重慶理工大學碩士研究生試題專用紙第頁重慶理工大學2013年攻讀碩士學位研究生入學考試試題學院名稱：材料學院、化工學院學科、專業名稱：材料科學與工程、材料化學工程考試科目（代碼）：807化工原理（A卷）（試題共5頁）注意：1.所有試題的答案均寫在專用的答題紙上，寫在試題紙上一律無效。2.試題附在考卷內交回。[一]單選擇題（每題2分，共20分）1．如圖表明，管中的水處于（）。A．靜止B.向上流動C.向下流動D.不一定2．離心泵在n=n1時的特性曲線（H1—Q1關系）與n=n2時的特性曲線（H2—Q2關系）對應點的關系是()。A．Q1=Q2H2=H1(n2/n1)2B.Q2=Q1(n2/n1)H2=H1(n2/n1)2C.H2=H1Q2=Q1(n1/n2)D.Q2=Q1(n2/n1)H2=H1(n2/n1)3.降塵室的生產能力（）。A．只與沉降面積A和顆粒沉降速度ut有關B．與A、ut及降塵室高度H有關C．只與沉降面積A有關D．只與ut和H有關4.在一個過濾周期中（）。A．過濾時間越長生產能力越大B．過濾時間越短生產能力越大C．輔助時間越長生產能力越大D．為了達到最大的生產能力，輔助時間越長相應的過濾時間也越長5.翅片管換熱器的翅片應安裝在（）。A．ɑ小的一側B.ɑ大的一側6.雙組分氣體（A，B）進行穩定分子擴散。設JA、JB及NA、NB分別表示在傳質方向上某截面處溶質A，B的擴散通量與傳質速率。當整個系統為單向擴散時，有（）。A．|JA|>|JB|,|NA|>|NB|B.|JA|=|JB|,|NA|=|NB|C.|JA|=|JB|,|NA|>|NB|D.|JA|=|JB|,|NA|>|NB|>07.某精餾塔的設計任務為：原料為F、xF，塔頂為xD，塔底為xW，若塔釜上升蒸汽量V′不變，加料熱狀態由原來的飽和蒸汽改為飽和液體，則所需要理論板NT（）。A.增加B.減少C.不變D.不確定8.在精餾塔設計計算中，當F、xF、R、D和W一定，并保持實際操作氣速不變，而q值減小，則（）。A．精餾段塔徑不變，提餾段塔徑減小B．精餾段塔徑增大，提餾段塔徑不變C．精餾段塔徑減小，提餾段塔徑增大D．精餾段塔徑減小，提餾段塔徑減小9.氣、液傳質塔設備中，泛點氣速應隨液相量的增加而（）。A．下降B.不變C.增加D.不確定10.干燥熱敏性物料時，為提高干燥速率，不宜采取的措施是（）。A.提高干燥介質的溫度B．改變物料與干燥介質的接觸方式C．降低干燥介質相對濕度D．增大干燥介質流速[二]填空題（每題2分，共10分）1.測流體流量時，隨著流體流量增加，孔板流量計兩側壓差值將，若改用轉子流量計測量，當流量增大時，轉子兩端壓差值將。2.已知床層的空隙率為ε，顆粒的比表面積ɑ，空床氣速為u，則流體通過床層孔道的速度為，孔道的當量直徑為。3.兩流體在間壁式換熱器的換熱過程中，計算式Q=KSΔtm中S表示為。4.非結合水份是指。5.對易龜裂物料的干燥，常采用方法來控制進干燥器的空氣的H值。[三]問答題（每題5分，共30分）1．離心泵與旋渦泵在操作上有什么不同？2.降速干燥階段除去的全是結合水，對嗎？為什么？3.離心泵發生“汽蝕”的主要原因是什么？4.欲提高填料吸收塔的回收率，你認為應從哪些方面著手？5.流體在進行強制對流傳熱時所涉及到的準數都有哪些？請寫出這些準數的表達式及物理含義。6．吸收過程為什么常常采用逆流操作？[四]計算題（每題18分，共90分）1.某廠如圖所示的輸液系統將某種料液由敞口高位槽A輸送至一敞口攪拌反應槽B中，輸液管規格為Ф38×2.5mm，已知料液在管中的流速為um/s，系統的Σhf=20.6u2/2J/kg。因擴大生產，須再建一套同樣的系統，所用輸液管直徑不變，而要求的輸液量須增加30%，問新系統所設的高位槽的液面需要比原系統增高多少？2.如圖的輸水系統。已知管內徑d=50mm，在閥門全開時輸送系統的Σ(l+le)=50m，摩擦系數可取λ=0.03，泵的性能曲線，在流量為6m3/h至15m3/h范圍內可用下式描述：H=18.92-0.82Q0.8，此處H為泵的揚程m，Q為泵的流量m3/h，問：（1）如要求流量為10m3/h，單位質量的水所需外加功為多少？單位重量的水所需外加功為多少？此泵能否完成任務？（9分）（2）如要求輸送量減至8m3/h(通過關小閥門來達到)，泵的軸功率減少百分之多少?(設泵的效率變化忽略不計)（9分）3.在管長為1m的冷卻器中，用水冷卻油。已知兩流體作并流流動，油由420K冷卻到370K，冷卻水由285K加熱到310K。欲用加長冷卻管子的辦法，使油出口溫度降至350K。若在兩種情況下油、水的流量，物性常數，進口溫度均不變，冷卻器除管長外，其他尺寸也均不變。試求管長。4.在常壓下，用煤油從苯蒸汽與空氣的混合物中吸收苯，要求吸收率為99%?；旌蠚饬繛?3Kmol/h。入塔氣中含苯2%（體積），入塔煤油中含苯0.02%（摩爾分率）。溶劑用量為最小用量的1.5倍。在操作溫度50℃下，相平衡關系為y=0.36x，總傳質系數Kya=0.015Kmol/m3·s。塔徑為1.1米。試求所需填料層高度。5.常壓下空氣的溫度為30℃，濕度為0.01kg水/kg干氣。試求：（1）該空氣的相對濕度及飽和濕度；（6分）（2）若保持壓強不變，將溫度加熱至60℃時，空氣的飽和濕度有何變化？（6分）（3）當空氣溫度為60℃時，若將壓強升至198.5kPa（絕對），空氣的飽和濕度有何變化？