【华南理工大学2012年考研专业课真题】化工原理2012
【华南理工大学2012年考研专业课真题】工程热力学2012
826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：工程热力学适用专业：工程热物理；动力机械及工程；动力工程(专硕) 本卷满分：150分 共 3 页一、判断正误，并简单地给出理由 （每题5分，共计40分）1、 热力系统处于平衡状态时，和外界无任何作用发生，此时系统的状态是稳定均匀的。
2、 理想气体发生的任意可逆热力过程都能够用方程“”来描述。
常数=n pV 3、 如果从同一初始状态到同一终态有可逆和不可逆两个过程，则可逆过程的熵变小于不可逆过程的熵变。
4、 根据对应态原理，两个对比态参数对应相等的物质就是热力学相似物质。
5、 水在定压汽化过程中温度保持不变，则此过程中的吸热量等于其对外所做的膨胀功。
6、 进口状态已知的理想气体，如果在缩放喷管中能实现等熵流动，且其在喷管的出口状态没有限制，则理论上其出口流速可以达到无穷大。
7、 可逆的压缩空气制冷循环采用理想回热后，制冷系数不会改变，但使增压比降低，进而能实现增加总制冷量的目的。
8、 湿空气的相对湿度就是湿空气中水蒸气的分压力，与同一温度、同样总压力下的饱和湿空气中水蒸气分压力的比值。
二、简答题（每题6分，共计30分）1、 一个漏风的房间，若其室内空气压力不变而温度上升，请问房间内空气的总焓将如何变化？为什么？（空气按理想气体定值比热考虑）。
2、 热力学第一定律和第二定律对能量转换过程的看法有什么不同？3、 压气机采用分级压缩中间冷却的作用是什么？这样做会有什么负面影响？4、 从汽轮机排出的乏汽可以通过绝热压缩全部变成液态水吗？为什么？5、 什么是临界压力比？在设计喷管时，如何根据此参数值对喷管进行选型？三、 绘图说明题（每题10分，共计20分）1、 燃气轮机理想加热循环（Brayton 循环）的膨胀过程如果是不可逆绝热的，请利用T-s 图定性分析绝热膨胀过程中的不可逆性对此循环的经济性影响。
化工原理习题解答(华南理工大学化工原理教研组
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℃所以沸点升高值为Δ=fΔa=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=1.286×106W溶液温度计t=81+9=90℃蒸汽温度T=120 ℃∵1/K=1/h1+1/h2=1/8000+1/3500∴K=2435W/m2K∴S=Q/[K(T-t)]=1.286×106/[2435×(120-90)]=17.6 m25-4、某效蒸发器每小时将1000kg的25%（质量百分数，下同）NaOH水溶液浓缩到50%。
【华南理工大学2012年考研专业课真题】自控基础综合(含自动控制原理、现代控制理论)2012
833
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：自控基础综合(含自动控制原理、现代控制理论)
适用专业：系统分析与集成；控制理论与控制工程；检测技术与自动化装置；系统工程；模式识别与智能系统；交通信息工程及控制；控制工程(专硕)
本卷满分：150分共 4 页一、（24分）在题一图所示的飞球调速器中，设连杆上下位移变化量与蒸气机转速变化量成正比，试回答下述问题：
(1)画出系统功能方块图，结合方块图说明系统的工作原理（要求指出至
少一处可能存在的干扰，系统如何克服干扰的影响，各器件的大致功能）；
(2)判断该系统输出转速的静态误差是否为0，并说明原因。
试在方块图
中适当位置增加一环节，使得系统稳态误差为0（仅要求写出该环节的传递函数，不需要给出具体实现方案）；
(3)调整杠杆支点两端的杆长，能否减小输出转速的静态误差？若可以，
试简单说明调整的方法，并指出该方法对系统动态性能的影响。
题一图
二、（10分）如题二图(a)所示是一个弹簧-质量-阻尼器组成的机械振动系统，其中，阻尼器产生的阻力与速度成正比。
当有2牛顿的力P（阶跃输入）作用于系统时，系统中的质量m作如题二图(b)所示的振动。
试根据这个响应曲线确定m，f和k。
(计算的最终结果保留1位小数)
