四川大学884化工原理2016年考研专业课真题试卷
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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。
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。
一、基础题1.运动黏度(给了管道直径和运动黏度,最后算的是流量,解题主线是运动黏度)2.重力沉降速度(给了降尘室的长、宽、高,最后算的水平方向的速度,解题主线是层流区重力沉降的公式)3.精馏塔板上的关系(y n+1,y n和x n,x n-1,类似于2009年第15题)(出了6个空)4.固体流态化(三个区选择,之前没考过,看《化工原理学习指导》知识点中有介绍,课后习题有出过一次填空题)5.精馏的小计算(根据操作线和平衡方程)6.湿空气的空气湿度和温度的变化关系(H-I图)7.汽蚀和气缚区别(知道哪个是汽蚀哪个是气缚)8.气体通过一层他办的压降包括3个(干板、气液、表面张力,类似于2010年第17题)9.板式塔负荷性能图变化(板间距增大,漏液线和液泛线怎么变化,类似于2009年第11题)10.恒定干燥阶段由什么控制,降速干燥阶段由什么控制(类似于2009年第12题)Tips:今年填空题没有出特别偏的小点,没有出直接的概念题,总体比往年都简单,特别是没有出单级萃取的计算二、流体输送两敞开液面(Δp=0),由离心泵从低位槽到高位槽,位差Δz已知,调节阀上不远处有U形管,一端开口通大气,且已知调节阀到高位槽的位差Δz',包括各种阻力的长度,已知λ的关系式,Re有范围,管道直径,质量流量,离心泵的效率,水的密度1.根据伯努利方程求离心泵的轴功率;2.求U形管的读数R(类似于2011年第二大题)整体思路:1.先算出u→判断Re能否用λ的关系式→整个过程的伯努利方程算出泵的高度H →Ne=ρghQ(不需用H=K+BQ2,这样算麻烦,直接用高度的伯努利方程就可以了)2.对调节阀处到高位槽或低位槽列伯努利方程(都可以),记着有速度→调节阀处的p→U形管方程三、非均向物系的分离先恒速再恒压,给了板框过滤机的长、宽、高,滤饼和滤液的体积之比ν,恒速过滤的速度,滤液量,滤布阻力对应的Ve,求恒压过滤的时间(类似于2009年的第三大题)整体思路:先求A和V饼,利用ν→求出V→恒速段列微分方程,恒压段列微分方程→两方程联立求解(一定要记得用恒速和恒压微分方程解题,因为最后的那个有个平方在那,并不是成线性的关系)四、传热单程列管换热器,已知壳程饱和蒸汽冷凝,且温度Ts已知,对流传热系数αo已知,饱和温度下排出,管程流体质量流量m s、平均恒压比热容c p、进出口温度t1,t2已知,传热面积A 已知,外管、内管直径已知,忽略污垢热阻求:1.总传热系数2.流量增加一倍,求出口温度(类似于2009年第四大题)整体思路:1.Q=m s c p(t2-t1)=K o AΔtm2.先出未变化的αi→再求出变化的α',根据0.8次幂→K'o→1中方程上下比一下得出一个比例式→求出出口温度五、精馏常压连续精馏二元体系,进料量和摩尔分数已知,平均相对挥发度已知,精馏段操作线方程已知,塔顶摩尔分数、塔底摩尔分数已知,R=1.25Rmin,精馏段气相流量求:1.q线方程和进料热状况2.塔釜上倒数第二块板单板液相效率(类似于2013年第五大题)整体思路:1.平衡方程,Rmin公式→q→q线方程→进料热状况2.由1算得R→联合精馏方程和气相流率→提馏段方程→Eml六、吸收纯溶剂吸收,总气体流量,入塔气体摩尔含量,(L/V)min已知且等于1.51L/V,相平衡关系已知,K Y a已知,吸收塔D已知,吸收塔高度h已知,回收率已知求:1.能不能达到回收率;2.改变入塔气体含量,问能不能还达到同样的回收率(类似于2009年第六大题)整体思路(个人观点):1.假设φ→N OG,假,根据h=H OG×N OG→N O→比较N OG,假与N O2.