1、1995年试题 （共四大题，二十五小题）一、 选择题1图1所示为一异径管段,从A段流向B段时测得U形压差的读数为R=R1,从B段流向A段测得U形压差计读数为R=R2。若两种情况下的水流量相同,则有( ) A B 图1(A)|R1|R2|;(B)R1=R2;(C)|R1|R2|;(D)R1=-R2AB , R1; BA , R2 .则 ANALYSIS:(1) AB时 , tA=tB+WfAB (2) BA时 , tB=tA+WfBAuA2/2g+PA/= uB2/2g+PB/+(L/d+1) uB2/2g, PA- PB=(0-)gR1 uB2/2g+PB/= uA2/2g+PA/+(L/d+
2、2) uB2/2g, PB- PA=(0-)gR2(R1- R2) (0-)/ = (1-2) uB2/2g+2(uB2/2g uA2/2g)忽略1，的大小关系，知uu 则，选择（）2用离心通风机将5000kg/h的空气输入加热器中,由20加热至140,对于该风机安装于加热器前或加热器后两种情况,有( )(A) 需要输送的流量不变,但需要的全风压要变;(B) 需要的全风压不变,但需要的流血量要变;(C) 需要输送的流量和需要的全风压都要变;(D)需要输送的流量和需要的全风压都不变。5000kg/h,20140,风机装于加热器前后，则提示：由于气体密度在加热器前后发生变化，从而流量与全风压都将改
3、变。5套管冷凝器的内管走空气,管间走饱各水蒸汽,如果蒸汽压力一定,空气进口温度一定,当空气流量增加时,空气出口温度( )(A) 增大; (B)减小;(C)基本不变;(D)不确定ms2,CR= 0， 则 AnaLysis： （）CR=0, NTU2=KA/(msCp)22=(t2- t1)/( T1- t1) t2，即空气出口温度降低。7在一个低浓度液膜控制的逆流吸收塔中,若其他操作条件不变,而液量与气量成比例同时增加,则回收率将( )(A)增加;(B)减少;(C)不变;(D)不定。液漠控制，逆流吸收，不变，L、G，?Analysis: h=HOGNOG , HOG=G/Kya G0.3 OG,
4、1/A=Gm/L不变，（yb-mxa）/（ya-mxa）ya,= (yb-ya) yb=1- ya/yb即回收率减小二、填空题（20分）3在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,则沉降时间_,允许气流速度_,生产能力_。H.t,u,V?ANALYSIS: u=(0-)gd2/18不变 ,V=uA不变， t=H/u所以：沉降时间上升，允许气流速度不变，生产能力不变。三、分析题（10分） 某厂用清水在填料塔中逆流吸收排放气中的有害组分A。进塔气中的摩尔分率为y1=0.02,清水用量为最小用量的1.15倍。出塔所达到排放标准y2=0.002。已知相平衡关系为y=1.5x,吸收过程为气膜控制。因
5、工艺改造原因使入塔气浓度上升到y1=0.0025并要求液气比保持不变。问能否通过增加填料层高度的方法保持出塔气浓度仍达到排放标准。x2=0逆流吸收，y1=0.02,L=1.15Lmin,y2=0.002,y*=1.5x，气膜控制，现y1=0.025,L/G不变，问h改变，y2能否继续满足要求？SOLU:(L/G)min= (y1-y2)/( x1*-x2)=m(y1-y2)/y1 =1.35L/G=1.15(L/G)min=1.55251/A=mG/L=1.5/1.5525=0.966不变, h=HOGNOG , 其中HOGG/Kya不变, NOG1/A不变 NOG1=(y1-mx2)/( y
6、2-mx2)= y1/ y2所以 y1时可通过增高h来满足y2的要求，并且，当NOG上升时，气液于塔底达平衡，故能达到指定要求。四、计算题（60分）1（10分）在一内径为0.25(cm)的管的轴心位置上,穿一直径为0.005(cm)的细导线,用以测定气体的导热系数。当导线通以0.5(A)的电流时,产生的电压降为0.12(V/cm)。测得导线温度为167,空心管内壁温度为150。(1)试求充入管内之气体的导热系数;(2)试分析仪器精度以外造成结果误差的客观原因。D=0.25cm,d=0.005cm,I=0.5A,U=0.12V/cm,T1=167,TW=150,求：（）；（）误差原因。SOLU:
