天津大学研究生院二0 0一年招收硕士生入学试题题号：考试科目：化工原理（含化工原理实验）页数：一、选择与填空（20%）1、用离心泵将某贮槽A内的液体输送到一常压设备B，若设备B变为高压设备，则泵的输液量，轴功率。
2、球形颗粒的自由沉降过程包括加速运动和等速运动两个阶段，沉降速度是指阶段中的颗粒相对于流体的运动速度。
3、通过三层平壁的定态热传导过程，各层界面接触均匀，第一层两侧面温度分别为120℃和80℃，第三层外表面温度为40℃，则第一层热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的大小关系为。
A、R1＞(R2+ R3)B、R1＜(R2+ R3)C、R1＝(R2+ R3)D、无法确定4、某二元物系，相对挥发度α=2.5，对n、n-1两层理论板，在全回流条件下，已知xn=0.35，则yn-1= 。
5、在吸收操作中，若c*－c ≈ci－c，则该过程为。
A、液膜控制B、气膜控制C、双膜控制D、不能确定6、分配系数kA增加，则选择性系数β。
A、减小B、不变C、增加D、不确定7、在填料塔的Δp/z—u曲线图上，有和两个折点，该两个折点将曲线分为三个区，它们分别是、、。
8、采用一定状态的空气干燥某湿物料，不能通过干燥除去。
A、结合水分B、非结合水分C、自由水分D、平衡水分二、如图所示(附件)，用离心泵将储槽A中的液体输送到高位槽B（两个槽位敞开），两槽液面保持恒定，两液面的高度差为12m，管路内径为38mm，管路总长度为50m（包括管件、阀门、流量计的当量长度）。
管路上安装一孔板流量计，孔板的孔径为20mm，流量系数C0为0.63，U管压差计读数R为540mm，指示液为汞（汞的密度为13600kg/m3）。
操作条件下液体密度为1260kg/m3，粘度为1×10-3Pa·s。
若泵的效率为60%，试求泵的轴功率，kW。
摩擦系数可按下式计算：滞流时，λ= 64/Re湍流时，λ= 0.3164/Re0.25 （13％）三、在一定条件下恒压过滤某悬浮液，实际测得K=5×10-5m2/s，Ve=0.5m3。
先采用滤框尺寸为635mm×635mm×25mm的板框压滤机在同一条件下过过滤某悬浮液，欲在30min过滤时间内获得5m3滤液，试求所需滤框的个数n。
（6%）第一页，共二页四、有一列管换热器，装有Φ25mm×2.5mm钢管300根，管长为2m。
将管程的空气由20℃加热到85℃，空气流量为8000kg/h。
用108℃的饱和蒸汽在壳程作为介质，水蒸气的冷凝传热膜系数为1×104W/(m2·K)。
管壁及两侧污垢热阻可忽略，热损失可忽略。
已知管内空气的普兰特准数Pr为0.7，雷诺准数Re为2.383×104，空气导热系数为2.85×10-2W/(m·K)，比热容为1kJ/(kg·K)。
试求：（1）空气在管内的对流传热系数；（2）换热器的总传热系数（以管外表面积为基础）；（3）通过计算说明该换热器能够满足要求。
（12%）五、在一连续精馏塔中分离某理想二元混合物。
已知原料液流量为100kmol/h，其组成为0.5（易挥发组分的摩尔分率，下同）；塔顶馏出液流量为50kmol/h，其组成为0.96；泡点进料；塔顶采用全凝器，泡点回流，操作回流比为最小回流比的1.5倍；操作条件下平均相对挥发度为2.1，每层塔板的气相默弗里板效率为0.5。
（1）计算釜残液组成；（2）求精馏段操作线方程；（3）若经过精馏段第n块实际板液相组成降低了0.01，求经过该板气相组成的最大变化量。