（6分）已知30℃和60℃時水的飽和蒸汽壓分別為4.242kPa和19.91kPa。重慶理工大學2014年攻讀碩士學位研究生入學考試試題學院名稱：材料科學與工程學院學科、專業名稱：材料工程—材料化工制備及其應用、材料化學工程考試科目（代碼）：化工原理（807）（A）（試題共5頁）注意：1.所有試題的答案均寫在專用的答題紙上，寫在試題紙上一律無效。2.試題附在考卷內交回。一、單選題（每題2分，共20分）下圖中高位槽液面保持恒定，液體以一定流量流經管路，ab與cd兩段長度相等，管徑與管壁粗糙度相同，則：ab與cd兩段靜壓差（）。ΔPab>ΔPcdB.ΔPab=ΔPcdC.ΔPab<ΔPcdD.不定R1值表示（）。ab段的壓差值B.ab段位能變化C.ab段動能量損失D.ab段壓差值及流動能量損失2.離心泵最常用的調節方法是（）。改變吸入管路中閥門的開度改變壓出管路中閥門的開度第1頁C.安置回流支路，改變循環量的大小D.車削離心泵的葉輪3.如以表示氣蝕余量時，表示泵入口處允許的最低壓力，為操作溫度下液體的飽和蒸汽壓，u1為泵進口處的液速，則（）。=+=+-=+=++4.一管殼式換熱器，管內走液體，管間走蒸汽，由于液體入口溫度下降，在流量不變情況下，仍要達到原來的出口溫度t，此設備已不允許再提高蒸汽壓強，采取漸變有效措施（）。管內加擾流內件B.提高殼程數5.有一的無縫鋼管，管內通冷凍鹽水，為減少冷量損失，在管外包一導熱率的石棉，保溫層外壁與空氣對流給熱系數，原包石棉厚為5mm，現改為8mm，則冷量損失是（）。增大B.減少C.不變D.不一定6.根據雙膜理論，當被吸收組分在液體中溶解度很小時，以液相濃度表示的總傳質系數（）。大于氣相傳質分系數B.近似等于液相分傳質系數C.小于氣相分傳質系數D.近似等于氣相分傳質系數7.在雙膜模型中，氣液界面沒有傳質阻力的假定等同于下述論點（）。y*=yB.x*=xC.xi*=xiD.yi=xi8.精餾段操作線方程為：y=0.75x+0.3，這絕不可能。此話（）。對B.錯C.無法判斷9.精餾塔設計時采用的參數F、xF、q、D、xD、R均為定值，若降低塔頂回流第2頁液的溫度，則所需理論板數（）。增大B.減小C.不變D.不確定10.氣液傳質塔設備中，泛點氣速應隨液相量的增加而（）。下降B.不變C.增加D.不確定二、填空題（每題2分，共10分）1.氣體的粘度隨溫度的升高而（），水的粘度隨溫度的升高而（）。2.板框過濾機的洗滌液流率為最終過濾的濾液流率的（）。（當洗滌與過濾終了時的操作壓力相同，洗滌液與濾液的粘度相等時）。3.吸收因數A=（）。當A<1時，若填料層高度H=，則對于逆流吸收塔，氣液兩相將于塔（）達到平衡。4.精餾塔設計中，回流比并不總是越大越好，原因是（）。5.濕空氣在293K和總壓力101.3kpa下，濕度為0.0438kg水/kg絕干氣，則100m3該空氣中含有的絕干空氣量L為（）kg絕干氣。三、問答題（每題6分，共30分）1.看圖回答下列問題（用圖上所標符號表示）（1）泵的揚程He怎樣表示？（1.5分）（2）泵的安裝高度Hg怎樣表示？（1.5分）第3頁（3）泵的升揚高度h怎樣表示？（1.5分）（4）垂直管段AB和水平管段A/B/阻力是否相同？為什么？（1.5分）管路總長（包括各種局部阻力當量長度）為L。2.在蒸汽冷凝時，其冷凝液為層流流動，若要提高蒸汽冷凝的給熱系數，可考慮采取哪些措施？3.解釋公式的物理意義；對于易溶氣體吸收時，欲提高總傳質系數，主要可采取什么措施？為什么？用清水吸收某溶質，如果被吸收下來的溶質量為A時，則可使出塔溶液達到平衡，其組成為x1e，于是，最小溶劑用量為：Lmin=（）。4.試繪出填料塔在一定的液體噴淋量下阻力降與空塔氣速U的關系曲線，并對曲線的變化趨勢加以說明。5.欲在298K時用相對濕度為60%的空氣干燥木材，使其中水分降到11.5%（濕基），你認為是否可能？為什么？已知在此條件下木材的平衡水分為12%（干基）。四、計算題（每題15分，共90分）1．利用虹吸管將池A中的溶液引出。溶液的飽和蒸汽壓、密度，當地大氣壓為760mmHg。試在忽略流動阻力條件下確定在C處正好發生汽化的H與h的數量關系。2.某離心泵輸液流程為A至B。A槽敞口，容器B內壓力為0.64at（表）。A槽液位與B內出液口的標高分別為3m與25m。該泵在轉速n時的特性為He=40-0.01V2（He—m，V—m3/h）。原來輸送某水溶液（物性與水相近），閥全開時流量為16m3/h，后改輸（粘度與水相差不大，不必第4頁校正）的溶液，并且改換了泵，使用與原泵轉速及基本型號相同但葉輪切削5%的泵，問：當泵全開時，流量是多少？（設pB不變）。3.在套管換熱器內，用飽和水蒸氣將內管中作湍流流動的空氣加熱，設此時的總傳熱系數近似等于管壁向空氣的對流給熱系數。今要求空氣量增加一倍，而加熱蒸汽的溫度及空氣的進、出口溫度仍然不變，問該換熱器的長度應增加百分之幾？4.在常壓逆流操作的填料塔內，用純溶劑S吸收混合氣體中的可溶組分A。入塔氣體中A的摩爾分率為0.03，要求吸收率為95%。已知操作條件下的解吸因數為0.8，物系服從亨利定律，與入塔氣體成平衡的液相濃度為0.03（摩爾分率）。試計算：（1）操作液氣比為最小液氣比的倍數；（5分）（2）出塔液體的濃度；（5分）（3）完成上述分離任務所需的氣相總傳質單元數。