1、石油大学（华东）2004 年工程硕士研究生入学考试试题考试科目：化工原理 总 3 页 第 1 页一、选择及填空题（共 30 分）1.某 稳 定 流 动 管 路 ， 流 体 在 流 经 一 半 开 闸 阀 后 ， 其 质 量 流 量 ， 总 机 械 能 。A 变 大 B 变 小 C 不 变 D 不 一 定2.如在测定离心泵的性能曲线时，错误地将压力表安装在泵出口调节阀以后，则操作时压力表读数（表压）将 。A 随真空表读数的增大而减小 B 随流量的增大而减小C 随泵的实际扬程增大而增大 D 随流量的增大而增大3.离心式水泵吸入管路漏入过量的空气后，将发生 现象，当离心式水泵入口压力低于被输送液体的
2、饱和蒸汽压时，将发生 现象。A 气 蚀 B 气 浮 C 过 载 D 气 缚4.灰体辐射能力 同温度下黑体辐射能力；灰体的吸收率 该灰体的黑度。A 大于 B 小于 C 等于 D 不确定5.实验室用水吸收 NH3的过程，气相中的浓度梯度 液相中的浓度梯度（均已换算为相应的液相组成） ；气膜阻力 液膜阻力。A 大于 B 小于 C 等于 D 不确定6.下列情况 不是诱发降液管液泛的原因。A 气液负荷过大 B 过量雾沫夹带 C 塔板间距过小 D 过量漏液7.精馏的操作线是直线，主要基于如下原因 。A 理论板假定 B 理想物系 C 恒摩尔假定 D 塔顶泡点回流8.有一黑表面，当其温度分别为 327和 27
3、时，向外辐射的能量之比为 。A 2 B 4 C 8 D 169.用管子从高位槽放水，当管径增大一倍，则水的流量为原流量 倍。假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变，且管路出口处的流体动能项可忽略。10.某设备上，真空表的读数为 80mmHg，其绝压 kgf/cm 2 Pa，该地区大气压强为 720mmHg。11.降液管内停留时间太短会造成 ，而泛点率过大则会造成 ,气相流速太小会造成 。考试科目：化工原理 总 3 页 第 2 页12.萃取操作选择萃取剂的原则为（写出两条）： ；。二、问答题(下面两题任选一题)（共 10 分）1.试分析造成加热炉热效率低的可能原因（至少提出三条） ，并阐述
4、它们是如何影响热效率的。2.根据所学知识，设计一实验用于测定离心泵的特性曲线。请画出实验流程示意图、写出主要的设备名称及所需测定的主要参数。三、计算题（60 分）1 （15 分）用离心泵将 20的水从储水池打入一高位槽，已知水的物性参数如下:密度 为 998.2kg/m3 ，粘度 为 1.005cP。已知泵入口真空表读数为 400mmHg，输送管路为1084mm 的钢管，总长度（包括当量长度）为 50m，其中吸入管路长度为 6m（包括当量长度） ，储水池与高位槽两液面高度差为 30m，管路摩擦系数 为 0.02，流量为 45m3/h，压力表和真空表之间的垂直距离为 20cm。压力表和真空表之间
5、的阻力损失可以忽略不计，试问：（1）泵的扬程；（2）泵出口处压力表的读数, 。aMP2 （10 分）某板框压滤机有 10 个边长为 1m 的正方形滤框，在 2kgf/cm2的表压下对某悬浮液进行恒压过滤。在该操作压力下，过滤常数为 K=1.510-4m2/s，滤饼与滤液的体积比为 0.04m3/m3，整理、装卸等辅助时间为 20min。滤饼不洗涤，过滤介质阻力可以忽略不计。试计算：(1)过滤 10min 时所得滤液体积；(2)若板框压滤机滤框的厚度为 40mm，求该板框压滤机的生产能力？m 3/h。考试科目：化工原理 总 3 页 第 3 页3 （15 分）在某厂一套管换热器中，将溶液与冷却水进
6、行逆流换热。溶液走壳程，流量为 ，比热为 ，从 150冷却到 80；冷却水走管程，从 15加热hkg/50)/(35.KkgJ到 40。已知壳程的对流传热系数 ，换热管的尺寸为 ，)/(202KmWom5.2管壁的导热系数 ；水的物性为：)/(4m， ， ， 。污垢cP801.187.kgJCp )/(618.3/7.9kg热阻忽略不计，试求：（1）换热器的热负荷 ；WQ,（2）冷却水的流量 ；hkgw/2（3）传热过程的总传热系数 。)/(,2Kmo4. （10 分）逆流操作的吸收塔中，用清水吸收空气中所含的丙酮蒸汽，进塔气体中含丙酮 0.03（摩尔分率） ，需在该塔中将丙酮吸收掉 95%，
