1、共 4 页 第 1 页 四川理工学院四川理工学院 2012 年研究生入学考试业务课试卷年研究生入学考试业务课试卷（满分：（满分：150 分，所有答案一律写在答题纸上）分，所有答案一律写在答题纸上）招生专业：招生专业：081700 化学工程与技术、化学工程与技术、085216 化学工程化学工程 考试科目：考试科目：810 化工原理化工原理A 考试时间：考试时间：3 小时小时 一、简答与分析题（每小题 6 分，共 24 分）1、一定量的液体在圆形直管内作稳定滞流流动。若管长及液体的物性不变，而管径减至原来的一半，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的若干倍？2、利用水在逆流操作的套管换热器中冷却某物
2、料，要求热流体温度 T1、T2及流量不变，今因冷却水进口温度 t1增高，为保证完成生产任务，提高冷却水的流量，试分析 K 及tm将发生什么变化？3、在总压 P500kPa、温度 t27下使 CO2的体积分率为 3.0的气体与 CO2的摩尔分率为 1.510-4的水相接触，试判断将发生吸收还是解吸?并计算以 CO2的分压差表示的传质总推动力。已知：在操作条件下，亨利系数 E1.73105kPa。4、操作中的精馏塔，将加料口由原来的最佳位置进料向下移动几块塔板，其余操作条件均不变（包括 F、xF、D、R），此时塔顶产品浓度和塔底产品浓度将如何变化？二、选择题（每小题 2 分，共 30 分）1、某地
3、有两个容器，测得一容器内的绝对压力为235mmHg，则真空度为（）mmHg，又测的另一容器内的表压为1255mmHg，则绝对压力为（）mmHg。(已知当地压强为745mmHg)。正确答案是_。A、510，2000 B、2000，510 C、510，510 D、2000，2000 2、如下图所示，用 U 形压差计测定倾斜直管 1、2 两截面的压差，U 形压差计读数 R，反映了_。A、1、2 截面的压力差 B、1、2 截面的阻力损失 C、1、2 截面的位能差 D、1、2 截面的动能差 R1122 共 4 页 第 2 页 3、当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为_。A、气体的粘度很小 B、
4、气体的密度很小 C、气体比液体更容易起漩涡 D、气体破坏了液体的连续性 4、流体在管路中作稳态流动时，具有_特点。A、呈平缓的滞流 B、呈匀速运动 C、在任何截面处流速、流量、压强等物理参数都相等；D、任一截面处的流速、流量、压强等物理参数不随时间而变化 5、在离心泵的运转过程中，（）是将原动机的能量传递给液体的部件,而（）则是将动能转变为静压能的部件。正确答案是_。A、泵壳，叶轮 B、叶轮，泵壳 C、叶片，蜗形通道 D、泵壳，蜗形通道 6、恒压过滤时，如介质阻力可以忽略不计，对不可压缩滤饼，过滤压差增大一倍时，同一过滤时间所得滤液量_。A、增大至原来的 2 倍 B、增大至原来的 4 倍 C、
5、增大至原来的 1.414 倍 D、增大至原来的 1.73 倍 7、冷热流体进行对流传热，冷流体一侧的对流传热系数 1为100W/(m2.K)，热流体一侧的对流传热系数2等于1000W/(m2.K)，总传热系数K接近哪一侧的对流传热系数值，要提高K，应提高哪一侧的值？_。A、接近1，提高2 B、接近2，提高1 C、接近1，提高1 D、接近2，提高2 8、在蒸汽冷凝传热中，不凝性气体的存在对对流传热系数的影响是_。A、不凝性气体的存在会使值大大降低 B、不凝性气体的存在会使值升高 C、不凝性气体的存在与否，对数据无影响 D、不一定 9、双膜理论认为吸收过程的阻力集中在_。A、两膜层中 B、界面上
