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华东理工大学一九九六年研究生（硕士、博士）入学考试试题
（试题附在考卷内交回） 考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）
一、简答与填空：（20分）
1． 均匀流段有何特点？流体匀速通过等直径弯管的流动能否视作均匀流段？为什么？ 2． 转子流量计的特点是什么？孔板流量计的缺点是什么？设计孔板流量计的中心问题是
什么？
3． 简述旋桨式和涡轮式搅拌器的特点。 4． 简述数学模型法的主要步骤。 5． 过滤常数K与哪些因素有关？
6． 颗粒的自由沉降速度是否仅是颗粒与流体的特性？
7． 在筛板塔的设计中，塔径D、孔径d0、孔间距t一定，若增大溢流堰长度lw,则组成负荷
性能图的液相上限线____,液沫夹带线____,溢流液泛线____,漏夜线____。（上移、下移、左移、右移、不变）
8． 在多效蒸发系统的操作中，各效蒸发器的温度和各效浓度分别取决于什么？
9． 液液传质设备内会发生轴向混合，严格说来，轴向混合是改变传质单元数NOC,还是改变
传质单元高度HOC?而在塔设备的设计中，又是如何处理轴向混合之影响的？
10. 温度为t、湿度为H的湿空气在一定流速下掠过某湿物料以测定干燥速率曲线。
（1） 若气体状态不变，流速增加，则临界含水量____,平衡含水量____。
（2） 若气速不变，湿度不变，气温降低，则临界含水量____,平衡含水量____。（上
升、下降、不变）
二、（20分）某离心泵输水管路系统如图所示。已知江水在工作温度下的饱和蒸汽压为
pv=17.54mmHg,吸入管的阻力损失Hf吸入=1.0mH2O,压出管路的阻力损失Hf压出=3.0mH2O,泵的允许汽蚀余量[Δh]= 5.0m。现因落潮，江水液面下降了0.5m 。
（1） 通过计算指出，此泵在落潮时能否正常工
作？定性判断流量将如何变化？ （2） 若该管路有足够的调节余地，现调节管的
流量与落潮前相等，则出口阀门应开大还是关小？此时泵的进口真空表和出口压力表的读数各较落潮前变化了多少at?压出管的阻力损失变化了多少mH2O?
(计算中忽略两测压点的位差、动能项及流量对[Δh]的影响，设流动已进入阻力平方区。)
(能正常工作，0.05at，0.5mH2O)
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内部版本 绝密 三、（20分）用CO2水溶液的解吸来测定新型填料的传质单元高度HOG值，实验塔中填料
层高度为2.5m，塔顶入塔水流量为4000Kg水/h, CO2的浓度为8×10-5 （摩尔分率），塔底通入不含CO2的新鲜空气，用量为6 Kg/h,现测得出塔液体浓度为4×10-6 （摩尔分率），相平衡关系为y=1420x（摩尔分率）,试求： （1） 出塔气体（摩尔分率）浓度； （2） 该填料的HOG值； （3） 现若将气体用量增加20%，且设HOG不变，则出塔气体和液体浓度各为多
少？
-6
(0.466m，1.31×10 ，0.0704)
四、（20分）用精馏塔分离双组分混合液，进料组成为0.45（易挥发组分摩尔分率），泡
点进料，塔顶采出率为0.50（摩尔流量之比）要求塔顶易挥发组分的回收率达到98%，操作条件下物系的相对挥发度为2.5，试求： （1） 塔顶、塔底产物的浓度； （2） 最小回流比 ；
（3） 若操作回流比取最小回流比的1.4倍，采出率不变，则塔顶产物理论上可达到的最
高浓度是多少？ (0.882，0.018，0.946，0.9)
五、（此题应届考生必答，20分） 有一夹套的反应釜，釜内盛有某种反应液，反应液
的初始温度为20℃，釜内液体由于剧烈搅拌可以认为温度均一。反应液需加热到80℃进行反应。
（1） 若夹套内通以120℃的饱和水蒸汽加热，已知前10min反应液的温升至60℃，
则反应液由初始温度加热到反应温度需要多少时间？
（2） 若夹套内通以进口温度为120℃的热流体加热，已知前10min反应液同样温升
至60℃，则反应液由初始温度加热到反应温度需要多少时间？（热流体无相变）
（答案 17.94min 17.94min）
六、（此题在职考生必答，20分）一套管换热器，内管为φ25×2.5mm的钢管，管外为
T=120℃的饱和水蒸汽加热，管内流过气体，入口温度t1=20℃, 出口温度t2=60℃,现改为φ19×2mm的钢管代替φ25×2.5mm的钢管，并使气体流量为原来的1.5倍，管长、T及t1不变，试求：
（1） 气体出口温度t’2（设气体在管内， Re＞104,Pr＞0.7，冷凝侧、管壁热阻及热损失可
略，且不计物性变化影响）；
（2） 如气体通过原管子的压降为30mmH2O,求现工况的压降（设摩擦系数λ相同，换热
器进出口阻力损失不计） (64.73，284.4mmH2O)
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内部版本 绝密 华东理工大学一九九五年研究生（硕士、博士）入学考试试题
（试题附在考卷内交回） 考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）
一、简答题：（20分）
1． 简要比较实验研究方法和数学模型方法之间的异同。
2． 何谓蒸发器的生产强度 ? 如何寻求提高生产强度的途径? 3． 简述如何通过实验测定过滤常数 ?
4． 绘出连续并流干燥器内气、固两相温度的变化。气流干燥器操作的关键是连续而均
匀地加料，请列举三种常用的固体加料器。 5． 操作中的精馏塔，若进料组成xf 上升至xf’，
在同一回流比R下，馏出液组成 XD 和釜液组成 xw 将如何变化 ? 欲保持 xw 不变 , 采取何种调节措施 ?
