天津大學(xué)化工原理考研真題

1、天津大學(xué)研究生院二0 0 年招收碩士生入學(xué)試題題號：考試科目：化工原理(含化工原理實(shí)驗(yàn))頁數(shù)：一、選擇與填空(20%)1、 用離心泵將某貯槽 A內(nèi)的液體輸送到一常壓 設(shè)備B,若設(shè)備B變?yōu)楦邏涸O(shè)備，則泵的輸液量，軸功率。2、 球形顆粒的自由沉降過程包括加速運(yùn)動和等速運(yùn)動兩個階段，沉降-速度是指階段中的顆粒相對于流體 的運(yùn)動速度。3、 通過三層平壁的定態(tài)熱傳導(dǎo)過程，各層界面接觸均勻，第一層兩側(cè)面溫度分別為120 C和80 C，第三層 外表面溫度為40'C，則第一層熱阻 R1與第二、三層熱阻 R2、R3的大小關(guān)系為。A、R1> (R2+ R3) B、R1 < (R2+ R3) C

2、、R1 = (R2+ R3) D、無法確定4、 某二元物系，相對揮發(fā)度a=2.5，對n、n-1兩層理論板，在全回流條件下，已知xn=0.35，則yn-仁。5、 在吸收操作中，若 c* - c " ci - c，則該過程為。A、液膜控制.B、氣膜控制 C、雙膜控制 D、不能確定6、 分配系數(shù)kA增加，則選擇性系數(shù)B。A、減小B、不變 C、增加 D、不確定7、 在填料塔的 p/zu曲線圖上，有 和兩個折點(diǎn)，該兩個折點(diǎn)將曲線分為三個區(qū)，它們分別是、。&采用一定狀態(tài)的空氣干燥某濕物料，不能通過干燥除去。A、結(jié)合水分B、非結(jié)合水分 C、自由水分 D、平衡水分二、 如圖所示(附件)，用離

3、心泵將儲槽 A中的液體輸送到高位槽 B (兩個槽位敞開)，兩槽液面 保持恒定， 兩液面的高度差為12m，管路內(nèi)徑為38mm，管路總長度為50m (包括管件、閥門、流量計的當(dāng)量長度)。管路上安裝一孔板流量計，孔板的孔徑為20mm，流量系數(shù)C0為0.63，U管壓差計讀數(shù)R為540mm，指示液為汞(汞的密度為 13600kg/m3 )。操作條件下液體密度為 1260kg/m3，粘度為1 x 10-3Pa s。若泵的效 率為60%，試求泵的軸功率，kW。摩擦系數(shù)可按下式計算：滯流時，入 =64/Re湍流時，入 =0.3164/Re0.25(13%)三、在一定條件下恒壓過濾某懸浮液， 實(shí)際測得K=5 x

4、 10-5m2/s，Ve=0.5m3。先采用濾框尺寸為 635mm x635mm x 25mm的板框壓濾機(jī)在同一條件下過過濾某懸浮液，欲在30min過濾時間內(nèi)獲得5m3濾液，試求所需濾框的個數(shù)n。( 6%)第一頁，共二頁四、 有一列管換熱器，裝有 25mm x 2.5mm鋼管300根，管長為2m。將管程的空氣由20C加熱到85C， 空氣流量為8000kg/h。用108 C的飽和蒸汽在殼程作為介質(zhì)， 水蒸氣的冷凝傳熱膜系數(shù)為 1x 104W/(m2 -K)。 管壁及兩側(cè)污垢熱阻可忽略，熱損失可忽略。已知管內(nèi)空氣的普蘭特準(zhǔn)數(shù)Pr為0.7，雷諾準(zhǔn)數(shù)Re為2.383 x 104，空氣導(dǎo)熱系數(shù)為 2.8

