华东理工大学化工原理1991十年真题你值得拥有.docx

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华东理工大学化工原理1991十年真题你值得拥有

华东理工大学二000年研究生（硕士、博士）入学考试试题

考试科目号码及名称：

501化工原理（含实验）

一、简答题：

（14分）

1．功能校正系数α为什么总是大于、等于l的？

试说明理由？

2．大小不一的搅拌器能否使用同一条功率曲线？

为什么？

3．简述数学模型法规划实验的主要步骤。

4．加快过滤速率有哪几种途径？

5．评价旋风分离器性能的主要指标有哪些？

6．简述辐射传热中黑体和灰体的概念？

7．液液萃取塔设备的主要技术性能有哪些？

二、（20分）贮槽内有40℃的粗汽油（密度ρ=710kg/m3）,维持液面恒定，用泵抽出后分成两股，一股送到分馏塔顶部，另一股送到吸收解吸塔中部。

有关位置距地面以上的高度见附图。

若阀门全开时，包括局都阻力当量长度的各管段长度如下：

1-0段，l1＝10m,0-3段，l3＝20m,管内径均为50mm，摩擦系数均为λ=0.03。

调节0－2段中阀门开度，使送往吸收解吸塔的流量为送往分馏塔的流量的一半。

此时，孔板流量计的压差ΔP=513mmHg,孔径d0=25mm，流量系数C0=0.62。

试求：

①总管流量和管路所需的压头；（6.33×10-3m3/s,22.7m）

②若泵效率为60%，求所需泵功率。

（1.67kw）

三、（l2分）用连续精馏塔分离双组分混合液，混合液中含易挥发组分xF=0.4（摩尔分率、下同），原料以饱和液体状态加入塔中部，塔顶全凝，泡点回流。

操作条件下物系的相对挥发度α=2.5，要求塔顶产品浓度xD=0.8，塔顶易挥发组分的回收率η=0.9。

塔釜间接蒸汽加热。

试求：

①完成上述分离任务的最小回流比；（0.778）

②若操作回流比取最小回流比的1.5倍，则进入塔顶第一块塔板的汽相组成为多少？

（0.7006）

四、（14分）间歇干燥处理某湿物料3.89kg，含水量为10%（湿基），用总压100kPa、温度为50℃的空气进行干燥，并测得空气的露点温度为23℃，湿球温度为30℃，要求干燥产品的含水量不超过l%（湿基）。

已知干燥面积为外0.5m2，气相传质系数kH为0.0695kg／s.m2，物料的临界自由含水量Xc为0.07kg／kg干料，平衡含水量可视为零。

降速阶段的干燥速率曲线可按通过原点的直线处理，求干燥时间。

（0.545h）

温度t/℃233050

饱和蒸汽压/kPa2.9044.25012.34

五、（20分）一逆流操作吸收塔如图所示。

混合气体由塔底引入，其中可溶组分的浓度y1=0.05（摩尔分率，下同），单位塔截面上的气相流率G=0.014kmol／m2.s。

吸收剂分两处加入。

由塔顶加入的为纯溶剂，单位塔截面上的流率L1=0.0112kmol／m2.s。

从塔顶往下，经2米填料层高度后，又加入一股x’2＝0.01的吸收剂，单位塔截面上的流率L2＝0.0112kmol／m2.s，再经6米填料层高度后，液体由塔底引出。

全塔各处Kya均为0.028kmol／m3.s，物系平衡关系y=0.8x。

试求：

（1）第二股吸收剂L2加入后，塔内该截面的液相浓度X’’2;（0.008378）

（2）塔底排出的液相浓度x1。

（0.035405）

（3）为使出塔气体浓度y2降低，第二股吸收剂的加入口应向上移还是向下移？

为什么？

（下移）

六、（此题应届考生必答，20分）槽内盛有10吨某有机物，拟用图示装置加热，加热介质为120℃的饱和水蒸汽，在加热过程中，传热系数的平均值为320W／m2K，加热器的换热面积为12m2，泵的输送量为W＝4000kg／h，有机物的比热容Cp=2.1kJ／kg.K。

试求:

