2007年硕士学位研究生入学试题
考试科目：816化工原理(含实验) (允许使用计算器) 请将题号和答案写在答题纸上，直接写在试卷上无效 一、概念题(30分，每空或每选择1.5分)
1.水在内径一定的圆管中稳定流动，若水的质量流量保持恒定，当水温升高，Re值将_________。
（A）变大 （B）变小 （C）不变 （D）不确定 2.当吼径与孔径相同时，文丘里流量计的能量损失比孔板流量计的能量损失______。 （A）大 （B）小 （C）相等 （D）不确定 3.在测速管工作时，测压孔迎对流体流动方向时所测压力代表该处的_______，此时测速管侧壁压力代表该处的_______。( )
（A）动压，静压（B）动压，动压与静压之和（C）动压与静压之和，静压（D）静压，动压与静压之和
4.离心泵铭牌上标明的扬程是指______________________________________。
5.用离心泵将水池的的水抽吸到水塔中，设水池和水塔水面维持恒定，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出水口阀门将导致________。
（A）送水量增加，泵的压头下降 （B）送水量增加，泵的压头增大 （C）送水量增加，泵的轴功率不变 （D）送水量增加，泵的轴功率下降 6.在重力场中，微小颗粒的沉降速度与_______无关。
（A）颗粒的几何形状 （B）颗粒的尺寸大小 （C）流体与颗粒的密度 （D）流体的速度
7.过滤常数K与______无关。
（A）滤液的粘度 （B）过滤面积 （C）滤浆的浓度 （D）滤饼的压缩指数 8.两台同样的列管式换热器，拟作气体冷却器用，气、液流量及进口温度一定时，为使气体温度降到最低，宜采用的流程为_______。
(A)气体走管内，串联逆流操作 (B)气体走管内，并联逆流操作 (C)气体走管外，并联逆流操作
9.间壁两侧流体的传热过程中，αo、αi值相差很大(αo＜＜αi)，K值接近_______。 10.真空蒸发时，冷凝器操作压强的最低极限取决于________。
(A)冷凝水的温度 (B)真空泵的能力 (C)当地大气压力 (D)蒸发器的蒸发水量 11.溶解度很大的气体，属于________控制。
12.在逆流操作的填料塔中，当A＜1时，若填料层高h=∞，则气液两相将于塔_________达到平衡。
13.某二元混合物，进料量为100kmol/h，xF=0.6，要求得到塔顶xD不小于0.9，则塔顶最大产量为( )。
（A）60 kmol/h （B）66.7 kmol/h （C）90 kmol/h （D）不确定
14.判断题：在已建成的板式精馏塔中分离某二元混合液，在进料量组成一定，精馏过程中要求得到一定流量和组成的精馏产品，进料位置不变，而将进料状况由冷凝进料改为饱和液体进料时，设两种进料状况下塔效率不变，则塔底再沸器中加热介质的流量应减少，塔顶冷凝器和冷却器中冷却介质流量应加大。( )
15.当填料塔操作气速达到泛点气速时，压降急剧( )。(升高、降低、不变)。 16.判断题：同一塔板上液体流量愈大，则液面落差也愈大 ( )。
17.一吸湿性物料和一非吸湿性物料，具有相同的干燥面积，在相同的干燥条件下进行干燥，
前者的干燥速度为UA，后者的干燥速率为UB，则在恒速干燥段UA________UB。(＞，=，＜)
18.干燥器内部无补充加热的情况下，进干燥器的气体状态一定，干燥任务一定，则气体离开干燥器的湿度H2越_________，干燥器的热效率就越高。 19.物料的平衡水分一定是 ( )。
（A）非结合水分 （B）自由水分 （C）结合水分 （D）临界水分 20.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
二、(30分) 用离心泵向常压凉水塔供应水，管路总长为100m(包括所有局部损失当量长度在内)直径为100mm。管内流动已进入阻力平方区，摩擦系数为0.025。冷却水入塔截面与塔底水面相差5m。所用离心泵在转速为2900r/min的特性曲线方程为H=22.2—4.63×10-4Q2，式中，Q单位为m3/h；H单位为m。 试计算：(1)冷却水输送量及泵的有效功率；(2)现因水温下降，故所需冷却水用量将减少20%，拟用调节管路阀门的方法实施操作，则离心泵有效功率有何变化？(3)若采用调节电机转速的方法进行上述流量调节，电机转速应为多少？