5、5 x 10-2W/(m K)，比熱容為1kJ/(kg K)。試求：(1 )空氣在管內(nèi)的對流傳熱系數(shù)；(2) 換熱器的總傳熱系數(shù)(以管外表面積為基礎(chǔ))；(3) 通過計算說明該換熱器能夠滿足要求。(12%)五、在一連續(xù)精餾塔中分離某理想二元混合物。已知原料液流量為100kmol/h，其組成為0.5 (易揮發(fā)組分的摩爾分率，下同)；塔頂餾出液流量為50kmol/h，其組成為0.96;泡點(diǎn)進(jìn)料；塔頂采用全凝器，泡點(diǎn)回流， 操作回流比為最小回流比的 1.5倍;操作條件下平均相對揮發(fā)度為 2.1，每層塔板的氣相默弗里板效率為 0.5。(1) 計算釜?dú)堃航M成；（2 ）求精餾段操作線方程；（3）若經(jīng)過精餾段

6、第n塊實(shí)際板液相組成降低了 0.01，求經(jīng)過該板氣相組成的最大變化量。（13%）六、在填料層高度為8.5m的吸收塔中，用純?nèi)軇┪漳硽怏w混合物中的溶質(zhì)組分。已知進(jìn)塔混合氣體中溶質(zhì)的含量為 0.05 （摩爾比）；單位塔截面上惰性氣體流量為50kmol/（m2 h）;氣相總吸收系數(shù)為0.34kmol/（m2 h）;溶質(zhì)的吸收率為 98%;在操作條件下，該系統(tǒng)的平衡關(guān)系為Y=2.2X （X、Y均為摩爾比）;溶劑用量為最小用量的1.5倍。試計算：（1 ）出塔液相組成；（2 ）所有填料的比表面積。（11%）七、濕度為0.01kg/kg絕干空氣的常壓新鮮空氣經(jīng)預(yù)熱器加熱后，在常壓下用于干燥某種濕物料?？諝?/p>

7、進(jìn)、出預(yù)熱器的溫度分別為 20C、120 C，含水量分別為20%、5% （均為濕基）。干燥后 產(chǎn)品的流量為60kg/h， 濕物料的平均比熱容為 2.134kJ/（kg ）'C,忽略干燥系統(tǒng)的熱損失。試求：（1 ）新鮮空氣的流量 V （ m3/h）;（2 ）干燥系統(tǒng)所需要的總加熱速率Q。（10%）八、實(shí)驗(yàn)部分（15%/）1、 在進(jìn)行間歇精餾操作過程中，為了保持塔頂溫度的恒定，應(yīng)逐漸回流比；同時為了保持塔頂產(chǎn)品產(chǎn)量 的恒定，應(yīng)逐漸塔釜加熱量。2、在進(jìn)行圓形直管內(nèi)空氣湍流流動的對流傳熱系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)中，需要測定哪些物理量？3、 在恒壓過濾常數(shù)測定實(shí)驗(yàn)中，已知不同濾液量V對應(yīng)的過濾時間試簡要說明

8、利用作圖法求取恒壓 過濾常數(shù)的方法。4、 設(shè)計一實(shí)驗(yàn)流程（畫岀其實(shí)驗(yàn)流程示意圖），可以完成如下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）進(jìn)行離心泵性能的研究；（2 ）進(jìn)行水平直管摩擦阻力與流動雷諾數(shù)關(guān)系的研究。天津大學(xué)研究生院2002年招收碩士生入學(xué)試題題號：考試科目：化工原理（含實(shí)驗(yàn)）頁數(shù)：一、【基本題】（選擇填空題或直接填空，每空1分，共25分）1、 在完全湍流區(qū)，流動摩擦阻力損失與（）成正比；在層流區(qū)，流動摩擦阻力損失與（）成正比。流速的一次方流速的平方流速的三次方流速的五次方2、 在設(shè)計沉降室時，所依據(jù)的基本關(guān)系是Vs< blut，其中ut是指（）顆粒的平均沉降.速度.要求被除去的最小顆粒的沉降速度平均粒

