大连理工化工原理上2005B

说明：本试卷是根据相关资料整理和模拟而成的；本试卷中的题目可能与《江苏工业学院2007-2008学年第1、2学期期末考试试题》中的题目重复；如有重复，则不选用本试卷中的题目，而是选用《江苏工业学院2007-2008学年第1、2学期期末考试试题》中的题目大连理工大学2005年《化工原理》考研试题与答案第一部分1、(20分)用一台离心泵将水池中的水(密度为1000kg/m 3)送至一表压为59kPa 的水洗塔顶，其流程如图所示。

已知离心泵吸入管段长度（包括局部阻力的当量长度，含入口阻力损失，下同）为50m ，泵出口阀半开时排出管线长度150m （含出口阻力损失），全部管路均用φ108×4的碳钢管，管内流体流动摩擦系数均为0.025，其它数据如图所示。

试求： 1. 当系统水的流量为42.5m 3/h2. 泵的压头，若离心泵的效率为70%，泵的轴功率（3. 泵出口阀门半开时管路的特性曲线方程；4. 若塔顶表压增加到98.1kPa 时，测得系统中水的流量为假设泵的特性曲线方程可以表示为2V Bq A H -=2、（10分）用板框过滤机恒压下过滤某种悬浮液，过滤机的尺寸为：滤框的边长为810mm(正方形)，每框厚度为42mm ，共10个框。

现已测得：过滤10分钟得到滤液1.31m 3,再过滤10分钟共得到滤液1.905m 3,已知每m 3滤液可形成0.1m 3的滤饼，试计算： （1）过滤常数K 为多少m 2/s?（2）将滤框完全充满滤饼所需的过滤时间为多少分钟 ?（3） 若洗涤时间和辅助时间共30分钟，求该机生产能力为多少m 3滤液/h ?3、(20分)在一个单程列管式换热器内用110℃的饱和水蒸汽将某溶液加热,换热器由38根φ25×2.5mm 的管子组成,长2m,壳程为水蒸汽冷凝,其传热膜系数α1=10000 W/(m 2·K)，管程走溶液,流量为0.03m 3/s,进口温度t 1=20℃,密度900kg/m 3,比热3.9kJ/(kg·℃)，管壁和污垢热阻可以忽略,管内溶液侧的传热膜系数α2=2500 W/(m 2·K)，管内为湍流，求：（1）以外表面为基准的总传热系数K o ； （2）溶液的出口温度t 2 ；（3）若检修中发现有8根管子已损坏,将坏管堵塞后继续使用,此时换热器的总传热系数和溶液出口温度将变多少？答案：1 （20分）解：（1）(6分)242.5 1.50m /s 36000.7851u ==⨯⨯在水池液面０－０和真空表所在的1-1两截面间列B.E.2211100050019.810.02510000.12225()25p uup kPa kPa⨯=⨯++⨯⨯+=-表压即真空度为(2) (6分) 在水池液面０－０和水洗塔顶2-2两截面间列B.E. 259100050150 1.5(24.310.3)0.02536.74m10009.810.129.8110009.8136.7442.5/36006.08kW0.71000Va H gH q P ρη⨯+=+-++⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯===⨯（3）(4分) 在水池液面０－０和水洗塔顶2-2两截面间列B.E.222()501500.7850.125 6.010.0250.129.8131.010.003191Ve Vq H q +⨯=++⨯⨯⨯=+（4）(4分)塔顶表压为98.1kPa 时，2351.14m /s 36000.7851u ==⨯⨯此时2235()501500.7850.125100.0250.129.8138.9e H m+⨯=++⨯⨯⨯=22238.93536.7442.543.450.00371643.450.003716VA B A B A B H q =-⨯=-⨯===-2 （10分）解：（1）(5分) 过滤面积20.810.8121013.12m A =⨯⨯⨯= 根据恒压过滤速率方程:V 2+2VV e =KA 2τ将τ=10min,V =1.31m 3;τ=20min,V=1.905m 3代入上式 解出: K =2.01×10-5m 2/sV e =0.1376m 3(2) (3分)滤框充满时所得滤饼体积:V 饼=0.812×0.042×10=0.2756m 3滤框充满时所得滤液体积:V =V 饼/υ=0.2756/0.1=2.756m 3τ=(V 2+2VV e )2/KA 2=min 40601001.212.131376.0756.22756.2522=⨯⨯⨯⨯⨯+=-(3) (2分)生产能力32.756m2.362h (4030)/60W V Q τττ===+++3 （20分） 解：（1）(5分)以外表面积计211666.7W /(m K )112510000250020O K ∴==⋅+⨯(2) (7分)2967.52025.04159.338mA o =⨯⨯⨯=mO O m t A K t t Cp q Q ∆=-=)(1222℃t t t t Q 1.2811020110ln20967.510007.1666)20(9.390003.02222=---⨯⨯=-⨯⨯⨯=∴(3) (8分)将8根管子坏管堵塞后,管程流量不变，速度增大为原来是38/30=1.2667倍， 仍为湍流，管程α2=2500×1.26670.8= 3020.4 W/(m 2·K)212359W /(m K )1125100003020.420OK '==⋅+⨯230 3.41590.0252 4.712m o A '=⨯⨯⨯=℃t t t t Q t A K t t Cp q Q m O O m 2911020110ln 20712.410002359)20(9.390003.0)(22221222='---'⨯⨯=-'⨯⨯⨯=∴'∆''=-'='第二部分1、（18分）在一填料塔中，用含苯0.0001（摩尔分数，下同）的洗油逆流吸收混合气体中的苯。

