武汉化工学院

2005年攻读硕士学位研究生考试 《化工原理》试卷(A卷)

适合专业：化工、制剂、制药、生工、高分子材料 考题编号： 注意事项：

1． 答题时可以不抄题，但必须写清题号；

2． 答题必须使用蓝、黑墨水或圆珠笔，用红笔或铅笔均不给分； 3． 答案必须写在答题纸上;

4． 满分150分，考试时间3小时。

一、判断题(2×15=30分，正确的在括号内打“√”,错误的打“×”)

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

气体的粘度随温度的升高而增大。 ( ) 流体在管道中流动过程中压力降就是压力差 。 ( ) 当离心泵的出口管调节阀开的越大，泵的出口压力表指示越大。 ( ) 用水吸收空气中的氨的传质过程为气膜控制。 ( ) 在精馏操作中，若其他条件不变，回流比越大能耗就越高。 ( ) 换热器的管程越多，单位时间的换热量就越大。 ( ) 在降速干燥阶段，干燥速度由空气的状态决定。 ( ) 用U型压差计测量压强差时，压强差的大小与读数R 、密度差(ρ指-ρ)有关，与U形管粗细无关。 ( ) 9. 用皮托管来测量气体流速时，测出来的流速是气体的平均流速。 ( ) 10. IS100-80-125中125为离心泵的叶轮直径。 ( ) 11. 有一高温含尘气流，尘粒的平均直径在2～3μm，现要达到较好的除尘效果，可采用旋

风分离器的除尘设备。 ( )

12. 当流体静止时，颗粒沉降速度为颗粒匀速降落时颗粒的下落速度。 ( ) 13. 板式塔内气液逐级接触，填料塔内气液连续接触。 ( ) 14. 当回流比从全回流逐渐减小时，精馏段操作线向平衡线靠近。为达到给定的分离要求，

所需的理论板数逐渐减少。 ( ) 15. 湿度越大，则该空气的未饱和程度越大。 ( )

二、单项选择题(2×10=20分)

1． 以下方程中哪一个是连续性方程？ _____。

A.z+p/ρg=常数 B.uAρ=常数

pu2C.z???常数

?g2g D.p=p0+ρgh

2． 参考图1，流体从大管流向小管，以下表述正确的是_________。

A.动能上升，静压能下降，位能不变 B.动能下降，静压能上升，位能不变 C.动能上升，静压能上升，位能不变 D.动能不变，静压能不变，位能不变

图1

2

3． 流体在圆管内强制湍流传热，给热系数α=1000W/m.℃,若其他条件不变，而流速加倍，

则??将等于 _____。

22

A. 1000 W/m.℃ B. 1740 W/m.℃

2

C. 574 W/m.℃ D. 不确定

4． 有一精馏塔，已知xD=0.9,α=2，塔顶为全冷凝器，则从第一块理论板下降的液体组成

x1为________。

A.0.75 B. 0.818 C. 0.92 D. 不确定 5． 在填料塔内进行吸收操作时，气液两相的主要传质表面积为_____。

A. 填料的体积 B. 填料的比表面积 C. 被湿润的填料总表面积 D. 上述都不对 6． 以下关于间歇精馏的描述不正确的是______。 ．．．A. 间歇精馏往往采用填料塔

B. 间歇精馏为一非定态过程

C. 间歇精馏时全塔均为提馏段，没有精馏段

D. 间歇精馏时，为保持馏出液组成恒定，其回流比应不断增大 7． 下面那一种泵不属于正位移泵______。 ．．．

A. 旋涡泵 B. 往复泵 C. 齿轮泵 D. 螺杆泵 8． 以下说法正确的是________。

A.最小回流比与物系的相平衡性质有关，而与混合物的分离要求无关 B.最小回流比与混合物的分离要求有关，而与物系的相平衡性质无关 C.最小回流比既与物系的相平衡性质有关，也与混合物的分离要求有关 D.上述观点都不正确

