华东理工大学考研化工原理1991-1996六年真题资料.docx

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1、华东理工大学一九九六年研究生（硕士、博士）入学考试试题（试题附在考卷内交回）考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）一、简答与填空：（20分）1 .均匀流段有何特点？流体匀速通过等直径弯管的流动能否视作均匀流段？为什么？2 .转子流量计的特点是什么？孔板流量计的缺点是什么？设计孔板流量计的中心问题是 什么？3 .简述旋桨式和涡轮式搅拌器的特点。4 .简述数学模型法的主要步骤。5 .过滤常数K与哪些因素有关？6 .颗粒的自由沉降速度是否仅是颗粒与流体的特性？7 . 在筛板塔的设计中，塔径D、孔径do、孔间距t 一定，若增大溢流堰长度显则组成负荷性能图 的液相上限线，液沫夹带线，溢流液泛线，漏

2、夜线。（上移、下移、 左移、右移、不变）&在多效蒸发系统的操作中，各效蒸发器的温度和各效浓度分别取决于什么？9 . 液液传质设备内会发生轴向混合，严格说来，轴向混合是改变传质单元数N8,还是改变传质单元高度Hoc?而在塔设备的设计中，又是如何处理轴向混合之影响的？10 .温度为t、湿度为H的湿空气在一定流速下掠过某湿物料以测定干燥速率曲线。（1）若气体状态不变，流速增加，则临界含水量，平衡含水量_。（2）若气速不变，湿度不变，气温降低，则临界含水量 ，平衡含水量。（上 升、下降、不变）二、（2。分）某离心泵输水管路系统如图所示。已知江水在工作温度下的饱和蒸汽压为3.。Pv=17.54mmHg,

3、吸入管的阻力损失Hf吸人压出管路的阻力损失口出0,泵 许汽蚀余量 h= 5.0m。现因落潮，江水液面下降了 的允o.5m。?a|（1） 通过计算指出，此泵在落潮时能否正常工j1- -Ll作？定性判断流量将如何变化？八二二 （2）若该管路有足够的调节余地，现调节管的流I二量与落潮前相等,则出口阀门应开大还是关小？此Pa22.5m2.5m时泵的进口真空表和出口压力表的读数各较落潮前 变化了多少at?压出管的阻力损失变化了多少 mH2O?（计算中忽略两测压点的位差、动能项及流量对 h的影响，设流动已进入阻力平方区。）（能正常工作,0.05at , 0.5mH2O）二（图）三、（20分）用CO?水溶液

4、的解吸来测定新型填料的传质单元高度Hog值，实验塔中填料层高度为2.5m，塔顶入塔水流量为4000Kg水/h , CQ的浓度为8X 10 5 （摩尔分率），塔底 通人 不含CO2的新鲜空气，用量为6 Kg/h,现测得出塔液体浓度为4x10-6 （摩尔分率），相平衡关系为 y=1420x （摩尔分率）试求：（1） 出塔气体（摩尔分率）浓度；（2） 该填料的Hog值；（3）现若将气体用量增加20%,且设Hog不变，则出塔气体和液体浓度各为多少？ -6（0.466m , 1.31 x 10, 0.0704）四、（20分）用精镭塔分离双组分混合液，进料组成为0.45 （易挥发组分摩尔分率），泡点进料，

5、塔顶采出率为0.50 （摩尔流量之比）要求塔顶易挥发组分的回收率达到98%,操作条件下 物系的相对挥发度为2.5，试求：（1）塔顶、塔底产物的浓度；（2）最小回流比；（3）若操作回流比取最小回流比的1.4倍，采出率不变，则塔顶产物理论上可达到的最高浓度是多少？（0.882 , 0.018 , 0.946 , 0.9）五、（此题应届考生必答，20分）有一夹套的反应釜，釜内盛有某种反应液，反应液的初始温 度为20 C,釜内液体由于剧烈搅拌可以认为温度均一。反应液需加热到80C进行反应。（1 ）若夹套内通以120c的饱和水蒸汽加热，已知前10min反应液的温升至60C,则反应液 由初始温度加热到反应

