1997年浙江大学考研化工原理真题及答案

1、1997年（共四大题，二十四小题）一、选择题（20分，每一选择2分）uu1 如图三根等径管(其内径d1=d2=d3)内的流量相同,二测压点间距离也相同。 1 d 2 u d 4 5 d 3 6 (1)记P1=P1-P2,P2=P3-P4,P3=P5-P6,则_。 (A)P1=P2=P3 (B)P2P1P3 (C)P3P1P2 (D)P1P2P3 (2)差压计读数R1、R2、R3间关系为_。 (A)R1=R2=R3 (B)R2R1R3 (C)R3R1R2 (D)R1R2R3d1=d2=d3 u1 =u2 =u31=2=3,则Pi Ri大小关系?ANALYSIS:首先i表示流速度化和摩擦阻损。 ua2=ub2=uc2=0 , hfa =hfa =hfa(i/dI)(ui2/2g) R1 =R2 =R3 列，间的衡算关系式P1/g+u2/2g= P2/g+u2/2g+hfA,P1/g=hfAP3/g+u2/2g= P4/g+u2/2g+hfB+h ,P2/g=hfB+hP5/g+u2/2g= P6/g+u2/2g+hfC-h ,P3/g=hfC-h PPP5.连续精馏塔操作中,如加料状况与塔

2、顶产量D不变,而调节回流比小于最小回流比,则_ 。(A)xD、xW均增加; (B)xD、xW均不变; (C)不能操作; (D)xD减小,xW增加。q, xf, F, D不变, RRmin, 则xD、 xW?ANALYSIS:当RRmin时，三线（进料线、精馏线、提馏线）交于平衡线外侧。此时，将不能用增加理论塔板数的方法以达到分离要求，从而导致xD降低，x增加，即整个塔的分离效率降低。二、填空题（20分，每小题2分）1 如下图所示的输水系统,若将B阀关小,而保持A阀、C阀的开度不变,则总管流速u_,压力表读数_。ANALYSIS: 关小BuBupuA A p B C u （ 题1示图 ） 2.操作中的离心泵如右图所示,若容器上部真空表的读数增大,而其它管路条件不变,则管路总阻力损失将 _。 真空表ANALYSIS: 并联后，Q=Q1+Q2 （a1）b10.5+（a2）b20.5即并联泵组的特性曲线方程为（a1）b10.5+（a2）b20.56.用清水逆流吸收某气体,操作过程中若气体入塔浓度下降,而其它条件不变,则气体出塔浓度_ _,回收率 _。 xa=0,yb其余不变，ya、? ANAL

3、YSIS:h=HOGOG都不变化， NOG=1/（1-1/A)Ln(1-1/A)( yb-mxa)/( ya-mxa)+1/A 不变 yb/yayb/ya不变，yb，ya，yb/ya=1/（1-）不变 ya,不变。8.操作中的精馏塔,若保持F、xF、q、V(塔釜上升蒸汽量)不变,减少D,则xD_ ,塔顶易挥发组分回收率_ _。 、xF、q、V不变，则xD,（DxD/FxF）?ANALYSIS:V=V-(1-q)F不变,V=(R+1)D不变 DR,L/V=R/(R+1)=1/(1+1/R),RD=V-D L/V=(RD+Fq)/V，NT不变, xD，x ,W xW, DxD/FxF=1- WxW/FxF xD，DxD/FxF三、分析题：（5分） 用一板框压滤机恒压过滤某悬浮液,若滤浆的固含量降低(假设比阻不变),则滤饼充满滤框所需时间将如何变化?恒压过滤，c,f? ANALYSIS:dV/d=KA2/2(V+Ve),设Ve=0,积分得V2 =KA2f 即 q2=Kf -(1), 其中K=2P1-S/rc（c浓度）-(2) c=LA/V=L/q-(3), K=2P1-S/rL/q-(4)

4、将(3)、(4)两式代入（）式得fc c时f 即c时充满滤框所需过滤时间增加。四、计算题：（55分）1. （8分）某逆流吸收塔中,用纯溶剂吸收混合气中的可溶组分,气体入塔浓度为0.01(摩尔分率),要求回收率为0.9。已知平衡关系为y=2x,液气比L/G=1.2(L/G)min,传质单元高度HOG=0.9m。试求: (1)出塔液体浓度; (2)所需填料层高度。逆流吸收，xa=0, yb=0.01，=0.9, y=2x, L/G=1.2(L/G)min，HOG=0.9, 求（1）xb（2）hSOLU: (L/G)min=m=20.9=1.8 L/G=1.2(L/G)min=2.16 =(yb-ya)/yb, ya（）yb0.001L/G=(yb-ya)/( xb-xa)推出xbxa(G/L)(yb-ya)0.0042yb*=mxb=0.0084, ya*=mxa=0 ya=ya-ya*=0.001; yb=yb-yb*=0.016; ym=(yb-ya)/Ln(yb/ya)=0.001276 NOG=(yb-ya)/ ym=0.75, h=HOGNOG=6.3m即xb=0.0042,h=

