
华南理工大学化工原理考研真题与答案.docx
10页450华南理工大学2004年攻读硕士学位研究生入学考试试卷(试卷上做答无效•请在答题纸上做答•试启本卷必须与答懸纸一同交冋)科目名称:化工原理适用专业:化学工程、化学工艺、生物化工、工业催化.制糖丄赂 制浆造纸匸程、 环境工程一. 填空(30)1. 流体流动的速度分布方程:"黑(以―)的使用条件是::半顿涼忧>: 4“2(层流流动): < 管内流动)o:、流件在管内的流动状态屈于完全湍流・若某流速下通过长为!峯亡菅召n按黄为 100J•艇,其他条件不变流董提髙一倍,则阻力损失为(400.1kg •<3、 对于如图的泵送系统,系统在原流垃心 泵的 扬程为当关小阀门使扬程升高到历时.流fit 的改变使管路的能禾损失为(A hr Hr H} >o4、 球形颗粒在2(TC空气中沉降,当空久温度上升时,沉陪速应将 降低 (设沉降过程符合siocks定律);若该颗粒在20忙水中沉降・沉降速 度将.降低,当水温上升时.沉降速度将 提髙 °5、 用压滤机分离悬浮物,忽略过滤介质阻力,酒饼不可压缩,其他条件不变提裔悬浮液温度,单 位过滤时间所得滤液宣将( 增加 h提高悬浮液的固体含运•单位过訖时间所得滤液址将( 减少 )6、 消除列管换热器温度应力的三种方法是:1)膨胀节•2) U形换热管, 3)浮头 。
7、 当参加换热的两种涼体,一侧的对流传热系数远大于另一侧则在换热器的计算中总传热系数可近似取 一较小一他的对流传热系数 e减少8、 当总FR增大时•相对挥发度平衡时气相少液相燎尔浓度的差 e9、 連流操作中出纯溶剂吸收混合气中凡若塔板为无穷多•入塔几=8%.平衡关系为 方!¥・问(1)若注气比为2.5时.吸收率 10Q% °(2>若液气比为1・5时.吸收率 75%10、一定湿度的空气,总压升高.露点温度 升高 :而当空气的温度升高时. 露点温度 不变 •二、选杆(20)1、 流体逋过孔板流董计的压强损失△ Q与孔板流量计的压差计测得的斥强建AP的 关系是(C )A, 'PIP B, hPi>&P C> 不确定 D. \P"P2、 蒸汽笹送菅外有两层保温昱.处了使笔保沒效果更好.应将导热系数高的SKA)A、 外层B、 内层C、 无关3、 集二组分混合物.组分・4为易挥发组分.其液相组成为xa=0.6,相应的泡点为@ 与之平衡的气相组成为yA=O 7,相应的館点为则(B〉(A) t.
试定绘比较两种方案水最増大的结果(忽略摩擦系数的变化).廉1)机杭能H = 十二2g并联管路的轉点:li,x = H/2 = H}和題意 At =A2= A” .A +2?】":„ . “ +刃2 wj•a 2g 八 2 4 2g・「 if I芒兴.一^ = —",="•= u2g 2g --流St: V = ^ + Vz = Axu} + A2u2 = 2Au = 2V2)机械能衡算H = H广人+工人卅 / +y/ M2依題意:心=2厶 2(/ + ^/) = Z3(/3+^/3)V3 = Ayu3 = 4 J x V2// = 4>f2V四、(15分〉用高2m,宽2m.长5m的降尘室分离高温含尘气体中的尘粒. 气化的流竝为6.94m3/s> 密度为0・6Kyn?,粘度为3・0xl(T'Pd・S ,尘垃約習嗖 /J 4500Kg/m3 .此条件下所能除去的最小尘粒自径为92.1 Pm.(门 巷迂上迁務尘室用隔板等分隔成10层(板厚不计),求:当需除去的尘粒宜径不变.则处理竜为 多大?(2)反之.当维持生产能力不变.则除去尘粒的最小颗粒直径多大?(设沉降 过程符合stockes定律)(I)当物系和尘粒直径不变,則沉降速度坷不变.同时把原降尘室芳分隔成10 层,则沉降面积A'增大到10A.由(3~33a)式得处理註:々=104 町=10 匕=69.W/j(2)若生产能力及物系不变.沉降面积增大到A =10A时,则除去尘粒的最小尘粒 宜径由得亠亠匚亟H斗295 g(Pp 一 p) / \ g(pp - p) 1 ox Vio五. (18分〉有一列管式换热器.由100根^25X 2.5mm钢菅组成,空气走管 程被加热,并作湍流流动,对流传热系数为水蒸气在壳程冷凝.放出冷凝热.冷礙对流传热系数为a水代。