9、徑大小的顆粒的沉降速度3、在塔板設(shè)計中，若加大板間距則漏夜線（），液泛線（）下移不變上移不確定4、 填料因子值減小，填料塔的液泛速度uF （）增大不變不確定減小5、對于第I類物系，若溫度升高，則溶質(zhì)在溶劑中的溶解度（）、分層區(qū)的面積（）不變減小增大不確定6、離心泵的氣蝕余量越小，則其抗氣蝕能力（）越強(qiáng)越弱不確定7、精餾塔有（）種進(jìn)料熱狀況，其中（）進(jìn)料的q值最大，進(jìn)料溫度（）泡點(diǎn)溫度。&在逆流吸收塔中，用清水吸收混合氣中的溶質(zhì)組分。其液氣比L/V為2.7，平衡關(guān)系為Y=1.5X。若溶質(zhì)的回收率為90%，則操作液氣比與最小液氣比之比值（）。9、離心泵壓頭的物理意義：（）10、 選擇旋風(fēng)分

10、離器的依據(jù)是：（）、（）和（）。11、 根據(jù)熱補(bǔ)償方式的不同，列管式換熱器可分為（）換熱器、（）換熱器和（）換熱器。12、某恒壓過濾的方程為V2+V=0.01721 9, V 單位為 m3,B 單位為 s若過濾面積為18.55m2,則過濾常數(shù) K= （ ）、Ve= （ ）、9 e= （ ）、qe=（）;欲得5m3的濾液，所需的 過濾時間為（）二、【流體輸送】（共12分）采用如圖所示的輸送系統(tǒng)，將水池中的清水輸送到高位槽中。（1 ）試分析當(dāng)出口閥C的開度由C1增大到C2時，真空表和壓力表的讀數(shù)如何變化；（8分）（2）若離心泵的方程為 H = 32- 7.0X 104Q2（m2/s）試求輸水量為0

11、.01m3/s時的管路方程。（4分）三、【傳熱】（共12分）一定流量的空氣用列管式換熱器從20C加熱到80 C，空氣在管內(nèi)呈湍流流動，管外為飽和蒸汽冷凝加熱?，F(xiàn)因生產(chǎn)需要，空氣流量增加20%，并要求空氣的第一頁共二頁進(jìn)岀口溫度保持不變?，F(xiàn)擬采用提高加熱蒸汽的溫度，從而提高平均傳熱溫差的辦法來解決這一問題，試求：換熱器平均溫差應(yīng)提高的百分比。（12分）（不考慮管壁及可能的污垢熱阻）四、【精餾】（共13分）在常壓連續(xù)精餾塔內(nèi)分離某理想二元混合物。已知進(jìn)料量為100kmol/h，其組成為0.4 （易揮發(fā)組分的摩爾分率，下同）；餾出液流量為 40kmol/h，其組成為0.95;進(jìn)料為泡點(diǎn)進(jìn)料；操作回

12、流比為最小回流比的1.6倍；每層塔板的液相默弗里板效率EML為0.5;在本題范圍內(nèi)氣液平衡方程為y=0.6x+0.35 ;測得進(jìn)入該塔某層塔板的液相組成為0.35。試計算：（1） 精餾段操作線方程；（8分）（2） 離開該層塔板的液相組成。（5分）五、【吸收】（共11分）在一直徑為1.2m、填料層高度為5m的吸收塔中，用純?nèi)軇┪漳硽怏w混合物中的溶質(zhì)組分。已知入塔混合氣中惰性組分的摩爾流量為40kmol/h，氣相總體積吸收系數(shù)為 62.5kmol/（m3 h）；在操作條件下，平衡線和操作線均為直線，且平衡線與操作線的斜率之比為0.7。試計算該吸收塔的吸收率© A。（11 分）六、【干燥

