化工原理 中国石油大学(华东)2007~2008研究生入学考试化工原理试题A卷

中国石油大学（华东）

2008年硕士研究生入学考试试题A

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考试科目:

化工原理

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二、判断题(正确的打√,错误的打×,每题一分，共 5 分) 判断题(正确的打√ 错误的打× 每题一分， :1、用雷诺准数来判断流体的流动形态时，在 SI 制中属层流范围，在 cgs 制中则属湍流 范围。 ( ) ) ) ) ) 2、沉降器的生产能力与沉降速度及沉降面积有关，与沉降高度无关。 ( 能力也不断增加。 5、黑体、镜体、和灰体都是理想化的物体，在自然界中并不存在。 ( (

3、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液量不断增加，生产 4、多层导热时，其推动力为各层推动力之和，阻力也为各层阻力之和。(

三、简答分析题(每题 5 分，共 20 分) 答分析题(1、采用多级压缩的优点有哪些？ 2、单层圆筒壁的内、外半径分别为 r1 和 r 2 ,壁表

面温度分别为 T ' 和 t ' ,若 t ' 〈 T ' , 试写出圆筒任意半径 r 处的温度表达式？ 3、画出单级萃取操作相图。 4、板式塔塔板上造成液面落差的原因有哪些？如何防止？

四、计算题(共 100 分) 计算题(1、(20 分)如图所示，用效率为 65%的离心泵将水由敞口 水池输送至敞口高位槽 E 和 F,调节阀门 V2(E、F 内液面高 度保持不变) ,使 R1 降为零时，C 点压力表读数为 0.05MPa。 现重新调节阀门 V2,使离心泵入口真空表 B 的读数为 12kPa , 与 孔 板 流 量 计 相 连 接 的 U 形 管 压 差 计 读 数 R2=400mmHg,求此时泵的轴功率。 已知：各管段直管及所有局部阻力的总当量长度如下 表。各段管路的摩擦阻力系数均取为 0.03,孔板流量计的孔 径 为 25mm , 流 量 系 数 Co=0.625 , 流 量 计 算 公 式 为 ：

V = C o Ao

2 × P 。其他数据见附图。 ρAB 108×4 5 CD 108×4 80 DE 76×3.5 30 CF 76×3.5 --

管段代号 管规格/mm 总当量长度/m

考试科目: 化工原理 总 4 页 第 3 页 2 (20 2、 20 分)用一板框压滤机在 2kgf/cm 的表压下对某悬浮液进行恒压过滤。在该操作 ( 压力下，过滤常数为 K=1.5×10 m /s,滤饼与滤液的体积比为 0.12m /m ,整理、装卸等 辅助时间为 30min。过滤 30min 时所得滤液体积 5m 。滤饼不可压缩，过滤介质阻力可以 忽略不计。 试求：①压滤机的过滤面积 A; 分) (4 ②若用滤液体积 1/8 的洗液在相同的压力下对滤饼进行横穿洗涤， 洗液与滤液粘度 相同，求在一个最佳操作周期中所获得的滤饼体积； 分) (8 ③将过滤和洗涤的操作表压力降到 1kgf/cm ,其它条件不变，最大生产能力为原 来生产能力的倍数； 分) (4 ④今采用一台直径 2.5m、长 2.5m 的转筒真空过滤机处理此悬浮液，转筒的浸没角 为 120°,操作真空度为 80kPa。达到与②中板框式压滤机相同的生产能力时该转筒真空 过滤机的转速(转/分)(4 分) 。 (20 3、 20 分)现有一单程列管式换热器，管子尺寸 φ19×2mm,管长为 3.0m,共有 40 根， ( 拟用来将 2×10 kg/h 的苯从 20℃加热到 55℃,壳程(管外)为 130℃的水蒸气冷凝。管 内苯侧的污垢热阻为 Ri=8.5×10-4 4 2 3 -5 2 3 3

m ·K/W,管外的污垢热阻及换热器热损失忽略不计。2

2

(7 试求：①换热器的总传热系数 Ko,W/(m ·K); 分) ②判断该换热器是否可用； 分) (6 ③若使用上述换热器，实际操作过程中苯的出口温度； 分) (3 ④操作过程中可以采取哪些措施使苯的出口温度达到原工艺要求。 就其中一种措施 加以计算说明。 分) (4 已知：管材的导热系数为 45 W/(m·K);水蒸汽的冷凝传热系数 αo 为 10 W/(m ·K) 定性温度下苯的物性参数可视为常数：密度

ρ=900kg/m ,粘度 μ=0.47cP,定压比热 CP=1.80kJ/(kg·K),导热系数 λ=0.14 W/(m·K) (20 4、 20 分)有一填料逆流吸收塔，在 101.3kPa 的压力下用清水吸收空气中的氨，进口 ( 气体中含氨 6%(体积分率) ,要求吸收率达到 99%,混合气体流率为 21.28kmol/(m ·h), 进口清水流率为 50 kmol/(m ·h),填料层高度为 4.6m,已知操作条件下的相平衡关系为 Y =0.9X,气相总体积传质系数 Kya∝P 。 试求：①出口尾气的组成 Ya; 分) (4 ②操作液气比为最小液气比的多少倍？(4 分) ③气相传质单元高度 HOG 和气相传质单元数 NOG; 分) (6 ④其他条件不变，若操作压力增加一倍，要保持原来的吸收率，填料层高度应变为 原来的多少倍？(6 分)* 2 2 3 4 2

考试科目: 化工原理 总 4 页 第 4 页 (20 5、 20 分)在常压下采用精馏的方法分离进料量为 100kmol/h,进料组成为 0.35(摩 ( 尔分率，下同)的苯、甲苯混合物，泡点进料，要求塔顶馏出液中苯含量不低于 0.95, 其回收率φ不低于 98%,塔顶设全凝器，泡点回流，操作回流比为最小回流比的 1.4 倍， 塔底设一釜式再沸器，苯对甲苯的相对挥发度为 2.47。 (4 试求：①塔底产品组成 xWw; 分) ②操作回流比 R; 分) (4 ③将再沸器视为一块理论板，求再沸器入口液体组成及出口气相组成； 分) (6 ④在回流比 R=2.5 的实际工况条件下， 在精馏段取 2 个取样点， 取样点间有 4 块实 际塔板，取样点所在板上的气相组成分别为：第 j 板：yj=0.825;第 j+3 板：yj+3=0.66, 试求该塔段的总板效率 ET。 分) (6

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