华东理工大学化工考研历年专业课真题

华东理工大学1998年研究生入学考试试题

一、简答题（20分）

1. 简述搅拌釜中加挡板或导流筒的主要作用是什么？

2. 试写出回转真空过过滤机单位面积滤液量q 与转速n 、浸入面积分率ψ以及过滤常数的关系式，并说明过滤面积为什么用转鼓面积而不用A×φ？

3. 当沉降处于斯托克斯定律区时，试写出非球形颗粒的等沉降速度当量直径d e 计算式。

4. 流化床的压降与哪些因素有关？

5. 蒸发器提高液体循环速度的意义有哪些？

6. 简述什么是汽液传质板式塔操作中的转相点？

7. 何谓萃取操作的选择性系数？什么情况下β=∞？

8. 什么是转盘萃取塔的特性速度？

9. 在连续干燥器之前用预热器加热空气，被加热空气所获得的热量Q 按其去向可分为哪四项？干燥器热效率定义为哪些项之比？

10. 提高连续干燥器的热效率的措施有哪些？

二、 流体输送计算（20分）

图示输水管路，用离心泵将江水输送至常压高位槽。已知吸入管路直径φ70×3mm ，管长L AB =15m ，压出管路直径φ60×3mm ，管长L CD =80m （管长均包括局部阻力的当量长度），摩擦系数λ均为0.03，ΔZ=12m ，离心泵的特性曲线为： H e =30?6×105V 2，式中H e ：m ；V ：m 3/s 。试求：

1. 管路流量为多少m 3/h ？

2. 旱季江面下降3m ，与原流量相比，此时流量下降百分之几？

3. 江面下降后，B 处的真空表和C 处的压力表读数各有什么变化（定性分析）？

三、吸收计算（20分）

用填料吸收塔吸收混合气中的有用组分，塔底入塔气体的浓

度y 1=0.1（摩尔分率，下同），回收率为90%，用纯溶剂吸

收，液气比L/G=1，操作条件下，物系的相平衡关系为y=0.5x ，

H OG =1m ，气膜控制。试求：

1. 完成此任务所需调料层的高度H ；

2. 若采用纯溶剂分成两股加料（流程如图虚线），一股L/2

y y L/2

L,x 2

溶剂仍从塔顶加入，另一股L/2溶剂从距离塔顶2m处加入。求完成同样的任务所需填料层的高度；

3. 在y-x图上画出两种情况下的平衡线与操作线，并说明填料层高度变化的原因。

四、精馏计算（20分）

一连续操作的常压精馏塔，用于分离A（轻组分）—B（重组分）混合物。已知原料液中含A组分X F=0.40（摩尔分率，下同），进料温度50℃，要求达到塔顶产品A组分含量X D=0.95，塔釜馏出液A组分含量X W=0.03，该物系的相对挥发度为2.5，实际操作回流比为1.95。试计算：

1. A组分的回收率；

2. 最小回流比；

3. 提馏段操作线；

4. 若塔顶第一块板下降的液相浓度为0.9，求该塔板以气相组成表示的默弗里效率E mv；

（由平衡数据已知X F=0.4时，AB混合物的泡点为95.2℃，定性温度下，原料液的平均比热Cp=39kcal/kmol·h，气化潜热r=8800kcal/kmol）。

以下五、六两道题为选做题，其中第五题应届考生必答，第六题在职考生必答。

五、（此题应届考生必答，20分）

槽内盛有20吨重油，现拟用图示装置在4小时内将其从20℃加热至80℃。加热介质为120℃的饱和水蒸气。在加热过程中，传热系数的平均值可取为

K=350W/m2·℃，泵的输送量为W=5000kg/h。重油的热容可取为Cp=2.0KJ/kg·℃。试问加热器应具有多大换热面积才能满足要求？（设槽内重油因搅拌而温度均匀，忽略热损失）

六、（此题在职考生必答，20分）

一套管换热器用133℃的饱和蒸汽将管内的氯苯从33℃加热到73℃，氯苯流量为5500kg/h。现因某种原因，氯苯流量减少到3300 kg/h，但其进出口温度欲维持不变，试问此时饱和蒸汽温度应为多少才能满足要求？此时饱和蒸汽冷凝量为原工况的百分之几？

（设在两种工况下蒸汽冷凝热阻、管壁热阻、垢层热阻及热损失均可忽略，且氯苯在管内作湍流流动。忽略两工况下饱和蒸汽气化潜热的变化。）

华东理工大学1999年研究生入学考试试题

一、简答题（20分）

1. 何谓轨线？何谓流线？为什么流线互不相交？

2. 简述往复泵的水锤现象。往复泵的流量调节方法有哪几种？

3. 搅拌器应该具有哪两种不同的功能？

4. 在考虑流体通过固定床流动的压降时，颗粒群的平均直径是按什么原则定义的？为什么？

5. 因某种原因使进入降尘室的含尘气体的温度升高，若气体质量及含尘情况不变，降尘室出口气体的含尘量将有何变化？原因何在？

6. 影响辐射传热的主要因素有哪些？

7. 综合评价塔板性能的标准是什么？

8. 当两相流量比相差很大时，而且选用的萃取塔设备又可能产生严重的轴向返混，此时应将流量大的还是流量小的一相作为分散相？为什么？

9. 何谓平衡水、自有水、结合水、非结合水？它们之间有何相互关系？

10. 何谓蒸发设备的生产强度？

二、传热计算（20分）

某列管式换热器，壳程通以0.2MPa（绝）的饱和蒸汽，可将一定量的冷水从25℃加热至65℃。若加热蒸汽的压强及水的入口温度保持不变，水的出口温度降为63℃，求此时换热器的热流量较原工况有和变化（以原工况的相对比值表示）？计算时可忽略垢层、管壁及蒸汽侧的热阻，水在管内作湍流流动。0.2MPa的饱和蒸汽的温度为120℃。