(a) (b) 分）设负反馈控制系统中
题六图
确定使系统稳定的K值范围；
当输入r(t)=1(t)时，分别求出当系统过渡过程单调衰减、衰减振荡和发。
陈敏恒《化工原理》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(气体吸收 名校考研真题详解)
8.3 名校考研真题详解一、选择题1．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，在该操作温度下气、液平衡关系。
这时气体界面上气相浓度应等于（ ）。
[华南理工大学2012研]A ．0.002B ．0.0015C ．0.0057D ．0.009【答案】C【解析】()()A y i x i N k y y k x x =-=-。
在相界面处气液达到平衡，则0.4i i y x =，所以()(2.5)y i x i k y y k y x -=-， 2.5 3.50.020.0057i i i i y y y x y y x y -=-⇒=+=⇒=。
2．亨利定律适用于溶液中可溶解组分的（ ）范围，拉乌尔定律适用于理想溶液中每一种组分的（ ）范围。
[华南理工大学2011研]A ．高浓度B ．中等浓度C ．低浓度D ．全浓度【答案】C；C【解析】亨利定律和拉乌尔定律都是针对稀溶液即低浓度溶液而言的。
3．某吸收任务的操作液气比、吸收剂进口温度、气体进出口浓度、吸收剂入塔浓度、操作压力均已确定，假定吸收为低浓度混合气体吸收，若设计时选用性能更优良的填料，则（）。
[浙江大学2011研]A．所需传质单元数不变，填料层高度降低B．所需传质单元数不变，填料层高度不变C．所需传质单元数减少，填料层高度降低D．所需传质单元数减少，填料层高度不变【答案】A【解析】传质单元数只与物质的相平衡及进出口浓度条件有关，这些条件固定，则传质单元数不变，选用性能优良的填料，传质单元高度减小，又传质单元数不变，则填料层高度减小。
二、填空题1．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______。
[华南理工大学2012研]【答案】增加【解析】S＝mV/L，当L减小，则S增大，N OG增大。
参数S反映吸收推动力的大小，S增大，吸收推动力变小，N OG必然增大。
【华南理工大学2012年考研专业课真题】无机化学2012
866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：无机化学适用专业：无机化学；物理化学9. 在BF 3分子中，B 采取 杂化，其几何构型为 ；在离子中，B 采取 4BF −杂化，其几何构型为 。
10. 在氢原子的激发态中，4s 和3d 状态的能量高低为E 4s E 3d ；在Ca 原子中，能量高低为E 4s E 3d ；在Cr 原子中，能量高低为E 4s E 3d 。
三、完成并配平下列化学反应方程式（每题2 分，共12 分。
过程不写） （1）Na 2S 2O 3 + I 2 ⎯→⎯（2）HgCl 2 + SnCl 2 （过量） ⎯→⎯ （3）PbO 2 + HCl ⎯→⎯ （4）BCl 3 + H 2O ⎯→⎯ （5） + 4MnO −23SO −+ H +⎯→⎯（6）NaCrO 2 + H 2O 2 + NaOH ⎯→⎯四、问答题1. （6 分）已知：E \ (Hg 2+/Hg ) = 0.92 V ，E +22\ (Hg /Hg) = 0.80 V ，E +22\ (Ag +/Ag) = 0.79 V 。
(1) 写出Hg 的歧化反应，以及由该反应组成的原电池的符号； +22 (2) 写出Hg 2+ 与Ag 作用的反应方程式。
2. （8 分）试用四种试剂，把含有BaCO 3、AgCl 、SnS 和CuS 四种固体混合物一一溶解分离，每一种试剂只可溶解一种固体物质，并指明溶解次序。
3. （4分）AlF 3的沸点高达1563K ，AlCl 3在456K 就开始升化。
试加以解释。
4. （6 分）实验测得[Co(NH 3)6]Cl 3具有反磁性，试用价键理论推断该配合物中心离子的杂化类型、空间构型和配合物类型（内轨型或外轨型）；并用晶体场理论说明其中心离子d 电子的排布方式。
