2001年山东石油大学(华东)化工原理考研真题.doc

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2001 年山东石油大学(华东)化工原理考研真题一、填空或选择题（共 30 分，每空 1.5 分）１．气体在一水平等径管中作等温稳定流动，上游截面为 1，下游截面为 2，则管路中两截面处的质量流量 ms1 ms2，雷诺数 Re1 Re2，密度 ρ１ ρ2。 A. < B. = C. > ２．某型号的离心泵在一定转速下工作时的特性曲线可表示为函数 H= f(Q)，其中 H 为扬程，Q 为流量。若转速不变，则两台相同型号的泵并联工作时的特性曲线可表示为，串联工作时的特性曲线可表示为。３．有一连续操作的转筒真空过滤机，其生产能力以 Q（m3 滤液/h）表示，每转一周所得滤液量以 V （m3）表示，若过滤介质阻力可忽略，则当转筒转速提高时。 A. V 增加，Q 下降 B. V 增加，Q 增加 C. V 下降，Q 下降 D. V 下降，Q 增加４．液—固散式流化床的流化介质及固体颗粒的密度、床层藏量一定，若颗粒直径增大，则起始流化速度，带出速度，床层压降。 A. 增大 B.减小 C.不变５．圆形蒸汽管道外敷两层厚度相同而导热系数不同的保温材料，则将导热系数大的保温材料置于内侧与将导热系数小的保温材料置于内侧相比，保温层的总热阻，蒸汽管道的热损失。 A. 会增大 B.会减小 C. 不改变６．漂流因子可表示为，它反映。单向扩散中漂流因子１，等分子反向扩散漂流因子１。（后两空填<、= 或 >）７．某二元混合物中 A 为易挥发组分。若组成为 xA=0.4 的液相的泡点温度为 t1，组成为 yA=0.4 的汽相的露点温度为 t２，则。 A. t1< t２ B. t1= t２ C. t1 >t２８．在逆流吸收塔中用纯溶剂吸收混合气中的溶质。在操作范围内，平衡关系符合亨利定律。若入塔气体浓度 y1 上升，而其它入塔条件不变，则出塔气体浓度 y2 和吸收率 η 的变化为。 A. y2 上升，η 下降 B. y2 下降，η 上升 C. y2 上升，η 不变 D. y2 上升，η 变化不确定。９．使用纯溶剂 S 对 A、B 混合液进行萃取分离。在操作范围内，S-B 不互溶，平衡关系为 YA=1.2XA(X、 Y 均为质量比)，要求最终萃余相中萃余率 φ=0.05，则采用单级萃取时，每 kg 稀释剂 B 中溶剂Ｓ的消耗量为 kg。１０．有一矩形加热炉长、宽、高为 5×4×3m，将其底面记为 1 面，顶面记为 2 面，其余面记为 3 面。若角系数 φ12=0.3，则 φ31= ，φ33= 。二、分析简答题（共 16 分，每小题 8 分）１．在换热器设计的过程中，欲增大一卧式冷凝器的传热面积，可以采取哪些措施？从有利于传热的角度出发，宜采取什么措施？２．试结合图例说明塔板的负荷性能图由哪几条线组成？绘制此图有何意义？三、计算题（共 54 分）

１．（14 分）如图所示，用离心泵将密度 ρ=900kg/m3 的液体由一液面维持恒定的敞口储罐 G 输送至容器 K 中，容器 K 液面上的压强为 50kPa（表压），各管段的内径 d、摩擦因数 λ 及总管长（l+∑l）（包括直管长度及所有管件、阀件的当量长度）如下表：在如图支路 2 中阀门前后接一个Ｕ型管压差计，其读数 R=50mmHg，此阀门的局部阻力系数 ζ=4.1，试求： ⑴支路 2 及支路 1 中液体的流量； ⑵泵的压头及轴功率（设泵的效率为 65%）。注：计算时可忽略 A、B 处的局部阻力及二支路进、出口处的局部阻力。２．（15 分）有一列管换热器，装有 Φ25×2.5mm 的钢管 300 根，管长为 2m。要求将质量流量 8000kg/h 的常压空气于管程由 20℃加热至 85℃，选用 108℃的饱和水蒸气于壳程作加热介质。若水蒸气的冷凝传热系数为 10000W/(m2 ·K)，管壁及两侧污垢热阻忽略不计，不计热损失。试求： ⑴空气侧的对流传热系数； ⑵换热器的总传热系数（以管外表面为基准）； ⑶通过计算说明该换热器能否满足要求？ ⑷管壁的温度。已知空气在平均温度下的物性数据为：比热 Cp=1kJ/kg·℃，粘度µ=0.0198cP，导热系数λ =0.0285 W/(m·K)，普兰特数 Pr=0.7。３．（15 分）在逆流填料吸收塔中，用清水吸收含 NH3 5%（体积）的空气—氨混合气中的氨。已知混合气流量为 2826Nm3 /h，气体空塔气速为 1m/s（标准状况），平衡关系为 Y=1.2X （摩尔比），以摩尔比为推动力计算的气相体积总传质系数 KYa 为 180kmol/m3•h，吸收剂用量为最小

用量的 1.4 倍，要求吸收率为 98%。试求： ⑴液相的出口浓度 X1（摩尔比）； ⑵气相总传质单元高度 HOG 和气相总传质单元数 NOG； ⑶若吸收剂改为含 NH30.0015（摩尔比）的水溶液，问能否达到吸收率 98%的要求？４．（10 分）在一连续常压精馏塔中分离某混合液，要求 xD=0.94，xW=0.04。已知此塔进料 q 线方程为 y=6x-1.5，采用回流比为最小回流比的 1.2 倍，混合液在本题条件下的相对挥发度为 2。求： ⑴精馏段操作线方程； ⑵若塔底产品量 W=150kmol/h，求进料量 F 和塔顶产品量 D； ⑶提馏段操作线方程。

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