试题编号：486 考试日期：1月23 日下午试题编号：486试题编号：486试题编号：486二ＯＯ五年硕士生入学考试命题标准答案专 用 纸试题编号：486 试题名称：《化工原理及实验》一、填空（45分）1.流体以层流状态流过串联直管的管段1和管段2，已知两管段长度相等，管段1内径d 1=0.1m ，管段2内径d 2=0.2m ，则流体流过两管段阻力损失的比值hf 1/hf 2=____16______，若流动处于完全湍流状态，且两管段的相对粗糙度相同，则hf 1/hf 2= 32 。

R , k g 水/(m 2 h ) X, kg 水/kg 绝干物料2．流体在圆形直管内流动时，若流动为层流流动，则流体在管内中心处速度最大，且等于管内平均流速的 2 倍。

3．流体在内径为D的直管中流动，当流动充分发展以后，其流动边界层厚度为D/2。

4.为避免离心泵运行时发生汽蚀，则要求实际安装高度Z___>__允许安装高度[Z]。

5．往复泵的流量调节可采用旁路或转数或冲程长度。

6.根据颗粒在流化床中的分散状态，可把流化床分为_散式____流化床和_聚式__流化床两种。

7.在长为L，高为H的降尘室中，颗粒沉降速度为u t，气体通过降尘室的水平速度为u，则颗粒在降尘室内沉降分离的条件是___L/u>=H/u t__，若将该降尘室加2层水平隔板，则其生产能力为原来的____3____ 倍。

8.用一板框过滤机过滤某悬浮液，其最终过滤速度为0.02 m/s，然后用同样粘度的洗涤液洗涤滤饼，则洗涤速率等于__0.005__；若采用真空叶滤机，其最终过滤速度也为0.02 m/s，则其洗涤速率等于0.02。

（洗涤压力差与最终过滤压力差相同）。

9.已知某颗粒的等比表面积当量直径与其等体积当量直径相等，则该颗粒是球形颗粒10.用水在逆流操作的套管换热器中冷却某液体，要求热流体的进出口温度T1，T2及流量q m1不变，今因冷却水进口温度t1增高，为保证完成生产任务，提高冷却水的流量q m 2，则过程的总传热系数将_增加_ ，平均传热温差将下降。

2004—2005学年第二学期《化工原理》课程试题（A 卷）合分人： 复查人：一、（20分）某逆流吸收填料塔，用纯溶剂等温吸收混合气中的可溶组分A 。

在常压、20℃下操作时的混合气体流量为0.025kmol/s,气体混合物中A 的初始浓度为0.02（摩尔分率，下同），塔径为1m ，气相体积总传质系数为0.0522kmol/(m 3·s)，操作条件下平衡关系为y e =1.2x ，操作液气比为最小液气比的1.2倍。

试求：（1）若要求吸收率为95％，则所需的填料层高度为多少；（2）若进塔溶剂的浓度改为0.003，气体进塔浓度，气、液流量和相平衡关系不变，则吸收率为多少？二、（18分）今用一常压连续精馏塔分离相对挥发度为2.0的二元理想混合液。

塔顶馏出液组成为0.94（易挥发组分的摩尔分数，下同），釜液组成为0.04，釜液采出量为150kmol/h 。

回流比为最小回流比的1.2倍，进料线方程为y=6x －1.5。

试求：(1) 进料的热状况参数、组成和流量； （2） 精馏段操作线方程； (3) 提馏段的汽、液流量； （4） 提馏段操作线方程。

三、填空题（每空1分，共34分）1．低浓度气体吸收中，已知平衡关系y=1.2x ，气相传质系数为1×10-4kmol/m 2·s，液相传质系数为 1.2×10-2 kmol/m2·s，则此体系属于_________________控制，该气体为_________________溶气体，气相总传质系数等于 _________________。

