天津大學2021年化工原理專業(yè)課考研真題試卷

天津大學2021年化工原理專業(yè)課考研真題試卷（回憶版）一、選擇與填空（共30分）如圖所示的流動系統(tǒng)，當閥門C的開度增大時，流動系統(tǒng)的總摩擦阻力損失Shf將，AB管段的摩擦阻力損失Shf,AB將（2分）三只長度相等的并聯(lián)管路，管徑的比為1:2:3,若三只管路的流動摩擦系數(shù)均相等，則三只管路的體積流量之比為（2分）A、1:2:3B、1:3:9C、1:24:39D、1:4:9如圖所示的清水輸送系統(tǒng)，兩液面均為敞口容器?，F(xiàn)用該系統(tǒng)輸送密度為1200kg/m3的某溶液（溶液的其他性質與水相同），與輸送清水相比，離心泵所提供的壓頭，軸功率（2分）A、增大B、減小C、不變D、不確定如圖所示為某流動系統(tǒng)的豎直圓管段部分，當清水的平均流速為50mm/s時（此時管內為層流），管軸心處的某剛性球形固體顆粒由A截面到達B截面的時間為20s；當平均流速為30mm/s時，該固體顆粒在管軸心處由A截面到達B截面的時間為。（2分）板框過濾機采用橫穿洗滌法洗滌濾餅，其洗滌操作的特征是：洗液流經濾餅的厚度大約是過濾終點濾餅厚度的倍；洗液流通面積是過濾面積的倍。（2分）A、1B、0.5C、2D、4一維穩(wěn)態(tài)溫度場傅立葉定律的表達式為。（2分）在傳熱計算中，平均溫度差法往往用于計算，傳熱單元數(shù)法往往用于計算。（2分）A、設計型B、核算型C、設計型和核算型操作中的精餾塔，若保持F、xF、q、R不變，減小W，則L/V，L’。（2分）A、減小B、不變C、增大D、不確定在吸收操作中，以液相組成差表示的吸收塔某一截面上的總推動力為。（2分）A、X*—XB、X—X*C、Xi-XD、X—Xi板式塔是接觸式氣液傳質設備，操作時為連續(xù)相；填料塔是接觸式氣液傳質設備，操作時為連續(xù)相。（4分）若萃取相和萃余相在脫除溶劑后的組成均與原料液的組成相同，則所用萃取劑的選擇性系數(shù)。（2分）A、小于1B、大于1C、不確定D、等于1多級錯流萃取的特點是：、和。（3分）常壓濕空氣由t1加熱到t2,則空氣的性質參數(shù)H2H1、I211、tW2tW1°（3分）A、大于B、不確定C、小于D、等于二、采用如圖所示的輸送系統(tǒng)，將水池中的清水（密度為1000kg/m3）輸送到密閉高位槽中。離心泵的特性方程為H=40—7.0X104Q2（式中H的單位為m，Q的單位為m3/s），當壓力表的讀數(shù)為100kPa時，輸水量為10L/s,此時管內流動已進入阻力平方區(qū)。若管路及閥門開度不變，當壓力表讀數(shù)為80kPa時，試求：（1） 管路的特性方程；（10分）（2） 輸水體積流量；（5分）（3） 離心泵的有效功率。（5分）三、過濾基本方程式為：（'dd12esVVvrpAV+△=？^。式中V——過濾體積，m3；。 過濾時間，s；A 過濾面積，m2；Ap 過濾的壓差，Pa；s——濾餅的壓縮性指數(shù)，無因次；P——濾液的粘度，Pa?s；r’單位壓差下濾餅的比阻，1/m2；v濾餅體積與相應濾液體積之比，m3濾餅/m3濾液；Ve過濾介質的虛擬濾液體積，m3。試根據(jù)該式分析強化過濾操作的途徑。（8分）四、某低粘度流體的流量為10000kg/h，比熱容為4.18kJ/（kg?。C），生產上要求將該流體由15笆加熱到100°C?，F(xiàn)采用的換熱器是列管式換熱器，其管束由160根管徑為^25mmX2mm的不銹鋼管組成。管外的加熱熱源為110C的飽和水蒸氣，其冷凝對流傳熱系數(shù)為12kW/（m2?C）。欲完成生產任務，當換熱器為單管程時，換熱器的長度為4.5m；若將單程改為雙管程，而管子的總數(shù)不變，試求：（1） 換熱器的總傳熱系數(shù)；（10分）（2） 所需換熱管的長度。（6分）（不考慮管壁及可能的污垢熱阻，忽略換熱器的熱損失，并假設流體在管內均呈湍流流動，兩種情況下蒸氣冷凝對流傳熱系數(shù)相同）五、 某制藥廠用板式精餾塔回收丙酮含量為75%（摩爾％，下同）的廢丙酮液媒。該精餾塔共裝有28層塔板，塔頂采用全凝器，泡點回流；塔底采用再沸器間接加熱。因在常壓下操作，該分離物系可視為二元理想物系，其平均相對揮發(fā)度為1.8。現(xiàn)場測得一組數(shù)據(jù)如下：餾出液中丙酮的含量96%釜殘夜中丙酮的含量5%精餾段液相的負荷40kmol/h精餾段氣相的負荷60kmol/h提餾段液相的負荷66kmol/h提餾段氣相的負荷60kmol/h試根據(jù)以上數(shù)據(jù)核算：（1） 丙酮的回收率；（5分）（2） 操作回流比與最小回流比的比值；（8分）（3） 該板式塔的總板效率。（7分）提示：吉利蘭圖中的曲線可用下式表示，即：Y=0.5458—0.5914X+0.0027/X其中1min+?二RRRX，2min+?二NNNY六、 在直徑為1.2m的填料吸收塔中，擬裝填3m高的DN25塑料階梯環(huán)填料，該填料的比表面積為228m2/m3,在該填料吸收塔中用純溶劑吸收某混合氣體中的溶質組分。已知入塔混合氣體的流量為40kmol/h，溶質的含量為0.06（摩爾分數(shù)）；溶質的吸收率為95%；操作條件下的氣液平衡關系為Y=2.2X（X、Y均為摩爾比）；溶劑用量為最小用量的1.5倍；氣相總吸收系數(shù)為0.35kmol/（m3?h）。試通過計算判斷擬裝填的填料高度能否達到分離要求。（注：填料的有效比表面積可近似取為填料比表面積的90%）（15分）七、 在一常壓逆流干燥器中，用熱空氣將某濕物料的含水量由8%干燥至0.5%（均為濕基）；干燥介質為20笆的濕空氣，經預熱器后被加熱到90笆，其中所含水汽的分壓為0.98kPa,離開干燥器廢氣的溫度為45笆。假設本干燥過程為理想干燥過程。（1） 計算空氣經過干燥器的濕度變化量；（8分）（2） 若向干燥系統(tǒng)提供的熱量為500kW，計算濕物料的處理量。（8分）（大氣壓取為101.3kPa）八、 實驗部分（共25分）在標繪孔板流量計流量系數(shù)與雷諾數(shù)關系曲線應選用坐標系。（2分）常用的實驗數(shù)據(jù)處理方法有、、。（2分）干燥過程中，隨著干燥空氣流速的增加，干燥速率，臨界濕含量。（2分）在恒壓過濾實驗中，提高過濾溫度，過濾常數(shù)K；增加料漿濃度，過濾常數(shù)K。（2分）畫出間歇精餾開車過程中，塔頂溫度與時間變化關系示意圖。（2分）在