(A)变大 (B)变小 (C) 不变 (D)不确定 16.如需将空气减湿,应使水温_______。
(A)高于湿球温度 (B)低于湿球温度 (C)高于露点 (D)低于露点 17.干燥热敏性物料时,为提高干燥速率,可采取的措施是_______
(A)增大干燥面积(B)提高干燥介质的温度 (C)降低干燥介质相对湿度(D) 提高干燥介质流速 18.真空干燥的主要优点是________。
(A)省钱 (B)干燥速率缓慢 (C)能避免物料发生不利反应 (D)能避免表面硬化 19.进行萃取操作时应使________。
(A)分配系数大于1(B)分配系数小于1 (C)选择性系数大于1 (D) 选择性系数小于1
20.在 部分互溶系统中,若萃取相中含溶质 ,稀释剂 , 溶剂 , 则萃取相中 ________.( 均表示质量分率) 二.(20分)用一离心泵将敞口贮槽内的某悬浮液送入过滤机进行过滤。悬浮液的密度为 ,粘度为 。在过滤机入口前装一调节阀。管路总长 (包括除调节阀外的所有局部阻力),内径 ,滤液出口为大气压,贮槽和滤液机出口间的高度差可忽略不计。泵的特性曲线为 (流量 的单位为 , 扬程 的单位为 ).过滤机的过滤面积为 , 滤液与滤饼的体积比为 , 滤饼不可压缩,滤布阻力不计。过滤在恒压下进行,第 小时内压差为 ,过滤方程为 (过滤时间 的单位为 , 的单位为 ).试求:(1)调节阀的阻力系数(流速可按第 小时内的平均流量算);(2)第 小时内的管路特性方程。(层流下摩擦因数 , 湍 流下摩擦因数 ) 三.( 分)用 ℃饱和水蒸气在列管式换热器内加热水。水走管内,钢管壁热阻,污垢热阻和热损失均忽略不计,水的定压比热容可视为常数。传热为强制湍流。当水的流速为 时,可将水从 ℃加热到 ℃,且测得基于外表面的传热系数 为 。当水的进口温度不变,流速增加到为 时,测得 。求:(1)水蒸气冷凝的表面传热系数;(2)流速增加后水的出口温度。 四.( 分)在常压板式蒸馏塔中分离某双组分理想溶液。溶液的相对挥发度 。操作时塔顶采用全凝器,泡点回流,回流比 ,塔釜采用间接蒸汽加热。已知原料液中含易挥发组分 %(摩尔%),泡点进料,流量为 。现要求塔顶馏出液中组分 的回收率为 %,塔底采出液中组分 的回收率为 %。试求:(1)操作回流比 ;(2)精馏段操作线方程;(3)提馏段操作线方程;(4)若塔顶第一块板的气相单板效率为 % ,求由塔顶第二块板上升的气相组成。 五.( 分)在常压逆流操作的填料塔中用清水吸收氨-空气中的氨。已知填料层高度为 ,进塔混合气中氨的摩尔分率 ,要求吸收率 A = % ,操作条件下 ,出塔水溶液浓度 。试求:(1)实际操作液气比是最小液气比的多少倍?(2)出塔水溶液的最大浓度 ;(3)完成上述分离任务所需的气相传质单元高度 为多少 ;(4)若要求出塔混合气中氨的摩尔分率 ,其它操作条件及 (液气比)不变,此塔是否适用?(注:计算中摩尔比可用摩尔分率代替,惰性气体流量可用混合气体流量代替,溶剂流量可用溶液流量代替)
2003年硕士学位研究生入学试题
一、概念题(每小题1.5分,共30分) 1.用圆管输送水,管道某处装有一闸阀,阀的前后分别与U形压差计的两支管连接。在水的流速为2m/s
时U形压差计的读数为0.1m,压差计的指示液为水银,则阀的阻力系数为_______。
2.一转子流量计,在水的流量为1m3/h时测得转子承受的压降为20mmHg柱,若流量增加到10m3/h,则转子承受的压降将________。