5、6.3m2. （10分）如下图,流量为0.5kg/s、温度为20的水(CP=4.18kJ/kgK)流过串联的两台列管换热器,以冷却流量为0.8kg/s、温度为120的某溶液(CP=2kJ/kgK),测得该溶液的出口温度为65。现因故使进口水温降到6,问:若保持其它进口条件不变,则溶液的出口温度变为多少?t1=20,T1=120,T2=65, ms2=0.5kg/s,Cp2=4.18kJ/kgK, Cp1=2kJ/kgK,t2=6.其它条件不变，T= ？SOLU:变化前Q=ms2CP2(t2-t1)= ms1CP1(T1-T2) t2t1（T1-T2）ms1CP1ms2CP262.1 传热效率 =（T1-T2）/（T1-t1）=11/20 变化后 因 CR1= ms1CP1ms2CP2不变 ，NTU=KA/ ms1CP1不变 传热效率不变 （T1-T2）（T1-t1） 不变, T2T1（T1-t1）=57.33. （10分）3.有一连续干燥器在常压下操作,生产能力为1000kg/h(以干燥产品计),物料水分由12%降为3%(均为湿基)。空气的初温为25,湿度为0.01kg/kg,预热器后

6、升温至70,干燥器出口废气为45,干燥室进、出口处湿空气焓值相等。试求:(1)废气的湿度;(2)空气的用量(m3/h,初始状态下)。G2=1000kg/h,w1=12%,w2=3%,t0=25, H0=0.01, t1=70, t2=45,I1=I2（等焓干燥过程）求H2、V.SOLU:预热过程，湿度不变 即H1=H0=0.01 由 I1=I2,即CH1t1+r0H1=CH2t2+ r0H2 , 解出H2=0.02,H2=(0.772+1.244H2)(273+t2)/273=0.9259 L=1/(H2-H1)G2(w1-w2)/(1-w1)=1.0227 V2=LH2=9469m3/h=2.63m3/sH20.02, V 2=2.63 m3/s4、包括所有局部阻力当量长度),当阀a全关,阀b打开时,压力表PB的读数为2.4104Pa。假设阻力系数均为0.03,水的密度为1000kg/m3。(1)试计算B管道(CB段)的流速;(2)若维持阀b的开度不变,逐渐打开阀a,直到CB、CD两管中流速相等,此时B管的流速又为多少? 大气 A O 15m pB B b E 3m C 通大气a D

7、 50, LOC=45,LCB=15, a关b开时PB=2.4104Pa,=0.03,=1000kg/m3 求（）uCB;(2)a 打一至uCB=uCD, 此时的uCB？SOLU:a全关b开时，在面间进行衡算， EtA=EtB +WfOCB:PA/+gz= PB/+uCB2/2+(/d )(uCB2/2) uCB=2(PA/- PB/)+ gz/1+(/d )0.5=2.25m/s 在BE间衡算 EtB=EtE +WfBE PB/+ uCB2/2= P0/+K uCB2/2推出10.5 当a打开时，AB间重新衡算， EtA=EtB +WfOCB: PA/+gz= PB/+uCB2/2+(OC/d )(2uCB/2)2 +(CB/d )(uCB)2/2 设PB/+59uCB2=219.045-(1) 在BE间衡算 EtB=EtE +WfOCB: PB/+ uCB2/2= P0/+ KuCB2/2-(2) 解（）（）两式得uCB=1.36m/s5. （15分）在由一块理论板和再沸器组成的精馏塔中(参见右图),对苯-甲苯混合液进行分离。已知=2.5,F=100kmol/h,xF=0.15(摩尔分率,下同),饱和液体加料在第一块板上,分离要求为xD=0.25,xW=0.06。试求:(1)塔顶、底的产量D、W;(2)回流比R。2.5,F=100,xF=0.15,q=1,xD=0.25, xW=0.06,求,；（）.SOLU:W/F=(xD-xF)/( xD-xW)推出W

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