（5分）5.用常壓連續精餾塔分離某二元理想混合物，已知相對揮發度=3，加料量F=10kmol/h，飽和蒸汽進料，進料中易揮發組分濃度為0.5（摩爾分率，下同），塔頂產品濃度為0.9，塔頂蒸汽全凝液于泡點下回流，回流比R=2Rmin，塔頂易揮發組分的回收率為90%，塔釜為間接蒸汽加熱，試計算提餾段上升蒸汽量。6.某濕物料用熱空氣進行干燥。濕物料的處理量為2000kg/h，初始含水量為15%，要求干燥產品的含水量為0.6%（濕基）。所用空氣的初始溫度為20，濕度為0.03kg/kg干氣，預熱至120。若干燥過程可視為理想干燥過程。試求：為保證熱效率不低于60%，空氣的出口溫度為多少？所需的空氣量為多少kg/h？第5頁重慶理工大學2015年攻讀碩士學位研究生入學考試試題學院名稱：化學化工學院學科、專業名稱：材料化學工程、化學工程考試科目（代碼）：化工原理（809）（A卷）（試題共4頁）注意：1.所有試題的答案均寫在專用的答題紙上，寫在試題紙上一律無效。2.試題附在考卷內交回。單選擇題（每題1分，共10分）1、轉子流量計的主要特點是（）（從流道截面與壓差改變考慮）。A.恒截面、恒壓差B.變截面、變壓差C.恒流速、恒壓差D.變流速、恒壓差。2、操作條件下允許吸上真空度，允許的最大安裝高度為，泵的入口流速為，為吸入管路單位重量液體的阻力損失，則（）。A.B.=C.D.3、自由沉降的意思是（）。A．顆粒在沉降過程中受到的流體阻力可忽略不計B．顆粒開始的降落速度為零，沒有附加一個初始速度C．顆粒在降落的方向上只受重力作用，沒有離心力等的作用D．顆粒間不發生碰撞或接觸的情況下的沉降過程4、用常壓水蒸氣冷凝來加熱空氣，空氣平均溫度為20℃，則壁溫約為（）。A.20℃B.100℃C.60℃D.49.7℃5、用一定狀態的空氣對流干燥方式干燥濕物料時，能除去的水分是（）。A.B.C.D.6、吸收塔設計中，最大吸收率與（）無關。A.液氣比B.液體入塔濃度第1頁C.相平衡常數mD.吸收塔型式7、等板高度反映填料塔的傳質性能，其值越小越好（）。A.對B.錯C.無法判斷D.這句話的前部分正確，后部分不正確8、操作中的精餾塔，保持F、q、xF、D不變，而使R增大，則xD（）、xW（）。（每空0.5分）A.變大B.變小C.不變D.不確定9、下列情況中，（）不是誘發降液管液泛的原因。A.液、氣負荷過大B.過量霧沫夾帶C.塔板間距過小D.過量漏液10、浮閥塔與泡罩塔比較，其最主要的改進是（）。A.簡化塔板結構B.形成可變氣道，拓寬高效操作區域C.提高塔板效率D.增大氣液負荷二、填空題（每題2分，共10分）1、含塵氣體通過長4m、寬3m、高為1m的除塵室，已知顆粒的沉降速度為0.03m/s，則該除塵室的生產能力為（）m3/s。2、恒壓過濾時，濾漿溫度降低，則濾液粘度（），過濾速率（）。3、在填料塔中，用清水逆流吸收混合器中CO2，當水泵發生故障使水量減少時，氣量總傳質單元數NOG將（）。4、吸收因數A=（）。當A<1時，若填料層高度H=∞，則對于逆流吸收塔，氣液兩相將于塔（）達到平衡。5、對填料塔中填料要求其比表面積要大，理由是（）。為了使通過塔的壓降小，應選（）大的填料。三、問答題（每題5分，共30分）1、在蒸汽冷凝時，其冷凝液為層流流動，若要提高蒸汽冷凝的給熱系數，可考慮采取哪些措施？（寫出任兩措施即可）2、試說明為什么在干燥過程中，濕空氣作為干燥介質時，一般都需經過預熱才進入干燥器？（2.5分）簡要說明對流干燥過程既是傳熱過程，又是傳質過程？（2.5分）3、下列計算對流給熱系數的準數關聯式各用在什么情況下？第2頁（1）（2.5分）（2）（2.5分）4、為什么調節流量的閥門一般均不安裝在泵的吸入管路上？5、在氣液吸收操作中，求取最小液氣比有何意義？（1.5分）適宜液氣比如何選擇？（1.5分）增大液氣比對操作線有何影響？（2分）6、在氣液傳質中，什么是氣膜控制？（2.5分）什么是液膜控制？（2.5分）四、計算題（共6題，共100分）1、（15分）用泵將密度為1200kg/m3的鹽水，以25m3/h的流量由地面貯槽經內徑為75mm的無縫鋼管，送入高位槽中，兩槽均為敞口，兩液面間的垂直距離為25m，鋼管總長為120m，管件、閥門等的局部阻力為鋼管阻力的25%，試求泵的軸功率。假設：（1）摩擦系數=0.03；（2）泵的效率。2、（16分）（如圖示循環管路，離心泵的安裝高度Hg=3m，泵特性曲線可近似表示為,式中Q的單位為m3/s。吸入管長（包括全部局部阻力的當量長度）為10m，排出管長（包括全部局部阻力的當量長度）為120m，管徑均為50mm，假設摩擦系數=0.02，水溫20℃，試求：（1）管路內的循環水量為多少？（6分）（2）泵進口的真空度和泵出口的表壓各為多少？（10分）3、（15分）在傳熱面積為20m2的某換熱器中，用溫度為20℃、流量為13200kg/h的冷卻水，冷卻進口溫度為110℃的醋酸，兩流體逆流流動。換熱器剛投入使用時，冷卻水出口溫度為45℃，醋酸出口溫度為40℃，運轉第3頁一段時間后，冷熱流體流量不變，進口溫度不變，而冷卻水的出口溫度降至38℃，試求傳熱系數下降的百分率。水的比熱為4.2kJ/(kg·℃)，熱損失可忽略。4.（18分）擬在常壓填料吸收塔中，用清水逆流吸收廢氣中的氨氣。