全国研究生入学考试化工原理全真模拟试题与答案 9.docx
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全国研究生入学考试化工原理全真模拟试题与答案9
2015年全国研究生入学考试全真试题
化工原理
一、概念题(30分,每空或每选择1.5分)
1.因次分析法的目的在于______。
A.得到各变量间的确切定量关系
B.得到各无因次数群的确切定时关系
C..用无因次数群代替变量,使实验与关联工作简化
D..用无因次数群代替变量,使实验结果更可靠
2.LZB-40转子流量计,出厂时用常压空气标定流量,标定温度为20℃,下限为6m3/h,上限为60m3/h。
使用时的介质为常压下0℃的氨气,则此时流量计的实际上限为______m3/h。
3..某离心泵工作转速为n=2900r/min时,其特性曲线可用H=30-0.01qV2(m)表示,当泵的出口阀全开时,管路系统的特性曲线为H=10+0.04qV2(m),上述式中qV2的单位为m3/h,若泵的转速改为2440r/min,此时管路中水的流量为_______m3/h。
4..用离心通风机将5000kg/h的空气输入加热器中,由20℃加热至140℃。
该通风机安于加热器前,或加热器后,两种情况下_______。
A.需要输送的流量不变B.需要的全风压不变C.需要的全风压不变,但需要的流量变D.需要输送的流量和需要的全风压都变
5..含细小颗粒的气流在降尘室内除去小粒子(沉降在斯托克斯区),正常情况下能100%出去50mm的粒子,现气体处理量增大一倍,原降尘室能100%除去的最小粒径为______。
A.2×50mmB.(1/2)×50mmC.(1/2)×2×50mmD.2×50mm
6.回转真空过滤机生产能力为5m3/h(滤液),过滤表面上滤饼厚度为5mm,现将转速降低一半,其他条件不变,则过滤表面上滤饼厚度为__。
A.2×5mmB.(1/2)×5mmC.(1/2)×2×5mmD.2×5mm
7..要出去气体中含有的5~10?
m的粒子,宜选用_。
A.降尘室B.旋风分离器C.袋滤器D.电除尘器
8..某板框过滤机,在恒定的操作压差下过滤某种水悬浮液,经两小时后,滤渣刚好充满滤框,得滤液15m3,则第一小时可得滤液为_。
(过滤介质阻力略而不计)
A.7.5m3B.10m3C.15/2m3D.缺条件,无法计算
9..与饱和蒸汽相比,过热蒸汽对冷凝传热的影响是过热蒸汽温度上升,则__。
A.α值上升,对α关联式有影响
B.α值不变,对α关联式无影响
C.α值下降,对α关联式有影响
10..有两台同样的管壳式换热器,拟作气体冷却器用,在气、液流量及进口温度一定时,为使气体温度降到最低,采取流程__。
A.气体走管外,气体并联逆流操作
B.气体走管内,气体并联逆流操作
C.气体走管内,气体串联逆流操作
11.在常压下,测定水中溶质A的摩尔浓度为0.56kmol/m3,此时气相中A的平衡摩尔分率为0.02,则此物系的相平衡常数m=__。
12..在填料塔中用清水吸收混合气中的NH3,当水泵发生故障上水量减少时,气相总传质单元数NOG=______。
A.增加B.减少C.不变D.不确定
13..根据双膜理论,当被吸收组分在液体中溶解度很小时,以液相浓度表示的总传质系数______。
A.大于液相传质分系数B.近似等于液相传质分系数
C.小于气相传质分系数D.近似等于气相传质分系数
14..某二元混合物,其中A为易挥发组分,液相组成xA=0.6,相应的泡点为t1,与之相平衡的汽相组成yA=0.7,相应的露点为t2,则______。
A.t1=t2B.t1<t2C.t1>t2D.不能判断
15..精馏塔设计时,若F,xF,xD,xW,V均为定值,将进料热状态从q=1变为q>1,设计所需理论板数______。
A.增加B.减少C.不变D.判断依据不足
16..单级(理论)萃取中,在维持进料组成和萃取相浓度不变的条件下,若用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂所得萃余相浓度将______。
