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化工原理课后习题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 Pa2．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≤ σ螺解：P螺= ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762 150.307×103 Nσ螺= 39.03×103×3.14×0.0142×nP油≤ σ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 = 400mm ，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 Pab-b′处P B + ρg gh3 = P A + ρg gh2 + ρ水银gR1P B = 13.6×103×9.81×0.4 + 7.16×103=6.05×103Pa4. 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。
化工原理（天津大学第二版）下册部分答案第8章2. 在温度为25 ℃及总压为101.3 kPa 的条件下，使含二氧化碳为3.0%（体积分数）的混合空气与含二氧化碳为350 g/m 3的水溶液接触。
试判断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。
已知操作条件下，亨利系数51066.1⨯=E kPa ，水溶液的密度为997.8 kg/m 3。
解：水溶液中CO 2的浓度为33350/1000kmol/m 0.008kmol/m 44c == 对于稀水溶液，总浓度为 3t 997.8kmol/m 55.4318c ==kmol/m 3 水溶液中CO 2的摩尔分数为4t 0.008 1.4431055.43c x c -===⨯ 由 54* 1.6610 1.44310kPa 23.954p Ex -==⨯⨯⨯=kPa气相中CO 2的分压为t 101.30.03kPa 3.039p p y ==⨯=kPa < *p故CO 2必由液相传递到气相，进行解吸。
以CO 2的分压表示的总传质推动力为*(23.954 3.039)kPa 20.915p p p ∆=-=-=kPa3. 在总压为110.5 kPa 的条件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。
测得在塔的某一截面上，氨的气、液相组成分别为0.032y =、31.06koml/m c =。
气膜吸收系数k G =5.2×10-6 kmol/(m 2·s ·kPa)，液膜吸收系数k L =1.55×10-4 m/s 。
假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，溶解度系数H ＝0.725 kmol/(m 3·kPa)。
（1）试计算以p ∆、c ∆表示的总推动力和相应的总吸收系数；（2）试分析该过程的控制因素。
解：(1) 以气相分压差表示的总推动力为t 1.06*(110.50.032)kPa 2.0740.725c p p p p y H ∆=-=-=⨯-=kPa 其对应的总吸收系数为246G L G 11111()(m s kPa)/kmol 0.725 1.5510 5.210K Hk k --=+=+⋅⋅⨯⨯⨯ 35252(8.89910 1.92310)(m s Pa)/kmol 2.01210(m s Pa)/kmol =⨯+⨯⋅⋅=⨯⋅⋅6G 1097.4-⨯=K kmol/(m 2·s ·kPa)以液相组成差表示的总推动力为33*(110.50.0320.725 1.06)kmol/m 1.504kmol/m c c c pH c ∆=-=-=⨯⨯-=其对应的总吸收系数为m/s 10855.6m/s 102.5725.01055.11111664G L L ---⨯=⨯+⨯=+=k H k K（2）吸收过程的控制因素气膜阻力占总阻力的百分数为%58.95%100102.51097.4/1/166G G G G =⨯⨯⨯==--k K K k 气膜阻力占总阻力的绝大部分，故该吸收过程为气膜控制。
2001年研究生入学考试物化试题答案一填空题（20分）1．焦耳—汤姆生系数defJT =μHp T ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂，当JT μ> 0表示节流膨胀后系统温度 下降 。
