浙江大学
二 00七年攻读硕士学位研究生入学考试试题 考试科目 化工原理 编号 460
注意:答案必须写在答题纸上,写在试卷或草稿纸均无效。 一、填空与选择题(每踢 3
分,共 48分
1、(3分如图(a 所示,一高位水槽由一根下水管再经支管 2、 3引水下流,已知管长 远远超过水槽高度。支管 2、 3排水口在同一高度。今将支管 2锯去一截,改造成图(b 式 样,则支管 2的水流量如何变化? ,支管 3的水流量如何变化? 。理
2、 (3分某转子流量计,出长时用空气标定流量,标定温度为 20°C ,下限为 60m 3/h.使用 时空气的温度为 40°C ,则在使用条件下,实际空气流量值比刻度值 ,实际下
限 为 m 3/h,标定与使用时空气均为常压。当流量为 10m 3/h时,测得该流量计进出口两端 的压差为 20mmH 2O ,当流量增加到 15m 3/h,则转子流量计进出口压差为
3、(3分在测定离心泵性能曲线的装置中,一般应将真空表安装在泵的 调节阀安装在泵的 , 而且两者中, 必须安装在 之后, (前后关系是对液 体流向而言 。在出口管路上还应安装测量 的仪表(或相应的装置 。
4、(3分往复泵常用的调节方法是 。 (A 改变吸入管路中阀门开度 (B 安装回流支路,改变循环量的大小 (C 改变压出管路中阀门的开度 (D 改变电源的电压
5、(3分 要除去气体中含有的 5um~50um的粒子, 除尘效率在 60%左右, 最宜选用 。
(A 除尘气道(B 旋风分离器(C 离心机(D 电除尘器 6、 (3分对间歇式过滤机,在一个过滤周期中 。 (A 过滤时间越长生产能力越大 (B 过滤时间越短生产能力越大 (C 辅助时间越长生产能力越大
(D 为了达到最大生产能力,辅助时间越长,则相应地过滤时间也越长 7、(3分在蒸汽冷凝传热中,不凝性气体的存在会使对流传热系数明显降低,这是因 为 。
8、(3分列管式换热器中,壳程设有折流挡板,当两流体均无相变时,挡板能起强化传 热的作用,下述不是其原因的是 。
(A 流速增大,使壳程对流传热系数增大;
(B 与不加挡板相比,流体大部分横穿流过管束,流道短,边界层薄; (C 加挡板后,使得冷热流体传热面积增大,因此强化了传热;
(D 流体在折流挡板间穿行时,由于流向及流速的变化,增加了扰动,强化了传热。 9、(3分下述措施中不能提高蒸发器的生产强度的是
(A 适当提高冷凝器的真空度 (B 定期清除蒸发器加热表面上的污垢 (C 适当提高加热蒸汽压力 (D 增加换热面积
10、 (3分为了蒸发浓缩某种粘度随浓度和温度变化较大的溶液,应采用 (A 并流加料流程 (B 逆流加料流程 (C 平流加料流程 (D 以上三者均可
11、(3分精馏塔设计时,必须确定合适的回流比 R ,记 R=kRmin,其中 Rmin 为最小回 流比, k 为某一常数。目前通常 k=1.1--2。但随着石油资源等的不断消耗,能源价格渐趋上 升,问合适的 k 值将如何变化(保持 k>1 ?
(A渐趋上升(比如从 1.1-2变成 1.2-2.2
(B渐趋下降(比如从 1.1-2变成 1.05-1.9 (C保持不变 (D变化趋势不一定
12、(3分工业上较常用的个体填料(乱堆填料有 ,较常用的规模 填料有 (例举一个 。
13、(3分气体在多孔固体介质(如膜中扩散机理包括 、
14、(3分萃取的操作温度对萃取过程影响较大,主要表现在以下几个方面: 、 等。
15、(3分 与 多 级 逆 流 萃 取 相 比 , 多 级 错 流 萃 取 的 主 要 优 点 是 主 要 缺 点 是 。
16、(3分干燥过程中采用废气循环的主要优点为 、 。 二、计算以及分析题目
1、(25分如图所示的送水系统中,两支管路上各装一个阀门 k 1和 k 2, 各管路的内径均为
20mm ,阀门 k 1全开而 k 2全关时,送水系统出口流量为 0.2m 3/hr.阀门 k 2全开 K 1全关时,送 水系统出口 M 处流量为 0.225m 3/hr。 阀门 k 2和 K 1全开时的阻力系数均为 1.5. 分支点 N 至 M 处这一段的所有阻力系数之和为 500(包括直管段在内 。两水槽均与大气相通,且直径很 大,输水过程中可近视认为液位恒定。试求:
(1阀门 k 1和 k 2均半开时,送水系统出口 M 处流量为多少 m 3/hr?已知半开时的阻力系数 均为 50.
