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清华大学1998年硕士研究生入学考试试题化 工 原 理
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（1）h(f1)/h(f2)＝（） Ａ、2；Ｂ、4;Ｃ、1/2;Ｄ、1/4;Ｅ、1 （2）当管路中流体均作层流流动时，Ｖ(1)/Ｖ(2)=（） Ａ、2；Ｂ、4;Ｃ、8;Ｄ、1/2;Ｅ、1 （3）当两段管路中流体均作湍流流动时，并取λ(1)＝λ(2)，则Ｖ(1)/Ｖ(2)=（）。 Ａ、2；Ｂ、4;Ｃ、8;Ｄ、1/2;Ｅ、1/4 2、计算下列四种“数”时，其数值大小与单位制造选择有关的是_______。 Ａ、普兰德准数；Ｂ、传热单元数NTU;Ｃ、离心分离因数K;Ｄ、过滤常数K 3、（1）板框压滤机洗涤速率为恒压过滤最终速率的1/4，这一规律只有在_______时才成立。 Ａ、过滤时的压差与洗涤时的压差相同； Ｂ、滤液的粘度与洗涤液的粘度相同； Ｃ、过滤压差与洗涤压差相同且滤液的粘度与洗涤液的粘度相同； Ｄ、过滤压差与洗涤压差相同，滤液的粘度与洗涤液的粘度相同，且过滤面积与洗涤面积相同。 （2）恒压过滤且介质阻力忽略不计时，如粘度降低20%，则在同一时刻滤液增加_______。 Ａ、11.8%；Ｂ、9.54%；Ｃ、20%；Ｄ、44% 4、有两台同样的管壳式换热器，拟作气体冷却器用。在气、液流量及进口温度一定时，为使气体温度降到最底应采用的流程为_______。 Ａ、气体走管外，气体并联逆流操作； Ｂ、气体走管内，气体并联逆流操作； Ｃ、气体走管内，气体串联逆流操作； Ｄ、气体走管外，气体串联逆流操作。 5、请将你认为最恰当的答案填在（）内。 （1）与单级萃取相比，如溶剂比、萃取比、萃取相浓度相同，则多级逆流萃取可使萃余分率（）。 |
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Ａ、增大；Ｂ、减小；Ｃ、基本不变；Ｄ、增大、减小均有可能。 （2）在B——S部分互溶的萃取过程中，若加入的纯溶剂量增加而其他操作条件不变，则萃取液浓度ｙ（A）（）。 Ａ、增大；Ｂ、减小；Ｃ、不变；Ｄ、变化趋势不确定。 三、计算题 1、将20℃的水（粘度μ=0.001Pas）以30立方米每小时的流量从水池送至塔顶。已知塔顶压强为0.05MPa（表），与水池水面高差为10m，输水管φ89×4mm，长18m，管线局部阻力系数∑ξ=13（阀全开时），摩擦系数λ=0.012270.7543／（Ｒｅ(0.38次方)）。 （1）求所需的理论功率（kw）； （2）一泵的特性可近似用下式表达： 扬程：Ｈ＝22.45Ｑ——20Ｑ·Ｑm 效率：η＝2.5Ｑ——2.1Ｑ·Ｑ 式中Ｑ的单位为立方米每分钟。求最高效率点的效率，并评价此泵的适用性。如适用，求因调节阀门使功率消耗增加多少。（15分） 2、在一新的套管换热器中，冷却水在φ25×2.5mm的内管中流动以冷凝环隙间的某蒸汽。当冷却水的流速为0.4m/s和0.8m/s时，测得基于内管外表面的总传热系数分别为1200瓦每平方米开尔文和1700瓦每平方米开尔文。水在管内为湍流，管壁的导热系数为45w/m·K。水流速改变后可认为环隙间冷凝的传热膜系数不变，试求： （1）当水的流速为0.4m/s时，管壁对水的对流传热系数为多少？ （2）管外蒸汽冷凝的对流传热系数为多少？ （3）若操作一段时间后，水流速仍维持0.4m/s，但测得的总传热系数比操作初期下降10%，试分析可能的原因，并论述此时蒸汽的冷凝量是否也下降10%。（13分） |
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3、进料量为9000kg/h，浓度为1%（质量分率）的盐溶液在40℃下进入单效蒸发器并被浓缩到1.5%。蒸发器传热面积为39.1平方米，蒸发室绝对压强为0.04MPa（该压力下水的蒸发潜热r'=2318.6kJ/kg），加热蒸汽温度为110℃（该饱和温度下水的蒸发潜热r=2232k J/kg）。由于溶液很稀，假设溶液的沸点和水的沸点相同，0.04MPa下水的沸点为75.4℃，料液的比热近似于水的比热，Ｃｐ＝4.174kJ/kg·K。 （1）求蒸发量、浓缩液量、加热蒸汽量和加热室的传热系数K。 （2）如进料量增加为12000kg/h，传热系数、加热蒸汽压强、蒸发室压强、进料温度和浓度均不变的情况下，蒸发量、浓缩液量和浓缩液浓度又为多少？均不考虑热损失。（10分） 4、某吸收塔填料层高4m，用水吸收尾气中的有害成分A。在此情况下，测得的浓度如图所示。已知平衡关系为Y=1.5X。求 （1）气相总传质单元高度； （2）操作液气比为最小液气比的多少倍？ （3）由于法定排放浓度规定ｙ(2)必须小于0.002，所以拟将填料层加高。若液气比不变，问填料层应加高多少？ （4）画出填料加高前后吸收操作线的示意图。（15分） 5、苯、甲苯两组分混合物进行常压蒸馏，原料组成X(苯)＝0.7，要求得到组成为0.8的塔顶产品（以上均为摩尔分率），现用以下三种方法操作： （1）连续平衡蒸馏； （2）简单蒸馏（微分蒸馏）； （3）连续蒸馏。 在（3）情况下，塔顶用一分凝器，其中50%的蒸汽冷凝返回塔顶。出冷凝器的蒸汽与冷凝液体呈平衡。对每种方法进料量均为100kmol/h，问塔顶、塔釜产量各为多少？汽化量为多少？已知α=2.46。（15分） |
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6、在常压连续干燥器中将处理量为0.417kg/s的湿物料自含水量为47%干燥到5%（均为湿基），采用废气循环操作，新鲜空气与废气混合后经预热器加热，再送入干燥器。循环比（废气中绝干空气质量与混合气中绝干空气质量之比）为0.8。新鲜空气的湿度Ｈo为0.0116kg/kg绝干气，温度为22℃，废气的湿度Ｈ2为0.0789kg/kg绝干气，温度为52℃。假设干燥过程为绝热过程，预热气的热损失可忽略不计。试计算干燥过程的耗热量，并在Ｈ——Ｉ图上定性画出湿空气的状态变化情况。（10分） 已知：绝干空气比热为1.01kJ/kg·K 水蒸气的比热为1.88kJ/kg·K 0℃时水蒸汽潜热为2490kJ/kg |
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