2．在隔离系统中，若进行可逆过程时ΔS =0 ；进行不可逆过程时ΔS >0 。
3．物质的量为n 、温度为T 的某理想气体，恒温下由p 1压缩至p 2，那么过程的 ΔG = 12lnp p nRT 。
4．理想气体混合物中组分B 的化学势B μ与温度T 及B 的分压p B 的关系是B μ=，θθμpp RT B B ln+ 其标准态为p θ下的纯理想气体。
5．链反应的一般步骤是三步：（1） 链的引发 ， （2） 链的传递 ， （3） 链的终止 。
6．兰格缪尔等温吸附式为bpbp+=1θ ，θ的物理意义是 吸附剂表面被吸附质覆盖的覆盖率 。
影响b 的因素有 温度、吸附剂和吸附质的性质 。
7．凸型弯曲液面产生的附加压力与表面张力成 正比 关系。
8．相同温度下，某纯液体的微小液滴的蒸气压为p d ，而平液面时蒸气压为p s ，二者的关系 是p d > p s 。
9．用稍过量的FeCl 3与H 2O 作用制备Fe （OH ）3溶胶，其胶团结构是：[]{}-+-+⋅-⋅Cl 3Cl)n (3 nFe Fe(OH)33m 3x x x10．乳状液一般可简单分为两类：一类是 油包水 型，符号为 W/O ， 另一类是 水包油 型，符号为 O/W 。
二（16分） 1． 已知某液体的正常沸点（处于101.325kPa 压力下）为110℃，此时其蒸发焓为33.38kJ .mol -1。
若蒸气可视为理想气体，液体体积与蒸气体积相比可忽略，并且蒸发焓不随温度而变化。
试求：（1）80℃时该液体的饱和蒸气压。
（2）在正常沸点下，10mol 的液体完全变为蒸气过程的Q ，W ，ΔU ，ΔH ，ΔS 和ΔG 。
解： (1) ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-∆=*21mvap 1211ln T T RH p p ,p 1 = 101.325kPa, T 1 =383.15K, T 2 = 353.15K33380m vap =∆*H J .mol -1代入上式得80℃下 p 2 = 80.26kPa(2)Q p =ΔH =10mol ×*∆m vap H = 333.8kJW = -p (ΔV ) ≈ -pV g = -nRT = -10×8.314×383.15J = -31.86kJΔU = Q + W = 301.94kJ ΔS =TH ∆= 871.20 J .K -1ΔG = 02． 对1mol 理想气体，试从d S m = V T S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂m d T +TV S ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂mm d V m 出发， 证明对于可逆绝热过程有1m,2m,112)(-=γV V T T 。
2001年研究生入学考试物化试题答案一填空题（20分）1．焦耳—汤姆生系数defJT =μH p T ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂，当JT μ> 0表示节流膨胀后系统温度 下降 。
2．在隔离系统中，若进行可逆过程时ΔS =0 ；进行不可逆过程时ΔS >0 。
3．物质的量为n 、温度为T 的某理想气体，恒温下由p 1压缩至p 2，那么过程的 ΔG = 12lnp p nRT 。
4．理想气体混合物中组分B 的化学势B μ与温度T 及B 的分压p B 的关系是B μ=，θθμpp RT B B ln+ 其标准态为p θ下的纯理想气体。
5．链反应的一般步骤是三步：（1） 链的引发 ， （2） 链的传递 ， （3） 链的终止 。
6．兰格缪尔等温吸附式为bpbp+=1θ ，θ的物理意义是 吸附剂表面被吸附质覆盖的覆盖率 。
影响b 的因素有 温度、吸附剂和吸附质的性质 。
7．凸型弯曲液面产生的附加压力与表面张力成 正比 关系。
8．相同温度下，某纯液体的微小液滴的蒸气压为p d ，而平液面时蒸气压为p s ，二者的关系 是p d > p s 。
9．用稍过量的FeCl 3与H 2O 作用制备Fe （OH ）3溶胶，其胶团结构是：[]{}-+-+⋅-⋅Cl 3Cl)n (3 nFe Fe(OH)33m 3x x x10．乳状液一般可简单分为两类：一类是 油包水 型，符号为 W/O ， 另一类是 水包油 型，符号为 O/W 。
二（16分） 1． 已知某液体的正常沸点（处于101.325kPa 压力下）为110℃，此时其蒸发焓为33.38kJ .mol -1。
若蒸气可视为理想气体，液体体积与蒸气体积相比可忽略，并且蒸发焓不随温度而变化。
试求：（1）80℃时该液体的饱和蒸气压。
（2）在正常沸点下，10mol 的液体完全变为蒸气过程的Q ，W ，ΔU ，ΔH ，ΔS 和ΔG 。