（13%）六、在填料层高度为8.5m的吸收塔中，用纯溶剂吸收某气体混合物中的溶质组分。
已知进塔混合气体中溶质的含量为0.05（摩尔比）；单位塔截面上惰性气体流量为50kmol/(m2·h)；气相总吸收系数为0.34 kmol/(m2·h)；溶质的吸收率为98%；在操作条件下，该系统的平衡关系为Y=2.2X（X、Y均为摩尔比）；溶剂用量为最小用量的1.5倍。
试计算：（1）出塔液相组成；（2）所有填料的比表面积。
（11%）七、湿度为0.01kg/kg绝干空气的常压新鲜空气经预热器加热后，在常压下用于干燥某种湿物料。
空气进、出预热器的温度分别为20℃、120℃，含水量分别为20%、5%（均为湿基）。
干燥后产品的流量为60kg/h，湿物料的平均比热容为2.134kJ/(kg·)℃，忽略干燥系统的热损失。
试求：（1）新鲜空气的流量V（m3/h）；（2）干燥系统所需要的总加热速率Q。
（10%）八、实验部分（15%/）1、在进行间歇精馏操作过程中，为了保持塔顶温度的恒定，应逐渐回流比；同时为了保持塔顶产品产量的恒定，应逐渐塔釜加热量。
2、在进行圆形直管内空气湍流流动的对流传热系数测定实验中，需要测定哪些物理量？3、在恒压过滤常数测定实验中，已知不同滤液量V对应的过滤时间θ，试简要说明利用作图法求取恒压过滤常数的方法。
4、设计一实验流程（画出其实验流程示意图），可以完成如下实验内容：（1）进行离心泵性能的研究；（2）进行水平直管摩擦阻力与流动雷诺数关系的研究。
天津大学研究生院2002年招收硕士生入学试题题号：考试科目：化工原理（含实验）页数：一、【基本题】（选择填空题或直接填空，每空1分，共25分）1、在完全湍流区，流动摩擦阻力损失与（）成正比；在层流区，流动摩擦阻力损失与（）成正比。
①流速的一次方②流速的平方③流速的三次方④流速的五次方2、在设计沉降室时，所依据的基本关系是Vs≤blut，其中ut是指（）①颗粒的平均沉降速度②要求被除去的最小颗粒的沉降速度③平均粒径大小的颗粒的沉降速度3、在塔板设计中，若加大板间距则漏夜线（），液泛线（）。
①下移②不变③上移④不确定4、填料因子Φ值减小，填料塔的液泛速度uF（）①增大②不变③不确定④减小5、对于第I类物系，若温度升高，则溶质在溶剂中的溶解度（）、分层区的面积（）。
①不变②减小③增大④不确定6、离心泵的气蚀余量越小，则其抗气蚀能力（）。
①越强②越弱③不确定7、精馏塔有（）种进料热状况，其中（）进料的q值最大，进料温度（）泡点温度。
8、在逆流吸收塔中，用清水吸收混合气中的溶质组分。
其液气比L/V为2.7，平衡关系为Y=1.5X。
若溶质的回收率为90%，则操作液气比与最小液气比之比值（）。
9、离心泵压头的物理意义：（）。
10、选择旋风分离器的依据是：（）、（）和（）。
11、根据热补偿方式的不同，列管式换热器可分为（）换热器、（）换热器和（）换热器。
12、某恒压过滤的方程为V2+V=0.01721θ，V单位为m3，θ单位为s若过滤面积为18.55m2，则过滤常数K=（）、Ve=（）、θe=（）、qe=（）；欲得5m3的滤液，所需的过滤时间为（）。
二、【流体输送】（共12分）采用如图所示的输送系统，将水池中的清水输送到高位槽中。
（1）试分析当出口阀C的开度由C1增大到C2时，真空表和压力表的读数如何变化；（8分）（2）若离心泵的方程为H＝32－7.0×104Q2 （m2/s）试求输水量为0.01m3/s时的管路方程。