6、温度需要多少时间？（2）若夹套内通以进口温度为120c的热流体加热，已知前10min反应液同样温升至60C,则反应液由初始温度加热到反应温度需要多少时间？（热流体无相变）（答案 17.94mi n 17.94mi n ）六、（此题在职考生必答，20分）一套管换热器，内管为0 25 x 2.5mm的钢管，管外为 T=120C的饱和水蒸汽加热，管内流过气体，入口温度E20C,出口温度t2=60C,现改为019x 2mm的钢管代替0 25x 2.5mm的钢管，并使气体流量为原来的1.5倍，管长、T及b不变，试求：（1）气体出口温度U（设气体在管内， Re 104,Pr 0.7,冷凝侧、管壁热阻及热损

7、失可 略，且不计物性变化影响）；（2）如气体通过原管子的压降为30mmH2O,求现工况的压降（设摩擦系数人相同，换热器进出口阻力损失不计）(64.73 , 284.4mmHO)3.C。若加热蒸汽的压强及气体的人口温度保持不变，气体的出口温度升至62 C,华东理工大学一九九五年研究生（硕士、博士）入学考试试题（试题附在考卷内交回）考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）简答题：（20分）1 .简要比较实验研究方法和数学模型方法之间的异同。2 .何谓蒸发器的生产强度？如何寻求提高生产强度的途径？简述如何通过实验测定过滤常数？4.绘出连续并流干燥器内气、固两相温度的 变化。气流干燥器操作的关键是

8、连续而均匀地加 5.料，请列举三种常用的固体加料器。操作中的精 储塔，若进料组成Xf上升至Xf在同一回流比R 下，播出液组成Xd和釜液组成Xw将如何变 化？欲保持Xw不变，采取何种调节措施？图示为某萃取物系的互溶曲线，分配系数kA=l， 6.原料液组成Xf=40% （质量百分率，下同）， 采用多级错流萃取，每级萃取溶剂比均为0.5， 要求最终萃余相浓度大于5%, 求错流萃取所需的理论级数？二、（20分）有一列管式换热器,壳程通以120 C的饱和蒸汽，可将定量的气体从20 C加热至60试求：（D此时换热器的热流量有何变化（以原工况热流量的相对比值表示）？设气体在管内均已Re1 G , Pr0,7

9、考，计算时可忽略垢层，管壁及蒸汽侧的热阻，不 虑气体物性的变化。？（2）气体通过换热器的压降有何变化（以原工况压降的相对值表示）？设摩擦系数相同,换热器进、出口阻力损失不计。 （0.762,0.526）三、（20分）用具有两块理论板的精储塔提取水溶液中的易挥发组分。饱和水蒸汽以 50kmol/h四、（20分）拟用逆流吸收流程以回收空气混合气中 95%的氨。混合气流率为0.5 kg/m.s , 入塔氨浓度2% （体积）。吸收剂为含氨0.0003 （摩尔分率）的稀氨水。采用液气比为最小液气比 的1.4倍。设操作范围内物系服从亨利定律y=1.2x，填料总传质系数Kya=0.05 kmol/s.m3试

10、求：（1） 所需填料层高度是多少m?2（2） 该塔在实际操作时，另有一股流率为0.2kg/m.s,含氨0.001 （摩尔分率）的稀氨水也要并入该塔作为吸收剂，若要求加入口处无返混，设其他入塔条件不变，试问该股吸收剂应在距塔顶往下几米处加入？ （2.9m , 0.9m）五、（此题应届考生必答，20分）用一离心泵将低位大槽中的料液送至高位小槽，如图。大槽内 径6米，小槽内径3米。管径均为40毫米，管长30米（包括局部阻力的当量长23度）。离心泵特性曲线：He=40-0.1V （He:m, V: m/h ）。开始时,两槽面垂直距离8米,问若要小槽中液位上升2米，需多少时间？（设流动均处于高度湍流区，

