中国石油大学（华东）2000年化工原理（含答案）考研真题

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石油大学(华东)

二○○○年硕士研究生入学考试试题

科目名称：化工原理共4页

注意：全部答案均需写在答题纸上，否则无效。

一、填空及选择题（共25分）：

1.当管路的特性曲线写为H=A+BQ2时，______。

A.A只包括单位重量流体增加的位能。

B.A只包括单位重量流体增加的位能与

静压能之和。

C.BQ2代表管路系统的阻力损失。

D.BQ2代表单位重量流体增加的动能。

2.如图所示，两个相互连通的密闭容器中装

有处于静止状态、密度为ρ的液体，对于

图中A、B两点，PA____PB,

PP

A____B。

ZAZB

ρgρg

A.>B..<C.＝第2题图

3.从地槽向常压吸收塔送液，采用一台离心泵时恰好在其高效区工作。若管路不变，再

并联一台相同型号的泵，则______。

A.两台泵均在高效区工作。

B.两台泵均不在高效区工作。

C.仅原泵在高效区工作。

D.仅新装的泵在高效区工作。

4.在重力场中，微小颗粒的沉降速度与______无关。

A.粒子的几何形状B.粒子的几何尺寸

C.流体与粒子的密度D.流体的流速

5.用转筒真空过滤机处理某悬浮液，若保持其他条件不变，提高转筒转速，则滤饼厚度

_____，生产能力______。（增大、不变或减小）

6.为减少室外设备的热损失，拟在保温层外再包一层金属皮，则选择金属皮时，应优先

考虑的因素是选用______的材料。

A.颜色较深B.表面粗糙C.颜色较浅D.表面光滑

7.试指出下列传质过程中的扩散类型：

①恒摩尔流假定成立的蒸馏过程：。

②惰性组分不溶于液相的吸收过程：。

③稀释剂与萃取剂互不相溶的萃取过程：。

8.实验室用水吸收NH3的过程基本上属于（A.气膜控制；B.液膜控制；C.双膜控制）

过程；其中气相中的浓度梯度液相中的浓度梯度（均已换算为相应的液相组成；

A.>；B.<；C.＝）；气膜阻力液膜阻力（A.>；B.<；C.＝）。

9.离开精馏塔提馏段某理论板气相露点温度为t1，液相泡点温度为t2，气相在该板上的

浓度改变量为Δy，液相在该板上的浓度改变量为Δx，则t1t2，Δx___Δy。

A.≥B.＝C.≤

7

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10.A-B-S物系的溶解度曲线如图所示。P、Q代表互

A

呈平衡的两相，则该两相中A、B的质量比、

BP

A

间关系为______。

BQ

AAAA

A.>B.=

BPBQBPBQ

AA

C.<

BPBQ

第10题图

11.利用LoBo-Evans方法进行辐射室传热计算时，冷平面面积是指；当量冷平

面面积是指。

二、简答题(15分)

