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1一。简答题（30分）1.什么是离心泵的气缚及汽蚀现象？在工业应用中分别如何预防？2.列举三种常用的搅拌器，并简要说明其特点。3.简述数学模型法的主要步骤。4.简述辐射传热中黑体及灰体的概念。5.什么是传质单元数和传质单元高度？两者分别与哪些因素有关？6.列举气液传质设备中常用的三种除沫器。7.简述（三元物系）萃取过程中的临界混溶点，分配系数及选择系数。8.结晶操作中，晶核的成核机理有哪几种？一般工业结晶操作采用哪种机理？9.简述吸附操作中的负荷曲线，浓度波及透过曲线的概念。10.什么是不饱和湿空气的露点，湿球温度及绝热饱和温度。234567华东理工大学二00五年硕士研究生入学考试试题考试科目代码及名称：461化工原理（含实验）（答案必须写在答题纸上，写在试题上无效）考试科目代码及名称：461化工原理（共150分）一、简答题：（30分）1．非牛顿流体中，塑性流体的特点是什么？2．试列举出三种搅拌器放大的准则。3．加快过滤速率的途径有哪些？4．对于非球形颗粒，当沉降处于斯托克斯定律区时，试写出颗粒的等沉降速度当量直径de的计算式。5．在考虑流体通过固定床流动的压降时，颗粒群的平均直径是按什么原则定义的？为什么？6．蒸发器提高液体循环速度的意义有哪些？7．筛板塔的汽液接触状态有哪三种，各有什么特点？8．简述填料塔载点、泛点的概念。9．简述萃取过程中选择溶剂的基本要求有哪些？10．湿球温度与绝热饱和温度的物理意义有何区别？二、流体流动计算（30分）如图示常温水由高位槽流向低位槽，管内流速1.5rn/s，管路中装有一个孔板流量计和一个截止阀，己知管道为中φ57×3.5mm的钢管，直管与局部阻力的当量长度（不包括截止阀）总和为60m，截止阀在某一开度时的局部阻力系数ξ为7.5。设系统为稳定湍流。管路摩擦系数λ为0.026。求：(1）管路中的质量流量及两槽液面的位差ΔZ;(2）阀门前后的压强差及汞柱压差计的读数R2。若将阀门关小，使流速减为原来的0.8倍，设系统仍为稳定湍流，λ近似不变。问：(3)孔板流量计的读数R1变为原来的多少倍（流量系数不变）？截止阀的ξ变为多少？(4)定性分析阀门前a点处的压强如何变化？为什么？三、吸收计算（30分）用CO2水溶液的解吸来测定新型填料的传质单元高度HOG值。实验塔中填料层高度为2.0m，塔顶入塔水流量为5000kg水/h，CO2浓度为7×10-5（摩尔分率），塔底通入不含CO28的新鲜空气，用量为8kg/h，现测得出塔液体浓度为3×10-6（摩尔分率），相平衡关系为y=1240x(摩尔分率），试求：(1)出塔气体（摩尔分率）浓度；(2)该填料的HOG值；(3)现若将气体用量增加20%，且设HOG不变，则出塔液体、气体浓度将各为多少?四、精馏计算（30分）常压下，将乙醇-水混合物（其恒沸物含乙醇摩尔分率为0.894）加以分离。加料F=1ookmol/h，xF.=0.3（乙醇摩尔分率，下同），进料状态为汽液混合状态，其中汽相含乙醇y=0.48,液相含乙醇x=0.12。要求xD=0.75，xW=0.1。塔釜间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，泡点下回流，设回流比R=1.6Rmin，夹紧点不是平衡线与操作线的切点。系统符合恒摩尔流假定。试求：（1）q线方程；（2）最小回流比；（3）提馏段操作线方程；（4）若F、xF、q、D、R不变，理论板数不受限制，且假定平切线与操作线不出现切点，则馏出液可能达到的最大浓度为多少？釜液可能达到的最低浓度为多少？五、传热计算（此题应届考生必答，30分）一夹套搅拌反应釜装有0.25m3密度为900kg/m3、热容为3.3kJ/kg℃的液体。拟通过夹套用蒸汽加热，釜内的温度到处均匀一致。夹套换热面积为2.5m2，蒸汽温度为107℃，釜壁厚度为l0mm，导热系数为6.0W/m℃，釜壁外蒸汽侧的给热系数为1.7kW/m2℃。在搅拌转速为1.5rps时，釜内侧的给热系数为1.1kW/m2℃。