广东石油化工学院
攻读硕士学位研究生入学考试样题
科目名称：化工原理 科目代码：807 满分：150分
一、填空题（每空2分，共20分）
1. 化工原理中的“三传”是指 、 和质量传递。
2. 在一敞口储槽中盛有密度为1000kg/m3的水，若当地的大气压为100kPa，g取9.81m/s2，则距离水面以下10m处的绝对压力为 kPa。
3. 某流体在圆形直管内作层流流动，若其雷诺数Re=1000，则摩擦系数λ= 。
4. 在t-x-y图中的气液共存区内，气液两相温度 ，但气相组成 液相组成。
5. 塔板上的异常操作现象包括 、 和雾沫夹带。
6. 萃取操作中选择溶剂的主要原则 、 和容易回收。
二、选择题（每题2分，共30分）
1. 下列单元操作属于质量传递的有（ ）。
A 搅拌 B 液体精馏 C 液体加热 D 沉降
2. 离心泵最常用的调节方法是（ ）。
A 改变吸入管路中阀门开度 B 改变压出管路中阀门的开度
C 安置回流支路，改变循环量的大小 D 车削离心泵的叶轮
3. 降尘室的生产能力取决于（ ）。
A 沉降面积和降尘室高度 B 沉降面积
C 降尘室高度 D 降尘室的体积
4. 过滤推动力一般是指（ ）。
A 过滤介质两边的压差 B 过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差
C 滤饼两面的压差 D 液体进出过滤机的压差
5. 恒压过滤时，如滤饼不可压缩，介质阻力可忽略，当操作压差增加1倍，则在同样的时间里所得滤液量将是原来的（ ）倍。
A 1倍 B 2倍 C 
倍 D 1/2倍
6. 关于传热系数K，下述说法中错误的是（ ）。
A 传热过程中总传热系数K实际是个平均值
B 总传热系数K随着所取的传热面不同而异
C 总传热系数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关
D 要提高K值，应从降低最大热阻着手
7. 对在蒸汽-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中（ ）在工程上是可行的。
A 提高空气流速
B 提高蒸汽流速
C 采用过热蒸汽以提高蒸汽温度
D 在蒸汽一侧管壁上加装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液
8. 由傅立叶定律，可以定义出导热系数λ；由牛顿冷却定律，可以定义出对流传热系数α。对于λ和α的下列认识中正确的是（ ）。
A λ和α皆为物质的物性参数
B λ和α具有相同的因次
C α和λ不一样，仅λ为物质的物性参数
D α和λ不一样，仅α为物质的物性参数
4. 精馏塔的设计中，若进料热状况由原来的饱和蒸气进料改为饱和液体进料，其他条件维持不变，则所需的理论塔板数NT（ ）。
A 减小 B 不变 C 增加 D 不确定
5. 精馏塔采用全回流时，其两操作线（ ）。
A 与对角线重合 B 距平衡线最近
C 斜率为零 D 在y轴上的截距为1
6. 吸收操作中，当X*>X时，则（ ）。
A 发生解吸过程 B 解吸推动力为零
C 发生吸收过程 D 吸收推动力为零
12．进行萃取操作时应使溶质A的（ ）。
A 分配系数大于1 B 分配系数小于1
C 选择性系数大于1 D 选择性系数小于1
13．萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M位于（ ）。
A 溶解度曲线之上方区 B 溶解度曲线上
C 溶解度曲线之下方区 D 座标线上
14．萃取是利用各组分间的（ ）差异来分离液体混合物的。
A 挥发度 B 离散度 C 溶解度 D 密度
15. 空气的湿含量一定时，其温度愈高，则它的相对湿度（ ）。
A 愈低 B 愈高 C 不变 D 不确定
三、简答题（每题5分，共15分）
1. 什么是汽蚀现象？（5分）
2. 对板框过滤机，洗涤速率(dV/dθ)w是终了时的过滤速率(dV/dθ)E的多少倍？为什么？（5分）
3. 液液萃取的原理? 萃取三角形相图的顶点和三条边分别表示什么？（5分）
四、计算题（共85分）
1、( 18分) 用离心泵将20℃的水从敞口贮槽送至表压强为150kPa的密闭容器，贮槽和容器的水位恒定。各部分相对位置如附图所示。管道均为Φ108×4mm的无缝钢管，泵吸入管长为20m，排出管长为100m（各管段均包括所有局部阻力的当量长度）。离心泵前后装有真空表和压力表，真空表读数为42.7kPa，两测压口的垂直距离为0.5m，忽略两测压口间的阻力，摩擦系数取为0.02，水的密度取为1000kg/m3。试求：（1）管路中水的流量（m3/h）；（2）压强表的读数（kPa，表压）；（3）泵的有效功率（kW）。
附图1
2、 (18分) 某列管换热器由多根Φ25×2.5 mm的钢管组成，将流量为15吨/小时的苯由20℃加热到55℃，苯在管中流速为0.5 m/s，加热剂为130℃的饱和水蒸气在管外冷凝，其汽化潜热为2178 kJ/kg，苯的比热cp=1.76 kJ/(kg·K)，密度ρ=858kg/m3，粘度μ=0.52×10-3 Pa·s，导热系数λ=0.148 W/(m·K)，热损失、管壁及污垢热阻均忽略不计，蒸汽冷凝的α=104 W/(m2·K) 。
试求：（1）水蒸气用量（kg/h）；（2）传热系数K（以管外表面积为基准）；
（3）换热器所需管数n及单根管长度l。