廢氣流量為2500m3/h（標準狀態），廢氣中氨的濃度為15g/m3（以標準狀態計），要求回收率不低于98%。若吸收劑用量為3.6m3/h，操作條件下的平衡關系為y=1.2x，氣相總傳質單元高度為0.7m。試求：（1）全塔氣相平均吸收推動力；（10分）（2）所需填料層高度。（8分）5、（18分）用熱空氣干燥某濕物料，空氣初始溫度t0=20℃，初始濕度H0=0.006kg水/kg干氣。為保證干燥產品質量，空氣進干燥器的溫度不高于90℃，為此在干燥器中間設置加熱器?？諝饨涱A熱器升溫至90℃通入干燥器，當熱空氣溫度降至60℃時，再用中間加熱器將空氣加熱至90℃，廢氣離開干燥器時的溫度變為60℃。假設兩段干燥過程均視為等焓過程。（1）在濕空氣的H-I圖上定性表示出空氣通過整個干燥器的過程；（5分）（2）汽化每千克水所需的絕干空氣量和所需供熱量。（13分）（濕空氣的焓I=（1.01+1.88H）t+2490HkJ/kg絕干氣）6（18分）、在連續精餾塔中分離某組成為0.5（易揮發組分的摩爾分數，下同）的兩組分理想溶液。原料液于泡點下進入塔內。塔頂采用分凝器和全凝器。分凝器向塔內提供回流液，其組成為0.88，全凝器提供組成為0.95的合格產品。塔頂餾出液中易揮發組分的回收率為96%。若測得塔頂第一層板的液相組成為0.79，試求：（1）精餾段操作線方程；（10分）（2）操作回流比與最小回流比的比值；（5分）（3）若餾出液量為100kmol/h，則原料液流量為多少？（3分）第4頁重慶理工大學2016年攻讀碩士學位研究生入學考試試題學院名稱：化學化工學院學科、專業名稱：材料化學工程、化學工程考試科目（代碼）：化工原理(807)A卷（試題共6頁）注意：1.所有試題的答案均寫在專用的答題紙上，寫在試題紙上一律無效。2.試題附在考卷內交回。一、單選題（每題1分，10題，共10分）1．滯流內層越薄，則以下結論是正確的（）。A．近壁面處速度梯度越??；B.流體湍動程度越低；C．流動阻力越小；D.流動阻力越大；2．安裝在管路中的離心泵，為了降低流量，將離心泵的出口閥關小，則離心泵特性曲線和管路特性曲線將有（）。A.泵特性曲線改變B.兩特性曲線都不變C.兩特性曲線都改變D.管路特性曲線改變3.有一套換熱器，環隙中有119.6℃的蒸汽冷凝，管內的空氣從20℃被加熱到50℃，管壁溫度應接近（）。A．20℃B.50℃C.77.3℃D.119.6℃4.旋風分離器的總的分離效率是指（）。A．顆粒群中具有平均直徑的粒子的分離效率B．顆粒群中最小粒子的分離效率C.不同粒級（直徑范圍）粒子分離效率之和D．全部顆粒中被分離下來的部分所占的質量分率5.某二元理想混合物，其中A為易揮發組分，液相組成=0.5時，相應的泡點溫度為；氣相組成=0.5時，相應的露點溫度為，則與的大小關系為（）。A.＞B.＜C.=D.不確定6.精餾中引入回流，下降的液相與上升汽相發生傳質,使上升的汽相易揮發組分濃度提高，最恰當的說法是（）。A.液相中易揮發組分進入汽相；B.汽相中難揮發組分進入液相；C.液相中易揮發組分和難揮發組分同時進入汽相，但其中易揮發組分較多；D.液相中易揮發組分進入汽相和汽相中難揮發組分進入液相的現象同時發生。7.通常所討論的吸收操作中，當吸收劑用量趨于最小用量時，則下列哪種情況正確（）。A．回收率趨于最高B.吸收推動力趨于最大C．操作最為經濟D.填料層高度趨于無窮大8.已知濕空氣的下列哪兩個參數，利用或圖，可以查得其他未知參數（）。A.（tw，t）B.（td，H）C.（Pv，H）D.（I,tw）9.濕空氣通過換熱器預熱時，該過程的經歷為（）。A.等焓過程B.等相對濕度過程C.等容過程D.等濕度過程10.二元溶液連續精餾計算中，進料熱狀況變化將引起（）。A.平衡線B.平衡線和q線C.平衡線和操作線D.操作線和q線二、填空題（每題2分，5題，共10分。若一題有2空，每空1分）1．用倒U形壓差計測量水流經管路中兩截面的壓力差，指示劑為空氣，現將指示劑改為油，若流向不變，則R（）。2．在對篩板塔進行流體力學校核計算時，如發現單板壓降偏大，則可通過改變（）（任舉一種）等結構參數的方法，使之減小。3．用孔板流量計測量流體流量時，隨流量的增加，孔板前后的壓差值將（）；若改用轉子流量計，則轉子前后的壓差值將（）。4．在下列各因素：濾液的粘度；濾漿的濃度；濾餅的壓縮性指數；過濾面積；濾餅層的空隙率；濾餅層的厚度，其中，與過濾常數K無關的是（）和（）。5.某精餾塔精餾段內相鄰兩層理論板，離開上層板的汽相露點溫度為t1，液相泡點溫度為t2；離開下層板的汽相露點溫度為t3，液相的泡點溫度為t4，試按從大到小的順序將以上四個溫度排列（）。三、問答題（每題6分，5題，共30分）1、有一并聯管路如圖所示，兩段管路的流量、流速、管徑、管長以及流動阻力損失分別為以及若，則：（1）h(f1)/h(f2)=。（2分）A.2B.4C.1/2D.1/4E.1（2）當管路中流體均做層流流動時，V(1)/V(2)=。（2分）A.2B.4C.8D.1/2E.1（3）當兩段管路中流體均作湍流流動時，并取λ(1)＝λ(2)，則Ｖ(1)/Ｖ(2)=。（2分）

