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2012年山东青岛农业大学化工原理考研真题.doc

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2012年山东青岛农业大学化工原理考研真题
一、填空题:(每空 1 分,共 30 分)
二、单项选择题:(每题 2 分,共 20 分)
2012年山东青岛农业大学化工原理考研真题 一、填空题:(每空 1 分,共 30 分) 1. 某液体在套管环隙内流动,大管规格为φ56×6mm,小管规格为φ20×2.5mm,液体 粘 度为 1mPa.s, 密 度 为 1000kg.m-3 , 流 速 为 2m.s-1 , 则 该 液 体 在 套 管 环 隙内 流动 的Re= ,流型为 。 2. 板式塔内设置一定数量的塔板,气体以 , , 或喷射形式穿 过板上的液层,进行传质与传热。 3. 在填料塔的正常操作下, 为连续相, 为分散相。 4. 孔板流量计的流量系数 CO 的大小,主要与 和 有关,当 超过 某一值后,CO 为常数。 5. 沸腾传热可分为三个区域,它们是 , , ,应维持在区内操 作。 6. 黑体表面温度由 0℃升高到 273℃,则辐射传热为原来的 倍。 7. 特定精馏塔,若 xF 减小,将使 xD ,xW ,欲保持 xD 不变,则应 回流比R。 8. 湿空气经预热后湿度 H 将 ,相对湿度 φ 将 (增大、不变、 减小),干燥过程是 相结合的过程(三传中的哪两种)。 9. 若气体处理量 V 已确定,减少吸收剂用量 L,吸收操作线斜率 ,结 果使 出 塔吸收液浓度 ,吸收推动力 。若塔底流出的吸收液与刚进塔的混合气达到 平衡,此时吸收过程的推动力变为 。 10. 有相变时的对流传数系数比无相变时 ,粘度值大,对流传热系数 。 11. 分子扩散可由 定律来解决,气相中的稳态分子扩散可以分为 向扩散和 扩散。 二、单项选择题:(每题 2 分,共 20 分) 1. 某液体在圆形直管内作层流流动。液体的温度、流量及管长不变,而将管径增大一 倍。求因摩擦阻力而引起的压强降为原来的( )倍 A、8; B、1/8; C、16 D、1/16 2. 在连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液,F=1500kg/h,xF=0.4(摩尔分数,以下同),要 求塔顶苯组成 xD 不低于 0.95,釜液苯组成 xW 不大于 0.05,则塔底产品为( )。
A. 6.6 B. 10.6 C. 10.0 D. 6.76 3. 列管换热器内外侧对流传热系数分别是αi 和αo 且αi >>αo,要提高总传热系 数,关键是( )。 A. 减小αi B. 增大αi C. 减小αo D. 增大αo 4. 要使吸收过程易于进行,采取的措施是( )。 A. 降温减压 B. 升温减压 C. 降温加压 D. 升温加压 0 C,空气进 5. 某一套管换热器用管间饱和蒸汽加热管内空气.设饱和蒸汽温度为 100 口温度为 20度,出口温度为 80度.问此套管换热器内壁温应是( )。 A. 接近空气的平均温度 B.接近饱和蒸汽与空气的平均温度 C. 接近饱和蒸汽的温度 6. 水在内径为 100mm、长度为 50m 的光滑管内流动,在此管路上安装有 5 个标准弯头, 2 个球心阀,1 个转子流量计。水的体积流量为 28.26m3/h。该条件下λ=0.0184,水的密度 ρ=1000 kg/ m3,黏度μ=1.00×10 -3Pa.S,查得各管件的总当量长度 l 如下: e 5 个标准弯头:17.5 m ;2 个球心阀:60.0 m ;1 个转子流量计:30.0 m。则该管 路上的压强降为()Pa。 A. 53200 B. 4600 C. 14500 D. 1600 7. 在连续操作的板式精馏塔中分离苯-甲苯混合液。在全回流条件下测得相邻板上的液 相组成分别为 0.28、0.41 和 0.57。操作条件下苯-甲苯混合液的平衡数据如下: x y 0.2 6 0.4 5 0.3 8 0.6 0 0.51 0.72 则这三层板中最低一层板的气相单板效率为 ( )。 A. 67% B. 100% C. 73% D 50% 8. 根据双膜理论,在气液接触界面处( )。 A. 气相组成大于液相组成 B. 气相组成小于液相组成 C. 气相组成等于液相组成 D. 气相组成与液相组成平衡 9. 下列式子中,正确的吸收速率方程式是( )。
