冶金工程专业化工原理试题

2001级冶金工程专业《化工原理》试题

1．解释如下概念（每题3分，计24分）

1.1自由沉降与干扰沉降；1.2深层过滤与滤饼过滤；1.3泵扬程（或压头）；1.4单效蒸发与多效蒸发；1.5传质单元；1.6最小液气比；1.7流态化；1.8加热蒸汽与二次加热蒸汽1.1泵扬程（或压头）；； 1. 5干扰沉降；1. 6沉降终速及其计算公式；1.7深层过滤；1. 8起始流态化速度与夹带速度

1.1泵的有效压头； 1. 6吸收；1.7过滤；

2．简要回答如下问题（每题6分，计24分）

2.1重力收尘与旋风收尘的工作条件

2.2用滤饼过滤过程说明数学模型法的原理

2.3泵工作点的确定及调节

2.4根据双膜、溶质渗透膜和表面更新理论，指出传质系数k与扩散系数D之间的数学关2.3汽蚀现象及其预防措施

2.4气液传质双膜理论及其缺陷

2.1悬浮液的沉聚过程

2.2用滤饼过滤过程说明数学模型法的原理

2.3吸收过程的基本理论

2.4蒸发的特点

3. 综合题（每题13，计52分）

3．1 某板框过滤机的过滤面积为0.4m2，在恒压下过滤某种悬浮液，4小时后得滤液量80m3，（过滤介质阻力不计）。

试求：（1）若其它情况不变，过滤面积加倍，可得滤液多少？

（2）若过滤4小时后，用5m3的水洗涤滤饼，需要多长的洗涤时间？（洗水的粘度与滤液的相同）。

（3）若以上情况不变，折卸和组装时间为2小时，求生产能力（以m3（滤液）/h）？

V

3.1用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液，测得过滤方程式为：2

式中：V—滤液体积，m3；

A—过滤面积，m2；

θ—过滤时间，s。

试求：（1）欲在30min内获得5m3滤液，需要边框尺寸为635mm×635mm×25mm的滤筐若干个；

（2）过滤常数K、q e、θe。

3.1用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液，滤框边长为0.65m，已测得操作条件的有关参数为：K=6×10-5m2/h、q e=0.01m3/m2、c=0.1m3/m3滤渣/滤液。滤饼不要求洗涤，其它辅助时间为20分钟，要求过滤机的生产能力为9m3/h,试计算：（1）至少需要几个滤框n？（2）框的厚度L?

3.2 含氨1.5%（体积含量）的气体通过填料塔用清水吸收其中的氨（余为惰性气体），平衡关系可用y＝0.8x表示。用水量为最小值的1.2倍，气体流率G＝0.024Kmol/m2s，总传质系数K y a＝0.060Kmol/m3s，填料层高度6m，试计算出塔气体中的氨含量。

3.3 流率0.4kgs-1m-2的空气混合气体中含氨2%（体积），逆流吸收以回收其中95%的氨。塔顶淋入浓度为0.0004摩尔分率的稀氨水溶液，采用的液气比为最小液气比的1.5，液气服

从亨利定律y=1.2x，所用填料的总传质系数K y a=0.052Kmols-1m-3。

试求：（1）液体在塔低的浓度x1。

（2）全塔的平衡推动力⊿y m。

（3）所需塔高。

3.2填料吸收塔某截面上的气、液相组成为y=0.05，x=0.01（皆为溶质摩尔分率），气膜体积传质系数k y a=0.03kmol/（m3·s），液膜体积传质系数k x a=.02kmol/（m3·s），若相平衡关系为y=2.0x，试求两相间传质总推动力、总阻力、传质速率及各相阻力的分配。3.3在填料塔内用稀硫酸吸收空气中的氨。当溶液中存在游离酸时，氨的平衡分压为零。下列三种情况下的操作条件基本相同，试求所需填料高度的比例：

（1）混合气含氨1％，要求吸收率为90％；

（2）混合气含氨1％，要求吸收率为99％；

（3）混合气含氨5％，要求吸收率为99％。

3.3在填料吸收塔内用清水吸收含溶质A的气体混合物，两相逆流操作。进塔气体的初始浓度为5%（体积%），在操作条件下相平衡关系为Y=1.75X，分别计算液气比为4和2时的出塔气体的极限浓度和液体的出口浓度。（画出操作线和平衡线）

