青岛科技大学化工原理历年考研真题及答案解析之吸收

吸 收 基本概念 1、亨利定律

2、气膜控制与液膜控制

三、请回答下列问题（10分）

1．根据双膜理论，两相间的传质阻力主要集中在什么地方？增加气液两相主体的湍动程度，传质速率将会如何变化？

相界面两侧的液膜和气膜中；增大

2．对于高浓度气体吸收，为什么不能用脱吸因子法或对数平均推动力法，而必须用图解积分或数值积分的方法进行吸收过程计算？

因为脱吸因子法和对数平均推动力法都是基于稀溶液的相平衡线为直线的假设，而对于高浓度气体吸收，该假设不再成立，所以这两种方法不再适用，必须针对相平衡曲线运用数值积分或图解积分的方法进行吸收过程的相关计算。

4．简要叙述吸收中双膜理论的提出者及其三个基本要点。

双膜模型由惠特曼（Whiteman ）于1923年提出，为最早提出的一种传质模型。 （1分） 惠特曼把两流体间的对流传质过程设想成图片2-10所示的模式，其基本要点如下：

①当气液两相相互接触时，在气液两相间存在着稳定的相

界面，界面的两侧各有一个很薄的停滞膜，气相一侧的称为“气膜”，液相一侧的称为“液膜”，溶质A 经过两膜层的传质方式为分子扩散。 （2分）

②在气液相界面处，气液两相处于平衡状态。（1分）

③在气膜、液膜以外的气、液两相主体中，由于流体的强

烈湍动，各处浓度均匀一致。 （2分） 双膜模型把复杂的相际传质过程归结为两种流体停滞膜层的分子扩散过程，依此模型，在相界面处及两相主体中均无传质阻力存在。这样，整个相际传质过程的阻力便全部集中在两个停滞膜层内。因此，双膜模型又称为双阻力模型。

5．对于溶解度系数很低的气体吸收，可采用哪些措施以提高吸收速率？ 7、说明传质单元高度的物理意义

8、简述填料塔的基本结构与主要特点。 9、写出亨利定律的定义及表达公式。 主要公式：

吸收塔的物料衡算；

液气比与最小液气比求m 【例2－8】

填料层高度的计算【传质单元高度、传质单元数（脱吸因数法）】 提高填料层高度对气相出口浓度的影响 四、计算题 2、（２０分）有一吸收塔，塔内装有25?25?3mm 的拉西环，其比表面积a=204m 2/m 3（假设全部润湿），在20℃及1atm 下操作。空气－丙酮混合气中含有6%(V%)的丙酮，混和气量1400m 3/h （标准状态）。塔顶喷淋的清水量为3000kg/h ，丙酮回收率?=98%，平衡关系为y=1.68x （x ，y 为摩尔分数）。已知塔径D=0.675m ，

总传热系数K y =0.4kmol/(m 2

?h)，试求： （1） 传质单元数N OG ； （2）

填料层高度Z 。

解： h /5Kmol .624.221400

G ==

'

h /67Kmol .166183000L =='

（1）因 06.0y 1= %98=?

所以

0.0012

06.0)98.01(y )1(y 12=?-=-=?

x 2=0

022.0)0012.006.0(67

.1665.62)y y (L G x 211=-=-''=

又 037.0022.068.1m x y 11e =?==

0m x y 22e ==

故

0074.000012.0037

.006.0ln 0

0012.0037.006.0y y y y ln

)y y ()y y (y 2e

21e 12e 21e 1m =--+--=-----=

?

965.70074

.00012

.006.0y y y N m 21oG =-=?-=

（10分）

（2）塔的横截面积

22236m .0675.04

14

.3D 4

=?=

=

Ωπ

)m (13.236

.02044.05

.62a K G H g oG =??=Ω'=

（6分）

h = H oG ?N oG =2.13?7.97=16.96 (m) （4分）

某生产车间使用一填料塔，用清水逆流吸收混合气当中的有害组分A ，已知操作条件下，气相总传质单元高度1.5米，进塔混合气组成为0.04(摩尔分率，下同)，出塔尾气组成为0.0053，出塔水溶液浓度为0.0128，操作条件下平衡关系为Y=2.5X （X 、Y 为摩尔比），求：

1 液气比L/V 为（L/V ）min 的多少倍？

2 气相总传质单元数N OG

3 所需填料层高度Z 。 1．121220.040.00530.01280.0417,0.00533,0.01297,0,010.0410.005310.0128

Y Y X X Y *=

=======--- （2分）

12120.04170.00533 2.8040.012970Y Y L V X X --===-- （2分） 11212min 110.005332.5(1) 2.180.0417Y m

Y Y Y Y L V X X *

--??

===?-= ?-?? （4分） ()min

2.804

1.286

2.18

L

V

L V =

= （3分）

2． 2.5

0.8922.804

mV s L =

== （2分） 1222110.04170ln (1)ln (10.892)0.892 5.11110.8920.005330OG Y Y N S S S Y Y **

??--??=-+=-+=????----?

???（4分） 3． 1.5 5.117.67OG OG Z

H N m =?=?= （3分）

某填料吸收塔用洗油来吸收混合气体中的苯，洗油中苯的浓度为0.0002 kmol 苯/kmol 洗油，混合气体量为1000m 3/h ，入塔气体中苯含量为4%（体积分率），要求吸收率为80%，操作压强为101.3kPa ，温度293 K 。溶液的平衡关系为Y*=30.9X ，取操作液气比为最小液气比的1.2倍，求： 1． 最小液气比（L/V ）min 。

2． 吸收剂用量L 和溶液出口组成X 1。

1． 进塔气体中苯浓度：0417.004

.0104

.01111

=-=-=

y y Y （1分）

出塔气体中苯浓度：00834.0)8.01(0417.02=-?=Y （1分）

进塔洗油中的苯浓度：

0002

.02=X

00135.09

.300417.01*1===

m Y X （4分） 290002.000135.000834.00417.02

*

121min =--=--=???

??X X Y Y V L （4分） 2.

