武汉大学《化学工程基础》考研复习题库及答案

考试复习重点资料（最新版）

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化学工程基础复习题及答案

复习题一

一、填空与回答问题（20分）

1．在完全湍流时，流体在粗糙管内流动的摩擦系数λ数值只取决于▁▁▁▁▁▁▁。

2．有一并联管路，两支段管路的流速、管径、管长及流动阻力损失分别为u

1

、

d

1、l

1

、h

f1

及u

2

、d

2

、l

2

、h

f2

。若d

1

=2d

2

，l

1

=2l

2

，则当两段管路中流体均作湍流

流动时，并取，u

1/u

2

=▁▁▁▁。3．理想流化床中，床层高度随气速的加大而▁

▁▁▁，整个床层压强降▁▁▁▁，床层压强降等于▁▁▁▁。

4．在长为L m、高为H m的降尘室中，颗粒的沉降速度为u

t

m/s，气体通过降尘室的水平流速为u m/s，则颗粒能在降尘室内分离的条件是▁▁▁▁▁▁▁▁。5．克希霍夫定律的数学表达式为▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁，该式表明▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁。

6．画出并流加料法的三效蒸发装置流程示意图，标出各流股的名称，说出并流加料的优缺点。

二、（20分）如图所示的输水系统，已知管内径为d=50mm，在阀门全开时输送系统的l+Σle=50m，摩擦系数λ可取0.03,泵的性能曲线在流量为6m3/h至15m3/h范围内可用下式描述:H=18.92-0.82Q0.8,H为泵的扬程m,Q为泵的流量m3/h。问:

(1)如要求输送量为10m3/h,单位质量的水所需外加功为多少?此泵能否完成任务?(2)如要求输送量减至8m3/h(通过关小阀门来达到),泵的轴功率

减少百分之多少?(设泵的效率变化忽略不计)。

三、（15分）某板框压滤机共有10个框,框空长、宽各为500mm,在一定压力下恒压过滤30min后,获得滤液5m3,假设滤布阻力可以忽略不计,试求:

(1)过滤常数K;(2)如果再过滤30min,还能获得多少m3滤液?

四、(15分)为测定某材料的导热系数,把此材料做成一定厚度的圆形平板,

夹在某测定仪器热、冷两面之间进行试验。假定通过平板传热量Q一定，并已知

仪器热、冷面平均温度分别为t

w1和t

w2

。当认为仪器热、冷两面与平板之间接触

良好没有空隙时，所计算的平板导热系数为。若考虑仪器热、冷两面与平板之间接触不好，分别出现厚度为b的空隙，空隙中气体导热系数为,试推导说明平板的实际导热系数大于、小于还是等于？

五、（20分）一列管换热器，由φ25×2mm的136根不锈钢管组成。平均比热为

4.187kJ/kg.℃的某溶液在管作湍流流动,其流量为15000kg/h,并由15℃被加热到100℃。温度为110℃的饱和水蒸汽在壳方冷凝。已知单管程时管壁对溶液的对流传热系数为520w/m2.℃,蒸汽对管壁的对流传热系数为1.16×104w/m2.℃,不锈钢管的导热系数=17w/m.℃,忽略垢层热阻和热损失,试求4管程时的列管长度（有效长度）。

六、分析题（10分）

（1）分析说明本题图（a）所示的U形压差计两管中指示剂液面高低的画法是否正确。设管内流动的是理想流体。

（2）本题图（b）为冷、热流体在套管换热器中进行逆流传热（无相变），管内、

外两侧对流传热系数的数量级相近。当冷流体进口温度t

1增加时（T

1

、W

h

、W

c

不

变），试分析说明热流体出口温度T

2

将如何变化。假设物性不变。

参考答案：

1．相对粗糙度的大小2．u 1/u 2=13．增高

不变

单位面积的床层净重力

表明任何物体的辐射能力和吸收率的比值恒等于同温度下黑体的辐射能力。同时也说明，吸收外来辐射能能力强的物体，其自身的辐射能力也强。6．图略。

优点：（1）溶液从压强和温度高的蒸发器流向压强和温度低的蒸发器，溶液可以依靠效间的压强差流动，不需要泵送。（2）溶液进入压强和温度较低的次一效时，可产生自蒸发，因而可产生较多的二次蒸汽。

缺点：由于后效溶液的浓度较前效为高，且温度又较低，所以沿溶液流动方向的浓度逐渐增高，致使传热系数逐渐下降。二、解：

（1）以上游水槽液面为1-1截面，下游高位槽液面为2-2截面，并以上游水槽液面为基准水平面。在1-1、2-2

两截面间列柏努利方程式：

题六图（b ）

即单位质量的水所需外加功为128.13kJ/kg。

（2）

即泵的轴功率减少百分之15.1。

三、解：（1）过滤面积

过滤获得的滤液量

即，再过滤30min，还能获得2.02m3滤液。

六、解：

复习题二

一、填空与选择（本大题24分，每小题2分）

1．在二元混合液的精馏中，为达一定分离要求所需理论板数随回流比的增加而，当两段操作线的交点落在平衡线上时，所需的理论板数为

理论板，相应的回流比为最小回流比。

2．湿空气在预热过程中不变化的参数是。A焓；B相对湿度；C露点温度；D湿球温度。

指出“相对湿度、绝热饱和温度、露点温度、湿球温度”中，哪一个参数与空气湿度无关：。

3．当分离要求和回流比一定时，在五种进料状态中进料的q

值最大，此时，提馏段操作线与平衡线之间的距离，在五种进料中，分离所需的总理论板数。

4．若仅仅加大精馏塔的回流量，会引起以下的结果是：。

A．塔顶产品中易挥发组分浓度提高B．塔底产品中易挥发组分浓度提高

C．提高塔顶产品的产量

5．在吸收操作中，下列各项数值的变化不影响吸收系数的是：。

A．传质单元数B．气液流量C．塔的结构尺寸