三、(30分) 有一列管式换热器，传热面积为50m2，加热管为φ25mm的薄壁铜管。用120℃的饱和水蒸气将油从40℃加热到80℃；油走管程，处理量为36吨/小时，流动状态为湍流。已知饱和水蒸气的冷凝传热系数为1.2×104W/(m2℃)，油的平均比热容为2.1kJ/(kg℃)，试计算：(1)该换热器传热系数K；(2)如果该换热器仍用于加热原来的油，油的处理量增加一倍，假设其他物性不变，问油的出口温度为多少？(3)如果该换热器用于加热另一种黏度更大的油，油的黏度提高一倍，油的处理量仍为36吨/小时，假设其他物性不变，流动仍为湍流，问油的出口温度为多少？
四、(30分) 在一逆流操作的填料塔中，用含A组分0.2%的矿物油吸收混合气中的A组分。已知进口混合器中A组分的含量为y1=1.5%(以上均为摩尔分数)，操作压力为1atm。系统平衡关系服从拉乌尔定律。操作温度下A组分的饱和蒸汽压为380mmHg。试求：(1)当吸收剂用量为最小用量的3倍时，气相总传质单元高度HOG=1.2m，求填料层高度(此时回收率不变)。[注：因属低浓度吸收，可认为摩尔分数近似等于比摩尔分数]
五、(30分) 某料液以2.5kmol/h的流率加入提馏塔的顶部，其组成为0.4 (mol%，下同)，温度为10℃，塔顶蒸汽冷凝后全部作为产品，不回流。已知：料液泡点为98℃，平均比热容为1.6kJ/(kmolK)，汽化潜热为350kJ/kmol，塔顶产品馏出率D/F为0.717，xW=0.02，料液相对挥发度α为3。塔内物料循环遵循恒摩尔流假定。试求：(1)塔内液气比为多少？(2)经第一块理论板的汽相增浓了多少？
2008年硕士学位研究生入学试题
考试科目：化工原理A (允许使用计算机) 一、概念题(30分，每空或每选择1.5分)
1.某液体在内径为do的水平管路中稳定流动，其平均流速为uo，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2(d2=do/2)的管子时，则其流速为原来的_________。
(A)2倍 (B)4倍 (C)8倍 (D)16倍 2. 层流底层越薄_________。
(A)近壁面速度梯度越小 (B)流动阻力越小 (C)流动阻力越大 (D)流体湍动程度越小 3.当管路性能曲线写为H=A+BQ2时_______。
(A)A只包括单位重量流体需增加的位能
(B)A包括单位重量流体需增加的位能与静压能之和 (C)BQ2代表管路系统的局部阻力损失 (D)BQ2代表单位重量流体增加的动能
4.当两台规格相同的离心泵并联时，只能说______。
(A)在新的工作点处较原工作点处的流量增大一倍
(B)在管路中操作的并联泵扬程与单台泵操作时相同，但流量增大两倍 (C)在管路中操作的并联泵较单台泵流量增大一倍
(D)当扬程相同时，并联泵相同曲线上的流量是单台泵特性曲线上流量的两倍
5.回转真空过滤机生产能力为5m3/h(滤液)。现将转速降低一半，其他条件不变，则其生产能力应为____________。
(A)3.54 m3/h (B)2.5 m3/h (C)10 m3/h (D)5 m3/h
6.在板框过滤机中，如滤饼不可压缩，介质阻力不计，过滤时间增加一倍时，其过滤速率为原来的_________。
(A)2倍 (B) 1/2倍 (C) 1/2倍 (D) 4倍
7.有一套管换热器，环隙有119.6℃蒸汽冷凝，管内空气从20℃被加热到50℃，管壁温度应接近________。
(A)119.6℃ (B) 77.3℃ (C) 50℃ (D) 35℃ (E) 20℃
8.对在蒸汽—空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的______在工程上可行。 (A)提高蒸汽流速 (B)提高空气流速
(C)采用过热蒸汽以提高蒸汽温度
(D)在蒸汽一侧管壁上加装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液。 9.为了蒸发某种粘度随浓度和温度变化比较大的溶液，应采用_____。 (A)并流加料流程 (B)逆流加料流程
