天大01-02-03化工原理

天津大学研究生院二0 0一年招收硕士生入学试题

题号：

考试科目：化工原理（含化工原理实验）页数：

一、选择与填空（20%）

1、用离心泵将某贮槽A内的液体输送到一常压设备B，若设备B变为高压设备，则泵的输液量，轴功率。

2、球形颗粒的自由沉降过程包括加速运动和等速运动两个阶段，沉降速度是指阶段中的颗粒相对于流体的运动速度。

3、通过三层平壁的定态热传导过程，各层界面接触均匀，第一层两侧面温度分别为120℃和80℃，第三层外表面温度为40℃，则第一层热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的大小关系为。

A、R1＞(R2+ R3)

B、R1＜(R2+ R3)

C、R1＝(R2+ R3)

D、无法确定

4、某二元物系，相对挥发度α=2.5，对n、n-1两层理论板，在全回流条件下，已知xn=0.35，则yn-1= 。

5、在吸收操作中，若c*－c ≈ci－c，则该过程为。

A、液膜控制

B、气膜控制

C、双膜控制

D、不能确定

6、分配系数kA增加，则选择性系数β。

A、减小

B、不变

C、增加

D、不确定

7、在填料塔的Δp/z—u曲线图上，有和两个折点，该两个折点将曲线分为三个区，它们分别是、、。

8、采用一定状态的空气干燥某湿物料，不能通过干燥除去。

A、结合水分

B、非结合水分

C、自由水分

D、平衡水分

二、如图所示(附件)，用离心泵将储槽A中的液体输送到高位槽B（两个槽位敞开），两槽液面保持恒定，两液面的高度差为12m，管路内径为38mm，管路总长度为50m（包括管件、阀门、流量计的当量长度）。管路上安装一孔板流量计，孔板的孔径为20mm，流量系数C0为0.63，U管压差计读数R为540mm，指示液为汞（汞的密度为13600kg/m3）。操作条件下液体密度为1260kg/m3，粘度为1×10-3Pa·s。若泵的效率为60%，试求泵的轴功率，kW。摩擦系数可按下式计算：

滞流时，λ= 64/Re

湍流时，λ= 0.3164/Re0.25 （13％）

三、在一定条件下恒压过滤某悬浮液，实际测得K=5×10-5m2/s，V e=0.5m3。先采用滤框尺寸为635mm×635mm×25mm的板框压滤机在同一条件下过过滤某悬浮液，欲在30min过滤时间内获得5m3滤液，试求所需滤框的个数n。（6%）

第一页，共二页

四、有一列管换热器，装有Φ25mm×2.5mm钢管300根，管长为2m。将管程的空气由20℃加热到85℃，空气流量为8000kg/h。用108℃的饱和蒸汽在壳程作为介质，水蒸气的冷凝传热膜系数为1×104W/(m2·K)。管壁及两侧污垢热阻可忽略，热损失可忽略。已知管内空气的普兰特准数Pr为0.7，雷诺准数Re为2.383×104，空气导热系数为2.85×10-2W/(m·K)，比热容为1kJ/(kg·K)。试求：

（1）空气在管内的对流传热系数；

（2）换热器的总传热系数（以管外表面积为基础）；

（3）通过计算说明该换热器能够满足要求。（12%）

五、在一连续精馏塔中分离某理想二元混合物。已知原料液流量为100kmol/h，其组成为0.5

（易挥发组分的摩尔分率，下同）；塔顶馏出液流量为50kmol/h，其组成为0.96；泡点进料；塔顶采用全凝器，泡点回流，操作回流比为最小回流比的1.5倍；操作条件下平均相对挥发度为2.1，每层塔板的气相默弗里板效率为0.5。

（1）计算釜残液组成；

（2）求精馏段操作线方程；

（3）若经过精馏段第n块实际板液相组成降低了0.01，求经过该板气相组成的最大变化量。（13%）

六、在填料层高度为8.5m的吸收塔中，用纯溶剂吸收某气体混合物中的溶质组分。已知进塔混合气体中溶质的含量为0.05（摩尔比）；单位塔截面上惰性气体流量为50kmol/(m2·h)；气相总吸收系数为0.34 kmol/(m2·h)；溶质的吸收率为98%；在操作条件下，该系统的平衡关系为Y=2.2X（X、Y均为摩尔比）；溶剂用量为最小用量的1.5倍。试计算：

（1）出塔液相组成；

（2）所有填料的比表面积。（11%）

七、湿度为0.01kg/kg绝干空气的常压新鲜空气经预热器加热后，在常压下用于干燥某种湿物料。空气进、出预热器的温度分别为20℃、120℃，含水量分别为20%、5%（均为湿基）。干燥后产品的流量为60kg/h，湿物料的平均比热容为2.134kJ/(kg·)℃，忽略干燥系统的热损失。试求：

（1）新鲜空气的流量V（m3/h）；

（2）干燥系统所需要的总加热速率Q。（10%）

八、实验部分（15%/）

1、在进行间歇精馏操作过程中，为了保持塔顶温度的恒定，应逐渐回流比；同时为了保持塔顶产品产量的恒定，应逐渐塔釜加热量。

2、在进行圆形直管内空气湍流流动的对流传热系数测定实验中，需要测定哪些物理量？

3、在恒压过滤常数测定实验中，已知不同滤液量V对应的过滤时间θ，试简要说明利用作图法求取恒压过滤常数的方法。

4、设计一实验流程（画出其实验流程示意图），可以完成如下实验内容：

（1）进行离心泵性能的研究；

（2）进行水平直管摩擦阻力与流动雷诺数关系的研究。

天津大学研究生院2002年招收硕士生入学试题

题号：

考试科目：化工原理（含实验）页数：

一、【基本题】（选择填空题或直接填空，每空1分，共25分）

1、在完全湍流区，流动摩擦阻力损失与（）成正比；在层流区，流动摩擦阻力损失与（）成正比。

①流速的一次方②流速的平方③流速的三次方④流速的五次方

2、在设计沉降室时，所依据的基本关系是Vs≤blut，其中ut是指（）

①颗粒的平均沉降速度②要求被除去的最小颗粒的沉降速度

③平均粒径大小的颗粒的沉降速度

3、在塔板设计中，若加大板间距则漏夜线（），液泛线（）。

①下移②不变③上移④不确定

4、填料因子Φ值减小，填料塔的液泛速度uF（）