内部版本 绝密 六、（此题在职考生必答，20分）操作中的离心泵如图示，P=0.5at(表)，在转速n=2900
转/分下，泵的特性方程He=40-0.1qV (qV:m/h),ρ=900kg/m,流量为8m/h。试求：
（1） 泵的有效功率；
（2） 今将泵的转速调节至n’=2700转/分,则泵的有效功率又为多少？（设流动均在
高度湍流区）
2
333P5m
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内部版本 绝密 华东理工大学一九九三年研究生（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、填空题：（20分）
1. 如图静止盛水容器中，U型压差计的指示剂ρi=1630kg/m时，压差计读数为R,当改用
3ρi’=13600kg/m时，则R’=___________。
3R
2. 某离心泵将江水送入一敞口高位槽，现因落潮，江水液面下降，当管路条件和λ均不
变（泵仍能正常操作），为维持原送水能力，泵出口调节阀应______。（关小、不变、开大），泵出口处流体压强______。（变小、不变、变大、无法确定）
3. 某二元物系相平衡关系如图所示，现以S作为萃取剂，分离AB混合物得一对平衡的
萃取相E和萃余相R，则该条件下，分配系数kA=___________。选择性系数β=_________。(用线段比例式表示)。
AFEBC
4. 因某种原因使进入降尘室的含尘气体温度升高，若气体质量流量不变，含尘情况不变，
降尘室出口气体的含尘量将______。（变小、不变、变大）导致此变化的原因是（1）____________________________，（2）_______________________________。 5. 温度为t，湿度为H的湿空气以一定的流速掠过某湿物料，测得其临界含水量为XC,平衡含水量为X,现改变条件：
*
（1） 气体状态和湿物料不变，流速增加，则XC_________, X______________。
*
（2） 气速、湿度H、湿物料不变，气温t下降，则XC________, X_____________。
（变小、不变、变大、不确定）
6. 定性在下图中绘出恒速过滤操作中过滤常数K、过滤压强ΔP和滤液量V的关系曲线。
（滤饼可压缩，s≠0,过滤介质阻力qe≠0）
*
KV
ΔPV
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内部版本 绝密 二、（20分）某一台单程列管式换热器，由18根φ19×2mm，长1.5m的管子组成，现用
它来冷凝冷却乙醇饱和蒸汽，使其自饱和温度78℃冷凝冷却至30℃，乙醇走管外，处理量为100kg/h，其冷凝热为880kJ/kg,液体乙醇的比热为2.93kJ/kg.℃, 冷却水走管内，与乙醇逆流流动，进口温度为15℃，出口温度为30℃，水的平均比热为4.187kJ/kg.℃,乙醇的
22冷凝和冷却的传热系数K1=0.7 kW/m.℃, K2=0.12 kW/m.℃,(以管子外表面积为基准)。问此换热器是否适用？
三、（20分）用精馏塔分离双组分混合液，原料处理量为F=100 kmol/h, 混合液中含易
挥发组分xF =0.5(摩尔分率、下同)，原料以汽液混合状态（汽液各占一半）加入塔的中部，塔顶泡点回流，回流比为最小回流比的1.2倍，塔釜间接蒸汽加热。要求塔顶产品浓度xD=0.95，塔釜残液浓度xW=0.05，操作条件下物系的相对挥发度为3。试写出该塔提馏段的操作线方程。
四、（20分）在一常压逆流填料塔中，用清水吸收含溶质5%（体积百分数）混合气中的
溶质。已知混合气处理量为2826标准m/h,气体在塔内的空塔速度为1m/s(标准状态下流
3速)。相平衡关系y=1.2x。气相总传质系数Kya均为180 kmol／m.h，吸收剂用量为最小用量的1.4倍，要求吸收率为95%，试求：
(1) 吸收剂出塔浓度x1(摩尔百分数)； (2) 完成上述任务所需的填料层高度；
(3) 按以上条件设计的塔，若气液两相入塔流量、组成、温度、操作压强均不变，
而改用并流操作，则吸收率可达多少？（假定Kya与流向无关）
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五、（此题在职考生必答，20分）图示用虹吸管自贮槽排液，液体密度为800kg/m3,
粘度为0.015Pa.s，虹吸管内径为15mm。
（1） 当y=1.4m时，此时管路阻力（除出口以外全部阻力）损失为1m 水柱,试求此时排
液量为多少kg/h?
