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1、851 华南理工大学 2008 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 （请在答题纸上做答，试卷上做答无效，试后本卷必须与答题纸一同交回） 科目名称：化 工原理 适用专业：化学工程，化学工艺，应用化学，工业催化，能源环境材料及技术，制药 工程，制浆造纸工程，制糖工程，环境工程 共 页 第 1 页 一、选择填空题（50分） 1、流体在管内的流速u=0.5m/s，管径d=0.01m，密度为1000kg/m3，粘度=0.005kg/(m.s)，其Re= ，流动形态为 流，最大速度为 。 2、在换热器的操作中有逆流操作和并流操作，对于高粘度的冷流体，为了降低粘度，宜采 用 _操作；为了减少加热剂或冷却剂用量
2、，宜采用_ 操作。 3、在一板框过滤机上过滤某种悬浮液，在0.1MPa (表压)下20min可在每平方米过滤面积上得到0.197m3的滤液，再过滤20min又得到滤液0.09m3，则共过滤一小时可得总滤液量_m3。 4、蒸气冷凝分为_和_，工业用冷凝器的设计都是按_的情况进行 设计。 5、一降尘窒长5m，宽3m，高1m，中间装有l0块隔板，隔板间距为0.1m，现颗粒最小直径 10m，其速度为0.02 ms，欲将最小直径的颗粒全部沉降下来，含尘气体的最大流速不能 超过_ms。 6、一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果应_，主要原 因是_。 7、水平串联的两直管道、，已知管径d
3、=0.5d，流体在管道中的雷诺数 Re=1800，管道长为100m。测得某流体经管道的压降为0.64m液柱，流经管道的压 降为64mm液柱，则管道的长度为_。 A 80m； B 100m ；C 140m ；D 160m 8、流体在某管内作层流流动，当流量减小时，其摩擦系数入_，阻力损失 _。 9、一套管换热器，管内走液体，管间走蒸汽，由于流体入口温度下降，在流量不变的情况 下，为仍达到原来的出口温度（此设备再提高压力强度已不允许），采用简便有效的措施 为_。 管内加麻花铁； 提高壳程数； 减少壳程数； 换封头 10、流体流动的速度分布方程：)(422rRLpur=的使用条件是：第 2 页 _；
4、_；_。 11、造成离心泵气缚的现象原因是_。 A 安装高度太高；B泵内流体密度太小；C入口管路阻力太大；D泵不能抽水 12、转子流量计的特点是 、 。测流体流量时，随着流体流量减小，孔板流量计两侧压差 值将 ，若改用转子流量计测量，当流量减小时，转子两端压差值将 。 13、在某输液的管路中，并联一台同型号的离心泵，并联双泵后工作点的输液效果为 。 A并联的输液量将是单泵的两倍 B并联输液的扬程是单泵的两倍 C并联的能耗将是单泵的两倍 D无论输液量、扬程或能耗都不会是原泵的两倍 14、湿空气的温度一定，湿度越高湿球温度（ ）。 15、空气的湿球温度受湿空气的（ ）和（ ）两个因素控制。 16、
5、.在恒定的温度下，物料的结合水与非结合水的划分，( )。恒速干燥阶段，干燥速率（ ），降速干燥阶段，干燥速率（ ） A) 只取决于物料本身的特性；B）只取决于空气状态 C) 取决于空气状态和物料本身的特性；D)不定 17、.在填料塔中用清水吸收混合气中NH3，当水泵发生故障，水量减少时，气相总传质单 元数NOG（ ） A增加； B减少； C不变 D 不定。 18、在吸收塔某处，气相主体浓度Y=0.025，液相主体浓度X=0.01，气相传质分系数kY=2mol/m2.h，气相总传质系数KY=1.5 mol/m2.h，则该处气液界面上气相浓度Yi应为（ ），已知平衡关系为Y*=0.5X。 A 0.
