第 1 页851B华南理工大学2016 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称：化工原理 适 用 专 业 ： 化 学 工 程 ； 化 学 工 艺 ； 生 物 化 工 ； 应 用 化 学 ； 工 业 催 化 ； 能 源 化 学 工 程 ； 制浆造纸工程；制糖工程；生物质科学与工程；环境工程；化学工程(专硕) ；轻工技 术与工程(专硕) ；环境工程（专硕）一 填空选择题（25 题，共 50 分）共 4 页1.流体在管内的流速 u=0.5m/s， 管 径 d=0.01m， 密 度 为 1000kg/m3， 粘 度 为 0.005kg/(m s)， 流 动 形 态 为 （ ） 。A 层流 B 湍流 C 过渡流 D 不确定2. 当管子由水平放置改为垂直放置时，而流速不变，其能量损失将（ ） 。A 增大 B 减小 C 不变 D 不确定 3.当 吸 入 管 径 增 大 ， 其 他 条 件 不 变 ， 离 心 泵 的 允 许 安 装 高 度 将 （ ） ， 若 流 速 增 加 ， 其 他 条 件 不 变 ， 则 离 心 泵 的 允 许 安 装 高 度 将 （ ） 。A 增大 B 减小 C 不变 D 不确定4.用 因 次 分 析 的 目 的 在 于 （ ）A 得到各物理变量之间的确切定量关系B 得到各无因次数群的确切定量关系C 用无因次数群代替物理变量，使实验结果更可靠D 用无因次数群代替有关物理变量，使实验与关联工作简化，减少实验工作量5.在 设 计 列 管 式 换 热 器 时 ， 设 置 折 流 板 以 提 高 （ ） 的 对 流 传 热 系 数 。A 壳程 B 管程 C 壳程和管程6.当 填 料 塔 操 作 气 速 达 到 泛 点 气 速 时 ， （ ） 充 满 全 塔 空 隙 ， 这 时 （ ） 急 剧 上 升 。7.一定湿度 H 的 气 体 ， 总 压 加 大 时 ， 露 点 温 度 （ ） ； 一 定 湿 度 H 的 气 体 ， 当 气 体 温 度 升 高 时 ， 露 点 温 度 （ ） 。A 增大 B 减小 C 不变 D 不确定 8.一 吸 湿 性 物 料 和 一 非 吸 湿 性 物 料 ， 具 有 相 同 的 干 燥 面 积 ， 在 相 同 的 干 燥 条 件 下 进 行 干燥，在恒速阶段，前者的干燥速率为 UA，后者的干燥速率为 UB，U A（ ）U B。 A 大于 B 小于 C 相等 D 不确定9.用碱液吸收废气中的 SO3，吸收过程属于（ ） 。A 液膜控制 B 气膜控制 C 气液膜控制 D 不确定 10.一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（ ） ， 主 要 原 因 是 （ ） 。11.一降尘室长 5m， 宽 3m， 高 1m， 中 间 装 有 9 块 隔 板 ， 隔 板 间 距 为 0.1m， 现 颗 粒 最第 2 页小直径为 10m， 其 沉 降 速 度 为 0.02m/s， 欲 将 最 小 直 径 的 颗 粒 全 部 沉 降 下 来 ， 含 尘 气 体 的 最 大 流 速 不 能 超 过 （ ） m/s。 12.在 换 热 器 的 操 作 中 有 逆 流 和 并 流 ， 对 于 高 粘 度 的 冷 流 体 ， 为 降 低 粘 度 ， 宜 采 用 （ ） 操 作 ； 为 了 减 少 加 热 剂 或 冷 却 剂 的 用 量 ， 宜 采 用 （ ） 操 作 。 13.