8.34292.1)(2.1min =?==V L

V L 即L=38.4V （2分） 进入吸收塔惰性气体摩尔流量为：

h kmol /93.39)04.01(3

.1013

.1012932734.221000V 惰性气体=-???=

（3分） L=34.8V=1390kmol 洗油/h （2分） 而

00116.0)00834.00417.0(1390

93

.390002.0)(2121=-?+=-+

=L Y Y V X X （3分）

四、（20分）

用填料塔从一混合气体中吸收所含的苯。进料混合气体含苯5%（体积百分数），其余为空气。要求苯的回收率为95%。吸收塔操作压强为780mmHg ,温度为25℃，进入填料塔的混合气体为1000h m

/3

，入塔

吸收剂为纯煤油。煤油的耗用量为最小用量的1.5倍。汽液逆流流动。已知该系统的平衡关系为X

Y 14.0=（式中

Y

X ,均为摩尔比），气相体积总传质系数

h m kmol a K Y ?=3/125。煤油的平均分子量为

170kmol kg /。塔径为0.6m 。求：

（1） 煤油的耗用量为多少h kg /？ （2） 煤油出塔浓度

1X 为多少？

（3） 填料层高度为多少米？ （4） 吸收塔每小时回收多少kg 苯？

解：

（1） 煤油的耗用量L ： 塔内惰性组分摩尔流量为：

h kmol V /88.39)05.01(760

780

252732734.221000=-??+?=

进塔气体苯的浓度为：

05263.005

.0105

.01=-=

Y

出塔气体中苯的浓度为：

00263

.0)95.01(5263.0)1(12=-?=-=A Y Y ?

由吸收剂最小用量公式

2

121m i n /)(X m Y Y Y V L --=

h

kg h kmol X m Y Y Y V L L /52.1352/956.7 )14.0/05263.0/()00263.005263.0(88.395.1 )

//()(5.15.12121min ==-??=--== （2） 煤油出塔浓度

1X ：

由全塔物料衡算式可得：

25.0)00263.005263.0(956

.788.390)(2121=-+=-+

=Y Y L V X X （3） 填料层高度Z:

OG OG N H Z ?= m K V

H Ya OG 13.16.04

12588.392

=??

=Ω

=

π

7.0956.7/88.3914.0/=?==L mV S

])1ln[(11

2

221S mX Y mX Y S S N OG +----=

]7.0000263.00

05263.0)7.01ln[(7.011+----=

34.6=

故

m Z 16.713.134.6=?= （4） 吸收塔每小时回收多少kg 的苯： 回收苯的质量为：

h kg Y Y MV m /5.155)00263.005263.0(88.3978)(21=-??=-=

在压力为101.3kPa 、温度为30℃的操作条件下，在某填料吸收塔中用清水逆流吸收混合气中的NH 3。已知入塔混合气体的流量为 220 kmol/h ，其中含NH 3为1.2% ( 摩尔分数)。操作条件下的平衡关系为Y =1.2X （X 、Y 均为摩尔比），空塔气速为1.25m/s ；水的用量为最小用量的1. 5倍；要求NH 3的回收率为95%。试求：

（1）水的用量； (2) 填料塔的直径。

答：（1）单位时间内通过吸收塔的惰性气体流量h B Kmol V /)(36.217%)2.11(220=-?=

0121.0%

2.11%

2.12

=-=

Y

由回收率%952

1

2=-=

Y Y Y η 所以 000605.01=Y

由X Y

2.1= ，01.02

.10121

.02.12*2

===Y X 清水吸收则

01=X ， 14.1001.0000605.00121.01

*

212

min =--=--=???

??X X Y Y V L 79.24736.217*14.114.1)(min ===∴V L Kmol/h 69.37179.247*5.15.1min ===L L Kmol/h

(2)

nRT PV = s m P nRT V /52.13600

*1000*3.101)

30273(*314.8*1000*2203=+==

由u D V

24

1

π= 2*14.3*4/1*25.152.1D = 所以 m D 24.1= 六、计算题。（15分）

已知某填料吸收塔直径为1m ，填料层高度为4m 。用清水逆流吸收某混合气体中的可溶组分，该组分进口组成为8%，出口组成为1%（均为mol%）。混合气流率为30 kmol/h ，操作液气比为2，操作条件下气液平衡关系为 Y=2X 。试求：

（1） 操作液气比为最小液气比的多少倍； （2）气相总体积吸收系数K Ya 。

传质单元数的计算公式：

??+-=-=2

1

1

2)(*Y

Y Y Y OG

b mX Y dY Y Y dY N 用纯溶剂吸收惰性气体中的溶质A 。入塔混合气流量为0.0323kmol/s ，溶质的含量为y 1=0.0476（摩尔分数，下同），要求吸收率为95%。已知塔径为1.4m ，相平衡关系为Y *

=0.95X （X 、Y 均为摩尔比），传质属于气膜控制，K Y a=4?10-2

kmol/(m 2

?s)，要求出塔液体中溶质的含量为x 1=0.0476，试求：

（1） 吸收剂用量（kg/h ）； （2） 填料层高度。

[解] 先进行组成和物理量单位换算

0500.00476

.010476

.01111=-=-=

y y Y

0025.0)95.01(05.0)1(12=-?=-=ηY Y

0500.00476

.010476

.01111=-=-=

x x X

02=X

)/(020.04

.1785.0)0476.01(0323.0785.0)1()

1(2

2

211s m kmol D y Z y Z V B ?=?-?=-'=

Ω

-'=

（1） 由全塔物料衡算关系

95.00

05.00025.005.02121=--=--=X X Y Y V L B S 所以吸收剂用量为

)/(019.002.095.095.02s m kmol V L B S ?=?==

h

kg O H M V B /3.189********.1785.0019.03600

)(95.022=????=

?Ω= （10分）

（2）由于脱吸因子

195.095

.0====

B

B B

B V L m L mV S 说明操作线与平衡线平行，推动力处处相等，即

0025.00222*2221=-=-=-=?=?=?Y mX Y Y Y Y Y Y

190025

.00025

.005.0221=-=?-=

Y Y Y N OG

m a K V H Y B OG 5.010

4020

.02

=?==

- （10分） 五、计算题。（15分）

在常压逆流吸收塔中，用清水吸收混合气体中溶质组分A 。进塔气体组成为0.03（摩尔比，下同），吸收率为99％；出塔液相组成为0.013。操作压力为101.3 kPa ，温度为

27℃，操作条件下的平衡关系为

（Y 、X 均为摩尔比）。已知单位塔截面上惰气流量为54 kmol /（m 2

·h），气相总体积吸收系数

为1.12 kmol /（m 3

·h·kPa），试求：

1、所需填料层高度。（7分）

2、操作液气比为最小液气比的多少倍？（8分）； 五、（15分）解：1、（7分）气相进塔组成

气相出塔组成

液相出塔组成

液相进塔组成

（2分）

（1分）

（2分）

m （1分）

m （1分）

2、（8分）

操作液气比

28.20

013.00003.003.02121=--=--=X X Y Y V L （2分） 由015.02

03

.0221*1===

→=Y X X Y

（2分） 98.10015.00003

.003.0)(2

*121min =--=--=X X Y Y V L （2分） 15.198.128

.2)()(min ==∴V

L V L opt

（2分）

1.

