華南理工大學(xué)化工原理考研真題與答案

450華南理工大學(xué)2004年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷（試卷上做答無效，清在答題紙上做答，試后本卷必須與答題紙一同交「可）科日名稱：化工原理適用專業(yè)：化學(xué)工程、化學(xué)工藝、生物化工、工業(yè)催化、制糖川程、制漿造紙1:程、環(huán)境匚程一 _共頁一、填空（30）1、 流體流動的速度分布方程：以，=獸（&2-產(chǎn)）的使用條件是：：牛微流化＞：4必（層流流動）：＜管內(nèi)流動）o2、 流停在管內(nèi)的流動狀態(tài)屬于完全湍流，若某流速下通江長為1*直管呂力度入為100J加，其他條件不變流量提高一倍，則阻力損失為（400.1kg?,TOC\o"1-5"\h\z3、 有于如圖的泵送系統(tǒng)，系統(tǒng)在原流量R泵的 I揚(yáng)程為孫當(dāng)美小御門使揚(yáng)程升高到坊時(shí)，流信 |+的改變使管卻的能量損失為（△感擊.管人 Y4、 球形顆粒在20°C空氣中沉降，當(dāng)空氣溫度上升 |對，沉降速度將_?1__（設(shè)沉降過程符合stocks定律）；若該顆粒在2（FC水中沉降，沉降速 I-Tj度將一降低，當(dāng)水溫上升時(shí)，沉降速度將 I——15、 用壓濾機(jī)分離懸浮物，忽略過濾介質(zhì)阻力，波講不可壓縮，其他條件不變。提高懸樣液溫度，單位過濾時(shí)間所得濾液鼓將（ 增加h提高懸浮液的固體含3，單位注濾時(shí)間所得濾液址將（減少 ）6、 消除列管換熱器溫度應(yīng)力的三種方法是：1）膨脹節(jié)，2〉U形換熱管， 3）浮頭 。7、 當(dāng)參加換熱的兩種流體，一側(cè)的對流傳熱系數(shù)遠(yuǎn)大于另一側(cè)。則在換熱器的計(jì)算中總傳熱系數(shù)可近似取 e8、 當(dāng)總壓增大時(shí).相對揮發(fā)度 :平奄時(shí)氣相與液相摩爾濃度的差 e9、 逆流操作中用純?nèi)軇┪栈旌蠚庵?若塔板為無窮多?入塔兒=8%,平衡關(guān)系為玲！￥?問（1）若液氣比為2.5時(shí)，吸收率10Q% 。（2＞若液氣比為1.5時(shí).吸收率75%—10、J定濕度的空氣，總壓升高.輯點(diǎn)溫度 升高：而當(dāng)空氣的溫度升高時(shí)，露點(diǎn)溫度不變.二、選擇(20)1、 流體通過孔板流量計(jì)的壓強(qiáng)損失△3與孔板流量計(jì)的壓差計(jì)測得的壓強(qiáng)差A(yù)P的關(guān)系是(C)APfLPB,APKPC,不確定D,NPKLP2、 蒸汽輸送管外有沔層保溫曇.為了哽年俁涅牧果更好.應(yīng)將導(dǎo)熱系數(shù)高的宜于(A)A、 外層B、 內(nèi)層C、 無關(guān)3、 某二組分混合物，組分?4為易揮發(fā)組分，其液相組成為xa=0.6,相應(yīng)的泡點(diǎn)為"與之平衡的氣相紗成為力=0.7,相應(yīng)的抵點(diǎn)為E則(B〉t.<i2 (B) (C)h>t2(D)無法判西4、 月術(shù)吸攻混臺氣中的氨，兵他條件不變.當(dāng)氣體的流率增加一倍，削總傳質(zhì)系數(shù)是原來的(C)l倍(B)2倍(02°'倍 (D)K碓定5、 泵送含晶體10%的懸浮液宜選用(D)螺桿泵(B)往復(fù)泵(C)齒輪系 (D)離心案6、 降塵室的生產(chǎn)能力(A)(A)與沉降面枳A和沉降速度q有關(guān)(B)與沉降面積A、沉降速度口和沉陣室高度H有關(guān)(C)只與沉降面積有關(guān) (D)只與沉降速度山有關(guān)7、 忽略介質(zhì)阻力.回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)的(C)每周期的濾液體積V與轉(zhuǎn)速的1/2次方成正比每周期的濾液體積V與轉(zhuǎn)速的1次方成正比生產(chǎn)能力與轉(zhuǎn)速的1/2次方成正比生產(chǎn)能力與轉(zhuǎn)速的1次方成正比8、 浮閥塔、泡罩塔及篩板塔三種板式塔的板效率比較(D)浮佛塔>泡罩塔〉篩板塔浮閥塔=泡罩塔=篩板塔浮閥塔〉泡罩塔=篩板塔閥塔〉篩板塔〉泡罩塔9、 對于一定干球溫度的空氣，當(dāng)其濕度越大，濕球溫度就(B)(A)蕊低 (B)越高 (C)不變 (D)不確定10、 遁節(jié)離心荼出口閥的開度時(shí)(C)不會改變管路性能曲線不會改變工作點(diǎn)