一套管换热器，管内走液体，管间走饱和水蒸汽，由于流体入口温度下降，在流 量 不 变 的 情 况 下 ， 为 达 到 原 来 的 出 口 温 度 （ 此 设 备 再 提 高 压 力 已 不 允 许 ） ， 采 用 简 便有效的措施为（ ）A 管内加麻花铁 B 提高壳程数 C 减少壳程数 D 换封头14.在某输液的管路中，并联一台同型号的离心泵，并联双泵后工作点的输液效果为（ ）A 并联的输液量为单泵的 2 倍 B 并联的扬程为单泵的 2 倍C 并联的能耗为单泵的 2 倍 D 并联的输液量、扬程、能耗都不会是单泵的 2 倍15.造 成 离 心 泵 气 缚 现 象 的 原 因 是 （ ）A 安装高度太高 B 泵内流体密度太小C 入口管路阻力太大 D 泵不能抽水 16.流 体 在 某 管 内 作 层 流 流 动 ， 当 流 量 减 少 时 ， 摩 擦 系 数 （ ） ， 阻 力 损 失 （ ） 。 A 增大 B 减小 C 不变 D 不确定 17.当 回 流 比 增 加 而 其 他 条 件 保 持 不 变 ， 下 面 哪 个 正 确 ( )A 塔釜蒸汽消耗量增大，塔顶产品易挥发组成下降 B 塔釜蒸汽消耗量减小，塔顶产品易挥发组成下降 C 塔釜蒸汽消耗量减小，塔顶产品易挥发组成增大 D 塔釜蒸汽消耗量增大，塔顶产品易挥发组成增大18.在 精 馏 操 作 过 程 中 ， 当 进 料 从 适 宜 的 进 料 板 位 置 上 移 ， 则 ( ) A 塔顶和塔底组成下降 B 塔顶和塔底组成增大C 塔顶组成增大，塔底组成下降 D 塔顶组成降低，塔底组成增大19.忽 略 过 滤 介 质 阻 力 ， 恒 压 过 滤 速 率 与 ( ) A 过滤面积成正比 B 滤液温度成正比C 滤液体积成反比 D 滤液体积成正比 20.在 解 吸 操 作 中 ， 当 液 气 比 （ ） ， 有 利 于 解 吸 操 作 A 增大 B 减小 C 不变 D 不确定21.当 双 组 份 混 合 液 体 用 精 馏 塔 分 离 时 ， 进 料 温 度 由 露 点 改 为 冷 液 ， 下 面 哪 个 正 确 （ ）A 塔顶组成下降 B 塔顶组成增大C 塔顶组成不变 D 塔釜蒸汽消耗量减少 22.对 于 一 定 干 球 温 度 的 空 气 ， 当 其 湿 度 越 大 ， 湿 球 温 度 就 （ ） A 越低 B 越高 C 不变 D 不确定23.某二组分混合物，组分 A 为易挥发组分，其液相组成为 xA=0.6,相应的泡点为 t1， 与之相平衡的气相组成为 yA=0.7，相应的露点为 t2，则（ ）第 3 页A t1t2 D 无 法 判 断 24.蒸 汽 输 送 管 外 有 两 层 保 温 层 ， 为 了 使 保 温 效 果 更 好 ， 应 将 导 热 系 数 高 的 置 于 （ ） A 外层 B 内层 C 无关 25.用水吸收混合气中的氨，其他条件不变，当气体的流率增加一倍，则总传质系数 约 为 原 来 的 （ ） 倍 。二、计算题 (6 题，共 100 分)1（20 分 ） 选 择 一 冷 凝 器 用 冷 却 水 将 酒 精 精 馏 塔 的 塔 顶 产 品 饱 和 蒸 汽 冷 凝 成 饱 和 液 体 ，塔顶蒸汽量为 0.4kg/s， 平 均 冷 凝 潜 热 为 1048kJ/kg， 饱 和 温 度 约 为 78 ， 蒸 汽 走 管 外 ， 冷凝传热系数为 3000w/(m2) 。设计冷却水的进出口温度分别为 25和 35，平均 比热容为 4.174kJ/(kg)，密度为 996kg/m3,粘度为 8×10-4pa·s，导热系数为 0.62 w/(m) 。求（ 1）冷却水的用量（2）某厂提供参数相同但管程不同的两种列管冷凝器，一种型号为单程管，另一种 为双程管，列管总数 100 根 ， 管 长 1.2m，管子尺寸23× 1.5mm，计算确定是否两种 型 号 冷 凝 器 均 能 完 成 冷 凝 任 务 。 （ 注 ： 管 壁 热 阻 及 污 垢 热 阻 均 可 忽 略 不 计 ， Re>6000， 可看做管内强制湍流对流传热处理）2.（ 20 分 ） 在 一 常 压 连 续 操 作 的 精 馏 塔 中 分 离 某 双 组 份 混 合 液 ， 塔 釜 采 用 间 接 蒸 汽 加 热，塔顶采用全凝器，泡点回流。已知该物系的平均相对挥发度为 2.5，进料为饱和 蒸 汽 ， 其 组 成 为 0.35（ 易 挥 发 组 分 的 摩 尔 分 数 ， 下 同 ） ， 进 料 量 为 100kmol/h。 塔 顶 馏出液量为 40kmol/h ，精馏段操作线方程 yn+1 0.8xn 0.16 。 试计算（1）提馏段操作线方程（ 2） 若 测 得 塔 顶 第 一 块 板 下 降 的 液 相 组 成 为 x1=0.7， 求 该 板 的 气 相 默 弗 里 板 效 率 Emv（3）当塔釜停止供应蒸汽，保持回流比不变，若塔板数无穷多，塔釜产品浓度是多 少？3.（ 20 分 ） 在 一 等 温 和 逆 流 操 作 的 填 料 吸 收 塔 用 纯 水 吸 收 空 气 混 合 物 中 的 NH3， 已 知 混合气体通量为 0.02kmol/(m2s)， NH3 的初始摩尔分数 5%， 吸 收 塔 出 口 混 合 气 体 NH3 的回收率不低于 95%， 塔 底 水 出 口 NH3 摩尔分数为 5%， 操 作 压 强 为 1atm， 亨 利 系 数 为 0.95atm，在操作范围操作线与平衡线均看作直线，且看作低浓度气体吸收Y （摩 尔 比 y(摩 尔 分 数 )， 体 积 总 传 质 系 数 Kya=0.02kmol/(m3s)。 求（1）最小液气比（2）所需填料层高度（3）若要提高氨的去除率，可以采用什么措施，解释之。第 4 页4.（ 12 分 ） 常 压 (1atm)绝 热 干 燥 器 （ 等 焓 干 燥 过 程 ） 用 空 气 干 燥 初 始 湿 含 量 为 35%（ 湿 基 ） ， 离 开 干 燥 器 物 料 流 量 和 湿 含 量 分 别 为 450kg/h 和 5%（ 湿 基 ） ， 干 球 温 度 为 25、 相对湿度为 35%空气经预热器加热到 90，进入干燥器作为加热介质，离开干燥器 的空气温度为 45，已知 25时，水的饱和蒸汽压为 3.1684kPa，求（1）去除的水量（kg 水/h）（2）空气出口的湿度（kg 水/kg 绝干空气）（3）新鲜空气量（kg 湿空气/h）5.(20 分) 密度和粘度分别为 900kg/m3 和 30cp 的液体通过管内直径为 40mm 从罐 1 流 到罐 2， 如 图 所 示 ， 当 阀 门 关 闭 时 ， 压 力 计 A 和 B 的读数分别为 8.82×104N/m2 和 4.41×104N/m2， 当 阀 门 打 开 ， 总 管 长 （ 包 括 所 有 局 部 阻 力 当 量 长 度 ） 为 100m， 设 两 个 罐 的液面高度恒定。求：（1）罐 1 和罐 2 的液面相对于罐底部高度 Z1 和 Z2 是多少 m（2）求液体在管内的体积流量（m 3/h）（3）当阀门打开时，压力表 A 和 B 如何变化，并解释之。6（8 分）在包有保温材料圆管壁面导热计算过程，当 r2 2 （其中r >r ，2 1r1r 1=r2-r1， r2=r3-r2，r 1、r 2、r 3 分 别 为 管 内 壁 、 外 壁 和 保 温 材 料 的 半 径 ） ， 可 以 用 算 术平均半径代替对数平均半径，其相对误差小于 4%，试证明之并求出最大相对误差（精确到小数点后 4 位）