6、C、液膜之中 D、气膜之中 10、在逆流吸收塔内，入塔条件不变，填料层高度趋向无穷大，当吸收因数Ayn+1xn B、ynyn+1=xn C、ynxnyn+1 D、yn+1ynxn 14、下列塔设备中，操作弹性最小的是_。A、筛板塔 B、浮阀塔 C、泡罩塔 D、舌板塔 15、_是指离开这种板的气液两相相互成平衡，而且塔板上的液相组成也可视为均匀的。A、浮阀板 B、喷射板 C、理论板 D、分离板。三、（20 分）如图所示的输水系统，用离心泵将水池中 20的水输送到敞口高位槽，该离心泵的特性曲线可用以下方程表示：24100.225QH（式中 H 的单位为 m，Q 的单位为 m3/s）。已知：吸入管路
7、的总长度为 12m（包括所有局部阻力的当量长度在内），排出管路的总长度为 98m（包括所有局部阻力的当量长度在内），输送管路采用 108 4mm 的钢管，假设摩擦系数为 0.02。试求：（1）管路特性曲线；（2）管路系统的输水量 m3/h；（3）泵进口处的压强为多少？已知 20水的密度为 998kg/m3，当地大气压为 101.3kPa。四、（20 分）某厂用一套管换热器，甲苯蒸汽的流量为 0.55kg/s，冷凝温度 为 110 ,甲 苯 的 汽 化 潜热 为 363kJ/kg,其 冷 凝 传 热 系 数 为14000W/(m2.K)。冷却水于 16及 1.38kg/s 的流量进入套 管内管(
8、57 3.5mm)作湍流流动，其对流传热系数为 1740 W/(m2.K)。水的比热可取为 4.18kJ/(kg.K)，管壁及污垢热阻可以忽略，试计算：(1)传热速率；（2）冷却水的出口温度；（3）总传热系数；（4）传热面积。20m 4m 共 4 页 第 4 页 五、（20 分）在逆流填料吸收塔中，用清水吸收含氨 5%（体积）的空气氨混合气中的氨，已知混合气体的流量为 126kmol/h，塔径为 1m，平衡关系为 Y*=1.2X，气相总体积吸收系数 KYa 为 180kmol/(m3.h.Y)，吸收剂用量为最小用量的 1.4 倍，要求吸收率为 98%，试求：（1）最小液气比；（2）溶液的出口浓
9、度 X1；（3）气相总传质单元高度；（4）填料层高度；（5）若吸收剂改为含 NH3为 0.0015（摩尔比）的水溶液，问能否达到吸收率 98%的要求？为什么？六、（20 分）用一连续精馏塔分离二元理想溶液，进料量为 100kmol/h，进料组成为 0.4（摩尔分率，下同），馏出液组成为 0.9，残液组成为 0.1，相对挥发度为 2.5，饱和蒸汽进料。塔顶冷凝器为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。试求：（1）馏出液及釜残液量；（2）最小回流比；（3）操作回流比为 3 时，塔釜每小时产生的蒸汽量为多少 kmol？（4）再沸器上方第一块理论板上下降液相组成为多少？七、（16 分）在常压下将含水率为 5%的湿
10、物料以 1.58kg/s 的速率送入干燥器，干燥产品的含水率为 0.5%（均为湿基）。所用空气的温度为 20，湿度为 0.007kg/kg绝干气，经预热器加热至 127后送入干燥器中，废气出口温度为 82，设为理想干燥过程，试求：（1）水分蒸发量；（2）空气在干燥器出口的湿度；（3）绝干空气用量；（4）预热器的热负荷。绝干空气比热：1.01kJ/（kg.）；水蒸气比热：1.88 kJ/（kg.）；0下水的汽化潜热：2490kJ/kg 共 4 页 第 1 页 四川理工学院四川理工学院 2012 年研究生入学考试业务课试卷年研究生入学考试业务课试卷（满分：（满分：150 分，所有答案一律写在答题纸
