2007年中科院山西煤炭化学研究所化工原理考研真题.doc

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2007 年中科院山西煤炭化学研究所化工原理考研真题一．单选题（每题 2.5 分，共 25 分） 1．某流体在内径为 D的水平管中平稳流动，当该流体以相同的体积流量通过等长的内径为 0.5D的水平管时，如果流动为完全湍流（阻力平方区），则压降是原来的（）。 A.4 倍；B.8 倍；C.16 倍；D.32 倍。 2．在空气－蒸汽间壁换热过程中可采用（）方法来提高传热速率。 A.提高蒸汽速度； B.采用过热蒸汽； C.降低空气流速； D.提高空气流速。 3．有关多效蒸发器的三种加料类型：并流加料、逆流加料、平流加料，说法错误的是：（）。 A.并流加料和平流加料都采用并流换热方式； B.在同等进料条件下，逆流加料的蒸发效率高于并流加料； C.平流加料更适合于易结晶的物料； D.三种加料方式的采用都提高了物料蒸发量，但以牺牲蒸汽的经济性为代价。 4．结晶分离的过程通常采用降温或者浓缩的方法，其目的是提高溶液的（），从而推动晶体的析出。 A.过饱和度；B.浓度差；C.粘度差；D.Gibbs 自由能。 5．双组分溶液萃取分离体系实际上是两个部分互溶的液相，其组分数为 3，根据相律，系统的自由度为 3，当两相处于平衡时，组成只占用 1 个自由度，因此操作中（）。 A.只能调整压力； B.只能调整温度 C.压力和温度都可以调整； D.无法确定调整压力还是温度。 6．假设一液滴与一固体球的体积和密度都相同，并且在同一流体中自由沉降，则下列哪种液滴所受到的曳力小于流体对固体球的曳力：（）。 A.刚性小液滴； B.有内部环流的球形液滴； C.曲折运动的椭球形液滴； D.上述 3 种液滴受到的曳力作用都大于固体球。 7．空气的干球温度为 t，湿球温度为 tw，露点为 td，当空气的相对湿度为 95%时，则（）。 8．如果某固定床中的颗粒装填为紧密排列，假设该固定床内部包括下述几种区域（圆柱状颗粒与球形颗粒的当量直径相等），请问流体最难通过的床层区域是：（）。 A.壁面附近； B.直径均一的球形颗粒区； C.乱堆的圆柱状颗粒区； D.直径不等的球形颗粒区。

9．下列板式塔中操作弹性最大的是（）。 A.筛板塔；B.浮阀塔；C.泡罩塔；D.舌形喷射塔。 10．厚度不同的两种材料构成两层平壁，层接触良好，已知壁厚 d1＞d2，导热系数λ1﹤λ 2，在稳定传热过程中，下列关系式正确的是：（）。二．填空题（每空 1 分，共 30 分） 1．如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生（）、（）及（）等不正常现象，使塔无法工作。 2．启动时需要关闭出口阀门的液体输送泵是：（）。为改善往复泵流量不均匀的缺点，常用的两个方法是：（）、（）。 3．用裸露热电偶测量管道内温度为 1000K 的高温气体，由于辐射造成的测量误差为 10％，管壁温度为 400K，当气体加热到 1500K 时，辐射造成的测量误差约为（）。 4．恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括（）和（）阶段，其中两干燥阶段的交点对应的物料含水量称为。 5．对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则塔的 HOG（）NOG（）。 6．对流传质理论的主要三个理论是：（）、（）、（）。 7．蒸发器的热阻主要是由四部分组成：（）、（）、（）和（）。 8．膜分离发生所需要的驱动力是（）或（），请列举三种典型的膜分离过程：（）、（）、（）。 9．表征“三传”的三个类似的定律是：表征动量传递的（）、表征热量传递的（）、表征质量传递的（）。 10．边界层分离会大大增加机械能的损耗，从流体流动的结构上分析，这是因为：。在管路流动中，由于边界层分离导致阻力损失增加的两个典型的例子是：（）、（）。三．简答题（每题 4 分，共 20 分） 1．简述化学吸收的主要优点。 2．化工厂有一搅拌反应釜，反应的选择性一直不理想。经研究发现，是因为反应器内的湍流微观混合效果不好，必须强化混合。要强化微观混合，对搅拌器输出液体量和输出压头的大小有什么要求？如果该反应釜的搅拌功率已不能再提高了，请问如何改变搅拌桨的大小和搅拌操作条件？ 3．在气体吸附分离或者气体膜分离中，经常碰到一个重要的扩散－努森（Knudsen）扩散，请叙述努森扩散对含有不同分子量的气体混合物进行分离的原理。 4．气固流态化可分为散式流态化和聚式流态化两类，已知经典散式流态化的床层膨胀方 n为膨胀指数。聚式流态化不满足上述方程。请问：如果以此方程为判据，如何设计一套实验与数据处理程序，来鉴别某气固流化床为聚式流态化还是散式流态化？ 5．对于 A+B 的可萃取分离体系，采用一般的多级逆流萃取，可以使最终萃取余相中 A 的

含量降至很低，但是仍含有一定量的 B，这时如果引入精馏中采用的回流技术以实现 A 和 B 的高纯分离。请简要叙述回流萃取及其实现高纯分离的原理？四．分析计算题（共 75 分） 1．（10 分）有一板框过滤机，恒压过滤某悬浮液。过滤时间为 2 小时，滤渣完全充满滤框时的滤液量为 20m3。随后用 10％滤液量的洗涤液（物性与滤液相同）洗涤，每次拆装所需时间为 15 分钟。已知该操作过程中的过滤介质当量滤液量 Ve＝2.5m3。请问该过滤机的生产能力是多少（m3/h）？ 2．（12 分）一精馏塔，原料液组成为 0.5（摩尔分率），饱和蒸气进料，原料处理量为 100kmol/h，塔顶、塔底产品量各为 50kmol/h。已知精馏段操作线方程为 y=0.833x+0.15，塔釜用间接蒸汽加热，塔顶全凝器，泡点回流。试求：（1）塔顶、塔底产品组成 xD 和 xw；（2）全凝器中每小时冷凝蒸汽量；（3）蒸馏釜中每小时产生蒸汽量；（4）若全塔平均挥发度α=3.0，塔顶第一块塔板默弗里效率 Emvl=0.6，求离开塔顶第二块塔板的气相组成。（1）加热空气需要的热量 Q为多少？（2）以管子外表面为基准的总传热系数 K为多少？（3）列管换热器至少需要多少根管子？

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