化工原理2013太原理工大学.doc

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1、太远理工2013年攻读硕士研究生入学试题化工原理A826一、填空（20分，每空1分）1.板式精馏塔气液相的传热、传质场所为（塔板）；而填料吸收塔气液相传质场所是（填料表面）。2.当洗水的物性和滤液物性相近时，框板过滤机的最终过滤速率为洗涤速率的（4倍）。3.在离心泵特性曲线测定实验中，泵启动后出水管不出水，而泵进口处真空表读数很低，则可能发生（气缚）现象。4.已知谋离心泵的特性曲线为H=10-Q²，若将其与另一台完全相同的泵串联组合，则并联泵组的特性曲线为（H=20-2Q²）。5.判断流体流动方向的依据是各截面（机械能）的大小。6.用板框压滤机在恒压下过滤某悬浮液，3h后得滤液6

2、0m³。若滤饼不可压缩，且介质阻力不记。当过滤时间缩短为1.5h，可得滤液（42.43m³）。7.并联管路中各管段流量分配的依据是（各支路中阻力损失相同）。8.在输送液体的管路中，、、三者的关系是（）9.由多层等厚平壁构成的导热壁面中，若某层两侧的温差最小，则该层所用材料的导热系数（最大）。10.消除列管换热器温差应力的常用方法有（在壳体上加膨胀节或采用浮头式结构或U型管式结构）。11.无相变的传热过程中，热阻主要集中在（热边界层或滞留层内），减少热阻的最有效的措施是（提高流体的湍流程度）。12.冷热流体间换热方式有（直接接触式换热、蓄热式换热和间壁式换热）。13.精馏段操作线为

3、直线的依据是（恒摩尔流假定）。14.当连续精馏在最小回流比条件下操作时，其所需要的理论板层数（需要无穷多）。15.在（静止或层流）流体中，物质在单相内的传递是分子扩散。16.精馏操作中，当q=0.3时，表示进料中的（气相）含量为70％。17.逆流操作的吸收塔，当吸收因素S大于1且填料为无穷高时，气液两相将在（塔底）达到平衡。18.物料在单相内的通过分子扩散传递，传递速率NA不等于扩散通量JA发生在（一组分通过另一组分的扩散）。19.对（理想）溶液，溶质在该温度下的亨利系数E等于其饱和蒸汽压。20.已知直径为d的小颗粒在20℃常压空气中做层流沉降，沉降速度为0.1m/s。相同密度的

4、颗粒，如果直径减半，则沉降速度为（0.025）m/s。二、简答题（20分）1.（3分）试分析减少流体在管路中流动阻力的措施。答：依据①管路尽量走直线，减少不必要的管件、阀门。②尽量缩短管路长度。③使用管径较大的管路。④使用光滑管。⑤对于高粘度液体可加热后运输，对于高粘度气体降温后运输。2.（3分）保温瓶为双层镀银玻璃结构，双层玻璃间抽成真空。已知银的黑度远小于玻璃的黑度，试给出保温瓶能保温的理由。答：①双层玻璃间抽成真空，从而避免热对流；②玻璃本身是热的不良导体；③依据克希霍夫定律E1/A1＝Eb，黑体的辐射能力在数值上等于黑度。银的黑度远小于玻璃，使保温瓶向外辐射的热量反射回去

5、或防止外界热能辐射到瓶内。3.（3分）在常压下双组份连续精馏的板式塔计算中，采用逐板计算法确定理论版层数。当从塔顶计算至刚好小于或等于时，更换提馏段的操作线继续计算。试分析是指什么值？答：指精馏段与提馏段操作线的交点。4.（5分）离心泵实际安装高度计算应以当地什么温度和什么流量为设计依据？试述理由。答：依据应以当地的最好温度和所需的最大流？量为设计依据。同时尽可能减少进水管路的管长、减少管件、采用较大管径等减少进口阻力损失。5.（6分）试分析求取冷热流体间壁式稳定传热的传热速率与求取符合双模理论时气体吸收的稳定传质速率的相似性。答：①两者都可以表示为速率＝推动力/阻力饿等形式；②

6、总推动力为各分推动力之和，总阻力等于各分阻力之和；③阻力越大越可能成为传质速率的控制环节，强化传递的关键是在于减小控制性环节的阻力。三、综合计算（80分，每题20分）1.如图所示的输送系统，将水池中密度为1000kg/m³的清水输送到密闭的高位槽中，管路内径为0.1m。离心泵的特性方程为H＝40-7.0×Q²（H的单位为m，Q的单位为m³/s）。当压力表的读数为150kPa时，输水量为12L/s，此时管内流体已进入阻力平方区，管路摩擦系数为0.02。试求：（1）管路的特性方程；（2）若管路及阀门开度不变，当压力表读数为120kPa时，泵的效率为70％，输水体积流量与离心泵的轴功率

7、；（3）直管与局部阻力的当量长度总和（不包括进、出口阻力损失）。解：（1）分别选取水池水面和高位槽液面为上游截面1-1＇和下游截面2-2＇，且水池液面为基准水平面。在截面1-1＇和2-2＇之间应用柏努力方程即其中=150kPa(表压）=0（表压）令则He＝25.29＋BQ²（管路特性方程）由泵的特性方程可知Q＝12L/s＝0.012m³/s时，He＝40-7.0×10*4×0.012²＝29.92m则B＝3.22×10*4管路特性方程为He＝25.29+3.22×10*4Q²（2