爱他教育：2014江南大学化工原理考研模拟卷考研资料历年真题讲解及参考书目

2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（三）

考试科目：化工原理（含实验） 共3页 （所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效） 一、概念题（30分，每空或每选择1.5分）

1、有一并联管路，其两支管的流量、流速、管径、管长及流动能量损失分别为qV、u1、d1、l1、Wf和qV2、u2、d2、l2、Wf。已知d1=2d2，

112l1=3l2，流体在两支管中均为层流流动，则Wf/Wf=____________，

1

2qV1/qV2=____________，u1/u2=_________。

2、现用离心泵向高压容器输送液体，若将高压容器改为常压，其他条件不变，则该泵输送的液体量__________，轴功率__________。 3、在下列各因素中，与过滤常数K无关的是_________和_________。 滤液的黏度；滤浆的浓度；滤饼的压缩性指数；过滤面积；滤饼层的空隙率；滤饼层的厚度

4、降尘室和旋风分离器的临界颗粒直径是指__________________。 5、饱和蒸汽冷凝时，壁温与饱和蒸汽的温差越大，则冷凝传热系数越______。

6、某精馏塔精馏段内相邻两层理论板，离开上层板的气相露点温度为t1，液相泡点温度为t2；离开下层板的气相露点为t3，液相泡点温度为t4。试按从大到小的顺序将以上4个温度排列_____________。 7、以空气作为湿物料的干燥介质，当所用空气的相对湿度增大时，湿物料的平衡含水量相应____，自由含水量相应______。

8、恒速干燥阶段又称为_____，影响该阶段干燥速率的主要因素是

_______；降速干燥阶段又称为_____，影响该阶段干燥速率的主要因素是______。

9、从塔板水力学性能的角度来看，引起塔板效率不高的原因可能是_______、______、_______、________。

二、（30分）如图所示，从自来水总管接一管段AB向实验楼供水，在B处分成两路各通向一楼和二楼。两支路各安装一截止阀，出口分别为C和D。已知管段AB、BC和BD的长度分别为100m、10m和20m（包括直管长度及管件的当量长度，但不包括阀门的当量长度），馆内径皆为30mm。假定总管在A处的表压为0.343MPa，不考虑分支点B处的动能交换和能量损失，且可认为各管段内的流动均进入阻力平方区，摩擦系数皆为0.03，试求：（1）D阀关闭，C阀全开（??6.4）时，BC管的流量为多少？（2）D阀全开，C阀关小至流量减半时，BD管的流量为多少？总管流量又为多少？

三、（30分）拟用150℃的饱和水蒸气将流量为90000kg/h的某溶液产品由25℃升温到35℃。现有一台单管程列管式换热器，换热管规格为?25mm?2.5mm，传热面积为15m2。已知蒸汽在其壳程冷凝，传热系数为12000W/（m2*k）；溶液走管程，其对流传热系数估计为

330W/（m2*k），比热容为1.9KJ/（kg*k）。壳程污垢热阻和管壁热阻忽略不计，管程污垢热阻估计为0.0001m2*k/W。试问这台换热器是否能够满足上述换热要求？如不能满足换热要求，采用加隔板的方式将该换热器变为双管程换热器，问能否满足换热要求？（注：由于黏性较大，溶液在管程流动为层流，故其对流传热系数与流速的1/3次方成正比）

四、（30分）填料吸收塔内，用清水吸收混合气体中溶质A，操作条件下体系的相平衡常数m为3，进塔气体浓度为0.05（摩尔比），当操作液气比为5时，（1）计算逆流操作时气体出口与液体出口极限浓度；（2）并流操作时气体出口与液体出口极限浓度；（3）若相平衡常数m为5，操作液气比为3时，再分别计算逆流和并流操作时气体出口液体出口极限浓度。

五、（30分）某二元理想混合液中易挥发组分的含量为0.5（摩尔分数，下同），用常压连续精馏塔分离，要求塔顶产品浓度为0.97，进料为气、液混合物，其中蒸汽量占2/5。塔顶采用分凝器，由其中引出的饱和液体作为回流液送人塔内，引出的蒸汽送人全凝器中冷凝后作为产品排出。已知操作条件下体系的平均相对挥发度为2.5，回流比采用最小回流比的2.2倍。试求（1）原料中气相及液相的组成；（2）由塔顶第一块理论板上升的蒸汽组成。

2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（一）答案解析

一、概念题

1、Pa?s；流体流动时在垂直于流动方向上产生单位速度梯度所需要的剪应力；降低；升高

2、240

3、2;0.707;1.414 4、液膜；液膜；液

5、在合适的溶剂中溶解度

6、提高湿空气温度，提高湿空气的焓值，使其作为载热体；降低相对湿度，使其作为载湿体

7、一定是

8、液体流量上限线；液体流量下限线；严重漏液线；液泛线；过量雾沫夹带线 二、解：（1）选取A所在的截面为上游截面，B点所在的截面为下游截面，基准水平面为U型管较低液面所在的水平面。（上下游截面与流体流动方向垂直。）

在上下游截面之间列伯努利方程得到：

22PAuAPBuBgZA???We?gZB???Wf,AB

?2?2(a)

本题中We=0，Wf，AB=0

uA?Vs60/3600??2.12(m/s) 220.785dA0.785*0.1AuB?uA(d则(gZA?/dB)2?2.12?(100/200)?0.53(m/s)

2PA?)?(gZB?PB?22)?(uB?uA)/2?(0.53?2012)/2??2.11(J/kg)

22负号说明指示液液面左侧高于右侧，与图示相反。

此时，U型压差计测出的虚拟压力差，即

(?gZB?PB)?(?gZA?PA)?(?i??)gR

22(?gZB?PB)?(?gZA?PA)??uB?uA?即R????0.341(m)?341(mm)

(?i??)g2(?i??)g（2）当管道水平放置，ZA=ZB,U型压差计测出的为

PB?PA?(?i??)gR

将ZA=ZB , We=0，Wf，AB=0代入（a），整理得PB?PA????uB?uA?/2

22