三、吸收计算（20分）

在一逆流操作的吸收塔中，吸收混合气体（氨与空气）中的氨。单位塔截面上的混合气体流率为0.036kmol/m2·s，含氨2%（体积分率），新鲜吸收剂为含氨0.0003（摩尔分率）的水溶液，从塔顶加入。要求氨的回收率不低于91%，设计采用液气比为最小液气比的1.3倍。氨-水-空气物系的相平衡关系为y=1.2x。已知气相总传质系数K y a为0.0483 kmol/m3·s，过程为气膜控制。试求：

1. 所需塔高H；

2. 若采用部分吸收剂再循环从塔顶加入，新鲜吸收剂用量不变，循环量与新鲜吸收剂量之比为1：10，为达到同样的回收率，所需塔高为多少？

四、精馏计算（20分）

采用连续精馏塔分离某双组分混合物。进料组成为0.4（易挥发组分摩尔分率），进料液气比为1：1（摩尔量之比）。塔顶泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。要求塔顶易挥发组分回收率达到98%，塔釜难挥发组分回收率达到99%。已知该物系的相对挥发度为3。试求：

1. 塔顶、塔底组成的浓度和塔顶采出率；

2. 最小回流比；

3. 若取回流比为最小回流比的1.5倍，试写出提馏段操作线方程。

五、流体输送计算（此题应届考生必答，20分）

图示输水管路。圆桶形高位槽直径为0.5m ，底部接一长30m （包括局部阻力当量长度）、内径为20mm 的管路，摩擦系数λ为0.02。水平支管很短，除阀门局部阻力外的其他阻力可忽略，支管直径与总管相同。高位槽水面与支管出口的初始垂直距离为5m ，槽内水深为1m ，阀门1、2的类型相同。试求：

1. 当一个阀门1全开（ζ=2）、阀门2全关时，支管1中的瞬时流速为多少？

2. 在上述情况下，将槽中的水放出一半，需多少时间？

3. 若在阀门1全开、阀门2全关的条件下放水100秒后，将阀门2也全开，问放完槽中的水总共需要多长时间？

六、流体输送计算（此题在职考生必答，20分）

图示输液管路。用离心泵将料液（密度ρ=800kg/m 3）送至常压高位槽B 和压力容器C 。两股流量相同，V 1=V 2=4l/S 。高度Z B =25m 。压力容器C 中的压强为9.81kPa ，高度Z C =20m 。管段ED 内径d=75mm ，长度L=100m （包括局部阻力的当量长度），管段DF 内径d 1=50mm ，长度L 1=50m （包括局部阻力的当量长度）,管段DG 内径d 2=50mm ，长度L 2=50m （包括除阀门外的所有局部阻力的当量长度），摩擦系数λ均为0.03，不计分流点的阻力损失及动量交换，试求：

1. 泵的压头与理论功率；

2. 支路DG 中的阀门的局部阻力损失，J/N ；

3. 若希望长期提高V`1=V`2=1.5V 1，并再提供一台同型号水泵，离心泵特性曲线为H e =56?2.81×105V 2，式中H e ：m ；V ：m 3/s 。问能否达到要求？（设管路阀门阻力已调至相应值）

2

华东理工大学2000年研究生入学考试试题

一、简答题（14分）

1. 动能校正系数α为什么总是大于等于1的？试说明理由？

2. 大小不一的搅拌器能否使用同一条功率曲线？为什么？

3. 简述数学模型法规划实验的主要步骤。

4. 加快过滤速率有哪几种途径？

5. 评价旋风分离器性能的主要指标有哪些？

6. 简述辐射传热中黑体和灰体的概念。

7. 液液萃取塔设备的主要技术性能有哪些？

二、流体输送计算（20分）

贮罐内有40℃的粗汽油（密度ρ=710kg/m3），维持液面恒定。用泵抽出后分成两股：一股送到分馏塔顶部；另一股送到吸收解吸塔中部。有关位置距地面以上的高度见附图。

当阀门全开时，包括局部阻力当量长度的各管段长度如下：1-0段，L1=10m；0-3段，L3=20m。管内径均为50mm，摩擦系数均为λ=0.03。调节0-2段中阀门开度，使送往吸收解吸塔的流量为送往分馏塔的流量的一半。此时，孔板流量计的压差ΔP=513mmHg，孔径d o=25mm，流量系数C o=0.62。试求：