A.增加B.减少C.不变D.不一定
17..进行萃取操作时应使______。
A.分配系数小于1B.分配系数大于1
C.选择性系数小于1D.选择性系数大于1
18..对不饱和湿空气,露点温度_______湿球温度。
(>,=,<)
19..当物料在恒定干燥条件下用空气进行恒速对流干燥时,物料的表面温度等于______温度。
20.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
二、(30分)输水管路系统如图所示。
两液面间位差12m,已知管径均为φ57mm×3.5mm,摩擦系数λ均为0.025,吸入管lAB=10m,压出管lCD=25m,lDE=40m,lDF=50m,(以上管长均包括局部阻力的当量长度),BC间的管子长度和阻力损失忽略,a、b两离心泵完全相同,离心泵单泵特性曲线为He=26-0.03086qV2,(式中:
He—扬程,m;qV—流量,m3/h),试求:
(1)阀2、阀4关,阀1、阀3开,求水的流量和B处的真空度;
(2)阀1、阀4关,阀2、阀3开,求水的流量和a泵的有效功率;(3)阀2关,阀1、阀3、阀4开,忽略流体在分流点D处的能量损失,求水的总流量。
3、(30分)有一单壳程双管程列管换热器,总管数为160根,管径φ54mm×2mm,管外用120℃饱和蒸汽加热,蒸汽冷凝潜热r=2236kJ/kg。
换热器壳体保温材料外表面温度40℃,壳外表面积8m2,四周环境温度20℃,换热器外壳对周围空气的对流辐射联合传热系:
αT=9.4+0.052(tw-ta)W/(m2K),式中:
tw—换热器外表面温度℃;ta—周围空气的温度,℃。
被加热的气体以6.55m/s的流速在管内流过,其对流给热系数为28.3W/(m2K),气体比热容可取1.0kJ/(kg·K),密度可取1.07kg/m3,已知气体进口温度为26℃,要求气体出口温度为73℃,试求:
(1)蒸汽的冷凝量(kg/h)和换热器的管长应为多少?
(管壁的热阻可忽略);
(2)若气体处理量、进口温度、管长均保持不变,而将管径减小为φ38mm×2.5mm,总管数增加25%,此时气体的出口温度为多少?
(不计出口温度变化对物性影响)
4、(30分)在连续精馏塔内分离苯——甲苯混合液。
原料液流量为100kmol/h,进料温度为40℃,进料组成下的泡点温度为90℃,汽化热为356kJ/kg,料液比热容为1.84kJ/(kg·K)。
已知精馏段操作线方程为y=0.76x+0.23,提馏段操作线方程为y=1.2x-0.02。
试求馏出液中苯的回收率和塔底釜液中甲苯的回收率。
5、(30分)气体混合物中含丙酮3%(体积百分率)。
要在逆流填料吸收塔内用水吸收丙酮的98%,若相平衡常数m=1.05,试求:
(1)用含0.01%(摩尔分数)丙酮的水作吸收剂,且液气比为2,所需的传质单元数应为多少?
(2)若气液两相进料组成不变,液气比变为1.04,当填料层无限高时,丙酮的极限回收率是多少?
化工原理研究生入学考试试题参考答案
1、概念题
1—5:
C75.6515DD
6—10:
DBCCC
11—15:
2ABBB
16—20:
CDC该空气的湿球温度C
2、
(1)管路系统特性曲线为:
H=Z+λ
(
)
H=12+0.025
H=12+0.03825Q2
H=26--0.03086qr2
Q=14.23m3/h
U=2m/s
在A,B间列方程:
PB真=PA--PB=
=3.162×104Pa
(2)此时两泵串联,则
He=2(26—0.03086qr2)He=27.3m
H=12+0.03825Q2
Qe=20m3/h
Ne=HeQePg=27.3×20/3600×1000×9.81
(3)由
得
=12+0.029215Q2
He=26—0.03086qr2
Q=15.26m3/h
3、
(1)
(2)因Wc不当,则
四、
五
(1)
(2)填料塔无限高时:
X与Y平衡(此时液汽比1.04,m>L/V,Xe=Y/m=0.03/1.05=0.02857
作物料衡算求出
,LX+VY=LX'+VY'
是低浓气体,可以为L,V不发生变化
所以此时极限回收率为