天津大学化工原理考研真题.doc

天津大学化工原理考研真题.doc

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1、天津大学研究生院二00一年招收硕士生入学试题题号:考试科目:化工原理(含化工原理实验)页数:一、选择与填空(20%)1、用离心泵将某贮槽A内的液体输送到一常压设备B,若设备B变为高压设备,则泵的输液量,轴功率。2、球形颗粒的自由沉降过程包括加速运动和等速运动两个阶段,沉降速度是指阶段中的颗粒相对于流体的运动速度。3、通过三层平壁的定态热传导过程,各层界面接触均匀,第一层两侧面温度分别为120℃和80℃,第三层外表面温度为40℃,则第一层热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的大小关系为。A、R1>(R2+

2、R3)B、R1<(R2+R3)C、R1=(R2+R3)D、无法确定4、某二元物系,相对挥发度α=2.5,对n、n-1两层理论板,在全回流条件下,已知xn=0.35,则yn-1=。5、在吸收操作中,若c*-c≈ci-c,则该过程为。A、液膜控制B、气膜控制C、双膜控制D、不能确定6、分配系数kA增加,则选择性系数β。A、减小B、不变C、增加D、不确定7、在填料塔的Δp/z—u曲线图上,有和两个折点,该两个折点将曲线分为三个区,它们分别是、、。8、采用一定状态的空气干燥某湿物料,不能通过干燥除去。A、结合

3、水分B、非结合水分C、自由水分D、平衡水分二、如图所示(附件),用离心泵将储槽A中的液体输送到高位槽B(两个槽位敞开),两槽液面保持恒定,两液面的高度差为12m,管路内径为38mm,管路总长度为50m(包括管件、阀门、流量计的当量长度)。管路上安装一孔板流量计,孔板的孔径为20mm,流量系数C0为0.63,U管压差计读数R为540mm,指示液为汞(汞的密度为13600kg/m3)。操作条件下液体密度为1260kg/m3,粘度为1×10-3Pa·s。若泵的效率为60%,试求泵的轴功率,kW。摩擦系数可按

4、下式计算:滞流时,λ=64/Re湍流时,λ=0.3164/Re0.25(13%)三、在一定条件下恒压过滤某悬浮液,实际测得K=5×10-5m2/s,Ve=0.5m3。先采用滤框尺寸为635mm×635mm×25mm的板框压滤机在同一条件下过过滤某悬浮液,欲在30min过滤时间内获得5m3滤液,试求所需滤框的个数n。(6%)第一页,共二页四、有一列管换热器,装有Φ25mm×2.5mm钢管300根,管长为2m。将管程的空气由20℃加热到85℃,空气流量为8000kg/h。用108℃的饱和蒸汽在壳程作为介质

5、,水蒸气的冷凝传热膜系数为1×104W/(m2·K)。管壁及两侧污垢热阻可忽略,热损失可忽略。已知管内空气的普兰特准数Pr为0.7,雷诺准数Re为2.383×104,空气导热系数为2.85×10-2W/(m·K),比热容为1kJ/(kg·K)。试求:(1)空气在管内的对流传热系数;(2)换热器的总传热系数(以管外表面积为基础);(3)通过计算说明该换热器能够满足要求。(12%)五、在一连续精馏塔中分离某理想二元混合物。已知原料液流量为100kmol/h,其组成为0.5(易挥发组分的摩尔分率,下同);塔

6、顶馏出液流量为50kmol/h,其组成为0.96;泡点进料;塔顶采用全凝器,泡点回流,操作回流比为最小回流比的1.5倍;操作条件下平均相对挥发度为2.1,每层塔板的气相默弗里板效率为0.5。(1)计算釜残液组成;(2)求精馏段操作线方程;(3)若经过精馏段第n块实际板液相组成降低了0.01,求经过该板气相组成的最大变化量。(13%)六、在填料层高度为8.5m的吸收塔中,用纯溶剂吸收某气体混合物中的溶质组分。已知进塔混合气体中溶质的含量为0.05(摩尔比);单位塔截面上惰性气体流量为50kmol/(m2

7、·h);气相总吸收系数为0.34kmol/(m2·h);溶质的吸收率为98%;在操作条件下,该系统的平衡关系为Y=2.2X(X、Y均为摩尔比);溶剂用量为最小用量的1.5倍。试计算:(1)出塔液相组成;(2)所有填料的比表面积。(11%)七、湿度为0.01kg/kg绝干空气的常压新鲜空气经预热器加热后,在常压下用于干燥某种湿物料。空气进、出预热器的温度分别为20℃、120℃,含水量分别为20%、5%(均为湿基)。干燥后产品的流量为60kg/h,湿物料的平均比热容为2.134kJ/(kg·)℃,忽略干燥

8、系统的热损失。试求:(1)新鲜空气的流量V(m3/h);(2)干燥系统所需要的总加热速率Q。(10%)八、实验部分(15%/)1、在进行间歇精馏操作过程中,为了保持塔顶温度的恒定,应逐渐回流比;同时为了保持塔顶产品产量的恒定,应逐渐塔釜加热量。2、在进行圆形直管内空气湍流流动的对流传热系数测定实验中,需要测定哪些物理量?3、在恒压过滤常数测定实验中,已知不同滤液量V对应的过滤时间θ,试简要说明利用作图法求取恒压过滤常数的方法。4、设计一实验流程(画出其实

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