11、上）分，所有答案一律写在答题纸上）招生专业：招生专业：081700 化学工程与技术、化学工程与技术、085216 化学工程化学工程 考试科目：考试科目：810 化工原理化工原理B 考试时间：考试时间：3 小时小时 一、简答与分析题（每小题 6 分，共 24 分）1、现想测定某一离心泵的性能曲线，将此泵安装在不同的管路上进行测试时，所得性能曲线是否一样？为什么？2、在管壳式换热器中，拟用饱和蒸汽加热空气，试问：（1）传热管的壁温接近哪一种流体的温度？（2）总传热系数接近哪一种流体的对流传热系数？（3）如何确定两流体在换热器中的流径？3、已知某低浓度气体溶质被吸收时，平衡关系服从亨利定律。溶解度系
12、数 H=1.5kmol/(m3.kPa)，气膜吸收系数 kG=2.7410-7 kmol/(m2.s.kPa)，液膜吸收系数 kL=6.94105m/s，试分析该吸收过程的控制因素。4、对操作中的精馏塔，若保持 F、xF、q、D 不变，加大回流比 R，试分析塔顶和塔底产品组成将如何变化。二、选择题（每小题 2 分，共 30 分）1、水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，水流量与管路总阻力损失将_。A、流量不变，总阻力损失增大 B、流量减小，总阻力损失不变 C、流量减小，总阻力损失增大 D、流量减小，总阻力损失减小 2、一转子流量计安装在某管路中用于测量
13、某流体流量，当流过的流量为10m3/h，测得流量计进出口压差计的读数为 R1，若流量变为 5 m3/h 时，流量计进出口压差计的读数为 R2，则有_。A、R1=R2 B、R1R2 D、R1=2R2 3、并联管路的阻力损失等于_。A、各并联支管的阻力损失之和 B、各并联支管阻力损失的平均值 C、任一并联支管的阻力损失 D、不确定 4、在多层平壁稳定导热中，通过热阻大的这一层平壁的传热速率比通过其余平壁的传热速率_。A、大 B、小 C、相等 D、不确定 5、某泵在运行一年后发现有气缚现象，应_。A、停泵，向泵内灌液 B、降低泵的安装高度 共 4 页 第 2 页 C、检查出口管路阻力是否过大 D、检
14、查进口管路是否有泄漏现象 6、降尘室的生产能力_。A、只与沉降面积和颗粒沉降速度有关 B、与沉降面积、颗粒沉降速度及降尘室高度 H 有关 C、只与沉降面积有关 D、只与颗粒沉降速度及降尘室高度 H 有关 7、用板框压滤机恒压过滤某一滤浆（滤饼不可压缩，介质阻力可以忽略），若过滤时间相同，要使其得到的滤液量增加一倍的方法有_。A、将过滤面积增加一倍 B、将过滤压差增加一倍 C、将滤浆温度提高一倍 D、将过滤时间增加一倍 8、两灰体间进行辐射换热，两者间温度差为 100，如两灰体的温度各升高 100，则此时的辐射传热量与原来的传热量相比，将_。A、增大 B、减小 C、不变 D、不一定 9、由于吸收
15、过程气相中的溶质分压总是（）液相中溶质的平衡分压，所以吸收过程的操作线总是在其平衡线的（）。正确答案是_。A、小于，上方 B、大于，上方 C、小于，下方 D、大于，下方 10、根据双膜理论，在气液接触界面处_。A、气相组成大于液相组成 B、气相组成与液相组成平衡 C、气相组成等于液相组成 D、气相组成小于液相组成 11、在吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，为完成一定的任务，则_。A、回收率趋向最高；B、吸收推动力趋向最大；C、总费用最低；D、填料层高度趋向无穷大。12、蒸馏操作的依据是组分间的_差异。A、溶解度 B、沸点 C、挥发度 D、蒸汽压 13、在汽化率相同条件下，简单蒸馏所得馏出
