中國石油大學(xué)（華東）2000年化工原理（含答案）考研真題

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石油大學(xué)(華東)

二○○○年碩士研究生入學(xué)考試試題

科目名稱：化工原理共4頁

注意：全部答案均需寫在答題紙上，否則無效。

一、填空及選擇題（共25分）：

1.當(dāng)管路的特性曲線寫為H=A+BQ2時(shí)，______。

A.A只包括單位重量流體增加的位能。

B.A只包括單位重量流體增加的位能與

靜壓能之和。

C.BQ2代表管路系統(tǒng)的阻力損失。

D.BQ2代表單位重量流體增加的動(dòng)能。

2.如圖所示，兩個(gè)相互連通的密閉容器中裝

有處于靜止?fàn)顟B(tài)、密度為ρ的液體，對于

圖中A、B兩點(diǎn)，PA____PB,

PP

A____B。

ZAZB

ρgρg

A.>B..<C.＝第2題圖

3.從地槽向常壓吸收塔送液，采用一臺(tái)離心泵時(shí)恰好在其高效區(qū)工作。若管路不變，再

并聯(lián)一臺(tái)相同型號(hào)的泵，則______。

A.兩臺(tái)泵均在高效區(qū)工作。

B.兩臺(tái)泵均不在高效區(qū)工作。

C.僅原泵在高效區(qū)工作。

D.僅新裝的泵在高效區(qū)工作。

4.在重力場中，微小顆粒的沉降速度與______無關(guān)。

A.粒子的幾何形狀B.粒子的幾何尺寸

C.流體與粒子的密度D.流體的流速

5.用轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)處理某懸浮液，若保持其他條件不變，提高轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速，則濾餅厚度

_____，生產(chǎn)能力______。（增大、不變或減?。?/p>

6.為減少室外設(shè)備的熱損失，擬在保溫層外再包一層金屬皮，則選擇金屬皮時(shí)，應(yīng)優(yōu)先

考慮的因素是選用______的材料。

A.顏色較深B.表面粗糙C.顏色較淺D.表面光滑

7.試指出下列傳質(zhì)過程中的擴(kuò)散類型：

①恒摩爾流假定成立的蒸餾過程：。

②惰性組分不溶于液相的吸收過程：。

③稀釋劑與萃取劑互不相溶的萃取過程：。

8.實(shí)驗(yàn)室用水吸收NH3的過程基本上屬于（A.氣膜控制；B.液膜控制；C.雙膜控制）

過程；其中氣相中的濃度梯度液相中的濃度梯度（均已換算為相應(yīng)的液相組成；

A.>；B.<；C.＝）；氣膜阻力液膜阻力（A.>；B.<；C.＝）。

9.離開精餾塔提餾段某理論板氣相露點(diǎn)溫度為t1，液相泡點(diǎn)溫度為t2，氣相在該板上的

濃度改變量為Δy，液相在該板上的濃度改變量為Δx，則t1t2，Δx___Δy。

A.≥B.＝C.≤

7

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10.A-B-S物系的溶解度曲線如圖所示。P、Q代表互

A

呈平衡的兩相，則該兩相中A、B的質(zhì)量比、

BP

A

間關(guān)系為______。

BQ

AAAA

A.>B.=

BPBQBPBQ

AA

C.<

BPBQ

第10題圖

11.利用LoBo-Evans方法進(jìn)行輻射室傳熱計(jì)算時(shí)，冷平面面積是指；當(dāng)量冷平

面面積是指。

二、簡答題(15分)

試用最簡潔的語言描述《化工原理》課程所涉及到的各種單元操作的核心內(nèi)容。

要求：至少需描述5種單元操作，每種單元操作的敘述限于1～2句話。

三、計(jì)算題（共60分）

６．（10分）某化工廠吸收塔的操作壓力P=60kPa

（絕）,由水泵或高位槽向塔頂輸入作為吸收劑

的20℃的清水，流程如圖所示（高位槽水位恒

定）。已知：∑lAB=100m，∑lAC=200m(均包括局

部阻力當(dāng)量長度),管線內(nèi)徑均為0.1m，摩擦系

數(shù)均為0.03,當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?00kPa，AD間距

H=10m。試求：

①未啟動(dòng)泵時(shí)，高位槽向吸收塔的供水量Q1，

m3/h；

②啟動(dòng)泵后，AC管路中水量Q2為多大時(shí)，高

位槽將停止供水？

第1題圖

７．（10分）1.75米長的套管換熱器，內(nèi)管為Φ

25×2.5mm的鋼管，外管為Φ60×3.5mm的鋼管。管間為蒸汽冷凝，內(nèi)管中空氣流量

為12.751kg/h,進(jìn)、出口溫度分別為20℃和60℃。試求：

①空氣側(cè)對流傳熱系數(shù)，W/m2K；

②已測出蒸汽側(cè)的對流傳熱系數(shù)為104W/m2K,傳熱的平均溫差多大？

注：①計(jì)算過程中不計(jì)熱損失，忽略管壁及污垢熱阻；

3

②空氣的物性參數(shù)可視為常數(shù)：ρ＝1.128kg/m,Cp=1.005kJ/kg?K，λ＝

0.0276W/m?K,μ＝0.0196cP。

８．（15分）在一吸收塔內(nèi)用純水吸收某氣體混合物，混合物的初始濃度為0.06（摩爾

分率，下同），在操作條件下，相平衡關(guān)系為ye=1.2x，液氣比為1.2,兩相逆流操作，

0.7

氣體出口濃度為0.01,吸收過程為氣膜阻力控制，Kya∝V（其中V為入塔氣體流率，

kmol/(m2s)）?，F(xiàn)另有一完全相同的吸收塔，在兩流體入口濃度、流量及操作條件皆

不變的前提下，兩塔可以串連或并聯(lián)組合操作，如圖所示。請問：

①單塔操作時(shí)，傳質(zhì)單元數(shù)為多少？

8

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②兩塔串聯(lián)組合逆流操作時(shí)（圖a），氣體殘余濃度為多少？