解： (1) ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-∆=*21mvap 1211ln T T RH p p ,p 1 = 101.325kPa, T 1 =383.15K, T 2 = 353.15K33380m vap =∆*H J .mol -1代入上式得80℃下 p 2 = 80.26kPa(2)Q p =ΔH =10mol ×*∆m vap H = 333.8kJW = -p (ΔV ) ≈ -pV g = -nRT = -10×8.314×383.15J = -31.86kJΔU = Q + W = 301.94kJ ΔS =TH ∆= 871.20 J .K -1ΔG = 02． 对1mol 理想气体，试从d S m = V T S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂m d T +TVS ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂mm d V m 出发， 证明对于可逆绝热过程有1m,2m,112)(-=γV V T T 。
化工原理天津大学版化上下册习题答案化工原理课后习题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 Pa2．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≤ σ螺解：P螺= ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762150.307×103 Nσ螺= 39.03×103×3.14×0.0142×nP油≤ σ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 = 400mm ，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 Pab-b′处P B + ρg gh3 = P A + ρg gh2 + ρ水银gR1P B = 13.6×103×9.81×0.4 + 7.16×103=6.05×103Pa4. 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。
天津大学化工学院2003级“化工分离过程”期末试卷答案一概念题（35分）1 填空题（19分）1) 分离过程可分为机械分离和传质分离两大类。
其中传质分离过程的特点是过程中有质量传递现象发生。
常见的传质分离过程有精馏、吸收、萃取。
2) 在泡点法严格计算过程中，除用修正的M-方程计算液相组成外，在内层循环中用S-方程计算级温度，而在外层循环中用H-方程计算汽相流率。
3) 效率常见的表示方法有全塔效率、默弗里板效率和点效率。
4）影响气液传质设备处理能力的主要因素有液泛、雾沫夹带、压力降和停留时间。
5) 常见的精馏节能技术有多效精馏、热泵精馏、采用中间冷凝器和中间再沸器的精馏和SRV精馏。
2选择题（6分）1）常压下a) 物系的相平衡常数更适合于用公式K i = p i s / P计算。
a) 苯-甲苯b) 甲醇-水2）假设相对挥发度与组成关系不大且不同组分的塔板效率相同，通过对若干不同组分系统的精馏计算结果分析研究发现，c) 下组分的分配比接近于实际操作回流比下的组分分配比。
a) 高回流比b) 低回流比c) 全回流d) 最小回流比3）多组分精馏与多组分吸收过程均不能对所有组分规定分离要求，而只能对分离操作中起关键作用的组分即关键组分规定分离要求，其中多组分精馏过程最多只能有 b) 个关键组分，多组分吸收过程最多只能有a) 个关键组分。
a) 1 b) 2 c) 3 d) 44)在二元精馏中，易挥发组分表面张力小于难挥发组分的物系宜采用a) ，反之宜采用b) 。
a) 泡沫接触状态b) 喷射接触状态3判断题（10分）1）分离因子相对于汽液平衡常数而言，随温度和压力的变化不敏感。
(√ )2）若轻、重关键组分是挥发度相邻的组分，则由Underwood公式可得出不止一个R m。
（×）3）由芬斯克公式可看出，最少理论板数与进料组成有关，且公式计算的精确度在很大程度上取决于相对挥发度数据的可靠性。
（×）三 计算题 （40分）1 （6分） 计算塔顶全凝器单元的固定设计变量数和可调设计变量数。
2003年攻读硕士研究生学位研究生入学考试试题一选择1 一异径管段，A,B两截面积之比小与0.5，从A段流向B段，测得U形压差计读数R=R1，从B段流向A段，测得U形压差计读数R= R2，若两种情况水流量相等，则_____A R1> R2 B R1= R2 C R1< R2 D R1=-R22, 一敞口容器，底部有一出水管，容器内水面保持恒定，管内水流动的速度为0.5m水柱（u=3.132m/s）。
