華東理工大學化工原理試題1999

本文格式為Word版，下載可任意編輯——華東理工大學化工原理試題1999華東理工大學二00四年碩士研究生入學考試試題考試科目代碼及名稱：461化工原理（含試驗）

一、簡答題：（30分）

1．動量守恒和機械能守恒應用于流體滾動時，二者關系如何?

2．簡述因次分析法規(guī)劃試驗的主要步驟。

3．簡述攪拌過程中加強湍動的主要措施。

4．影響顆粒沉降速度的因素有哪些?

5．何謂流化床層的內(nèi)生不穩(wěn)定性?如何抑制?

6．影響輻射傳熱的主要因素有哪些?

7．化學吸收和物理吸收相比有何優(yōu)點?

8．簡述恒沸精餾和萃取精餾的主要異同點。

9．板式塔的不正常操作現(xiàn)象有哪些?

10．何謂填料塔的載點和泛點?

二、流體滾動計算30分）

如下圖的輸水管路系統(tǒng)，AO管長lAO=100m，管內(nèi)徑75mm，兩支管管長分別為lOB=lOC=75m，管內(nèi)徑均為50mm，支管OC上閥門全開時的局部阻力系數(shù)ξ==15。所有管路均取摩擦系數(shù)λ＝0.03。支管OB中流量為18m3/h，方向如下圖。除閥門外其他局部阻力的當量長度均已包括在上述管長中。試求：(1)支管OC的流量，m3/h；

(2)A糟上方壓強表的讀數(shù)PA，kPa。

三、吸收計算(30分)

某填料吸收塔，用純水逆流吸收氣體混合物中的可溶組分A，氣相總傳質(zhì)單元高度HOG為0.3m。入塔氣體中A組分的含量為0.06（摩爾分率，下同），工藝要求A組分的回收率為95%,采用液氣比為最小液氣比的1.4倍。己知在操作范圍內(nèi)相平衡關系為y＝0.2x。試求：

（1）填料塔的有效高度應為多少？

（2）若在該填料塔內(nèi)進行吸收操作，采用液氣比為1.8，則出塔的液體、氣體濃度各為多少？

四、精餾計算(30分)

如下圖的連續(xù)精餾流程，以回收二元理想混合物中的易揮發(fā)組分A。兩塔塔頂設全凝器，泡點回流，塔釜間接蒸汽加熱．物系相對揮發(fā)度α＝2．0，已知xF＝0．4，xD＝0．99，xW＝0．01,xT＝0．7,xB＝0．2(均為摩爾分率），加料F=100kmol/h。F、T、B均為飽和液體。試求：

（1）D，T，B，W的流率；（2）塔I的最小回流比Rmin；

（3）當塔I的回流比取R=1．5Rmin時，寫出F與B之間塔段的操作線數(shù)值方程。

五、傳熱（此題應屆考生必答，30分）

質(zhì)量162kg的某液體在一裝有換熱盤管的無夾套攪拌釜中用飽和蒸汽加熱。盤管內(nèi)蒸汽的溫度為383K，盤管的換熱面積為lm2。總傳熱系數(shù)為500W／m2.K。

2

攪拌釜的外表面積為2．5m，環(huán)境溫度為293K，釜壁對環(huán)境的給熱系數(shù)為5W／m2.K。試求將液體從293K加熱到377K所需時間。（設液體的熱容為2．1kJ/kg.K，且不隨溫度而變。釜內(nèi)液體因充分混合，溫度保持均一。忽略釜壁熱阻，釜壁溫度可取與液體溫度一致。）

如用一連續(xù)逆流換熱器取代間歇的攪拌釜，加熱介質(zhì)的進出口溫度分別為388K和333K，總傳熱系數(shù)為250W／m2.K,在同樣時間內(nèi)完成162kg該液體的加熱，忽略熱損失，試問連續(xù)換熱器的面積為多少？

六、傳熱（此題在職考生必答，30分）

有一套管換熱器對油品進行冷卻，水以0.1kg/s的質(zhì)量流量通過金屬內(nèi)管，內(nèi)管管徑為φ19×1.3mm，熱油以0.075kg/s的質(zhì)量流量逆流通過套管的環(huán)隙。已知管長2m，熱油和冷水的進口溫度分別為370K和280K。油側的給熱系數(shù)為l．7

2.2..

KW／mK，水側的給熱系數(shù)為2．5KW／mK。油的平均熱容為l.9kJ/kgK，水的

.

平均熱容為4．18kJ/kgK。試求：

（1）以金屬內(nèi)管外表面為基準的總傳熱系數(shù)；（2）油和水的出口溫度。

（忽略管壁熱阻、垢層熱阻及熱損失。）

華東理工大學二00三年碩士研究生入學考試試題考試科目號碼及名稱：461化工原理（含試驗）

一、簡答題：（40分）

11．什么是流體滾動的邊界層？邊界層分開的條件是什么？

12．非牛頓流體中，震凝性流體的特點是什么？

13．攪拌器按工作原理可分為哪幾類？各類攪拌器的特點是什么？

14．簡述數(shù)學模型試驗研究方法的主要步驟。

15．實際流化現(xiàn)象有哪兩種？尋常，各自發(fā)生于什么系統(tǒng)？

16．簡述填料塔載點、泛點的概念。

17．液液萃取溶劑的必要條件有哪些？

18．吸附分開常用的吸附劑有哪些？

19．簡述膜分開的基本原理。

20．在恒定枯燥條件下，將含水20％（濕基）的濕物料進行枯燥，開始時枯燥速度恒定，當枯燥至含水量為5％（干基）時，枯燥速率開始下降，再繼續(xù)枯燥至物料恒重，并測得此時物料含水量為0．05％，則物料的臨界含水量為_______（干基），平衡含水量為_____（干基），自由含水量為______（干基）。