6、02 B 0.01 C 0.015 D 0.005 19、.实验室用水吸收空气中的CO2，基本上属于（ ）。 其气膜中的浓度梯度（ ）液膜中的浓度梯度（均换算为对应的液相组成表示）。气膜阻力 （ ）液膜阻力。 A大于，B等于，C小于，D 气膜控制， E 液膜控制，F 两相扩散控制 20、在吸收操作中，操作温度升高，吸收的推动力（ ）；当操作压力升高，吸收的推动力 （ ） 21、.连续精馏塔设计时，当采用塔顶全凝器，泡点回流方案时，为完成分离任务所需理论 板数N1。若采用塔顶分凝器，而回流比和前方案相同时，则完成同样分离任务所需理论板 数为N2。比较：（ ） A N2 N1 B N2 =N1 C
7、 N2 Rm2 （D）无法确定Rm大小 23、相对挥发度AB=2的双组分混合物，当气相与液相达到平衡时，两相间的组成的关系 是( ).A. yAxA; B. yAxA; C. yA=xA. 24、精馏塔设计时，保持塔顶和塔底产品的流量和组成不变，当提高回流比时，所需的理 论板数将（ ），塔顶全凝器所需冷却水的用量将（ ）；塔底再沸器的热负荷将（ ） 25、二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下的变化（ ） A平衡线； B操作线与q线； C平衡线与操作线； D平衡线与q线。 二、（20分）一个常压连续精馏塔分离苯和甲苯混合物。 精馏塔塔顶第一块板上升蒸汽的 组成为y1=0.94 (苯
8、的摩尔分率)，如图。在分凝器中，蒸汽量的 2/3冷凝成饱和液体作回流 液。未冷凝部分的饱和蒸汽送入下一冷凝器全部冷凝为塔顶产品。操作条件下，苯甲苯 混合物的相对挥发度为2.5，求： （1）塔顶产品组成(xD) ，回流液组成 (x0). （2）第二块理论板的上升蒸汽组成 (y2). 第二题附图 三、（20分）在一吸收塔中，用清水逆流吸收某气体混合物，入塔气相组成为0.04（摩尔 分率，下同）操作条件下物系的平衡关系为Y*=1.2X，操作气液比为1.2，出塔气相组成为0.01，吸收过程为气膜控制，KYaV0.7（V为气体混合物中惰性气体的摩尔流率）。 (1)求气相总传质单元数NOG； (2)若气液
9、初始组成、流量、清水流量及操作条件不变，当两个完全相同的塔并联逆流操作 时，气液两相流量分配相等，此时气体出口组成为多大？ 四、（25分）如附图所示，从水池用离心泵向一高位槽送水，高位槽的压力为0.2kgf/m2，一定阀门开度时送水量为每小时45m3，管路总长（包括所有局部阻力的当量长度）为150m，吸入管和排出管路均1084mm的光滑管，当Re=3000107时，管路的摩擦系数=0.3164/Re0.25。 试求：（1）该泵的扬程和轴功率。 已知泵的效率为65%，水的密度为1000kg/ m3，水的粘度为110-3Pa.s。 第 4 页 （2）当水池水位下降(设泵仍能正常工作)，是否影响泵的
10、输送能力？此时管路中的 阻力损失如何变化？怎样调节到原来的输送流量？(分析并画图说明) 第四题附图 五、（25分）某生产过程需要将440kg/h的常压空气从20加热到95，为完成该传热任务， 现选用一台单程列管式换热器，所用的换热器尺寸如下：管子规格为25mm2.5mm的钢管， 管长为1.5m，管子数为38根。壳程采用115的饱和水蒸汽加热。 已知空气的物性数据为：Cp=1kJ/（kgK）;=0.029W/（mK）; =0.02cp 试求： （1） 通过计算说明该换热器是否能满足生产要求? （2） 如使用此换热器时空气的实际出口温度为多少？ （3） 若要求空气的出口温度能达到95，则该换热器在
11、结构和操作上应采取什么 措施？(用计算等说明)（受锅炉压力所限，蒸汽温度不能再提高） 注：计算中可忽略管壁及污垢热阻，热损失也忽略不计， 可忽略空气物性随温度的变化。 六、（10分）调节干燥需要的空气状态，干燥操作如下图所示： 已知：状态A：tA=50， 相应的露点温度为td=20， V=500 m3h-1 (湿空气) 状态B： 通过冷凝器后，空气中的水分除去2kgh-1状态C： 除去水分的空气通过预热器升温到tc后再进入理想干燥器。 附：水在不同温度下的饱和蒸汽压如下表： 温度 10 15 20. 30 40 50 60 蒸汽压p kPa 1.2263 1.7069 2.3348 4.2477 7.3771 12.3410 19.9241 试求：. 在I-H图上画出干燥过程的空气状态变化。 第 5 页 . 绝干空气的用量为多少 kg/h；离开冷凝器后空气的湿度 HB=?
