江南大学食品学院食品科学与工程专业
802化工原理（含实验）
重点、难点及模拟测试题
目录
第一部分专业课考试科目剖析 (2)
第二部分知识点串讲 (3)
一、流体流动 (3)
二、流体输送机械 (3)
三、非均相物系的分离 (4)
四、传热 (4)
五、蒸馏 (4)
六、吸收 (5)
七、液液萃取及干燥 (5)
第三部分应试技巧 (6)
第四部分模拟测试题及答案 (7)
2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（一） (7)
2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（二） (10)
2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（三） (13)
2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（一）答案解析 (16)
2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（二）答案解析 (19)
2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（三）答案解析 (23)
第一部分专业课考试科目剖析
一、考试题型
填空：30分
计算：30分*4=120分
二、考试重点
主要是三传：动量传递、传热、传质，其中动量传递对应着课本上的流体流动和其输送机械泵，传热对应着课本上的传热章节，而传质则对应于课本上的蒸馏、吸收及干燥等内容。
三、科目剖析
化工原理是化工及相近专业的综合性技术专业基础主干课程，理论与实际紧密相连，在化学工程与工艺专业课程设置中占有重要的地位和作用。根据以往化工原理的考试大纲，主要内容是流体流动与输送机械、非均相物系的分离、传热、蒸馏、吸收、萃取及干燥等单元操作，利用这些单元操作概念和公式去解决工程问题，所以复习中，重点要放在对概念的理解和对公式的应用上。在考试过程中，也会遇到把多个单元操作结合起来的现象，这就增加了些难度，常被视为难点，但只要从各个单元操作着手，问题还是会很快迎刃而解的。
第二部分知识点串讲
一、流体流动
1、公式：
静力学方程：P=P0+ρgh
连续性方程：u1A1ρ1=u2A2ρ2（稳态流动）
u1A1=u2A2（不可压缩流体）
u1d12=u2d22（圆管）
伯努利方程：（三种形式）
阻力公式：包括直管阻力和局部阻力
2、重要概念：
连续性介质模型、等压面、牛顿黏性定律、牛顿型流体与非牛顿型流体黏度及其影响因素、雷诺数、流动类型
层流与湍流的本质区别
量纲分析法本质
边界层概念
设备及仪表等
二、流体输送机械
1、离心泵（重点）：
结构、工作原理
影响特性曲线的因素
流量调节
泵的组合操作
安装高度
气缚、气蚀现象
2、往复泵（与离心泵对比）：
工作原理、特性曲线的形状、流量调节方法、安装
3、通风机（与离心泵对比）：
主要性能参数：风量、风向、功率、效率
特性曲线的形状
三、非均相物系的分离
1、过滤：
过滤速度公式
洗涤速度公式
恒压过滤方程
恒速过滤方程
重要概念：滤浆、滤饼、过滤介质、滤液、生产能力
设备：板框机、叶滤机、转筒真空过滤机
2、沉降：
自由沉降的斯托克斯公式
离心沉降的速度公式
重要概念：自由沉降、离心沉降、沉降速度、影响沉降速度的因素、离心分离因素设备：沉降室、旋风分离器
四、传热
基本概念：
热阻与温度差成正比
若稳态导热则：平壁的各层热通量相同，而圆筒壁的热通量不同
对流传热的主要热阻集中在层流底层内，影响因素很多
蒸汽冷凝方式
冷凝的影响因素
液体沸腾的方式、沸腾曲线、影响沸腾的因素
辐射传热的一些基本概念
五、蒸馏
1、平衡蒸馏
理论板概念以及恒摩尔流假定
物料衡算和操作线方程
进料热状况的影响
回流比的影响和选择
塔高和塔径的计算
2、其他蒸馏
简单蒸馏
复杂蒸馏
