/h 蒸发器的热负荷 Q＝FCo（t1－t0）＋Wr′ ＝（1200/3600）×3.86（73.9-40）＋600/3600×2335 ＝432.8Kw 所需加热蒸汽温度T Q＝KA（T－t1） T＝Q/（KA）＋t1 ＝432.8×103/（800×12）＋73.9 ＝119℃ [五] j05b10048 用一双效并流蒸发器，浓缩浓度为5％（质量百分率，下同）的水溶液，沸点进料，进料量为2000Kg/h。第一、二效的溶液沸点分别为95℃和75℃，耗用生蒸汽量为800Kg/h。各个温度下水蒸汽的汽化潜热均可取为2280KJ/Kg。试求不计热损失时的蒸发水量。 [五] j05b10048 解：第一效蒸发量： 已知：D1＝800kg/h， r1＝r1′＝2280KJ/kg， W1＝D1＝800kg/h 第二效蒸发水量： 已知：D2＝W1＝800kg/h， F2＝F1－W1＝2000-800＝1200kg/h X02＝X1＝FX0/（F－W1）＝2000×0.05/（2000-800）＝0.0833 t02＝95℃ t2＝70℃ r2＝r2′＝2280KJ/kg Cp02＝Cpw(1-X 02)=4.187×(1-0.0833) =3.84KJ/（kg·℃） D2r2＝（F2Cp02（t2－t02））/r2′＋W2 r2′ W2＝（800×2280－1200×3.84×（75－95））/2280 ＝840kg/h 蒸发水量W＝W1＋W2 ＝800＋840＝1640kg/h[五] j05a10014 在真空度为91.3KPa下，将12000Kg的饱和水急送至真空度为93.3KPa的蒸发罐内。忽略热损失。试定量说明将发生什么变化。水的平均比热为4.18 KJ/Kg·℃。当地大气压为101.3KPa饱和水的性质为真空度， KPa 温度，℃汽化热，KJ/Kg 蒸汽密度，Kg/m3 91.3 45.3 2390 0.06798 93.3 41.3 2398 0.05514 [五] j05a10014 与真空度为91.3KPa相对应得绝压为101.3-91.3＝10KPa 与真空度为93.3KPa相对应得绝压为101.3-93.3＝8KPa 851 华南理工大学 2012年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（请在答题纸上做答，试卷上做答无效，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；应用化学；工业催化；能源环境材料及技术；制药工程；制浆造纸工程；制糖工程；环境工程；化学工程(专硕)；轻工技术与工程(专硕) 第1页 第 2 页 13．转子流量计其锥形玻璃管上的流量刻度之所以为等距离，是因为 。 14、精馏塔设计时，采用相同的塔釜蒸发量，则冷液进料比饱和液体进料需要的理论板数 。 15、在填料塔中用清水吸收混合气中氨，当水泵发生故障上水量减少时，气相总传质单元数将 。 16、在吸收操作中，增大系统压力和降低系统温度，可使平衡常数 ， 这将对于吸收操作 。 17、提高干燥器中空气出口湿度，则空气的消耗量会 ，干燥推动力将 。 18、恒沸精馏操作中加入挟带剂的作用是 。 19、如需将空气减湿，应使水温 。 (A) 高于湿球温度； (B) 低于湿球温度； (C) 高于露点温度； (D) 低于露点温度； 20、提高进入干燥器的空气中水汽分压，同时其温度保持不变，则恒速阶段干燥速率 。 A ．不变 B ．变小 C ．变大 D ．不确定 21、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CO 2的过程属 控制过程。 22、浮阀塔、泡罩塔及筛板塔三种板式塔的板效率比较 (A) 浮阀塔>泡罩塔>筛板塔 (B) 浮阀塔=泡罩塔=筛板塔 (C) 浮阀塔>泡罩塔=筛板塔 (D) 浮阀塔> 筛板塔>泡罩塔 23、在吸收塔某处，气相浓度y=0.005,液相浓度x=0.015(均为摩尔分数),两侧体积传质分系 数k ya =k xa =0.026kmol/m 3.s,在该操作温度下气、 液平衡关系。这时气体界面上气相浓度y x 4.0=y * i 应等于 。 A ．0.002 B ．0.0015 C ．0.0057 D ．0.009 24、在简单蒸馏操作中，随着蒸馏的进行，蒸馏釜内的易挥发组分浓度逐渐 ，釜内溶液沸点逐渐 。 25.某二元混合物要求用精馏方法分离，规定产品浓度为x D ，x W 。如进料为x f1时，则相应的最小回流比为R m1，若进料为x f2相应为R m2，现x f1< x f2，则： （A ）R m1 < R m2 （B ）R m1 = R m2 （C ）R m1 > R m2 （D ）无法确定R m 大小 四、计算题（共45分，每小题15分） 1、 如图所示，用泵将水从贮槽送至敞口高位槽， 两槽液面均恒定不变，输送管路尺寸为φ83×3.5mm ， 泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表，真 空表安装位置离贮槽的水面高度H 1为4.8m ，压力表 安装位置离贮槽的水面高度H 2为5m 。当输水量为 36m 3/h 时，进水管道全部阻力损失为1.96J/kg ， 出水管道全部阻力损失为 4.9J/kg ，压力表读数为 2.452×105Pa ，泵的效率为70%，水的密度ρ为1000kg/m 3， 试求： （1）两槽液面的高度差H 为多少？ （2）泵所需的实际功率为多少kW ？ （3）真空表的读数为多少kgf/cm 2 ？ 1、解：（1）两槽液面的高度差H 在压力表所在截面2-2′与高位槽液面3-3′间列柏努利方程， ∑-+++=++32,3232 2 2222f h p u gH p u gH ρ ρ 其中， ∑=-kg J h f /9.43 2,, u 3=0, p 3=0, p 2=2.452×105Pa, H 2=5m, u 2=Vs/A=2.205m/s 代入上式得： m H 74.2981 .99 .481.9100010452.281.92205.2552=-??