(20分) 某厂有一填料吸收塔，直径为880 mm ，填料层高6 m ，所用填料为56 mm 的拉西环。在25℃及101.325 kPa （绝压）时，每小时处理2000 m 3含5%（体积）丙酮的空气-丙酮混合气，处理时用水作溶剂，塔顶送出的尾气中含丙酮0.263%（体积）。塔底送出的溶液中每kg 含丙酮61.2 g 。在上述操作条件下，平衡关系为y*=2x 。根据上述所测出的数据，试求： （1）气相总传质系数K y a ； （2）每小时回收的丙酮量。

2 （20分）解：（1）求体积总传质系数 方法1： 对数平均推动力法

2

3121**

1111**3

222223121320.05, 2.631061.2/58

0.01983

100061.261.2

1858

20.019830.03966,Δ y 0.010340,Δ y 2.6310 y y 0.01034 2.6310Δ0.00 y 0.01034

ln ln

2.6310 y m y y x y mx y y y mx y y y ----==?=

=-+

==?==-====-=??-?-?===???3

33

2

OG 563(5)

120.05 2.63108.4(5) ym 0.00563

/6/8.40.714 (5)2000273G 83.2 kmol/h 22.4293

83.2191.6 kmol/(m )0.053 kmol/(m )(5)

H 0.7140.884

OG

OG OG y y y N H h N m G K a h s π---?===?====

?====?=?Ω??分分分分

方法2：吸收因子法

312)12123

22/(/()2(0.019830)/(0.05 2.6310)0.8372(5)110.05

ln[(1)]ln[(10.8372)0.8372]8.4(3)10.8372 2.63101/6/8.40.714 (2)

2000273

G 8322.4293

OG OG OG mG L m x x y y y mx mG mG N mG L y mx L L

H h N m --=--=--?=-=--=-+=--?-====

?=分分分332

OG .2 kmol/h 83.2

191.6 kmol/(m )0.053 kmol/(m )(5)

H 0.7140.884

y G K a h s π===?=?Ω??分（2）每小时回收的丙酮量

G A =G(y 1-y 2)=83.2×(0.05-2.63×10-3)=3.94 kmol/h=228.5 kg/h

(5)分

五、（20分，08考研）用填料塔吸收混合气体中所含的苯，入塔气体中含苯5%（体积分率），其余为空气，

要求苯的回收率为90%，吸收塔在常压、25℃下操作，入塔混合气体为每小时940m 3（标准状况），入塔吸收剂为纯煤油，其耗用量为最小耗用量的1.5倍，已知该系统的相平衡关系为Y=0.14X （其中X 、Y 为摩尔比），气相总体积吸收系数K Y a=0.035 kmol/(m 3·s)，纯煤油的平均分子量为170，塔径为0.6 m 。 试求：（1）吸收剂用量 kg/h ；（2）溶剂出塔浓度；（3）填料层高度。 五、（20分，05考研）一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害成分A 。已知操作条件下气相总传质单元

高度为1.5m ，进塔混合气组成为0.04（A 的摩尔分率，下同），出塔尾气组成为0.0053,出塔水溶液浓度为0.0128，操作条件下平衡关系为Y=2.5X 。试求：(1)液气比为最小液气比的倍数。（2）所需填料层高度。（3）若气液流量和初始组成不变，要求尾气浓度降至0.0033,需将填料层加高多少米?

五、（20分，06考研）在逆流操作的填料塔中,用清水吸收焦炉气中的氨,氨的浓度为8g/标准m 3

,混合气体

处理量为4500标准m 3

/h 。氨的回收率为95%，吸收剂用量为最小用量的1.5倍。空塔气速为1.2m/s 。气相

体积总吸收系数K Y a 为 0.06kmol/（m 3·h ），且K Y a 正比于V 0.7

，（V 为惰性气体处理量）。操作压强为101.33kPa ，温度为30℃，在操作条件下气液平衡关系为Y=1.2X 。试求：（1）用水量，kg/h ；（2）塔径和塔高，m ；（3）若混合气体处理量增加20%，要求吸收率不变，则需增加的填料层高度，m 。(氨分子量17) 四、（20分，07考研）填料塔内用纯溶剂吸收气体混合物中的某溶质组分，进塔气体溶质浓度为0.01 （摩尔比，下同），混合气体的质量流量为1400 kg/h ，平均摩尔质量为29 g/mol ，操作液气比为1.5 ，在此操作条件下气液相平衡关系为Y*=1.5X ，当两相逆流操作时，工艺要求气体吸收率为95%，现有一填料层高度为 7m 、塔径为0.8m 的填料塔，气相总体积吸收系数K Y a 为0.088 kmol/(m 3·s) ，求（1）操作液气比是最小液气比的多少倍？（2）出塔液体浓度X ? （3）该塔是否合用？

天津大学826化工原理考研真题及解析

天津大学专业课考研历年真题解析 ——826化工原理 主编：弘毅考研 编者：轶鸿大师 弘毅教育出品 https://www.wendangku.net/doc/fa1904665.html,

【资料说明】 《天津大学化工原理（826）专业历年真题》系天津大学优秀考研辅导团队集体编撰的“历年考研真题解析系列资料”之一。 历年真题是除了参考教材之外的最重要的一份资料，其实，这也是我们聚团队之力，编撰此资料的原因所在。历年真题除了能直接告诉我们历年考研试题中考了哪些内容、哪一年考试难、哪一年考试容易之外，还能告诉我们很多东西。 1.命题风格与试题难易 从历年天津大学化工原理（826）考研真题来看，化工原理考研试题有以下几个特点： ①天津大学化工原理的考研试题均来自于课本，但是这些试题并不拘泥于课本，有些题目还高于课本。其中的一些小题，也就是选择填空题以及实验题需要对基础知识有很好的掌握。当然部分基础题也有一定的难度，需要考生培养发散的思维方式，只靠记背是无法答题的。 ②天津大学化工原理的大型计算题的题型、考点均保持相同的风格不变。但是各年的考题难度有差异。例如，10年的传热题、11年的精馏题、12年的吸收题在当年来说都是相对较难的题目。那么14年的答题会是哪一个题目较难了？ ③天津大学化工原理的考研试题，总体难度是不会太难，基本题型与大家考试非常熟悉。但是，据笔者在2013年的考研过程中，最后考分不高的最直接原因是时间不够。因此，这就需要考生加强计算能力，提高对知识点的认识熟悉度。 2.考试题型与分值 天津大学化工原理考研试题有明确的考试大纲，提出考试的重、难点。考试大纲给出了各章节的分值分配，并可以从历年真题中总结题型特点。这些信息有助于大家应付这场考试，希望大家好好把握。 3.重要的已考知识点 天津大学化工原理考试试卷中，很多考点会反复出现，甚至有些题目会重复考。一方面告诉大家这是重点，另一方面也可以帮助大家记忆重要知识点，灵活的掌握各种答题方法。比如08年的干燥题与09年的干燥题基本相同，只是改变了一个条件和一个数据，问题也相同。如此相近的两年出现如此相近的两题，这说明历年考研真题在考研专业课复习过程中的重要性。再如：05年实验题中的第（1）题，在09年实验题的第（3）题有些雷同，再有，笔者记得，在05年的实验题在13年的考研题中再次出现，笔者在做05年这一题时做错了，但是考前复习后，在13年考试中，这一题时得心应手。