间歇蒸馏
特殊蒸馏：恒沸蒸馏、萃取蒸馏等
六、吸收
1、吸收
气体吸收的相平衡关系
相平衡关系在吸收过程中的应用
传质机理和吸收速率
吸收过程的机理
吸收速率方程
吸收塔的计算
影响吸收过程因素分析
2、解吸
七、液液萃取及干燥
1、液液萃取
萃取的基本原理
三元体系的液液相平衡
萃取过程的计算：单级萃取、多级错流萃取、多级逆流萃取等2、干燥
干燥的原理及必要条件
湿空气的性质以及湿焓图
干燥过程的物料衡算与热量衡算
固体物料在干燥过程中的平衡关系和速率关系
第三部分应试技巧
一、合理规划日程表
化工原理属于理工科类的，做题需要静下心来投入的做，所以复习时可以把自己学习效率最高的时段安排来复习化工原理，并且要保证每天都看化工原理的知识或做相关的题。也就是说，定一个复习计划，要有集中的时间和安静的环境，尽量减少干扰，保证能集中注意力。
二、复习要诀
复习要围绕一个中心内容来进行。从内容上来说不要超越教学大纲，也不要离开教材范围；每次复习的内容不要太多，要适当。
要做好复习的前期准备工作。平时要利用零星时间，把与复习有关的书、笔记、作业试卷、参考题准备好，以便复习时综合比较，避免浪费时间。
认真做好复习笔记。在复习中应及时把自己思考总结出的完整而系统的知识记下尽量简明，有的可用图表。汇总起来，就是编织的知识之网。由厚厚一本书变成薄薄几页纸上的东西，既起到提纲挈领又有利于下次复习，强化记忆的作用。
用回忆法进行复习。在复习每个具体问题时，最好先独立想一想再看书；在复习每第二个章节时，最好先把前面的回忆一下。在全面复习完后，最好把整个的知识点在脑中过一次电影。
要适当看点题，做点题。在复习知识的同时再做些题目练一练。做题时应先回忆解题思路。做题应围绕复习的中心选题，题目宜精不宜多，应注意题目的类型和综合性。
三、其他准备
复习过程中要注意作息，首先要保证以一个好身体投入复习，其次要保持良好的心态，积极地投入复习，尽量少受周围不良情绪的影响。
第四部分模拟测试题及答案
2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（一）
考试科目：化工原理（含实验） 共3页 （所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效） 一、概念题（30分，每空或每选择1.5分）
1、SI 制中黏度的单位为__________,其物理意义为_____________。随温度的升高，液体的黏度__________,气体的黏度_____________。
2、某孔板流量计，当水流量为q V 时，U 型压差计读数R=600mm （指示液30/3000m kg =ρ），若改用30/6000m kg =ρ的指示液，水流量不变，则读数R 变为_____________mm 。
3、用板框过滤机在恒压下过滤悬浮液。若滤饼不可压缩，且过滤介质阻力可忽略不计。
当其他条件不变，过滤面积加倍，则获得的滤液量为原来的_____倍；
当其他条件不变，过滤时间减半，则获得的滤液量为原来的_____倍；
当其他条件不变，过滤压强加倍，则获得的滤液量为原来的_____倍。
4、难溶气体的吸收过程属于________控制过程，传质总阻力主要集中在_______侧，提高吸收速率的有效措施是提高________相流体的流速和湍动程度。
5、萃取是利用原料液中各组分_____的差异而实现分离的单元操作。
6、空气在进入干燥器前必须预热，其目的是________和_________。
7、物料的平衡水分______结合水分（一定是、不是、不一定是）。
8、精馏塔板负荷性能图中包含的5条线是______、_______、_______、________、_______。
二、（30分）水以60 m3/h 的流量在一倾斜管中流过，此管中内径由100 mm 突然扩大到200 mm ，A、B两点的垂直距离为0.2 m 。在此两点间连接一U型压差计，指示液为四氯化碳，其密度为1630 kg/m3。若忽视阻力损失，试求：（1）U型管两侧的指示液液面哪测高，相差多少毫米？（2）若将上述扩大管道改为水平放置，压差计