同1所示→N’OG,假→比较N’OG,假和N O七、干燥已知某温度饱和蒸汽压,进入预热器温度t0,出干燥器温度t2,出干燥器湿度H2,进干燥器物料温度ϴ1,物料量G1,出物料量ϴ2,已知,干燥器热损失为干燥器热负荷的2%,干燥器没有补充能量1.干物料量;2.预热器热负荷;3.干燥系统热效率(类似于2011年第七大题,2009年第七大题)整体思路:预热器:Q p=L(I2—I1),H1=H0干燥器:LI1+Gϴ1=LI2+Gϴ2+Q LQ L=2%Q pη=Q p/Q+Q'+Q L其中Q=L(H2-H1),Q'=G(ϴ1-ϴ2)→上式联立,推出L,Q p,η八、化工原理实验1.填空题(1)、填料塔用水吸收空气中的氨气,增大液体流量,问吸收系数和N OG怎么变化(类似于2010年实验的1.(3))(2)、物料恒定干燥实验中需要测量的量(类似于2004年实验的1(7))(3)、套管换热器螺线圈应加在什么位置?作用是什么?(类似于2012年实验的1.(3))(4)、离心泵流量的调节方法有哪些?(类似于2012年实验的1(2))(5)、在连续精馏实验中,进料位置不变,进料量不变,仅改变精馏操作的液相流率,问塔釜和塔顶组分怎么变化?(类似于2005年实验的1(6))(6)、恒压过滤实验中过滤常数的变化(类似于2003年实验题4)2.试验流程设计转子流量计的矫正及离心泵操作测定(类似于01年实验题)Tips:实验题总体难度较往年降低,实验问的也很正常,通过历年实验真题的训练,想必在填空部分不会有什么难度,设计部分也并没有像预测出成传热,流量计的矫正算是8个大纲实验中较为简单的一个总结:今年化工原理试题整体难度不大,尤其是小题部分更是没有在小点儿上做文章,较往年的小题难度下降,计算题部分也是中规中矩,思路清晰,部分小问运算量还是存在,但方法方式一目了然,没有思维上的障碍,总体难度不大,区分度不高,赢在细心。
2016年四川轻化工大学化工原理考研真题A卷一、选择题(每小题2分,共40分)1、在稳定流动系统中,水由粗管连续地流入细管,若粗管直径是细管的2倍,则细管流速是粗管的()倍。
A、2B、8C、4D、162、流体在管内作湍流流动时,滞流内层的厚度随雷诺数Re的增大而()。
A、增厚B、减薄C、不变D、不能确定3、若过滤和洗涤时操作压力相同,洗水粘度和滤液粘度相同,加压叶滤机的洗涤速率等于()倍过滤终了速率。
A、1B、2C、0.5D、0.254、离心泵的扬程是指()。
A、单位质量流体的升扬高度B、单位质量流体获得的能量C、单位重量流体获得的能量D、单位体积流体获得的能量5.安装在一定管路中的离心泵,改变转速,则离心泵特性曲线和管路特性曲线将有()。
A、泵特性曲线改变B、两特性曲线都不变C、两特性曲线都改变D、管路特性曲线改变6、离心泵启动以前必须灌满液体是为了防止发生()。
A、气缚现象B、汽蚀现象C、汽化现象D、气浮现象7、离心泵的性能曲线中的H-Q线是在()情况下测定的。
A、效率一定B、功率一定C、转速一定D、管路(l+∑l)一定。
8.评价旋风分离器性能的指标除了分离效率、压降以外还有()。
A、分割粒径B、临界粒径C、旋风分离器直径D、排气管直径9、含尘气体通过边长为4m,宽为2m,高为1m的降尘室,若颗粒的沉降速度为0.2m/s,则降尘室的生产能力为()。
A、4m3/sB、2.4m3/sC、6m3/sD、1.6m3/s10、吸收率等于1的物体称为()。
A、白体B、灰体C、黑体D、透热体11、双层平壁稳态热传导,壁厚相同,各层的导热系数分别为λ1和λ2,其对应的温度差为Δt1和Δt2,若Δt1>Δt2,则λ1和λ2的关系为()。
A、λ1<λ2B、λ1>λ2C、λ1=λ2D、无法确定12、已知常压、20℃时稀氨水的相平衡关系为Y*=0.94X,今使含氨6%(摩尔比)的混合气体与X=0.05的氨水接触,则将发生()。