2．用清水吸收混合气体中低浓度氨，操作时，若其它条件不变，入口气量增加，则N OG_________________，气体出口组成_________________，液体出口组成_________________。

3．对解吸因数S=0.5 的系统进行逆流吸收，yｅ=mx，设y1为塔底气相进口浓度，y2为塔顶气相出口浓度，当塔高为无穷大时，则y1____________y e1，y2______________y e2。

一.填空1.生产装置中安装液封装置的目的:一是为了确保设备的安全，二是(防止气体泄漏）。

2.非牛顿性流体是指（不符合牛顿粘性定律的流体)。

3.流体在圆形直管内做稳定层流流动时，其平均速率于管内中心速率的比值为（０.５)。

４.边界层厚度的定义是（速度达到0.9９u∞处与壁面的法向距离δ)。

5.两管路甲、乙串联,若两管路的长度相同,甲管内径是乙管内径的2倍,且两管内的流动均为稳定层流，则甲管的质量流量与乙管质量流量的比值为(１）６.圆管内流体完全湍流流动时，当流体的速度增加1倍时，流体的阻力增加为原阻力的（4）倍。

7．孔板流量计是定(截面),变压差的流量计。

8．离心泵在开泵之前泵内没有充满液体,可能会发生(气缚)现象。

9……15看不清１6．某列管式换热器的内外两侧流体的表面传热系数分别为5８0０W/(m２•℃)和６40W／(m２•℃),为强化过程的传热，应采用措施增加(外）侧的表面传热系数。

17．当蒸汽管路的外直径（大于）临界半径时,在蒸汽管道外侧家保温层一定能够保温。

18．一球形小石英颗粒,在空气中在层流区沉降，若颗粒的直径减为为原来的8０%,则其沉降速度将变为原来的（0.64）倍。

１9.液体沸腾的必要条件:一是要有（气化核心)，二是液体必须过热。

20.一切物体的发射能力和吸收率的比值等于同温度下黑体的发射能力。

２1.列管是换热器根据温度补偿方式的不同可以分为:（浮头式换热器),U型管是换热器,以及固定管板式三种形式。

22.平流加料主要应用于蒸发过程中(液体易结晶）的场合。

2３．改变旋风分离器的操作条件，使其临界直径减小,则其分离总效率（增大）。

24在蒸汽冷凝传热中,不凝气体的存在是冷凝表面的传热系数(降低)。

二、简答题１.离心泵的部件（3个以上）答：蜗壳，叶片,底阀,滤网，泵轴，调节阀等（见教材P8６)2．给出大容积饱和沸腾曲线，并表明相应的点及区域答：见教材P277图 4.４．233.蒸发操作中溶液沸点升高的原因有哪些？答：1)溶液蒸汽压降低引起的沸点升高2)液柱静压头引起的沸点升高，溶液内部沸点，按平均压力计算:3)二次蒸汽阻力损失引起的沸点升高用冷凝器压力计算二次蒸汽温度时,需考虑。

姓名：_________大连理工大学学号：_________课程名称：化工原理（下）试卷： B 考试形式：闭卷院系：_________ 授课院系：化工学院_考试日期：20XX年6月16日试卷共7页____ 级____ 班装一、填空（30分）1．在精馏操作中，由于工艺条件变化，进料状态由气相变为液相，提馏段操作线斜率。

（减小，增大，不变，变化不确定）2．实际生产中进行间歇精馏操作，一般将和两种操作方式结合起来。

订3．常压板式塔进行精馏操作，通常塔板上气液两相的接触状态包括、泡沫接触状态和喷射接触状态。

4．清晰分割中，组分不在塔顶出现。

5．连续精馏正常操作时，减小再沸器热负荷，回流液流量和进料量和进料状态不变，则塔顶馏出液中易挥发组分的摩尔组成x D将，塔底采出液是易挥发组分的摩尔组成x W将。