的读数有何变化？
三、（30分）在逆流操作的单程管壳式换热器中，热气体将2.5 kg/s 的水从35℃加热到85℃。热气体温度由200℃降到93℃。水在管内流动。已知换热器的总传热系数为180W/(m2*℃)，水和气体的比热容分别为4.18KJ/（kg*℃）和1.09KJ/(kg*℃)。若水的流量减小一半，气体流量和两流体进口温度均不变，试求：
（1）水和空气的出口温度； （2）传热量减小的百分数。
四、（30分）在填料塔内逆流吸收空气-氨混合气中的氨，进塔气中含氨4.0%（体积），要求回收率η为0.96，气相流率V 为0.35kg/(m 2*s)。采用的液气比为最小液气比的1.6倍，平衡
关系为x y 92.0*=，总传质系数αy K 为0.043kmol/(m 3*s)。试求： （1）塔底液相浓度x 1; （2）所需填料层高度Z 。
五、（30分）已知某精馏塔操作以饱和蒸汽进料，操作线方程分别如下：
精馏线：2714.07143.0+=x y ，提馏线：01.025.1-=x y ，试求该塔操作的回流比、进料组成及塔顶、塔底产品中轻组分的摩尔分率。
2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（二）
考试科目：化工原理（含实验） 共3页 （所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效） 一、概念题（30分，每空或每选择1.5分）
1、用孔板流量计测量流体流量时，随流量的增加，孔板前后的压差值将______;若改用转子流量计，则转子前后压差值将__________。
2、离心泵开启前必须先灌泵，其作用是为了防止_______，而后需关闭出口阀再启动，其目的是___________；离心泵的安装高度不当，会发生__________。
3、在相同的操作压力下，当洗涤液与滤液的黏度相同时，板框式过滤机的洗涤速度W dt dV )(
是最终过滤速度E dt
dV
)(的_______，其原因是洗涤液通过的滤饼层厚度和面积分别是过滤终了时的______和______。 4、大容积液体沸腾现象有_____沸腾和_____沸腾之分，工业上的沸腾传热装置一般是按______沸腾设计的。
5、物料的平衡含水量取决于___和____，而结合水分量仅____与有关。
6、恒定干燥条件下，物料的干燥过程通常分_____和_____两个阶段，其分界处物料的含水量称为______。
7、塔板上的气液接触状态有_____、_____和_______三种。 二、（30分）两贮罐中均装有密度为800 kg/m 3 的油品，用一根管路连通（见图）。两贮罐的直径分别为1.2 m 和0.48 m ，贮罐1中的真空度为1.2*104 Pa 且维持恒定，贮罐2与大气相通。当阀门F 关闭时，
贮罐1、2内的液面高度分别是2.4 m ，1.8 m 。试判断阀门开启后油品的流向，并计算平衡后两贮罐新的液面高度。
三、（30分）一列管式冷凝器，换热管规格是mm mm 5.225?φ，其有效长度为3.0m 。冷凝剂以0.7m/s 的流速在管内流过，其温度由20℃升至50℃。流量为5000kg/h ，温度为75℃以饱和有机蒸汽在壳程冷凝为同温度的液体后排出，冷凝潜热为310KJ/kg 。已测得蒸汽冷凝传热系数为800 W/(m 2*K)，冷却剂的对流传热系数为2500 W/(m 2*K)。冷却剂侧的污垢热阻为0.00055 m 2*K/W ，蒸汽侧污垢热阻和管壁热阻忽略不计。试计算该换热器的传热面积，并确定该换热器中换热管的总根数及管程数。
