1999年江南大学化工原理研究生入学考试试题
概念题
（1）某型号转子流量计，生产厂家在出厂前用20摄氏度，1atm的空气标定流量刻度。当用其测定40摄氏度，1atm的空气时，其校正系数为______（20摄氏度，1atm空气的密度是12kg/m3）
水以相同的流速分别通过水平放置和垂直放置的两根直管，已知直管内径d1=d2 （用下标1表示水平管，下标2表示垂直管，下同）两测压孔间距离L1=L2，用装有水银指示液的U型压差计测得指示液高度分别为R1和R2，则______
A R1>R2 B R1 (1）离心泵的允许吸上真空度与下列因素无关的是______ A 吸入管长度 B 流量 C 输送液体温度 D大气压 某通风机铭牌上标明全风压为1000mmH2O,，其意思是______ （1）降尘室长5m，宽3m，高1m，中间装有9块隔板，最小颗粒的沉降速度为0.01m/s，欲将颗粒全部沉降，则降尘室的生产能力限于______m3/s 推导过滤基本方程式时一个最基本的依据是______ A 饼层的空隙率 B 过滤介质比阻 C 滤液层流流动 D 滤饼的可压缩性 (1)旋风分离器的主要选型（或设计）依据是______和______ （2）因次分析的目的是______，依据是______ （1）有两台相同的列管换热器作气体冷却使用，在气、液流体流量及进口温度一定时，为使气体温度降到最低，应采用的流程是 ______ A 气体走管内，气体串联逆流操作 B气体走管内，气体并联逆流操作 C 气体走管外，气体串联逆流操作 D 气体走管外，气体并联逆流操作 2.某砖块的黑度为0.9，当其表面温度为327摄氏度时，其辐射能力为______W/m2 6.(1)对易溶的气体，气相一侧的介质浓度Yi接近于______（2）某低浓度气体吸收过程，已知相平衡常数m=1，气膜和液膜体积吸收系数分别为Kxa=2×10-4Kmol/(m3m.s)，Kxa=0.4Kmol/(m3m.s).,，该吸收过程为______膜阻力控制。 （1）已分析测得精馏塔某处相邻两块板上的四股物料的组成分别为0.32、0.70、0.75、0.82，试找出Yn, Xn ,Yn+1, Xn+1的对应值，Yn=______ Xn=______ Yn+1=______ Xn+1=______（板从塔顶往下数） 原料的数量和浓度相同，用简单蒸馏得汽相总组成为XD1，用平衡蒸馏得汽相总组成为XD2。若两种方法所得到的汽相量相同，则 ______ A XD1 > XD2 B XD1 = XD2 C XD1 < XD2 D不能判断 （1）在相同填料层高度和操作条件下，分别采用拉西环、阶梯环、鲍尔环填料进行填料的流体力学性能试验，哪种填料的压力降最小？ ______ A 鲍尔环 B 拉西环 C 阶梯环 若填料层高度较高，为了有效润湿填料，塔内应设置______装置。 （1）对不饱和湿空气，干球湿度______湿球温度， 露点温度______湿球温度 （< > =) 在恒定干燥条件下将20%的湿物料进行干燥，开始时干燥速率恒定，当干燥至含水量为5%时，干燥速率开始下降。再继续干燥至物料衡重，测得此时物料含水量为0.05%，则物料的临界含水量为 ______ 以下两题选做一题 10a（1）在B-S部分互溶物系中加入溶质A，将使B-S互溶度______（增大、减少、不变） 从A和B组分完全互溶的溶液中，用溶剂S萃取其中A组分，如果出现以下情况将不能进行萃取分离______ A S和B完全不互溶，S和A完全互溶 B S和B部分互溶，A组分的分配系数KA =1 C 选择性系数β=1 10b（1）为了提高蒸发器的生产强度______ A 应该设法提高总传热系数或增加传热温度差，或两者同时并进 B 不应考虑传热系数问题，而应设法提高传热温度 C 不应考虑传热系数问题，而应设法降低传热温度 D 尽可能采用并流进料法 下述几条措施，哪一条不能提高加热蒸汽的经济程度？______ A 采用多效蒸发流程 B引出额外蒸汽 C使用热泵蒸发器 D 增大传热面积 (20分）某离心泵，特性曲线方程为H=25.1×10-1Q2（式中H单位m，Q单位为m3/s),效率曲线方程为η=160Q-8000Q2(式中Q单位为m3/s),，若用此泵将敞口水槽的水输送至一密闭容器中，当升扬高度为10m，容器顶端压力表读数为98.1KPa，输水量为0.008m3/s时，管内流体流量已处于完全湍流区。试问：（1）若电机效率为98.1%，传动损失和安全系数均不考虑，该泵配备的电机功率应为多少Kw； (2) 若改用此泵输送密度为1250kg/m3的某水溶液，当泵的升扬高度、阀门开度及管路其它条件均保持不变的情况下，该水溶液的流量为多少m3/s。 （20分）有两台单壳程列管式换热器，采用145摄氏度的饱和水蒸汽加热初温为10摄氏度的常压空气。空气在管内均为湍流流动。两台换热器的列管长度L、管内径d和总管数n均相等。其中第一台采用单管程流动，空气被加热到100摄氏度；而第二台采用双管程流动，空气被加热到130摄氏度，已知双管程换热器各程的管数相等，空气的物性数据可视为相同，热损失可忽略不计。试求两台换热器中水蒸汽的消耗量之比与空气质量流量之比的关系。