(2现将一管道增压泵装在 O 处以便将槽 A 的水送至槽 B(图中增压泵未标出 ,该泵的特 性曲线方程为 H=35-16.7V2,式中 V 为流量,单位为 m 3/hr; H 为压头,单位为 m 。用该泵 将 110升水从槽 A 送至槽 B ,最快约需多少分钟?此时阀 K 3全关。
2、 (20分
在一传热面积为 4m 2,(以管外表面为基准 由 25*2.5mm的管子组成的单管程单壳程列管式 换热器中,用初温为 10°C 的水将机油由 120°C 冷却到 60°C ,水走管内,油走管间。已知水 和油的质量流量分别为 1000kg/h和 1200kg/h,其比热容分别为 4.18kJ/(kg.K和 2.0KJ/(Kg.K ; 水侧和油侧的对流传热系数分别为 1000W/(m2.k 和 250W/(m2.K ,两流体可视为逆流流动, 忽略管壁和污垢热阻。
(1计算说明该换热器是否说明合用?
(2夏天当水的初温达到 30°C 时,该换热器是否合用(设油的流量及冷却程度不变? 若不合用,如何解决?
3、定性分析题目:某聚酯厂产生一股废水,每天约 300吨,废水中含有乙醛约 0.1%,现拟 用气提或者汽提工艺除去废水中的乙醛 (乙醛去除率为 99% , 气提时, 废水从气提塔中 (填 料塔顶部进入塔内,空气从塔底进入塔内,逆流传质,将废水中的乙醛转移到空气中:汽 提过程基本与气提过程相同, 只是将空气换成水蒸汽。 经过气提塔后的空气或者水蒸气需进 行适当的后处理,然后去焚烧炉内焚烧(乙醛转换成二氧化碳 ,焚烧产生的热量去回收利 用(比如可以预热进塔的废水 。
(1请你综合考虑技术、经济等各种因素,在气提或汽提两种工艺中选定一种工艺
(2对于你选定的工艺 (气提或者汽提 , 若提高进塔的废水温度 (空气量或水蒸气量不变 , 例如从 30°C 变成 70°C ,则所需填料高度将如何变化?
已知乙醛的常压沸点为 20.2°C 。进焚烧塔的空气(或水蒸气中乙醛的浓度不能过低, 否则乙醛焚烧不完全,又变成含乙醛废气,危害环境。
答题时必须详细说明理由
4、(22分如图所示,用一连续精馏塔分离某双组分混合液(塔顶设全凝器 ,该塔有 3块理论塔板(包括塔釜 ,加料板为第二块。处理量 F 为 10kmol/h,进料为饱和液体,回流比 R 选用 2。体系的相对挥发度为 4.2。现测得塔顶产量 D 为 3.86kmol/h;塔顶馏出物组成 x D =0.95(易挥发组分的摩尔分率,下同 。
(1试求精馏段、提馏段的操作线方程(注:提馏段的操作线方程中可保留未知数 x W ;
(2塔底产物组成 x W 、进料组成 x F 分别为多少?
(3现由于原料来源变化, x F 增加,若保持 F 、 q (进料热状况参数 、 R 和塔顶产品流率 D 不变,则塔顶 x D 、塔底 x W 将如何变化?并说明理由。
5、 (15分
用常压气流干燥器干燥某树脂,要求将树脂从含水率 5%(干基降至 0.25%(干基 ,产量 G 2=1500kg/h。 空气入口温度 t 0=20°C 、 湿度 H 0=0.012kg/kg干气, 经预热器升温至 t 1=120°C , 干燥器空气出口温度 t 2=78°C 。假定空气出干燥器时的焓(I 2为空气进干燥器时焓(I 1的 95%,即 I 2=0.95I1。求
(1空气出干燥器的湿度;
(2实际湿空气的用量(以 kg/h计 。
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