四、（30分）有一吸收塔，填料层高度为3m ，在常压、20℃用清水来吸收氨和空气混合气体中的氨。吸收率为99%，进口气体中含氨6%（体积百分数），进口气体速率为580kg/m 2*h ，进口清水速率为770kg/m 2*h ，假设在等温条件下逆流吸收操作，平衡关系x y e 9.0=，且αG K 与气体质量流速的0.8次方成正比，分别计算改变下列操作条件后，达到相同分离程度所需填料层高度。
（1）将操作压强增加一倍（P=202.6kPa ），其他条件不变。
（2）将进口清水量增加一倍，其他条件不变。
（3）将进口气体流量增加一倍，其他条件不变。
五、（30分）苯、甲苯双组分混
合液用如图所示的设备进行常压
连续蒸馏操作，设备内不设塔板，
原料以其泡点温度直接加入设有
盘管式加热器的塔釜中，进料量
为100kmol/h，进料中苯的摩尔分
数为0.7。要求塔顶产品中苯的摩尔分数不低于0.8，塔顶采用分凝器，它将50%的塔顶蒸汽冷凝后作为回流液返回塔内。已知体系的相对挥发度为2.46。问塔顶、塔底产量为多少？并求该塔操作线方程。
2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（三）
考试科目：化工原理（含实验） 共3页 （所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效） 一、概念题（30分，每空或每选择1.5分）
1、有一并联管路，其两支管的流量、流速、管径、管长及流动能量损失分别为1
V q 、u 1、d 1、l 1、1
f W 和2V q 、u 2、d 2、l 2、2
f W 。已知d 1=2d 2，
l 1=3l 2，流体在两支管中均为层流流动，则1
f W /2
f W =____________，
1V q /2V q =____________，u 1/u 2=_________。
2、现用离心泵向高压容器输送液体，若将高压容器改为常压，其他条件不变，则该泵输送的液体量__________，轴功率__________。
3、在下列各因素中，与过滤常数K 无关的是_________和_________。 滤液的黏度；滤浆的浓度；滤饼的压缩性指数；过滤面积；滤饼层的空隙率；滤饼层的厚度
4、降尘室和旋风分离器的临界颗粒直径是指__________________。
5、饱和蒸汽冷凝时，壁温与饱和蒸汽的温差越大，则冷凝传热系数越______。
6、某精馏塔精馏段内相邻两层理论板，离开上层板的气相露点温度为t 1，液相泡点温度为t 2；离开下层板的气相露点为t 3，液相泡点温度为t 4。试按从大到小的顺序将以上4个温度排列_____________。
7、以空气作为湿物料的干燥介质，当所用空气的相对湿度增大时，湿物料的平衡含水量相应____，自由含水量相应______。
8、恒速干燥阶段又称为_____，影响该阶段干燥速率的主要因素是
_______；降速干燥阶段又称为_____，影响该阶段干燥速率的主要因素是______。
9、从塔板水力学性能的角度来看，引起塔板效率不高的原因可能是_______、______、_______、________。
二、（30分）如图所示，从自来水总管接一管段AB向实验楼供水，在B处分成两路各通向一楼和二楼。两支路各安装一截止阀，出口分别为C和D。已知管段AB、BC和BD的长度分别为100m、10m 和20m（包括直管长度及管件的当量长度，但不包括阀门的当量长度），馆内径皆为30mm。假定总管在A处的表压为0.343MPa，不考虑分支点B处的动能交换和能量损失，且可认为各管段内的流动均进入阻力平方区，摩擦系数皆为0.03，试求：（1）D阀关闭，C阀全开（4.6
ξ）时，BC管的流量为多少？（2）D阀全开，C阀关小至=
流量减半时，BD管的流量为多少？总管流量又为多少？
三、（30分）拟用150℃的饱和水蒸气将流量为90000kg/h的某溶液产品由25℃升温到35℃。现有一台单管程列管式换热器，换热管规格为mm
Φ，传热面积为15m2。已知蒸汽在其壳程冷凝，传25?
