天津大学2024年化工原理考研试题

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天津大学 2001 年化工原理考研试题天津大学研究生院二 0 0 一年招收硕士生入学试题题号：考试科目：化工原理(含化工原理实验页数：

一、选择与填空(20% 1、用离心泵将某贮槽 a 内的液体输送到一常压设备 b,若设备 b 变为高压设备，则泵的输液量，轴功率。 2、球形颗粒的自由沉降过程包括加速运动和等速运动两个阶段，沉降速度是指阶段中的颗粒相对于流体的运动速度。 3、通过三层平壁的定态热传导过程，各层界面接触均匀，第一层两侧面温度分别为 120℃和 80℃,第三层外表面温度为 40℃,则第一层热阻 r1 与第。

二、三层热阻 r2、r3 的大小关系为。 a、r1>(r2+ r3 b、r1<(r2+ r3 c、r1=(r2+ r3 d、无法确定 4、某二元物系，相对挥发度α=2.5, n、对 n-1 两层理论板，在全回流条件下，已知 xn=0.

35, yn-1= 。则 5、在吸收操作中，若 c*-c ≈ ci-c,则该过程为。 a、液膜控制 b、气膜控制 c、双膜控制 d、不能确定 6、分配系数 ka 增加，则选择性系数β。

a、减小 b、不变 c、增加 d、不确定 7、在填料塔的 ?p/z—u 曲线图上，有和两个折点，该两个折点将曲线分为三个区，它们分别是、、。8、采用一定状态的空气干燥某湿物料，不能通过干燥除去。

a、结合水分 b、非结合水分 c、自由水分 d、平衡水分。

二、如图所示(附件，用离心泵将储槽 a 中的液体输送到高位槽 b(两个槽位敞开，两槽液面保持恒定，两液面的高度差为 12m,管路内径为 38mm,管路总长度为 50m (包括管件、阀门、流量计的当量长度。管路上安装一孔板流量计，孔板的孔径为 20mm,流量系数c0 为0.63,u 管压差计读数r 为540mm,指示液为汞(汞的密度为13600kg/m3。

操作条件下液体密度为 1260kg/m3,粘度为 1×10-3pa?s。若泵的效率为 60%,试求泵的轴功率，kw。

摩擦系数可按下式计算：滞流时，λ 64/re 湍流时，λ 0.3164/re0.

25 (13%三、在一定条件下恒压过滤某悬浮液，实际测得 k=5×10-5m2/s, ve=0.5m3。先采用滤框尺寸为 635mm×635mm×25mm 的板框压滤机在同一条件下过过滤某悬浮液，欲在 30min 过滤时间内获得 5m3 滤液，试求所需滤框的个数 n。

(6%第一页，共二页。

四、有一列管换热器，装有φ25mm×2.5mm 钢管 300 根，管长为 2m。将管程的空气由 20℃加热到 85℃,空气流量为 8000kg/h。

用 108℃的饱和蒸汽在壳程作为介质，水蒸气的冷凝传热膜系数为 1×104w/(m2?k。管壁及两侧污垢热阻可忽略，热损失可忽略。

已知管内空气的普兰特准数 pr 为 0.7,雷诺准数 re 为 2.383×104,空气导热系数为 2.

85×10-2w/(m?k,比热容为 1kj/(kg?k。

试求：(1空气在管内的对流传热系数；(2换热器的总传热系数(以管外表面积为基础；(3通过计算说明该换热器能够满足要求。(12%五、在一连续精馏塔中分离某理想二元混合物。

已知原料液流量为 100kmol/h,其组成为 0.5(易挥发组分的摩尔分率，下同；塔顶馏出液流量为 50kmol/h,其组成为 0.96;泡点进料；塔顶采用全凝器，泡点回流，操作回流比为最小回流比的 1.

5 倍；操作条件下平均相对挥发度为 2.1,每层塔板的气相默弗里板效率为 0.5。

(1计算釜残液组成；(2求精馏段操作线方程；(3若经过精馏段第 n 块实际板液相组成降低了 0.01,求经过该板气相组成的最大变化量。(13%

六、在填料层高度为 8.5m 的吸收塔中，用纯溶剂吸收某气体混合物中的溶质组分。已知进塔混合气体中溶质的含量为 0.

05 (摩尔比单位塔截面上惰性气体流量为50kmol/(m2?h;气相总吸收系数为 0.34 ; kmol/(m2?

h;溶质的吸收率为 98%;在操作条件下，该系统的平衡关系为 y=2.2x(x、y 均为摩尔比；溶剂用量为最小用量的 1.5 倍。

试计算：(1出塔液相组成；(2所有填料的比表面积。(11%七、湿度为 0.

01kg/kg 绝干空气的常压新鲜空气经预热器加热后，在常压下用于干燥某种湿物料。空气进、出预热器的温度分别为℃,含水量分别为%(均为湿基。干燥后产品的流量为60kg/h,湿物料的平均比热容为 2.

134kj/(kg?℃,忽略干燥系统的热损失。试求：

(1新鲜空气的流量 v(m3/h;(2干燥系统所需要的总加热速率 q。(10%八、实验部分(15%/ 1、在进行间歇精馏操作过程中，为了保持塔顶温度的恒定，应逐渐回流比；同时为了保持塔顶产品产量的恒定，应逐渐塔釜加热量。 2、在进行圆形直管内空气湍流流动的对流传热系数测定实验中，需要测定哪些物理量？

3、在恒压过滤常数测定实验中，已知不同滤液量 v 对应的过滤时间θ,试简要说明利用作图法求取恒压过滤常数的方法。

4、设计一实验流程(画出其实验流程示意图，可以完成如下实验内容：(1进行离心泵性能的研究；(2进行水平直管摩擦阻力与流动雷诺数关系的研究。

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