13、】（共12分）在常壓下用濕空氣干燥某濕物料。已知濕空氣的流量為1000kg/h，進(jìn)預(yù)熱器時的溫度為20C，相對濕度為60%，進(jìn)干燥器的溫度為107C，離開干燥器時的濕度為 0.03kg/kg絕干氣，試求以 下兩種情況下空氣岀干燥器的溫度。（1 ）理想干燥過程；（6分）（2）不向干燥器補(bǔ)充熱量，加熱物料消耗的熱量為15000kJ/h，干燥器的熱損失為 3KW。（ 6分）已知20 C時水的飽和蒸汽壓為 2.334kPa。七、【實(shí)驗(yàn)】（共15分）1、 在進(jìn)行連續(xù)精餾操作過程中，隨著進(jìn)料中輕組分濃度減小，塔頂溫度（），塔底餾岀液中輕組分（）（2分）。2、 在離心泵性能測定實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)進(jìn)行（）曲線的測定（

14、3分）。3、 干躁過程中，隨著干球溫度的升高，干躁速率（），臨界濕含量（）（2分）。4、 設(shè)計一實(shí)驗(yàn)流程（畫岀其實(shí)驗(yàn)流程示意圖）并寫岀簡要實(shí)驗(yàn)步驟，完成如下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（8分）（1）進(jìn)行恒壓過濾常數(shù)的測定；（2）進(jìn)行濾餅的壓縮性指數(shù) s和物料常數(shù)k的測定。天津大學(xué)研究生院 2003年招收碩士生入學(xué)試題題號：考試科目：化工原理（含實(shí)驗(yàn)） 頁數(shù)：一、選擇與填空（共 30分）1、 如圖所示的流動系統(tǒng)，當(dāng)閥門C的開度增大時，流動系統(tǒng)的總摩擦阻力損失Yhf將，AB管段的摩擦阻力損失工hf, AB將。（2分）2、 三只長度相等的并聯(lián)管路，管徑的比為1:2:3，若三只管路的流動摩擦系數(shù)均相等，則三只管路的體積

15、流量之比為 。（2 分） : 3 C、1: 24:39 D、1:4:9 A、1:2:3 B、1: 1題附圖3題附圖3、如圖所示的清水輸送系統(tǒng)，兩液面均為敞口容器。現(xiàn)用該系統(tǒng)輸送密度為1200kg/m3的某溶液（溶液的其他性質(zhì)與水相同），與輸送清水相比，離心泵所提供的壓頭，軸功率。（2分）A、增大B、減小 C、不變 D、不確定4、如圖所示為某流動系統(tǒng)的豎直圓管段部分，當(dāng)清水的平均流速為50mm/s時（此時管內(nèi)為層流），管軸心處的某剛性球形固體顆粒由管軸心處由A截面到達(dá)B截面的時間為A截面到達(dá)B截面的時間為20s;當(dāng)平均流速為30mm/s時，該固體顆粒在5、板框過濾機(jī)采用橫穿洗滌法洗滌濾餅, 厚度

16、的 倍；洗液流通面積是過濾面積的。（2 分）其洗滌操作的特征是：洗液流經(jīng)濾餅的厚度大約是過濾終點(diǎn)濾餅 倍。（2分）A、1 B、0.5 C、2 D、46、一維穩(wěn)態(tài)溫度場傅立葉定律的表達(dá)式為。（2 分）計算，傳熱單元數(shù)法往往用于7、在傳熱計算中，平均溫度差法往往用于A、設(shè)計型B、核算型 C、設(shè)計型和核算型8操作中的精餾塔，若保持F、xF、q、R不變，減小 W，則L/V ，L 'A、減小B、不變 C、增大 D、不確定9、在吸收操作中，以液相組成差表示的吸收塔某一截面上的總推動力為A、X* - X B、X - X* C、Xi - X D、X - Xi第一頁共三頁計算。（2分）。（2 分）。（2