现搅拌器转速为3rps，己知釜内侧的给热系数与搅拌速度的2/3次方成正比，忽略热损失及垢层热阻。将釜内液体从22℃加热到102℃需多长时间？六、传热计算（此题在职考生必答，30分）拟用一套管换热器将密度为1100kg/m3、热容为4.0kJ/kgK的料液从295K加热到375K。料液走管内，管外用395K的饱和蒸汽加热。料液的流量为1.75×10-4m3/s，管内料液侧的给热系数为0.141kW/m2K。管外蒸汽侧的给热系数为3.40kW/m2K。假定管内料液侧的给热系数与流速的0.8次方成正比，并忽略热损失、管壁与垢层热阻。（1）试求所需的换热面积；（2）该换热器投入使用时，料液的流量增大至3.25×10-4m3/s,其余条件均不变，试求料液的出口温度。9华东理工大学二00四年硕士研究生入学考试试题考试科目代码及名称：461化工原理（含实验）一、简答题：（30分）1．动量守恒和机械能守恒应用于流体流动时，二者关系如何?2．简述因次分析法规划实验的主要步骤。3．简述搅拌过程中强化湍动的主要措施。4．影响颗粒沉降速度的因素有哪些?5．何谓流化床层的内生不稳定性?如何抑制?6．影响辐射传热的主要因素有哪些?7．化学吸收和物理吸收相比有何优点?8．简述恒沸精馏和萃取精馏的主要异同点。9．板式塔的不正常操作现象有哪些?10．何谓填料塔的载点和泛点?二、流体流动计算30分）如图所示的输水管路系统，AO管长lAO=100m，管内径75mm，两支管管长分别为lOB=lOC=75m，管内径均为50mm，支管OC上阀门全开时的局部阻力系数ξ==15。所有管路均取摩擦系数λ＝0.03。支管OB中流量为18m3/h，方向如图所示。除阀门外其他局部阻力的当量长度均已包括在上述管长中。试求：(1)支管OC的流量，m3/h；(2)A糟上方压强表的读数PA，kPa。三、吸收计算(30分)某填料吸收塔，用纯水逆流吸收气体混合物中的可溶组分A，气相总传质单元高度HOG为0.3m。入塔气体中A组分的含量为0.06（摩尔分率，下同），工艺要求A组分的回收率为95%,采用液气比为最小液气比的1.4倍。己知在操作范围内相平衡关系为y＝0.2x。试求：（1）填料塔的有效高度应为多少？（2）若在该填料塔内进行吸收操作，采用液气比为1.8，则出塔的液体、气体浓度各为多少？四、精馏计算(30分)如图所示的连续精馏流程，以回收二元理想混合物中的易挥发组分A。两塔塔顶设全凝10器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热．物系相对挥发度α＝2．0，已知xF＝0．4，xD＝0．99，xW＝0．01,xT＝0．7,xB＝0．2(均为摩尔分率），加料F=100kmol/h。F、T、B均为饱和液体。试求：（1）D，T，B，W的流率；（2）塔I的最小回流比Rmin；（3）当塔I的回流比取R=1．5Rmin时，写出F与B之间塔段的操作线数值方程。五、传热（此题应届考生必答，30分）质量162kg的某液体在一装有换热盘管的无夹套搅拌釜中用饱和蒸汽加热。盘管内蒸汽的温度为383K，盘管的换热面积为lm2。总传热系数为500W／m2.K。搅拌釜的外表面积为2．5m2，环境温度为293K，釜壁对环境的给热系数为5W／m2.K。试求将液体从293K加热到377K所需时间。（设液体的热容为2．1kJ/kg.K，且不随温度而变。釜内液体因充分混合，温度保持均一。忽略釜壁热阻，釜壁温度可取与液体温度相同。）如用一连续逆流换热器取代间歇的搅拌釜，加热介质的进出口温度分别为388K和333K，总传热系数为250W／m2.K,在同样时间内完成162kg该液体的加热，忽略热损失，试问连续换热器的面积为多少？六、传热（此题在职考生必答，30分）有一套管换热器对油品进行冷却，水以0.1kg/s的质量流量通过金属内管，内管管径为φ19×1.3mm，热油以0.075kg/s的质量流量逆流通过套管的环隙。已知管长2m，热油和冷水的进口温度分别为370K和280K。油侧的给热系数为l．7KW／m2.K，水侧的给热系数为2．5KW／m2.K。