10. 有关回流比恒定的间歇精馏操作中,错误的说法为( )。 A. 操作各瞬间 x D 与 xW 无对应关系 B. 间歇精馏只有精馏段,无提馏段 C. 操作线斜率保持不变 D. 回流比 R 恒定不变,x D 及 xW 不断减 小 三、简答题(每题 5 分,共 10 分) 1. 推导直接蒸汽加热的提馏段操作线方程(用 V0 表示直接加热蒸汽的流量)。 2. 简述惠特曼的双膜理论,并画出示意简图。 四、计算题(共 90 分) 1.(20 分)用离心泵从水池中抽水送 进 B、C 两高位水槽中,流程及有关数据如 右图所示。操作中通过调节阀门 V 的开度, 使流量 Q1=Q2=0.004m3/s。已知管段 HA 的长 度 l=100m(包括当量长度),直径 d=75mm; 管 路 AB 的长度 l1=50m(包括除阀门外的当 量长度),直径 d1=50mm;管段 AC 的长度 l2=50m(包括当量长度),直径 d2=50mm。水 在 各 管 路 中 的 流 动 均 属 于 完 全 阻 力 平 方 区。且摩擦系数皆为 0.025。试求: (1)泵的压头及有效功率; (2)消耗在阀门 V 上的机械能。
2.(20 分)用一传热面积为 2.98m2(以外表面积为准),由φ25×2.5mm 的管子组成 的单程列管式换热器,用初温为 10℃的水将机油由 200℃冷却至 100℃,水走管内,油走管 间。已知水和机油质量流量分别为 1000kg/h 和 1200kg/h,其比热容分别为 4.18kJ/(kg﹒K) 和 2.0 kJ/(kg﹒K),水侧和油侧的对流表面传热系数分别为2000W/(m2﹒K)和 250 W/(m2﹒ K),两侧可视为呈逆流流动,如不计算管壁及污垢热阻: (1) 试计算说明该换热器是否合用。 (2) 夏天,水的初温达到 30℃时,该换热器是否合用(假设 K 不改变),如不合用, 如何解决?(10 分)用压滤机在 1.5atm(表压)下恒压过滤某种悬浮液,1.6h 后得滤液 25m3,介质阻力可忽略不计。 (1)如果压力提高一倍(指表压的数值),滤饼的压缩系数 s 为 0.3,则过滤 1.6h 后可得 多少滤液? (2)设其他情况不变,将操作时间缩短一半,所得滤液为多少? 4.(15 分)在一连续精馏塔中分离苯-氯仿混合液,要求馏出液中轻组分含量为 0.96 (易挥发组分的摩尔分数,下同)。进料量为 75kmol/h,进料组成为 0.45,残液组成为 0.1, 回流比为 3.0,泡点进料。试求: (1) 从冷凝器回流至塔顶的回流液量L 和自塔釜上升的蒸汽摩尔流量V'; (2) 写出精馏段、提馏段操作线方程; (3) 计算操作回流比为最小回流比的倍数(该体系相对挥发度为 2.1)。 5.(10 分)在常压连续提镏塔中分离两组分理想溶液。原料液加热到泡点后从塔顶 加入,原料液组成为 0.20(摩尔分数,下同)。提镏塔由蒸馏釜和一块实际板构成。现测得 塔顶馏出液中易挥发组分的回收率为 80%,且馏出液组成为 0.28,物系的相对挥发度为 2.5。试求釜残液组成和该层塔板的板效率(用气相表示)。蒸馏釜可视为一层理论板。 6.(15 分)用煤油于填料塔中逆流吸收混于空气中的苯蒸汽。入塔混合气含苯 2%(摩 尔分率,以下同),要求苯回收率不低于 99%,操作条件下相平衡关系为Y=0.36X,入塔气体 摩尔流率为 0.012kmol/(m2.s),吸收剂用量为最少用量的 1.5 倍,总传质系数 KYα=0.015 kmol/(m3.s),试求: (1)煤油用量; (2)填料层高度。
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