化工原理考研试题中国石油大学 硕士研究生入学化工原理试题A及答案.docx

中国石油大学（华东）
2006年硕士学位研究生入学考试试题A答案

考试科目:化工原理总6页
一、填空题（共30分，每空2分）：
⒈在大气压为101.3×103Pa的地区，某真空蒸馏塔塔顶真空表读数为9.81×104Pa。若在大气压为8.73×104Pa的地区使塔内绝对压强维持相同的数值，则真空表读数应为8.41×104Pa，相当于0.8576kgf/cm2。
⒉某一离心泵在运行一段时间后，发现吸入口真空表读数不断下降，管路中的流量也不断减少直至断流。经检查，点机、轴、叶轮都处在正常运转后，可以断定泵内发生了气缚现象；应检查进口管路有否泄漏。
⒊将降尘室用隔板分层后，若能将100％除去的最小颗粒直径要求不变，则生产能力将变大，沉降时间变小。（填“变大”、“变小”或“不变”）
⒋流化床的操作气速范围是umf＜u＜ut，在此气速范围内，床层压降保持恒定。质量为m的颗粒床层在截面为A的气固流化系统中，床层压降可近似为mg/A。
⒌通过三层平壁的定态传导过程，各层界面接触均匀，第一层两侧面温度为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：
R1=R2＋R3。（填“＞”、“＜”、“=”或“无法确定”）
⒍科希霍夫定律的形式是ελ=αλ，能以相同的吸收率且部分地吸收由零到∞的所有波长范围的辐射能的物体称为灰体。
⒎双组分气体A、B在进行稳定分子扩散时，JA及NA分别表示在传质方向上某截面溶质A的分子扩散通量与传质通量。当整个系统为单向扩散时（B为停滞组分），则有：
=，＞。（填“＞”、“＜”或“=”）
⒏萃取操作选择萃取剂的基本原则为良好的选择性、分配系数大、溶剂易回收等（写出两条）。

二、分析简答题：（共20分，每题4分）
⒈答：离心泵：启动前要灌泵；关闭出口阀启动；操作中用出口阀调节流量；
往复泵：启动前无需灌泵；全开旁路阀启动；操作时用旁路阀和出口阀共同调节流量。
⒉答：①将火焰和炽热烟气看成等温的发热面；
②将管排看成等温的吸热面；
③将炉墙看成全反射面。

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⒊答：如图：1、过量液沫夹带线
2、漏液线
3、液泛线
4、液体负荷过小线
5、降液管中液体停留时间不足线

原因：板间距太小、开孔率太小、降液管截面太小、降液管底隙太小等。
⒋答：①冷液进料时，q＞1，设塔顶、塔底组成及回流比R不变，通过y~x相图可知，此时达到同样的分离要求所需要的N1＜N，若要使N不变，采取减小回流比的方法可以同时满足要求。
②同理，气液混合进料时，0＜q＜1，可增大回流比，使N一定的情况下，达到同样的分离要求。
三、计算题：（共100分，每题20分）
⒈解：⑴流速：
管路中的流速：
⑵取水池液面为1－1’截面，高位槽液面为2－2’截面，并以1－1’面为基准水平面，在两截面简列柏努利方程：

其中：z1=0，z2=15m，P1=P2=0（表压），u1=u2≈0，
雷诺数：
应用光滑管的柏拉修斯公式计算λ：

代入柏努利方程：
质量流量：
轴功率：
⑶在A-A’至2-2’截面间列柏努利方程，以过A-A’面中心线为基准水平面：
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其中：zA=0，z2=1m，P2=0（表压），uA=u=1.034m/s，u2≈0
因忽略了管路中的进、出口阻力损失，而能量与管长成正比，故可按比例算出：

代入上式：
（注：若从1-1’列到A-A’截面，可得到同样的结果）
可看出，PA为正值，故压差计A的右支管汞面低于左支管，如图所示。由已知条件，截止阀全关时压差计内液面等高，且与A-A’面中心线间的垂直距离为0.5m。操作条件下两液面相差RA，则右侧液面较静止时下降了RA/2高度，此时汞面与A-A’面中心线间的垂直距离应为（0.5+RA/2）m。在U型管A上取等压面EF，由静力学基本方程：

于是：

解得：RA=0.372m

⒉解：⑴以一个滤框为基准计算：

将以上数据代入过滤方程：

解得：τ=2384.2s=39.74min
⑵洗涤液体积VW=V/10=0.0267m3
横穿洗涤时：

⑶生产能力：
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⒊解：⑴以换热器的传热能力进行核算：
管内流速：

对数平均温差：

Q供＞Q需，故换热器能够完成换热任务。
⑵达到最大流量，实际上就是确定离心泵的工作点。
先求管路特性曲线：

与泵的特性曲线联立，解得：Q=32.74m3/hH=33.66m
最大流量时：
即：

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⒋解：⑴进塔气体组成：

惰性气体流量：

⑵

⑶Xa增大到0.0005后，S不变，HOG不变，NOG不变，则不变，即：

吸收率：
⑷示意图：

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⒌解：⑴全塔物料衡算：

当塔板无穷多