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北京化工大学攻读硕士学位研究生入学考试化工原理(含实验)样题

懒人百科   来源: 北京化工大学  2024-01-22      

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北京化工大学攻读硕士学位研究生入学考试化工原理(含实验)样题(满分150分)
注意事项:
    1、答案必须写在答题纸上,写在试题上均不给分。
    2、答题时可不抄题,但必须写清题号。
    3、答题必须用蓝、黑墨水笔或圆珠笔,用红色笔或铅笔均不给分。
 
一、填空题 (每空1分,共计22)
    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,转子前后压差值将          。  
    2、离心分离因数 KC 是指                           。
3、当颗粒雷诺数 Rep 小于       时,颗粒的沉降属于层流区。此时,
颗粒的沉降速度与颗粒直径的        次方成正比。
4、一般认为流化床正常操作的流速范围在        与        之间。
5、聚式流化床的两种不正常操作现象分别是         和         。
    6、对固定管板式列管换热器,一般采取          方法减小热应力。
7、在逆流操作的吸收塔中,当吸收因数A>1时,若填料层高度h0趋于无穷大,则出塔气体的极限浓度只与           和           有关。
    8、精馏塔设计时,若将塔釜间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热,而保
持 xF、D/F、q、R、xD 不变,则xW将        ,理论板数将        。
    9、工业生产中筛板上的气液接触状态通常为        和        。
10、在B-S部分互溶物系中加入溶质A组分,将使B-S的互溶度             ;恰当降低操作温度,B-S的互溶度将             。
11、部分互溶物系单级萃取操作中,在维持相同萃余相浓度前提下,用含有少量溶质的萃取剂S′代替纯溶剂S,则所得萃取相量与萃余相量之比将              ,萃取液中溶质A的质量分数              。
12、在多级逆流萃取中,欲达到同样的分离程度,溶剂比愈大则所需理论级数愈___  ___;当溶剂比为最小值时,理论级数为__________。
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二、简答题 (每小题3分,共计18)
1、离心泵启动前应做好哪些准备工作?为什么?
2、影响过滤速率的因素有哪些?
3、一包有石棉泥保温层的蒸汽管道,当石棉泥受潮后,其保温效果将如何变化?为什么?
4、什么是精馏塔操作的最小回流比?影响最小回流比的主要因素有哪些?
5、什么是填料塔的泛点和载点,测得泛点和载点的意义是什么?
6、什么是临界含水量?它与哪些因素有关?
 
三、计算题 (25)
用离心泵将密度为1200kg/m3的溶液,从一敞口贮槽送至表压为 57.33 kPa的高位槽中。贮槽与容器的液位恒定。输液量用孔径为20mm、流量系数为0.65的孔板流量计测量,水银U型压差计的读数为460mm,水银的密度为 13600kg/m3。已知输送条件下离心泵的特性曲线为H=40-0.031Q2(Q的单位为m3/h,H的单位为m)。求:
(1)离心泵的输液量(m3/h);
(2)管路特性曲线;
(3)若泵的转速提高5%,此泵的有效功率为多少(kW)?
四、计算题 (22)
某新安装的列管式换热器(双管程、单壳程),内有φ38×2.5mm的无缝钢管200根,管外为130°C饱和水蒸汽冷凝,将管内的水溶液从20°C加热到80°C,水溶液的流速为 0.8 m/s。已知蒸汽侧对流传热系数为104 W/m2.K,管壁热阻及两侧垢阻均可忽略不计。求:
(1)该换热器的总传热系数;
(2)运行一年后,由于水侧管壁结垢,水溶液出口温度下降为70°C。求此时的总传热系数与水侧垢阻(壁阻及蒸汽侧垢阻仍可忽略不计);
(3)为尽量维持原水溶液的出口温度,现将换热器的管数增加20%,新增加钢管及原钢管的水侧结垢情况均与(2)中相同,问此时水溶液的出口温度为多少?
(水溶液在定性温度下的物性参数分别为:ρ=988.1kg/m3
 CP=4.174 kJ/kg.K;λ=0.6473W/m.K; μ=0.549×10-3Pa.s )
 
五、计算题 (20)
         在内径为1m的填料塔中,用清水逆流吸收低浓度二元气体混合物中的溶质。操作条件下物系的相平衡关系为y*=2x,体积传质分系数 kya=kxa=
0.12kmol/m3.s,且kya与气量的0.7次方成正比。操作液气比为最小液气比的1.5倍。已知混合气体的处理量为120kmol/h,要求吸收率达到90%。求:
(1)完成上述任务所需的填料层高度;
(2)若混合气体的处理量增加20%,此时溶质的吸收率可达多少?
(3) 分析说明当入塔气体溶质含量降低后,其它入塔条件不变,溶质的吸收率及出塔水溶液的浓度有何变化。
 
六、计算题 (23)
有一两股进料的连续精馏塔分离苯和甲苯混合液,塔顶采用全凝器,塔釜为间接蒸汽加热。已知F1=F2=50kmol/h,xF1=0.7,xF2=0.5,要求xD=0.95,xW=0.05(以上均为摩尔分率),操作回流比R=1.0,相对挥发度为2.47,两股进料均为饱和液体,并且均从各自的适宜位置进料。求:
(1)塔顶和塔釜的采出量;
(2)写出两进料之间塔段的操作线方程;
(3)最小回流比Rmin
(4)如果将两股进料先混合均匀再以单股物料从适宜位置进料,试问所需理论板数及能耗将如何变化?(不必计算分析,只需给出结论)
 
七、计算题 (10)
在恒定干燥条件下,将某物料由X1=0.33kg水/kg干料干燥至X2=0.09
kg水/kg干料,共需7小时,问继续干燥至0.07kg水/kg干料还需多少小时?
已知临界含水量XC=0.16kg水/kg干料,平衡含水量X*=0.05kg水/kg干料。
 
 
八、实验题 (10)
现设计一个孔径为d0的标准孔板流量计,安装在直径为d的管道中。欲建立一套实验装置标定其流量系数与雷诺数的关系曲线。
(1)说明需测量哪些数据,画出实验装置的流程示意图,并在图上标出主要测量点;
(2)列出计算公式,说明如何由所测数据整理出C0-Re曲线。

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