2010年华南理工大学化工原理851全真模拟试题三_

q x D 、 / F ຫໍສະໝຸດ Baidu 及 R 不变，则 W / F _________， xW ______________ ，提馏段操作线斜率_ D
________,理论板数___________。 18、某二元理想溶液中轻组分组成为 0.4（摩尔分数），经平衡蒸馏后，闪蒸罐顶的 气体量与罐底的液体量的比率为 2 : 3 （摩尔），相对挥发度为 2.5，闪蒸后气相中易 挥发组成为 _________, 液相中易挥发组成为 ___________. 19、 某精馏塔操作时，加料热状态由原来的饱和液体改为过冷液体，且保持进料流率 及组成、回流比和提馏段上升蒸气量不变，此时塔顶流率 D _______，塔顶组成 x D _ _______ ，塔底流率 W ________ ，塔底组成 xW ______。 20、双膜理论的基本假设是： （1） _______________________________ (2) _______________________________ (3) _______________________________
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八、 10 分）下图是离心泵性能测定实验装置，现发现共存在 5 处错误或遗漏，试指 （ 出并加以改正，简要说明原因。
附图
11－弯头；
离心泵性能测定实验装置
6－转速表；7－转速传感器；8－冷却风扇；9－灌水阀；
1－离心泵； 3－泵出口阀；
13－文丘里流量计； 14－计量槽；15－水槽 16－温度计
料 , 结 合 水 含 量 为 ________kg 水 /kg 绝 干 物 料 ， 非 结 合 水 的 含 量 为 ________kg 水/kg 绝干物料
26、湿物料在指定的空气条件下被干燥的极限含水量称为(
)。
A. 结合水
B. 平衡含水量
C. 临界含水量
D. 自由含水量
二、 15 分）用离心泵将贮槽内的溶液送到敞口的高位槽 A 和 B 中。 （ 已知泵下游的三 通处到 A 槽的管子规格为 Ф76mm × 3mm ，管长 20 m ，管件及阀门的当量长度为 5m；从三通处到 B 槽的管子尺寸为 Ф57mm × 3mm,，管长 47m， 管件及阀门的当量 A 长度为难 4.2m。 槽液面比 B 槽液面高 1.5m。 贮槽及两高位槽液面维持恒定。 总管流 3 率为 60m /h。试求两分支管路中的体积流率（ λ 取 0.02）。
(2) u1 / u 2 = ( A． 2 B. 1/2
C. 4
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（3） q v S1 / q v S 2 = （ A．8 B. 16 C.4
）
D. 2
13、关于离心泵的并联、串联，下述说法中错误的是( )。 A 两台相同的泵并联后，并联管路流量增大，相应的流体阻力要增加； B. 两台相应的泵串联后，每台泵均在较大流量、较低压关下工作； C. 当吸液液位变化较大时，可根据所需压头的大小，采用两台或多台泵串联起来 使用； D. 离心泵并联的台数越多，流量增加得越多。 14、关于传热系数 K 下述说法中错误的是（ ） A. 传热过程中总传热系数 K 实际是个平均值； B. 总传热系数 K 随着所取的传热面不同而异； C. 总传热系数 K 可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关； D. 要提高 K 值，应从降低最大热阻着手； 15、揭示了物体辐射能力与吸效率之间关系的定律是（ ）。 A. 斯蒂芬-波尔兹曼定律； B. 折射 C．克希霍夫 D. 普郎克 16、 传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是（ ）。 A. 管避热阻； B. 污垢热阻； C．管内对流传热热阻； D.管外对流传热热阻 17、 精馏塔设计时，若将塔釜由原来的间接蒸气热改为直接蒸气加热，同时保持 x F 、
七、（10 分）某湿物料用热空气进行干燥，空气的初始温度为 20℃，初始
湿含量为 0.006kg 水/kg 干空气，为保证干燥产品质量，空气进入干燥器 的温度不得高于 90℃。若空气的出口温度选定为 60℃，并假定为理想干 燥器，若将干燥器出口气体的 2/3 回流至入口与新鲜空气混合，并使气 体的入口温度为 90℃，试求; 蒸发每千克水分所需要的空气量及供热量 各位多少？热效率为多少？
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三、（20 分）用传热面积 A1 = 1m 2 的蛇管加热器加热容器中的某油品，拟将油温从
t1 = 20 ° C 升至 t 2 = 80° C 。已知加热器的总传热系数 K = 200W /( m 2 ⋅ ° C ) ，油品
2 质量 m = 500kg ，比热容 c p = 2.2kJ /( kg ⋅ ° C ) 。容器外表面散热面积 S 2 = 12m ,
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华南理工大学 2010 年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题三
