化工考研资料

3.
Hale Waihona Puke 4.5. 6. 7. 8.
试判断产品浓度������������1 、������������2 、������������3 的大小顺序排列为。 9. 以某常压连续精馏塔分离两组分理想溶液，该物系的相对挥发度 a 为 2.5，已知精馏段
操作线方程为y = 0.75������ + 0.20。若塔顶第一板的下降液相组成为 0.7（摩尔分率） ，则 该板的气相默夫里效率������������������������ ＝。 10. 当空气的相对湿度φ =60%时，则其中三个温度 t（干球温度） 、������������ （湿球温度） 、������������ （露 点）之间的大小顺序为。 三、回答下列问题（共 10 分，每小题 5 分） 说明：请将你的答案和题号相对应，填写在答题纸上。 1.某石化厂需将水池中的清水输送到高位槽中，要求输送流量 V=60.0������3 /h，补充能量 为 H = 30m ， 仓 库 中 只 有 两 台 型 号 一 样 的 离 心 泵 可 供 使 用 ， 已 知 单 泵 的 特 性 方 程 为 H=30-12������ 2 ,H 的单位为 m， V 的单位为������3 /min， 问采用什么样的操作方法才能完成输送任务？ 并简要说明理由。
七、吸收过程计算（共 25 分） 注意：必须写出计算步骤、公式或说明及运算过程，只写出最后答案不得分。
某化工厂拟设计一个常压填料吸收塔，用清水处理 3000m3/h、含 NH35%（体积）的空 气，采用逆流操作。要求 NH3 的回收率达到 99%，取塔底空塔气速为 1.1m/s，实际清水用 量为最小清水用量的 1.5 倍。已知塔内操作温度为 25℃，平衡关系 y=1.3x，气相体积总传质 系数 Kya 为 270kmol/(m3h)，试计算： 1） 清水的耗用量 L； 2） 出塔液相组成 x； 3） 填料层的高度 H； 4） 若入塔水中已含氮 0.10%（摩尔分率） ，所需填料层高度可随意增加，能否达到 99% 的回收率？（说明理由） 。
五、热过程计算（共 25 分） 注意：必须写出计算步骤、公式或说明运算过程，只写出最后答案不得分。
在某单位单程逆流换热器中用水冷却空气， 两流体的进口温度分别为 20℃和 110℃。 在换热 器使用初期。冷却水及出口温度_分别为 45℃和 40℃，使用一年后，由于污垢热阻的影响， 在冷热流体的流量和进口温度不变的情况，冷却水出口温度降至 38℃，试计算： 1） 空气出口温度为多少？ 2） 总传热系数是原来的多少倍？ 3） 若使冷却水流量加大一倍，空气流量及两流体的进口温度不变，则冷热流体的出口 温度各为多少？（a？>>a 空气） 4) 冷却水的流量加大后，传热器的传速率有何变化？变为多少？
2、在吸收工序，用纯溶剂逆流吸收来自上游工序的原料气，由于上游工序的原因，使
原料气中的溶质浓度 y1 上升，若维持吸收塔的其它操作条件不变，问吸收塔出塔气体中的 溶质浓度 y2 及吸收率η 将如何变化？并简要说明理由。
四、流体输送管路计算（共 25 分）
说明：必须写出计算步骤、公式或说明及计算过程，只写出最后答案不给分。 如图所示，用离心泵将水以 54m3/h 的流量由水池打到敞开的高位槽，两液面保持不变，液 面高差为 20m，吸入管路尺寸为 Φ86×3mm 的无缝钢管，管长为 20m；排出管路为尺寸为 Φ108×4mm 的无缝钢管，管长为 100m。各段管长均包括所有局部阻力的当量长度，管路摩 擦系数为 0.025，水的密度为 1000kg/m3,泵的效率为 75％。试计算： 1） 每千克流体需要从该离心泵获取多少机械能？ 2） 在该工作状态下，离心泵的轴功率为多少 kW？ 3） 若将泵的转速提高 10％，则泵的流量 Q、压头 H 以及功率轴 N 将如何变化？ 4） 若离心运行一年后发现存在气缚现象，试分析其原因。