17、 分）10、 板式塔是 接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，操作時為連續(xù)相；填料塔是接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，操作時為連續(xù)相。（4分）11、 若萃取相和萃余相在脫除溶劑后的組成均與原料液的組成相同，則所用萃取劑的選擇性系數(shù)。（2 分）A、小于1 B、大于1 C、不確定 D、等于112、 多級錯流萃取的 特點(diǎn)是：、和。（3分）13、 常壓濕空氣由t1加熱到t2,則空氣的性質(zhì)參數(shù) H2 H1、12 I1、tW2 tW1。（3分）A、大于B、不確定 C、小于 D、等于二、 采用如圖所示的輸送系統(tǒng)，將水池中的清水（密度為1000kg/m3 ）輸送到密閉高位槽中。離心泵的特性方程為H = 40-7.0X 104Q2 （式中H

18、的單位為m，Q的單位為m3/s），當(dāng)壓力表的讀數(shù)為100kPa時，輸 水量為10L/s，此時管內(nèi)流動已進(jìn)入阻力平方區(qū)。 若管路及閥門開度不變， 當(dāng)壓力表讀數(shù)為80kPa時，試求:（1）管路的特性方程；（10分）（2 ）輸水體積流量；（5分）（3）離心泵的有效功率。（5分）三、過濾基本方程式為：）（'dd12esVVvrpA V+ =- g9式中 V 過濾體積， m3 ；9過濾時間，s；A過濾面積，m2; p過濾的壓差， Pa；s濾餅的壓縮性指數(shù)，無因次；卩一一濾液的粘度，Pas；r'單位壓差下濾餅的比阻，1/m2 ；v濾餅體積與相應(yīng)濾液體積之比，m3濾餅/m3濾液；Ve過濾介質(zhì)

19、的虛擬濾液體積，m3。試根據(jù)該式分析強(qiáng)化過濾操作的途徑。（8分）四、 某低粘度流體的流量為 10000kg/h，比熱容為4.18kJ«kg - °C ），生產(chǎn)上要求將該流體由15C加熱到100'C。 現(xiàn)采用的換熱器是列管式換熱器，其管束由160根管徑為© 25mm x 2mm的不銹鋼管組成。管外的加熱熱 源為110C的飽和水蒸氣，其冷凝對流傳熱系數(shù)為12kW/（m2 C ）。欲完成生產(chǎn)任務(wù)，當(dāng)換熱器為單管程時， 換熱器的長度為4.5m;若將單程改為雙管程，而管子的總數(shù)不變，試求：（1 ）換熱器的總傳熱系數(shù)；（10分）（2）所需換熱管的長度。（6分）（不考慮

20、管壁及可能的污垢熱阻，忽略換熱器的熱損失，并假設(shè)流體在管內(nèi)均呈湍流流動，兩種情況下蒸氣冷凝對流傳熱系數(shù)相同）第二頁共三頁五、 某制藥廠用板式精餾塔回收丙酮含量為75%（摩爾，下同）的廢丙酮液媒。該精餾塔共裝有28層塔板，塔頂采用全凝器，泡點(diǎn)回流；塔底采用再沸器間接加熱。因在常壓下操作，該分離物系可視為二元理想物系，其平均相對揮發(fā)度為1.8?，F(xiàn)場測得一組 數(shù)據(jù)如下：餾出液中丙酮的含量 96%釜?dú)堃怪斜暮?5%精餾段液相的負(fù)荷 40kmol/h精餾段氣相的負(fù)荷 60kmol/h提餾段液相的負(fù)荷 66kmol/h提餾段氣相的負(fù)荷 60kmol/h試根據(jù)以上數(shù)據(jù)核算：（1 ）丙酮的回收率；（5分）（2） 操作回流比與最小回流比的比值；（8分）（3） 該板式塔的總板效率。（7分）提示：吉利蘭圖中的曲線可用下式表示，即：Y = 0.5458 - 0.5914X + 0.0027/X其中 1min+-=RRRX，2min+-=NNNY六、 在直徑為1.2m的填料吸收塔中，擬裝填3m高的DN25塑料階梯環(huán)填料，該填料的比表面積為228m2/m3， 在該填料吸收塔中用純?nèi)軇┪漳郴旌蠚怏w中的溶質(zhì)組分。已知入塔混合氣體的流量