（C） 不會改變泵的性能曲線（D） 不會改變管路所需的壓頭三、《17分）用管子從高度為H的高位槽放水，為增大放水量.擬提出如卜兩種方案：1）并聯(lián)一根結(jié)構(gòu)和直徑相同的管子：2）將原管子換成一根宜徑為原管徑兩倍的昔于。試定也比較兩種方案水量增大的結(jié)果（忽略摩擦系數(shù)的變化）.解1）機(jī)械能典舁：H=%十二2g并曖管路的待點(diǎn)：H八=H/2=H）和題意At=A2=AH.=z. 」 H.= 」?42g 2義2g...iCul典. 〃，=”?=u2g2g' ?流量：V=匕+Vz=Axu}+A2u2=2Au=2V2）機(jī)械能衡算2）機(jī)械能衡算H=H+2g/32gA+yz3u\ i+Yi/H八H,=%—白——" 2g7d2g依題意：％=2d： 2(/+^/)=Z3(/3+^/3)V3=%以3=4Jx>[2u=4yflV四、（15分〉用高2m,寬2m,長5m的降塵室分離高溫含塵氣體中的塵粒.氣化的流節(jié)為6.94m3/s> 密度為0.6K/n?,粘度為3.0x10^Pa.s,塵迪的妄度為4500Kg/m3,此條件下所能除去的最小塵粒H徑為92.1Pm. 若*上遂蒙塵室用隔板等分隔成10層（板厚不計(jì)），求：當(dāng)需除去的塵粒直徑不變，則處理量為多大？（2）反之，當(dāng)維持生產(chǎn)能力不變，則除去塵粒的最小顆粒直徑多大？（設(shè)沉降過程符合stockes定律）（1）當(dāng)物系和塵粒直徑不變，則沉降速度與不變.同時(shí)把原降塵室等分隔成10層，則沉降面積A'增大到10A.由（3~33a）式得處理量：《=10如，=10《=69.4冰/$（2）若生產(chǎn)能力及物系不變,沉降面積增大到A=10A時(shí)，則除去塵粒的最小塵粒直徑由得gUp-Q)4W-p)m而五、（18分）有一列管式換熱器，由100根025x2.5/n/n鋼昔組成，空氣走昔程被加熱，并作湍流流動，對流傳熱系數(shù)為?？眨核魵庠跉こ汤淠?放出冷凝熱，冷度對流傳熱系數(shù)為。水管壁和污垢熱阻不計(jì)，在此工況卜，1）試證明列管式換熱器的總傳熱系數(shù)K約為多大？2）其他條件不變，只將該換熱器改成2管程，此時(shí)總傳熱系數(shù)K增大多少？3）其他條件不變，只將原換熱器管子的直徑減小一倍，總傳熱系數(shù)K增大多少？1） 白臭《。水＜:?K=a空 證明省2） 蟲口*=仁「=2?！?1.74KgI可3） 法仞何=停用廣=2“刑K“5I刁\d）\d）六、（20分）在連續(xù)精筒塔中，分離某二元理想溶液，其平均相對揮發(fā)度為2。進(jìn)料為汽-液混合物，液相分率為0.5,進(jìn)料中易揮發(fā)物的平均組成為&=0.35.。要求塔頂中易揮發(fā)的組成為0.93（以上均為摩爾分率）.