A.2；B.4;C.8;D.1/2;E.1/42、在熱傳導中，管外絕熱層材料包的越厚，熱損失越少，對嗎？（3分）為什么？（3分）3、如圖所示，有一敞口高位槽，由管線與密閉的低位水槽相連接，在什么條件下，水由高位槽向低位槽流動？（3分）為什么？（3分）4、影響重力沉降速度的主要因素是什么？（3分）為了增大沉降速度以提高除塵器的生產能力，你認為可以采取什么措施？（3分）5、當解吸因素為1時，如何求傳質單元數？四、計算題（共6題，共100分）1、（15分）如圖所示，用泵將水由低位槽達到高位槽（均敞口，且液面保持不變）。已知兩槽液面距離為20m，管路全部主力損失為5m水柱，泵出口管路內徑為50mm，其上裝有U形管壓力計，AB長為6m，壓力計指示液為汞，其讀數R為40mm，R’為1200mm，H為1m，設摩擦系數為0.02，求：（1）泵所需的外加功（J/kg）;（5分）（2）管路流速（m/s）;（5分）（3）A截面壓力（MPa）。（5分）2、（15分）用離心泵將水送至10m高的高位槽處（如圖所示），輸送量V=30，管路總長l=150m（包括局部阻力的當量長度），管子尺寸均為Φ114mm×4mm，取摩擦阻力系數=0.02，試問：（1）如果選用的離心泵的特性曲線方程為：。式中V的單位為，H的單位為m，該泵是否適用？(9分)（2）該泵正常運轉后，管路實際流量是多少?(6分)3、（20分）一套管換熱器，外管為Φ83mm×3.5mm，內管為Φ57mm×3.5mm的鋼管，有效長度為60m。套管用120℃的飽和水蒸汽冷凝來加熱內管中的油。蒸汽冷凝潛熱為2205，油的流量7200，密度為810。比熱容為2.2，進口溫度為30℃，出口溫度為80℃。試求：（1）蒸汽的用量；（7分）（2）傳熱系數；（7分）（3）如油的流量和加熱溫度不變，加熱蒸汽壓力不變，現將內管直徑改為Φ47mm×3.5mm的鋼管，求管長為多少？管內油的流動類型為湍流，可忽略管壁熱阻和蒸汽側熱阻。（6分）4、（15分）連續精餾塔分離二元理想混合溶液，已知某塔板的氣、液組成分別為0.83和0.69，相鄰上層塔板的液相組成為0.77，而相鄰下層塔板的氣相組成為0.78（以上均為輕組分A的摩爾分數，下同）。塔頂為泡點回流。進料為飽和液體，其組成為0.46。若已知塔頂與塔底產量比為2/3。試求：（1）精餾段操作線方程；（7分）（2）提餾段操作線方程。（8分）5、（20分）在常壓逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空氣中某溶質A，進塔氣體中溶質A的含量為8%（體積%），吸收率為98%，操作條件下的平衡關系為y=2.5x，吸收劑用量為最小用量的1.2倍，試求：（1）水溶液的出塔濃度。（7分）（2）所需氣相總傳質單元數。（7分）（3）若氣相總傳質單元高度為0.6m，現有一填料層高度為6m的塔高，問該塔是否合用。（6分）6、（15分）在常壓連續干燥器中，將處理量為0.417kg/s的濕物料自含水量為47%干燥到5%（均為濕基），采用廢氣循環操作，新鮮空氣與廢氣混合后經預熱器加熱，再送入干燥器。循環比（廢氣中絕干空氣質量與混合氣中絕干空氣質量之比）為0.8，新鮮空氣的濕度H0為0.0116kg水/kg絕干氣，溫度為22℃，廢氣的濕度H2為0.0789kg水/kg絕干氣，溫度為52℃，假設干燥過程為絕熱過程，預熱器損失可以忽略不計，試計算干燥過程的耗熱量。（12分）并在H-I圖上定性繪制出濕空氣的狀態變化過程。（3分）已知：絕干空氣的比熱為1.01kJ/(kg·℃)，水蒸氣的比熱為1.88kJ/(kg·℃)，0℃時水蒸氣的潛熱為2490kJ/kg。重慶理工大學2017年攻讀碩士學位研究生入學考試試題學院名稱：化學化工學院學科、專業名稱：材料化學工程、化學工程考試科目（代碼）：化工原理（817）（A卷）（試題共6頁）注意：1.所有試題的答案均寫在專用的答題紙上，寫在試題紙上一律無效。2.試題附在考卷內交回。一、單選擇題（每空1分，共10分）通常流體粘度μ隨溫度t的變化規律為（）。t升高、μ減小t升高、μ增大C.對液體粘度t升高μ減小，對氣體則相反D.對液體t升高μ增大，對氣體則相反有人希望使管壁光滑些，于是在管道內壁上涂上一層石蠟，倘若輸送任務不變，流體流動屬層流區，流動的阻力將會（）。變大B.變小C.不變D.阻力的變化取決于流體和石蠟的浸潤情況離心泵的調節閥開大時()。A.吸入管路的阻力損失變小B.泵出口的壓力減少C.泵入口處真空度減少D.泵工作點的揚程升高要除去氣體中含有的5mm~50mm的粒子。除塵效率小于75%，宜選用（）。降塵室B.旋風分離器C.離心機D.電除塵器穩定間壁傳熱時，各層的溫度降與各相應層的熱阻(）。A.成正比B.成反比C.沒關系D.成指數關系如果某精餾塔的加料口原在第七塊板(自塔頂向下計數)，現操作工自第四塊板加入，可能是下列原因中的()使他這樣做。A.生產量加大，料液增加了B.生產任務減少，料液減少了C.料液中過冷液態改為飽和液態D.料液中飽和液態改為過冷液態提高傳質系數以便強化吸收過程，對氣膜控制過程，應采用（）。升高溫度，增大總壓，減慢氣流速度B.降低溫度，減少總壓，增加氣流速度C.降低溫度，增大總壓，增加氣流速度D.升高溫度，減少總壓，減慢氣流速度對于一定干球溫度的空氣，當其濕度越大，濕球溫度就()。A.越低B.越高C.不變D.不確定用一定狀態的空氣（濕球溫度為，露點為）干燥某物料。已知物料的臨界含水量為20%（濕基）。現將該物料從初始含水量0.3（干基，下同）干燥至0.23，則此時物料表面溫度滿足()；若將物料進一步干燥至0.05，則物料表面溫度滿足()。