2020年北京化工大学810化工原理考研初试样题.doc

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第 1 页 共 4 页北京化工大学攻读硕士学位研究生入学考试化工原理(含实验) 样题(满分 150 分)注意事项:1、答案必须写在答题纸上,写在试题上均不给分。2、答题时可不抄题,但必须写清题号。3、答题必须用蓝、黑墨水笔或圆珠笔,用红色笔或铅笔均不给分。一、填空题 (每空 1 分,共计 22 分)1、用孔板流量计测量流体流量时,随流量的增加,孔板前后的压差值将 ;若改用转子流量计,转子前后压差值将 。 2、离心分离因数 KC 是指 。 3、当颗粒雷诺数 Rep 小于 时,颗粒的沉降属于层流区。此时,颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比。4、一般认为流化床正常操作的流速范围在 与 之间。5、聚式流化床的两种不正常操作现象分别是 和 。6、对固定管板式列管换热器,一般采取 方法减小热应力。7、在逆流操作的吸收塔中,当吸收因数 A1 时,若填料层高度 h0 趋于无穷大,则出塔气体的极限浓度只与 和 有关。8、精馏塔设计时,若将塔釜间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热,而保持 xF、 D/F、q、R、x D 不变,则 xW 将 ,理论板数将 。9、工业生产中筛板上的气液接触状态通常为 和 。10、在 B-S 部分互溶物系中加入溶质 A 组分,将使 B-S 的互溶度 ;恰当降低操作温度,B-S 的互溶度将 。11、部分互溶物系单级萃取操作中,在维持相同萃余相浓度前提下,用含有少量溶质的萃取剂 S代替纯溶剂 S,则所得萃取相量与萃余相量之比将 ,萃取液中溶质 A 的质量分数 。12、在多级逆流萃取中,欲达到同样的分离程度,溶剂比愈大则所需理论级数愈_ _;当溶剂比为最小值时,理论级数为_。二、简答题 (每小题 3 分,共计 18 分)第 2 页 共 4 页1、离心泵启动前应做好哪些准备工作?为什么?2、影响过滤速率的因素有哪些?3、一包有石棉泥保温层的蒸汽管道,当石棉泥受潮后,其保温效果将如何变化?为什么?4、什么是精馏塔操作的最小回流比?影响最小回流比的主要因素有哪些?5、什么是填料塔的泛点和载点,测得泛点和载点的意义是什么?6、什么是临界含水量?它与哪些因素有关?三、计算题 (25 分)用离心泵将密度为 1200kg/m3 的溶液,从一敞口贮槽送至表压为 57.33 kPa 的高位槽中。贮槽与容器的液位恒定。输液量用孔径为 20mm、流量系数为 0.65 的孔板流量计测量,水银 U 型压差计的读数为 460mm,水银的密度为 13600kg/m3。已知输送条件下离心泵的特性曲线为H=400.031Q 2(Q 的单位为 m3/h,H 的单位为 m)。求:(1)离心泵的输液量(m 3/h);(2)管路特性曲线;(3)若泵的转速提高 5%,此泵的有效功率为多少( kW)?四、计算题 (22 分)某新安装的列管式换热器(双管程、单壳程) ,内有 382.5mm 的无缝第 3 页 共 4 页钢管 200 根,管外为 130C 饱和水蒸汽冷凝,将管内的水溶液从 20C 加热到 80C,水溶液的流速为 0.8 m/s。已知蒸汽侧对流传热系数为 104 W/m2.K,管壁热阻及两侧垢阻均可忽略不计。求:(1)该换热器的总传热系数;(2)运行一年后,由于水侧管壁结垢,水溶液出口温度下降为 70C。求此时的总传热系数与水侧垢阻(壁阻及蒸汽侧垢阻仍可忽略不计);(3)为尽量维持原水溶液的出口温度,现将换热器的管数增加 20%,新增加钢管及原钢管的水侧结垢情况均与(2)中相同,问此时水溶液的出口温度为多少?(水溶液在定性温度下的物性参数分别为:=988.1kg/m 3;CP=4.174 kJ/kg.K;=0.6473W/m.K; =0.54910-3Pa.s )五、计算题 (20 分)在内径为 1m 的填料塔中,用清水逆流吸收低浓度二元气体混合物中的溶质。操作条件下物系的相平衡关系为 y*=2x,体积传质分系数 kya=kxa=0.12kmol/m3.s,且 kya 与气量的 0.7 次方成正比。操作液气比为最小液气比的 1.5 倍。已知混合气体的处理量为 120kmol/h,要求吸收率达到 90%。求:(1)完成上述任务所需的填料层高度;(2)若混合气体的处理量增加 20%,此时溶质的吸收率可达多少?(3) 分析说明当入塔气体溶质含量降低后,其它入塔条件不变,溶质的吸收率及出塔水溶液的浓度有何变化。六、计算题 (23 分)有一两股进料的连续精馏塔分离苯和甲苯混合液,塔顶采用全凝器,塔釜为间接蒸汽加热。已知 F1=F2=50kmol/h,x F1=0.7,x F2=0.5,要求xD=0.95,x W=0.05(以上均为摩尔分率),操作回流比 R=1.0,相对挥发度为 2.47,两股进料均为饱和液体,并且均从各自的适宜位置进料。求:(1)塔顶和塔釜的采出量;(2)写出两进料之间塔段的操作线方程;(3)最小回流比 Rmin ; (4)如果将两股进料先混合均匀再以单股物料从适宜位置进料,试问第 4 页 共 4 页所需理论板数及能耗将如何变化?(不必计算分析,只需给出结论)七、计算题 (10 分)在恒定干燥条件下,将某物料由 X1=0.33kg 水/kg 干料干燥至 X2=0.09kg 水 /kg 干料 ,共需 7 小时,问继续干燥至 0.07kg 水/kg 干料还需多少小时?已知临界含水量 XC=0.16kg 水/kg 干料,平衡含水量 X*=0.05kg 水/kg 干料。八、实验题 (10 分)现设计一个孔径为 d0 的标准孔板流量计,安装在直径为 d 的管道中。欲建立一套实验装置标定其流量系数与雷诺数的关系曲线。(1)说明需测量哪些数据,画出实验装置的流程示意图,并在图上标出主要测量点;(2)列出计算公式,说明如何由所测数据整理出 C0-Re 曲线。
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