東北大學(xué)化工原理考研真題答案完整

1、2014年?yáng)|北大學(xué)化工原理真題部分答案一，概念題1.傳質(zhì)單元與傳質(zhì)單元高度2.沉降分離和沉降速度3.加熱蒸汽和二次蒸汽4.熱流量和熱通量5.溶液沸點(diǎn)升高和杜林規(guī)則6.三傳類(lèi)比7.攪拌目的8.離心泵壓頭及其意義9.濃縮熱和自蒸發(fā)（閃蒸）10.給熱系數(shù)和傳質(zhì)系數(shù)二,簡(jiǎn)述題1. 1試用瑞利法和定理（布金漢定理）推導(dǎo)圓柱繞流的阻力FD的表達(dá)式，并說(shuō)明瑞利法和布金漢定理各適用于何種情況？已知圓柱繞流阻力FD與圓柱的直徑為D，流體的流速為V，流體的密度和流體的動(dòng)力粘滯系數(shù)有關(guān)。2. 為什么工業(yè)上氣體的除塵常放在冷卻之后進(jìn)行而在懸浮液的過(guò)濾分離中,濾漿 卻不宜在冷卻后才進(jìn)行過(guò)濾？3.為什么離心泵可用出口閥來(lái)

2、調(diào)節(jié)流量？往復(fù)泵可否采用同樣方法調(diào)節(jié)流量？為什么？ 由離心泵的工作點(diǎn)知，改變泵出口閥的開(kāi)度，使局部阻力改變，而管路特性曲線(xiàn)改變，流量隨之改變，此法雖不經(jīng)濟(jì)，但對(duì)泵運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)其它影響；而往復(fù)泵屬容積式泵，壓頭與流量基本無(wú)關(guān)，若關(guān)閉出口閥，則因泵內(nèi)壓力急劇升高，造成泵體。管路和電機(jī)的損壞，故不宜用出口閥來(lái)調(diào)節(jié)流量。4.流體的流動(dòng)形態(tài)？判斷依據(jù)？5溫差損失及其原因？6.什么是過(guò)濾操作？過(guò)濾操作的優(yōu)點(diǎn)？7. 何謂離心泵的“氣縛”和“氣蝕”現(xiàn)象，它們對(duì)泵的操作有何危害？應(yīng)如何防止？三。計(jì)算題1. 如圖的輸水系統(tǒng)。已知管內(nèi)徑d=50mm,在閥門(mén)全開(kāi)時(shí)輸送系統(tǒng)的(L+Le)=50m, 摩擦系數(shù)可取=0.03,

3、泵的性能曲線(xiàn), 在流量為6m3/h至15m3/h范圍內(nèi)可用下式描述: HeV 0.8，此處He為泵的揚(yáng)程m,V為泵的流量m3/h, 問(wèn): 如要求流量為10m3/h，單位質(zhì)量的水所需外加功為多少?單位重量的水所需外加功為多少?此泵能否完成任務(wù)? 如要求輸送量減至8m3/h(通過(guò)關(guān)小閥門(mén)來(lái)達(dá)到)，泵的軸功率減少百分之多少?(設(shè)泵的效率變化忽略不計(jì))(1)當(dāng)V1=10m3/h， 所需外加功Ws=gzhf =9.81×10+8×0.03×50×(10/3600)2/(p2´0.0505) =128.1 J/kg He=Ws/g=128.1/9.81=1

4、3.06 J/N 泵的揚(yáng)程 He=18.920.82´(10)0.8=13.75 J/N He>He，故此泵能完成任務(wù)。 (2)V1=10m3/h時(shí)，He,1=13.75m, V2=8m3/h時(shí)，He,2=18.920.82´(8)0.8=14.59m, 軸功率Na=He×V×rg/h，其中r、g、h均為常量， (Na,1Na,2)/Na,1=(He,1V1He,2V2)/(He,1V1) =(13.75×1014.59×8)/(13.75×10) = 0.1512. 在兩個(gè)蒸發(fā)器中，每小時(shí)將5000kg的無(wú)機(jī)鹽水溶液