水由容器流入管内，则2点表压为（）水柱。
A 1.5mB 1.0mC 0.75mD 0.5m3 在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数λ数值（）A 与光滑管一样B 只取决于Re值C 只取决于相对粗糙度 D与粗糙度无关4 离心泵调节阀（）A 只能安在进口管路上B只能安在只能安在进口管路上C 安在进口管路和只能安在进口管路上均可D 只能安在旁路上5 离心泵的扬程是指单位重量的流体增加值经过泵后以下能量的（）A 包括内能在内的总能量B 机械能C 压能D 位能6 在蒸汽冷凝中，不凝气存在对α的影响是（）A 使α升高B 使α大大降低C 使α有一定影响D 无影响7 翅片式换热器的翅片应安装在_____A α小的一侧B α 大的一侧C 管内D 管外8 只要组分在气相中的分压_____液相中该平衡组分的平衡分压，吸收就会继续进行，直到平衡。
A 大于B 小于C 等于D 不等于9 填料塔中，低浓度难溶气体逆流吸收时，若其他条件不变，但入口气量增加，则气相总传质单元数NoG 将（）出口气相组成y 2将（）出口液相组成x 1将（）A 增加B 减少C 不变10 精馏塔设计时，若F ，x F x D x W ，V 为定值，若进料热状况参数从q=1变为q>1,所需理论板数______A 多B 少C 不变D 不确定11精馏塔设计时，若F ，x F x D x W ，V 为定值，若降低回流液的温度，所需理论板数_____A 多B 少C 不变D 不确定12 空气的干球温度t ，湿球温度为t w ，露点温度为d t ,当空气的相对湿度98.0=ϕ时，则_____ A d w t t t == B d w t t t >> C d w t t t << D d w t t t =>13 同一物料，在一定的干燥速率下，物料越厚，临界含水量___A 越低B 越高C 不变D 不一定二 填空1 理想流体在变径管路中作稳定的连续流动时，管径缩小的地方静压力___2 流体在圆形管道中作层流流动，速度分布是___型曲线，管中心最大流速为平均流速___倍，摩擦系数λ和Re 关系为___。
化工原理及实验考试大纲
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天津大学研究生院招收硕士研究生入学考试天津大学化工原理2001-2003年真题
化工原理(含实验
天津大学研究生院招收硕士研究生入学考试化工原理(含实验
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天津大学研究生院招收硕士研究生入学考试天津大学化工原理2004-2006真题
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试题答案
天津大学化工原理2001-2003年真题答案试题答案
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天津大学化工原理真题2004-2006答案试题答案
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试题答案。
化工原理试题（所有试题均来自天津大学题库）[五] j05b10045考过的题目通过连续操作的单效蒸发器，将进料量为1200Kg/h的溶液从20％浓缩至40％，进料液的温度为40℃，比热为3.86KJ/（Kg. ℃），蒸发室的压强为0.03MPa（绝压），该压强下水的蒸发潜热r’＝2335KJ/Kg，蒸发器的传热面积A＝12m2，总传热系数K＝800 W/m2·℃。
试求：（1）溶液的沸点为73.9℃，计算温度差损失（2）加热蒸汽冷凝液在饱和温度下排出，并忽略损失和浓缩热时，所需要的加热蒸汽温度。
已知数据如下：压强 MPa 0.101 0.05 0.03溶液沸点℃ 108 87.2纯水沸点℃ 100 80.9 68.7[五] j05b10045（1）根据所给数据，杜林曲线的斜率为K=（108-87.2）/（100-80.9）＝1.089溶液的沸点（87.2-t1）/（80.9-68.7）＝1.089t1＝73.9℃沸点升高∆′＝73.9-68.7＝5.2℃（2）蒸发水量W＝F（1－X0/X1）＝1200（1-0.2/0.4）＝600Kg/h蒸发器的热负荷Q＝FCo（t1－t0）＋Wr′＝（1200/3600）×3.86（73.9-40）＋600/3600×2335＝432.8Kw所需加热蒸汽温度TQ＝KA（T－t1）T＝Q/（KA）＋t1＝432.8×103/（800×12）＋73.9＝119℃[五] j05b10048用一双效并流蒸发器，浓缩浓度为5％（质量百分率，下同）的水溶液，沸点进料，进料量为2000Kg/h。