华南理工大学化学工程考研十年真题-吸收大题
(2012)（15分）在一填料塔中用清水逆流吸收混合气体中的丙酮。
原工况下，进塔气体中含丙酮1.5％（摩尔分数，下同），操作液气比为最小液气比的1.5倍，丙酮回收率为99％，现将气体入塔浓度降为1.0％，进塔气量提高20％，吸收剂用量、温度等操作条件均不变。
已知操作条件下平衡关系满足亨利定律，气相总与气体体积流量V的0.8次方成正比。
体积传质系数Kya试求：（1）新工况下丙酮回收率；（2）若仍然将回收率维持在99％，则新工况下所需填料层高度为原工况的多少倍？(2011)（15 分）用纯水在5 块理论板的板式吸收塔内吸收原料气中摩尔含量为2%的氨，若吸收因子A=0.9，求吸收率η?，若用已测得传质单元高度HOG 为0.4m 的填料塔完成上述吸收过程，填料层高度应为多少米？操作液气比是最小液气比的几倍？（2010）5.（20分）用填料塔从一混合气体中逆流吸收所含苯。
入塔混合气体中含苯5%（体积百分数），其余为惰性气体。
回收率为95%，吸收塔操作压强为 780mmHg，温度25℃，入塔混合气流量为 1000m3/h。
吸收剂为不含苯的煤油。
煤油的耗用量为最小用量的 1.5 倍，已知操作条件下的平衡关系为Y*=0.14 X（Y、X均为摩尔比），气相总体积传质系数Kya=125kmol/（m3⋅h），煤油的平均分子量为 170kg/kmol，塔内径为 0.6m，试求：（１）煤油的出口浓度（摩尔比）；（２）所需的填料层高度；（３）欲提高回收率可采用那些措施？（举四条）并说明理由。
（2009）六. （16 分）在填料塔中用纯水逆流于 15℃下吸收混合气体中的可溶组分，吸收过程为气膜控制。
原设计溶质的回收率为 99%。
操作液气比为 1.71。
已知相平衡关系 Y*=5.0X，气相总传质单元高度为 0.8m。
试求：（1）吸收温度升为30℃时，溶质的吸收率降低到多少？（30℃时，相平衡关系Y*=2.1X）（2）通过增加喷淋量的方法以维持原吸收率，液气比应为原来的多少倍才能满足要求（设温度、喷淋量的改变对总传质系数的影响可忽略）。
华南理工大学化工原理考研真题
随着水体富营养化问题的日益突出, 如何去除水中氮素污染已经成为当今水污染防治 领域的一个热点问题。生物脱氮被认为是去除水体中氮素污染的最有效的方法之一。传统生 物脱氮一般分为硝化和反硝化2个过程，其中反硝化作用被认为是一个严格的厌氧过程[1]， 因为反硝化菌作为兼性厌氧菌优先使用DO呼吸，阻止了使用硝酸盐和亚硝酸盐作为最终电 子受体。然而，随着好氧反硝化菌陆续从不同环境中筛选出来, 这为好氧生物脱氮提供了一 条全新的思路, 它是对传统生物脱氮理论有力的补充； 同时，好氧反硝化菌适应性较强、
中国科技论文在线
富营养化池塘中好氧反硝化菌的分布及脱 氮研究#
林娜1,2，郭楚玲1,2，党志1,2，柯林1,2**
（1. 华南理工大学环境科学与工程学院，广州 510006； 2. 华南理工大学教育部工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室，广州 510006） 摘要：从富营养化池塘水体和底泥中分别筛选到 6 和 8 株好氧反硝化菌，根据菌株的形态、 常规生理和生化特性以及 16SrDNA 基因系列结果分析表明，水体中的好氧反硝化菌以假单 胞菌属为主（包括 Pseudomonas 和 Ochrobactrum 属），底泥中好氧反硝化菌以 Achromobacter、 嗜麦芽寡养单胞菌 Stenotrophomonas 和 Ochrobactrum 菌属为主。选取底泥中脱氮效率较高 的 1 菌株 Ochrobactrum sp. tbtd 进行脱氮性能的研究， 发现该菌株在以丁二酸钠作为碳源、 pH 为 7 和温度为 30 ℃条件下的脱氮效率最高，达到 80%。 关键词： 好氧反硝化菌；富营养化；脱氮能力 中图分类号：X172
shly
水体 黄绿色，圆形颗粒
34.69
Pseudomonas putida
华南理工大学化学工程考研十年真题-吸收大题
(2012)（15分）在一填料塔中用清水逆流吸收混合气体中的丙酮。