16、液浓度_平衡蒸馏。A、高于 B、低于 C、等于 D、或高于或低于 14、在板式塔设计时，加大板间距，负荷性能图中的液泛线将_。A、下移 B、上移 C、不变 D、不确定 15、在等速干燥阶段中，在给定的空气条件下，对干燥速率正确的判断是：_。A、干燥速率随物料种类不同而有极大的差异；B、干燥速率随物料种类不同而有较大的差异；C、各种不同物料的干燥速率实质上是相同的；D、不一定。三、（20 分）某化工厂用泵将贮槽中密度为 1100kg/m3的某液体送至吸收塔顶，经喷咀喷出，输液管与喷咀连接处的压强为 2200pa（表压）。输送 共 4 页 第 3 页 管路为1084mm的钢管，管内流速为 1.5m
17、/s。贮槽液面至塔顶喷咀处的垂直距离为 20m，取=0.02，设吸入管路的阻力损失可以忽略不计，排出管路总长为 125m（包括全部局部阻力的当量长度在内），试求：（1）该泵的有效功率为多少 kW？（2）能否从下表中选择一台泵来完成上述输送任务，如有泵可以满足要求，试确定其允许安装高度。已知当地大气压为 101325pa，操作温度下液体的饱和蒸汽压为 36kPa。型号 转速(r/min)流量(m3/h)扬程(m)(NPSH)r，m IS80-65-160 2900 50 30 2.5 80Y-60B 2900 50 60 3.0 IS65-40-200 2900 30 47 2.5 四、（20
18、分）现要将某液体从 140冷却至 40，液体处理量为 7000kg/h，比热为 2.3kJ/(kg.K)；用河水作冷却剂，河水进口温度为 20，出口温度30，采用逆流操作。若总传热系数 K0=700W/(m2.K)，忽略热损失，试求：（1）传热速率；（2）冷却水的耗用量，已知水的比热为 4.18 kJ/(kg.K)，密度 1000kg/m3；（3）现仓库有一台单程列管式换热器，内有192mm的钢管 60 根，管长 3m，试核算该换热器可否满足上述工艺要求？五、（20 分）在常压填料逆流吸收塔中，用清水吸收混合气体中的氨，混20m 共 4 页 第 4 页 合气体流量为 75kmol/h，其中氨的
19、摩尔分率为 0.08，出口气体中氨的摩尔分率为 0.002，平衡关系为 Y*=1.5X，试求：（1）最小液气比为多少?（2）若吸收剂用量为最小用量的 1.2 倍时，求溶液的出口浓度。（3）已知塔径为 1.2m，内充乱堆拉西环填料，测得气相总体积吸收系数 KYa 为0.025kmol/(m3.s)，求填料层高度。(4)若使 V、Y1、Y2、X1不变，而使吸收剂改为含氨的摩尔分率为 0.001 的水溶液时，填料层高度有何变化？（KYa 可视为不变）六、（20 分）用一连续精馏塔分离苯、甲苯混合液，塔顶设全凝器，塔底设再沸器。进料量为 150 kmol/h，其中含苯 0.4（摩尔分率，下同），泡点进
20、料，要求塔顶产品中含苯 0.98，塔底产品中含苯 0.05，操作回流比为2.43，已知操作条件下相对挥发度为 2.5，试求：(1)塔顶和塔底的产品量；(2)塔釜上升蒸汽量；(3)精馏段操作线方程；(4)提馏段操作线方程；(5)从塔顶往下数第二块塔板上升气体组成。七、（16 分）采用常压干燥器干燥某湿物料，湿物料含水量为 42，经干燥后为 4（均为湿基），干燥产品产量为 0.126kg/s，空气的干球温度为21，H00.008kg 水/kg 绝干气，经预热器加热至 93后再送入干燥器中，离开干燥器时空气的 H20.03 kg水/kg绝干气，若空气在干燥器中经历等焓干燥过程，试求：（1）水分蒸发量 W（kg/s）；（2）绝干空气消耗量 L；（3）预热器的热负荷（kW），热损失可以忽略；（4）在 H图上示意作出空气的状态变化过程，并注明其有关的参数。(绝干空气比热：1.01kJ/（kg.）；水蒸气比热：1.88 kJ/（kg.）；0下水的汽化潜热：2490kJ/kg)