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绪论%1.单位换算[0-1-1-t] 1帕斯卡=牛/米2, 米水柱, =毫米汞柱,=公斤力/厘米2(取三位有效数字)。
LO-l-2-tJ 1公斤力•秒/米2 =泊,=厘泊,=牛-秒/米2。
[0-1-3-t] 10%甲醇溶液比重为0.982,它的密度为千克/米3,比容米3/千克。
[0-1-4-t] 某液体粘度为49原泊=公斤•秒/米2=帕斯卡/秒。
[0-1-5-t] 2580 千卡/ 时=千瓦。
[O-l-6-tJ 己知运动粘度为U = L = C& m2/so若式中的乙〃单位为公斤•秒/米2,厘泊。
p P Y为流体密度公斤•/秒之/米\ /为流体重度公斤/米3,则式是C=,其换算过程是o[0-1-7-t] 将密度为1克(质)/厘米3的值进行换算,应是千克/米3,公斤(力)秒2/米4。
[0-1-8-t] 质量为10千克的物质在重力加速度等于1.6米/秒2处,其工程单位制重量是,SI制的重量是。
[0-1-9-t] 某地区大气压为720mmHg,布*一化工过程要求控制绝对压强不大于160mmHg,此过程真空度应在mmHg和Pa。
[0-1-10-t] 已知导热系数4 = 2.388xlO'3ctz//c/?7 -5-°C ,此值在SI 制中为W/m - k。
第一章流体流动%1.流体物性[M-1-t] 流体粘度的表达式为,在工程中单位为,在SI制中单位为fl-l-2-t] 不同单位的压强值为:①1. 5kgf/cnf(表压);②450minIIg(真空度);③500000Pa(绝压);④1.6mH20,则它们的大小顺序为: >>>o[1-1-3-t] 密度为900千克/米3的某流体,在d内=0.3米的钢管中作层流流动,流量为64公斤/ 秒,则此流体粘度为厘泊。
Ll-l-4-tJ 通过化工原理的学习,对测定某流体的粘度,可根据泊谡叶方程 _______ ,选定已知管段,用仪器测AP, 仪器测流速,便可算出粘度〃。
干燥习题解答12.1 解:⑴ 水在25℃的饱和蒸汽压为:2kN/m182.3)84.2332511.39915916.18exp(152)84.23311.39915916.18exp(152=+-=+-=t p s空气湿度为:0204.0182.31100182.31622.0622.00=⨯-⨯=-=ss p P p H ϕϕkg 水汽/kg 绝干气体(2) 预热到120℃时,水在120℃下的饱和蒸汽压为:2kN/m792.199)84.23312011.39915916.18exp(152=+-=s p空气预热前后水汽分压不变,因此,空气预热至120℃的相对湿度为:%593.1792.199182.3===Sp p ϕ可见, 将空气由25℃加热至120℃,相对湿度从100%降至1.593%。
当水汽分压等于大气压时,相对湿度达到最大,即%05.50792.199100===Sp P ϕ12.2 解:水在15℃的饱和蒸汽压为:2kN/m712.1)84.2331511.39915916.18exp(152=+-=s p此时的空气湿度为:00852.0712.18.0325.101712.18.0622.00=⨯-⨯=H kg 水汽/kg 绝干气体湿比热:166.100852.0884.1005.1=⨯+=+=H C C C v g H kJ/kg 绝干气体·℃ 由于预热前后空气湿度不变,所以其焓值变化为:41.157)15150(166.1)(12=-⨯=-=∆t t C i H H kJ/kg 绝干气体12.3 解:水在40℃下的饱和蒸汽压为:2kN/m405.7)84.2334011.39915916.18exp(152=+-=s p空气湿度为:0285.0405.760.0325.101405.760.0622.00=⨯-⨯=H kg 水汽/kg 绝干气体空气水蒸汽分压为:2kN/m443.4405.76.0=⨯==s p p ϕ湿比热:059.10285.0884.1005.1=⨯+=H