中国石油大学华东-08-化工

中国石油大学（华东）
2008 年硕士研究生入学考试试题 A
考试科目：化工原理
一、真空题（每空 1 分，共 25 分）： 1、经内径为 158mm 的钢管输送运动粘度为 90m2/s 的燃料油，若保持油品作层流流动，则 最大流速不超过________。 2、往复式压缩机的余隙系数ε=_________，ε_________，则λ容增大，生产能力_______。 3、沉降操作是指在某种_____________中利用分散相和连续相之间的 ___________使之发生 相对运动而实现分离的操作。沉降过程有__________和___________沉降两种方式。 4、在平壁稳定热传导过程中，通过三层厚度相同的材料，三层间的温度差变化是依次降低， 则三层材料的导热系数的大小顺序是_________________。 5、沸腾传热可分为三个区域，分别是____________ 、_____________、_____________。应 维持在_____________区内操作。 6、灰体的辐射能力__________同温度下黑体的辐射能力。灰体的吸收率_________灰体的黑
②若用滤液体积 1/8 的洗液在相同的压力下对滤饼进行横穿洗涤，洗液与滤液粘度相 同，求在一个最佳操作周期中所获得的滤饼体积；（8 分）
③将过滤和洗涤的操作表压力降到 1kgf/cm2，其它条件不变，最在生产能力为原来生 产能力的倍数。（6 分）
3、（20 分）现有一单程列管式换热器，管子尺寸Φ19×2mm，管长为 3.0m，共有 40 根， 拟用来将 2×104kg/h 的苯从 20℃加热到 55℃，壳程（管外）为 130℃的水蒸气冷凝。管内 苯侧的污垢热阻为 R1=8.5×10-4m2·K/W，管外的污垢热阻及换热器热损失忽略不计。 试求：①换热器的总传热系数 K0，W/（m2·K）；（7 分）
研 考 二、判断题（正确的打√，错误的打×，每题 1 分，共 5 分）： 硕 1、用雷诺准数来判断流体的流动形态时，在 SI Байду номын сангаас中属层流范围，在 cgs 制中则属湍流范围。 文 （ ）
2、沉降器的生产能力与沉降速度及沉降面积有关，与沉降高度无关。 （） 3、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，波液量不断增加，生产能力 也不断增加。 （） 4、多层导热时，其总传热推动力为各层推动力之和，总热阻也为各层热阻之和。 （） 5、黑体、镜体、灰体都是理想化的物体，在自然界中并不存在。 （）
式再沸器，苯对甲苯的相对挥发度为 2.47。 试求：①塔底产品组成 xWw；（5 分）
②操作回流比 R；（5 分） ③将再沸器视为一块理论板，求再沸器入口液体组成及出口气相组成；（6 分） ④在回流比 R=2.5 的实际工况条件下，在精馏段取 2 个取样点，取样点间有 4 块实际 塔板，取样点所在板上的气相组成分别为：第 j 板：yj=0.525；第 j+3 板：yj+3=0.66，试求该 塔段的总板效率 ET。（4 分）
en ②操作液气比为最小液气比的多少倍？（4 分） .w ③气相传质单元高度 HOG 和气相传质单元数 NOG；（6 分） s ④其他条件不变，若操作压力增加一倍，要保持原来的吸收率，填料层高度应变为原 坛bb 来的多少倍？（6 分）
论 研 考 5、（20 分）在常压下采用精馏的方法分离进料量为 100kmol/h，进料组成为 0.35（摩尔分 硕 率，下同）的苯、甲苯混合物，泡点进料，要求塔顶馏出液中苯含量不低于 0.95，其回收率 文 φ不低于 98％，塔顶设全凝器，泡点回流，操作回流比为最小回流比的 1.4 倍，塔底设一釜
0.03，孔板流量计的孔径为 25mm，流量系数 C0=0.625，流量计算公式为：V=C0·A0 2× ∆P 。 ρ
其他数据见附图。（此题目有误，条件不够。）
管段代号 管规格/mm 总当量长度/m
坛 论 研 考 硕 文
AB 108×4
CD 108×4
DE 76×3.5
om 度。 .c 7、在连续精馏塔中，其它条件均不变时，仅加大回流，可以使塔顶产品 xD___________。 or 若此时加热蒸汽量 V 不变，产品量 D 将_________。若在改变 R 的同时，保持塔顶采出量 sh 不变，必须增加蒸汽用量，那么冷却水用量将__________。 en 8、所谓气腊控制，即吸收总阻力集中在_________一侧，而_________一侧阻力可忽略；如 .w 果吸收质气体属于难溶气体，则此吸收过程是__________控制。 s 9、萃取操作的依据是________________________________________________。萃取操作选 bb 择 溶 剂 的 主 要 原 则 是 ______________________ 、 _______________________ 、 论坛 ______________________。
5
80
30
DF 76×3.5
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2、（20 分）用一板框压滤机在 2kgf/cm2 的表压下对某悬浮液进行恒压过滤。在该操作压力 下，过滤常数为 K=1.5×10-5m2/s，滤饼与滤液的体积比为 0.12m3/m3，整理、装卸等辅助时 间为 30min。过滤 30min 时所得滤液体积 5m3。滤饼不可压缩，过滤介质阻力可以忽略不计。 试求：①压滤机的过滤面积 A；（6 分）
4、（20 分）有一填料逆流吸收塔，在 101.3kPa 的压力下用清水吸收空气中的氨，进口气体
om 中含氨 6％（体积分率），要求吸收率达到 99％，混合气体流率为 21.28kmol/（m2·h），进 .c 口清水流率为 50kmol/ （m2 ·h），填料层高度为 4.6m，已知操作条件下的相平衡关系为 or Y*=0.9X，气相总体积传质系数 Kya∝P。 sh 试求：①出口尾气的组成 Ya；（4 分）
②判断使用该换热器是否可用；（6 分） ③若使用上述换热器，实际操作过程中苯的出口温度；（3 分） ④操作过程中可以采取哪些措施使苯的出口温度达到原工艺要求。（4 分） 已知：管材的导热系数为 45W/（m·K）；水蒸汽的冷凝传热系数α0 为 104W/（m2·K）， 定性 温度下苯 的物性参 数可视 为常数： 密度 ρ=900kg/m3 ，粘 度μ=0.47cP，定 压比热 CP=1. 80kJ/（kg·K），导热系数λ=0. 14W/（m·K ）。
三、简答分析题（每题 5 分，共 20 分） 1、采用多级压缩的优点有哪些？ 2、单层圆简壁的内、外半径分别为 r1 和 r2，壁表面温度分别为 T 和 t，若 t<T，试写出圆简
任意半径 r 处的温度表达式。 3、画出单级萃取操作相图。 4、板式塔塔板上造成液面落差的原因有哪些？如何防止？ 四、计算题（共 100 分） 1、（20 分）如图所示，用效率为 65％的离心泵将水由敞口水池输送至敞口高位槽 E 和 F， 调节阀门 V2（E、F 内液面高度保持不变），使 R1 降为零时，C 点压力表读数为 0.05MPa。 现重新调节阀门 V2，使离心泵入口真空表 B 的读数为 12KPa，与孔板流量计相连接的 U 形 管压差计读数 R2=400mmHg，求此时泵的轴功率。 已知： 各管段直管 及所有局部 阻力的总当 量长度如下 表。各段管 路的摩擦阻 力系数均取 为