试用最简洁的语言描述《化工原理》课程所涉及到的各种单元操作的核心内容。

要求：至少需描述5种单元操作，每种单元操作的叙述限于1～2句话。

三、计算题（共60分）

６．（10分）某化工厂吸收塔的操作压力P=60kPa

（绝）,由水泵或高位槽向塔顶输入作为吸收剂

的20℃的清水，流程如图所示（高位槽水位恒

定）。已知：∑lAB=100m，∑lAC=200m(均包括局

部阻力当量长度),管线内径均为0.1m，摩擦系

数均为0.03,当地大气压力为100kPa，AD间距

H=10m。试求：

①未启动泵时，高位槽向吸收塔的供水量Q1，

m3/h；

②启动泵后，AC管路中水量Q2为多大时，高

位槽将停止供水？

第1题图

７．（10分）1.75米长的套管换热器，内管为Φ

25×2.5mm的钢管，外管为Φ60×3.5mm的钢管。管间为蒸汽冷凝，内管中空气流量

为12.751kg/h,进、出口温度分别为20℃和60℃。试求：

①空气侧对流传热系数，W/m2K；

②已测出蒸汽侧的对流传热系数为104W/m2K,传热的平均温差多大？

注：①计算过程中不计热损失，忽略管壁及污垢热阻；

3

②空气的物性参数可视为常数：ρ＝1.128kg/m,Cp=1.005kJ/kg•K，λ＝

0.0276W/m•K,μ＝0.0196cP。

８．（15分）在一吸收塔内用纯水吸收某气体混合物，混合物的初始浓度为0.06（摩尔

分率，下同），在操作条件下，相平衡关系为ye=1.2x，液气比为1.2,两相逆流操作，

0.7

气体出口浓度为0.01,吸收过程为气膜阻力控制，Kya∝V（其中V为入塔气体流率，

kmol/(m2s)）。现另有一完全相同的吸收塔，在两流体入口浓度、流量及操作条件皆

不变的前提下，两塔可以串连或并联组合操作，如图所示。请问：

①单塔操作时，传质单元数为多少？

8

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②两塔串联组合逆流操作时（图a），气体残余浓度为多少？

③两塔并联组合逆流操作、气液两相皆均匀分配时（图b），气体残余浓度为多少？

第3题图

９．（15分）在连续操作的精馏塔中分离苯—甲苯溶液。塔釜采用间接蒸汽加热，塔顶

为全凝器，泡点回流。饱和蒸汽进料，其中含苯0.35（摩尔分率，下同），流量为

100kmol/h。塔顶馏出液量为40kmol/h.系统的相对挥发度为2.5,且知精馏段操作线

方程为y=0.8x+0.16。试求：

①提馏段操作线方程；

②若塔顶第一块板下降的液体中含苯0.70,求该板以气相组成表示的板效率EMV；

③若塔釜停止供应蒸汽，保持回流比不变，当塔板数无限多时，塔底残液的浓度为

多少？

１０．（10分）某混合液含溶质A30%，稀释剂B70%（均为质量分率），拟采用多级逆

流萃取加以分离，已知萃取剂S与稀释剂B完全不相溶，溶质A在B与S之间的分配

曲线如图所示，所用萃取剂为纯溶剂，要求溶质萃余率不超过10%，试求：

①最小萃取剂比

(S/F)min；

②若所采用萃取剂比（S/F）

为（S/F）min的1.2倍，则所

需理论级数为多少？

第5题图

9

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石油大学(华东)

二○○○年硕士研究生入学考试《化工原理》试题答案

一、填空及选择题（共25分）：

１６．Ｂ

１７．Ａ、Ｃ

１８．B

１９．D

２０．减小、增大

２１．D

２２．等分子反向扩散；单向扩散；单向扩散

２３．A、A、A

２４．B、C

２５．C

２６．管排占据的全部面积；烟气对管排的有效辐射面积

二、简答题（共15分）：

本题为主观创新型题目，无标准答案。

三、计算题（共６０分）

１．（10分）

解：①（5分）以O-O’为基准，1～2面间列柏努

利方程：

P1=100kPa,P2=60kPa

Z1=10m,Z2=0

u1=0,u2未知

100000u260000

01020H

10009.812g10009.81f

其中：

300u2u2

H0.032902

f0.12g2g

u2

所以：91214.08

2g

u2=1.742m/s

Q1d2u0.7850.121.7420.01367m3/s

42

49.2m3/h

②（5分）高位槽停止供水时：

100000

PPP1020.19mHO

31AD10009.812

60000

P26.12mHO

10009.812

3～2面间列柏努利方程：

10

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u2u2200u2

020.1906.120.03

2g2g0.12g

u=2.145m/s

33

Q20.01684m/s60.6m/h

２．（１０分）

解：①（6分）此为低粘度流体在圆直管内强制对流的情况。

12.751

G11.279kg/m2s

36000.7850.022

0.0211.279

RedG/1.15104

0.0196103

PrCp/10050.0196103/0.02760.714

L/di87.5

故：

0.023Re0.8Pr0.4

id

i

0.02760.8

0.0231.151040.7140.449.16w/m2K

0.02

12.751

②（4分）QmCp(tt)1005(6020)142.W

22213600

AodoL3.140.0251.750.1374m2

11

Ko39.17W/m2K

1do11251

4

idio49.162010

Q142.4

t26.5℃

mKoAo39.170.1374

３．（１５分）

①（4分）因L/V=m，故：

ymy1y2

y1y2y1y20.060.01

NOG5

ymy2mx20.01

②（5分）两塔串联组合时，每一个塔的NOG不变，总传质单元数加倍：

yy'yy'0.06y'

'12122

NOG''10

ymy2y2

'

y20.00545

11

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V0.3

③（6分）HOGV

Kya

两塔并联组合时，每一个塔的单元高度为：

0.3

'1

HOGHOG

2

每一个塔的传质单元数为：

NH5

'OGOG

NOG'0.36.156

HOG0.5

0.06y''

有2

''6.156

y2

''

y20.00838

４．（15分）

④(5分)D=40kmol/h,W=60kmol/h

Rx

0.8以及D0.16

R1R1

有R=4xD=0.8

L=RD=160kmol/hV=(R+1)D=200kmol/h

L’=L=160kmol/hV’=V-eF=200-100=100kmol/h

1000.35400.8

x0.05

W60

16060

yx0.051.6x0.03

m1100m100m

⑤（5分）x1=0.7y2=0.8x1+0.16=0.72

2.50.7

y0.854

111.50.7

y1=xD=0.8

yy0.80.72

12

EMV0.599

y1y20.8540.72

③（５分）塔板数无穷多、R=4不变时，xD