A. B. C.D. E. F.二、填空題（每空1分，共20分）孔板流量計的流量系數為C0，文丘里流量計的流量系數為CV，它們之間通常為：C0CV。依靠實現顆粒沉降的過程稱為離心沉降；離心沉降分離懸浮物系比重力沉降有效的多，這是因為離心力場強度不是常數，它隨和而變化。用板框壓濾機過濾水懸浮液，當懸浮液的溫度提高時，過濾速率將；當懸浮液的濃度提高時，過濾速率將；若濾餅不可壓縮，當操作壓力加倍時，過濾速率將。列管換熱器中，用飽和水蒸汽加熱空氣。空氣走管內，蒸汽走管間，則管壁溫度接近的溫度，總傳熱系數接近的對流傳熱系數。吸收操作時，吸收塔總壓增加一倍，相平衡常數m倍，增加壓力對吸收操作。表示填料特性的參數有_____________、_____________、_____________，選擇填料時一般要求_____________、_____________、_____________。在總壓101.33kPa，溫度20℃下(已知20℃下水的飽和蒸汽壓為2.334kPa)，某濕空氣的水汽分壓為1.603kPa，現空氣溫度保持不變，將總壓升高到250kPa，則該空氣的水汽分壓為________。已知在常壓、25℃下水分在某濕物料與空氣之間的平衡關系為：相對濕度時，平衡含水量kg水/kg絕干料；相對濕度時，平衡含水量kg水/kg絕干料?，F將濕基含水量為20%的該物料，與25℃、的空氣接觸，則該物料的自由含水量為_________kg水/kg絕干料，非結合水分量為_________kg水/kg絕干料。三、問答題（每題3分，共15分）離心泵和往復泵的啟動和調節不同之處有哪些？在斯托克斯區域內，溫度升高后，同一固體顆粒在液體和氣體中的沉降速度增大還是減小？為什么？換熱器中用飽和蒸汽加熱水，過一段時間后發現傳熱阻力迅速加大，這可能的原因是什么？某同學在設計篩孔塔塔板（該塔用的是平直堰）時得到如下圖所示的負荷性能圖：設計點（1）請說明圖中線①、線②、線③、線④、線⑤分別代表什么線；（2分）設計點（2）你認為該同學的設計結果是否合理，并給出建議。（1分）將20℃相對濕度為80%的濕新鮮空氣在預熱器中進行預熱，加熱到80℃，對濕物料進行等焓干燥，空氣離開干燥器時的溫度為50℃，試在下圖所示的H-I圖中標明空氣進出干燥器時的狀態和過程。四、計算題（共6題，共105分）（15分）如圖所示，水以3.78L/s的流量流經一擴大管段，已知d1＝40mm，d2＝80mm，倒U形壓差計中水位差R＝170mm，試求：（1）水流經擴大管段的摩擦損失hf。（10分）d1d2（2）如將粗管一端抬高，使管段成傾斜放置，而流量不變，問此時R讀數有何變化？（5分）d1d2（20分）采用離心泵將水從水池送至一加壓塔中，輸水管路如下圖所示。加壓塔塔頂的表壓強為49kpa。離心泵的特性曲線可以表示為，式中，H的單位為m，Q的單位為m3/h。管道直徑均為108×4mm。泵出口閥全開時，管路系統吸入段管長為50m（包括全部局部阻力的當量長度，下同），排出管線長度為275m。離心泵的效率為=0.65。其它數據如圖所示。系統為穩態流動，水池液面高度保持不變。設水在輸水管路的流動已進入阻力平方區，管內流體流動摩擦系數為0.024。水的密度為998kg/m3，試求：寫出輸水管路的管路特性曲線方程（5分）；離心泵的流量及壓頭；（2分）泵的有效功率和軸功率；（3分）離心泵入口真空表的讀數；（5分）該輸水管路要求通過調節泵出口閥使流量達到40m3/h。因調節流量多消耗在閥門上的局部阻力是多少。（5分）（20分）選擇一冷凝器用冷卻水將酒精精餾塔的塔頂產品蒸氣冷凝成飽和液體，塔頂蒸氣量為0.4kg/s，其平均潛熱為1048kJ/kg，飽和溫度約為78℃，蒸氣走管外，其冷凝傳熱系數為3000W/(m2·℃)。設計冷卻水的進出口溫度分別為25℃和35℃，其平均比熱容為4.171kJ/(kg·℃)，密度為996kg/m3，粘度為8×10-4pa﹒s，導熱系數為0.62W/(m·℃)。求冷卻水用量(kg/s)；（5分）某廠提供一種單管程的冷凝器，列管數100根，管長1.2m，管徑23×1.5mm，計算確定該冷凝器能否完成冷凝任務。（注：管壁熱阻及污垢熱阻均可被忽略不計）（15分）（15分）某二元理想混合液中易揮發組分的含量為0.50（摩爾分數，下同），用常壓連續精餾塔分離，要求塔頂產品濃度為0.97，進料為氣、液混合物，其中蒸汽量占2/5。塔頂采用分凝器，由其中引出的飽和液體作為回流液送入塔內，引出的蒸汽送入全凝器中冷凝作為產品排出。已知操作條件下體系的平均相對揮發度為2.5，回流比采用最小回流比的2.2倍。試求（1）原料氣中氣相和液相的組成；（5分）（2）由塔頂第一塊理論板上升的蒸汽組成。（10分）（20分）在一填料塔中，用含苯0.0001（摩爾分數，下同）的洗油逆流吸收混合氣體中的苯。已知混合氣體的流量為2400m3/h（標準狀態），進塔氣中含苯0.06，要求苯的吸收率為90%。該塔塔徑為0.6m，操作條件下的平衡關系為Y=2.4X，氣相總傳質單元高度為1.4m，實際操作液氣比為最小液氣比的1.3倍，洗油摩爾質量為170kg/kmol。試求：吸收劑用量（kg/h）；（8分）出塔洗油中苯的含量X1；（2分）氣相總體積傳質系數KYa（kmol/（m3.s））；（5分）所需填料層高度，m。