（1）若将槽内有机物从20℃加热到80℃，需多长时间？

（2）若泵的输送量增加为5000kg／h,传热系数K∝W0.8，则将槽内有机物从20℃加热到80℃，需多长时间？

（槽内液体因搅拌而温度均一，忽略热损失。

）（2.84hr,2.31hr）

七、（此题在职考生必答，20分）用某热流体与甲苯在一台列管式换热器中进行逆流换热。

列管的管内径为25mm，甲苯走管内，入口温度t1=20℃，出口温度t2=80℃；热流体走管外；入口温度T1=200℃，出口温度T2＝120℃。

已知此时热流体的对流给热系数α1=1000W/m2.K，甲苯的对流给热系数为α2=2800W／m2.K。

现把甲苯的流量增大50%，试求：

①热流体的出口温度为多少？

（106.6℃）

②新工况的热流量Q’较原来增加了多少？

（17%）

（已知甲苯的Re＞104,Pr＞0.7，管壁热阻可略，流体物性随温度的变化可忽略。

）

华东理工大学一九九九年研究生（硕士、博士）入学考试试题

（试题附在考卷内交回）考试科目号码及名称：

501化工原理（含实验）

一、简答题：

（20分）

1．何谓轨线？

何谓流线？

为什么流线互不相交？

2．简述往复泵的水锤现象。

往复泵的流量调节方法有哪几种？

3．搅拌器应具有哪两种功能？

4．在考虑流体通过固定床流动的压降时，颗粒群平均直径是按什么规则定义的？

为什么？

5．因某种原因使进入降尘室的含尘气体温度升高，若气体质量及含尘情况不变，降尘室出口气体的含尘量将有何变化？

原因何在？

6．影响辐射传热的因素有那些？

7．综合评价塔板性能的标准是什么？

8．当两相流量比相差很大时，而且所选用的萃取塔设备又可能产生严重的轴向返混，此时应将流量大的还是流量小的一相作为分散相？

为什么？

9．何谓平衡水、自由水、结合水和非结合水？

它们之间有何关系？

10.何谓蒸发设备的生产强度？

二、（20分）某列管换热器，壳程通以0.2Mpa（绝）的饱和蒸汽，可将一定量的冷水从25℃加热到65℃。

若加热蒸汽的压强及水的入口温度保持不变，水的出口温度降为63℃，求此时换热器的热通量较原工况有何变化（以原工况的相对比值表示）？

计算时可忽略垢阻、管壁及蒸汽侧的热阻，水在管内作湍流流动。

0.2Mpa（绝）的饱和蒸汽温度为120℃。

三、（20分）在一逆流操作吸收塔中，吸收混合气体（氨与空气）中的氨。

单位塔截面上的混合气体流率为0.036kmol／m2.s，含氨2%（体积），新鲜吸收剂为含氨0.0003（mol分率）的水溶液，从塔顶加入，要求氨的回收率不低于91%，设计采用液气比为最小液气比的1.3倍，氨-水-空气物系的相平衡关系y=1.2x。

已知气相总传质系数Kya均为0.0483kmol／m3.s，试求：

（1）所需塔高H;

（2）若采用部分吸收剂再循环从塔顶加入，新鲜吸收剂用量不变，循环量与新鲜吸收剂用量之比为1：

10，为达到同样的回收率，所需塔高为多少？

（5.03m,12.84m）

四、（20分）用连续精馏塔分离双组分混合液，进料组成为0.4（易挥发组分摩尔分率），进料液气比为1：

1（摩尔量之比）。

塔顶泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。

要求塔顶易挥发组分的回收率达到98%，塔釜难挥发组分的回收率达到99%，操作条件下物系的相对挥发度为3。

试求：

（1）塔顶、塔底的浓度和塔顶采出率；（0.985,0.0133,0.398）

（2）最小回流比；（1.783）

（3）若操作回流比取最小回流比的1.5倍，试写出提馏段操作线方程。

（y=1.626x-0.008314）

五、（此题应届考生必答，20分）图示输水管路，圆桶形高位槽直径位为0.5m,底部接一长30m（包括局都阻力当量长度）,内径为20mm的管路，摩擦系数λ=0.02。