1. 总管流量和管路所需的压头；

2. 若泵效率为60%，求所需泵功率。

三、精馏计算（12分）

用连续精馏塔分离某双组分混合液，混合液中含易挥发组分X F=0.4（摩尔分率，下同），原料以饱和液体状态加入塔中部，塔顶全凝，泡点回流。操作条件下物系的相对挥发度α=2.5，要求塔顶产品浓度X D=0.8，塔顶易挥发组分的回收率η=0.9。塔釜间接蒸汽加热。试求：

1. 完成上述分离任务的最小回流比；

2. 若操作回流比取最小回流比的1.5倍，则进入塔顶第一块塔板的气相组成为多少？

四、干燥计算（14分）

间歇干燥处理某湿物料3.89kg，含水量为10%（湿基），用总压100kPa、温度为50℃的空气进行干燥，并测得空气的露点温度为23℃，湿球温度为30℃，要求干燥产品的含水量不超过1%（湿基）。

已知干燥面积为0.5m2，气相传质系数K R为0.0695kg/m2·s，物料的临界自由含水量X C为0.07kg/kg干料，平衡含水量可视为零。降速干燥阶段的干燥速率曲线可按通过原点的直线处理，求干燥时间。

温度t/℃23 30 50

饱和蒸汽压/kPa 2.904 4.250 12.34

五、吸收计算（14分）

混合气体由塔底引入，其中可溶组分的浓度y1=0.05（摩尔分率，下同），单位塔截面上的气相流率G=0.014kmol/m2·s。吸收剂分两处加入。由塔顶加入的为纯溶剂，单位塔截面上的流率为L1=0.0112 kmol/m2·s。从塔顶往下，经2米填料层高度后，又加入一股x`2=0.01的吸收剂，单位塔截面上的流率L2=0.0112 kmol/m2·s，再经6米填料层高度后，液体由塔底引出。全塔各处K y a均为0.028 kmol/m3·s，物系的平衡关系y=0.8x。试求：

1. 第二股吸收剂L2加入后，塔内该截面的液相浓度x2′′；

2. 塔底排出的液相浓度x1；

3. 为使出塔气体浓度y2降低，第二股吸收剂的加入口应向上移还是向下移？为什么？

六、（此题应届考生必答，20分）

槽内盛有10吨某有机物，拟用图示装置加热，加热介质为120℃的饱和水蒸汽，在加热过程中，传热系数的平均值为320W/m2·K，加热器的换热面积为12m2，泵的输送量为W=4000kg/h，有机物的比热容Cp=2.1KJ/kg·K。试求：

1. 若将槽内有机物从20℃加热到80℃，需多长时间？

2. 若泵的输送量增加为5000kg/h，传热系数K∝W0.8，则将槽内有机物从20℃加热到80℃需多长时间？

（槽内液体因搅拌均匀而温度均一，忽略热损失。）

七、（此题在职考生必答，20分）

用某热流体与甲苯在一台列管式换热器中进行逆流换热。列管的内径为25mm，甲苯走管内，入口温度t1=20℃，出口温度t2=80℃；热流体走管外，入口温度T1=200℃，出口温度T2=120℃。已知此时热流体的对流给热系数α1=1000W/m2·K，甲苯的对流给热系数为α2=800W/m2·K。现把甲苯的流量增大50%，试求：

1. 热流体的出口温度为多少？

2. 新工况的热流量Q’较原来增加了多少？

（已知甲苯的Re>104，Pr>0.7，管壁热阻可忽略，流体物性随温度的变化可忽略。）

华东理工大学2001年研究生入学考试试题

一、简答题（20分）

1. 流体流动过程中，稳定性是指什么？定态性是指什么？

2. 简述因次论指导下的实验研究方法的主要步骤。

3. 在表面过滤方式中，何谓架桥现象？

4. 简述旋风分离器性能指标中分割直径d pc 的概念。

5. 液体沸腾的必要条件有哪两个？

6. 循环形蒸发器中，降低单程气化率的目的是什么？

7. 筛板塔的气液接触状态有哪三种，各有什么特点？

8. 简述萃取（三元物系）过程中的临界混溶点、选择性系数？

9. 在恒定干燥条件下，将含水35%（湿基）的物料进行干燥，开始时干燥速度恒定，当干燥至含水量为8%（湿基），则物料的临界含水量为 （干基），平衡含水量为 （干基），自由含水量为 （干基）。

10. 简述干燥中的临界含水量受哪些因素影响。

二、传热计算（20分）

一列管式换热器，内有φ19×2mm 钢管33根，管长1.5m ，单管程。现将此换热器用来冷凝某工艺物料的蒸汽，壳程蒸汽冷凝温度为90℃，蒸汽侧热阻、管壁热阻可忽略。冷却水走管程，进口温度t 1=15℃，流量为21m 3/h 。试求：

1. 蒸汽冷凝量为多少？冷却水的出口温度为多少？

2. 夏季时，冷却水进口温度为25℃时，若冷却水流量不变，则蒸汽冷凝量为多少？

已知冷却水的比热Cp=4180J/kg ·K ，粘度μ=1mPa ·s ，密度ρ=100kg/m 3，导热系数λ=0.6W/m 2·K ，物料蒸汽气化潜热r=1.2×106J/kg 。设以上物性不随温度而变。