+?+ = （2）泵所需的实际功率 在贮槽液面0-0′与高位槽液面3-3′间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有： ∑-+++=+++30,323020022f e h p u gH W p u gH ρ ρ 其中， ∑=-kg J h f /9.864.63 0,, u 2= u 3=0, p 2= p 3=0, H 0=0， H=29.4m 代入方程求得： W e =298.64J/kg ， s kg V W s s /1010003600 36 =?==ρ 故 w W W N e s e 4.2986=?=， η=70%， kw N N e 27.4==η （3）真空表的读数 在贮槽液面0-0′与真空表截面1-1′间列柏努利方程，有： ∑-+++=+++10,1 211020022f h p u gH p u gH ρ ρ 其中， ∑=-kg J h f /96.11 0,, H 0=0， u 0=0, p 0=0, H 1=4.8m, u 1=2.205m/s 代 入 上 式 得 ， 242 1/525.01015.5)96.12 205.28.481.9(1000cm kgf Pa p -=?-=++?-= 2．在由118根25 2.5，长为3m 的钢管组成的列管式换热器中，用饱和水蒸汽加热空气，空气走管程。已知加热蒸汽的温度为132.9℃，空气的质量流量为7200kg/h ，空气的进、出口温度分别20℃和60℃，操作条件下的空气比热为1.005 kJ/(kg ℃)，空气的对流给热系数为50 W/(m 2℃)，蒸汽冷凝 H H 1 H 2 化工原理（上）考试试题A、B卷 题型例及思路 试题题型--- 填空10% （5小题）； 气体的净制按操作原理可分为________________、______________、 _______________.旋风分离器属________ ___ _ 。 选择10% （5小题）； 为使U形压差计的灵敏度较高,选择指示液时,应使指示液和被测流体的密度差 （ρ 指 --ρ）的值（）。 A. 偏大； B. 偏小； C. 越大越好。 判断10% （5小题）； 若洗涤压差与过滤压差相等，洗水粘度与滤液粘度相同时，对转筒真空过滤机来 说，洗涤速率=过滤未速度。（） 问答10% （2~3小题）； 为什么单缸往复压缩机的压缩比太大，会使压缩机不能正常工作？ 计算60% （4小题）。 计算题题型： 一、流体流动与输送 20分 1、已知两截面的压强P 1 P 2 高度差⊿Z 有效功W e 摩擦系数λ管路总长Σl 管直径与壁厚φ密度ρ ,求体积流量 V (m3/h). 解题思路：求体积流量，需要知道管内流速。先选取截面，列出机械能衡算式，代入已知的压强，高度差，有效功，大截面上的速度约为零，摩擦损失用计算公式代入，衡算式中只有速度未知。求出速度，再乘于管道面积即得体积流量，再进行单位换算。 2、已知高度差⊿Z P 1 P 2 管路总长Σl 体积流量V 摩擦系数λ, 求(1)管径 d ;(2)在此管径d下, 摩擦系数λ改变后的体积流量V . 解题思路：（1）求管径，先选取截面，列出机械能衡算式，代入已知的压强，高度差，无有效功，大截面上的速度约为零，摩擦损失用计算公式代入，其中速度用已知的体积流量除于管道截面积表示，当中包含了直径，进行体积流量的单位换算，整个衡算只有直径未知。（2）在确定的直径下，用改变了的摩擦系数求体积流量，方法同题1。 3、已知管直径与壁厚φ密度ρ粘度μ位置高度Z 管路总长Σl (层流λ=64/Re, 需判断)，两截面的压强P 1 P 2 体积流量V 泵效率η，求轴功率N. 解题思路：求轴功率，需要求出有效功率，则先选取截面，列出机械能衡算式，代入 昆明理工大学试卷B（期末考）2008年12月 课程名称：化工原理（上册）化学工程学院2006级化工、轻化、制药专业 请将答案写在答题卷上，否则无效！ 一、填空题（20分） 1、连续性假定是指流体是由、、的介质； 2、在离心泵工作时，用于将动能转变为压强能的部件是，离心泵性能曲线测定 是在下得到的。 3、在降尘室中除去某粒径的颗粒,若降尘室高度增加一倍,则颗粒的沉降时间________,气流速度_______,降尘室的生产能力___________。 4、斯托克斯公式为___________。 5、在辐射传热中，黑体的反射率为，黑体的透过率为。 6、多层平壁定态导热中，若某层的热阻最大，则该层两侧的温差________。 7、随着温度的增加，空气的导热系数，金属的导热系数。 8、蒸发器的生产能力是指，提高蒸发器的生产能力的主要途径是。多效蒸发加料的方式有、、。 二、选择题（20分，每空两分） 1、有一敞口容器，底部有一出（进）水管（如图示）。容器内水面保持恒定，管内水流动的速 度头为0.5m水柱（流速u＝3.132m/s）。 （1）对图(1),水由容器流入管内，则2点的表压P2＝（）m水柱。 A.1.5m B.1.0m C.0.75m D.0.5m (2) 对图（2），水由水管进入容器，则2点的表压P2＝（）m水柱 2 2、（1）离心泵的设计点是指。 A）管路特性曲线B）离心泵特性曲线 C）管路特性曲线和离心泵特性曲线D）效率最高点 （2）开大排出阀时，离心泵入口真空表的读数按什么规律变化？。出口压力表的读数又按什么规律变化？ A）增大B）减小C）先增大再减小D）先减小后增大 3、（1）在湍流区颗粒的沉降速度正比于（）。 (A)（ρs-ρ）的1次方(B)μ的零次方 (C)粒子直径的0.5次方(D)粒子直径的平方 （2）当介质阻力不计时，对于恒压过滤（）。 (A)滤液体积增大一倍，则过滤时间增大为原来的2倍 (B)滤液体积增大一倍，则过滤时间增大至原来的2倍 (C)滤液体积增大一倍，则过滤时间增大至原来的4倍 (D)滤液体积增大一倍，则过滤时间增大至原来的2倍 4、在两灰体间进行辐射传热,两灰体的温度差为30℃,现因某种原因,两者的温度各升高50℃,则此时的辐射传热量与原来的相比,应该________。 A.增大 B.变小 C.不变 D.不确定 5、（1）某套管换热器，管间用119.6℃饱和水蒸气加热管内空气（空气在管内作湍流流动）使 空气温度由20℃升至60℃，若管壁清洁无垢，则管壁温度应接近于 A. 60℃ B. 119.6℃ C. 20℃ D. 40℃ （2）现需空气流量增加为原来的2倍，若要保持空气进出口温度不变，则此时的传热温差应为原来的。 A）1.084倍B）1.149倍C）2倍D）不变 三、简答题（5分） 简述工业上传热为什么常采用逆流流动？什么情况下采用并流？ 四、用泵输送密度为710kg/m3的油品，如附图所示，从贮槽经泵出口后分为两路：一路送到A塔顶部，最大流量为10800kg/h，塔内表压强为 98.07×104Pa。另一路送到B塔中部，最大流量为 6400kg/h，塔内表压强为118×104Pa。贮槽C内液面 维持恒定，液面上方的表压强为49×103Pa。 现已估算出当管路上的阀门全开，且流量达到规定的 最大值时油品流经各段管路的阻力损失是：由截面1―1 至2―2为20J/kg；由截面2―2至3－3为60J/kg；由截 面2－2至4―4为50J/kg。油品在管内流动时的动能很小， 可以忽略。各截面离地面的垂直距离见本题附图。 已知泵的效率为60%，求此情况下泵的轴功率。（20分） 第五章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃）80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B*，P A*，由于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B*)/(P A*-P B*)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃ 2.正戊烷（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 1 3.3kPa下该溶液的平衡数据。 温度C5H12223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C6H14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时P B* = 1.3kPa 查得P A*= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A*(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以260.6℃时为例 当t= 260.6℃时x = (P-P B*)/(P A*-P B*) 851 化工原理考试大纲 一、课程的性质 本课程是化工及相关专业的一门专业基础课。通过本课程的教学使学生掌握流体流动、传热和传质基础理论及主要单元操作的典型设备的构造、操作原理；工艺设计、设备计算、选型及实验研究方法；培养学生运用基础理论分析和解决化工单元操作中的各种工程实际问题的能力。并通过实验教学，使学生能巩固加深对课堂教学内容的理解，强调理论与实际结合，综合分析问题、解决问题的能力。 二、课程的基本要求和内容 绪论本课程的性质、任务、研究对象和研究方法，本课程与其他有关课程的关系。 △物理量的因次、单位与单位换算：单位制与因次的概念。几种主要单位制 （SI . CGS制.MKS工程单位制）及我国的法定计量单位。单位换算的基本方式。 第一章流体流动 流体的性质：连续介质的假定、密度、重度、比重、比容、牛顿粘性定律与 粘度。 牛顿型与非牛顿型流体。 流体静力学：静压强及其特性；压强的单位及其换算；压强的表达方式；重力场中静止流体内压强的变化规律及其应用；离心力场中压强的变化规律。 流体流动现象：流体的流速和流量；稳定流动与不稳定流动；流体的流动型态；雷诺准数；当量直径与水力半径；滞流时流体在圆管中的速度分布；湍流时的时均速度与脉动速度；湍流时圆管中时均速度的分布；边界层的形成、发展及分离。 流体流动的基本方程：△物料衡算一一连续性方程及其应用；△能量衡算 方程；柏势利方程；△能量衡算方程和柏势利方程的应用。 流体阻力：△阻力损失的物理概念；边界层对流动阻力的影响；粘性阻力与惯性阻力; 湍流粘度系数；△沿程阻力的计算；滞流时圆管直管中沿程阻力计算；滞流时的摩擦系数；湍流时的摩擦系数；因次分析法：用因次分析法找出表示摩擦阻力关系中的数群；粗糙度对摩擦系数的影响；△局部阻力的计算。 考研专业课必备学习资料系列之 《化工原理》 （6-9 月份专用） ?复习方法—跨校复习 必备方略 ?名校真题—各校命题 互相参考 ?高分资料—名校成功 必备工具 ?辅导课程—名校成功 最佳途径 总编：Micle 全国（北京）考研专业课研发中心 全国考研高端研发中心 梅花香自苦寒来，岁月共理想，人生气高飞！ 第 1页共 36页 目录 专业课报名方式(100%突破专业课 135 分)：... .............................................................. .. 