C kJ/kg 绝干气体·℃湿焓为:绝干气体kJ/kg 361.1130285.027.249140059.127.2491=⨯+⨯=+=H t C i H H12.4 解:水在20℃下的饱和蒸汽压为:2kN/m348.2)84.2332011.39915916.18exp(152=+-=s p新鲜空气湿度为:00877.0348.260.0325.101348.260.0622.01=⨯-⨯=H kg 水汽/kg 绝干气体湿焓为:绝干气体kJ/kg 279.42008877.027.249120)00877.0884.1005.1(1=⨯+⨯⨯+=H i水在50℃下的饱和蒸汽压为:2kN/m374.12)84.2335011.39915916.18exp(152=+-=s p此时,废气湿度为:0673.0374.1280.0325.101374.128.0622.01=⨯-⨯=H kg 水汽/kg 绝干气体废气的湿焓为:绝干气体kJ/kg 252.2240673.027.249150)0673.0884.1005.1(2=⨯+⨯⨯+=H i因此,混和气体的湿度为:0506.00673.07500877.072=⨯+⨯=H kg 水汽/kg 绝干气体混和气体湿焓为:绝干气体kJ/kg 260.172252.22475279.4272=⨯+⨯=H i混和气体水蒸汽分压为:2kN/m473.7374.1280.075348.260.072=⨯⨯+⨯⨯=p水在120℃下的饱和蒸汽压为:2kN/m792.199)84.23312011.39915916.18exp(152=+-=s p混和气体预热前后的水蒸汽分压不变,因此混和气体在120℃下的相对湿度为:%740.3792.199473.7===Sp p ϕ预热前后混和气体的湿度不变,H=0.0506。
化工原理试题及答案化学工程原理试题及答案(绝密不可到处公开)12月25日一、填空题(共15题,每题2分,共30分)1。
如果容器的真空计读数为10千帕,而当地大气压力为100千帕,则容器的绝对压力和表压(单位为千帕)分别为:(90kpa)和(-一、填空题(共15题,每题2分,共30分)1。
如果容器的真空计读数为10千帕,而当地大气压力为100千帕,则容器的绝对压力和表压(单位为千帕)分别为:(90千帕)和(:(90千帕)。
7.对于相同的流体,自然对流的对流传热系数小于自然对流。
(填写大的或小的)8。
一个物体的吸收率越大,它的辐射能力就越大,所以黑体的辐射能力就比灰体大。
(填写大的或小的)9。
用于蒸发操作的设备称为(蒸发器)。
10.根据是否使用二次蒸汽,蒸发可分为(单效蒸发)和(多效蒸发)。
二、选择题(共5道题,每道题2分,共10分)1道。
吸收操作的有利条件是:工作温度和压力高;B.高工作温度和低压力;C.低工作温度和压力;D.低工作温度和高压2。
精馏塔中上部塔板液相中轻组分的浓度低于下部塔板(a ),液相温度高于和低于下部塔板(a );B.高低;C.高,高;D.低,低3。
(四)塔内气液两相流一般为逆流,各塔板均有均匀的错流。
A.板式塔的传质意图:B.板式塔的设计过程:C.板式塔的恒定摩尔流量要求:D.板式塔4的设计意图。
恒定的干燥条件意味着干燥器中湿空气的(c)和与材料的接触模式不变。
a .温度、焓和湿度;B.流速、压力和湿度;C.流速、温度和湿度;D.温度、湿度、压力5。
对于湿材料的含水量,下列哪一项陈述是正确的?平衡水必须是自由水;B.平衡水必须是结合水;C.自由水必须是结合水;D.自由水必须是自由水。
当双组分液体混合物的相对挥发性为(c)时,它不能通过普通精馏分离。
当相对波动率为(A)时,可采用3.0修正方法;B.2.0。
C.1.0D.4.07以下陈述是错误的(b)。
a .板式塔中的气体和液体逐步接触,填料塔中的气体和液体不断接触;B.精馏用板式塔和吸收用填料塔;精馏可以同时使用板式塔和填料塔;D.填料塔可以避免淹没8。