度������1 = 120℃，������2 = 80℃，第三层外边面的温度������14 = 20℃，第一层的热阻为 R1， 第三层的热阻为 R3=R1，则第二层的热阻为 A. 0.25R1 B. 0.5R1 C. R1 D. 2R1 8． 对低于或高于环境温度下操作的化工设备和管理保温。对此，甲认为：无论保温层 厚薄，只要加保温层，设备和管道与境的热交换必定减少，保温效果总是好的。乙 认为：保温层加厚，热量（或冷量）就不易从设备和管道散失，经济上总是划得来 的。其中正确的是 A. 甲对 B. 乙对 C. 甲乙都对 D. 甲乙均不对 9． 关于亨利定律（P = Ex）和拉乌尔定律的下述讨论中错误的是 A. 亨利定律和拉乌尔定律都是关于理想溶液的气液平衡定律 B. 温度越低，亨利常数 E 值越小 C. 亨利常数 E 越大，物质的溶解度越小 D. 亨利定律和拉乌尔定律都适用于稀溶液的气液平衡定律 10． 某石化厂在常压逆流操作的填料塔中， 用纯溶液吸收混合气体中的溶质。 已知， 近吸收塔的气相组成 Y1 为 0.02(摩尔比)，操作液气比 L/G=0.9，气液平衡关系为 Y=1.0X.则溶质组分的回收率为 A. 60% B. 90% C. 99% 无法计算 11． 某连续操作精馏塔，在保持进料流量，组成和热状态以及塔釜加热蒸气量、塔 顶冷凝器冷却水量不变时，若增大回流比，将会引起下列哪些参数发生变化 ①塔顶产品浓度������������ 将提高②������������ 将降低③塔顶产品产量 D 将提高④塔底产品产量 W 将提高⑤D 将下降⑥W 将下降 A. ①④⑤正确 B. ①③⑤正确 C. ②③⑥正确 D. ②④⑥正确 12． 利用常规精馏塔分离某两组分物系， 该双组分的相对挥发度为α = 3， 对第 n、 n-1 两层理论板，在全回流条件下，已知������������ =0.4，则������������−1 = A. 0.794 B. 0.90 C. 0.857 D. 0.667 13． 在单级萃取中，用溶剂 S 萃取 A、B 混合溶液中的溶质 A，测得平衡的萃取相 与萃余相中组分 A 的质量分数分别为������������ =0.39，������������ =0.12，组分 B 、S 可视为完全互 不相溶，则萃取剂的选择性系数β= A. 4.69 D.
B. C. D.
3.25 0.69
无穷大 14． 某湿物料由含水率 25%干燥剂 15%所逐走的水分 W1 与继续从 15%干燥至 5% 逐走的水分 W2 之比 W1/W2 为(湿物料含水率均为湿基)。 A. 1.33 B. 1.27 C. 1.71 D. 2.00 15． 在恒定干燥试验中， 若其他实验条件不变， 仅仅降低干燥介质 （空气） 的湿度， 下列推论中合理的是 A. 干燥过程中的临界湿含量将提高，恒速干燥时间延长 B. 干燥过程中的临界湿含量将提高，恒速干燥时间缩短 C. 干燥过程中的临界湿含量将降低，恒速干燥时间延长 D. 干燥过程中的临界湿含量将降低，恒速干燥时间缩短 二、 填空题 1. 格尔木市平均气压为 58.5×105 ������������ ， 成都市则为 95.5×105 ������������ 。 在成都市操作的设备内的 5 真空表格读数为 60× 10 ������������ ，若想维持相同的绝对压强，该设备在成都市操作时真空表 格的读数应为������������ 。 2. 用某离心泵输水时，测得其扬程为 H[m������2 ������],今用来输汽油(汽油密度为 700kg/������3 ，粘 度为 0.8cP),如果流量一样，泵的转速相同。试比较：此时泵的扬程H′ 与 H之间的大小 关系为。 