3 1、报名电话... .................................................................................................................... (3) 2、报名地点... .................................................................................................................... (3) 3、辅导班推荐（基础课程+强化课程+冲刺课程+22 套内部资料=高分课程）... ... .3 4、专业课内部资料《高分 8 套资料》——学习目标是达到报考学校本科水平... . (3) 第一部分专业课复习五步走... ................................................................................................ . 4 第一步专业课开始复习... .................................................................................................. . 4 第二步确定初试专业课科目,100%成功开始... ............................................................ (4) 第三步 9 月份之前辅导班学员必须达到的效果... ......................................................... . 7 第四步专业课考高分最简单的办法... ............................................................................. .. 7 第五步时间非常紧张，记得每天学习 8 小时... ............................................................. . 9 第二部分熟悉代表性院校真题... ......................................................................................... . 10 上海交通大学 2007 年化工原理真题... ........................................................................ (11) 中山大学 2007 年化工原理真题... ................................................................................. .. 15 北京理工大学 2007 年化工原理真题... ........................................................................ (18) 南京大学 2007 年化工原理真题... ................................................................................. .. 24 天津大学 2007 年化工原理真题... ................................................................................. .. 28 武汉理工大学 2007 年化工原理真题... ........................................................................ (32) 第三部分专业课产品... .......................................................................................................... .. 34 3.1 高分课程（基础课程+强化课程+冲刺课程+22 套内部资料=高分课程）... ....... .34 3.2 高分资料... .................................................................................................................. (34) 3.3 钻石 VIP 保过课程... ................................................................................................. .. 34 第四部分报名方式... ............................................................................................................. (36) 4.1 报名电话... .................................................................................................................. (36) 4.2 报名地点... .................................................................................................................. (36)化工原理习题解答(华南理工大学化工原理教研组.doc
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