大连理工大学二三年硕士生入学考试《化工原理及实验》试题

大连理工大学二○○三年硕士生入学考试----化工原理及实验化工原理及实验共3页第页1试题编号：586考试日期：2003年1月19日下午大连理工大学二○○三年硕士生入学考试《化工原理及实验》试题注：试题必须注明题号答在答题纸上，否则试卷作废一填空（45分）1流体流动的两种基本类型为,判断流体流动类型的无因次数群（特征数）2在重力场中，流体的机械能衡算方程的适用条件是3流体流动过程中，影响摩擦因子的两个无因次数群是，在层流区，摩擦因子与有关；在完全湍流区，摩擦因子与有关4一般来说，随着流量的增大，离心泵的压头将，轴功率将5离心泵流量调节方法有两种，一种是，另一种是改变离心泵的6流化床中流体流速应该控制在范围内7傅立叶定律表明，导热传热通量与成正比，其比例系数一般称为8对填料塔气膜控制的逆流吸收过程，如其它操作条件不变，将气液流量同比例减少，则气体出塔组成2y将液体出塔组成1x将9温度升高时，气相分子扩散系数将液相分子扩散系数将10多级萃取的优点是缺点是11间歇精馏塔只有段，当回流比恒定条件下操作时，随操作时间的增加，塔顶产品组成Dx塔顶温度12某精馏塔塔顶上升蒸汽组成为y，温度为T，经全凝器冷凝到泡点温度t，部分回流入塔，其组成为x，则yx，Tt13精馏塔设计时，若进料组成为Fx，塔顶塔底产品组成为Dx，wx和进料热状态参数q，及回流比R均不变，只增大进料量F，则所需要的塔径所需要的理论板数14将不饱和空气在间壁式换热器中进行加热，使温度由1t升高到2t，则其湿球温度wt露点温度dt相对湿度φ二（20分）如图所示，采用离心泵将20℃，453mh的水从水池送至高位槽中，已知吸入管路的总长度（包括局部阻力的当量长度，下同）为50m，出口阀半开时排出管线的总长度为270m，吸入管线和排出管线的尺寸均为Φ108×4。管内流体流动的摩擦因子为0.024，其他数据如图所示，试求：1.泵入口处真空表的读数是多少大连理工大学二○○三年硕士生入学考试----化工原理及实验化工原理及实验共3页第页22管路中泵的压头，有效功率及轴功率（泵的效率可取为70%）3若该泵的特性曲线可以表示为H=50.15-0.012Q(压头H的单位为m，流量Q的单位为3mh)试求泵全开时（此时泵排除管包括局部阻力当量长度为100m）的流量和压头4定性分析出口阀由半开到全开时出口压力表和入口真空表的变化情况，并图示泵的工作点的变化三（30分）拟用一板框过滤机在恒压下过滤某悬浮液，要求在1.5小时内得到23m滤液，已知过滤常数K=5×3102mh，过滤介质阻力可以忽略不计，试求：1若用尺寸为900×900×30mm的板框，则需要滤框和滤板各多少2过滤终了时，用0.43m洗涤水进行洗涤，洗涤水的黏度与滤液黏度相同，洗涤压力差与过滤终了的压力差相同，则洗涤时间为多少3过滤辅助时间为0.5小时，则该过滤机的生产能力为多少四（19分）有一单程列管换热器，传热面积为402m（按外表面积）共有Φ25×2.5的传热管86根，现用该换热器以循环水冷却流量为28000kg/h的石油产品，石油走管程，两流体逆流换热，实际测得石油产品的进出口温度分别为90℃和50℃，冷却水的进出口温度分别为25℃和40℃，已知石油产品的比热容为phc=2.8kJ/h，水的有关物性分别为密度ρ=9953/kgm，比热pc=4.17kJ/kg℃黏度μ=0.80×310PaS导热系数λ=0.618W/m℃试求1冷却水的用量2该换热器的总传热系数3管程和壳程的传热膜系数（又称表面传热系数），可忽略两侧的污垢热阻与管壁热阻4*由于污垢积累，石油产品的出口温度升高，为使石油产品的温度仍为50℃，需增加冷却水的流量使冷却水的出口温度为35℃，石油产品温度达到50℃，估算两侧的污垢热阻之和为多少（各物理性质数据可视为不变，忽略管壁热阻）五（19分）在塔径为0.6m的常压填料塔中，以洗油为吸收剂逆流吸收煤气中的苯蒸汽，已知进塔的混合气量为9163mh（标准状态），其中含苯3%（摩尔百分比），要求苯的回收率为98%，进塔洗油中不含苯，其用量是最小溶剂用量的1.5倍，已知操作条件下的平衡关系为ey=0.15x气相总体积传质系数yK=1623/kmolmh试求1洗油用量（kmol/h）2出塔洗油中苯的摩尔分率3完成分离任务所需要的填料高度4每小时回收的苯多少千克5*若填料层高度无限高时，出塔气液相组成各为多少？六（19分）拟用连续精馏塔分离苯甲苯混合物，塔顶设全凝器，塔底设再沸器，在常压下大连理工大学二○○三年硕士生入学考试----化工原理及实验化工原理及实验共3页第页3操作已知进料流量为1000kmol/h含苯0.4（摩尔分率，下同），要求塔顶馏出液中含苯为0.95，苯回收率不低于90%，泡点回流，回流比是最小回流比的2倍。操作条件下苯甲苯的平均相对挥发度为2.5，试求1塔顶，塔底产品的流量和塔底产品的组成2最小回流比3写出精馏段操作线和提馏段操作线方程4从塔顶往下数第二块理论板下降液体的组成七（10分）在一常压绝热干燥器内干燥某湿物料，现用温度30℃，湿度为0.01kg水/kg干空气的新鲜空气，经间壁式预热器预热至120℃后进入干燥器，离开干燥器的废气温度为70℃，干燥器的生产能力为600kg/h（按干燥产品计），进入干燥器的湿物料含水量为10%（湿基，下同），产品含水量为2%，若干燥过程可视为理想干燥过程，试求1干燥过程蒸发水量2绝干空气消耗量3在t-H图上定性的绘出空气的状态变化过程。参考公式：I=（1.01+1.88H）t+2490HkJ/kg干空气八（8分）设计一孔板流量计或文氏管流量计校正实验，说明需要的设备，仪器，仪表，绘出实验流程图示意图，并简要说明实验方法