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天津大学研究生院2002年招收硕士生入学试题题号：考试科目：化工原理（含实验）页数：一、【基本题】（选择填空题或直接填空，每空1分，共25分）1、在完全湍流区，流动摩擦阻力损失与（）成正比；在层流区，流动摩擦阻力损失与（）成正比。①流速的一次方②流速的平方③流速的三次方④流速的五次方2、在设计沉降室时，所依据的基本关系是Vs≤blut，其中ut是指（）①颗粒的平均沉降速度②要求被除去的最小颗粒的沉降速度③平均粒径大小的颗粒的沉降速度3、在塔板设计中，若加大板间距则漏夜线（），液泛线（）。①下移②不变③上移④不确定4、填料因子Φ值减小，填料塔的液泛速度uF（）①增大②不变③不确定④减小5、对于第I类物系，若温度升高，则溶质在溶剂中的溶解度（）、分层区的面积（）。①不变②减小③增大④不确定6、离心泵的气蚀余量越小，则其抗气蚀能力（）。①越强②越弱③不确定7、精馏塔有（）种进料热状况，其中（）进料的q值最大，进料温度（）泡点温度。8、在逆流吸收塔中，用清水吸收混合气中的溶质组分。其液气比L/V为2.7，平衡关系为Y=1.5X。若溶质的回收率为90%，则操作液气比与最小液气比之比值（）。9、离心泵压头的物理意义：（）。10、选择旋风分离器的依据是：（）、（）和（）。11、根据热补偿方式的不同，列管式换热器可分为（）换热器、（）换热器和（）换热器。12、某恒压过滤的方程为V2+V=0.01721θ，V单位为m3，θ单位为s若过滤面积为18.55m2，则过滤常数K=（）、Ve=（）、θe=（）、qe=（）；欲得5m3的滤液，所需的过滤时间为（）。二、【流体输送】（共12分）采用如图所示的输送系统，将水池中的清水输送到高位槽中。（1）试分析当出口阀C的开度由C1增大到C2时，真空表和压力表的读数如何变化；（8分）（2）若离心泵的方程为H＝32－7.0×104Q2（m2/s）试求输水量为0.01m3/s时的管路方程。（4分）三、【传热】（共12分）一定流量的空气用列管式换热器从20℃加热到80℃，空气在管内呈湍流流动，管外为饱和蒸汽冷凝加热。现因生产需要，空气流量增加20%，并要求空气的进出口温度保持不变。现拟采用提高加热蒸汽的温度，从而提高平均传热温差的办法来解决这一问题，试求：换热器平均温差应提高的百分比。（12分）（不考虑管壁及可能的污垢热阻）四、【精馏】（共13分）在常压连续精馏塔内分离某理想二元混合物。已知进料量为100kmol/h，其组成为0.4（易挥发组分的摩尔分率，下同）；馏出液流量为40kmol/h，其组成为0.95；进料为泡点进料；操作回流比为最小回流比的1.6倍；每层塔板的液相默弗里板效率EML为0.5；在本题范围内气液平衡方程为y=0.6x+0.35；测得进入该塔某层塔板的液相组成为0.35。试计算：（1）精馏段操作线方程；（8分）（2）离开该层塔板的液相组成。（5分）五、【吸收】（共11分）在一直径为1.2m、填料层高度为5m的吸收塔中，用纯溶剂吸收某气体混合物中的溶质组分。已知入塔混合气中惰性组分的摩尔流量为40kmol/h，气相总体积吸收系数为62.5kmol/(m3·h)；在操作条件下，平衡线和操作线均为直线，且平衡线与操作线的斜率之比为0.7。试计算该吸收塔的吸收率φA。（11分）六、【干燥】（共12分）在常压下用湿空气干燥某湿物料。已知湿空气的流量为1000kg/h，进预热器时的温度为20℃，相对湿度为60%，进干燥器的温度为107℃，离开干燥器时的湿度为0.03kg/kg绝干气，试求以下两种情况下空气出干燥器的温度。（1）理想干燥过程；（6分）（2）不向干燥器补充热量，加热物料消耗的热量为15000kJ/h，干燥器的热损失为3KW。（6分）已知20℃时水的饱和蒸汽压为2.334kPa。七、【实验】（共15分）1、在进行连续精馏操作过程中，随着进料中轻组分浓度减小，塔顶温度（），塔底馏出液中轻组分（）（2分）。2、在离心泵性能测定实验中，应进行（）曲线的测定（3分）。3、干躁过程中，随着干球温度的升高，干躁速率（），临界湿含量（）（2分）。4、设计一实验流程（画出其实验流程示意图）并写出简要实验步骤，完成如下实验内容：（8分）（1）进行恒压过滤常数的测定；（2）进行滤饼的压缩性指数s和物料常数k的测定。