11、入=0.03）五（）六、（此题在职考生必答，20分）现欲用一离心泵将低位槽中的水送至12米高处的水塔，流量 要求12m3/h，吸入管路总长20m （包括局部阻力的当量长度），压出管路总长40mm包括局部阻力 的当量长度），管径均为40mm，入=0.025,试求：（1）管路所需压头为多少？（2）若在12m5/ h流量下，泵的压头He=27m允许吸上真空高度Hs =7m问该流量下泵的有效功率Ne为多少？泵的允许安装高度Hg为多少？华东理工大学一九九四年研究生（硕士、博士）入学考试试题（试题附在考卷内交回）考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）、简答题：（20分）1 .实验测定离心泵特性曲线时

12、，需测取记录哪些数据？2 .由于某钟原因使进入降尘室的含尘气体温度升高，若气体的质量流量及含尘情况不变，降尘室出口气体的含尘量将有何变化？导致此变化的原因何在？3 .何谓核状沸腾？何谓膜状沸腾？工业操作应采用何种沸腾？为什么？4 .液液萃取操作中，分散相的选择应从哪些方面考虑？5 .用热空气对某湿物料进行对流干燥，在一定的气速和温度下，达到最终湿含量的时 间为3小时，其中等速干燥所用时间为1小时。为提高产量，希望在2小时内达到干燥要 求，问采用提高气速的办法能否达到目的？为什么？二、（20分）某一逆流操作的套管换热器，冷却水入口温度ti=30C，出口温度3=84 C ,热流体进口温度T=180

13、C，出口温度T2=120C，改为并流操作，其它条件均不变，两流体的出口温度 分别为多少度？ 三、（20分）在有效高度为4m的填料塔内用纯水逆流吸收气体混合物种的可溶组分，气体的初始浓度为0.05 （摩尔分率），操作条件下，物系的相平衡关系为y=1.2x，操作液气比为1.5。现测得气体出口浓度为为0.005 （摩尔分率），试求：（1）此填料的传质单元高度Hog为多少？（2）若将填料层加高2m,则溶质的回收率n可达到多少？四、（20分）用精储塔分离双组分混合液，加料为两股摩尔流量相等的原料液。一股在塔顶加 入，其浓度为0.55 （易挥发组分摩尔分率，下同），另一股在塔的中部加入，其浓 度为0.35

14、。原料液均在泡点下加入塔内，塔顶设置冷凝器，泡点回流，塔底间接蒸汽加热。操作条件下，物系的相对挥发度为2,操作回流比为2,试求：（1） 塔底产品的浓度为多少？（2）中部加料口以上和以下各塔段的操作线方程。（3 ）若塔板可无限增加，则塔顶产品的极限浓度为多少？F DFi.W五、（此题应届考生必答，20分）在底面积为1.5m X 1.5m的方形容器内设置一垂直挡板，将其分为容积为2:1的两个空间，设大空间内盛有深度为1m的水，较小空间内盛有深度为0.4m的水，挡板上有一直径为20mm的小孔，若将小孔的塞子拔掉，经多长时间容器内的液体停止流动？在这段时间内有多少液体从大空间流进小空间？（小孔的流量系

15、数为0.61 )六、(此题在职考生必答，20分)操作中的离心泵如图示，P=0.5at(表)，在转速n=2900 转份下，泵的特性方程H=40-0.1q v2 (q v： m/h ), p =900kg/m3,流量为8ni/h。试求：(1) 泵的有效功率；(2) 今将泵的转速调节至n，=2700*专/分，则泵的有效功率又为多少？(设流动均在高度湍流区)华东理工大学一九九三年研究生（硕士、博士）入学考试试题（试题附在考卷内交回）考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）、填空题：（20分）1.如图静止盛水容器中，u型压差计的指示剂p=1630kg/m3时，压差计读数为R,当改用p =13600k

16、g/m3 时，则 R =2 .某离心泵将江水送入一敞口高位槽，现因落潮，江水液面下降，当管路条件和人均不变（泵仍能正常操作），为维持原送水能力，泵出口调节阀应 。（关小、不变、 开大），泵出口处流体压强。（变小、不变、变大、无法确定）3 .某二元物系相平衡关系如图所示，现以S作为萃取剂，分离AB混合物得一对平衡的萃取相E和萃余相R,则该条件下，分配系数kA=。选择性系数3 =。（用线段比例式表示）。4 .因某种原因使进入降尘室的含尘气体温度升高，若气体质量流量不变，含尘情况不变，降尘室出口气体的含尘量将。（变小、不变、变大）导致此变化的原因是（1 ）, （ 2） 。5 .温度为t，湿度为H的湿

