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第 1 页 共 6 页2017 年全国硕士研究生招生考试初试自命题试题答案科目名称：化工原理（A 卷B 卷）科目代码：861考试时间：3 小时 满分 150 分可使用的常用工具：无 计算器 直尺 圆规（请在使用工具前打）一、选择题(共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分)15 A C B B A 610 B A A A A二、 填空题(共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分)1、 数学模型2、 假塑性 涨塑性3、 环流 冲击4、 低5、 膜状 滴状6、 分子7、 38、 降低9、 逐级10、增大三、判断题(共 20 小题，每小题 1 分，共 20 分)15 610 1115 1620 四、简答题(10 分)1、 （5 分）答：列管式换热器壳程增加折流挡板以后，一方面可以增加壳程流体的流速，减少传热边界层的厚度；另一方面迫使壳程流体在各个折流挡板之间反复改变流向，从而提高了流体的湍动程度，这两方面都会导致壳程流体对流给热系数的增加。2、 （5 分）答：在干燥的后期去除的是结合水，结合水与被干燥的物料之间有着较强的相互作用，并且不同类型的结合水与物料之间的结合力不同，干燥后期首先去除的是与物料结合强度不高的水分，随着干燥过程的进行，与物料结合程度更高的水分随后也被去除，因此干燥速度会越来越慢。第 2 页 共 6 页五、计算题(80 分)1、答：选取红海海面作为流入面（1-1面） ，选取死海海面作为流出面（2-2面） ，并以红海海面作为零势能面 (2 分)在 1-1面和 2-2面之间列机械能衡算方程有 （1 分）221e fupupgzwgzw（1）根据已知条件可得（1 分）212120;4;0;()azup大 气 压将上述条件代入机械能衡算方程中得（1 分）2efwgz（2 分）0.230.3268680.1.1Rflululuwdddd 将已知数据代入得（2 分）0.233 2.68.80.01 463 J/kg10251.f （1 分）29.8(4)6348.2 J/kgefwgz海水通过管道的质量流量为（1 分）22.1.010569kg/s44smuAd需要离心泵提供的有效功率为（1 分）160983.27.5kWeseNw需要离心泵提供的轴功率为（1 分）/7.5/10e（2）由已知条件可得，这时（1 分）121210;4;();0aezupw 大 气 压第 3 页 共 6 页将上述条件代入机械能衡算方程中得（1 分）2fwgz式中 0.23680.f ludd将已知数据代入得（1 分）0.233 20.1681.180=9.845.uu化简得 （1 分）2354.60.6将上式变形为 （1 分）0.2354.610uu假设 u 的初始值为 1.5m/s，采用迭代法可求得 u 的终值为 1.9m/s。 （2 分）2、解：（1）水蒸气的对流给热系数：水蒸气的密度 （1 分）-331.20518=0.67kg/m347+2pMRT（水蒸气在圆管内流动的雷诺数为（2 分）45(.-).e =2101.80idu水蒸气的 Pr 准数： （2 分）5(2).Pr .836pc水蒸气的对流给热系数（2 分）0.8.4 40.80.40.23Rer23.2176W/(mK)iid（2）空气与管内水蒸气之间的总对流传热系数为（1 分）1ooSSiomibddRK忽略污垢热阻后，上式可简化为（1 分）oomid式中 （1 分）0.45+(.-025)=0.425md第 4 页 共 6 页将已知数据代入上式得 10.25.40.5=.81764oK解得 （1 分）2=1.3W/(mK)o（1 分）24051.oAdl于是 （1 分）2.-=73k（mQKt（3）管外敷设保温层后，相当于增加了一层管壁热阻，这时总传热系数计算公式变为（1 分）12,ooomibdd式中 （3 分）,1,20.45+(.-0.5)=0.45.2.60.45.=0.85mod将已知数据代入上式得 1.2.20.85.298136734oK 解得 （1 分）2=3.8W/(mK)o（1 分）2.4085.mAdl于是 （1 分）267(1)09kWomQKt3、解：(1)根据题意可知 ；501; ()0.1(9.8%)210babyy .（2 分）0; .37axm第 5 页 共 6 页（2 分）min()/2.0(/)20.7385/bayLGx由物料衡算方程 （1 分）()babax得 （1 分）()0.35/bababayLLG(2)填料塔的气相总传质单元高度为（1 分）0.12.86m5OGyHKa脱吸因数为： （1 分）.37.0mSL气相总传质单元数为（2 分）1lnln.061ba bOG ayxyNSSS所以，填料塔填料层的高度为：（1 分）0.286.2.3mOGhHN（3）由于用水吸收氨属于气膜控制的过程，因此液相流量的变化不影响总传质系数 Kya，气相流率也不变，因此 HOG 不变，又因为填料层高度 h 不变，所以 NOG 也不变 （3 分）这时的脱吸因数：（1 分）0.37.258mGSL（2 分）1ln.06bOGayNS将已知数据代入得：（1 分）10.l.251251.0. ay由此解得： （1 分）6.9由物料衡算方程得：（1 分）630.1()().702385bababaGxyyL第 6 页 共 6 页4、解：（1）精馏段操作性方程 （2 分）1DRxy由已知条件可得，R = 3、x D = 0.8，代入上式得 （2 分）（1 分）0.8750.3yxx（2）由于塔顶上升的气相在全凝器内全部冷却成液相，故塔顶的气相组成与塔顶产品组成相同，即 y1 = xD = 0.8 （ 1 分）从理论板下流的液相组成 x1 和上升的气相组成 y1 满足相平衡关系， （1 分）故 （2 分）110.8.65()25y由塔釜上升的蒸汽组成 y2 与 x1 满足精馏段操作线关系 （1 分）故 （1 分）210.75.7.20.y而塔釜液相组成 xw 与 y2 满足相平衡关系， （1 分）故 （2 分）20.6.4()51（3）由物料衡算方程 （2 分）FDwWxx将已知条件 F=100kmol/h，x F =0.6，x D =0.8，x w=0.44 代入上式得 （1 分）（2 分）10.8.46DW解得 D = 44.4kmol/h、W = 55.6 kmol/h （1 分）
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