（5分）（15分）在常壓絕熱干燥器內干燥某物料，將1000kg/h的濕物料從最初含水量20%降到2%(均為濕基)，空氣的t0=20℃，H0=0.01kg水/kg絕干氣，經預熱至100℃后進入干燥器，廢氣的溫度為60℃。求:完成上述干燥任務所需的濕空氣量（kg/h）；（12分）空氣經預熱器所獲得的熱量（kJ/h）。（3分）重慶理工大學2018年攻讀碩士學位研究生入學考試試題學院名稱：化學化工學院學科、專業名稱：材料化學工程、化學工程考試科目（代碼）：化工原理（820）（A卷）（試題共5頁）注意：1.所有試題的答案均寫在專用的答題紙上，寫在試題紙上一律無效。2.試題與答題紙裝入原信封內交回。一、單選擇題（每題1分，共10分）流體在圓形直管中流動時，若其已進入阻力平方區，則摩擦系數λ與雷諾數Re的關系為（）。A．Re增加，λ增大B．Re增加，λ減小C．Re增加，λ基本上不變D．Re增加，λ先增加大后減小由閥門全開的條件算出在要求流量Q時管路所需揚程為He，在離心泵的性能曲線上查得與Q對應的揚程為H，H>He，在流量為Q時泵的效率為h，則泵的軸功率N為（）。A.B.C.D.離心泵最常用的調節方法是（）。A.改變吸入管路中閥門的開度B.改變壓出管路中閥門的開度C.安置回流支路，改變循環量的大小D.車削離心泵的葉輪推導過濾基本方程式的一個最基本的依據是（）。A.濾液通過濾餅時呈湍流流動B.假定濾渣大小均一C.濾液通過濾餅時呈層流流動D.假設過濾介質的阻力可忽略為了在某固定空間造成充分的自然對流，有下列兩種說法：（1）加熱器應置于該空間的上部；（2）冷凝器應置于該空間的下部。正確的結論應該是（）。A.這兩種說法都對B.這兩種說法都不對C.第一種說法對，第二種說法錯D.第一種說法錯，第二種說法對精餾過程的操作線是直線，主要基于（）。A.理論板假設B.理想物系C.塔頂泡點回流D.恒摩爾流假設據雙膜理論，當被吸收組分在液體中的溶解度很小時，以液相濃度表示的總傳質系數（）。A.大于氣相分傳質系數B.近似等于液相分傳質系數C.小于氣相分傳質系數D.近似等于氣相分傳質系數某逆流吸收塔在操作時因某種原因使吸收劑入塔量減少，以致操作時的液氣比小于原定的最小液氣比，則發生下列情況（）。A.液體出塔濃度增加，回收率不變B.液體出塔濃度不變，氣體出塔濃度增加C.液體出塔濃度和氣體出塔濃度均增加D.在塔的下部將發生解吸現象改變塔的結構參數，會對塔板的負荷性能圖有影響。如下敘述正確的是（）增大塔徑，則溢流液泛線下移減小板間距，過量液沫夾帶線上移增加降液管截面積，則過量液沫夾帶線下移減小板間距，則溢流液泛線上移指出下列哪一個參量與空氣的溫度無關（）。A.相對濕度B.濕球溫度計C.露點溫度 D.絕熱飽和溫度二、填空題（每空1分，共20分）SI制中黏度的單位為______，其物理意義為______。隨溫度的升高，液體的黏度______，氣體的黏度______。用倒U型壓差計測量水流經管路中兩截面的壓力差，指示劑為空氣，現將指示劑改為油，若流向不變，則R______。當喉徑與孔徑相同時，文丘里流量汁的流量系數Cv比孔板流量計的流量系數Co______，文丘里流量計的能量損失比孔板流量計的能量損失______。顆粒在靜止流體中的沉降過程可分為兩個階段，第一階段為______，第二階段為______。某板框壓濾機的框的尺寸為：長×寬×厚=810mm×810mm×25mm，若該機有10塊框，其過濾面積約為______m2。在通過兩層平壁的定態熱傳導過程中，各層平壁厚度相同，接觸良好。若第一層兩側溫度分別為150℃和100℃，第二層外表面溫度為50℃，則這兩層平壁的熱導率1、2的關系是______。某二元理想混合物，其中A為易揮發組分，液相組成xA=0.5時，相應的泡點為t1；與之平衡的汽相組成yA=0.7，相應的露點溫度為t2。則t1與t2的大小關系為______。對于極易溶的氣體，液相一側的界面濃度xi接近于______。在填料塔的壓降曲線上，有______和______兩個轉折點，這兩個轉折點將曲線分成三個區，它們分別是______、______和______。恒速干燥過程中，如果其他條件不變，空氣的相對濕度增大，干燥速率將______；空氣的相對濕度達到飽和，干燥速率將為______。三、問答題（每題3分，共15分）為什么旋風分離器的直徑D不宜太大？（1.5分）當處理的含塵氣體量大時，采用旋風分高器除塵，要達到工業要求的分離效果，應采取什么措施？（1.5分)提高傳熱速率的措施有哪些（至少寫3條）？（每條1分,滿分3分）精餾塔中，什么位置為適宜的進料位置？（1.5分）為什么？（1.5分）在一個低濃逆流吸收塔操作中，若其他操作條件不變，而液量與氣量成比例增加，試定性分析出塔氣體濃度Y2、出塔液體濃度X1的變化趨勢，（1.5分）并請在X－Y圖上示意畫出變化前后的操作線和平衡線。假設體系為氣膜控制。（1.5分）板式塔的負荷性能圖由哪幾條線組成？（2.5分）何謂操作彈性？（0.5分）四、計算題（共6題，共105分）（共15分）水以15m3/h的流量流過傾斜收縮管，如圖所示。管內徑由100mm縮小到50mm。A、B兩點的垂直距離為0.1m。在兩點間連接一U形壓差計，指示劑的密度為1590kg／m3。若收縮管A-B的阻力系數為0.3，試求：（1）（10分）U形管中兩側的指示劑液面哪側高，相差多少mm?（2）（5分）若保持流量及其他條件不變，而將管路改為水平放置，則壓差計的讀數是否會變化，為什么？（共15分）某離心泵在轉速為2900r/min下的特性方程為H=30-10.1Q2（式中H以m表示，Q以m3/min表示），當泵出口閥門全開時管路特性曲線方程為：，式中H和He以m表示，Q以m3/min表示）試求：（1）（5分）閥門全開時，流量Q為多少？（2）（10分）現由于生產任務改變，所需流量變為0.249m3/min，某同學擬用改變轉速方法來改變流量，你認為該方法是否可行？若行，請定量求出該泵轉速應改變為多少？

