2008年上海交大生物化工专业化工原理考研试题

1一、选择题（每题3分,共30分）1．如图1所示，两容器内盛同一密度为800kg/m3的液体，U形管内的指示液为水银。若将测压点和压力计一起下移h=0.4m，问读数R1和R2有何变化？A．R1不变，R2增大；B．R1不变，R2不变；C．R1增大，R2增大；D．R1增大，R2不变。2．某液体在圆形直管内作层流流动，若管长及流体的流量不变，而管径减至原来的1/2，则因流体阻力而产生的能量损失为原来的倍（设管径变化后流体流动仍为层流）。A．2；B．4；C．8；D．16。3.层流和湍流的本质区别是A．湍流流速大于层流流速；B．流道截面小的为湍流，流道截面大的为层流；C．层流的雷诺数小于湍流的雷诺数；D．层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。4．某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空表指示真空度很高，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的故障原因A．水温太高；B．真空表坏了；C．吸入管路堵塞；D．排出管路堵塞。5．在通常操作条件下的同类换热器中，设空气的对流传热系数为1，水的对流传热系数为2，蒸气冷凝的传热系数为3，则A．231；B．123；C．321；D．21326．单向扩散中的漂流因子A．小于1；B．大于1；C．等于1；D．不一定；7．某两元理想溶液，其液相组成x=0.67（摩尔分数，下同），相应的泡点为t1，与之相平衡的气相组成y=0.73，相应的露点为t2，则A．t1＝t2；B．t1t2；C．t1t2；D．不一定。8．萃取相或萃余相中物质的分离回收通常是在中实现的。A．吸收塔；B．萃取塔；C．精馏塔；D．干燥塔。9．空气的干球温度为t，湿球温度为tw，露点为td，当空气的相对湿度为100％时，这三者的关系为。A．t＝tw＝td；B．ttwtd；C．t=twtd；D．ttw＝td。10．物料的平衡水分一定是A．非结合水分；B．自由水分；C．结合水分；D．临界水分。二、某离心泵在一定转速下的特性方程为62260.410vHq。用该泵将水从贮槽送至某高位水槽，两槽皆敞口，两槽液面高度差为10m，见图所示。管路系统的阻力损失为620.610fvHq。H、Hf的单位为m，qv的单位为m3/s。试计算：（1）若水槽中水位恒定，求流量。（2）开始时，两槽液面高差仍为10m，过程中，如高位槽中液位恒定，求低位槽中液面下降2m所需时间。已知低位槽的截面积为100m2，且整个过程中泵始终处于正常状态。（20分）3三、用叶滤机在等压条件下过滤某发酵液，过滤开始后10min和20min各获得累积滤液量1.327m3/m2和1.882m3/m2。所得滤饼用1/5滤液体积的清水在相同压力下洗涤（洗涤水粘度和滤液粘度相同），每个操作周期的辅助时间为15min，试求当每个操作周期中的过滤时间为多少时，叶滤机的生产能力最大？最大值是多少？（20分）四、在一套管换热器中，117oC的饱和水蒸汽在环隙间冷凝，用来加热管内呈湍流流动（Re104）的水溶液（＝1050kg/m3，cp=4.1kJ/kg·oC）。当溶液流量为0.637m3/h时，可从20oC加热到102oC，而当流量增加至1.2m3/h时，只能从20oC加热到97oC。试求换热器的传热面积A和流量为1.2m3/h时的传热系数K。计算时可以忽略管壁热阻、污垢热阻，并可当平壁处理。在上述两种情况下，蒸汽冷凝系数均可取为8kW/(m2·oC)（20分）五、某填料吸收塔用含溶质x2=0.0002的溶剂逆流吸收混和气中的可溶组分，采用的液气比是3，气体入口出质量分数y1=0.01，回收率可达到90％。已知物系的平衡关系为y=2x。今因解吸不良使得吸收剂入口摩尔分数升至x2=0.00035，试求：（1）可溶组分的回收率下降至多少？（2）液相出塔的摩尔分数升高至多少？（20分）六、在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液。该物系的平均相对挥发度为2.5。原料液组成为0.35（易挥发组分摩尔分率，下同），饱和蒸汽加料。塔顶采出率D/F为40%，且已知精馏段操作线方程为y=0.75x+0.20，试求：（1）提馏段操作线方程：（2）若塔顶第一板下降的液相组成为0.7，求该板的气相默弗里效率Emv（20分）4七、一理想干燥器的操作压强为79.98kPa，出口气体温度为60oC，相对湿度为70％，将部分出口气体返回干燥器入口与新鲜空气相混合，使进入干燥器的气体温度为90oC，相对湿度为12％（参见下图）。已知新鲜空气的质量流量为0.5025kg/s，温度为20oC，湿度为0.005kg水/kg干空气，水在60oC和90oC时的饱和蒸汽压分别为19.91kPa和70.09kPa。试求：（1）空气的循环量（kg干空气/s）；（2）新鲜空气的预热温度（3）预热器提供的热量（20分）预热器干燥器