第一、二效的溶液沸点分别为95℃和75℃，耗用生蒸汽量为800Kg/h。
各个温度下水蒸汽的汽化潜热均可取为2280KJ/Kg。
试求不计热损失时的蒸发水量。
[五] j05b10048解：第一效蒸发量：已知：D1＝800kg/h， r1＝r1′＝2280KJ/kg，W1＝D1＝800kg/h第二效蒸发水量：已知：D2＝W1＝800kg/h，F2＝F1－W1＝2000-800＝1200kg/hX02＝X1＝FX0/（F－W1）＝2000×0.05/（2000-800）＝0.0833t02＝95℃ t2＝70℃ r2＝r2′＝2280KJ/kgCp02＝Cpw(1-X 02)=4.187×(1-0.0833)=3.84KJ/（kg·℃）D2r2＝（F2Cp02（t2－t02））/r2′＋W2 r2′W2＝（800×2280－1200×3.84×（75－95））/2280＝840kg/h蒸发水量W＝W1＋W2＝800＋840＝1640kg/h[五] j05a10014在真空度为91.3KPa下，将12000Kg的饱和水急送至真空度为93.3KPa的蒸发罐内。
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、1B、0.5C、2D、46、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*－XB、X－X*C、Xi－XD、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1B、大于1C、不确定D、等于112、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；s——滤饼的压缩性指数，无因次；μ——滤液的粘度，Pa·s；r’——单位压差下滤饼的比阻，1/m2；v——滤饼体积与相应滤液体积之比，m3滤饼/m3滤液；Ve——过滤介质的虚拟滤液体积，m3。
试根据该式分析强化过滤操作的途径。
（8分）四、某低粘度流体的流量为10000kg/h，比热容为4.18kJ/(kg·℃)，生产上要求将该流体由15℃加热到100℃。
现采用的换热器是列管式换热器，其管束由160根管径为φ25mm×2mm的不锈钢管组成。
管外的加热热源为110℃的饱和水蒸气，其冷凝对流传热系数为12kW/(m2·℃)。
欲完成生产任务，当换热器为单管程时，换热器的长度为4.5m；若将单程改为双管程，而管子的总数不变，试求：（1）换热器的总传热系数；（10分）（2）所需换热管的长度。
（6分）（不考虑管壁及可能的污垢热阻，忽略换热器的热损失，并假设流体在管内均呈湍流流动，两种情况下蒸气冷凝对流传热系数相同）第二页共三页五、某制药厂用板式精馏塔回收丙酮含量为75％（摩尔％，下同）的废丙酮液媒。
该精馏塔共装有28层塔板，塔顶采用全凝器，泡点回流；塔底采用再沸器间接加热。
因在常压下操作，该分离物系可视为二元理想物系，其平均相对挥发度为1.8。
现场测得一组数据如下：馏出液中丙酮的含量 96％釜残夜中丙酮的含量 5％精馏段液相的负荷 40kmol/h 精馏段气相的负荷 60kmol/h提馏段液相的负荷 66kmol/h 提馏段气相的负荷 60kmol/h试根据以上数据核算：（1）丙酮的回收率；（5分）（2）操作回流比与最小回流比的比值；（8分）（3）该板式塔的总板效率。
（7分）提示：吉利兰图中的曲线可用下式表示，即：Y＝0.5458－0.5914X＋0.0027／X其中 1min ?=RRRX，2min ?=NNNY六、在直径为1.2m的填料吸收塔中，拟装填3m高的DN25塑料阶梯环填料，该填料的比表面积为228m2/m3，在该填料吸收塔中用纯溶剂吸收某混合气体中的溶质组分。
已知入塔混合气体的流量为40kmol/h，溶质的含量为0.06（摩尔分数）；溶质的吸收率为95％；操作条件下的气液平衡关系为Y＝2.2X（X、Y均为摩尔比）；溶剂用量为最小用量的1.5倍；气相总吸收系数为0.35kmol/(m3·h)。
试通过计算判断拟装填的填料高度能否达到分离要求。
（注：填料的有效比表面积可近似取为填料比表面积的90％）（15分）七、在一常压逆流干燥器中，用热空气将某湿物料的含水量由8％干燥至0.5％（均为湿基）；干燥介质为20℃的湿空气，经预热器后被加热到90℃，其中所含水汽的分压为0.98kPa，离开干燥器废气的温度为45℃。
假设本干燥过程为理想干燥过程。
（1）计算空气经过干燥器的湿度变化量；（8分）（2）若向干燥系统提供的热量为500kW，计算湿物料的处理量。