17、空气以一定的流速掠过某湿物料，测得其临界含水量为Xc,平衡含水量为X，现改变条件：（1）气体状态和湿物料不变，流速增加，则 Xc,x*。（2）气速、湿度H湿物料不变，气温t下降，则Xc,X。（变小、不变、变大、不确定）6 .定性在下图中绘出恒速过滤操作中过滤常数K、过滤压强 P和滤液量V的关系曲线。（滤饼可压缩，s羊0,过滤介质阻力qeM 0）（20分）某一台单程列管式,换热器，由 18根$ 19 x 2mm长1.5m的管子组成，现用 它来冷凝冷却乙醇饱和蒸汽，使其自饱和温度78c冷凝冷却至30C，乙醇走管外，处理量为100kg/h，其冷凝热为880kJ/kg,液体乙醇的比热为2.93 kJ/

18、kg. C,冷却水走管内，与乙醇逆流流 动，进口温度为15C，出口温度为30 C,水的平均比热为4.187 kJ/kg. C,乙醇的冷凝和冷却的传 热系数Ki=0.7 kW/吊C ,K 2=0.12 kW/吊C,（以管子外表面积为基准）。问此换热器是否适用？ 三、（20分）用精储塔分离双组分混合液，原料处理量为 F=100 kmol/h,混合液中含易 挥发组分Xf=0.5 （摩尔分率、下同），原料以汽液混合状态（汽液各占一半）加入塔的中部， 塔顶泡点回流，回流比为最小回流比的1.2倍，塔釜间接蒸汽加热。要求塔顶产品浓度Xd=0.95，塔釜残液浓度Xw=0.05，操作条件下物系的相对挥发度为3。

19、试写出该塔提镭段的操作线方程。 四、（20分）在一常压逆流填料塔中，用清水吸收含溶质5% （体积百分数）混合气中的溶质。已知混合气处理量为2826标准m/h,气体在塔内的空塔速度为1m/s （标准状态下流 3速）。相平衡关系y=1.2x。气相总传质系数Kya均为180 kmol/ m.h，吸收剂用量为最小用 量的1.4倍，要求吸收率为95%试求：（1） 吸收剂出塔浓度Xi （摩尔百分数）；（2） 完成上述任务所需的填料层高度；（3） 按以上条件设计的塔，若气液两相入塔流量、组成、温度、操作压强均不变，而改用并流操作，则吸收率可达多少？（假定 Kya与流向无关）五、（此题在职考生必答，20分）图

20、示用虹吸管自贮槽排液，液体密度为800kg/m ,粘度为0.015 Pa.s，虹吸管内径为15mm（1）当y=1.4m时，此时管路阻力（除出口以外全部阻力）损失为1 m水柱，试求此时排液量为多 少 kg/h ?（2）在管子总长不变的情况下，欲使排液量增加 20%试问y至少应为多少？ （3）若y 一定，改变X是否对排液有影响？（列出方程，定性讨论）Pax六、（此题应届考生必答,20分）底部在同一水平面上的两个贮槽之间用内径150mm长300m （包括局部阻力的当量长度）的管子连接。初始直径7m的贮槽内液面高度为7m,直 径5m 的贮槽内液面高度为2m问大槽液面下降1m需多少时间？设管路阻力系数

21、人=0.016。（提示：作拟定态处理）I PaPaHb=7 仃7md=150mml=300mho=7m华东理工大学一九九二年研究生（硕士、博士）入学考试试题（试题附在考卷内交回）考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）、填空题：（20分）如图，实验室用一虹吸管吸取20C的水，已知管长lAB=0.8m,虹吸管内径d=10mm直管摩擦系数入=0.02，该管理论上可能达到的最大速度u=m/s。2. 某厂车间内用往复泵输送液体，用旁路阀调节阀调节主管道内的流量。现将旁路阀关小，而主管道的管长、管径、局部管件情况、泵和泵的往复频率均不变，则往复泵 提供的扬程H。（增加、减少、不变、不确定）3. 某化