（注：20.2=1.1487,1.09/1.6=0.6815，（7/7.8125）0.5=0.947） （20分）某二元理想混合液XF=0.5（易挥发组分的摩尔分率，下同），F=100Kmol/h，现拟在常压操作的连续精馏塔内将其分离为XD=0.9的产品，要求塔底釜液组成XW不大于0.1，已知物系的相对挥发度为2.5，釜液的气化潜热为30000KJ/kmol.。试比较以下两种进料情况下塔釜加热器所需的最少能量；（A)泡点进料 （B)宝盒蒸气进料（注：塔釜能耗可以用Q=Vr估算） 五、（20分）在某逆流操作的吸收塔内用纯溶剂除去某混合气体中的可溶组分。已知平衡关系为：Y=0.5X，测得气体进、出口浓度为Y1=0.06，Y2=0.01，吸收液出口浓度为X1=0.1（均为比摩尔分率）。今将气、液流量均加倍。假设塔仍能正常操作，气、液相流量加倍后传质系数增加20%，试求新状态下气体的出口浓度。 1999年江南大学化工原理研究生入学考试试题参考答案 概念题 1. (1) V2/V1=(ρ1/ρ2)1/2=(T2 /T1) 1/2=[(273+400)/(273+20)] 1/2=1.034 （类同09年小题） (2) D hf1=hf2，R1=R2 2. (1) Hs'=(Pa-P1)/ρg Hs'与泵的结构，被输送的液体性质，当地大气压强及其温度有关，且随着Q的增大而减小。 (2)指20℃，101.33kPa 下，气体的密度为1.2kg/m3时，风机所具有的静风压和动风压之和为100H20mm产生的压强。 3. (1) Vs≤blut·(n+1)=1.5(m3/s) (2) C 见课本 4. (1) 分离效率、压强降 (2) 减少变量的数目；因次一致性原则和所谓的∏定理（类同09年小题第1题） 5. (1) A;串联温差大（同09年小题） (2) E=εC0(T/100)4=0.9×5.67×[(327+273)/100]4=6.6135×103 (W/m2) 6. (1) y* (2)气；1/KYa>>m/KXa 7. (1) (2) A;因平衡蒸馏实现了过程的连续化，但同时造成了物料的混合，故XD1> XD2 8. (1) C;压降：拉西环>鲍尔环>阶梯环 (2) 液体再分布 9. (1) 对于不饱和空气 t>tαs>tw>td 同09年小题 对于饱和空气 t=tαs=tw=td (2) Xc=5% 10a(1)增大 (2) C 10b(1) A (2) D 二、(1)He=K+BQ2=△Z+△P/ρg+BQ2=20+BQ2 H=25-1×104Q2 ∴B=68125 H=24.36(m) η=160Q-8000Q2=0.768 N=HQρ/102η=24.36×0.008×1000/(102×0.768)=2.489(KW) ∴N电机=N/η电机=2.489/0.981=2.54(KW) (2)当ρ=1250 Kg/ m3时，K=△Z+△P/ρg=18，B不变 ∴He=18+68125 Q2 H=25-1×104Q2 三、∵α蒸汽>>α空气 ∴ k≈α空气 对于第一台换热器 Whrh=KS△tm αi=0.023(λ/d)(duρ/μ)0.8(cpμ/λ)0.4 ∴αi∝u0.8 Wc=n(π/4)d2uρ ∵(Wh/Wh′)·(rh/rh′)=(K/K′) ·(S/S′) ·(△tm /△tm′) ∴(Wh/Wh′) =(K/K′)·(△tm/△tm′) 145 145 ∴△tm=(135-45)/㏑(135/45)=81. 92(℃) 100 10 145 145 ∴△tm′=(135-15)/㏑(135/15)=54.61(℃) 130 10 K/K′= αi/αi′=(u/u′)0.8 而u/u′=Wc/(Wc′/2) (u /u′)0.8= [Wc/(Wc′/2)]0.8·(81.92/54.61)=2.612 (Wc/Wc′)0.8 四、由F=D+W FxF=DxD+WxW 当q=1时，xq=xF=0.5 ∴yq =2.5×0.5/(1+1.5×0.5)=0.714 Rmin=(xD-yq)/(yq-xq)=(0.9-0.714)/(0.714-0.5)=0.8678 V′=(R+1)D+(q-1)F=93.36 Q=V′·r=93.35×30000=2.80×106(KJ/h) 同理 当q=0时，yq=xF=0.5 ∴xq =0.286 Rmin=(xD-yq)/(yq-xq)=(0.9-0.5)/(0.5-0.286)=1.869 V′=(R+1)D+(q-1)F=43.35 Q=V′·r=43.35×30000=1.30×106(KJ/h) 五、X2=0，m=0.5，Y1=0.06，Y2=0.01，X1=0.1 L/V=(Y1-Y2)/X1=(0.06-0.01)/0.1=0.5 S=m/(L/V)=1 NOG=(Y1-Y2)/△Ym=(Y1-Y2)/Y2=(0.06-0.01)/0.01=5 HOG=V/(KYα·Ω) Z=NOG·HOG=NOG′·HOG′ ∴NOG′=(1.2×5)/2=3 ∴NOG′=(Y1-Y2′)/Y2′=3 ∴Y2′=0.015