化工原理考研试题库

化工原理试题库 试题一 一：填空题（18分） 1、 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=________02mH =__________Pa. 该地区的大气压为 720mmHg 。 2、 常温下水的密度为1000 3m Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s m 3 速度流动，其流动类 型为 ______________。 3、 流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范围 为_______________________s m 。 6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 二：问答题（36分） 1、 一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损 失变为原来的多少倍？ 2、 何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1） 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？ （2） 传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3） 那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 三：计算题(46分) 1、 如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数为03.0=λ，现发现压力表上 的读数为052mH ，若管径为100mm,求流体的流量及阀的局部阻力糸数？ 2、 在一 列管式换热器中，用冷却将C 0100的热水冷却到C 0 50，热水流量为h m 360，冷却水在管 内 流动，温度从C 020升到C 0 45。已 知传热糸数K 为C m w .20002， 换热管为mm 5.225?φ的钢管，长 为3m.。求冷却水量和换热管数 （逆流）。

天津大学化工原理(第二版)上册课后习题答案[1]

第一章 流体流动 流体的重要性质 1．某气柜的容积为6 000 m 3，若气柜内的表压力为5.5 kPa ，温度为40 ℃。已知各组分气体的体积分数为：H 2 40%、 N 2 20%、CO 32%、CO 2 7%、CH 4 1%，大气压力为 101.3 kPa ，试计算气柜满载时各组分的质量。 解：气柜满载时各气体的总摩尔数 ()mol 4.246245mol 313 314.86000 0.10005.53.101t =???+== RT pV n 各组分的质量： kg 197kg 24.246245%40%4022H t H =??=?=M n m kg 97.1378kg 284.246245%20%2022N t N =??=?=M n m kg 36.2206kg 284.246245%32%32CO t CO =??=?=M n m kg 44.758kg 444.246245%7%722CO t CO =??=?=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144CH t CH =??=?=M n m 2．若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg 混在一起，试求混合油的密度。设混合油为理想溶液。 解： ()kg 120kg 606021t =+=+=m m m 33 122 1 1 21t m 157.0m 7106083060=??? ? ??+=+= +=ρρm m V V V 3 3t t m m kg 33.764m kg 157 .0120=== V m ρ 流体静力学 3．已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ，乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。若

化工原理(天大版)干燥过程的物料衡算与热量衡算

8.3干燥过程的物料衡算与热量衡算 干燥过程是热、质同时传递的过程。进行干燥计算，必须解决干燥中湿物料去除的水分量及所需的热空气量。湿物料中的水分量如何表征呢？ 湿物料中的含水量有两种表示方法 1.湿基含水量w 湿物料总质量 湿物料中水分的质量= w kg 水/kg 湿料 2.干基含水量X 量 湿物料中绝干物料的质湿物料中水分的质量= X kg 水/kg 绝干物料 3.二者关系 X X w +=1w w X -=1 说明：干燥过程中，湿物料的质量是变化的，而绝干物料的质量是不变的。因此，用干基含 水量计算较为方便。 图8.7 物料衡算 符号说明： L ：绝干空气流量，kg 干气/h ； G 1、G 2：进、出干燥器的湿物料量，kg 湿料/h ； G c ：湿物料中绝干物料量，kg 干料/h 。 产品 G 2, w 2, (X 2), θ2 G 1, w 1, (X 1), θ1 L, t 2 , H 2

目的：通过干燥过程的物料衡算，可确定出将湿物料干燥到指定的含水量所需除去的水分量及所需的空气量。从而确定在给定干燥任务下所用的干燥器尺寸，并配备合适的风机。 1.湿物料的水分蒸发量W[kg 水/h] 通过干燥器的湿空气中绝干空气量是不变的，又因为湿物料中蒸发出的水分被空气带 走，故湿物料中水分的减少量等于湿物料中水分汽化量等于湿空气中水分增加量。即： [])]([][)(1221221121H H L W X X G w G w G G G c -==-=-=- 所以：1212221 1 2111w w w G w w w G G G W --=--=-= 2.干空气用量L[kg 干气/h] 1212) (H H W L H H L W -=∴-=Θ 令121H H W L l -== [kg 干气/kg 水] l 称为比空气用量，即每汽化1kg 的水所需干空气的量。 因为空气在预热器中为等湿加热，所以H 0＝H 1，0 21211H H H H l -=-=，因此l 只与空气的初、终湿度有关，而与路径无关，是状态函数。 湿空气用量：)1(0'H L L += kg 湿气/h 或)1(0'H l l += kg 湿气/kg 水 湿空气体积：H s L V υ= m 3湿气/h 或H s l V υ=' m 3湿气/kg 水 通过干燥器的热量衡算，可以确定物料干燥所消耗的热量或干燥器排出空气的状态。作为计算空气预热器和加热器的传热面积、加热剂的用量、干燥器的尺寸或热效率的依据。 1.流程图

[全]化工原理-考研真题详解[下载全]

化工原理-考研真题详解 1．某液体在内径为 的水平管路中作稳定层流流动其平均流速为u，当它以相同的体积流量通过等长的内径为 （ ）的管子时，则其流速为原来的U倍，压降 是原来的倍。[四川大学2008研] 【答案】4 16查看答案 【解析】由流量 可得，流速 ，因此有：

，即流速为原来的4倍。 根据哈根-泊肃叶（Hagen-Poiseuille）公式 （ 为压强降），则有： 因此，压降是原来的16倍。 2．一转子流量计，当通过水流量为1m3/h时，测得该流量计进、出间压强降为20Pa；当流量增加到1.5m3/h时，相应的压强降为。[四川大学2008研] 【答案】20Pa查看答案 【解析】易知 ，当转子材料及大小一定时，

、 及 为常数，待测流体密度可视为常数，可见 为恒定值，与流量大小无关。 3．油品在φ 的管内流动，在管截面上的速度分布可以表示为 ，式中y为截面上任一点至管内壁的径向距离（m），u为该点上的流速（m/s）；油的粘度为 。则管中心的流速为m/s，管半径中点处的流速为m/s，管壁处的剪应力为

。[清华大学2001研] 【答案】0.4968 0.3942 1查看答案【解析】管内径 。 在管中心处 ，则流速为 。 在管半径中心处 ，则流速为 。 由题意可知 ，则管壁处剪切力为：