22、工厂在将一定质量流量的含尘气体送入高温反应器以前，需进行预热和降尘室除尘。采用先除尘后预热的方式可达到最佳除尘效果，其原因是（1 ） , （ 2） 4. 用叶滤机过滤某固体悬浮液，过滤始终在恒压下进行，每一过滤周期内辅助时间和洗涤时间一定，若每一周期内过滤时间过长，过滤机的生产能力下降，其原因是。5. 用饱和蒸汽在固定管板式列管换热器内加热某易生垢液体时，应使哪种流体走管程？6. 工业物理解吸过程常采用升温、减压的方式是为了而达到较好的解吸效果。7. .操作中的精镭塔，若维持相对挥发度a、进料量F、组成Xf、塔底上升蒸汽量V,塔顶产品量D,加料位置等均不变，而使进料热状态q上升，则塔顶产品组成

23、Xd ，塔底产品组成Xw。（上升、不变、下降、不确定）8. 某二元混合物用溶剂萃取，该设备为一个理论级，已知溶质A和稀释剂Bmxj的浓度（质量百分数）比为：萃取相-3=4,萃余相XB =0.25，该操作条件下，溶剂的选择性系数3 = 。9. 大量干球温度为50 C,湿球温度为40 C的湿空气与极少量的水长期接触后（水温40 C ），水温最终可达到 Co二、（20分）某填料塔用清水吸收低浓度混合气中的溶质。要求吸收率为90%设计条件下，物体的相平衡关系y=2x，传质分系数kya=kxa=0.026 kmol/ni.S，处理气量为5xW3kmol/m.s，采用液气比为最小液气比的1.2倍，试求：（

24、1）为完成分离任务所需的填料高度。（2）现在该塔内操作时，将气体压强增加一倍，而液气比、气体入塔浓度和量均维持 原设计条件不变，则实际回收率可达到多少？（20分）组成为0.2的混合液以饱和蒸汽状态加入精储塔中部进行连续精镭。塔顶全凝，泡点回流，要求塔顶产品浓度Xd=0.95，塔釜残液浓度Xw=0.11，（以上均为易挥发组分的摩尔分率）。操作条件下物系的相对挥发度为 2.7。试求：（1 ）塔顶易挥发组分的回收率和塔底难挥发组分的回收率。（2）取操作回流比为最小回流比的1.5倍时，精镭段和提镭段的操作线方程。（3）若塔顶第一块实际板的液相默弗里板效率 Em=0.6，离开该板的液相组成为多少？ 四、

25、（此题在职考生必答，20分）有一管壳式,换热器，其管束由269根$ 25X 2.5mm,长3m 的铜管组成，现用该换热器将流量为8000kg/h的空气从10 C加热至110C,已知在空气的平均温度下，空气的比热为1kJ/kg. C ,导热系数入=0.0289 W/m： C ,Pr=0.7。若壳程通以 饱和蒸汽作加热剂，为将空气加热至指定温度，加热蒸汽的温度应为多少度？（空气的粘度口 =0.0202 cp）忽略蒸汽、垢层和管壁热阻。五、（20分）用离心泵将敞口水池中的水送往一敞口高位槽，管径均为50mm当阀A全开（EA=0.17）时，泵入口处真空度P=52.6kPa,泵出口处表压位P2=155.

26、9kPa+。该泵 的特性 方程为 H=23.1-1.43X 105qv2 （q v： nVs ），试求：（1） A阀全开时泵的有效功率 Ne。（2） 将A阀关小而保持管长、管径、其它局部管件情况不变，则泵的流量可为多少？（A阀关小 EA=80）六、（此题应届考生必答，20分）某槽内盛有液体8000kg，液体比热为1.5kJ/kg.C,槽内装有 加热蒸汽盘管，管内通130c的饱和水蒸汽，槽内液体温度均匀，当该槽无热损失时，测得将液体从20C加热到80C需1小时，实际工作环境下，外界大气温度为20C,槽外壁对大气的给热系数a =0.01 kW/m C才曹外表面积为10m1槽壁热阻及垢层热阻均可忽