（减小，增大，不变，变化不确定）线6．平衡蒸馏（闪蒸）的操作温度是在操作压力下混合物的。

（泡点温度，露点温度，泡点和露点温度之间）7．Fick定律表明，分子扩散通量与成正比。

8．应用停滞膜模型简化对流传质过程，可认为在停滞膜内浓度分布为。

（线性，非线性，不确定）9．吸收操作中，如果以获得溶质浓度较高的富液为操作目的，宜取吸收因子A 。

（大于1，小于1，等于1，任意取值）10．吸收操作中，操作温度降低，其他条件不变，则吸收操作分离能力。

（减小，增大，不变，变化不确定）11．采用同样操作条件完成同一分离任务，采用填料A需要的填料层高度为10米，如果选用填料B，需要的填料层高度为14米。

请问填料A的理论级当量高度是填料B的理论级当量高度的倍。

12．易溶气体吸收过程，气膜传质阻力液膜传质阻力（远远大于，远远小于，几乎相等，不确定关系）。

若其他条件不变，入口气量减少，气相总传质单元高度H OG将；出塔气体组成y2将。

（减小，增大，不变，变化不确定）13．高浓度易溶气体逆流吸收过程，气膜传质系数由塔底到塔顶。

（减小，增大，几乎不变，变化不确定）14．请写出两种常用的解吸操作方法：和。

大连理工大学二00五年硕士生入学考试《物理化学及实验》 试题 共6页 （10个大题）注：答题必须注明题号答在答题纸上，否则试卷作废！请认真看题，祝好运！一、是非题（每小题2分，共24分），正确的标“√”，错误的标“×”：1． 一定温度下化学反应的m r G ∆一定大于m r A ∆。

2． (),,()C C B T p n BGn ≠∂∂既是物质B 的化学势又是物质B 的偏摩尔量。

3． 用0<∆G 判断变化方向，适用于任何系统的任何变化。

4． 稀溶液的凝固点一定比纯溶剂的凝固点低。

5． 因为溶胶在一定条件下能存在很长时间，所以它是势力学稳定系统。

6． 在大气压下，水银在玻璃毛细管中的沸点高于其正常沸点。

7． NaCl 水溶液在表面层的浓度高于其溶液本体浓度。

8． 物质B 总是从高浓度相自发转移到低浓度相。

9． 在化学反应中，所有反应物分子实现化学反应都经过反应的最低能量途径。

10. 超电势的存在，使原电池的输出电压变小。

11. NaOH 水溶液的摩尔电导率与其浓度有关。

12. 气体在固体表面的吸附只能是单层的。

二、选择题（包括8小题，每小题2分，共16分），选择一个正确答案的编号：1． Na 2CO 3与H 2O 可以生成如下几种化合物Na 2CO 3·H 2O ， Na 2CO 3*7H 2O, Na 2CO 3*10H 2O,在标准压力下与Na 2CO 3水溶液、冰平衡共存的水合物最多能有几种： A. 1种； B. 2种； C. 3种2． 在一密闭恒温容器内，有大小不同的两个微小汞滴，经过足够长时间后，容器内仍有液体汞存在。

则下述叙述正确的是：A ． 有大小不等的两个液滴；B. 有两个大小相等的液滴 C ．大液滴消失； D. 小液滴消失3． 反应CaCO 3(s)=CaO(s)+CO 2(g)在一定温度下达到平衡，现在不改变温度、CO 2分压力及氧化钙的颗粒大小，只增大碳酸钙的分散度，则平衡将： A ． 向左移动；B. 向右移动；C. 不移动4． 现有一个由水形成的液珠和一个气泡，附加压力的方向分别是：A ． 液珠：向外，气泡：向内，B. 液珠：向内，气泡：向外B ． 液珠：向外，气泡：向外，D. 液珠：向内，气泡：向内 5． 定温定压下，液态水变为水蒸气，系统的热力学函数：A ． 熵增加，焓减小 B. 熵减小，焓增加 C ．熵和焓都减小 D. 熵和焓都增加 6． NaCl 和KNO 3的混合水溶液，Na + 活度：A ． 只与Na +自身的浓度有关，而与其它离子的浓度无关；B ． 只与Na + 和K ＋的浓度有关，而与负离子的浓度无关；C ． 除与Na +的浓度有关外，还与负离子的浓度有关；D ． 与所有离子的浓度有关； 7． 克—克方程不可用的平衡是：A. 固−→←气平衡；B.液−→←气平衡； B. 固−→←液平衡8.如果一个表观速率系数k 与各元反应速率系数的关系为k ＝3212k k k ，则该反应表观活化能E 与各元反应活化能间的关系为：A ．E ＝E 1＋E 2－E 3 B. E =2( E 1＋E 2)－E 3；C. E ＝3212E E E 三、推导证明（10分）：反应A −→−Y ＋Z 的机理是： A 11k k -−−→←−−B B2k −−→Y ＋Z且其中112k k k >>>-，那么该反应表现为一级反应，且表观速率系数为 1212k k k k k -=+四（17分）、气相反应 A ＋3B ＝Y ＋Z求800.15K 下的r m G ∆和标准平衡常数K。