(A)增加; (B)减小; (C)不变; (D)不一定。 3.离心泵内将动能转化为静压能的部件是_________。 4.离心泵出口阀门开度的改变_______。
(A)不改变泵的特性曲线; (B)不改变管路特性曲线; (C)不改变管路所需的扬程; (D)不改变泵的工作点。 5.以下说法中不正确的是______。
(A)往复泵的流量随扬程的降低而增加; (B)旋涡泵在启动前需要灌液;
(C)齿轮泵的流量只能用安装旁路的方法来调节; (D)往复泵适用于输送高粘度的液体。 6.沉降室的生产能力与________有关。
(A)颗粒沉降速度和沉降室高度; (B)沉降面积;
(C)沉降面积和颗粒沉降速度; (D)沉降面积、颗粒沉降速度和沉降室高度。
7.恒压过滤时,若过滤介质阻力不变,过滤时间缩短一半,则所得的滤液体积为原来的_________。 8.试判断下列各组传热系数α的数值大小。
(A)α水蒸气冷凝_____α水(B)α湍流_____α过渡(同一物料) (C)α滴状冷凝_____α膜状冷凝 9.判断题
(A) 多层壁稳定传热,凡热导率λ大的一层,温差也大。_____
(B) 在多管层列管换热器中,无相变两流体的平均传热温差总是比纯逆流时的小。_____ (C) 传热边界层厚度总是小于或等于流动边界层厚度。_____
10.在双效并流蒸发系统中,将10000kg/h的10%稀溶液浓缩到50%,若第一效的蒸发水量为3800kg/h,则出第一效溶液的浓度为_________。
11.在气体吸收操作中,若1/ky<<m/kx,则吸收过程属于__________控制过程。 12.根据表面更新理论,传质速率与扩散系数的________次方成正比。 13.在填料塔内进行吸收时,气---液两相的主要传质表面是_______。
(A)填料的总表面积 (B)填料的比表面积 (C)被湿润的填料总表面积
14.双组份连续精馏,若F、xF、xD、xW保持不变,进料热状态参数发生变化,将使_____。 (A)D变,W不变 (B)D不变,W变 (C)D和W均不变 (D)D和W均变化 15.精馏段操作线的斜率______。
(A)大于1 (B)小于1 (C)等于1 (D)等于0
16.浮阀塔板上的阀片全开以前,阀孔气速随空塔气速的增加而_______。 17.板式塔在以下情况中________可不设进口堰或受液盘。
(A)塔径较小,液量较大 (B)塔径较大,液量较小 (C)液体由侧线抽出 (D)降液管中清液层较高
18.在梅雨季节,空气为水汽所饱和,而处于饱和状态的气体不能用作干燥介质。因此,甲认为梅雨季节里干燥作业必须停产,而乙认为不必停产。你认为________。
(A)甲对乙不对 (B)乙对甲不对 (C)甲、乙都对 (D)甲、乙都不对
19.下列参数中,________与空气的温度无关。
(A)相对湿度 (B)湿球温度 (C)饱和水蒸汽压 (D)露点温度 20.固液萃取是传质单元操作之一,属_________控制。