mm5.2
热系数为12000W/（m2*k）；溶液走管程，其对流传热系数估计为
330W/（m2*k），比热容为1.9KJ/（kg*k）。壳程污垢热阻和管壁热阻忽略不计，管程污垢热阻估计为0.0001m2*k/W。试问这台换热器是否能够满足上述换热要求？如不能满足换热要求，采用加隔板的方式将该换热器变为双管程换热器，问能否满足换热要求？（注：由于黏性较大，溶液在管程流动为层流，故其对流传热系数与流速的1/3次方成正比）
四、（30分）填料吸收塔内，用清水吸收混合气体中溶质A，操作条件下体系的相平衡常数m为3，进塔气体浓度为0.05（摩尔比），当操作液气比为5时，（1）计算逆流操作时气体出口与液体出口极限浓度；（2）并流操作时气体出口与液体出口极限浓度；（3）若相平衡常数m为5，操作液气比为3时，再分别计算逆流和并流操作时气体出口液体出口极限浓度。
五、（30分）某二元理想混合液中易挥发组分的含量为0.5（摩尔分数，下同），用常压连续精馏塔分离，要求塔顶产品浓度为0.97，进料为气、液混合物，其中蒸汽量占2/5。塔顶采用分凝器，由其中引出的饱和液体作为回流液送人塔内，引出的蒸汽送人全凝器中冷凝后作为产品排出。已知操作条件下体系的平均相对挥发度为2.5，回流比采用最小回流比的2.2倍。试求（1）原料中气相及液相的组成；（2）由塔顶第一块理论板上升的蒸汽组成。
2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（一）答案解析
一、概念题
1、s Pa ?；流体流动时在垂直于流动方向上产生单位速度梯度所需要的剪应力；降低；升高
2、240
3、2;0.707;1.414
4、液膜；液膜；液
5、在合适的溶剂中溶解度
6、提高湿空气温度，提高湿空气的焓值，使其作为载热体；降低相对湿度，使其作为载湿体
7、一定是
8、液体流量上限线；液体流量下限线；严重漏液线；液泛线；过量雾沫夹带线 二、解：（1）选取A 所在的截面为上游截面，B 点所在的截面为下游截面，基准水平面为U 型管较低液面所在的水平面。（上下游截面与流体流动方向垂直。）
在上下游截面之间列伯努利方程得到：
AB f B
B B e A A A W u P gZ W u P gZ ,2
22
2++++++=ρρ
(a)
本题中W e =0，W f ，AB =0
)/(12.2*785.03600
/60785.01
.022
s m d V u A s A ===
)/(53.012.2)200/100()
/(2
2
s m B A
u u d d
A B =+==
则)/(11.22/)(2/)()()(201253.02
22
2kg J u u P gZ P gZ A B B
B A
A -=-=-=+
-+
ρ
ρ
负号说明指示液液面左侧高于右侧，与图示相反。
此时，U 型压差计测出的虚拟压力差，即
gR P gZ P gZ i A A B B )()()(ρρρρ-=+-+
即)(341)(341.0)(2)()()(2
2mm m g
u u g P gZ P gZ R i A B i A A B B ==-)-(-=-+-+=ρρρρρρρ
（2）当管道水平放置，Z A =Z B ,U 型压差计测出的为
gR P P i A B )(ρρ-=-
将Z A =Z B , W e =0，W f ，AB =0代入（a ），整理得2/2
2
)-(-=-A B A B u u P P ρ
则g
u u R i A B )(222ρρρ-)
-(-=
上式与管道倾斜放置的结果相同，且式中的u A 、u B 的值与管道放置位置无关，故R 也与管道放置位置无关，读数R 不变。
三、解：（1）旧工况下 m KS
t t C W T T C W Q t pc c ph h ?=-=-=)()(1221
新工况下 '
?=-'
'='-='m pc c ph h t KS t t C W T T C W Q )()(1221
所以 m
m m t t T t T t T t T t t t t t t T T T T Q Q ?-''--'
-'-=
?'?=--'=-'-=')
)(ln()()()(21221122112122121 ① 根据和比定律 )
(2)()
()()(2)()()(1221122112211221t t T T t T t T t t T T t t T T Q Q ----'
-'-=
----'-'-=' ② 由①②得
1
2211221ln
1)
(2)(1
t T t T t t t T T m -''
-?=
---
又C t m 27.8335
9385200ln
)
3593()85200(=-----=
?