③兩塔并聯(lián)組合逆流操作、氣液兩相皆均勻分配時(shí)（圖b），氣體殘余濃度為多少？

第3題圖

９．（15分）在連續(xù)操作的精餾塔中分離苯—甲苯溶液。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔頂

為全凝器，泡點(diǎn)回流。飽和蒸汽進(jìn)料，其中含苯0.35（摩爾分率，下同），流量為

100kmol/h。塔頂餾出液量為40kmol/h.系統(tǒng)的相對揮發(fā)度為2.5,且知精餾段操作線

方程為y=0.8x+0.16。試求：

①提餾段操作線方程；

②若塔頂?shù)谝粔K板下降的液體中含苯0.70,求該板以氣相組成表示的板效率EMV；

③若塔釜停止供應(yīng)蒸汽，保持回流比不變，當(dāng)塔板數(shù)無限多時(shí)，塔底殘液的濃度為

多少？

１０．（10分）某混合液含溶質(zhì)A30%，稀釋劑B70%（均為質(zhì)量分率），擬采用多級(jí)逆

流萃取加以分離，已知萃取劑S與稀釋劑B完全不相溶，溶質(zhì)A在B與S之間的分配

曲線如圖所示，所用萃取劑為純?nèi)軇?，要求溶質(zhì)萃余率不超過10%，試求：

①最小萃取劑比

(S/F)min；

②若所采用萃取劑比（S/F）

為（S/F）min的1.2倍，則所

需理論級(jí)數(shù)為多少？

第5題圖

9

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石油大學(xué)(華東)

二○○○年碩士研究生入學(xué)考試《化工原理》試題答案

一、填空及選擇題（共25分）：

１６．Ｂ

１７．Ａ、Ｃ

１８．B

１９．D

２０．減小、增大

２１．D

２２．等分子反向擴(kuò)散；單向擴(kuò)散；單向擴(kuò)散

２３．A、A、A

２４．B、C

２５．C

２６．管排占據(jù)的全部面積；煙氣對管排的有效輻射面積

二、簡答題（共15分）：

本題為主觀創(chuàng)新型題目，無標(biāo)準(zhǔn)答案。

三、計(jì)算題（共６０分）

１．（10分）

解：①（5分）以O(shè)-O’為基準(zhǔn)，1～2面間列柏努

利方程：

P1=100kPa,P2=60kPa

Z1=10m,Z2=0

u1=0,u2未知

100000u260000

01020H

10009.812g10009.81f

其中：

300u2u2

H0.032902

f0.12g2g

u2

所以：91214.08

2g

u2=1.742m/s

Q1d2u0.7850.121.7420.01367m3/s

42

49.2m3/h

②（5分）高位槽停止供水時(shí)：

100000

PPP1020.19mHO

31AD10009.812

60000

P26.12mHO

10009.812

3～2面間列柏努利方程：

10

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u2u2200u2

020.1906.120.03

2g2g0.12g

u=2.145m/s

33

Q20.01684m/s60.6m/h

２．（１０分）

解：①（6分）此為低粘度流體在圓直管內(nèi)強(qiáng)制對流的情況。

12.751

G11.279kg/m2s

36000.7850.022

0.0211.279

RedG/1.15104

0.0196103

PrCp/10050.0196103/0.02760.714

L/di87.5

故：

0.023Re0.8Pr0.4

id

i

0.02760.8

0.0231.151040.7140.449.16w/m2K

0.02

12.751

②（4分）QmCp(tt)1005(6020)142.W

22213600

AodoL3.140.0251.750.1374m2

11

Ko39.17W/m2K

1do11251

4

idio49.162010

Q142.4

t26.5℃

mKoAo39.170.1374

３．（１５分）

①（4分）因L/V=m，故：

ymy1y2

y1y2y1y20.060.01

NOG5

ymy2mx20.01

②（5分）兩塔串聯(lián)組合時(shí)，每一個(gè)塔的NOG不變，總傳質(zhì)單元數(shù)加倍：

yy'yy'0.06y'

'12122

NOG''10

ymy2y2

'

y20.00545

11

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V0.3

③（6分）HOGV

Kya

兩塔并聯(lián)組合時(shí)，每一個(gè)塔的單元高度為：

0.3

'1

HOGHOG

2

每一個(gè)塔的傳質(zhì)單元數(shù)為：

NH5

'OGOG

NOG'0.36.156

HOG0.5

0.06y''

有2

''6.156

y2

''

y20.00838

４．（15分）

④(5分)D=40kmol/h,W=60kmol/h

Rx

0.8以及D0.16

R1R1

有R=4xD=0.8

L=RD=160kmol/hV=(R+1)D=200kmol/h

L’=L=160kmol/hV’=V-eF=200-100=100kmol/h

1000.35400.8

x0.05

W60

16060

yx0.051.6x0.03

m1100m100m

⑤（5分）x1=0.7y2=0.8x1+0.16=0.72

2.50.7

y0.854

111.50.7

y1=xD=0.8

yy0.80.72

12

EMV0.599

y1y20.8540.72

③（５分）塔板數(shù)無窮多、R=4不變時(shí)，xD