水平支管很短，除阀门外的其它阻力可忽略，支管直径与总管相同。

高位槽水面与支管出口的初始距离为5m，槽内水深为1m，阀门1、2的类型相同。

试求：

（1）当一个阀门1全开（ξ=2）、阀门2全关时，支管1中的瞬时流速为多少？

（2）在上述情况下，将槽中的水放出一半，需多少时间？

（3）若在阀门1全开、阀门2全关的条件下放水100秒后，将阀门2也全开，问放完槽中的水总共需多长时间？

（1.72m／s,186s,374s）

六、（此题在职考生必答，20分）图示输水管路，用离心泵将料液（密度ρ=800kg/m3）送至常压容器B和压力容器C。

两股流量相同，V1=V2=4l/s。

高度ZB=25m。

压力容器C中的压强为9.81kpa（表压），高度ZC=20m。

管段ED内径d=75mm,长度l=100m（包括局部阻力的当量长度）,管段DF内径d1=50mm,长度l1=50m（包括局部阻力的当量长度）,管段DG内径d2=50mm,长度l2=50m（包括除阀门外的所有局部阻力的当量长度）,摩擦系数均为λ=0.03，不计分流点的阻力损失和动量交换。

试求：

（1）泵的压头和理论功率；

（2）支路DG中阀门的局部阻力损失，J/N;

（3）若希望长期提高，V’1=V’2=1.5V1,并再提供一台同型号的水泵，离心泵的特性曲线为He=56-2.81×105V2（式中：

He:

m;V:

m3/s）。

问能否达到要求？

（设管路阀门阻力已调整到相应值）。

（38m，2386w,3.75m,不能）

华东理工大学一九九八年研究生（硕士、博士）入学考试试题

（试题附在考卷内交回）考试科目号码及名称：

501化工原理（含实验）

一、简答题：

（20分）

1．简述搅拌釜中加挡板或导流筒的主要作用是什么？

2．试写出回转真空过滤机单位面积滤液量q与转速n、浸入面积分率φ以及过滤常数的关系式，并说明过滤面积为什么用转鼓面积A而不用Aφ？

3．当沉降处于斯托克斯定律区时，试写出非球形颗粒的等沉降速度当量直径de的计算式。

4．流化床的压降与哪些因素有关？

5．蒸发器提高液体循环速度的意义有哪些？

6．简述什么是气液传质板式塔操作中的转相点？

7．何谓萃取操作的选择性系数？

什么情况下β=∞？

8．什么是转盘萃取塔的特性速度？

9．

在连续干燥器之前用预热器加热空气，被加热空气所获得的热量Q按其去向可分为哪四项？

干燥器热效率定义为哪些项之比？

10.提高连续干燥器的热效率的措施有哪些？

二、（20分）图示输水管路，用离心泵将江水输送至高位槽，已知吸入管直径φ70×3mm，管长lAB=15m，压出管直径φ60×3mm，管长lCD=80m（管长均包括局部阻力的当量长度），摩擦系数均为λ=0.03，ΔZ=12m，离心泵的特性曲线为He=30-6×105V2（式中：

He:

m;V:

m3/s）。

试求：

（1）管路流量为多少m3/h；

（2）旱季江面下降3m,与原流量相比，此时流量下降百分之几？

（3）江面下降后，B处真空表和C处压力表的读数各有什么变化（定性分析）？

（14．8m3/h；8．8%：

真空表读数上升，压力表读数下降。

）

三、（20分）用填料塔吸收混合气体中的有用组分。

塔底

入塔气体浓度y1=0.05（摩尔分率，下同），回收率为90%，

用纯溶剂吸收，液气比L/G=1,操作条件下，物系平衡关系y=0.5x。

HOG=1m,气膜控制，试求：

（1）为完成此分离任务，所需填料层高度H；

（2）若采用纯溶剂分成两股加料（流程如图虚线），一股L/2溶剂仍从塔顶加入，另一股L/2溶剂从距塔顶2m处加入。

求为完成同样的分离任务所需填料层高度；

（3）在y~x图上画出两种情况下的平衡线和操作线，并说明填料层高度变化的原因。

（3.41m：

4.02m；略。

）

四、（20分）一连续操作的常压精馏塔，用于分离A（轻组分）-B（重组分）混合物，混合液中含易挥发组分xF=0.4（摩尔分率、下同），进料温度为50℃，要求达到塔顶产品A组分含量xD=0.95,塔底馏出液A组分含量xW=0.03,操作条件下物系的相对挥发度α=2.5，实际操作回流比为1.95，试计算：