所以 35
200ln *27.83)3585(*2)93200(22
-''-=---T t
所以 '
-='22088.108.238T t ③
又 )
(2121
22121t t t t T T T T --'=
-'- 得 '
-='2207.145.237t T ④ 由③④得 C T
36.1052='
C t
45.1232='
（2）传热量减小百分数
%45.88%10093
20036.105200%1002121=?--=?-'
-='T T T T Q Q 即冷水流量减小一半后，传热量约减小11.55%。
四、解：（1）0016.004.004.0)1(12=?=-=ηy y
413.1)()(6.1)(6.12121min =--==x m y y y V L V L kmol kg M m /25.282996.01704.0=?+?= )/(01227.052.28/35.02s m kmol V ?== )/(017338.0413.12s m kmol V L ?==
121/)(/x y y V L -=
则 x 1=0.0272
（2）m K V H y OG 2853.0043.0/01224.0/===α
m OG y y y N ?-=/)(21
00598
.0]0016.0/)0272.092.004.0ln[(/)0016.00272.092.004.0(]
/)ln[(/])[(211211=?--?-=---=?y mx y y mx y y m 故 41.6=OG N
m N H Z OG OG 83.141.62853.0=?=?=
五、解：由精馏线得
500.2,7143.01
==+R R R
由提馏线得
950.09499.0,2714.01
≈==+D D
x R x 提馏线斜率：
25.1)1()1(=--++=''F
q D R qF L V L ，得 F=1.5D 提馏线截距：
01.0)1(,01.0=-+-='W W x F
D R D F x V W ，得04.0=W x 由W D F Wx Dx Fx +=得
647.001.0)5.111(5.195.0)5.11(5.1)1()(=?-+=-+=-+=-+=
W D W
D W D F x D D x D D x F
D
x F D F x D F Dx x
2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（二）答案解析
一、概念题 1、增加；不变
2、气缚现象发生；减小启动功率；气蚀现象
3、1/4;2倍；1/2
4、核状；膜状；核状
5、物料种类；湿空气性质；物料的种类
6、恒速干燥；降速干燥；临界含水量
7、鼓泡；泡沫；喷射
二、解：比较两贮罐液面处总势能即静压能与位能之和的大小。
贮罐1：kg J g Z P /2.13581.9*4.2800
*2.1*013.110104
511
=+-=+ρ
贮罐2：kg J g Z P /3.14481.9*8.1800
*013.1105
22
=+=+ρ 因
g Z P g Z P 22
11
+<
+ρ
ρ
，故阀门开启后油品将从贮罐2向贮罐1流动。
设平衡时，贮罐1的液位上升了h 1，贮罐2的液位下降了h 2，二者满足如下关系
22
2121h D h D 4
=
4
π
π
则可求的h 2=6.25h 1
平衡时，两贮罐液面处总势能应相等，即
g h Z P g h Z P )()(222
111
-+=
++ρ
ρ
整理得m g g Z Z P P h 13.081
.9*25.781
.9*)4.28.1(800*2.125.7)(104
121
21=-+=-+-=
ρ
h 2=6.25h 1=0.81m
故平衡时，两贮罐的液位高度分别为
m h Z Z 53.213.04.2111=+=+='
m h Z Z 99.081.08.1222=-=-='
三、解：有机蒸汽冷凝放热量：
KW r W Q h 4313103600
5000103
=??=
= 传热平均温差： C t m 3850752075ln
20
50=---=?
总传热系数：
W K d d R d d k m i o si i i o o o /44.220
2500055.02025250018001112
310??=?+?+=++=-αα
即 k o =410W/（m 2*k ）
所需传热面积： m m o t k Q S 23
7.2738
41043110=??=?=
冷却剂用量： s kg t t C Q
W pc c /75.5)
2050(5.2431)(10103
3
12=-???=-= 每程换热管数由冷却剂总流量和每管中冷却剂的流量求出：
30860
7.04
75
.54
02.02
2=???=
=
'π
ρ
π
u d W n i c
每管程的传热面积为： m l d n S o 2
07.70.3025.014.330=???='='π
管程数 92.307
.77.27===
i A A N 取管程数N=4
总管数：120='=n N n
四、解：(1)求现有条件下的αG K
0006.066.0)99.01()1(,06.0121=?-=Φ-==y y y kPa P m Z x m 3.101,3,0,9.02====
122029/580-??==h m kmol V 128.42118/770/--??==Ωh m kmol V
]))(1ln[(112221L
mV
mx y mx y L mV L
mV P K V
Z G +----?
Ω=
α
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.doczj.com/doc/1018879872.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）。
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
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
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
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：
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
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
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*)
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 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 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 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 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） 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 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=四川大学化工考研884复试面试化工原理面试题库答案.docx
第三章化工原理-修订版-天津大学-
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