兰州大学--化工原理-2006

兰州大学2006年招收攻读硕士学位研究生考试试题注意：答案请一律写在答题纸上，写在试题上无效招生专业：应用化学、化学工程与工艺初试科目名称：化工原理一、选择题（每小题3分，共36分）1.流体通过离心泵所获得的能量主要表现为（）（a）动能增加（b）静压能增加（c）位能增加（d）流量增大2.流体的密度增大，离心泵的流量（）（a）增大（b）减小（c）不变（d）不确定3.孔板流量计的主要缺点是（）（a）阻力损失过大（b）不能测量流速（c）结构复杂（d）价格过高4.如图所示，C为恒液位槽，分别测定并比较阀门E关闭和开启时，a、b两处的压强，下列说法正确的是（）（a）E关闭，PbPa，E开启，PbPa，Pa关Pa开（b）E关闭，PbPa，E开启，PbPa，Pa关Pa开（c）E关闭，PbPa，E开启，PbPa，Pa关Pa开（d）不确定5.在蒸汽冷凝传热中，不凝性气体的存在对对流传热系数的影响是（）（a）不凝性气体的存在会使α值大大降低（b）不凝性气体的存在会使α值升高（c）不凝性气体的存在与否，对α无影响（d）不一定6.冷热流体进行对流传热，冷流体一侧的对流传热系数α1为100W·m-2·K，热流体一侧的对流传热系数α2等于1000W·m-2·K，要提高总传热系数K，应提高（）（a）α2（b）α1（c）α1和α2（d）无法确定7.已知SO2水溶液在三种湿度T1、T2、T3下的亨利系数分别为E1=0.354kPa，E2=1.11kPa，E3=0.660kPa，则（）（a）T1T2（b）T3T2（c）T1T3（d）T3T18.操作中的吸收塔，若增大吸收剂用量，出塔气体浓度将（）（a）增大（b）减小（c）不变（d）无法确定9.连续精馏塔操作时，增大塔釜蒸汽用量，若回流量和进料量的qn，f、xf、δ都不变，则xd（）（a）增大（b）不变（c）减少（d）不确定10.某两组份物系，相对挥发度为3，在全回流条件下进行精馏操作，从塔顶往下计，若y3=0.4，则y4=（）（a）0.4（b）0.1818（c）0.6667（d）0.300111.在重力场中，固体颗粒的沉降速度与（）无关。（a）粒子几何尺寸（b）流体的速度（c）粒子几何形状（d）粒子及流体密度12.湿空气在预热过程中，不变化的参数是（）（a）焓（b）相对湿度（c）湿球温度（d）露点二、（20分）如图所示的输水系统，用离心泵将水池中的水输送到敞口高位槽，离心泵的特性方程为He=40-6.079×104qv2（He的单位为m，qv的单位为m3·s-1）。已知：管路直径均为ø108mm×4mm，吸入管路的总长度为10m（包括所有局部阻力的当量长度），流动摩擦系数为0.02.当离心泵进口处真空表读数为-50kPa时，试求：（1）管路系统的输水量（2）管路系统因流动摩擦阻力而损耗的有效功率。水的密度近似取1000kg·m-3，重力加速度近似取10m·s-2。三、（20分）拟用一半框压滤机在恒压下过滤某一悬浮液，要求经过三小时获得4m3滤液，若已知过滤常数K=1.48×10-3·m2·h-1，滤布阻力可以忽略不计，试求：（1）若滤框尺寸为1000mm×1000mm×30mm，需要滤框和滤板各几块？（2）过滤终了用水洗涤，洗涤水粘度与滤液粘度相同，洗涤压力与过滤压力相同，若洗涤水量为0.4m3，试求洗涤时间。（3）若辅助生产时间为1h，试求该压滤机的生产能力。四、（20分）选用108℃的饱和水蒸汽作加热介质，将质量流量为7200kg·h-1常压空气从20℃加热到80℃。若水蒸气的冷凝传热膜系数为1×104W·m-2·K-1，且已知空气在平均温度下的物性数据：比热容为1KJ·kg-1·K-1，导热系数为2.85×10-2W·m-1·K-1，粘度为1.98×10-5Pa·s，普兰特数为0.7。现有一单程列管式换热器，内装有ø25mm×2.5mm钢管200根，管长2m，核算此换热器是否能完成上述任务？计算中忽略管壁及两侧污垢的热阻。五、（20分）在连续精馏塔中分离相对挥发度α=4的双组分混合物。该塔共有一块塔板、一个再沸器和一个全凝器。液料以饱和液体状态连续向塔釜进料（如图），进料流率qn，F=80kmol·h-1，组成xf=0.45（mol%，下同）。操作时的回流比R=1，并测得塔顶、塔底产品中含A分别为0.65和0.20。试求该板的气相单板效率Em，v、冷凝器冷凝液流率和再沸器上升得蒸汽流率。六、（20分）今有逆流操作的填料吸收塔，用清水吸收原料气中的甲醇。已知处理气量为1000m3·h-1，原料气中含甲醇100g·m-3，吸收后的水中含甲醇量等于与进料气体相平衡时组成的67%，设在标准状况下操作，吸收平衡关系为Y＊A=1.15XA，甲醇的回收率为98%，KY=0.5kmol·m-2·h-1，塔内填料的有效比表面积为190m2·m-3，塔内气体的空塔气速为0.5m·s-1.试求：（1）水的用量；（2）塔径；（3）填料层高度。七、（14分）常压下在一等焓干燥器中将含水率3.7%的盐类结晶干燥至含水率为0.5%（均为湿基）。已知空气在20℃、湿度为0.01kg水/(kg干空气)的状态下预热到120℃后进入干燥器，废气出口湿度为0.03kg/(kg干空气)。干空气的流量为8000kg干空气/h。试求：（1）每小时加入干燥器的湿物料量；（2）废气出口温度。