三、吸收计算（20分）

欲按下图流程设计吸收塔。已知：y 1=0.05（摩尔分率，

下同），吸收率η=0.9，G=150kmol/m 2·h ，x 3=0.004，

x 2=0.015，L 2/L 3=1，塔顶处液气比（摩尔比）为0.5，全

塔H OG =0.5m ，相平衡关系：y=0.5x 。L 2在塔内液相组成

与x 2相同处加入。试求：

1. 所需塔高；

2. 若L2与L3合并后，由塔顶加入，试定性分析所需塔

高将发生什么变化。在y-x 图上画出上述两种进料方案

的操作线。

四、精馏计算（20分）

一连续操作的常压精馏塔用于分离双组分混合物。已知原料液中含易挥发组分X F =0.40（摩尔分率，下同），进料状况为汽液混合物，其摩尔比为：气量比液量=1比1，所达分离结果为塔顶产品X D =0.98，塔釜残液X W =0.02

，若该系统的相y y L 3

对挥发度α=2，操作时采用的回流比R=1.6Rmin，试计算：

1. 易挥发组分的回收率；

2. 最小回流比Rmin；

3. 提馏段操作线的数值方程；

4. 若在饱和液相组成Xθ=0.70的塔板处抽侧线，其量θ又和有侧线时获得的塔顶产品量D相等，减少采出率D/F，回流比R=5，理论板为无穷多，那么此时塔顶的浓度X D可能维持的最高值将是多少？

五、（此题应届考生必答，20分）

用离心泵将敞口水池中的水送至敞口高位槽，两液位差为6m。泵的特性方程：

H e=28?1.45×105q v2（He—m，q v—m3/s）,管路流量为0.01m3/s。试求：

1. 泵的有效功率；

2. 若高位槽直径为2m，水池液面高度不变，要使高位槽液位上升1m需要多长时间？

六、（此题在职考生必答，20分）

某厂自江水中取水去冷却某物质，换热后的水仍排入江中，流程见图。当电机转速为2900转/分时，离心泵的特性方程为H e=48?1.3×106q v2（He—m，q v —m3/s），该泵吸入管路长为20m，压出管路长为100m（以上管长均包括了全部局部阻力的当量长度），管路直径均为φ57×3.5mm，摩擦系数为0.02。试求：

1. 泵的有效功率；

2. 泵入口处真空表的读数；

3. 当泵的转速调为2700转/分时，泵的有效功率又为多少？

华东理工大学2002年研究生入学考试试题

一、简答题（20分）

1. 层流与湍流的本质区别是什么？

2. 非牛顿流体中，塑性流体法特点是什么？

3. 搅拌器的两个功能是什么？改善搅拌效果的工程措施有哪些？

4. 加快过滤速率的途径有哪些？

5. 什么是颗粒的自由沉降速度？

6. 简述辐射传热中灰体的概念。

7. 简述填料塔等板高度HETP 的概念。

8. 简述萃取过程中选择溶剂的基本要求有哪些？

9. 恒速干燥阶段的湿物料表面温度是什么温度？为什么？

10. 简述综合评价板式塔塔板性能优劣的主要标准。

二、流体输送计算

图示离心泵输水管路，将敞口低位槽中的水输送到塔设备中。泵的扬程可用H e =40?6×104q v 2（He —m ，q v —m 3/s ）表示，管路均为φ50×2.5mm ，总管长（包括局部阻力当量长度）为80m ，摩擦系数λ=0.025。塔内压强为0.1MPa （表），塔内出水口与低位槽液面垂直高度差为12m 。试求：

1. 管路的流量为多少m 3/s ？泵的有效功率为多少？

2. 若塔内压强变为0.2MPa （表），则此时流量为原流量的百分之几？

三、吸收计算

某逆流操作的吸收塔，用纯溶剂等温吸收某混合气中的A 组分。混合气的处理量为60kmol/h ，进塔混合气中A 组分的含量为0.05（摩尔分率），回收率为80%，相平衡关系为y=2x 。填料塔的塔径为0.8m ，气相体积总传质系数为120kmol/(m 3·h)，该过程为气相阻力控制。设计液气比为最小液气比的1.25倍，试求：

1. 填料塔的有效高度H 为多少?

2. 若采用20%的吸收剂再循环，新鲜吸收剂的用量和其他入塔条件不变，则回

表)

收率为多少？

四、精馏计算

采用连续精馏塔分离某双组分液体混合物，进料量为200kmol/h，进料中易挥发组分浓度0.4，汽液混合物进料，汽：液=1：1（摩尔量之比）。该塔塔顶设全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。要求塔顶产品浓度为0.95，塔釜产品浓度为0.05（以上皆为摩尔分率），操作条件下，该物系相对挥发度α=2.5，实际回流比为最小回流比的1.5倍。试求：

