2005武汉科技大学化原试卷

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1、武汉科技大学2005年硕士研究生入学考试试题课程名称：化工原理总页数：3第1页说明：1•适用专业：化学工程，化学工艺，环境工程2•可使用的常用工具：计算器，三角板等文具3•答题内容，请写在答题纸上，写在试卷上一律无效一、综合概念题（45分）1.（4分）将水银倒入到图示的均匀管径的U形管内，水银高度hi=0.25m0然后将水从左支管倒入，测得平衡后左支管的水面比右支管的水银面高IB0.40mo这时U形管内水与水银的体积比oL二0.015mi=0.25mL2.（每空2分）在离心泵性能测定试验（附图2）中，以泵汲入口处真空度为220mmng,出口压力表读数为1.2k

2、gf/cm，J,以孔板流量计及U形压差计测流量，孔板的孔径为35mm,采用汞为指示液，压差计读数X=850»»,孔流系数Gt=询,测得轴功率为1.92kW,已知泵的进、出口截面间的垂直高度差为0.2m。则泵的压头H。1毗0;流量Vn?/s;效率no离心泵待性曲线的测定装逮1一流aih2—压强衷）3—真空表，图23.（每空2.5分）（l）Re,Nu,Pr等准数用不同单位制进行计算时所得的数值o（2）—定流量的液体在一（p25X2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数aF1000w/m2oCo如流量与物性都不变，改用（pl9X2mm的直管,则其oc值将变为o（

3、3）厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b

4、>b2>b3；导热系数220；在稳定传热过程中，各层的热阻RiR?R?；各层导热速率QiQ?Q3。1.（1）（5分）在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025,液相主体浓度x=0.01,气相传质分系数ky=2kmol/m2.h,气相总传质系数Kv=1.5kmol/m2h,平衡关系y=0.5x,则该处气液界而上气相浓度力应为o（2）（每空2.5分）吸收操作时，若L/Gvm,随L/G减小，而气液进口组成不变，则气体残余浓度将;而岀塔液体浓度将o2.（每空2.5分）（1）对于一定干球温度的空气，当其相对湿度愈低

5、时，其湿球温度。（2）测定空气中水汽分压的实验方法是测量空气的o3.（每空2分）如图3所示，为某三元混合物系在给定条件下的溶解度曲线。对于含溶质A为30%、稀释剂B为70%的混合物，拟用单级萃取加以分离，要求萃余相中A的浓度xar不超过10%。当xAr=0.1时，溶质A的分配系数kA=l,所需溶剂比S/F为,所得萃取液的浓度y、E为,萃余液的浓度xar为，所得萃取液量与萃余液量之比E°/R°为,过程的选择性系数B为o二、综合计算题（105分）1.（15分）水从喷嘴口1-1截面垂直向上喷射至大气。如图4。设在大气中流束截面保持圆形，已知喷嘴内直径d1=20mm,

6、出喷嘴口水流速Ui=15m/s。问：在高于喷嘴出口5m处水流的直径是多大？忽略摩擦阻力。2.（15分）有一叶滤机，在恒压下过滤某种水悬浮液时，得到如下过滤方程：q力+30xQ=300xf,其中妨一妙』，r—mmo在实际操作中，先在5分钟内作恒速过滤，此时过滤压差升至上述试验压强，然后维持恒压过滤，全部过滤时间为20分钟，试求：①每一循环中每m?过滤面积所得滤液量？②过滤后再用1相当于滤液总量的3水进行洗涤，洗涤时间为多少？3.（15分）在传热面积为10n?的管壳式换热器中，用工业水集中冷却车间内各离心泵的轴封冷却用水，工业水走管程，进口温度为20°C,轴封冷却

7、水走壳程,进口温度为70°C,采用逆流操作方式。当工业水流量为l.Okg/s,测得工业水与轴封冷却水的出口温度分别为40°C与29°C,当工业水流量增加一倍时，测得轴封冷却水出口温度为24°C,假设管壁两侧刚经过清洗，试计算管程和壳程的给热系数各为多少？4.（15分）对低浓度气体吸收，当平衡关系为宜线时，试证明:式中叭5分别为塔底与塔顶两端面上的气相吸收推动力。5.（25分）以连续精憎分离正庚烷（A）与正辛烷（B）o已知相对挥发度a=2.16,原料液浓度Xf二0.35（正庚烷的摩尔分率，下同），塔顶产品浓度Xd二0.94,加料热状态q二1・05,馆出产品的采出

8、率D/F二0.34o在确定回流比时，取砒■"・40。设泡点回流。试求：1）写出精憾段与提憾段操作线方程；（15分）2）采用逐板计算法计算离开塔顶第二块理论塔板的汽液相组成。（10分）1.（20分）在恒定干燥条件下的箱式干燥器内，将湿染料由湿基含水量45%干燥到3%,湿物料的处理量为8000kg湿染料，实验测得：临界湿含量为30%,平衡湿含量为1%,总干燥吋间为28h。试计算在恒速阶段和降速阶段平均每小时所蒸发的水分量。