2005年研究生入學(xué)考試答案B

2005年碩士研究生入學(xué)考試試題B21.某設(shè)備上，真空表的讀數(shù)為80mmHg，其絕壓＝0.87kgf/cm＝85305Pa，該地區(qū)大氣壓強為720mmHg。2.某流體在圓形光滑管內(nèi)作湍流流動，若管長和管徑不變，流量增加為原來的2倍，則摩擦阻力增加為原來的3.36倍，若管長和流量不變，管徑減小為原來的2倍，則摩擦阻力增加為原來的26.9倍。3.在固體流態(tài)化操作中，增大流體的流速，則單位高度流化床層的壓降降低，膨脹比增大，床層高度增大。(摩爾比濃度)，平衡，問：液氣比為1時，吸收率為66.7%。8.轉(zhuǎn)筒真空過濾機，轉(zhuǎn)速越大則生產(chǎn)能力越大，形成的濾餅厚度越薄。答：同填料塔相比，板式塔當(dāng)塔徑較大時造價較低，易于取熱和側(cè)線抽出等；當(dāng)塔徑較小時，填料塔造價較低，分離效率高，壓降較小，適用于小流量、腐蝕性、易發(fā)泡的物系。總7頁第2頁答：萃取劑一定，采用三級錯流萃取時的萃取效果要比單級萃取的效果好。因為三級錯流萃取要經(jīng)過三次相平衡，而單級萃取只經(jīng)歷一次相平衡，三級錯流萃取的平均傳質(zhì)推動力比單級萃取的推動力大。5.造成離心泵汽蝕的原因有哪些？應(yīng)采取何種解決方法？1.（20分）如圖一冷凍鹽水的循環(huán)系統(tǒng)。鹽水的循環(huán)量為45m/h，流體流經(jīng)管路的壓頭損失，自A至3B的一段為9m，自B至A的一段為12m。鹽水的密度為1100kg/m，求：（1）泵的功率為若干kw?3設(shè)其效率為0.652A處的壓力表讀數(shù)為1.5kgf/mB處的壓力表讀數(shù)應(yīng)為多少Pa2解：（1）整個管路的壓頭損失為：H12921mfN（2）從A至B截面列柏努利方程，PPABBf)Pa（表）2.（15分）h4BAfB擬用一板框壓濾機在恒壓下過濾某一懸浮液，要求經(jīng)過3個小時能獲得4m濾液，若已知過濾常數(shù)3K=1.48×10m/h，濾布阻力可以忽略不計，試求：（1）若濾框尺寸為1000mm×1000mm×30mm，則需2要濾框幾塊？（2）過濾終了用水進行橫穿洗滌，洗滌水粘度與濾液相同，洗滌壓力與過濾壓力相同，若洗滌水量為0.4m3，試求洗滌時間。（3）若輔助時間為1小時，試求該壓濾機的生產(chǎn)能力?？?頁第3頁24223W4V43WR3.（20分）有一套管換熱器，用熱水加熱空氣，內(nèi)管為φ34×2mm的鋼管，空氣走管內(nèi)，其流量為m20℃被加熱到50m100℃冷卻到70℃，12逆流操作，假設(shè)流體在管內(nèi)和環(huán)隙中的流動均為湍流流動，試問：（1）下列方程中的三個溫度是否相等？各為多少？Q=mc△t=mc△t=KA△t1p112m（2）如改為并流操作，欲達到同樣的出口溫度，其平均溫度差為多少？，管長需要作怎樣的變化？（3）當(dāng)空氣流量增加一倍時，要達到同樣的空氣出口溫度，提出以下兩種方案：①管長加長一倍；②管子直徑減小一倍。你認為哪種方案可行？哪種方案較好？(4)試通過計算結(jié)果定性分析說明何種方案更合理？1211t(tt（505050℃，此溫差為換熱器兩端傳熱溫差的對數(shù)或算術(shù)22m入出20)(7050)43.2℃mln50A1.15，即管子長度應(yīng)增加15%。A43.2m并（3）設(shè)管壁熱阻及污垢熱阻均不計，因為~WmK2212所以，（空氣側(cè)）K2Re,K0.80.80.8iii總7頁第4頁t21mlK21m2.6ii1AAdl22KAtmm即傳熱速率提高了203%，能完成任務(wù)，但由于阻力增加，能耗也隨之增加。4．（25分）用板式精餾塔分離苯-甲苯二元混合物，進料流量為15000kg/h，其中苯的含量為40.0%（質(zhì)量百分數(shù)，下同）。要求塔頂餾出液中苯的回收率達到97.1%，塔釜液體中苯的含量不超過2.0%的相對揮發(fā)度可取為2.47，苯的相對分子質(zhì)量為78，甲苯的相對分子質(zhì)量為92。（1）試求塔頂餾出液和塔底釜液的摩爾流量及摩爾組成各為多少？（2）試計算最小回流比？（3）如回流比為最小回流比的1.2倍，試求精餾段操作線方程，并指出斜率和截距各為多少？（4）如果塔內(nèi)各層塔板認為是理論板，計算由塔頂數(shù)起第二塊塔板流下的液體組成為多少？40/782/7840/7860/922/7898/92150000.4150000.6F7892FDWDF總7頁第5頁代入數(shù)據(jù)：174.750.44Dx0.0235WDD解得：W.89/h,D.86/h,F0.66最小回流比為：Rq1.25qF(3)適宜回流比為：R=1.2R=1.2×1.25=1.5精餾段操作線方程：RxyDn1R1R1n(4)塔頂采用全凝器時：y1D,11111110.8531由精餾段操作線方程計算y：y22,再由相平衡方程計算x：y2.471x122.471x112210.7592總7頁第6頁：5．（20分）擬在填料吸收塔中用純水吸收空氣-氨混合氣體中的氨，混合氣體中的氨濃度為y=0.05(摩爾分數(shù)，下同)。要求氨的吸收率不低于95%，塔底得到的氨水的濃度不低b于0.05。已知在操作條件下的氣液相平衡關(guān)系為Ye=0.95X(YX為摩爾比濃度)，試計算：(1)如用純水吸收采用逆流操作，混合氣體的摩爾流率為0.02kmol/(m·s)，總體積2傳質(zhì)系數(shù)Ka=0.02kmol/(m·s)，所需要的塔高為多少m？3Y(2)如果采用部分吸收液再循環(huán)吸收的流程操作（如附圖所示），新鮮吸收劑（純水）與循環(huán)吸收液的摩爾流量之比L/L=20Ka也近似為常RY(3)示意畫出兩種操作情況時的操作線圖。(4)試通過計算結(jié)果定性分析說明何種方案更合理？解：(1)將摩爾組成換算為摩爾比組成：bab混合氣體中惰性氣體摩爾流率：V0.0210.052吸收劑的摩爾流率：0.018(kmol/(ms))L2babaVH0.95mOGYYY0.00263,YY0.0