（1）A组分的回收率；

（2）最小回流比；

（3）提馏段操作线方程；

（4）若塔顶第一块塔板下降的液相浓度为0.9，求该塔板以气相组成表示的默弗里板效率EmV。

（由平衡数据已知xF=0.4时混合液的泡点为95.2℃，定性温度下原料液平均比热Cp=39kcal/kmol.℃,千摩尔汽化潜热r=8800kcal/kmol）。

（0.955;1.275;y=1.43x-0.013;81.6%）

五、（此题应届考生必答，20分）槽内盛有20吨重油，拟用图示装置在4小时内将其从20℃加热至80℃，加热介质为120℃的饱和水蒸汽，在加热过程中，传热系数的平均值为350W／m2K，加热器的换热面积为12m2，泵的输送量为W＝5000kg／h，重油的比热容Cp=2.0kJ／kg.K。

试求换热器应具有多大的换热面积才能满足要求？

（槽内重油因搅拌而温度均一，忽略热损失。

）（19.7m2）

六、（此题在职考生必答，20分）一套管换热器用133℃饱和蒸汽将管内的氯苯从33℃加热到73℃，氯苯的流量为5500kg/h。

现因某种原因，氯苯流量减少到3300kg/h，但其进出口温度欲维持不变，试问此时饱和蒸汽的温度应为多少，才能满足要求？

此时饱和蒸汽的冷凝量为原工况的百分之几？

（设在两种工况下蒸汽冷凝热阻、管壁热阻、垢阻和热损失均可忽略，且氯苯在管内作湍流流动。

忽略两工况下饱和蒸汽汽化潜热的变化）。

（125.6℃；60%。

）

华东理工大学一九九七年研究生（硕士、博士）入学考试试题

（试题附在考卷内交回）考试科目号码及名称：

501化工原理（含实验）

一、简答与填空：

（20分）

1．搅拌器应具有的两种主要功能是什么？

2．过滤速率与哪些物性因素、操作因素有关？

3．在上升气流中悬浮稳定的固体颗粒，它所受到的力应该是：

重力=压差力+向上摩擦力还是重力-浮力=压差力+向上摩擦力为什么？

4．流体流动边界层分离（脱体）的两个条件是什么？

5．多效蒸发的效数受哪些限制？

6．简述板式塔的夹带液泛与溢流液泛现象。

7．简述填料塔的载点和泛点。

8．转盘萃取塔中，对于正系统（dσ/dx>0）物系，传质方向应当选从____相向____相传质较为有利。

（连续，分散）

9．分配系数等于1时，能否进行萃取分离操作？

为什么？

10.在同样的干燥条件（干空气的t,H一定），湿物料的尺度减小，则临界含水量____，平衡含水量____。

（上升、下降、不变）

二、（20分）有一台列管式换热器，内有φ25×2.5mm钢管44根，管长1.5m，单管程。

管程中的冷却水将壳程中100℃的蒸汽冷凝，蒸汽冷凝侧热阻可忽略。

冬季时冷却水进口温度为15℃，出口温度为37℃，试求：

（1）冬季时冷却水用量及蒸汽冷凝量各为多少kg／h？

（2）夏季时冷却水进口温度为29℃，若冷却水用量与冬季相同，则夏季冷却水出口温度为多少℃？

蒸汽冷凝量将变为多少？

已知冷却水的比热Cp=4180J／kg.℃，粘度μ=1cp,导热系数λ=0.6W/m.℃,蒸汽冷凝潜热r=2.26×106J／kg。

（设以上物性不随温度变化）。

（47.4×103kg／h，1.93×103kg／h；47.41℃，1．62×103kg／h）

三、（20分）如图所示的精馏塔具有一块实际板和一只蒸馏釜（可视为一块理论板），原料预热到泡点，由塔顶连续加入，F=100kmol/h，xf=0.20（摩尔分率、下同），泡点回流，回流比R=2,物系的相对挥发度α=2.5，今测得塔顶出料量D=57.2kmol/h，且xD=0.28。

试求：

（1）塔底出料量W及浓度xW;

（2）该塔板的默弗里板效率EmV和EmL。

（42.8Kmol/h,0.0391:

