考研广州大学化工原理试卷+答案

广州大学

2010年研究生入学考试试题（全日制专业学位硕士）

（A 卷）

招生领域：化学工艺

科目名称：化工原理

科目代码：828

题次一二三四五六总分评卷人

分数25 20 25 80 150

评分

一、填空题: （每空1分，共25分）

1. 标出下列流量计的名称和被测流体的流向。

转子流量计孔板流量计

由下至上由下至上

2.流体在水平等径直管中流动时，摩擦阻力损失为h f 。所损失的是机械能中的静压能项，由于阻力损失，流速沿管长的变化是不变。

3.大气压强为760mmHg，水面下20m深处的绝对压强是297.3kPa，表压是196 kPa。（水的密度为1000kg/m3）

4.临界直径，是指在旋风分离器中理论上能被完全分离下来的最小颗粒直径，其大小是判断旋风分离器分离效率高低的重要依据。

考生须知

全部答案一律写在答题纸

上，答在试题纸上的不得分！

答题要写清题号，不必抄题

5. 已知圆筒壁(外半径为r)上两层保温材料的温度分布曲线如图所示：A 层的导热系数( C )B层的导热系数；应将( D)放在内层保温效果好。(A,B 两层厚度相等)。

A. 等于

B. 大于

C. 小于

D. A 层

E. B层

6. 低浓度气体吸收中，已知平衡关系y*＝2x，k x a＝0.2kmol/m3.s，k y a＝2×10-4kmol/m3.s，则此体系属（ A ）（A气膜；B液膜；C气、液双膜）控制，总传质系数近似为K Y a＝( D ) kmol/m3·s。

A. 2,

B. 0.1,

C. 0.2,

D. 2×10-4

7. 在填料塔中用清水吸收混合气中NH3，当水泵发生故障水量减少时,气相总传质单元数N OG（ A ）。

A．增加 B. 减少 C. 不变

8. 精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是( D)。

A. 液相中易挥发组分进入汽相

B. 汽相中难挥发组分进入液相

C. 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多

D. 液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相的现象同时发生

9. 将不饱和的空气在总压和湿度不变的情况下进行冷却而达到饱和时的温度，称为湿空气的（ C ）。

A. 湿球温度；

B. 绝热饱和温度；

C. 露点

10.已知湿空气的下列哪两个参数，利用H—I图可以查得其他未知参数？（A）。

A．（t，t w） B.（t d，H） C.（P，H） D. （I，t w）

三、问答题：（25分）

1. （5分）简述传质双膜理论。

答：传质双膜理论是指相互接触的两相间存在稳定的相界面，且相界面两侧各有一层稳定的停滞膜，吸收质以扩散方式通过两个膜层进行传质，整个相际传质阻力全部体现在两个膜层中。

2. （20分）下图为离心泵性能实验装置示意图，请回答以下问题：

（1）离心泵性能实验的主要目的是什么？在实验过程中需测取那些数据？

答：测定离心泵特性曲线。实验中需要测取流量、真空表、压力表、电压表、电流表等数据。

（2）在图中标出真空表和压力表位置。当开大出口阀门时，真空表和压力表读数如何变化?

答：真空表位于离心泵前，压力表位于离心泵后。开打出口阀门时，真空表读数变大，压力表读数减小。（3）简述离心泵的主要部件和各部件的作用，以及离心泵的工作原理。

答：离心泵主要部件有叶轮、泵壳和轴封装置。叶轮的作用是将原动机的机械能传给液体，是液体的动能和静压能均得到提高。泵壳的作用是汇集液体和将部分动能转为静压能。轴封装置的作用是防止泵内高压液体外漏和外界大气进入泵内。离心泵的工作原理是依靠叶轮的高速旋转使液体在惯性离心力作用下获得能量，提高压强，从而输送到所需场合。

（4）如果离心泵启动后不能将水输出，最可能的原因是什么？该现象称为什么现象？如何处理？

答：泵内没有充满液体，存在空气。该现象称为气缚现象。引水灌泵可以避免该现象。

（5）如果离心泵工作时出现异常噪音和震动，可能是发生了什么现象？出现该现象的主要原因是什么？如何避免？

答：可能发生了气蚀现象。主要原因是离心泵叶片的入口附近的液体压强低于输送温度下的液体饱和蒸汽压。降低泵的安装高度、降低输送液体温度、减小吸入管路局部阻力等可以避免气蚀现象发生。

四、计算题（80分）

1.（12分）水在图示管内流动（忽略阻力损失）。

（1）定性画出各支管的液面高度；

（2）若截面1处管内径为0 .2m，流速为0.5m/s，截面2处管内径为0.1m，

计算截面1、2处的水柱高度差为多少m？

（3）

3 2 1

解：(1)液面高度z 1 =z 3 >z 2

(2)以截面2的中心线为水平基准面，在截面1、2间列柏努力方程，即

g

u g P Z g u g P Z 222

2

222111++=++ρρ

Z 1=Z 2,u 1=1/4u 2=0.5

截面1、2水柱高差81

.925.022g 2h 2

2212

221⨯-=-=-=g u u P P =0.191 m

2. （12分）某混合式冷凝器的真空度为78 kPa ，冷水进冷凝器的入口比水池的吸水面高15m ，用φ114×7 mm 管道输水，所需冷却水量为50 m 3 / h 。管长 80 m ，管路配有2个球心阀和5 个弯头，现库存有四种规格离心泵如下：

编 号 1 2 3 4 流量 (m 3 / h) 30 60 60 120 扬程（m ） 10

10

15

15

已知阀门的阻力系数ζ1=3，900弯头的阻力系数ζ2 = 1.26 ，管入口ζ3= 0.5，摩擦系数λ= 0.02，水的密度＝1000kg/m 3。试问用哪种泵，并通过计算说明理由。

解：以贮槽液面为截面1，并作为水平基准面，以冷水进冷凝器的入口内侧为截面2，在截面1、2间列柏努力方程，即

f e H g

u g p Z H g u p Z +++=+++22g 2

2

222111ρρ

其中Z 1=0,Z 2=15m,p 1-p 2=78KPa,g u d l H i f 2)(2

2

∑+=ξλ,2

2504d

u п⨯=,5.026.1532+⨯+⨯=∑i ξ 将数据带入方程，求的H e =13.1 m

由以上数据分析，选用3号泵即可满足生产要求。

3.（10分）用一板框压滤机在147.1kN/m 2（表压）下恒压过滤某悬浮液，要求在1.5小时内获得4m 3的滤液，若过滤介质阻力忽略，滤渣为不可压缩，并测得过滤常数K =1.6×10-5m 2/s ，问：

（1）需要过滤面积多少m 2?

（2）若把压力加倍，其它情况不变过滤1.5小时，可得滤液多少m 3? 解：（1）由于过滤介质可以忽略，则过滤方程为V 2=KA 2θ 带入数据求的过滤面积A=16.7 m 2

（2）过滤常数K=2k Δp 1-s , 由于滤饼不可压缩，s=0，即K=2k Δp ，所以 K'/K=Δp'/Δp=2 则，

V'=2×1.6×10-5×16.72×1.5×3600=5.64 m 3