2009年四川大学884化工原理考研真题【圣才出品】

2009年四川大学884化工原理考研真题

一、选择和填空（10分）

1．根据双膜理论，在气液接触界面处（ ）

A．气相组成大于液相组成

B．气相组成小于液相组成

C．气相组成等于液相组成

D．气相组成与液相组成平衡

2．精馏塔的塔顶温度总低于塔底温度，其原因之一______，其原因之二_______。

3．试写出浮阀塔的三种不正常操作情况：（1）_______；（2）_______；（3）

_______。

4．已知某湿物料量为150kg/h，水分含量为20%，现要将其干燥到含水2%，需要脱除的水量应为______kg/h。

5．溶剂萃取分离液体混合物的原理是利用液体混合物各组份的______。

A．挥发度不同

B．溶解度不同

C．密度不同

D．蒸气压不同

二、简答题（50分）

1．（10分）有一离心泵的名牌上标有：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。今欲在以下情况使用是否可以？如不可时采用什么具体措施才能满足要求（要求用计算结果说明）。

（1）输送密度为1800kg/m3的溶液，流量38m3/h，扬程15m。

（2）输送密度为800kg/m3的溶液，流量40m3/h，扬程21m。

注：库房中有大容量电机。

2．（15分）若分别采用下列各项措施，试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。已知滤布阻力可以忽略，滤饼不可压缩。

（1）转筒尺寸按比例增大50%。

（2）转筒浸没度增大50%。

（3）操作真空度增大50%。

（4）转速增大50%。

（5）升温，使滤液粘度减小50%。

再分析上述各种措施的可行性。

3．（10分）简述如何强化换热器中传热过程？

4．（15分）正常操作下的逆流吸收塔，若因某种原因使液体量减小以致液气比小于原定的最小液气比时，下列哪些情况将会发生？并对选择结果做出解释（可图解）。

A．出塔液体浓度X1增加，回收率增加

B．出塔气体浓度增加，但X1不变

C．出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加

D．在塔下部将发生解吸现象

三、计算题（90分）

1．（20分）如图所示，用离心泵将10℃的水由储水池输送到高位槽，两液面维持16m，吸入管路与排出管路的管径均为φ55×2.5mm，管子长度（包括局部阻力当量长度在内）为28m，摩擦系数λ＝0.025，AB段直管段长度为6m，其两端所装U形压差计读数R＝40mm（指示液是汞，ρ0＝13600kg/m3）。试求：

（1）水在管内的流速及输水量；

（2）水在管内的流动类型；

（3）输送泵损坏，现库存有一台离心泵，在输水量范围内，泵的性能曲线方程为

H＝25－7.2×104Q2，式中H为扬程，m水柱，Q为流量，m3/s，泵的效率为60%，通过计算说明泵能否满足要求，操作时泵的轴功率为多少？

注：水的密度近似取为1000kg/m3，水的粘度为130.53×10－5N·s/m2。

2．（25分）有一套管换热器将质量流量为2200kg/h的常压空气于管内由20℃加热到80℃（空气作湍流流动），选用116℃饱和蒸汽于环隙冷凝加热之，若将空气的质量流量增加20%，而空气的进出口温度不变。问：采用什么方法才能完成新的任务？请作出定量计算并讨论计算结果，已知：h空气＜＜h蒸汽（h为对流给热系数），空气的物性参数可视为不变。

3．（30分）采用精馏方法分离含正庚烷30%的正庚烷和正辛烷混合液。料液在泡点下进塔，操作条件下全塔的平均挥发度为2.16。若不考虑精馏塔理论板数的限制，试求操作回流比为2时，在以下两种情况下塔顶产品所能达到的最大浓度及相应的塔釜组成，并在x-y图上绘出操作线（注：平衡线可示意画）。

（1）塔顶产品流出率D/F为40%；

（2）塔顶产品流出率D/F为20%。

4．（15分）在常压下用湿空气干燥某湿物料。已知湿空气的流量为1500kg/h，进预热器的温度为20℃，相对湿度为70%；进干燥器的温度为120℃，离开干燥器时的湿度为0.032kg/kg绝干气，该干燥过程可近似为理想干燥过程，试求：

（1）空气出干燥器的温度；

（2）按干燥器出口气体状态选择适宜的扩散式旋风分离器，并计算该旋风分离器的阻力损失。已知：20℃时水的饱和蒸气压为2.334kPa。常压下空气的湿比容为

V H＝（0.002835＋0.004557H）（t＋273）。

扩散式旋风分离器生产能力（m3/h）