料液中易揮發(fā)組分的96%進(jìn)入餡出液中。取回流比為最小回流比的1.242倍。試計(jì)算：（1）塔底產(chǎn)品組成；（2）寫出精飼段方程；（3）寫出提諧段方程；（4）假定各板效率為0.5,從塔底數(shù)起的第一塊板上，上升蒸汽的組成為多少？解：0）』=0.96,??.芻危9"擴(kuò)5=°36】7Fxf F0.93=Q-W一I了二。r°：JKr._D_徉x.=J些=2二U蒙=2兇二些=0.0223

H' F-D I-。閣⑵時(shí)5,進(jìn)料方程為"右x-告=-3.7聯(lián)立求解平街線方程和進(jìn)料方程f,=2xii‘-rrr=>x22.3x-0.7=[*=-x+0.7=0.272=0.4280.93二y翌0.93二y翌N,■、石石"-0：2無一R=I.242A.=I.242x3.22=4.0R

V■= xk?八A+] ”精餡段方程為:3.22R*1=即：y.=0.8x.+0.1860.93V歸 1.944F ?=日廣-兩廣-1.944F?0.639F”?=l.5x.-0.0109（4）如圖所示,求*2二？孔與X.成平徒關(guān)真。y\2x.1+八（4）如圖所示,求*2二？孔與X.成平徒關(guān)真。y\2x.1+八2x0,02231-h0.0223=0.0436知與）、服從提懶段操作線關(guān)系>,=1.49x,-0.0107yx4-0.01071.490.0436+0.01071.49=0.0364?? 2x. 2x0.0364八me】?.== ；—=0.0702…1?X.】+0.0364■￡ =只-H二外-0.0436s一>；.—00702-0.0436,1：與x.成平夜關(guān)系根據(jù)蒙弗里板效率公式?.?y2=0.0569七、（15分）某一逆流操作的境料塔中：用水吸收空氣中的氨氣，己知塔底氣體進(jìn)塔濃度為0.026（摩爾比，下同），塔頂氣相濃度為0.0026,填料層高度為l.2m,塔內(nèi)徑為0.2m,吸收過程中亨利系數(shù)為0.5atm,,操作壓力0.95atm,平衡關(guān)系和操作關(guān)系（以比摩爾濃度表示）均為直線關(guān)系。水用量為0.Im7h,混合氣中空氣量為100n?/h（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下），試求：（1）氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)：（2）操作液氣比為最小液氣比的多少倍:（3）由于法定排放濃度必須小于0.001,所以擬將填料層加高：若液氣比不變，問填料層應(yīng)加高多少；（1）mmol/s.m，（2）2.625倍；（3）L796m（l）m=E/P=0.5/0.95=0.5263V0,Yb=yb/（l-yb）=0.0267,Y.=yy（l-y.）=0.00261L=l/P/M=0.1X1000/18=5.56kmol/h=5.56X103mol/hG=PG'/RT=101325X100/（8.314X273.15）=4.46X103mo1/h1/AfG/L=0.5263X4.46X107（5.56X103）=0.4222\『{ln〔(l?l/A)(Yb-mXj/(Yrm)O+l/A]}/(Hl/A)二4222)XO.0267/0.0026H0.4222〕}/(l-0.4222)=3.194所以5/，妒1.2/3.194=0.3756=G/KreF所以K,,=G/FHa=4.46X107(0.785X0.22X0.3756)=1072.465=3.785XlOmol/h.m3=105mol/s.m1⑵(L &牙-X。.=n;O=0.5263X(0.0267-0.0026E,0.0267=0.4749,L/G=5.56X1074.46X10=i.25所以(L/G)/(L/G).u=l.25/0.4749=2.625(3)Y'"/(l-ya)=0.001卜’=A)(Y:-rA.)/(Y/-A)-]A?}/(l-l/A)=rln[(l*0.422)XO.0267/0.00HO.422]：/(1-0.422)=4.78MG/K“F不變所以h‘=也\/=0.3756X4.78=1.796m八、(15分)在常壓絕熱干燥器內(nèi)干燥某濕物料，濕切料的流量為600kg/h,從含水量20%干燥至2%(均為濕基含水量)。溫度為20C.濕度為0.013kg水/kg絕干氣的新鮮空氣經(jīng)預(yù)熱器升溫至100C后進(jìn)入干燥器，空氣出干燥器的溫度為60°Co完成上述任務(wù)需要多少kg絕干空氣/h?空氣經(jīng)預(yù)熱器獲得了多少熱量？在恒定干燥條件下對該物料測得干燥速率曲線如圖所示，己如恒速干燥段時(shí)間為1小時(shí)，求降速階段所用的時(shí)間。

⑴ X=N~=025 w11一吧 乙=-^-=0.02041 1—w24球=600(1?3[)=480kg/hqm.w=gm.