1999年浙江大學(xué)考研化工原理真題及答案 下載

1999年（共四大題，二十五小題）一、填空題（20分，每題2分）6、將相對(duì)揮發(fā)度為2.47的某二元混合物在全回流操作的塔中進(jìn)行精餾，現(xiàn)測(cè)得全凝器中冷凝液組成為默弗里板效。[а=2.47,x=0.98,y=0.969,

=?]D 2SOLU:全回流時(shí)x=y=0.969y=x=0.98

mV,11 2 1 Dy*=аx/[1+(а-1)x]=2.47x/(1+1.47x)=0.9871 1 1 1 1∴E=(y-y)/(y*-y)=0.60mV,1 1 2 1 2二、選擇題（20分，每題2分）1.如圖所示，高位槽A通過一并連管路向槽AEB輸送液體，兩槽液面維持恒定。輸液時(shí)要E求排液管FG上的閥門K1慎，閥K1未關(guān)嚴(yán)，試判斷，與K1關(guān)閉時(shí)相比，下列哪一結(jié)論正確（1）D處的壓力FK1下降，總管AC內(nèi)流量下降）E處的壓 C D FK12CF（C處的壓力下降，支管CEDE處的壓力上升，支管CED內(nèi)流量下降[ζ ↓, 題1附圖K1]ANALYSIS:ζ ↓→V↑→P↓K1 AC C↘ ↓ ↘P↓EV↑ V↓ P↓↗CF CE D↓ ↘V↓↗DBP↓→V↓↗F FD5、如圖，冷、熱兩流體在套管中進(jìn)行換熱（均無(wú)相變化m2減少， 則 。(1)總熱量Q減小，冷、熱流體出口溫度tT均上升總熱量 2 2不變，冷、熱流體出口溫度t、T也不變;(3)總熱量Q增大，冷、熱流體出口溫度t、2 2 2 T均下降總傳熱系數(shù)K不變，總傳熱量也不變[m↓,則 2 2ANALYSIS：Q=KAΔt=mc(T-T)=mc(t-t)m 1p1 1 2 2p2 2 1C=(mc)/(mc)↑,NTU=KA/(mc)↓R1 p1 p2 1 p1∴ε ↓，ε ＝(T-T)/(T-t),T↑→Q↓１ １ 1 2 1 1 2C↓,NTU↑,ε ↑,ε ＝(t-t)/(T-t)↑,t↑R2 2 2 2 2 1 1 1 2∴Q↓,t,T↑2 27、在逆流操作的填料解吸塔中，若降低解吸氣進(jìn)塔的溶質(zhì)濃度，其它操作條件不變， (1液相、氣相出塔濃度均下降2）氣相出塔濃度上升，回收率增大；液相出塔濃度下降，回收率下降（4）氣相出塔濃度下降，回收率下降[遞流解塔，y↓,其他條件不變，？]bANALYSIS:y↓,T、p、G、L、x、h不變b a因T、、、Lm、kxA、kyA不變，從而KxA不變因HOL=1/Kxa,∴HOLNOL=h/HOL也不變。又A=L/mG（xb-yb/m因xa不變，ybxb↓ya=yb+(xa-xb)L/G≈yb+Lxa/G→ya↓(xb<<xa)ф=(x-x)/x=1-x/xa b a b a8間接蒸汽加熱的連續(xù)精餾塔操作時(shí)由于某種原因加熱蒸汽壓力下降了而進(jìn)料熱狀況濃度及進(jìn)料量不變同時(shí)回流比R恒定則餾出液濃度x 及流量D殘液濃度及流量D提餾段的液氣比L′/V′變( )。(1)xD