49.5%,56.2%）

四、（20分）分离如图所示的低浓度气体吸收-解吸系

统，已知吸收塔的传质单元高度HOG=0.4m,解吸塔的传

质单元高度H’OG=1.0m,处理气体量G=1000kmol/h,吸收剂循环量L=150kmol/h,解吸气体流量G’=300kmol/h,各有关浓度（摩尔分率）如下：

y1=0.015y1’=0.045y2’’=0x2=0.005

吸收系统的相平衡关系为ye=0.15x,解吸系统的相平衡关系为y’e=0.6x,试求：

（1）吸收塔的气体出口浓度y2及液体出口浓度x1;

（2）吸收塔的填料层高度H及解吸塔的填料层高度H’；

（3）实际操作时，若解吸气体流量改为G’=250kmol/h,则吸收塔的气体出口浓度y2又为多少？

（设L、G、y1、y’2、均不变，HOG、H’OG不变）。

（0.0015，0.095：

7.2m,6.93m:

0.0025）

五、（此题应届考生必答，20分）图示离心泵输水管路，将敞口低位槽中的水输送到塔设备中，泵的扬程可用H=20-4×104V2（式中：

H:

m;V:

m3/s）表示，管路内径50mm，总管长l+le=50m,摩擦系数λ=0.03，开始时，低位槽液面高度为Z1=1m,塔设备入口高Z2=12m,塔内入口处压强P2=0.3at（表），试求：

（1）开始时，管路的流量为多少m3/s？

（2）低位槽横截面积A1=1.5m2,求低位槽液面下降0.8m所需的时间为多少？

（3.71×10-3m3/s;335秒）

六、（此题在职考生必答，20分）图示输水管路，A、B均为常压设备，两泵完全相同，冬季仅设备A用水，开单泵；夏季时，设备A、B均用水，开双泵。

已知管子直径d均为φ57×3.5mm，摩擦系数均为λ=0.03，吸入管长lOC=10m,压出管长lO‘A=50m,lO‘B=70m（以上管长均包括局部阻力的当量长度）,忽略OO’间管子长度，离心泵的单泵特性曲线He=25-7.2×105V2（式中：

He:

m;V:

m3/s）表示，试求：

（1）冬季时设备A的用水量为多少m3/h？

（2）夏季时设备A、B的用水量各为多少m3/h？

（13.5m3/h;13.1m3/h,11.0m3/h）

华东理工大学一九九六年研究生（硕士、博士）入学考试试题

（试题附在考卷内交回）考试科目号码及名称：

501化工原理（含实验）

一、简答与填空：

（20分）

1．均匀流段有何特点？

流体匀速通过等直径弯管的流动能否视作均匀流段？

为什么？

2．转子流量计的特点是什么？

孔板流量计的缺点是什么？

设计孔板流量计的中心问题是什么？

3．简述旋桨式和涡轮式搅拌器的特点。

4．简述数学模型法的主要步骤。

5．过滤常数K与哪些因素有关？

6．颗粒的自由沉降速度是否仅是颗粒与流体的特性？

7．在筛板塔的设计中，塔径D、孔径d0、孔间距t一定，若增大溢流堰长度lw,则组成负荷性能图的液相上限线____,液沫夹带线____,溢流液泛线____,漏夜线____。

（上移、下移、左移、右移、不变）

8．在多效蒸发系统的操作中，各效蒸发器的温度和各效浓度分别取决于什么？

9．液液传质设备内会发生轴向混合，严格说来，轴向混合是改变传质单元数NOC,还是改变传质单元高度HOC?

而在塔设备的设计中，又是如何处理轴向混合之影响的？

10.温度为t、湿度为H的湿空气在一定流速下掠过某湿物料以测定干燥速率曲线。

（1）若气体状态不变，流速增加，则临界含水量____,平衡含水量____。

（2）若气速不变，湿度不变，气温降低，则临界含水量____,平衡含水量____。

（上升、下降、不变）

二、（20分）某离心泵输水管路系统如图所示。

已知江水在工作温度下的饱和蒸汽压为pv=17.54mmHg,吸入管的阻力损失Hf吸入=1.0mH2O,压出管路的阻力损失Hf压出=3.0mH2O,泵的允许汽蚀余量[Δh]=5.0m。

现因落潮，江水液面下降了0.5m。

（1）通过计算指出，此泵在落潮时能否正常工作？

定性判断流量将如何变化？

（2）若该管路有足够的调节余地，现调节管的流量与落潮前相等，则出口阀门应开大还是关小？

此时泵的进口真空表和出口压力表的读数各较落潮前变化了多少at?