3.4图中表述了聚式流化床压降与流速的关系，请指出，①、②、③线段分别代表什么阶段，

④和⑤分别代表什么现象？

2002级冶金工程专业《化工原理》试题（

解释如下概念（每题2分，计20分）

1.1干扰沉降；1.2滤饼过滤；1.3泵扬程（或压头）；1.4多效蒸发；1.5传质高度；1.6最小液气比；1.7二次加热蒸汽，1.8聚式流态化；1.9液膜控制；1.10比租

简要回答如下问题（每题5分，计40分）

2.1阐述单元操作的特点？

2.2旋风收尘的工作条件？

2.3举例说明数学模型法简化与等效的原理？

2.4根据双膜、溶质渗透膜和表面更新理论，指出传质系数k与扩散系数D之间的数学关系？

2.5汽蚀现象及其控制办法？

2.6悬浮液沉聚过程？

2.7蒸发过程的特点？

2.8散失流态化及其现象？

3. 计算题（每题10，计40分）

3．1 有一转筒过滤机，每分钟转2周，每小时可得滤液4m3。现要求每小时获得5m3滤液，试求每分钟应转几周。又求转筒表面滤渣厚度的变化，以原来厚度的倍数表示。滤布阻力忽略不计。

3.2用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液，滤框边长为0.65m，已测得操作条件的有关参数为：K=6×10-5m2/h、q e=0.01m3/m2、c=0.1m3/m3滤渣/滤液。滤饼不要求洗涤，其它辅助时间为20分钟，要求过滤机的生产能力为9m3/h,试计算：（1）至少需要几个滤框n？（2）框的厚度L?

3.3在填料塔内用稀硫酸吸收空气中的氨。当溶液中存在游离酸时，氨的平衡分压为零。下列三种情况下的操作条件基本相同，试求所需填料高度的比例：（1）混合气含氨1％，要求吸收率为90％；

（2）混合气含氨1％，要求吸收率为99％；

（3）混合气含氨5％，要求吸收率为99％。

3.4在填料塔内用清水吸收空气中所含有的丙酮蒸汽，丙酮的初始含量为3%（体积）。吸收率为98%，混合气的入塔流率G=0.02kmol/ m2.s，操作压力P=1atm，温度为293K，气液的平衡关系为y=1.75x，体积总传质系数K y a=0.016kmol/ m3.sΔy。如果出塔水溶液中丙酮浓度为饱和浓度的90%，求所需要的水量和填料层高度。

2003级冶金工程专业《化工原理》试题

3．解释如下概念(每题3分，计24分)

1.1 汽蚀现象； 1.2 多效蒸发； 1.3 最小液气比； 1.4 加热蒸汽和二次蒸汽；

1.5 自由沉降； 1.6 溶解度； 1.7 滤饼过滤； 1.8 固体流态化

4．简要回答如下问题（每题6分，计36分）

2.1 气液传质双膜理论及其缺陷

2.2 重力收尘与旋风收尘的工作条件

2.3 画图表示摩尔比坐标系中的操作线和平衡线（标出并阐明以气相摩尔比之差表示的总推动力和液相摩尔比之差表示的总推动力）

附注：2.4蒸发的特点

2.4溶液的沸点升高和杜林规则；

R的函数

用因次分析法导出沉降速度中的阻力系数是流动与颗粒相对运动是雷诺数

0e

2.5沉降速度及其计算公式

3. 综合题（每题11分，计44分）

3.1用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液，过滤1小时后，共送出滤液11m3，停止过滤后用3m3清水（其黏度与滤液相同）于同样压力下对滤饼进行横穿洗涤。求洗涤时间，假设滤布阻力忽略不计。

3.2 含氨1.5%（体积含量）的气体通过填料塔用清水吸收其中的氨（余为惰性气体），平衡关系可用y＝0.8x表示。用水量为最小值的1.2倍，气体流率G＝0.024Kmol/m2s，总传质系数K y a＝0.060Kmol/m3s，填料层高度6m，试计算出塔气体中的氨含量。

3.3 流率0.4kgs-1m-2的空气混合气体中含氨2%（体积），逆流吸收以回收其中95%的氨。塔顶淋入浓度为0.0004摩尔分率的稀氨水溶液，采用的液气比为最小液气比的1.5，液气服从亨利定律y=1.2x，所用填料的总传质系数K y a=0.052Kmols-1m-3。

试求：（1）液体在塔低的浓度x1。

（2）全塔的平衡推动力⊿y m。

（3）所需塔高。

3.4图中表述了聚式流化床压降与流速的关系，请指出，①、②、③线段分别代表什么阶段？

④和⑤分别代表什么现象？