7、Q=IV (为金属丝长度cm)Q=TA(t-tw), 其中，A=dL IUL=Td(t-tw), T=IU/d(t-tw)=22.47W/m2K所以 充入管内之气体的导热系数为22.47 W/m2K.造成误差的客观原因为管内的传热过程实质上是热对流和幅射传热共同进行的过程，在传递过程中，存在热损失.2.（15分）某生产系统要求以4(kg/s)的流量将容器A中的饱和液体用离心泵送至容器B(见图2)。两容器中的液面高度维持恒定。液体的密度为800(kg/m3)、粘度为0.0015(Pas)。已知:高差ZAC=9(m)、ZBC=20(m);管长(包括当量长度在内)LAC=20(m)、LBC=50(m
8、);压力表读数PA=0.02(MPa)、 PB=0.12(MPa);管路采用573.5的无缝钢管。 现因原有的输送泵损坏,拟将库存的一台离心泵换上。该泵的铭牌上标明扬程为40(m),流量为20(m3/h),允许汽蚀裕量为2.3(m),均小于原有泵的值。试校核库存泵是否能完成此输送任务?G=4kg/s,=800,=0.0015,ZAC=9, ZBC=20, LAC=20, LBC=50,PA=0.02, PB=0.112,573.5,泵：m3/h,He=40,h=2.3m,问该泵能否满足要求?SOLU: V=G/=43600/800=18 m3/hm3/h,即流量满足要求。在之间进行能量衡算，E
9、tA+We= EtB+WfAB, 即 A/g+ZAC+He=B/g+ZBC+HfAB-(1)HfAB=(L/d)(u2/2g)-(2) u=V/A=(18/3600)/(0.7850.052)=2.55m/sRe=du/=6.8104 ,=0.3164/Re0.25=0.02代入（）（）得 He=(PA-PB)/g+(ZBC- ZAC)+HfAB=33mHe 扬程满足要求。h允h0.3=Pe/g+ue2/2g-Pv/g+0.3= PA/g+ZAC-(LAC/d)(u2/2g)- Pv/g+0.3=1.59mh 即气蚀余量满足要求所以 泵能满足要求3.（15分）某物料初始含水量X1=0.362(
10、kg水/kg干料),要求干燥到X2=0.05(kg水/kg干料)。经实验测得临界含水量Xc=0.187(kg水/kg干料),等速阶段的干燥时间为2.75小时。如将将速阶段的干燥速度曲线作为通过原点的直线处理,试估算整个干燥过程所需的时间。X1=0.365, X2=0.05 XC=0.187,1=2.75hr,X*=0, 求：1SOLU: 1=（X1- X2）GC/VCA, GC/VCA=1/（X1- X2）=15.7降速阶段 2= (GC/VCA) （Xc- X*）Ln(Xc- X*)/( X2- X*)=3.876hr 16.626hr4（20分）一连续精馏塔每小时处理100(kmol)二元
11、理想溶液,塔内的平均相对挥发度为2.5,进料中轻组分摩尔率为0.44,塔顶产品流量为44(kmol/h)。 已知:精馏段操作线方程为 y=0.75x+0.24, q线方程为y=-0.5x+1.5xF, Gilliland关联可表为(N-Nmin)/(N+1)=0.751-(R-Rmin )/(R+1)0.567 试求:(A)回流比R;(B)塔顶产物组成xD和塔底产物组成xW;（C）理论板数NT和加料板位置NF。(捷算法)F=100,=2.5, xF=0.44, D=44, 精 y=0.75x+0.24, q 线y=-0.5x+1.5 xF , Gillilend关联式（N-Nmin）/(N+1
12、)=0.751-( R-Rmin)/(R+1)0.567 求：R;(2) xD和xW ; (3)N和NF（捷算法）SOLU:由精馏线 y=0.75x+0.24,R/(R+1)=0.75, xD/(R+1)=0.24 , xD=0.96,又W/F=( xD xF)/( xD -xW)得 xw =xD (F/W)(xD xF)=0.0314,q=1/3. Nmin=LogxD /(1-xD)(1-xW)/ xW/Log-1=6.21又y=x/1+(-1)x与y=-0.5x+1.5 xF, 得x=0.096,y=0.512Rmin=( xD-y)/(y-x)=2.07, （N-Nmin）/(N+1)=0.75(1-0.4373)N=11.475 即理论板数约为11.5块；精馏段 Nmin=LogxD /(1-xD)(1-xF)/ xF/Log-1=2.73, 求出NF=5.454即加料板位置NF约为第6块.