油的平均热容为l.9kJ/kg.K，水的平均热容为4．18kJ/kg.K。试求：（1）以金属内管外表面为基准的总传热系数；（2）油和水的出口温度。（忽略管壁热阻、垢层热阻及热损失。）11华东理工大学二00三年硕士研究生入学考试试题考试科目号码及名称：461化工原理（含实验）一、简答题：（40分）11．什么是流体流动的边界层？边界层分离的条件是什么？12．非牛顿流体中，震凝性流体的特点是什么？13．搅拌器按工作原理可分为哪几类？各类搅拌器的特点是什么？14．简述数学模型实验研究方法的主要步骤。15．实际流化现象有哪两种？通常，各自发生于什么系统？16．简述填料塔载点、泛点的概念。17．液液萃取溶剂的必要条件有哪些？18．吸附分离常用的吸附剂有哪些？19．简述膜分离的基本原理。20．在恒定干燥条件下，将含水20％（湿基）的湿物料进行干燥，开始时干燥速度恒定，当干燥至含水量为5％（干基）时，干燥速率开始下降，再继续干燥至物料恒重，并测得此时物料含水量为0．05％，则物料的临界含水量为_______（干基），平衡含水量为_____（干基），自由含水量为______（干基）。二、带泵管路(25分）如图所示的输水循环管路，两台离心泵型号相同，两条管路除两个阀门开度不同外，其它条件完全相同，流向如图示。封闭容器B内的真空度为7×104Pa，两液面的高度差为9m。两管路内的流速均为3m/s，泵1出口阀两端的水银U形压差计读数R为300mm。试求；（1）泵1出口阀的局部阻力系数为多少？（2）泵2出口阀的局部阻力系数为多少？三、吸收计算(30分)某厂吸收塔的填料层高度3m，用纯溶剂逆流等温吸收尾气中的有害组分。入塔气体中有害组分的含量为0．04(摩尔分率，下同)，出塔气体中有害组分含量为0.008，出塔液体中有害组分含量为0.03。己知在操作范围内相平衡关系为y＝o.8x。试求：(1)填料塔的气相总传质单元高度HOG为多少？(2)原塔操作液气比为最小液气比的多少倍？(3)因法定排放气有害组分含量为0.004，现增加塔高以使出口气体达标，若液气比不受，填料层总高应为多少？12四、精馏计算(30分)采用连续精馏塔分离苯、甲苯混合物，进料量为100kmol/h，进料中苯（易挥发组分）浓度0.4（摩尔分率，下同）,饱和汽体进料。该塔塔顶设全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。要求塔顶产品苯浓度为0.99，塔釜产品苯浓度为0.03，操作条件下，该物系相对挥发度α＝2．5，实际回流比为最小回流比的1．5倍。试求：(1）塔顶采出率和易挥发组分的回收率；（2）精馏段和提馏段的操作线方程；（3）若塔釜停止供应蒸汽，保持回流比不变，若塔板数无限多，塔底残液的浓度为多少？五、传热（此题应届考生必答，25分）用一带有搅拌器的夹套式换热器将质量m=800kg，比热容为2.2kJ/kg℃的有机物从80℃冷却至40℃。己知夹套式换热器的总传热系数K=160W／m2℃，传热面积为3m2，冷却水流量为0.1kJ/s，入口温度t1＝20℃，忽略热损失，搅拌器内液体主体温度均一。试求：（1）完成冷却任务所需时间。（2）终了时，冷却水的出口温度。六、传热（此题在职考生必答，25分）一管壳式换热器由38根φ25×2.5mm，长3m的钢管组成。110℃的饱和蒸汽通入壳程，加热管程中的甲苯，蒸汽冷凝对流给热系数为10000W／m2℃。甲苯流量为7kg/s，入口温度为30℃。甲苯的比热为1840J/Kg℃。该流量条件下，甲苯侧的对流给热系数为1090W／m2℃,管壁很薄，可忽略管壁及两侧的垢层热阻。试求：(1)此时，甲苯的出口温度为多少℃？(2)现因生产需要，甲苯的处理量增加50％，蒸汽冷凝对流给热系数视作不变，甲苯的出口温度为多少℃？13华东理工大学二00二年研究生（硕士、博士）入学考试试题考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）一、简答题：（20分）1.层流与湍流的本质区别是什么？2.非牛顿流体中，塑性流体的特点是什么？3.搅