原工况下，进塔气体中含丙酮1.5％（摩尔分数，下同），操作液气比为最小液气比的1.5倍，丙酮回收率为99％，现将气体入塔浓度降为1.0％，进塔气量提高20％，吸收剂用量、温度等操作条件均不变。
已知操作条件下平衡关系满足亨利定律，气相总与气体体积流量V的0.8次方成正比。
体积传质系数Kya试求：（1）新工况下丙酮回收率；（2）若仍然将回收率维持在99％，则新工况下所需填料层高度为原工况的多少倍？(2011)（15 分）用纯水在5 块理论板的板式吸收塔内吸收原料气中摩尔含量为2%的氨，若吸收因子A=0.9，求吸收率η?，若用已测得传质单元高度HOG 为0.4m 的填料塔完成上述吸收过程，填料层高度应为多少米？操作液气比是最小液气比的几倍？（2010）5.（20分）用填料塔从一混合气体中逆流吸收所含苯。
入塔混合气体中含苯5%（体积百分数），其余为惰性气体。
回收率为95%，吸收塔操作压强为 780mmHg，温度25℃，入塔混合气流量为 1000m3/h。
吸收剂为不含苯的煤油。
煤油的耗用量为最小用量的 1.5 倍，已知操作条件下的平衡关系为Y*=0.14 X（Y、X均为摩尔比），气相总体积传质系数Kya=125kmol/（m3⋅h），煤油的平均分子量为 170kg/kmol，塔内径为 0.6m，试求：（１）煤油的出口浓度（摩尔比）；（２）所需的填料层高度；（３）欲提高回收率可采用那些措施？（举四条）并说明理由。
（2009）六. （16 分）在填料塔中用纯水逆流于 15℃下吸收混合气体中的可溶组分，吸收过程为气膜控制。
原设计溶质的回收率为 99%。
操作液气比为 1.71。
已知相平衡关系 Y*=5.0X，气相总传质单元高度为 0.8m。
试求：（1）吸收温度升为30℃时，溶质的吸收率降低到多少？（30℃时，相平衡关系Y*=2.1X）（2）通过增加喷淋量的方法以维持原吸收率，液气比应为原来的多少倍才能满足要求（设温度、喷淋量的改变对总传质系数的影响可忽略）。
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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)
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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
计算题二图第 3 页
五（15分）在一填料塔中用清水逆流吸收混合气体中的丙酮。
原工况下，进塔气体中含丙酮1.5％（摩尔分数，下同），操作液气比为最小液气比的1.5倍，丙酮回收率为99％，现将气体入塔浓度降为1.0％，进塔气量提高20％，吸收剂用量、温度等操作条件均不变。
已知操作条件下平衡关系满足亨利定律，气相总体积传质系数K ya与气体体积流量V的0.8次方成正比。
试求：
（1） 新工况下丙酮回收率；
（2） 若仍然将回收率维持在99％，则新工况下所需填料层高度为原工况的多少倍？
六（20分）用一精馏塔分离某双组分混合液，在塔中部以饱和蒸汽进料，已知进料中易挥发物组成x f=0.5，塔顶产品中易挥发组成x D=0.9，塔釜中易挥发组成x w=0.05（以上均为摩尔分率），该物系平均相对挥发度为3,回流比R=2R min,试计算：
（1）提馏段操作线方程；
（2）进入第一块理论板（从顶往下数）的汽相浓度；
（3）若因故塔釜停止加热，欲维持x D不变应如何操作？此时塔釜排液x w=？
七（15分）采用常压（P＝101.3kPa）绝热干燥装置干燥某种湿物料，已知空气进预热器前的状态为t0=20℃，ϕ0=28%，出干燥器的状态为t2=80℃，H2=0.02kg水/kg绝干气。
湿物料处理量为5000kg/h，含水w1=20%(湿基)；要求干燥产品含水w2=2%(湿基)。
已知20℃时，水的饱和蒸气压为2.3346 kPa。
试求：
（1）离开预热器时空气的湿度和温度；
（2）预热器中补充的热量Q p(以kW计)。
（3）若采用部分废气返回预热器前与新鲜空气混合后预热进入干燥器，仍为绝热干燥过程，排出时状态同前。
试问新鲜空气的用量有何变化，为什么？
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