(C)平流加料流程 (D)双效三体并流加料流程
10.与单效蒸发相比，多效蒸发的优点是______________________________________。
11.某精馏塔精馏段理论板数为N1层，提馏段理论板数为N2层，现因设备改造，使提馏段的理论板数增加，精馏段的理论板数不变，且F、xF、q、R、V等均不变，则此时______。
(A)xW减小，xD增加 (B) xW减小，xD不变
(C)xW减小，xD减小 (D) xW减小，xD的变化视具体情况而定
12.精馏塔设计时，若F、xF、xD、xW、V均为定值，将进料热状态从q=1变为q>1，设计所需理论板数_______。
(A)多 (B) 少 (C)不变 (D) 判断依据不足 13.某吸收过程，已知其气相传质分系数ky=4×10-4kmol/(m2s)，液相传质分系数kx=8×10-4kmol/(m2s)，由此可知该过程为_______。
(A)液膜控制 (B)气膜控制
(C)判断依据不足 (D)气膜阻力和液膜阻力相差不大 14.对一定的逆流操作体系，若其解吸因数S=1，则其理论板数必______气相总传质单元数NOG。 15.填料塔设计时，空塔气速一般取_____气速的50%—80%。
16.筛板塔、泡罩塔、浮阀塔相比较，操作弹性最大的是________。 17.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 18.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
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 20.一般情况下，稀释剂B组分的分配系数k值________。
(A)大于1 (B)小于1 (C)等于1 (D)难以判断，都有可能
二、(30分)某型号的离心泵，在一定的转速下，在输送范围内，其扬程与流量的关系可用H=18-6×105Q2(H单位为m，Q单位为m3/s)来表示。用该泵从贮槽将水送至高位槽。两槽均为敞口，水面垂直距离为3m，且水面维持恒定。管路系统的总长为20m(包括所有局部阻力的当量长度)，管径为φ46mm×3mm，摩擦系数可取为0.02。试计算：(1)输水量m3/h；(2)若泵的效率为65%，水的密度为1000kg/m3，离心泵在运转时的轴功率kW；(3)若将该输送系统的高位槽改为密闭容器，其内水面上方的压强为0.05MPa(表压)，其它条件均不变，试分析此情况下的输水量与泵的扬程、轴功率将如何变化。 三、(30分)在套管换热器中用饱和水蒸气加热苯液，苯在φ54mm×2mm的钢管内流动。196kPa的饱和水蒸气在环隙冷凝。已测出苯的进口温度为30℃，出口温度为60℃，流量为4000kg/h，苯和水蒸气的表面传热系数分别为500W/(m2·K)和104W/(m2·K)，管内壁的污垢热阻为4×10-4m2K/W，忽略热损失、管壁及管外污垢的热阻，试求：(1)饱和水蒸气的消耗量；(2)套管的长度；(3)内管壁外侧的平均温度；(4)现由于某种原因，蒸汽压力减至137kPa，假定苯的流量、进口温度、物性和蒸汽的表面传热系数不变。求苯的出口温度。 注：(1)操作条件下苯的比热容为1.9kJ/(kg·K)；(2)196kPa时的蒸汽温度为120℃，气化潜热为2204kJ/kg，137kPa时的蒸汽温度为109℃。
四、(30分)某二元混合物以饱和蒸汽状态加入精馏塔的中部，已知xF=0.5(摩尔分率，下同)，xD=0.9，xW=0.05，相对挥发度α=3，回流比R=2Rmin。试求：(1)提馏段操作线方程；(2)进入第一块理论板(由塔顶往下数)的汽相浓度；(3)若因故塔釜停止加热，欲维持xD不变，继续操作，此时塔釜排出液xW为多少？
五、(30分)在逆流操作的吸收塔内，用清水吸收氨—空气混合气中的氨，混合气进塔时氨的浓度y1=0.01(摩尔分率)，吸收率90%，操作压力为100kPa，溶液为稀溶液，系统平衡关系服从拉乌尔定律，操作温度下，氨在水溶液中的饱和蒸汽压为90kPa。试求：(1)溶液最大出口浓度；(2)最小吸收剂用量；(3)当吸收剂用量为最小用量的2倍时，传质单元数为多少？(4)传质单元高度为0.5m时，填料层高为多少米？