1. 塔顶易挥发组分和塔釜难挥发组分的回收率；

2. 精馏段和提馏段的操作线方程；

3. 若第一块板的汽相默弗里效率Emv为0.6，求塔顶第二块板（自塔顶向下数）上升汽相的组成。

五、传热计算（此题应届考生必答，20分）

某熔盐槽内盛有温度为800℃的熔盐。在熔盐内浸有一电加热器。开始通电时，加热器的温度与熔盐相同。加热过程中熔盐温度保持恒定。已知加热器的功率为1.0KW，加热器的外表面积为0.05m2，加热器的热容相当于1kg水，水的比热容4.183KJ/(kg·℃)，熔盐与加热器表面间的给热系数为1.5KW/(m2·℃)。假设在加热过程中给热系数不变，加热器温度始终保持均一，求通电1分钟时加热器的壁温为多少度？加热器的最高壁温可达多少度？

六、传热计算（此题在职考生必答，20分）

有一逆流操作管式换热器，120℃的热油通过管程冷却至80℃，20℃冷水通过壳程加热至50℃，管、壳程流体流动均处于高度湍流状态。管程给热系数 1.0 KW/(m2·℃)，壳程给热系数为2.5 KW/(m2·℃)。若将管程的热油流量加倍，其他操作条件不变，油和水的出口温度分别变为多少度？（管壁很薄，忽略管壁及两侧的垢层热阻）

华东理工大学2003年研究生入学考试试题

一、简答题（40分）

1. 什么是流体流动的边界层？边界层分离的条件是什么？

2. 非牛顿流体中，震凝性流体的特点是什么？

3. 搅拌器按工作原理可分为哪几类？各类搅拌器的特点是什么？

4. 简述数学模型实验研究方法的主要步骤。

5. 实际流化现象有哪两种？通常，各自发生于什么系统？

6. 简述填料塔载点、泛点的概念。

7. 液液萃取溶剂的必要条件有哪些？

8. 吸附分离常用的吸附剂有哪些？

9. 简述膜分离的基本原理。

10. 在恒定干燥条件下，将含水20%（湿基）的湿物料进行干燥，开始时干燥速度恒定，当干燥至含水量为5%（干基）时，干燥速率开始下降，再继续干燥至物料恒重，并测得此时物料含水量为0.05%（干基），则物料的临界含水量为 （干基），平衡含水量为 （干基），自由含水量为 （干基）。

二、流体输送计算（25分）

如图所示的输水循环管路，两台离心泵的型号相同，两条管路除两个阀门开度不同外，其他条件完全相同。流向如图所示。封闭容器B 内的真空度为7×104Pa ，两液面的高度差为9m 。两管路内的流速均为3m/s ，泵1出口阀两端的水银U 型压差计读数R 为300mm 。试求：

1. 泵1的出口阀的局部阻力系数为多少？

2. 泵2的出口阀的局部阻力系数为多少？

三、吸收计算（30分）

某厂吸收塔的填料层高度3m ，用纯溶剂逆流等温吸收尾气中的有害组分。入塔气体中有害组分的含量为0.04（摩尔分率，下同），出塔气体中的有害组分含量为0.008，出塔液体中的有害组分含量为0.03。已知在操作范围内相平衡关系为y=0.8x 。试求：

1. 填料塔的气相总传质单元高度H OG 为多少？

泵2

2. 原塔操作液气比为最小液气比的多少倍？

3. 因法定排放气体有害组分的含量为0.004，现增加塔高以使出口气体达标，若液气比不变，填料层高度应为多少？

四、精馏计算（30分）

采用连续精馏塔分离苯、甲苯混合物，进料量为100kmol/h，进料中苯（易挥发组分）浓度0.4（摩尔分率，下同），饱和气体进料。该塔塔顶设全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。要求塔顶产品苯浓度为0.99，塔釜产品浓度为0.03，操作条件下，该物系相对挥发度α=2.5，实际回流比为最小回流比的1.5倍。试求：

1. 塔顶采出率和易挥发组分的回收率；

2. 精馏段和提馏段的操作线方程；

3. 若塔釜停止供应蒸汽，保持回流比不变，若塔板数无限多，塔底残液的浓度为多少？

五、传热计算（此题应届考生必答，25分）

用一带有搅拌器的夹套式换热器将质量m=800kg，比热容为2.2kJ/(kg·℃)的有机物从80℃冷却至40℃。已知夹套式换热器的总传热系数K=160W/(m2·℃)，传热面积为3m2，冷却水流量为0.1kg/s，入口温度t1=20℃，忽略热损失，搅拌器内液体主体温度均一。试求：

1. 完成冷却任务所需时间；

2. 终了时，冷却水的出口温度。

六、传热计算（此题在职考生必答，25分）

一管壳式换热器由38根φ25×2.5mm、长3m的钢管组成。110℃的饱和蒸汽通入壳程，加热管程中的甲苯，蒸汽冷凝对流给热系数为10000 W/(m2·℃)。甲苯流量为7kg/s，入口温度为30 ℃。甲苯的比热为1840 J/(kg·℃)。该流量条件下，甲苯侧的对流给热系数为1090 W/(m2·℃)。管壁很薄，可忽略管壁及两侧的垢层热阻。试求：