4．某转子流量计，其转子材料为不锈钢，当测量密度为 的空气的流量时，最大流量为 。现用来测量密度为 氨气的流量时，其最大流量为 。[清华大学2000研] 【答案】490查看答案 【解析】对转子流量计，在同一刻度下有： 。 因此，其最大流量为

化工原理课件 天大版

第二章流体输送机械 流体输送机械：向流体作功以提高流体机械能的装置。?输送液体的机械通称为泵； 例如：离心泵、往复泵、旋转泵和漩涡泵。 ?输送气体的机械按不同的工况分别称为: 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵。

本章的目的： 结合化工生产的特点，讨论各种流体输送机械的操作原理、基本构造与性能，合理地选择其类型、决定规格、计算功率消耗、正确安排在管路系统中的位置等 ∑+++=+++f 2222e 2 11122h g u g p Z h g u g p Z ρρ

学习指导： ?学习目的： ?（1）熟悉各种流体输送机械的工作原理和基本结构； ?（2）掌握离心泵性能参数、特性曲线、工作点的计算及 学会离心泵的选用、安装、维护等； ?（3）了解各种流体输送机械的结构、特点及使用场合。 ?学习内容： ?（1）离心泵的基本方程、性能参数的影响因素及相似泵 的相似比；（2）离心泵安装高度的计算；（3）离心泵在管路系统中的工作点与流量调节；（4）风机的风量与风压，以及离心泵与风机的特性曲线的测定、绘制与应用。

?学习难点： ?（1）离心泵的结构特征和工作原理； ?（2）离心泵的气缚与气蚀性能，离心泵的安装高度； ?（3）离心泵在管路系统中的工作点与流量调节； ?（4）离心泵的组合操作。 ?学习方法： ?在教学过程中做到课堂授课和观看模型相结合，例题讲解 与练习相结合，质疑与习作讨论相结合。

2.1概述 ?2.1.1流体输送机械的作用 ?一、管路系统对流体输送机械的能量要求?——管路特性方程 在截面1-1′与2-2′间列柏 努利方程式，并以1-1′截面为 基准水平面，则液体流过管路 所需的压头为：

天津大学化工原理上册课后习题答案

大学课后习题解答 绪 论 1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI 单位。 （1）水的黏度μ= g/(cm ·s) （2）密度ρ= kgf ?s 2/m 4 （3）某物质的比热容C P = BTU/(lb ·℉) （4）传质系数K G = kmol/(m 2 ?h ?atm) （5）表面张力σ=74 dyn/cm （6）导热系数λ=1 kcal/(m ?h ?℃) 解：本题为物理量的单位换算。 （1）水的黏度 基本物理量的换算关系为 1 kg=1000 g ，1 m=100 cm 则 )s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.044??=??=? ? ? ????????????? ???=--μ （2）密度 基本物理量的换算关系为 1 kgf= N ，1 N=1 kg ?m/s 2 则 3 242m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=?? ??????????????????=ρ （3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为 1 BTU= kJ ，l b= kg o o 51F C 9 = 则 ()C kg kJ 005.1C 5F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0??=?? ? ????????????????????????=p c （4）传质系数 基本物理量的换算关系为 1 h=3600 s ，1 atm= kPa 则 ()kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.342 52G ???=? ? ??????????????????=-K （5）表面张力 基本物理量的换算关系为 1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm 则 m N 104.71m 100cm 1dyn N 101cm dyn 742 5 --?=????? ??????????????=σ （6）导热系数 基本物理量的换算关系为 1 kcal=×103 J ，1 h=3600 s 则

天津大学化工原理考研内容及题型

化工原理 一、考试的总体要求对于学术型考生，本考试涉及三大部分内容： （1）化工原理课程， （2）化工原理实验， （3）化工传递。 其中第一部分化工原理课程为必考内容（约占85%），第二部分化工原理实验和第三部分化工传递为选考内容（约占15%），即化工原理实验和化工传递为并列关系，考生可根据自己情况选择其中之一进行考试。 对于专业型考生，本考试涉及二大部分内容：（1）化工原理课程，（2）化工原理实验。均为必考内容，其中第一部分化工原理课程约占85%，第二部分化工原理实验约占15%。 要求考生全面掌握、理解、灵活运用教学大纲规定的基本内容。要求考生具有熟练的运算能力、分析问题和解决问题的能力。答题务必书写清晰，过程必须详细，应注明物理量的符号和单位，注意计算结果的有效数字。不在试卷上答题，解答一律写在专用答题纸上，并注意不要书写在答题范围之外。 二、考试的内容及比例 （一）【化工原理课程考试内容及比例】（125分） 1．流体流动（20分）流体静力学基本方程式；流体的流动现象（流体的黏性及黏度的概念、边界层的概念）；流体在管内的流动（连续性方程、柏努利方程及应用）；流体在管内的流动阻力（量纲分析、管内流动阻力的计算）；管路计算（简单管路、并联管路、分支管路）；流量测量（皮托管、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计）。 2．流体输送设备（10分）离心泵（结构及工作原理、性能描述、选择、安装、操作及流量调节）；其它化工用泵；气体输送和压缩设备（以离心通风机为主）。 3．非均相物系的分离（12分）重力沉降（基本概念及重力沉降设备-降尘室）、；离心沉降（基本概念及离心沉降设备-旋风分离器）；过滤（基本概念、恒压过滤的计算、过滤设备）。 4．传热（20分）传热概述；热传导；对流传热分析及对流传热系数关联式（包括蒸汽冷凝及沸腾传热）；传热过程分析及传热计算（热量衡算、传热速率计算、总传热系数计算）；辐射传热的基本概念；换热器（分类，列管式换热器的类型、计算及设计问题）。 5．蒸馏（16分）两组分溶液的汽液平衡；精馏原理和流程；两组分连续精馏的计算。6．吸收（15分）气－液相平衡；传质机理与吸收速率；吸收塔的计算。 7．蒸馏和吸收塔设备（8分）塔板类型；板式塔的流体力学性能；填料的类型；填料塔的流体力学性能。 8．液－液萃取（9分）三元体系的液－液萃取相平衡与萃取操作原理；单级萃取过程的计算。 9．干燥（15分）湿空气的性质及湿度图；干燥过程的基本概念，干燥过程的计算（物料衡算、热量衡算）；干燥过程中的平衡关系与速率关系。 （二）【化工原理实验考试内容及比例】（25分） 1．考试内容涉及以下几个实验单相流动阻力实验；离心泵的操作和性能测定实验；流量计性能测定实验；恒压过滤常数的测定实验；对流传热系数及其准数关联式常数的测定实验；精馏塔实验；吸收塔实验；萃取塔实验；洞道干燥速率曲线测定实验。 2．考试内容涉及以下几个方面实验目的和内容、实验原理、实验流程及装置、实验方法、实验数据处理方法、实验结果分析等几个方面。 （三）【化工传递考试内容及比例】（25分） 1．微分衡算方程的推导与简化连续性方程（单组分）的推导与简化；传热微分方程的推