管樂和污垢热阻不计,在此工况厂1)试证明列管式 换热器的总传热系数K约为多大? 2)其他条件不变,只将该换热器改成2管稈, 此时总传热系数K增大多少? 3)其他条件不变,只将原换热器管子的玄径减小一 倍,总传热系数K增大多少?1)a空《a水代・•・K乞a彳证明省0.82)= 2°-s =1.74083)六、(20分) 在连续精锢塔中,分离某二元理想溶液,其平均相对挥发 度为2进料为汽-液混合物,液相分率为0・5,进料中易挥发物的平均组 成为x产0.33・要求塔顶中易挥发的组成为0. 93 (以上均为摩尔分率)•料液中易挥发组分的96%进入他出液中取回流比为最小回流比的1.242 倍试计算:(1)塔底产品组成;(2)写出精倔段方程;(3)写出提谄段 方程;(4)假定各板效率为0.5,从塔底数起的第一块扳上,上升蒸汽的 组成为多少?解:Q)斜“96\午嗨严心“DFD7I- 0 361(2) q=0.5,进铝方程为丄X-虽…+ 0.7g_l g_]联立求解平衡线方程和进料方程f , = 2x~ rrr => x24 2.3x-o.7 = [/^-X-bO.7x y = 0.272= 0.428n U 一儿 0.93 - 0.428.・■ R = ~ ® 二 二—=儿-Xg 0.428 - 0.272R = I .242 R「I .242 x 3 .22 = 4.0 R x e + R十1 ”•・・苗饴段方程为3 .22R 4丨二 即: 儿=0.8— + 0.1860.93(3) U=L4-qF=RDiqF=4 X 0.361 F+0.5 X F=1.944FW=F-D=F-0.361F=0.639• 一 厂 甲 1-944Fy^} = 产 ~ 乙口八-I.944F二0.639F”=1.5x^-0.01090.639FI.944F-0.639F0.0223(4)如图所示.求 >4 = ?门与X•成弓復关賀•2x. 2 x 0.0223 c …尢y. = = = 0.0436八 11. 】+ 0.0223心与八肥从提憾段垛作线关系 •yt = 1.49x, - 0.0107>•, + 0.0107 0.0436 + 0.0107 A 心“・・・ X. X » N 0.0364• 1.491.49〉:与x・成平蠶关系• ・ ■银据戢弗里板效率公式S . = _Z?^36儿 0 0702 - 0.0436 = ° 5y2 = 0.0569七. (15分)某一逆流操作的填料塔中:用水吸收空气中的氨气.己知塔 底气体进塔浓度为0. 026 (摩尔比•下同),塔顶气相浓度为0. 0026,填料 层高度为1.2m,塔内径为0・2皿吸收过程中亨利系数为0. 5atm,,操作压 力0.95atm,平衡关系和操作关系(以比摩尔浓度表示)均为直线关系。
水用量为0. Im7h,混合气中空气量为lOOmVh (标准状态下),试求:(1)气相总体积传质系数:(2 )操作液气比为最小液气比的多少倍: (3)由于法定排放浓度必须小于0. 001,所以拟将填料层加髙:若液气 比不变■问填料层应加髙多少;(1 ) lOSmol/s.Y ( 2 ) 2625 倍;(3 ) l・796m(l)m=E/P=O. 5/0. 95=0. 5263VO, Yb=yb/(l-yb)=o. 0267, Y.=yy(l-y.)=O. 00261L=L# P /M二0・ 1X 1000/18=5. 56kmol/h=5. 56X 10‘mol/hG=PG' /RT= 101325X 100/(8. 314X273. 15)=4. 46X 103mo 1/hl/A-mG;L=0. 5263X4. 46X 107(5. 56X 103)=0. 4222^={ln[(l-l/A) (Yb-mXj/(Yrm)O+l/A]}/ (Hl/A)= {ln[(l-O. 4222) XO. 0267/0. 00261+0. 4222]}/(1-0. 4222)=3. 194所以 H萨h/21・2/3・ 194=0. 3756=G/KreF所以 G/FHa =4.46X 107(0. 785X0. 22X0.3756) =1072. 465=3. 785 X lOmol/h. m3=105mol/s. m1⑵(L =n;O=0. 5263 X (0. 0267-0. 0026 E,0. 0267=0.4749 , L/G=5. 56X 1074. 46X 10 = i. 25 所以(L/G)/(L/G).u=l. 25/0. 4749=2. 625(3)Y‘ =y/ /(l-ya) =0.001pj =:K -A)-] A?}/(l-l/A)= rln[(l*0. 422) XO. 0267/0. 00HO. 422]:/(1-0. 422) =4. 78Ha-G/K>.F 不变所以 hf =0. 3756X4. 78=1. 796m八、(15分〉在常压绝热干燥器内干燥某湿物料,湿物料的流量为600kg/h, 从含水量20%干燥至2%(均为湿基含水量九温度为20°C•湿度为0. 013kg 水/kg绝干气的新鲜空气经预热器升温至100C后进入干燥器,空气出干燥 器的温度为60-Co(1) 完成上述任务需要多少kg绝干空气/h?(2) 空气经预。