1. 此时，甲苯的出口温度为多少℃？

2. 现因生产需要，甲苯的处理量增加50%，蒸汽冷凝对流给热系数视作不变，甲苯的出口温度为多少℃？

华东理工大学2004年研究生入学考试试题

一、简答题（30分）

1. 动量守恒和机械能守恒应用于流体流动时，二者关系如何？

2. 简述因次分析法规划实验的主要步骤。

3. 简述搅拌过程中强化湍动的主要措施。

4. 影响颗粒沉降速度的因素有哪些？

5. 何谓流化床层的内生不稳定性？如何抑制？

6. 影响辐射传热的主要因素有哪些？

7. 化学吸收和物理吸收相比有何优点？

8. 简述恒沸精馏和萃取精馏的主要异同点。

9. 板式塔的不正常操作现象有哪些？

10. 何谓填料塔的载点和泛点？

二、流体流动计算（30分）

如图所示输水管路系统，AO管长L AO=100m，管内径75mm，两支管管长分别为L OB=L OC=75mm，管内径均为50mm，支管OC上阀门全开时的局部阻力系数ζ=15。所有管路均取λ=0.03。支管OB中的流量为18m3/h，方向如图所示。除阀门外其他局部阻力的当量长度均已包括在上述管长中。试求：

1. 支管OC的流量，m3/h；

2. A槽上方压强的读数P A，kPa。

三、吸收计算（30分）

某填料吸收塔，用纯水逆流吸收气体混合物中的可溶组分A，气相总传质单元高度H OG为0.3m。入塔气体中A组分的含量为0.06（摩尔分率，下同），工艺要求A组分的回收率为95%，采用液气比为最小液气比的1.4倍。已知在操作范围内相平衡关系为y=1.2x。试求：

1. 填料塔的有效高度应为多少？

2. 若在该填料塔内进行吸收操作，采用液气比为1.8，则出塔的液体、气体浓度各为多少？

四、精馏计算（30分）

如图所示的连续精馏流程，以回收二元理想混合物中的易挥发组分A。两塔塔顶设全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。物系的相对挥发度α=2.0。已知X F=0.4，

X D=0.99，X W=0.01，X T=0.7，X B=0.2（均为摩尔分率），加料F=100kmol/h。F、T、B均为饱和液体。试求：

1. D、T、B、W的流率；

2. 塔Ⅰ的最小回流比R min；

3. 当塔Ⅰ的回流比去R=1.5R min时，写出F与B之间塔段的操作线数值方程。

五、传热计算（此题应届考生必答，30分）

质量162kg的某液体在一装有换热盘管的无夹套搅拌釜中用饱和蒸汽加热。盘管内蒸汽的温度为383K，盘管的换热面积为1m2。总传质系数为500W/m2·K。搅拌釜的外表面积为 2.5m2，环境温度为293K，釜壁对环境的给热系数为5W/m2·K。试求将液体从293K加热到377K所需时间。（设液体的热容为2.1KJ/kg·K，且不随温度而变。釜内液体因充分混合温度保持均一。忽略釜壁的热阻，釜壁温度可取与液体温度相同。）

如用一连续逆流换热器取代间歇的搅拌釜，加热介质的进出口温度分别为388K 和333K，总传热系数为250 W/m2·K，在同样时间内完成162kg该液体的加热，忽略热损失，试问连续换热器的面积为多少？

六、传热计算（此题在职考生必答，30分）

有一套管换热器对油品进行冷却，水以0.1kg/s的质量流量通过金属内管，内管管径为φ19×1.3mm；热油以0.075kg/s的质量流量逆流通过套管间隙。已知管长2m，热油和冷水的进口温度分别为370K和280K。油侧的给热系数为 1.7 KW/m2·K，水侧的给热系数为2.5 KW/m2·K。油的平均热容为1.9 KJ/kg·K，水的平均热容为4.18 KJ/kg·K。试求：

1. 以金属内管外表面为基准的总传热系数；

2. 油和水的出口温度。

（忽略管壁热阻、垢层热阻及热损失）

华东理工大学2005年研究生入学考试试题

一、简答题（30分）

1. 非牛顿流体中，塑性流体的特点是什么？

2. 试列举出三种搅拌器放大的准则。

3. 加快过滤速率的途径有哪些？

4. 对于非球形颗粒，当沉降处于斯托克斯定律区时，试写出颗粒的等沉降速度当量直径de的计算式。

5. 在考虑流体通过固定床流动的压降时，颗粒群的平均直径是按什么原则定义的？

6. 蒸发器提高液体循环速度的意义有哪些？

7. 筛板塔的汽液接触状态有哪三种，各有什么特点？

8. 简述填料塔的载点、泛点的概念。

9. 简述萃取过程中选择溶剂的基本要求有哪些？

10. 湿球温度与绝热饱和温度的物理意义有何区别？

二、流体输送计算（30分）

如图所示常温水由高位槽流向低位槽，管内流速为1.5m/s，管路中装有一个孔板流量计和一个截止阀，已知管道为φ7×3.5mm的钢管，直管与局部阻力的当量长度（不包括截止阀）总和为60m，截止阀在某一开度时的局部阻力系数ζ=7.5。设系统为稳定湍流，管路摩擦系数λ为0.026。求：