7、空气入塔流率 V=72kmol/（m 2h） ，相平衡关系为： ，体积总传质系数 0.016kmol/ （m 3s） ，用水量为XY75.1*aKY2500kg/( m2h)。试求：(1)气相出口浓度 ；2y(2)用水量为最小用水量的多少倍；(3)填料层高度 h，m。5.（10 分）在连续精馏塔内分离苯-甲苯溶液，过冷液体进料， 。已知操作线方26.1q程为：精馏段 ；提馏段 。23.076.xy 0.21xy试求：（1）塔顶轻组份的组成 ；Dx（2）塔底轻组份的组成 ；W（3）进料中轻组份的组成 。Fx2004 年工程硕士研究生入学考试试题答案一、选择及填空题（共 30 分） 总 7 页 第
8、 1 页1.某 稳 定 流 动 管 路 ， 流 体 在 流 经 一 半 开 闸 阀 后 ， 其 质 量 流 量 C ， 总 机 械 能 B 。A 变 大 B 变 小 C 不 变 D 不 一 定2.如在测定离心泵的性能曲线时，错误地将压力表安装在泵出口调节阀以后，则操作时压力表读数（表压）将 D 。A 随真空表读数的增大而减小 B 随流量的增大而减小C 随泵的实际扬程增大而增大 D 随流量的增大而增大3.离心式水泵吸入管路漏入过量的空气后，将发生 D 现象，当离心式水泵入口压力低于被输送液体的饱和蒸汽压时，将发生 A 现象。A 气 蚀 B 气 浮 C 过 载 D 气 缚4.灰体辐射能力 B 同温
9、度下黑体辐射能力；灰体的吸收率 C 该灰体的黑度。A 大于 B 小于 C 等于 D 不确定5.实验室用水吸收 NH3的过程，气相中的浓度梯度 A 液相中的浓度梯度（均已换算为相应的液相组成） ；气膜阻力 A 液膜阻力。A 大于 B 小于 C 等于 D 不确定6.下列情况 D 不是诱发降液管液泛的原因。A 气液负荷过大 B 过量雾沫夹带 C 塔板间距过小 D 过量漏液7.精馏的操作线是直线，主要基于如下原因 C 。A 理论板假定 B 理想物系 C 恒摩尔假定 D 塔顶泡点回流8.有一黑表面，当其温度分别为 327和 27时，向外辐射的能量之比为 D 。A 2 B 4 C 8 D 169.用管子从
10、高位槽放水，当管径增大一倍，则水的流量为原流量 倍。假定液面高度、管24长、局部阻力及摩擦系数均不变，且管路出口处的流体动能项可忽略。10.某设备上，真空表的读数为 80mmHg，其绝压 0.87 kgf/cm 2 85326 Pa，该地区大气压强为 720mmHg。11.降液管内停留时间太短会造成 过量气泡夹带 ，而泛点率过大则会造成 过量雾沫夹 带 ，气相流速太小会造成 漏液 。总 7 页 第 2 页12.萃取操作选择萃取剂的原则为（写出两条）： 选择性系数 比较大 ；易于与被萃取物分离 。二、问答题（共 10 分）1.试分析造成加热炉热效率低的可能原因（至少提出三条） ，并阐述它们是如何
11、影响热效率的。答：过剩空气系数 过大，致使烟气量增大，烟气带走热量增加，使 下降；炉体密封不严，致使大量空气进入炉膛，烟气量增加，使 下降；火嘴雾化燃烧效果不好，燃料燃烧不充分，使 下降。2.根据所学知识，设计一实验用于测定离心泵的特性曲线。请画出实验流程示意图、写出主要的设备名称及所需测定的主要参数。答：实验装置：离心泵，真空表、压力表、功率表、转速表、温度计，流量计。所需测定的主要参数：离心泵进出口压力，电机功率及转速，水的温度，流体流量。三、计算题1 （15 分）用离心泵将 20的水从储水池打入一高位槽，已知水的物性参数如下:密度 为 998.2kg/m3 ，粘度 为 1.005cP。已
12、知泵入口真空表读数为 400mmHg，输送管路为1084mm 的钢管，总长度（包括当量长度）为 50m，其中吸入管路长度为 6m（包括当量长度） ，储水池与高位槽两液面高度差为 30m，管路摩擦系数 为 0.02，流量为 45m3/h，压力表和真空表之间的垂直距离为 20cm，压力表和真空表之间的阻力损失可以忽略不计，试问：（1）泵的扬程；（2）泵出口处压力表的读数, 。aMP解：（1）泵的扬程在两液面间列柏努利方程2122121 fe HzgupHzgup总 7 页 第 3 页其中 （ 表 压 ） 0021 p)(3.1807.9251.03(2121mgudlzef总） （2）在真空表和压
