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2014年北京科技大学化工原理概论考研真题.doc

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2014 年北京科技大学化工原理概论考研真题 北 京 科 技 大 学 2014 年硕士学位研究生入学考试试题 ============================================================================== 试题编号: 819 试题名称: 化工原理概论 适用专业: 化学工程与技术、化学工程(专业学位) 说明: 所有答案必须写在答题纸上,做在试题或草稿纸上无效。 ============================================================================== 一 填空题(每空 2 分,15 空,共 30 分) 1. 并联管路各支管 2. 请写出两种变压头流量计: 3. 离心泵流量的大小取决于泵的 4. 5. 热传导特点: 6. 流体的粘度 7. 在一单壳单管程无折流挡板的列管式换热器中,用冷却水将热流体由 100℃冷却至 40℃, 颗粒进入离心场的切线速度,离心分离效果更好。 ,对流传热系数愈低。 旋转半径, 相等。 。 。 。 和 、 和 冷却水进口温度 15℃,出口温度 30℃,在这种温度条件下,逆流的平均温度差为 ℃和并流的平均温度差为 ℃。就提高传热推动力而言,逆流 并流及其他形式流动。 8. 采用折流和其他复杂流动的目的是为了提高传热系数,其代价是平均温度差相应 。 9. 在逆流吸收塔中,用清水吸收混合气中的溶质。已知液气比 L/V 为 2.9,平衡关系可表示 为 Y=1.8X (X、Y 为摩尔比),吸收率为 90%,则液气比与最小液气比之比值为 。 二 判断题,正确的在题末括号内填“”、错误的在题末括号内填“”。(每空 2 分,10 空,共 20 分) 1. 从物料中脱除水分的过程称为去湿。 2. 静 止 流 体 中 颗 粒 的 沉 降 过 程 可 分 为 两 个 阶 段 , 起 初 为 加 速 段 而 后 为 等 速 段 。 ( ) ( ) 3. 换热器的平均传热系数 K 必须和所选择的传热面积相对应,选择的传热面积不同,总传热 系数的数值不同。工程上大多以平均表面积为计算基准 ( ) 4. 采用折流和其他复杂流动的目的是为了提高传热系数,其代价是平均温度差相应增大。 5. 气体吸收可以亨利定律表示为 *p Ex , * p ( )  , *y mx 。难溶气体,溶解度小,E c H 大,H 小,m 大。 ( 6. 一般情况下,气相中的分子扩散系数 D 的范围:10-5~10-4m2/min 7. 精馏塔塔釜加热,与间接蒸汽加热相比,直接蒸汽加热需要的理论板数略有增多。 ) ) (
( ) 8. 相对湿度代表湿空气的不饱和程度,其数值越低,表明该空气偏离饱和程度越远,干燥能 力越大。 ( ) 9. 闪蒸也叫简单蒸馏,是使混合液体部分汽化,并使气液两相处于平衡状态,然后将气液两 相分开。 ( ) 10. 在相同的原料液浓度及相同釜液的条件下,简单蒸馏所得到的馏出液浓度高于平衡蒸馏, 而平衡蒸馏的优点是连续操作,但其分离效果不如间歇操作的简单蒸馏。 ( ) 三 计算题。(每题 20 分,1 题,共 20 分) 用一连续精馏装置在常压下,分离含苯 41%(质量%,下同)的苯-甲苯溶液。要求塔顶产品 中含苯不低于 97.5%,塔底产品中含甲苯不低于 98.2%,每小时处理的原料量为 8570kg。操 作回流比为 3,试计算: (1)塔顶及塔底的产品量; (2)精馏段上升蒸汽量及回流液量。 四 实验题。(每题 20 分,2 题,共 40 分) 1. 如图,为测定离心泵特性曲线的实验装置,实验中测出如下一组数据:泵出口处压强表 读数 P2 =0. 126Mpa;泵进口处真空表读数 P1=0.031MPa;泵的流量 qv=10L/s; 泵的轴 功率为 2976W。吸入管直径 d1=80mm;压出管直径 d2=60mm;两测点间的垂直距离(Z2 – Z1) =80mm;实验介质为 20ºC 的水。试计算在此流量下泵的压头 He 和泵效率η。 2. 有一直立的玻璃管,底端封死,内充四氯化碳。在 101.3kPa,48℃条件下,测定四氯 化碳 在空气 中的扩 散系 数,记 录的时 间 t 与距 离 z 的关 系见下 表,求 扩散 系数 。
(101.3kPa,48℃下四氯化碳密度:1.54g/ml,饱和蒸汽压为 37.6kPa)可以使用下方 提供的坐标纸进行图解。 时间 t/ks 0 9.34 24.9 距离 z/mm 10 (z0) 20 30 时间 t/ks 距离 z/mm 46.7 74.8 109.0 40 50 60 五 推导题(每题 20 分,1 题,共 20 分) A、B 双组分气体混合物与液体溶剂接触,组分 A 溶解于液相,组分 B 不溶于液相。请推导: 组分 A 通过静止组分 B 向液相传递的气相分子扩散传质速率方程 N A  Dp RTz ln p p B2 B1 。
六 发散题。(每题 20 分,1 题,共 20 分) 我国北方的冬季漫长而寒冷,家庭防寒工作就显得十分重要。冬季家里保温最好的办法之一 就是装双层窗户,最早的双层窗户如图,就是在原有的窗户外侧再加一层窗户。 1. 请用化工原理的传热理论讨论这种方法的合理性。 2. 结合着新材料、新技术的发展,请提出更合理的防寒窗户的设计方案,特别要指出采用 技术的理论依据。 (可以用画图、计算、公式推导来证明)
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