（共15分）在套管換熱器中用120℃的飽和蒸汽于環隙間冷凝以加熱管內湍流的苯。苯的流量為4000kg/h，比熱容為1.9kJ/(kg·℃)，溫度從30℃升至60℃。蒸汽冷凝傳熱系數為1×104W/(m2·℃),換熱管內側污垢熱阻為4×10-4m2·℃/W，忽略管壁熱阻、換熱管外側污垢熱阻及熱損失。換熱管為φ54×2mm的鋼管，有效長度為12m。試求：（1）（5分）飽和蒸汽流量（kg/h）（其冷凝潛熱為2204kJ/kg）；（2）（5分）管內苯的對流傳熱系數αi(kW/(m2.K))；（3）（5分）當苯的流量增加50%、但其他條件維持不變時，苯的出口溫度為多少℃？（共20分）用一精餾塔分離某二元理想混合液，進料量為300kmol/h，其中易揮發組分的摩爾分率為0.5，進料為飽和液體，塔頂采用全凝器且為泡點回流，塔釜采用間接蒸汽加熱。已知兩組分間的平均相對揮發度為2.0，精餾段操作線方程為，塔底產品中易揮發組分的摩爾分率為0.05，試求：（4分）操作回流比、塔頂產品中易揮發組分的摩爾分率；（4分）塔頂產品的流量和塔頂產品中易揮發組分的回收率；（4分）精餾段的氣相負荷、提餾段的液相負荷（kmol/h）；（2分）實際回流比是最小回流比的多少倍；（2分）提餾段操作線方程和q線方程；（2分）塔頂第2塊理論板上升蒸汽的組成；（2分）若塔頂第1塊實際板的液相默弗里板效率為0.62，求塔頂第1塊實際板下降液體的組成。（共20分）在常壓逆流操作的填料塔內，用純溶劑s吸收混合氣體中的可溶組分A。入塔氣體中A的摩爾分率y=0.03（摩爾分率），要求其吸收率為95%。已知操作條件下mV/L=0.8（m可取作常數），平衡關系為Y=mX，與入塔氣體成平衡的液相濃度x1*=0.03（摩爾分率）。試計算：（1）（10分）操作液氣比為最小液氣比的倍數。（2）（5分）吸收液的出塔濃度X1（摩爾分率）。（3）（5分）完成上述分離任務所需的氣相總傳質單元數NOG。（共20分）某常壓操作的干燥器的參數如附圖所示。其中：空氣狀況t0=20℃，H0=0.01kg/kg干氣，t1=120℃，t2=70℃，H2=0.05kg/kg干氣；物料狀況：℃，℃，含水量，，絕干物料比熱容kJ/(kg?℃)。干燥器的生產能力為53.5kg/h(以出干燥器的產物計)，干燥器的熱損失忽略不計。試求：（1）（10分）空氣用量為多少kg/h？（2）（5分）預熱器熱負荷為多少kJ/h？（3）（5分）應向干燥器補充的熱量為多少kJ/h?重慶理工大學2019碩士學位研究生入學考試試題學院名稱：化學化工學院學科、專業名稱：化學工程與技術、化學工程（專業學位）考試科目（代碼）：化工原理820（A卷）（試題共5頁）注意：1.所有試題的答案均寫在專用的答題紙上，寫在試題紙上一律無效。2.試題附在考卷內交回。一、單項選擇題（每題1分，共15分）流體流過圓形直管時內摩擦力集中在________。A、近壁處B、管心處C、到處都一樣D、根據流動狀態確定流體在管內做層流流動時，質點沿管軸做有規則的________運動。A、垂直B、平行C、圓周D、繞行某液體在內徑為d1的水平管路中定態流動，其平均流速為u1，當它以相同的體積流量通過內徑為d2（d2=d1/2）的管子時，平均流速將變為原來的________倍。A、2B、4C、8D、16離心泵銘牌上標明的揚程可理解為________。A、該泵在規定轉速下可以將20℃的水升揚的高度B、該泵在規定轉速及最高效率下可以將20℃的水升揚的高度C、該泵在規定轉速及最高效率下對20℃的水提供的壓頭D、該泵在規定轉速下對20℃的水提供的壓頭如本題附圖所示，兩臺型號相同的離心泵輸送同一種液體，離心泵安裝高度，兩泵的管路條件相同，則_______。A、Q1=Q2，H1=H2B、Q1=Q2，H1<H2C、Q1>Q2，H1<H2D、Q1>Q2，H1>H2某降塵室長L、高H、寬B，如附圖所示，能將流量的含塵氣體中直徑為d的粒子全部沉降下來，今想將2的相同含塵氣流進行同樣效果的除塵，在保持其他尺寸不變的情況下，單方面地按_______方式改選設備。A、將高度H增加1倍B、將高度H減小到原來的0.5倍C、將長度L增加1倍D、將長度L減小到原來的0.5倍從傳熱角度來看，工業鍋爐與工業冷凝器的設計是依據_______現象來考慮的。A、核狀沸騰和滴狀冷凝B、膜狀沸騰和膜狀冷凝C、核狀沸騰及膜狀冷凝D、膜狀沸騰及滴狀冷凝傳質速率NA等于擴散通量JA的條件是_______。A、單向擴散B、等分子反向擴散C、湍流流動D、穩態過程某精餾塔的理論板數為11塊(包括塔釜)，全塔效率為0.5，則實際塔板數(不包括塔釜)為_______。A、20