大连理工大学2005年《化工原理》考研试题与答案.doc

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1、说明：本试卷是根据相关资料整理和模拟而成的；本试卷中的题目可能与《江苏工业学院2007-2008学年第1、2学期期末考试试题》中的题目重复；如有重复，则不选用本试卷中的题目，而是选用《江苏工业学院2007-2008学年第1、2学期期末考试试题》中的题目大连理工大学2005年《化工原理》考研试题与答案第一部分1、(20分)用一台离心泵将水池中的水(密度为1000kg/m3)送至一表压为59kPa的水洗塔顶，其流程如图所示。已知离心泵吸入管段长度（包括局部阻力的当量长度，含入口阻力损失，下同）为50m，泵出口阀半开时排出管线长度150m（含出口阻力损失），全部管路

2、均用φ108×4的碳钢管，管内流体流动摩擦系数均为0.025，其它数据如图所示。试求：1m0.3m24.3m1.当系统水的流量为42.5m3/h时，离心泵入口处的真空表读数（kPa）；2.泵的压头，若离心泵的效率为70%，泵的轴功率（kW）；3.泵出口阀门半开时管路的特性曲线方程；4.若塔顶表压增加到98.1kPa时，测得系统中水的流量为35m3/h，假设泵的特性曲线方程可以表示为，求泵的特性曲线方程。2、（10分）用板框过滤机恒压下过滤某种悬浮液，过滤机的尺寸为：滤框的边长为810mm(正方形)，每框厚度为42mm，共10个框。现已测得：过滤10分钟得到滤液

3、1.31m3,再过滤10分钟共得到滤液1.905m3,已知每m3滤液可形成0.1m3的滤饼，试计算：（1）过滤常数K为多少m2/s?（2）将滤框完全充满滤饼所需的过滤时间为多少分钟?（3）若洗涤时间和辅助时间共30分钟，求该机生产能力为多少m3滤液/h?3、(20分)在一个单程列管式换热器内用110℃的饱和水蒸汽将某溶液加热,换热器由38根φ25×2.5mm的管子组成,长2m,壳程为水蒸汽冷凝,其传热膜系数α1=10000W/(m2·K)，管程走溶液,流量为0.03m3/s,进口温度t1=20℃,密度900kg/m3,比热3.9kJ/(kg·℃)，管壁和污垢热

4、阻可以忽略,管内溶液侧的传热膜系数α2=2500W/(m2·K)，管内为湍流，求：（1）以外表面为基准的总传热系数Ko；（2）溶液的出口温度t2；（3）若检修中发现有8根管子已损坏,将坏管堵塞后继续使用,此时换热器的总传热系数和溶液出口温度将变多少？答案：1（20分）1m0.3m24.3m00112233解：（1）(6分)在水池液面０－０和真空表所在的1-1两截面间列B.E.(2)(6分)在水池液面０－０和水洗塔顶2-2两截面间列B.E.（3）(4分)在水池液面０－０和水洗塔顶2-2两截面间列B.E.（4）(4分)塔顶表压为98.1kPa时，此时2（10分）解

5、：（1）(5分)过滤面积根据恒压过滤速率方程:V2+2VVe=KA2τ将τ=10min,V=1.31m3;τ=20min,V=1.905m3代入上式解出:K=2.01×10-5m2/sVe=0.1376m3(2)(3分)滤框充满时所得滤饼体积:V饼=0.812×0.042×10=0.2756m3滤框充满时所得滤液体积:V=V饼/υ=0.2756/0.1=2.756m3τ=(V2+2VVe)2/KA2=(3)(2分)生产能力3（20分）解：（1）(5分)以外表面积计(2)(7分)(3)(8分)将8根管子坏管堵塞后,管程流量不变，速度增大为原来是38/30=1.2

6、667倍，仍为湍流，管程α2=2500×1.26670.8=3020.4W/(m2·K)第二部分1、（18分）在一填料塔中，用含苯0.0001（摩尔分数，下同）的洗油逆流吸收混合气体中的苯。已知混合气体的流量为100kmol/h，进塔气中含苯0.06，要求苯的吸收率为90%。该塔塔径为0.6m，操作条件下的平衡关系为ye=24x，气相总传质单元高度为1.50m，实际操作液气比为最小液气比的1.3倍，洗油摩尔质量为170kg/kmol。试求：(1)　吸收剂用量（kg/h）及出塔洗油中苯的含量x1；(2)　气相总体积传质系数Kya；(3)　所需填料层高度H，m；(

7、4)　增大填料层高度，若其它操作条件不变，定性分析出塔气组成y2和塔底吸收液组成x1的变化情况。2、（20分）用一精馏塔分离某二元理想混合物，进料量为200kmol/h，其中易挥发组分的摩尔分率为0.5，进料为饱和液体，塔顶采用全凝器且为泡点回流，塔釜用间接蒸汽加热。已知两组分间的平均相对挥发度为2.0，精馏段操作线方程为，塔底产品中易挥发组分的摩尔分率为0.05，试求：（1）操作回流比R、塔顶产品中易挥发组分的摩尔分率xD；（2）塔顶产品的流量D和塔顶产品中易挥发组分的回收率η；（3）精馏段的气相负荷V、提馏段的液相负荷（kmol/h）（4）实际回流比是最小

8、回流比的多少倍；（5）提馏段操作线方程