3、(18分) 在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。进料量为1000kmol/h，含苯0.4，要求塔顶馏出液中含苯0.9（以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于90%，泡点进料，泡点回流。已知a=2.5，取回流比为最小回流比的1.5倍。试求：（1）塔顶产品量D、塔底残液量W及组成xw；（2）最小回流比；（3）精馏段操作线方程；（4）提馏段操作线方程。
4、(18分) 用煤油从苯蒸气与空气的混合物中回收苯，要求回收99%。入塔的混合气中含苯2%（摩尔分数）；入塔的煤油中含苯0.02%（摩尔分数）。溶剂用量为最小用量的1.5倍，操作温度为50℃，压力为100kPa，相平衡关系为
，气相总传质系数 
。入塔混合气单位塔截面上的摩尔流量为
。试求：(1)填料塔的气相总传质单元高度; (2)出塔的吸收液组成; (3)填料塔的填料层高度。
5、 (13分) 在一连续干燥器中盐类结晶，每小时处理湿物料为1000 kg，经干燥后物料的含水量由20%减少至3%（均为湿基），以热空气为干燥介质，初始湿度H1为0.001kg水/kg绝干气，离开干燥器时湿度H2为0.051 kg水/kg绝干气，假定干燥过程中无物料损失，试求：
（1）水分蒸发量W（kg水/h）；
（2）新鲜空气消耗量L0（kg新鲜空气/h）；
（3）干燥产品量（kg /h）。
广东石油化工学院
攻读硕士学位研究生入学考试样题
科目名称：化工原理 科目代码：807 满分：150分
一、填空题（共 20分, 每空2分）
1. 动量传递 热量传递
2. 198.1
3. 0.064
4. 相等 大于
5. 漏液 液泛
6. 对溶质溶解度大 选择性好
二、选择题（共 30分, 每小题2分）
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
B |
B |
B |
B |
C |
C |
A |
C |
A |
A |
C |
C |
C |
C |
A |
三、简答题：（共15分, 每小题5分）
1. 答：当泵入口压强低于被输送液体的饱和蒸汽压时，被吸入的流体在泵的入口处汽化，形成气泡混杂在液体中，由泵中心的低压区进入泵外缘高压区，由于气泡受压而迅速凝结，使流体内部出现局部真空，周围的液体则以极大的速度填补气泡凝结后出现的空间，可产生很大的冲击力，损害泵壳和叶轮，该现象是气蚀。
2. 答：对板框过滤机，洗涤面积Aw是过滤面积A的1/2倍，洗涤水走过的距离Lw是滤液在过滤终了时走过的距离L的2倍，因此，洗涤速率(dV/dθ)w是终了时的过滤速率(dV/dθ)E的1/4倍。
3. 答：萃取是利用原料液中各组分在合适的溶剂中溶解度的差异而实现分离的单元操作。三角形的三个顶点分别表示纯物质，三角形任一边代表上的任一点代表二元混合物。
四、计算题（共85分）
1.（18分）
解：（1）以敞开贮槽水面为截面0，以泵入口真空表所在水平面为截面1，在0-1截面间列伯努利方程：
（2分）
其中，Z1-Z0=3m，u0=0，u1=u，P0=0kPa（表压），P1=-42.7kPa（表压），
，
=1000kg/m3。 （2分）
将以上数据代入公式得到：
u=2.31m/s，Vs=2.31*3.14*0.12/4*3600=65.28m3/h (2分)
（2）以泵出口压力表所在水平面为截面2，以高位密闭容器中水面为截面3，在2-3截面间列伯努利方程：
（2分）
其中，Z3-Z2=16-3-0.5=12.5m，u2=2.31m/s，u3=0m/s，P3=150kPa（表压），
J/kg，=1000kg/m3。 （2分）
将以上数据代入公式得到： P2=323kPa（表压） （2分）
（3）在截面1-2间列方程（也可在0-2,0-3,1-3截面间列方程）
（2分）
其中，Z2-Z1=0.5m，u1=u2，P1=-42.7kPa（表压），P2=323kPa（表压），
J/kg（因为不含管路，故没有管路阻力损失），=1000kg/m3。 （2分）
将以上数据代入公式得到：
We=370.6J/kg，Ne=We*Vs*ρ=370.6*65.28/3600*1000/1000=6.72kW （2分)
2.（18分）
解：（1）加热冷流体苯所需要的热量
（3分)
水蒸汽用量：
（2分)
（2）流体在管内强制湍流传热系数
苯的平均温度
℃，此状况下的物性为：
，
，
，
（3分)
带入
表达式有：
（2分)
（3分)
（3）因为
所以可以求得
（2分)
换热面积：
（2分)
又
（2分)
3.（18分）
解：（1）塔顶产品量D、塔底残液量W及组成xw；
由 
，得： 
W=F- D=1000-400=600kmol/h
又由物料衡算 
得 
（5分)
（2）最小回流比；
泡点进料，q=1, 
（4分)
(3) 精馏段操作线方程；
（4分)
(4) 提馏段操作线方程；
则 
（5分)
4. （18分）
解 (1)气相总传质单元高度
计算
入塔混合气的流量 
惰性气体流量 
（4分)
(2) 气相总传质单元数计算
，回收率
（5分)
以下二选一：
① 吸收因数法计算
（6分)
② 对数平均推动力法计算
（6分)
(3)填料层高度Z计算
（3分)
5、（13分）
解⑴： 
（2分）
（3分）
(2) 
（3分）
（2分）
(3) 
或
（3分）