化工原理下(天津大学版)_习题答案

第五章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃）80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B*，P A*，由于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B*)/(P A*-P B*)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃

2.正戊烷（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 1 3.3kPa下该溶液的平衡数据。 温度C5H12223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C6H14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时P B* = 1.3kPa 查得P A*= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A*(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以260.6℃时为例 当t= 260.6℃时x = (P-P B*)/(P A*-P B*)

2016天津大学初试化工原理回忆版

化工原理 第一题（填空、选择） 1管径159*4.5，流体的运动黏度为9.0*10^5m^2/s，为了使流体处于层流状态，则最大流量为（）。 2流体流动中，两并联管路，管长相等d1:d2=1:2，则两管路的流量V1:V2=( )。 3离心泵的特性曲线为H=A-Bqv^2,那么两个泵并联后，特性曲线变为（）。 4在考虑到沉降过程中颗粒之间的干扰后，粒径较大的颗粒的沉降速度（）自由沉降速度。 5已知沉降室的长、宽、高，空气的密度、黏度，可以沉降的最小颗粒的沉降速度为0.2m/s，则生产能力为（）。 6换热器使用多管程的目的 7第I类物质，当温度降低时，原溶剂、萃取剂之间的互溶性（），界面处的分层面积（），溶质在萃取相中的浓度（）。（增大、减小、不变、不确定） 8旋风分离器气体流量不变，温度升高，临界直径（）。 9板间距减小，则漏液线（）、液泛线（）、夹带线（）（上移、下移、不变、不确定）。 10恒速干燥阶段又叫（）阶段，降速干燥阶段又叫（）。 11通过筛板塔的压降包括（）、（）、（）。 12精馏塔某两层塔板气液流相如图，互成相平衡的两流股为（）、（），成操作平衡

的两流股分别为（）、（）和（）、（）。 13精馏塔保持进液组成XF、塔顶馏出液组成XD不变，当进料中气相分率变大时，q （）、最小回流比（）。 14转子流量计通过的流量增大时，压差（）。 第二题（流体流动） 从敞口水槽向敞口高位液槽输送流量，管径为 59*4.5，流量为8.5m^3/h,密度，黏度给出，全部管长（包括全部局部阻力）为85m,从水槽到压差计测压点管长为35m,(包括所有局部阻力)，泵的效率为75% 提示:4000

四川大学化工考研884复试面试化工原理面试题库答案.docx

1.用化工原理解释“开水不响，响水不开”的现象。 水中能溶有少量空气，容器壁的表面小空穴中也吸附着空气，这些小气泡起气化核的作用。水对空气的溶解 度及器壁对空气的吸附量随温度的升高而减少，当水被加热时，气泡首先在受热面的器壁上生成。气泡 生成之后 ,由于水继续被加热，在受热面附近形成过热水层，它将不断地向小气泡内蒸发水蒸汽,使泡内的 压强（空气压与蒸汽压之和）不断增大，结果使气泡的体积不断膨胀，气泡所受的浮力也随之增大，当气 泡所受的浮力大于气泡与壁间的附着力时，气泡便离开器壁开始上浮。 在沸腾前，窗口里各水层的温度不同,受热面附近水层的温度较高，水面附近的温度较低。气泡在上升过程中不仅泡内空气压强 P。随水温的降低而降低，泡内有一部分水蒸汽凝结成饱和蒸汽,压强亦在减小，而外界压强基本不变，此时，泡外压强大于内压强，于是上浮的气泡在上升过程中体积将缩小，当水温接近沸 点时，有大量的气泡涌现，接连不断地上升，并迅速地由大变小，使水剧烈振荡，产生" 嗡 ,嗡 " 的响声，这就是 "响水不开 " 的道理。 对水继续加热，由于对流和气泡不断地将热能带至中、上层,使整个溶器的水温趋于一致，此时，气泡脱 离器壁上浮，其内部的饱和水蒸汽将不会凝结，饱和蒸汽压趋于一个稳定值。气泡在上浮过程中，液体对气 泡的静压强随着水的深度变小而减小，因此气泡壁所受的外压强与其内压强相比也在逐渐减小，气泡液 --气分界面上的力学平衡遭破坏，气泡迅速膨胀加速上浮，直至水面释出蒸汽和空气，水开始沸腾了，也 就是人们常说的 "水开了 " ，由于此时气泡上升至水面破裂，对水的振荡减弱 ,几乎听不到 " 嗡嗡声 "，这就是 " 开水不响 " 的原因。 2.试举例说明分子动量扩散、热量扩散和质量扩散现象，并阐述三个过程的物理 本质和共性特征。 动量传递——在垂直于实际流体流动方向上，动量由高速度区向低速度区的转移。如：流体输送，过滤， 沉降。 热量传递——热量由高温度区向低温度区的转移。如：干燥，换热，蒸发。 质量传递——物系中一个或几个组分由高浓度区向低浓度区的转移。如：吸收，精馏，萃取，吸附、膜分 离。传质和传热：结晶、干燥。 由此可见，动量、热量与质量传递之所以发生，是由于物系内部存在着速度、温度和浓度梯度的缘故。可 以用类似的数学模型来描述，都可用传递方程遵维象方程：物理量的传递速率=推动力 / 阻力。牛顿粘性定律、傅里叶定律、费克扩散定律都是描述分子运动引起传递的现象定律，通量与梯度成正比。 3.简要阐述通过圆管内流体流动实验测定摩擦系数的方法。

第三章化工原理-修订版-天津大学-

第三章 机械分离和固体流态化 1. 取颗粒试样500 g ，作筛分分析，所用筛号及筛孔尺寸见本题附表中第1、2列，筛析后称取各号筛面上的颗粒截留量列于本题附表中第3列，试求颗粒群的平均直径。 习题1附表 解：颗粒平均直径的计算 由 11i a i G d d G =∑ 2204080130110 (500 1.651 1.168 1.1680.8330.8330.5890.5890.4170.4170.295 603015105 0.2950.2080.2080.1470.1470.1040.1040.0740.0740.053 = ?++++ +++++++++++++++ ） 2.905=(1/mm) 由此可知，颗粒群的平均直径为d a =0.345mm. 2. 密度为2650 kg/m 3的球形石英颗粒在20℃空气中自由沉降，计算服从斯托克斯公式的最大颗粒直径及服从牛顿公式的最小颗粒直径。 解：20C 时，351.205/, 1.8110kg m Pa s ρμ-==??空气 对应牛顿公式，K 的下限为69.1，斯脱克斯区K 的上限为2.62 那么，斯脱克斯区： max 57.4d m μ= ==

min 1513d m μ= = 3. 在底面积为40 m 2的除尘室回收气体中的球形固体颗粒。气体的处理量为3600 m 3/h ，固体的密度3/3000m kg =ρ，操作条件下气体的密度3/06.1m kg =ρ，黏度为2×10-5 P a·s。试求理论上能完全除去的最小颗粒直径。 解：同P 151.例3-3 在降尘室中能被完全分离除去的最小颗粒的沉降速度u t ， 则 36000.025/4003600 s t V u m s bl = ==? 假设沉降在滞流区，用斯托克斯公式求算最小颗粒直径。 min 17.5d um === 核算沉降流型：6min 5 17.5100.025 1.06 R 0.0231210t et d u ρ μ --???= ==