13、力表之间列柏努利方程式 434334 43242)( f fHgezgp gzupu代入数据 MPaa251.0)(15.2 03.187.92).0(87.97604 2 （10 分）某板框压滤机有 10 个边长为 1m 的正方形滤框，在 2kgf/cm2的表压下对某悬浮液进行恒压过滤。在该操作压力下，过滤常数为 K=1.510-4m2/s，滤饼与滤液的体积比为 0.04m3/m3，整理、装卸等辅助时间为 20min。滤饼不洗涤，过滤介质阻力可以忽略不计。请计算：(1)过滤 10min 时所得滤液体积；(2) 若板框压滤机滤框的厚度为 40mm，求该板框压滤机的生产能力？m 3/h。解：(1
14、) 过滤 10min 时所得滤液体积 )(2010A根据公式，得 )(6015. 3242 mKV（2）板框压滤机的生产能力)(104.13mCV饼液饼总 7 页 第 4 页hmVQsKAd /56.12in)/(209.78.21(i)7865. 33422 3 （15 分）在某厂一套管换热器中，将溶液与冷却水进行逆流换热。溶液走壳程，流量为 ，比热为 ，从 150冷却到 80；冷却水走管程，从 15加热hkg/50)/(5.3KkgJ到 40。已知壳程的对流传热系数 ，换热管的尺寸为 ，)/(202KWom5.2管壁的导热系数 ；水的物性为： , ，)/(4mcP801.)/(87.4Kk
15、gJCp， 。污垢热阻忽略不计，试求：)/(618.0KW3/7.95kg（1）换热器的热负荷 ；Q,（2）冷却水的流量 ；hkw/2（3）传热过程的总传热系数 。)/(,2KmWo解：（1）换热器的热负荷 )(1026.3)8150(3.605)( 421 WTCQp （2）冷却水的流量 )/(10)4(87.853.5)(22121hkgwwtpp解 得（3）传热过程的总传热系数)/(456743.5)1047.20.823 43.56.10817.4107.2.0.4312. .08.40.3 4KmWPRdCPudRreiipriei 总 7 页 第 5 页)/(1972015.410
16、.254613KmWdbKomioo4. （10 分）逆流操作的吸收塔中，用清水吸收空气中所含的丙酮蒸汽，进塔气体中含丙酮 0.03（摩尔分率） ，需在该塔中将丙酮吸收掉 95%，空气入塔流率 V=72kmol/（m 2h） ，相平衡关系为： ，体积总传质系数 0.016kmol/（m 3s） ，用水量为X.Y*5aKY2500kg/( m2h)，试求：(1)气相出口浓度 ；2y(2)用水量为最小用水量的多少倍；(3)填料层高度 h，m。解：(1) 03911yY32 105)5()( .01.132Yy(2) 6.175.9.)( 32*1min XVL216)(inin( kmol/（m
17、2h）)16.52.980minL(3) 由全塔的物料衡算 )()(2121XYV 231 105.)105.039.857LX 对 数 平 均 推 动 力 法 ：043.152.7039.*11 Y总 7 页 第 6 页3322 .5. 3321 10695.2105.4. nYnm8.69.0331 mOGNmaKVHY25.1./7ZOG6.3890251 数 学 分 析 法 ：7.187.LmVS93.10 9072.15.03972.1ln72l2 SmXYSNOGNHZOG5.5.（10 分）在连续精馏塔内分离苯-甲苯溶液，过冷液体进料， 。已知操作线方26.1q程为：精馏段 ；提馏段 。23.076.xy 0.21xy试求：（1）塔顶轻组份的组成 ；Dx（2）塔底轻组份的组成 ；W（3）进料中轻组份的组成 。Fx总 7 页 第 7 页解：1.求 Dx由精馏段操作线方程，可知： 23.0176.DxR解得 95.0173DxR2.求 W由提馏段操作线方程和对角线方程 Wxy02.1解得 1.0Wx3求 F由精馏段操作线方程和提馏段的操作线方程 02.1376xy解得 568.02xy线方程为：qFFxxqy846.3.121. 将 代入 线方程，得5.0xyqFx846.3.8462.Fx