1. 管路中的质量流量及两槽的液面的位差ΔZ；

2. 阀门前后的压强差及汞柱压差计的读数R2;

若阀门关小，使流速减为原来的0.8倍，设系统认为稳定湍流，λ近似不变。问：3. 孔板流量计的读数R1变为原来的多少倍（流量系数不变）？截止阀的ζ变为多少？

4. 定性分析阀门前a点处的压强如何变化？为什么？

三、吸收计算（30分）

用CO2水溶液的解吸来测定新型填料的传质单元高度H OG值。实验中填料层高度为2.0m，塔顶入塔水流量为5000kg水/h，CO2浓度为7×10-5（摩尔分率），塔底通入不含CO2的新鲜空气，用量为8kg/h，现测得出塔液体浓度为3×10-6

（摩尔分率），相平衡关系为y=1240x（摩尔分率），试求：

1. 出塔气体（摩尔分率）浓度；

2. 该填料的H OG值；

3. 现若将气体用量增加20%，且设H OG不变，则出塔液体、气体浓度各位多少？

四、精馏计算（30分）

常压下，将乙醇—水混合物（其恒沸物含乙醇摩尔分率为0.894）加以分离。加料F=100kmol/h，X F=0.3（乙醇摩尔分率，下同），进料状态为汽液混合状态，其中气相含乙醇y=0.48，液相含乙醇x=0.12。要求X D=0.75，X W=0.1。塔釜间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，泡点回流，设回流比R=1.6R min，夹紧点不是平衡线与操作线的切点，系统符合恒摩尔流假定。试求：

1. q线方程；

2. 最小回流比；

3. 提馏段操作线方程；

4. 若F、XF、q、D、R不变，理论板数不受限制，且假定平衡线与操作线不出现切点，则馏出液可能达到的最大浓度为多少？釜液可能达到的最低浓度为多少？

五、传热计算（此题应届考生必答，30分）

一夹套搅拌反应釜装有0.25m3密度为900kg/m3、热容为3.3kJ/kg·℃的液体。拟通过夹套用蒸汽加热，釜内的温度到处均匀一致。夹套换热面积为2.5m2，蒸汽温度为107℃，釜壁厚为10mm，导热系数为6.0W/m·℃，釜壁外蒸汽侧的给热系数为1.7KW/m2·℃。在搅拌转速为1.5rps时，釜内侧的给热系数为1.1 KW/m2·℃。现搅拌器转速为3rps，已知釜内侧的给热系数与搅拌速度的2/3/次方成正比，忽略热损失及垢层热阻。将釜内液体从22 ℃加热到102℃需要多长时间？

六、传热计算（此题在职考生必答，30分）

拟用一套管换热器将密度为1100kg/m3、热容为4.0KJ/kg·K的料液从295K加热到375K。料液走管内，管外用395K的饱和蒸汽加热。料液的流量为1.75×10-4m3/s，管内料液侧的给热系数为0.141 KW/m2·K，管外蒸汽侧的给热系数为3.40 KW/m2·K。假定管内料液侧的给热系数与流速的0.8次方成正比，并忽略热损失、管壁与垢层热阻。试求：

1. 所需的换热面积；

2. 该换热器投入使用时，料液的流量增大至

3.25×10-4m3/s，其余条件均不变，试求料液的出口温度。

华东理工大学2006年研究生入学考试试题

一、简答题（30分）

1. 何谓泊谡叶方程？其应用条件有哪些？

2. 非牛顿流体中，假塑性流体的特点是什么？

3. 搅拌器应具备哪两种功能？

4. 数学模型法的主要步骤有哪些？

5. 气体中含有1-2微米的直径的固体颗粒，应选用哪一种气固分离方法。

6. 蒸发操作节能的措施有多种，试写出三种。

7. 板式塔的不正常操作现象有哪几种？

8. 简要叙述填料塔、板式塔各适合什么应用场合？

9. 何谓液液萃取的选择性系数？它在什么情况下不能进行萃取分离？

10. 何谓临界含水量？它受哪些因素影响？

二、流体输送计算（30分）

水流经一矩形切口的堰，如图所示。若已知流量为10kg/s ，堰长l W =1m 。试求堰上液位高度h w 为多少？

提示：先推导平直堰上体积流量q v 与堰上液位高度h ow 的关系，设堰上游的流速很小，且去流量系数Co=0.62。

三、吸收计算（30分）

在填料塔中用纯溶剂对低含量气体作逆流吸收，试证：

N OG =11?mG L

ln 1?mG L y 1y 2+mG L 式中G 和L 分别是气体和液体溶剂流率（kmol/m 2·s ），y 1y 2分别是进出塔气体的浓度（摩尔分数）。气液相的平衡关系为

y e =mx

式中y e 是与液相浓度x 相平衡的气相浓度（均为摩尔分数）。

提示：N OG = dy

y ?y e y 1

y 2

A-A 视图

堰

现用纯溶剂对某低含量气体作逆流吸收，可溶组分的回收率为90%，所用液气比是最小液气比的1.5倍。如果吸收塔所用填料的传质单元高度H OG=0.6m，则所需的填料层高度为多少？