二、帶泵管路(25分）

如下圖的輸水循環(huán)管路，兩臺離心泵型號一致，兩條管路除兩個閥門開度不同外，其它條件完全一致，流向如圖示。封閉容器B內(nèi)的真空度為7×104Pa，兩液面的高度差為9m。兩管路內(nèi)的流速均為3m/s，泵1出口閥兩端的水銀U形壓差計讀數(shù)R為300mm。試求；

（1）泵1出口閥的局部阻力系數(shù)為多少？（2）泵2出口閥的局部阻力系數(shù)為多少？

三、吸收計算(30分)

某廠吸收塔的填料層高度3m，用純?nèi)軇┠媪鞯葴匚瘴矚庵械挠泻M分。入塔氣體中有害組分的含量為0．04(摩爾分率，下同)，出塔氣體中有害組分含量為0.008，出塔液體中有害組分含量為0.03。己知在操作范圍內(nèi)相平衡關系為y＝o.8x。試求：

(1)填料塔的氣相總傳質(zhì)單元高度HOG為多少？(2)原塔操作液氣比為最小液氣比的多少倍？

(3)因法定排放氣有害組分含量為0.004，現(xiàn)增加塔高以使出口氣體達標，若液氣比不受，填料層總高應為多少？

四、精餾計算(30分)

采用連續(xù)精餾塔分開苯、甲苯混合物，進料量為100kmol/h，進料中苯（易揮發(fā)組分）濃度0.4（摩爾分率，下同）,飽和汽體進料。該塔塔頂設全凝器，泡點回流，塔釜間接蒸汽加熱。要求塔頂產(chǎn)品苯濃度為0.99，塔釜產(chǎn)品苯濃度為0.03，操作條件下，該物系相對揮發(fā)度α＝2．5，實際回流比為最小回流比的1．5倍。試求：

(1）塔頂采出率和易揮發(fā)組分的回收率；（2）精餾段和提餾段的操作線方程；

（3）若塔釜中止供應蒸汽，保持回流比不變，若塔板數(shù)無限多，塔底殘液的濃度為多少？

五、傳熱（此題應屆考生必答，25分）

用一帶有攪拌器的夾套式換熱器將質(zhì)量m=800kg，比熱容為2.2kJ/kg℃的有機物從80℃冷卻至40℃。己知夾套式換熱器的總傳熱系數(shù)K=160W／m2℃，傳熱面積為3m2，冷卻水流量為0.1kJ/s，入口溫度t1＝20℃，忽略熱損失，攪拌器內(nèi)液體主體溫度均一。試求：（1）完成冷卻任務所需時間。

（2）終了時，冷卻水的出口溫度。

六、傳熱（此題在職考生必答，25分）

一管殼式換熱器由38根φ25×2.5mm，長3m的鋼管組成。110℃的飽和蒸汽

2

通入殼程，加熱管程中的甲苯，蒸汽冷凝對流給熱系數(shù)為10000W／m℃。甲苯流量為7kg/s，入口溫度為30℃。甲苯的比熱為1840J/Kg℃。該流量條件下，甲苯側的對流給熱系數(shù)為1090W／m2℃,管壁很薄，可忽略管壁及兩側的垢層熱阻。試求：

(1)此時，甲苯的出口溫度為多少℃？

(2)現(xiàn)因生產(chǎn)需要，甲苯的處理量增加50％，蒸汽冷凝對流給熱系數(shù)視作不變，甲苯的出口溫度為多少℃？

華東理工大學二00二年研究生（碩士、博士）入學考試試題

考試科目號碼及名稱：501化工原理（含試驗）

一、簡答題：（20分）

1.層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是什么？

2.非牛頓流體中，塑性流體的特點是什么？

3.攪拌器的兩個功能是什么？改善攪拌效果的工程措施有哪些？

4.加快過濾速率的途徑有哪些？

5.什么是顆粒的自由沉降速度？

6.簡述輻射傳熱中灰體的概念。

7.簡述填料塔等板高度HETP的概念。

8.簡述萃取過程中選擇溶劑的基本要求有哪些？

9.恒速枯燥階段的濕物料表面溫度是什么溫度？為什么？

10.簡述綜合評價板式塔塔板性能優(yōu)劣的主要標準。

二、帶泵管路（20分）圖示離心泵輸水管路，將敞口低位槽中的水輸送到塔設備中。泵的揚程可用H＝40-6×104q2V（He:m，qv:m3/s）表示，管路均為Φ50×2.5mm，總管長（包括局部阻力當量長度）為80m，摩擦系數(shù)λ＝0.025。塔內(nèi)壓強為0.1MPa（表）塔內(nèi)出水口與低位槽液面垂直高差為12m。試求：（l）管路的流量為多少m3/s？泵的有效功率為多少？（2）若塔內(nèi)壓強變?yōu)?.2MPa（表），則此時流量為原流量的百分之幾？

三、吸收計算（20分）某逆流操作的吸收塔，用純?nèi)軇┑葴匚漳郴旌蠚庵械腁組分?；旌蠚獾奶幚砹繛?0kmol/h，進塔混合氣中A組分的含量為0.05(mol分率)，回