27、略，试求：（1）实际工作环境下，槽内液体可能达到的最高温度；（2 ）实际情况下将液体从20C加热到80C需多少时间?华东理工大学一九九一年研究生（硕士、博士）入学考试试题（试题附在考卷内交回）考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）一、填空题：（20分）1 .进行测量，两容器内为同一种静止液体（如图），在原安装情况下，数分别为H和R,若现将测量点A往下移至A点，而U型计仍处在原位置，测得的用U型计U型计读H7vaL_H,R2 .某工厂仓库中现有两台完全相同的离心泵可供使用，已知该泵的单泵特性方程为 He=20-2q v2 （qv： mVmin ），现要求用这两台离心泵来完成输送流量qv=1

28、.6吊/min，补充能量 为He=35J/N的输送任务，应采用。（单泵操作、双泵并联、双泵串联、该 两泵无法满足要求）3 .某过滤机始终在恒压下操作，（过滤介质阻力可忽略不计，滤饼不可压缩），原在 T小 时可获得滤液V mM现要求在t /2的时间得到相同的滤液量，则操作表压 P应为原来的_倍。4 .含尘气体在降尘室内除尘，（尘粒均为球形，且尘降在斯托克斯区），理论上能使流量 为qv的气体中颗粒直径dP 50 p m的颗粒100%除去。现要求将同样气量中的dP 35 口 m的 颗粒100%除去，则降尘室的底面积为原来的 倍。5 .某工厂必须用江水将流量为 qv,温度为的热油冷却至T2,选用一换热

29、器操作后，发现当江水进出该换热器的温度t I三t 2时，仍不能使热油冷却至为保证完成任务，应采取的措施是。Y26,填料塔设计时，采用吸收剂再循环的方案（如图）。.C新鲜吸收剂人塔浓度X2,量L,入塔温度t均确定后，X 9，占吸收剂循环量口增加，填料层高度将。（过程属气膜控制）7.操作中的精镭塔，若将冷回流改为泡点回流，而回流L液量、塔顶产品量及原料入塔条件均维持不变，则提镭段液气比/V，塔顶产品组成x10000,Pr0.7,现将冷气体流量增加一倍，而其它入口条件不变，则冷气体的出口温度为 多少度？（忽略垢层热阻和物性的变化。）（20分）某填料塔用水吸收低浓度混合气中的可溶组分（如图）。混合气入

30、塔浓度=0.02 （摩尔分率，下同），吸收剂 为解吸后的循环水，吸收液气比L/G=1.5,操作条件下，物体的相平衡关系y=1.2x，原工况下，解吸后吸收剂入塔浓度X2=0.001,出 塔气体浓度y2=0.002,该塔填料层高度H=5m试求：（1 ）该塔的传质单元高度Hog（2）若因解吸不良，吸收塔人塔浓度变为X2, =0.005,而其它 入塔条件不变，此时气体出塔浓度丫2 为多少？四、（20分）用精储塔分离双组分混合液，混合液中含易挥发组 分XF =0.4 （摩尔分率、下同），原料以饱和液体状态加入塔 的中 部，塔顶全凝，泡点回流，操作条件下物系的相对挥发度为2.5。要 求塔顶产品浓度Xd=0

31、.8，塔顶易挥发组分的回收率n=0.9 试求：（1 ）为完成上述任务所需的最小回流比；（2）若操作回流比为最小回流比的1.5倍，则精储段和提储段的操作液气比各为多少？（3）在上述液气比下操作，进入塔顶第一块塔板的汽相组成为多少？五、（20分）实验室需用离心泵将敞口地面水池的水送入一敞口高位槽。高位槽原液面距水池液面距离为5m （如图），地面水池较大，液面可视为恒定。工作条件下，泵的特性曲线为 He=20-222q . （qv: m“/min ）,整个管路长度为50m （包括全部局部阻力的当量长度），管 径均为50mm管路摩擦系数人=0.03，试计算使高位槽内液面升高1 m需多少时间？（设高位槽位直径为1m的圆桶）。提示：用拟定态方法处理。1nrp5m