天津大学2003年化工原理考研试题

天津大学2003年化工原理考研试题 题号： 考试科目：化工原理（含实验）页数： 一、选择与填空（共30分） 1、如图所示的流动系统，当阀门c的开度增大时，流动系统的总摩擦阻力损失σhf将，ab管段的摩擦阻力损失σhf，ab将。（2分） 2、三只长度相等的并联管路，管径的比为1:2:3，若三只管路的流动摩擦系数均相等，则三只管路的体积流量之比为。（2分）: 3 c、1: 24:39 d、1:4:9 a、1:2:3 b、1: 1题附图3题附图 3、如图所示的清水输送系统，两液面均为敞口容器。现用该系统输送密度为1200kg/m3的某溶液（溶液的其他性质与水相同），与输送清水相比，离心泵所提供的压头，轴功率。（2分） a、增大 b、减小 c、不变 d、不确定 4、如图所示为某流动系统的竖直圆管段部分，当清水的平均流速为50mm/s时（此时管内为层流），管轴心处的某刚性球形固体颗粒由a 截面到达b截面的时间为20s；当平均流速为30mm/s时，该固体颗粒在管轴心处由a截面到达b截面的时间为。（2分） 5、板框过滤机采用横穿洗涤法洗涤滤饼，其洗涤操作的特征是：洗液流经滤饼的厚度大约是过滤终点滤饼厚度的倍；洗液流通面积是过滤面积的倍。（2分） a、1 b、0.5 c、2 d、4

6、一维稳态温度场傅立叶定律的表达式为。（2分） 7、在传热计算中，平均温度差法往往用于计算，传热单元数法往往用于计算。（2分） a、设计型 b、核算型 c、设计型和核算型 8、操作中的精馏塔，若保持f、xf、q、r不变，减小w，则l/v ，l’ 。（2分） a、减小 b、不变 c、增大 d、不确定 9、在吸收操作中，以液相组成差表示的吸收塔某一截面上的总推动力为。（2分） a、x*－x b、x－x* c、xi－x d、x－xi 第一页共三页 10、板式塔是接触式气液传质设备，操作时为连续相；填料塔是接触式气液传质设备，操作时为连续相。（4分） 11、若萃取相和萃余相在脱除溶剂后的组成均与原料液的组成相同，则所用萃取剂的选择性系数。（2分） a、小于1 b、大于1 c、不确定 d、等于1 12、多级错流萃取的特点是：、和。（3分） 13、常压湿空气由t1加热到t2，则空气的性质参数h2 h1、i2 i1、tw2 tw1。（3分） a、大于 b、不确定 c、小于 d、等于 二、采用如图所示的输送系统，将水池中的清水（密度为1000kg/m3）输送到密闭高位槽中。离心泵的特性方程为h＝40－7.0×104q2（式

天大_化工原理(上册)答案

化工原理课后习题解答 （夏清、陈常贵主编.化工原理.天津大学出版社,2005.） 第一章流体流动 1.某设备上真空表的读数为 13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地 区大气压强为 98.7×103 Pa。 解：由绝对压强 = 大气压强–真空度得到： 设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa =8.54×103 Pa 设备内的表压强 P表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa 2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/?的油品，油面高于罐底 6.9 m，油面 上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm，孔盖用 14mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ， 问至少需要几个螺钉？ 分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应 力即 P油≤?螺

解：P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762 150.307×103 N ?螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×n P油≤?螺得 n ≥ 6.23 取 n min= 7 至少需要7个螺钉 3．某流化床反应器上装有两个U 型管压差计，如本题附 图所示。测得R1 = 400 mm ， R2 = 50 mm，指示液为水 银。为防止水银蒸汽向空气中扩散，于右侧的U 型管与大气 连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3= 50 mm。试求A﹑B 两处的表压强。 分析：根据静力学基本原则，对于右边的Ｕ管压差计，a– a′为等压面，对于左边的压差计，b–b′为另一等压面，分 别列出两个等压面处的静力学基本方程求解。 解：设空气的密度为ρg，其他数据如图所示 a–a′处 P A + ρg gh1 = ρ水gR3 + ρ水银ɡR2 由于空气的密度相对于水和水银来说很小可以忽略不记 即：P A = 1.0 ×103×9.81×0.05 + 13.6×103×9.81×0.05 = 7.16×103 Pa b-b′处 P B + ρg gh3 = P A + ρg gh2 + ρ水银gR1 P B = 13.6×103×9.81×0.4 + 7.16×103 =6.05×103Pa 4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测 定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知两 吹气管出口的距离H = 1m，U管压差计的指示

天大化工原理真题--2001-2003

天津大学研究生院2003年招收硕士生入学试题 题号： 考试科目：化工原理（含实验）页数： 一、选择与填空（共30分） 1、如图所示的流动系统，当阀门C的开度增大时，流动系统的总摩擦阻力损失Σhf将，AB管段的摩擦阻力损失Σhf，AB将。（2分） 2、三只长度相等的并联管路，管径的比为1:2:3，若三只管路的流动摩擦系数均相等，则三只管路的体积流量之比为。（2分） : 3 C、1: 24:39 D、1:4:9 A、1:2:3 B、1: 1题附图 3题附图 3、如图所示的清水输送系统，两液面均为敞口容器。现用该系统输送密度为1200kg/m3的某溶液（溶液的其他性质与水相同），与输送清水相比，离心泵所提供的压头，轴功率。（2分） A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定 4、如图所示为某流动系统的竖直圆管段部分，当清水的平均流速为50mm/s时（此时管内为层流），管轴心处的某刚性球形固体颗粒由A 截面到达B截面的时间为20s；当平均流速为30mm/s时，该固体颗粒在管轴心处由A截面到达B截面的时间为。（2分） 5、板框过滤机采用横穿洗涤法洗涤滤饼，其洗涤操作的特征是：洗液流经滤饼的厚度大约是过滤终点滤饼厚度的倍；洗液流通面积是过滤面积的倍。（2分） A、1 B、0.5 C、2 D、4 6、一维稳态温度场傅立叶定律的表达式为。（2分） 7、在传热计算中，平均温度差法往往用于计算，传热单元数法往往用于计算。（2分） A、设计型 B、核算型 C、设计型和核算型 8、操作中的精馏塔，若保持F、xF、q、R不变，减小W，则L/V ，L’