5、從12（質(zhì)量）濃縮到30%。第二蒸發(fā)器比第一蒸發(fā)器多蒸出5%的水分。試求：（1）各蒸發(fā)器每小時(shí)蒸出水分的量；（2） 第一蒸發(fā)器送出的溶液濃度。 解：首先畫(huà)一個(gè)流程圖表示進(jìn)行的過(guò)程 用方框表示設(shè)備，輸入輸出設(shè)備的物流方向用箭頭表示。 劃定衡算的范圍為求各蒸發(fā)器蒸發(fā)的水量，以整個(gè)流程為衡算范圍，用一圈封閉的虛線(xiàn)畫(huà)出。 選擇衡算基準(zhǔn)（連續(xù)操作以單位時(shí)間為基準(zhǔn)，間歇操作以一批操作為基準(zhǔn)）由于連續(xù)操作，以1小時(shí)為基準(zhǔn)。確定衡算對(duì)象 此題中有兩個(gè)未知數(shù)，蒸發(fā)的水量及送出的NaOH溶液量B，因此，我們就以不同衡算對(duì)象列出兩個(gè)衡算式。對(duì)鹽作物料衡算：對(duì)總物料作衡算：代入已知數(shù)據(jù)，得：3.氣體中所含塵粒的密度為

6、2000kg/m3，氣體的流量為5500標(biāo)m3/h，溫度為500，密度為0.43kg/m3，粘度為3.6×10-5Pa.s，擬采用標(biāo)準(zhǔn)形式的旋風(fēng)分離器進(jìn)行除塵，要求分離效率不低于90%，且知相應(yīng)的臨界粒徑不大于10m，要求壓降不超過(guò)700Pa，試決定旋風(fēng)分離器的尺寸與個(gè)數(shù)。 （阻力系數(shù)8，N取經(jīng)驗(yàn)值5）解： 根據(jù)允許的壓強(qiáng)降確定氣體在入口的流速u(mài)i 4.某平壁燃燒爐是由一層耐火磚與一層普通磚砌成，兩層的厚度均為100mm，其導(dǎo)熱系數(shù)分別為0.9 W/m.K及0.7 W/m.K。待操作穩(wěn)定后，測(cè)得爐壁的內(nèi)表面溫度為700，外表面溫度為130，為減少燃燒爐的熱損失，在普通磚的外表面增加一

7、層厚度為40mm，導(dǎo)熱系數(shù)為0.06 W/m.K的保溫材料。操作穩(wěn)定后，又測(cè)得爐內(nèi)表面溫度為740，外表面溫度為90。設(shè)兩層材料的導(dǎo)熱系數(shù)不變。試計(jì)算加保溫層后爐壁的熱損失比原來(lái)的減少百分之幾？解：加保溫層前，單位面積爐壁的熱損失(Q/A)1； 此為雙層平壁的熱傳導(dǎo)，其導(dǎo)熱速率方程為: (Q/A)1=(t1-t3)/(b1/1+b2/2) =(700-130)/(0.1/0.9+0.1/0.7)=2240 W/m2 加保溫層后，單位面積爐壁的熱損失(Q/A)2： 此為三層平壁的熱傳導(dǎo)，其導(dǎo)熱速率方程式為： (Q/A)2=(t1-t4)/( b1/1+b2/2+b3/3) =(740-90)/(

8、0.1/0.9+0.1/0.7+0.04/0.06)=706 W/m2故加保溫層后熱損失比原來(lái)減少的百分?jǐn)?shù)為： (Q/A)1-(Q/A)2/ (Q/A)1´100%= (2240-706)/2240´100%=68.5%5某板框過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾面積為0.4m2，在恒壓下過(guò)濾某種懸浮液，4小時(shí)后得濾液量80m3，（過(guò)濾介質(zhì)阻力不計(jì)）。試求：（1）若其它情況不變，過(guò)濾面積加倍，可得濾液多少？ （2）若過(guò)濾4小時(shí)后，用5m3的水洗滌濾餅，需要多長(zhǎng)的洗滌時(shí)間？（洗水的粘度與濾液的相同） （3）若以上情況不變，折卸和組裝時(shí)間為2小時(shí)，求生產(chǎn)能力（以m3（濾液）/h）？6.在填料塔中用清水吸收氣體中所含的丙酮蒸汽，丙酮初含量為3%（體積%）。今需在該塔中將