及DW

上升，L′/V′上升；(2)xD下降，x 及W上升，L′/V′下降；(3)x及D上升下降，L′/V′下降；(4)x 上W D D升及W上升上升。 [p↓,qxF不,R恒定，則xxL′W S F D W/V′、W?]ANALYSIS:Q=Wr,p↓,r↓→V′↓0 S 0V=V′-(1-q)F=(R+1)D↓→D↓→W↑L′=L+qF=RD+qF↓L′/V′=(RD+qF)/[(R+1)D+(1-q)F]↓L/V=R/(R+1)不變，NT不變∴ 三、分析題分）一精餾塔用以分離濃度為、量為F度為xDxW（（將料液預(yù)熱至泡點(diǎn)后進(jìn)（）1.對(duì)于以上三種熱狀況進(jìn)料，2.以上三種熱狀況進(jìn)料所需要的能耗（包括原料預(yù)熱所需要的能量）)xFxW滿足分離要求，由圖）可知，總可以找到確定的Ｒ值，xD、xW滿足要求，而且，冷液進(jìn)料的回流比最小，混合進(jìn)料的回流比最大。（2）假設(shè)qD=qW=qF，由于F=D+W，則QF=QD=QW，設(shè)QL=0∴QB=QC即(R+1)Dr0=r0′V′=QcP,r0與R∴冷液進(jìn)料時(shí)的耗熱量最少四、計(jì)算題（50分）ZR1R21（15分φ89ZR1R2已知直管與局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度（不包括截止閥）總和為60m。截止閥在某一開度時(shí)其局部阻力系數(shù)為7.5，此時(shí)讀數(shù)R1=185mmHg柱。試求：Δz；此時(shí)閥門前后的壓強(qiáng)差及汞柱壓差計(jì)的讀數(shù)R2; 題1附圖若將閥門關(guān)小，使流速減為原來(lái)的0.9倍，則讀數(shù)R1為多少mmHg？截止閥的阻力系數(shù)變?yōu)槎嗌?？已知孔板流量與壓差關(guān)系式為V=3.32×10-3(Δp/ρp為孔PaV/。λ=0.02汞的密度為13600kg/m3。)[ф89×3.5,∑L=60,ζ=7.5,R1=185mmHg,求：(1)Δz;(2)R2;(3)u′=0.9u,R1=?、ζ′=?[V=3.23×10-3(Δp/ρ)0.5],λ=0.026,ρ0=13600kg/m3]SOLUTION:ζ＝7.5，R1=185Δp=Δpfζu2/2=gR1(ρ0-ρ)/ρ---(1)解出u=2.47m/s,V=Au=47m3/h在Ａ－Ｂ面間衡算=E+w:Δz=[λ(Σι /d)+ζ]u2/2g=8.25m---(2)tA tB FabΔp=2.23×104Pa,ΔP=ρ[V/(3.23×10-3)]2=1.55×104Pa---(3)f∴Ｒ=125.1mm,關(guān)小閥門使u′=0.9u=2.223m/s,代入（２）解得2ζ′＝13.73,代入（１）解得R′=274.5mm1∴Δz=8.25m,R=125.1mm;R274.5mm,ζ′=13.732 12（13分某廠采用一套管式換熱器冷凝2000kg/h110℃的甲苯氣363kJ/kg5600W/m2·℃205000kg/h的流量進(jìn)入套管內(nèi)管（φ573.5m。水的物性可取為：密度為995kg/3，比熱為8×10-4Pa·s，略壁及垢層的熱30℃，在水流量不變情況下，該冷凝器能冷凝多少苯蒸汽。[m=2000,T=110℃,r=363,а =5600,t=20,m=5000,ф57×3.5,ρ

=4.17,λs1 0 0 1 s2 p2=0.62,μ=8×10-4,R=0,Q=0,求：(1)t=?(2)ι =?(3)t′=30℃時(shí)的

′=?]0 ιSOLU:(1)Q=mr=mc(t-t)→t=t+

2r/

1 S2C=54.78℃S10

S2 p2 2

2 1 S1

S2 p2對(duì)水而言 Ｎ=0.023Re0.8Pr0.4→а =0.023(λ/d)(ρdu/μ)0.8(Cμ/λ)0.4u i p其中u=V/A=0.711m/s ∴а =2912.3i1/K=1/а +(1/а )(d/d)→K=1754.35W/m2℃,0 i 0 iΔt=(t-t)/Ln(T-t)/(T-t)=71.2℃,A=Q/KΔt=1.61m2m 2 1 1 2 m∴管ι =A/A=9.02m截(2)C-1=mc/mc不變，NTU=KA/mc不變R2 s1p1 s2 p2 2 s2 p2∴ε 不變，即-t）／（Ｔ-t）＝（t-t′）／（Ｔ-t′）→t＝t′２ 2 1 1 2 1 1 2 １＋（-t′t-t）／（-t）60.℃1 2 1 1Q′=mC（t-t）=m′r推出m′＝1776.5kg/hS2p2 2 1 S1 0 S13（10分）4m的常壓逆流吸收塔內(nèi)，用清水吸收空氣中的氨。已知入塔空氣中含5（，塔頂空氣中含氨0.5（，實(shí)際液氣比為0.9，又已知在該塔操作條件下，氨水系統(tǒng)的平衡關(guān)系為y=mx（m為常數(shù)，x、y分別為液相中氨的摩爾分率1.77%(體積%)的混合汽體充分接觸后的水中氨濃度為18.89g/1000g（2液相出塔濃度如何變化？[h=4m,x=0,y=5%,y=0.5%,L/G=0.98,y=mx,且當(dāng)y=1.77%a b a時(shí)x=18.89g/1000g（１N、Ｈ（２）x、y水 OG OG b aSOLUx′=18.89gNH/1000gH0,x=0.0196→m=0.9,3 2y=0.9x,1/A=mG/L=0.92∴N=[1/(1-1/A)]Ln[(1-1/A)(y-mx)/(y-mx)+1/A]=6.8OG∴H＝h/N=0.588mOG OG

b a a a↓,由圖知N不變時(shí)，-mx)/(y-mxyOG b a a a a又x=x+(y-y)G/L↑b a b a∴N＝6.8,H=0.588m;T↑時(shí)x↑yOG OG b a412分某濕物料用熱空氣進(jìn)行干燥10.005kg水/kg10060℃。205%60℃，濕基濕含量為設(shè)備熱損失估計(jì)為外加總熱量的5%，試求：(1)干空氣用量，kg/h；(2)預(yù)熱器內(nèi)所加入的熱量，kJ/h。[t=16,H=0.05,t=100

=60℃,

=20℃,w

=60℃,0 0

2

1 m2w=0.3%,G=1000kg/h,C=1.25,Q=0,Q=5%,L,Q2 2 M D ι PSOLU:W=G(w-w)/(1-w)=49.47kg/h,L=W/(H-H)2 1 2 2 2 1又（t-t）/(H-HΔ-r)/C,Δ=(ct+qq+q),其中q=C(t-t)G/W,2 1 2 1 0 H1 Lm1 d m L m