9． 离心泵停车时要________。

A.先关出口阀后断电 B.先断电后关出口阀 C.先断电先关出口阀均可

D.单级式的先断电,多级式的先关出口阀

10． 若气体中所含微粒的最小直径为4μm，并含有少量水分，现要将此气体进行净制，并

希望分离效率达到99%，则应选用________。

A.袋滤器 B.降尘室 C. 旋风分离器

三、案例分析题(10分)

某工厂将一台正常输送自来水的离心水泵用于输送循环水后，水泵工作不正常，特别是叶轮振动剧烈，以致于一月换一次叶轮，厂家很苦恼，请分析原因，并提出如何解决此问题的方案？

四、计算题(90分)

1．(15分)图2为射流泵装置简图，它是利用喷嘴处的高速水流产生真空，将容器中的流体吸入泵内，与射流一起送入下游。若要在喷嘴处产生2.5m(水柱)的真空度，喷嘴的内径为50 mm,下游管道内径为70 mm，其余尺寸如图2所示，问上游液面z0应为多高？(忽略阻力损失)

0 0

z0

1.5m

2.5m

图2

2．(15分)在一逆流单管程、单壳程换热器中，用初温290 K的水将1.25 kg.s-1的苯(比定压热容1.9 k J.kg-1.K-1)，由350 K冷却到300 K。换热器由外径25mm, 内径22mm的列管构成。水走管内。若水侧和苯侧的对流传热系数分别为0.85 kW.m-2.K-1和1.7 kW.m-2.K-1，管壁的导热系数为45 W.m-1.K-1, 且污垢热阻可忽略。问在水温不超过320K的最少用水量下，所需管子总长为多少？

3．(20分)某精馏塔分离A、B混合液，料液含A和B各50％的饱和蒸汽，处理量为100 kmol/h，塔顶、塔底产品各50 kmol/h，精馏段操作线方程为y=0.833x+0.15，间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器。试求：

(1)塔顶、底产品的组成；

(2)全凝器每小时冷凝的蒸汽量； (3)再沸器每小时产生的蒸汽量； (4)提馏段操作线方程；

(5)若物系的相对挥发度为3，塔顶第一块塔板的板效率为EmL＝0.6，则离开塔顶第二块实际板的气相组成为多少？

4 (20分) 用填料吸收塔处理两股溶质不同的混合气体，两股气体的摩尔流率皆为0.02 kmol/(m2.s)。初始含量分别为0.05和0.03 (皆为摩尔分数，下同)，用纯溶剂吸收，溶质的回收率为80%。已知操作条件下的相平衡关系为ye=0.8x。试求：

(1)两股气体先混合后由塔底进入(见图3)，吸收剂用量为最小吸收剂用量的1.25倍，吸收过程的总体积传质系数Kya=0.025 kmol/(m3.s)，求填料层高度。

(2)若不改变回收率和吸收剂用量，将含溶质较少的气体单独由最佳位置进料(见图4)，求最佳位置在何处？填料层高度为多少 m？(吸收过程的总体积传质系数可视为不变)。

G1yG1G2 yG2Lx1G1 yG1Lx1G2yG2G y2Lx2G y2Lx2

图3

图4

2

5. (20分)某小型板框过滤机仅有一个框，过滤面积为0.1m。今在0.1MPa(表压)下用某悬浮液进行过滤实验，得到下列数据(见下表)。

累积时间(s) 累积体积(m)

3

60 0.003

600

0.01

33

经测定，滤饼体积与滤液体积之比υ为0.12 m/m。试求： (1)过滤常数并写出过滤方程；

(2)若用一台BAY30－635/25mm型过滤机，滤框尺寸为635mm×635mm×25mm,共38个框，

2

总过滤面积为30m,过滤操作条件同(1)，求滤框充满滤饼时的过滤时间及生产能力。设过滤机拆卸重装需12分钟。

(3)若用相当于滤液总量的10%的水进行洗涤，计算洗涤时间及生产能力的变化。 (4)若滤饼的压缩性指数s＝0.15，滤布阻力不变，试写出过滤压差增加一倍时的恒压过滤方程。