四、精馏计算（30分）

某连续操作精馏塔如图所示。已知原料液的组成X F=0.02（摩尔分率，下同），原料液以饱和液体状态直接加入塔釜。塔顶设全凝器，全塔共有理论板2块（包括塔釜），塔顶采出率D/F=1/3，回流比R=1。在此条件下，物系的相平衡关系可表示为y=4x。试计算塔顶采出液浓度X D和塔釜采出液浓度X W。

五、传热计算（此题应届考生必答，30分）

某容器内盛有温度为105℃的甲苯1400kg，于其中装有外表面积为3.2m2的蛇管换热器，蛇管内通入13℃冷却水。以外表面积为基准的总传热系数为255W/m2·K。经过若干时间后测得甲苯温度冷却到25℃，而相应的水出口温度为18℃。操作过程中，甲苯和水的比热分别为1.8 KJ/(kg·K)和4.19 KJ/(kg·K)，且保持不变，不考虑热损失，容器内甲苯温度均匀。试计算：

1. 水的流量q m2为多少？

2. 冷却甲苯所需的时间为多少？

六、传热计算（此题在职考生必答，30分）

传热面积为10m2的间壁式换热器中，用水逆流冷却某有机油，油的流量q m为1860kg/h，进口温度T1=90℃，出口温度T2=40℃；冷却水进口温度t1=15℃,出口温度t2=55℃。油的比热Cp1=2.70 KJ/(kg·℃)，水的比热Cp2=4.186 KJ/(kg·℃)，物性参数是常数。热油侧给热系数?水侧给热系数。试计算：

1. 冷却水用量q m2为多少？传热量为多少？

2. 若两流体流量q m1、q m2和油进口温度T1不变，但气候条件变化，冷却水进口温度变为t`1=20℃时，油的出口温度T`2为多少？

3. 若t`1=20℃时，按工艺规定要求仍需将油流量为1860 kg/h，从进口温度T1=90℃冷却到出口温度T2=40℃，冷却水流量q`m2为多少？

华东理工大学2007年研究生入学考试试题

一、简答题（30分）

1. 简述流体静压强的特性。

2. 试写出三种搅拌器的放大准则。

3. 影响过滤速率的因素有哪些？

4. 因某种原因使进入降尘室的含尘气体温度降低，若气体的质量流量不变，含尘情况不变，则降尘室出口气体的含尘量将上升还是下降？导致此变化的原因是什么？

5. 何谓蒸发器的生产强度？提高蒸发器生产强度的途径有哪些？

6. 为什么有时实际塔板的默弗里效率会大于1？湿板效率和默弗里板效率的实际意义有何不同？

7. 何谓填料塔的载点、泛点？何谓填料层的等板高度？

8. 何谓超临界萃取？超临界萃取的基本流程有哪些？

9. 何谓固定床吸附器的透过曲线？什么是透过点和饱和点？

10. 何谓平衡含水量、自由含水量？

二、流体输送计算（30分）

如图所示输水管路中装有离心泵，水由下向上输送，吸入管ABC直径为80mm，管长6m，阻力系数λ1=0.02，压出管直径为60mm，管长13m，阻力系数λ2=0.03，在压出管路E处安装有阀门，其局部阻力系数ζE=6.4，管路两端水面高度差为10m，泵的进口高于水面2m，管内流量为0.012m3/s。ζA=0.5，ζB=ζF=0.75，ζG=1。试求：

1. 每千克流体需要从离心泵获得多少机械能？

2. 泵进、出口断面的压强各位多少？

3. 若高位槽内水沿同样管路向下流出，管内流量认维持0.012m3/s，计算说明是否需要安装离心泵？

三、传热计算（30分）

有一逆流操作的热交换器，热流体是空气，其对流给热系数为100 W/m2·K，冷却水走管内，其对流给热系数为2000 W/m2·K。已知冷热流体的进、出口温度为t1=20℃，t2=90℃，T1=100℃，T2=70℃。忽略垢层和管壁热阻。当空气流量增加

一倍时，试计算：

1. 水和空气的出口温度t’2、T’2;

2. 和原热流量相比，新工况下热流量变化了多少？

四、吸收计算（30分）

当采用理论板概念计算低含量气体逆流吸收过程时，若液气比为L/G，物系相平衡服从y=mx，则所需理论板数N T与传质单元数N OG的关系为

N T=1?

mG

L

ln

L

mG

N OG

试推导证明上式。

五、精馏计算（30分）

一连续操作的常压精馏塔，用于分离A（轻组分）-B（重组分）混合物。已知原料液中含A组分X F=0.45（摩尔分率，下同），进料温度为40℃，该组成下的泡点为95℃，平均比热Cp=164 KJ/(kmol·K)，气化潜热36080 KJ/kmol。要求达到塔顶产品X D=0.980，塔底釜出液X W=0.010。该物系的相对挥发度为3，塔顶全凝器泡点回流，实际操作回流比为1.3。试计算：

1. A组分的回收率；

2. 最小回流比；

3. 提馏段操作线数值方程；

4. 若塔顶第一块板下降的液相浓度为0.960，求该塔板以气相组成表示的默弗里板效率E mv。