有一板框过滤机，总过滤面积为 10������2 ，在 1.3×105 ������������ （表压）下进行过滤，2 小时后 得滤液 30������3 。为了缩短过滤时间，增加板框数目，使总过滤面积增加到 15������2 ，滤液 量仍为 30������3 ，问此时过滤时间为小时（滤布介质阻力忽略不计） 。 某炼油厂有一单壳程无相变换热机。管程（水）与壳程（油）的质量流量一定（流动均 处于高度 流区） ，加热管尺寸不变，若将总管数变为原来的 3/4 倍，则管程给热系数 a1 为原来的倍。 从传热角度来看，工业锅炉与工业冷凝器的设计只要是依据现象来考虑的（核状沸腾、 膜状沸腾、 状冷凝、 状冷凝） 。 有一套平流加料蒸发装置，共三效，各效蒸发器的形式及传热面均相同。现以 W1、W2、 W3 分别表示第一、二、三效在相同时间内蒸发的水分量，他们的大小顺序为 。 在一低浓度液膜控制的逆流吸收塔中，若其他操作条件不变，而液量与气量同时增加。 则溶质回收率将(增加、减少、不变、不确定)。 有三个精馏塔，塔顶冷凝部分如下图所示，塔顶上一板的上升气相均为 VKmol，其组成 ������1 均为 0.9，回流比均为 2，混合物的相对挥发度均为 2.5。
一、 选择题。 1． 根据牛顿粘性定律，粘度的定义可用数学公式表达如下： ������ ������ μ= = ������������������/������������ ������������/������������ 下列关于该等式的四种叙述中正确的是 A. 倘若流体不受力，其粘度为零。 B. 对于牛顿型流体，运动流体所受的剪应力与其速度梯度成正比。 C. 牛顿型流体的粘度与流体内部的速度梯度成反比。 D. 流体运动所受的剪应力与其速度梯度之比即是粘度。 2． 某工厂采用如图所示的输水管路将水库中的水打入高位水塔中，高位水塔的液面维 持不变，水库水面与水塔水面的垂直距离为 13m，管内流动已进入阻力平方区。在 汛期水库的液面上升了 2m，将其管路特性保持不变，泵仍能正常工作，此时管路 的输水量 q 将 A. 增大 B. 不变 C. 减小 D. 无法确定 3． 某居民楼的某单元有 12 个用户共用一根供水管，为使个用户的水量不受其他用户 的影响，应将管路设计为 A. 总管线阻力为主，支管线阻力可忽略 B. 总管线管径与支管线管径一样 C. 总管线阻力与支管线阻力相当 D. 总管线阻力可忽略，支管线阻力为主 4． 某工厂采用离心泵输送清水，已知泵特性曲线方程为������ = 50 − 1.1 × 106 ������ 2 ,管路特 性曲线方程为������ = 20 − 1.347 × 105 ������ 2 ，则两泵串联时，其流量为������3 /������。 A. 0.0059 B. 0.0039 C. 0.0086 D. 0.0073 5． 某降尘室如下图所示，能够将流量������������3 /������的含尘气流中直径为dμm的粒子全部沉降 下来。若要将 2������������3 /������的相同含尘气流进行相同效果的除尘，在保持其他尺寸不变 的情况下，单方面地按如下方式来改造设备最合理。 A. 将 H 增加 1 倍 B. 将 H 增加 2 倍 C. 将 L 增加 1 倍 D. 将 L 增加 1/2 倍 6． 利用水在逆流操作的套管换热器中冷却某物料。要求热流体的进、出口温度 T1、T2 和质量流量������������ 1 不变。今因冷却水的进口温度 t1 升高，为保证完成生产任务，若提 高冷却水的质量流量������������ 2 ，则换热过程中的传热平均推动力∆t ������ 将 A. 增大 B. 不变 C. 减小 D. 无法确定 7． 如图所示通过三层平壁的定态热传导，各相邻壁面接触紧密，已知第一层两侧的温