压出管的阻力损失变化了多少mH2O?

（计算中忽略两测压点的位差、动能项及流量对[Δh]的影响，设流动已进入阻力平方区。

）

（能正常工作，0.05at，0.5mH2O）

三、（20分）用CO2水溶液的解吸来测定新型填料的传质单元高度HOG值，实验塔中填料层高度为2.5m，塔顶入塔水流量为4000Kg水/h,CO2的浓度为8×10-5（摩尔分率），塔底通入不含CO2的新鲜空气，用量为6Kg/h,现测得出塔液体浓度为4×10-6（摩尔分率），相平衡关系为y=1420x（摩尔分率）,试求：

（1）出塔气体（摩尔分率）浓度；

（2）该填料的HOG值；

（3）现若将气体用量增加20%，且设HOG不变，则出塔气体和液体浓度各为多少？

（0.466m，1.31×10-6，0.0704）

四、（20分）用精馏塔分离双组分混合液，进料组成为0.45（易挥发组分摩尔分率），泡点进料，塔顶采出率为0.50（摩尔流量之比）要求塔顶易挥发组分的回收率达到98%，操作条件下物系的相对挥发度为2.5，试求：

（1）塔顶、塔底产物的浓度；

（2）最小回流比；

（3）若操作回流比取最小回流比的1.4倍，采出率不变，则塔顶产物理论上可达到的最高浓度是多少？

（0.882，0.018，0.946，0.9）

五、（此题应届考生必答，20分）有一夹套的反应釜，釜内盛有某种反应液，反应液的初始温度为20℃，釜内液体由于剧烈搅拌可以认为温度均一。

反应液需加热到80℃进行反应。

（1）若夹套内通以120℃的饱和水蒸汽加热，已知前10min反应液的温升至60℃，则反应液由初始温度加热到反应温度需要多少时间？

（2）若夹套内通以进口温度为120℃的热流体加热，已知前10min反应液同样温升至60℃，则反应液由初始温度加热到反应温度需要多少时间？

（热流体无相变）

（答案17.94min17.94min）

六、（此题在职考生必答，20分）一套管换热器，内管为φ25×2.5mm的钢管，管外为T=120℃的饱和水蒸汽加热，管内流过气体，入口温度t1=20℃,出口温度t2=60℃,现改为φ19×2mm的钢管代替φ25×2.5mm的钢管，并使气体流量为原来的1.5倍，管长、T及t1不变，试求：

（1）气体出口温度t’2（设气体在管内，Re＞104,Pr＞0.7，冷凝侧、管壁热阻及热损失可略，且不计物性变化影响）；

（2）如气体通过原管子的压降为30mmH2O,求现工况的压降（设摩擦系数λ相同，换热器进出口阻力损失不计）

（64.73，284.4mmH2O）

华东理工大学一九九五年研究生（硕士、博士）入学考试试题

（试题附在考卷内交回）考试科目号码及名称：

501化工原理（含实验）

一、简答题：

（20分）

1．简要比较实验研究方法和数学模型方法之间的异同。

2．何谓蒸发器的生产强度?

如何寻求提高生产强度的途径?

3．简述如何通过实验测定过滤常数?

4．

绘出连续并流干燥器内气、固两相温度的变化。

气流干燥器操作的关键是连续而均匀地加料，请列举三种常用的固体加料器。

5．操作中的精馏塔，若进料组成xf上升至xf’，在同一回流比R下，馏出液组成XD和釜液组成xw将如何变化?

欲保持xw不变,采取何种调节措施?

6．图示为某萃取物系的互溶曲线，分配系数kA=l，原料液组成Xf=40%（质量百分率，下同），采用多级错流萃取，每级萃取溶剂比均为0.5，要求最终萃余相浓度大于5%，求错流萃取所需的理论级数?

二、（20分）有一列管式换热器，壳程通以120℃的饱和蒸汽，可将定量的气体从20