（4分）三、【传热】（共12分）一定流量的空气用列管式换热器从20℃加热到80℃，空气在管内呈湍流流动，管外为饱和蒸汽冷凝加热。
现因生产需要，空气流量增加20%，并要求空气的第一页共二页进出口温度保持不变。
现拟采用提高加热蒸汽的温度，从而提高平均传热温差的办法来解决这一问题，试求：换热器平均温差应提高的百分比。
（12分）（不考虑管壁及可能的污垢热阻）四、【精馏】（共13分）在常压连续精馏塔内分离某理想二元混合物。
已知进料量为100kmol/h，其组成为0.4（易挥发组分的摩尔分率，下同）；馏出液流量为40kmol/h，其组成为0.95；进料为泡点进料；操作回流比为最小回流比的 1.6倍；每层塔板的液相默弗里板效率EML为0.5；在本题范围内气液平衡方程为y=0.6x+0.35；测得进入该塔某层塔板的液相组成为0.35。
试计算：（1）精馏段操作线方程；（8分）（2）离开该层塔板的液相组成。
（5分）五、【吸收】（共11分）在一直径为1.2m、填料层高度为5m的吸收塔中，用纯溶剂吸收某气体混合物中的溶质组分。
已知入塔混合气中惰性组分的摩尔流量为40kmol/h，气相总体积吸收系数为62.5kmol/(m3·h)；在操作条件下，平衡线和操作线均为直线，且平衡线与操作线的斜率之比为0.7。
试计算该吸收塔的吸收率φA。
（11分）六、【干燥】（共12分）在常压下用湿空气干燥某湿物料。
已知湿空气的流量为1000kg/h，进预热器时的温度为20℃，相对湿度为60%，进干燥器的温度为107℃，离开干燥器时的湿度为0.03kg/kg绝干气，试求以下两种情况下空气出干燥器的温度。
（1）理想干燥过程；（6分）（2）不向干燥器补充热量，加热物料消耗的热量为15000kJ/h，干燥器的热损失为3KW。
（6分）已知20℃时水的饱和蒸汽压为2.334kPa。
七、【实验】（共15分）1、在进行连续精馏操作过程中，随着进料中轻组分浓度减小，塔顶温度（），塔底馏出液中轻组分（）（2分）。
2、在离心泵性能测定实验中，应进行（）曲线的测定（3分）。
3、干躁过程中，随着干球温度的升高，干躁速率（），临界湿含量（）（2分）。
4、设计一实验流程（画出其实验流程示意图）并写出简要实验步骤，完成如下实验内容：（8分）（1）进行恒压过滤常数的测定；（2）进行滤饼的压缩性指数s和物料常数k的测定。
天津大学研究生院2003年招收硕士生入学试题题号：考试科目：化工原理（含实验）页数：一、选择与填空（共30分）1、如图所示的流动系统，当阀门C的开度增大时，流动系统的总摩擦阻力损失Σhf将，AB管段的摩擦阻力损失Σhf，AB将。
（2分）2、三只长度相等的并联管路，管径的比为1:2:3，若三只管路的流动摩擦系数均相等，则三只管路的体积流量之比为。
（2分）: 3 C、1: 24:39 D、1:4:9 A、1:2:3 B、1:1题附图3题附图3、如图所示的清水输送系统，两液面均为敞口容器。
现用该系统输送密度为1200kg/m3的某溶液（溶液的其他性质与水相同），与输送清水相比，离心泵所提供的压头，轴功率。
（2分）A、增大B、减小C、不变D、不确定4、如图所示为某流动系统的竖直圆管段部分，当清水的平均流速为50mm/s时（此时管内为层流），管轴心处的某刚性球形固体颗粒由A截面到达B截面的时间为20s；当平均流速为30mm/s时，该固体颗粒在管轴心处由A截面到达B截面的时间为。
（2分）5、板框过滤机采用横穿洗涤法洗涤滤饼，其洗涤操作的特征是：洗液流经滤饼的厚度大约是过滤终点滤饼厚度的倍；洗液流通面积是过滤面积的倍。