。（2分） A、减小 B、不变 C、增大 D、不确定 9、在吸收操作中，以液相组成差表示的吸收塔某一截面上的总推动力为。（2分） A、X*－X B、X－X* C、Xi－X D、X－Xi 第一页共三页 10、板式塔是接触式气液传质设备，操作时为连续相；填料塔是接触式气液传质设备，操作时为连续相。（4分） 11、若萃取相和萃余相在脱除溶剂后的组成均与原料液的组成相同，则所用萃取剂的选择性系数。（2分） A、小于1 B、大于1 C、不确定 D、等于1 12、多级错流萃取的特点是：、和。（3分） 13、常压湿空气由t1加热到t2，则空气的性质参数H2 H1、I2 I1、tW2 tW1。（3分） A、大于 B、不确定 C、小于 D、等于 二、采用如图所示的输送系统，将水池中的清水（密度为 1000kg/m3）输送到密闭高位槽中。离心泵的特性方程为H＝40－7.0×104Q2（式中H的单位为m，Q的单位为m3/s），当压力表的读数为100kPa时，输水量为10L/s，此时管内流动已进入阻力平方区。若管路及阀门开度不变，当压力表读数为80kPa时，试求： （1）管路的特性方程；（10分） （2）输水体积流量；（5分） （3）离心泵的有效功率。（5分） 三、过滤基本方程式为：)('dd12esVVvrpAV Δ=?μθ 式中 V——过滤体积，m3； θ——过滤时间，s； A——过滤面积，m2； Δp——过滤的压差，Pa；

天津大学化工原理考研真题

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，对n、n-1两层理论板，在全回流条件下，已知xn=0.35，则yn-1= 。 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Δp/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；

考研 化工原理试题库-下

考研化工原理试题库（下） 第一章蒸馏 一、选择题 1.当二组分液体混合物的相对挥发度为（）时，不能用普通精馏方法分离。 A.3.0 B.2.0 C.1.0 D.4.0 2.某精馏塔用来分离双组分液体混合物，进料量为100Kmol/h，进料组成为0.6 ,要求塔顶产品浓度不小于0.9，以上组成均为摩尔分率，则塔顶产品最大产量为（）。 A.60.5kmol/h B.66.7Kmol/h C.90.4Kmol/h D.不能确定 3.在t-x-y相图中，液相与气相之间量的关系可按（）求出。 A.拉乌尔定律 B.道尔顿定律 C.亨利定律 D.杠杆规则 4.q线方程一定通过x－y直角坐标上的点（）。 A.(xW,xW) B(xF,xF) C(xDxD) D(0,xD/(R+1)) 5.二元溶液的连续精馏计算中，进料热状态参数q的变化将引起（）的变化。 A.平衡线 B.操作线与q线 C.平衡线与操作线 D.平衡线与q线 6.精馏操作是用于分离（）。 A.均相气体混合物 B.均相液体混合物 C.互不相溶的混合物 D.气—液混合物 7.混合液两组分的相对挥发度愈小，则表明用蒸馏方法分离该混合液愈（）。 A容易；B困难；C完全；D不完全 8.设计精馏塔时，若Ｆ、xF、xD、xW均为定值，将进料热状况从q=1变为q>1，但回流比取值相同，则所需理论塔板数将（），塔顶冷凝器热负荷（），塔釜再沸器热负荷（）。A变大，B变小，C不变，D不一定 9.连续精馏塔操作时，若减少塔釜加热蒸汽量，而保持馏出量Ｄ和进料状况（F, xF,q）不变时，则L/V______ ，L′/V′______，x D______ ，x W______ 。 A变大，B变小，C不变，D不一定 10.精馏塔操作时，若Ｆ、x F、q，加料板位置、Ｄ和Ｒ不变，而使操作压力减小，则x D______，x w______。 A变大，B变小，C不变，D不一定 11.操作中的精馏塔，保持F，x F，q，D不变，若采用的回流比R< Rmin，则x D ______，x w______。 A变大，B变小，C不变，D不一定

化工原理(天津大学) 第二版复习题

一、名词解释 1.单元操作：在各种化工生产过程中，除化学反应外的其余物理操作。 2.牛顿流体：服从牛顿粘性定律的流体， 3.理想流体: 粘度为零的流体。实际自然中并不存在，引入理想流体的概念，对研究实际流体起重要作用。 4.真空度：当被测流体的绝对压强小于外界大气压强时，真空表的数值。 5.流体边界层：当流体流经固体壁面时，由于流体具有黏度，在垂直于流体流动的方向上流速逐渐减弱，受壁面影响而存在速度梯度的流体层。 6.边界层分离：当流体沿曲面流动或流动中遇障碍物时，不论是层流或湍流，会发生边界层脱离壁面的现象。 7.局部阻力：主要是由于流体流经管路中的管件、阀门及管截面的突然扩大或缩小等局部地方所引起的阻力。 8.直管阻力：是流体流经一定管径的直管时，由于流体内摩擦而产生的阻力，这种阻力的大 小与路程长度成正比，或称为沿程阻力。 9.层流流动：是流体两种基本流动形态之一，当管内流动的Re<2000时，流体质点在管内呈平行直线流动，无不规则运动和相互碰撞及混杂。 10.完全湍流区：λ-Re 曲线趋于水平线，即摩擦系数λ只与ε/d 有关，而与Re 准数无关的 一个区域，又hf 与u 2成正比，所以又称阻力平方区。 11.当量直径：非圆形管的直径用4倍的水力半径来代替，称当量直径，以de 表示，即de=4rH=4x 流通截面积/润湿周边长。 12.泵的特性曲线：泵在一定的转速下，压头、功率、效率与流量之间的关系曲线。 13.汽蚀现象：当吸上真空度达最大值（泵的入口压强等于或小于输送温度下的饱和蒸汽压）时，液体就要沸腾汽化，产生大量汽泡，汽泡随液流进入叶轮的高压区而被压缩，迅速凝成液体，体积急剧变小，周围液体就以极高速度冲向原汽泡所占空间，产生极大的冲击频率和压强，引起震动和噪音，材料表面由点蚀形成裂纹，致使叶片受到严重损伤。 14.泵的安装高度：泵的吸入口轴线与贮液槽液面间的垂直距离。1022110----=f g H g u g p p H ρ 15.泵的工作点：泵的特性曲线和管路特性曲线的交点。 dy du μτ=()Kg J u d L h f /22λ=