二、(30分)用一水泵将20℃的清水(粘度=1.005×10-3Pa?s)从河流送至水槽,管道装置如本图所示。管道内径为100mm,其中装有一文丘里流量计,流量计入口直径与管道相同,喉部面积为管道面积的1/4,当阀门开至一定开度时,与流量计入口和喉部相接的U形压差计读数为300mmHg。流量计的进口至喉部的阻力系数ξ为0.15。流量计出口所接管道经弯头与长2m的垂直管相接,其1/2插入水槽水中,管路中的摩擦系数λ与Re的关系为:λ=0.002Re0.2。求:(1)该管道的输水量[m3/h];(2)图中A点的压强[Pa];(3)若干旱季节河水水位下降了2m,(设泵仍能正常操作),问是否影响输送流量?(说明理由)。如何调节到原来的输送流量?此时管路中阻力该变了多少?(用示意图说明)(设流动已在阻力平方区)。
三、(30分)在一蒸汽加热器内每小时将5200m(标态)空气从0℃加热到90℃。加热器由151根Φ38mm×3mm的钢管,空气在管内单程流动,加热蒸汽在管间流动,用120℃饱和蒸汽加热,其冷凝潜热为2206Kj/kg。试求加热管长和蒸汽消耗量。注:(1)空气在定性温度下的物性:ρ=1.075kg/m3,cP=1.02kJ/kg·℃,λ=0.0269W/m·K,μ=1.94×10-5Pa·s;(2)λ钢=45W/m·K;(3)标态下空气ρ=1.252kg/m3。 四、(30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),塔顶产品组成为0.9,塔底产品组成为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)塔顶产品及塔底产品量; (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)塔釜上一块理论板液相组成为多少? 五、(30分)在填料层高度为3m的常压逆流操作的吸收塔内,用清水吸收空气中的氨。混合气体含氮5%(体积%,下同),塔顶尾气含氮0.5%,操作的吸收因数为1。已知在塔操作条件下氨水系统平衡关系可用Y*=0.9X表示。试求:(1)吸收液的出口浓度;(2)该填料塔的气相总传质单元高度;(3)该填料塔的等板高度。
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2004年硕士学位研究生入学试题A
一、概念题(30分,每空或每选择1.5分)
1.空气以相同的流速分别流过水平放置和垂直放置的两根等径直管1和2,在长度相同的两端各装一U
型压差计,两压差计的指示液相同,读书分别为R1和R2,则______。
A.△P1=△P2 B.△P1>△P2 C.R1=R2 D.R1>R2
2.某液体在套管环隙内流动。外管为φ56mm×3mm,内管为φ30mm×2.5mm,液体粘度为1mPa·s,密度为1000kg/m3,流速为1m/s,则该液体在该套管环隙内流动的Re=________。
3.以△h表示离心泵的汽蚀余量,p1允表示泵入口处允许的最低压强,pt为操作温度下液体的饱和蒸汽压,u1为泵进口处的液速,则__________。
A.p1允=pt+△h B. p1允/ρg=pt/ρg +△h-u12/2g C. p1允/ρg=pt/ρg +△h D. p1允/ρg=pt/ρg +△h+ u12/2g 4.进行离心泵特性曲线测定实验时,启动泵后出水管不出水,泵进口处真空计指示真空度很高,你认为以下可能的原因中,哪一个是真正的原因?
A.水温太高 B.真空计坏了 C.排出管路堵塞 D.吸入管路堵塞
5.含细小颗粒的气流在降沉室内除去小粒子(沉降在斯托克斯区),正常情况下能100%出去50μm的粒子,现气体处理量增大一倍,原降尘室能100%除去的最小粒径为________。 A.
