浙江大学考研化工原理91-99真题答案

yb-Δya)/Ln(Δyb/Δya)=0.001276

∴ NOG=(yb-ya)/ Δym=0.75, h=HOGNOG=6.3m 即xb=0.0042,h=6.3m

2. （10分）如下图,流量为0.5kg/s、温度为20℃的水(CP=4.18kJ/kg·K)流过串联的两台列管换热器,以冷却流量为0.8kg/s、温度为120℃的某溶液(CP=2kJ/kg·K),测得该溶液的出口温度为65℃。现因故使进口水温降到6℃,问:若保持其它进口条件不变,则溶液的出口温度变为多少?��

[t1=20℃,T1=120℃,T2=65℃, ms2==0.5kg/s,Cp2=4.18kJ/kgK, Cp1=2kJ/kgK,t2′=6℃.其它条件不变，T２′= ？]

SOLU:变化前Q=ms2CP2(t2-t1)= ms1CP1(T1-T2)

∴ t2＝t1＋（T1-T2）ms1CP1／ms2CP2＝62.1℃ 传热效率 ε=（T1-T2）/（T1-t1）=11/20

变化后 因 CR1= ms1CP1／ms2CP2不变 ，NTU=KA/ ms1CP1不变

∴ 传热效率ε不变

∴ （T1-T2′）／（T1-t1′）＝ε 不变, T2′＝T1－ε（T1-t1′）=57.3℃3.

（10分）3.有一连续干燥器在常压下操作,生产能力为1000kg/h(以干燥产品计),物料水分由12%降为3%(均为湿基)。空气的初温为25℃,湿度为0.01kg/kg,预热器后升温至70℃,干燥器出口废气为45℃,干燥室进、出口处湿空气焓值相等。试求:(1)废气的湿度;(2)

3

空气的用量(m/h,初始状态下)。[G2=1000kg/h,w1=12%,w2=3%,t0=25℃, H0=0.01, t1=70℃, t2=45℃,I1=I2（等焓干燥过程）求H2、V２.] SOLU:预热过程，湿度不变 即H1=H0=0.01 由 I1=I2,即CH1t1+r0H1=CH2t2+ r0H2 , 解出H2=0.02,

υH2=(0.772+1.244H2)(273+t2)/273=0.9259

L=[1/(H2-H1)]G2(w1-w2)/(1-w1)=1.0227 V2=LυH2=9469m3/h=2.63m3/s

∴H2≈0.02, V 2=2.63 m3/s

4、包括所有局部阻力当量长度),当阀a全关,阀b打开时,压力表

4

PB的读数为2.4×10Pa。假设阻力系数λ均为0.03,水的密度为

3

1000kg/m。(1)试计算B管道(CB段)的流速;(2)若维持阀b的开度不变,逐渐打开阀a,直到CB、CD两管中流速相等,此时B管的流速又为多少?��

大气 A [ ф 50, LOC=45,LCB=15,

a关b开时PB=2.4×

104Pa,λ=0.03,ρ

3

O =1000kg/m． 求（１） 15m

uCB;(2)a 打一至

pB uCB=uCD, 此时的uCBB b E ＝？] 3m C

SOLU:a全关b开时，

通大气a D

在Ａ－Ｂ面间进行

衡算，

2

EtA=EtB +WfOCB:PA/ρ+gΔz= PB/ρ+uCB/2+λ(∑ι/d )(uCB2/2)

uCB={2[(PA/ρ- PB/ρ)+ gΔz]/[1+λ(∑ι

0.5

/d )]}=2.25m/s 在BE间衡算

EtB=EtE +WfBE PB/ρ+ uCB2/2= P0/ρ+K uCB2/2推出Ｋ＝10.5

当a打开时，AB间重新衡算，

2

EtA=EtB +WfOCB: PA/ρ+gΔz= PB′/ρ+uCB′/2+λ(ι

2

/d )(2u′/2) OCCB

+λ(ιCB/d )(uCB′)/2 设PB′/ρ+59uCB′2=219.045---(1) 在BE间衡算

2

EtB=EtE +WfOCB: PB′/ρ+ uCB′/2= P0/ρ+ KuCB′2

/2---(2) 解（１）（２）两式得uCB′=1.36m/s

5. （15分）在由一块理论板和再沸器组成的精馏塔中(参见右图),对苯-甲苯混合液进行分离。已知α=2.5,F=100kmol/h,xF=0.15(摩尔分率,下同),饱和液体加料在第一块板上,分离要求为xD=0.25,xW=0.06。试求:(1)塔顶、底的产量D、W;(2)回流比R。[а＝2.5,F=100,xF=0.15,q=1,xD=0.25, xW=0.06,求Ｄ,Ｗ；（２）Ｒ.] SOLU:W/F=(xD-xF)/( xD-xW)推出W=52.6, D=F-W=47.4 平衡线 y=аx/[1+(а-1)x]=2.5x/(1+1.5x)----(1)

2

提馏线 y=L′x/V′-W xW /V′=(RD+F)x/(RD+D)-Wxw/(RD+D)---(2)

xW=0.06（１）yW=0.1376（２）x1=[6.52(R+1)+0.67]/(47.4R+100)—(*) y1=xD=аx1/[1+(а-1)x1]—(**), 联（*）（**）解出R=2.23

1998年(共四大题 二十五小题)

一．选择题（20分，每一选择2分）

2．如右图管中充满水,U形差压计的读数为零,则_____。 (A)管内流体肯定处于静止状态; �� (B)管内流体肯定从1流向2;�� 2 (C)管内流体肯定从2流向1;�� (D)以上三种答案都不对。�� 2

[管充满水，且Ｒ=0，则 ] 1 分析：Ｒ值表示流速变化和阻 1 损．若管中溶

液静止，则Ｒ读数为0．

2

若１→２，Δu<0, hf>0,可能;

2

2 →1, Δu>0, hf>0,R不可能为0; 故结论：管中溶液或静止或由流向下2.

5．冷水与热水通过间壁换热器换热,现冷水的流量增大,但保持其它进口条件不变,则传热平均推动力Δtm及传热速率Q的变化为_____。�� (A)Δtm增大、Q增大;(B)Δtm变化趋势不定、Q增大;��(C)Δtm增大、Q不变;(D)Δtm下降、Q下降。 [mS2 ↑, t1, T1、 ms1不变，Δtm及Ｑ变化？]

分析：Q=ms1cp1(T1-T2)=ms2cp2(t1-t2)=KAΔ

tm

CR=[(mscp)1]/(mscp)2↓,NTU=(KA)/(mscp)1↑ ε↑ ， ε=(T1-T2)/(T1-t1),T2↓→Q↑ Q↑,K↑→Δtm不定。

7．如右图吸收、解吸联合操作,若吸收塔的气体处理量增大,但保持其它操作条件不变,则��

(1)吸收塔的出塔气体浓度___。�� (A)增大; (B)不变; (C)减小; (D)其变化趋势不定。

(2)解吸塔的出塔气体浓度____。

吸解��

收吸 (A)增大; (B)不变; (C)减小; (D)

塔 塔 其变化趋势不定.[吸收、解吸联合

操作，G1↑,其他条件不变，则ya1,yb2如何变

化？]

Anlysis: 本题结合1/A～NOG,1/S～NOL图解法与反证法。

首先对吸收塔而言，1/A=(mG1)/L