（8分）（大气压取为101.3kPa）八、实验部分（共25分）1、在标绘孔板流量计流量系数与雷诺数关系曲线应选用坐标系。
（2分）2、常用的实验数据处理方法有、、。
（2分）3、干燥过程中，随着干燥空气流速的增加，干燥速率，临界湿含量。
（2分）4、在恒压过滤实验中，提高过滤温度，过滤常数K ；增加料浆浓度，过滤常数K 。
（2分）5、画出间歇精馏开车过程中，塔顶温度与时间变化关系示意图。
（2分）6、在冷模塔实验中，在风机出口连接一根π形管的目的是。
（2分）7、设计一实验流程（画出其实验流程示意图），并写出简要实验步骤，完成如下实验内容：（13分）（1）进行光滑管内传热系数的测定（包括空气—水蒸气和水—水蒸气系统）；（2）精确测定努塞尔数与雷诺数和普兰特数的变化关系。
天津大学研究生院2002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、【基本题】（选择填空题或直接填空，每空1分，共25分）1、在完全湍流区，流动摩擦阻力损失与（）成正比；在层流区，流动摩擦阻力损失与（）成正比。
①流速的一次方②流速的平方③流速的三次方④流速的五次方2、在设计沉降室时，所依据的基本关系是Vs≤blut，其中ut是指（）①颗粒的平均沉降速度②要求被除去的最小颗粒的沉降速度③平均粒径大小的颗粒的沉降速度3、在塔板设计中，若加大板间距则漏夜线（），液泛线（）。
①下移②不变③上移④不确定4、填料因子Φ值减小，填料塔的液泛速度uF（）①增大②不变③不确定④减小5、对于第I类物系，若温度升高，则溶质在溶剂中的溶解度（）、分层区的面积（）。
①不变②减小③增大④不确定6、离心泵的气蚀余量越小，则其抗气蚀能力（）。
①越强②越弱③不确定7、精馏塔有（）种进料热状况，其中（）进料的q值最大，进料温度（）泡点温度。
8、在逆流吸收塔中，用清水吸收混合气中的溶质组分。
其液气比L/V 为2.7，平衡关系为Y=1.5X。
若溶质的回收率为90%，则操作液气比与最小液气比之比值（）。
9、离心泵压头的物理意义：（）。
10、选择旋风分离器的依据是：（）、（）和（）。
11、根据热补偿方式的不同，列管式换热器可分为（）换热器、（）换热器和（）换热器。
12、某恒压过滤的方程为V2 V=0.01721θ，V单位为m3，θ单位为s若过滤面积为18.55m2，则过滤常数K=（）、Ve=（）、θe=（）、qe=（）；欲得5m3的滤液，所需的过滤时间为（）。
二、【流体输送】（共12分）采用如图所示的输送系统，将水池中的清水输送到高位槽中。
（1）试分析当出口阀C的开度由C1增大到C2时，真空表和压力表的读数如何变化；（8分）（2）若离心泵的方程为H＝32－7.0×104Q2 （m2/s）试求输水量为0.01m3/s时的管路方程。
（4分）三、【传热】（共12分）一定流量的空气用列管式换热器从20℃加热到80℃，空气在管内呈湍流流动，管外为饱和蒸汽冷凝加热。
现因生产需要，空气流量增加20%，并要求空气的第一页共二页进出口温度保持不变。
现拟采用提高加热蒸汽的温度，从而提高平均传热温差的办法来解决这一问题，试求：换热器平均温差应提高的百分比。
（12分）（不考虑管壁及可能的污垢热阻）四、【精馏】（共13分）在常压连续精馏塔内分离某理想二元混合物。
已知进料量为100kmol/h，其组成为0.4（易挥发组分的摩尔分率，下同）；馏出液流量为40kmol/h，其组成为0.95；进料为泡点进料；操作回流比为最小回流比的1.6倍；每层塔板的液相默弗里板效率EML为0.5；在本题范围内气液平衡方程为y=0.6x 0.35；测得进入该塔某层塔板的液相组成为0.35。
试计算：（1）精馏段操作线方程；（8分）（2）离开该层塔板的液相组成。
（5分）五、【吸收】（共11分）在一直径为1.2m、填料层高度为5m的吸收塔中，用纯溶剂吸收某气体混合物中的溶质组分。
已知入塔混合气中惰性组分的摩尔流量为40kmol/h，气相总体积吸收系数为62.5kmol/(m3·h)；在操作条件下，平衡线和操作线均为直线，且平衡线与操作线的斜率之比为0.7。
试计算该吸收塔的吸收率φA。
（11分）六、【干燥】（共12分）在常压下用湿空气干燥某湿物料。
已知湿空气的流量为1000kg/h，进预热器时的温度为20℃，相对湿度为60%，进干燥器的温度为107℃，离开干燥器时的湿度为0.03kg/kg 绝干气，试求以下两种情况下空气出干燥器的温度。
（1）理想干燥过程；（6分）（2）不向干燥器补充热量，加热物料消耗的热量为15000kJ/h，干燥器的热损失为3KW。
（6分）已知20℃时水的饱和蒸汽压为2.334kPa。
七、【实验】（共15分）1、在进行连续精馏操作过程中，随着进料中轻组分浓度减小，塔顶温度（），塔底馏出液中轻组分（）（2分）。