6． 图示为某萃取物系的互溶曲线，分配系数
kA=l ，原料液组成 Xf= 40% ( 质量百分率，下同)，采用多级错流萃取，每级萃取溶剂比均为 0.5 ，要求最终萃余相浓度大于5%，求错流萃取所需的理论级数 ?
二、（20分）有一列管式换热器，壳程通以 120℃的饱和蒸汽，可将定量的气体从20 ℃
加热至 60 ℃。若加热蒸汽的压强及气体的入口温度保持不变，气体的出口温度升至 62 ℃，试求：
（1） 此时换热器的热流量有何变化 ( 以原工况热流量的相对比值表示 )? 设气体
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在管内均已Re>10 ， Pr>0.7 ，计算时可忽略垢层，管壁及蒸汽侧的热阻，不考虑 气体物性的变化。？
（2） 气体通过换热器的压降有何变化(以原工况压降的相对值表示)?设摩擦系数λ
相同，换热器进、出口阻力损失不计。 (0.762,0.526)
三、（20分）用具有两块理论板的精馏塔提取水溶液中的易挥发组分。饱和水蒸汽以
50kmol/h
2四、（20分）拟用逆流吸收流程以回收空气混合气中95%的氨。混合气流率为0.5kg／m.s，
入塔氨浓度2%(体积)。吸收剂为含氨0.0003(摩尔分率)的稀氨水。采用液气比为最小液气
3比的1.4倍。设操作范围内物系服从亨利定律y=1.2x，填料总传质系数Kya=0.05kmol/s.m 试求：
(1) 所需填料层高度是多少m?
2(2) 该塔在实际操作时,另有一股流率为0.2kg/m.s,含氨0.001(摩尔分率)的稀氨
水也要并入该塔作为吸收剂，若要求加入口处无返混，设其他入塔条件不变，试问该股吸收剂应在距塔顶往下几米处加入? (2.9m， 0.9m)
五、（此题应届考生必答，20分） 用一离心泵将低位大槽中的料液送至高位小槽，如
图。大槽内径6米，小槽内径3米。管径均为40毫米，管长30米(包括局部阻力的当量长
23度)。离心泵特性曲线：He=40-0.1V(He :m，V:m/h)。开始时，两槽面垂直距离8米，问若要小槽中液位上升2米，需多少时间? (设流动均处于高度湍流区，λ=0.03)
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六、（此题在职考生必答，20分）现欲用一离心泵将低位槽中的水送至12米高处的水
3塔，流量要求12m /h，吸入管路总长20m(包括局部阻力的当量长度)，压出管路总长40mm(包括局部阻力的当量长度)，管径均为40mm,λ=0.025 ,试求：
(1) 管路所需压头为多少?
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(2) 若在12m／h流量下，泵的压头He=27m，允许吸上真空高度 ［Hs］=7m，问该
流量下泵的有效功率Ne为多少?泵的允许安装高度［Hg］为多少?
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内部版本 绝密 华东理工大学一九九四年研究生（硕士、博士）入学考试试题
（试题附在考卷内交回） 考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）
一、简答题：（20分）
1． 实验测定离心泵特性曲线时，需测取记录哪些数据？
2． 由于某钟原因使进入降尘室的含尘气体温度升高，若气体的质量流量及含尘情况不
变，降尘室出口气体的含尘量将有何变化？导致此变化的原因何在？ 3． 何谓核状沸腾？何谓膜状沸腾？工业操作应采用何种沸腾？为什么？ 4． 液液萃取操作中，分散相的选择应从哪些方面考虑？
5． 用热空气对某湿物料进行对流干燥，在一定的气速和温度下，达到最终湿含量的时
间为3小时，其中等速干燥所用时间为1小时。为提高产量，希望在2小时内达到干燥要求，问采用提高气速的办法能否达到目的？为什么？
二、（20分）某一逆流操作的套管换热器，冷却水入口温度t1=30℃, 出口温度t2=84℃,
热流体进口温度T1=180℃, 出口温度T2=120℃,改为并流操作，其它条件均不变，两流体的出口温度分别为多少度？
三、（20分）在有效高度为4m的填料塔内用纯水逆流吸收气体混合物种的可溶组分，气
体的初始浓度为0.05（摩尔分率），操作条件下，物系的相平衡关系为y=1.2x，操作液气比为1.5。现测得气体出口浓度为为0.005（摩尔分率），试求：
（1） 此填料的传质单元高度HOG为多少？
（2） 若将填料层加高2m，则溶质的回收率η可达到多少？
四、（20分）用精馏塔分离双组分混合液，加料为两股摩尔流量相等的原料液。一股在
塔顶加入，其浓度为0.55（易挥发组分摩尔分率，下同），另一股在塔的中部加入，其浓度为0.35。原料液均在泡点下加入塔内，塔顶设置冷凝器，泡点回流，塔底间接蒸汽加热。操作条件下，物系的相对挥发度为2，操作回流比为2，试求： （1） 塔底产品的浓度为多少？
（2） 中部加料口以上和以下各塔段的操作线方程。
（3） 若塔板可无限增加，则塔顶产品的极限浓度为多少？
F1DF2W
五、（此题应届考生必答，20分）在底面积为1.5m×1.5m的方形容器内设置一垂直
挡板，将其分为容积为2:1的两个空间，设大空间内盛有深度为1m 的水，较小空间内盛有深度为0.4m 的水，挡板上有一直径为20mm的小孔，若将小孔的塞子拔掉，经多长时间容器内的液体停止流动？在这段时间内有多少液体从大空间流进小空间？（小孔的流量系数为0.61）
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