（2） 在管子总长不变的情况下，欲使排液量增加20%，试问y 至少应为多少？ （3） 若y一定，改变x是否对排液有影响？（列出方程，定性讨论）
Paxy
六、（此题应届考生必答，20分）底部在同一水平面上的两个贮槽之间用内径150mm、
长300m（包括局部阻力的当量长度）的管子连接。初始直径7m的贮槽内液面高度为7m，直径5m的贮槽内液面高度为2m，问大槽液面下降1m需多少时间？设管路阻力系数λ=0.016。（提示：作拟定态处理）
PaPaH0=7m7m
d=150mml=300m5mh0=7m
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内部版本 绝密 华东理工大学一九九二年研究生（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、填空题：（20分）
1． 如图，实验室用一虹吸管吸取20℃的水，已知管长lAB=0.8m,虹吸管内径
d=10mm,直管摩擦系数λ=0.02，该管理论上可能达到的最大速度u=_______m/s。
BAZ
2． 某厂车间内用往复泵输送液体，用旁路阀调节阀调节主管道内的流量。现
将旁路阀关小，而主管道的管长、管径、局部管件情况、泵和泵的往复频率均不变，则往复泵提供的扬程H_______。（增加、减少、不变、不确定） 3． 某化工厂在将一定质量流量的含尘气体送入高温反应器以前，需进行预热
和降尘室除尘。采用先除尘后预热的方式可达到最佳除尘效果，其原因是（1）
_____________ _____________________，（2）_______________________________。 4． 用叶滤机过滤某固体悬浮液，过滤始终在恒压下进行，每一过滤周期内辅
助时间和洗涤时间一定，若每一周期内过滤时间过长，过滤机的生产能力下降，其原因是_______________________________________________________。 5． 用饱和蒸汽在固定管板式列管换热器内加热某易生垢液体时，应使哪种流
体走管程？
_____________________________________________________________________。 6． 工业物理解吸过程常采用升温、减压的方式是为了
____________________________而达到较好的解吸效果。 7． 操作中的精馏塔，若维持相对挥发度α、进料量F、组成xF、塔底上升蒸
汽量V,塔顶产品量D，加料位置等均不变，而使进料热状态q上升，则塔顶产品组成xD_________，塔底产品组成xW_________。（上升、不变、下降、不确定） 8． 某二元混合物用溶剂萃取，该设备为一个理论级，已知溶质A和稀释剂B
yA的浓度（质量百分数）比为：萃取相
yB=4,萃余相
xAxB=0.25，该操作条件下，
溶剂的选择性系数β=________。 9． 大量干球温度为50℃，湿球温度为40℃的湿空气与极少量的水长期接触
后（水温40℃），水温最终可达到________℃。
二、（20分）某填料塔用清水吸收低浓度混合气中的溶质。要求吸收率为90%。设计条
件下，物体的相平衡关系y=2x，传质分系数kya=kxa=0.026kmol／m.s，处理气量为5×-3210kmol／m.s，采用液气比为最小液气比的1.2倍，试求： （1） 为完成分离任务所需的填料高度。
（2） 现在该塔内操作时，将气体压强增加一倍，而液气比、气体入塔浓度和量均维持
原设计条件不变，则实际回收率可达到多少？
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内部版本 绝密 三、（20分）组成为0.2的混合液以饱和蒸汽状态加入精馏塔中部进行连续精馏。塔顶
全凝，泡点回流，要求塔顶产品浓度xD=0.95，塔釜残液浓度xW=0.11，（以上均为易挥发组分的摩尔分率）。操作条件下物系的相对挥发度为2.7。试求： （1） 塔顶易挥发组分的回收率和塔底难挥发组分的回收率。
（2） 取操作回流比为最小回流比的1.5倍时，精馏段和提馏段的操作线方程。
（3） 若塔顶第一块实际板的液相默弗里板效率EmL=0.6，离开该板的液相组成为多少？
四、（此题在职考生必答，20分）有一管壳式换热器，其管束由269根φ25×2.5mm，
长3m的铜管组成，现用该换热器将流量为8000kg/h的空气从10℃加热至110℃，已知在空气的平均温度下，空气的比热为1kJ/kg.℃, 导热系数λ=0.0289W/m.℃,Pr=0.7。若壳程通以饱和蒸汽作加热剂，为将空气加热至指定温度，加热蒸汽的温度应为多少度？（空气的粘度μ=0.0202 cp）忽略蒸汽、垢层和管壁热阻。
五、（20分）用离心泵将敞口水池中的水送往一敞口高位槽，管径均为50mm，当阀A
全开（ξA=0.17）时，泵入口处真空度P1=52.6kPa,泵出口处表压位P2=155.9kPa+。该泵
523的特性方程为He=23.1-1.43×10qV (qV:m/s),试求：
(1) A阀全开时泵的有效功率Ne。
(2) 将A阀关小而保持管长、管径、其它局部管件情况不变，则泵的流量可为多少？
（A阀关小后，ξA=80）
5mP1P2 六、（此题应届考生必答，20分）某槽内盛有液体8000kg，液体比热为1.5kJ/kg.℃, 槽内装有加热蒸汽盘管，管内通130℃的饱和水蒸汽，槽内液体温度均匀，当该槽无热损失时，测得将液体从20℃加热到80℃需1小时，实际工作环境下，外界大气温度为20℃，槽
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外壁对大气的给热系数α=0.01kW/m.℃, 槽外表面积为10m,槽壁热阻及垢层热阻均可忽略，试求：
（1） 实际工作环境下，槽内液体可能达到的最高温度； （2） 实际情况下将液体从20℃加热到80℃需多少时间？
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