B.1/2×50μm C.50μm D.2×50μm 2?50?m6.过滤介质阻力忽略不计时,最佳等压过滤循环是
A.τ过滤=τ洗涤 B. τ过滤+τ洗涤=τ辅 C.τ过滤=τ洗涤+τ辅 D.τ洗涤=τ过滤+τ辅助
7.有两台同样的列管式换热器,拟作气体冷却器用,在气、液体流量及进口温度一定时,为使气体温度降到最低,采取流程_________。
A.气体走管外,气体并联逆流操作; B.气体走管内,气体并联逆流操作 C.气体走管内,气体串联逆流操作。
8.有一φ18mm×2mm的无缝钢管,管内通冷冻盐水,为减少冷量损失,在管外包一层λ=0.18W/(m·K)的石棉保温层外壁与空气的表面传热系数α=10W/(m2·K),原包石棉厚为5mm,现改为8mm,则冷量损失___。 A.增大 B.减小 C.不变 D.不一定
9.某列管换热器,管间为饱和水蒸气冷凝。若饱和蒸汽温度与壁温之差增加一倍,则传热速率将增加为原来的_________。
A.2-1/4倍 B.23/4倍 C.21/4倍 D.21/3倍
10.在相同的操作条件和相同的蒸发任务下,多效蒸发器的生产能力________单效蒸发的生产能力。 A.等于 B.大于 C.小于 D.不一定
11.某精馏塔设计时,若将塔釜由原来的间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热,而保持xF,D/F,q,R,xD,不变,则xW_______,理论板数________。(增加,减少,不变,不确定)
12.气液两相在填料塔内逆流接触时,有效传质表面积是__________________________________。 13.塔板上溢流堰的主要作用是_______________________________________________。
14.双组分理想气体中进行稳态单向扩散,如维持气相总摩尔浓度及溶质的摩尔浓度梯度不变,当系统温度升高时,溶质通量NA将____________。(增大,减小,不变,不一定)
15.以空气作为湿物料的干燥介质,当所用空气的相对湿度较大时,湿物料的平衡水分相应__________,自由水分相应_______________。
16.萃取中的选择性系数β与精馏操作中的___________相当。
17.同一物料,如恒速干燥速率增加,则临界含水量_____________。 A.减小 B.不变 C.增大 D.不一定 18.根据下图画出下列双塔吸收系统的操作线:
二、(30分)如图为一输液瓶,其直径为70mm。上端封口,瓶口处插一小针a通大气,药液流出后上端形成真空,空气即从小针a流入补充。另插一小针b并通一直径为0.005m的小管,小管与病人的静脉相连。设小管出口处的表压为10kPa,药液的密度为1000kg/m3,小管内的流动可视为连续流动,流体从小管b流出时的局部阻力系数为80(包括直管阻力和局部阻力)。若要求滴注的速度为每分钟60滴,每滴为0.05ml试求:
(1)瓶内液位从0-0’下降到1-1’所需的时间;
(2)小管长度l(即从小针端口到小管出口的距离)。
三、(30分)有一单程列管式换热器,由直径为φ25×2.5[mm],长为2m的26根钢管组成。其中用119.6℃的饱和蒸汽加热冷液体(冷凝液在饱和温度下排出),冷液体走管内,入口温度为25℃,比热为1.76[kJ/kg℃]。冷液体的流量为18600[kg/h],已知壳程蒸汽冷凝膜系数为1.1×104[W/(m2℃)]而管程热阻是壳程热阻的6倍。忽略管壁和垢层热阻以及热损失,令传热面可按平壁计算。试求: (1)求冷液体的出口温度。
(2)为了使冷液体出口温度达到90℃以上,有人提出采用两台相同的换热器进行串联。你认为用串联是否达到要求?为什么?(设冷液体在加热过程中比热为常数)。
(3)现欲将管程由单程改为双程。问改变后管程热阻为多少?(设液体在管内作强制湍流流动)。
四、(30分)用常压连续蒸馏法分离醋酸与水的混合液。已知进料(饱和液体)流率为340kmol/h,两操作线交点纵坐标0.48,塔上端操作线方程y=0.84x+0.15,蒸汽进全凝器的流率为550kmol/h,试求: (1)塔底产品量(kg/h);
(2)塔底醋酸的质量组成。
注:水和醋酸在常压下的沸点分别为100℃和118℃。
五、(30分)在常压填料逆流吸收塔中,用清水吸收混合气体中的氨,混合气量为2000m3/h,其中氨的流量为160m3/h,出口气体中的氨流量为4m3/h (均系操作温度20℃下的体积),平均关系Y=1.5X,传质系数KY=0.45kmol/(m2h),(均按摩尔比表示),试求:
(1)吸收率η为多少?若吸收剂用量为最小用量的1.2倍时,求溶液的出口浓度。 (2)已知塔径为1.2m,内充25×25×3的乱堆填料拉西环,填料有效比表面积约200m2/m3,求填料层高度。 (3)若使V、Y1、η、X1不变,而使吸收剂改为含氮0.1%(mol%)的水溶液时,填料层高度有何变化(KY可视为不变)。