（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，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 一、（50 分）填空和选择题 1、 流体在阻力平方区流动，若其他条件不变，其压降随着管子的相对粗糙度增加而_ ____，随着流体的密度增大而_____。 2 、 某 精 馏 塔 顶 操 作 压 强 须 维 持 在 5 ． 3kPa ， 若 当 地 气 压 计 的 读 数 100 ． 6kPa (775mmHg) ，塔顶真空表读数应为_____kPa (mmHg)。 3、每千克水经过泵后其机械能增加了结 490J，则该泵的扬程为_______。 4、齿轮泵的流量_____而扬程______。 5、降尘室通常只适合用于分离粒度大于 的粗颗粒，一般作为预除尘使用。 6、 当进气口气速一定时，旋风分离器的直径越大，其分离因数越 ；转速一定 的离心分离机随着转鼓直径的增大其分离因数越 。 7、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液量 ，生 产能力 。 8、在恒压操作一个周期中，已知过滤时间为 t，获得的滤液量为 V ，现仅将过滤压 差增加 2 倍，则过滤时间变为 (设滤饼不可压缩，且介质阻力不计)。 9、 金属的导热系数大都随其纯度的增加而 ，随其温度的升高而 。 10、黑体的表面温度从 300℃升至 600℃，其辐射能力增大到原来的 倍。 11、处理量为 440kg/h 的有机溶液在某换热器中预热。运转一周期后，该溶液在管内 生成积垢，使换热器总热阻增加了 10%。 若维持冷、 热介质出口温度不变，则该溶剂的 处理量变为 。 12、 某并联管路由 1、 两个支路组成，该两支路的流体均作滞流流动。 d1 =2 d 2 ， l1 2 当 =2 l 2 时，则：(1) ∆ p f ,1 / ∆ p f , 2 = ( ) A．1/2 B. 1/4 C. 1 ) D. 1 D. 4
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21、吸收操作时，塔内任一横截面上，溶质在气相中的实际分压总是 _____与其接触 的液相平衡分压，所以吸收操作线总是位于平衡线的______。 反之，如果操作线位于 平衡线______，则应进行脱吸过程。 22、 当气体处理量及初、 终浓度已被确定，若减少吸收剂用量，操作线的斜率将_____ _，其结果是使出塔吸收液的浓度______，而吸收推动力相应_______。 23、在同一房间里不同物体的平衡水汽分压是否相同？ ；它们的含水量是否 相同？ ；湿度是否相等？ 。 24、 在干燥过程中，采用废气再循环的目的是： ，其代价是 。 25 、已知在常压及 25℃ 下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度
2
p = 101.33kPa ，温度 T = 293K ，此时平衡关系可用 y = 1.75 x 表示，体积总传质
系数 K Ga = 1.58 × 10
−4
kmol (m 3 ⋅ s ⋅ kp a ) ，若出塔水溶液的丙酮溶度为平衡浓度
的 70% ，求所需水量和填料层高。该塔逆流操作。 五、 （20 分）在一连续精馏塔中分离二元理想混合液。 原料液为饱和液体，其组成为 0.5，要求塔顶馏出液组成不小于 0.95,釜残液组成不大于 0.05(以上均为轻组分 A 的 摩尔分数)。塔顶蒸汽先进入一分凝器，所得冷凝液全部作为塔顶回流,而未凝的蒸气 进入全凝器，全部冷凝后作为塔顶产品。全塔平均相对挥发度为 2.5,操作回流比
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R = 1.5 Rmin 。当馏出液流量为 100 kmol / h 时，试求：
（1） （2） 塔顶第 1 块理论板上升的蒸汽组成； 提馏段上升的气体量。
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六、 10 分）在 202.7 kPa(2atm) 操作压力下用板框过滤机处理某物料，操作周期为 （
3h ，其中过滤 1.5h ，滤饼不需洗涤。 已知每获1m 3 滤液得滤饼 0.05m 3 ,操作条件下
φ = 100% 时, 平衡含水量
*
X*=0.2kg 水/kg 绝干物料；相对湿度 φ = 40% 时,
平衡含水量 X = 0.007 。现该物料含水量为 0.23kg 水 /kg 绝干物料 ，令其与 25℃, φ = 40% 的空气接触 , 则该物料的自由含水量为 ________kg 水/kg 绝干物
2 空气温度 tα = 20 ℃,空气与器壁的对流传热系数 α = 10W /( m ⋅ ° C ) ，加热蒸汽的
压强为 250kPa 。试求： （1）所需加热时间； （2）油品能否升至 90° C 。 不考虑管壁热阻及油与壁面的对流传热热阻。
四、 20 分）在填料塔内用清水吸收空气中的丙酮蒸气，丙酮初始含量为 3% （体）， （ 若在该塔中将其吸收掉 98% ，混合气入塔流率 V = 0.02kmol /(m ⋅ s ) ，操作压力
过滤常数 Κ = 3.3 × 10 − 5 m 2 / s ，介质阻力可忽略，滤饼不可压缩。试计算： (1)、要求每周期获 0.6m 3 的滤饼，需多大过滤面积？ (2)、选用板框长 × 宽的规格为 1m × 1m ，则框数及框厚分别为多少？ (3)、改进提高了工作效率，使整个辅助操作时间缩短为 1h，则为使上述板框 过滤机的生产能力达到最大时，其操作压力提高至多少？