天津大学2021年化工原理考研试题题号：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的开度减小时，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分后）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）:3c、1:24:39d、1:4:9a、1:2:3b、1:1题附图3题附图3、如图所示的清水运送系统，两液面均为资产规模容器。现用该系统运送密度为1200kg/m3的某溶液（溶液的其他性质与水相同），与运送清水较之，离心泵所提供更多的压头，轴功率。（2分后）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直角圆管段部分，当清水的平均值流速为50mm/s时（此时管内为层流），管轴心处的某刚性球形液态颗粒由a横截面抵达b横截面的时间为20s；当平均值流速为30mm/s时，该液态颗粒在管轴心处由a横截面抵达b横截面的时间为。（2分后）5、板框过滤机使用穿越冲洗法冲洗滤饼，其冲洗操作方式的特征就是：洗液流经滤饼的厚度大约就是过滤器终点滤饼厚度的倍；洗液流通面积就是过滤器面积的倍。（2分后）a、1b、0.5c、2d、46、一维稳态温度场傅立叶定律的表达式为。（2分）7、在热传导排序中，平均值温度差法往往用作排序，热传导单元数法往往用作排序。（2分后）a、设计型b、核算型c、设计型和核算型8、操作中的精馏塔，若保持f、xf、q、r不变，减小w，则l/v，l’。（2分）a、减小b、不变c、增大d、不确定9、在稀释操作方式中，以液相共同组成高则表示的吸收塔某一横截面上的总推动力为。（2分后）a、x*－xb、x－x*c、xi－xd、x－xi第一页共三页10、板式塔是接触式气液传质设备，操作时为连续相；填料塔是接触式气液传质设备，操作时为连续相。（4分）11、若萃取相和萃余相在脱除溶剂后的组成均与原料液的组成相同，则所用萃取剂的选择性系数。（2分）a、大于1b、大于1c、不确认d、等同于112、多级错流萃取的特点是：、和。（3分）13、常压湿空气由t1冷却至t2，则空气的性质参数h2h1、i2i1、tw2tw1。（3分后）a、大于b、不确认c、大于d、等同于二、使用如图所示的运送系统，将水池中的清水（密度为1000kg/m3）输送到密封高位槽中。离心泵的特性方程为h＝40－7.0×104q2（式中h的单位为m，q的单位为m3/s），当压力表的读数为100kpa时，赢水量为10l/s，此时管内流动已步入阻力平方区。若管路及阀门上开度维持不变，当压力表读数为80kpa时，试求：（1）管路的特性方程；（10分后）（2）引水体积流量；（5分后）（3）离心泵的有效功率。（5分）三、过滤器基本方程式为：)('dd12esvvvrpavδ=?μθ式中v――过滤器体积，m3；θ――过滤时间，s；a――过滤器面积，m2；δp――过滤器的压差，pa；s――滤饼的压缩性指数，无因次；μ――滤液的粘度，pas；r’――单位压差下滤饼的比阻，1/m2；v――滤饼体积与相应滤液体积之比，m3滤饼/m3滤液；ve――过滤介质的虚拟滤液体积，m3。试根据该式分析强化过滤操作的途径。（8分）四、某低粘度流体的流量为10000kg/h，比热容为4.18kj/(kg℃)，生产上建议将该流体由15℃冷却至100℃。现使用的换热器就是列管式换热器，其管束由160根管径为φ25mm×2mm的不锈钢管共同组成。管外的冷却热源为110℃的饱和状态水蒸气，其冷凝对流传热系数为12kw/(m2℃)。欲顺利完成生产任务，当换热器为单管程时，换热器的长度为4.5m；若将单程改成双管程，而管子的总数维持不变，试求：（1）换热器的总传热系数；（10分）（2）所需换热管的长度。（6分）（不考量管壁及可能将的污垢热阻，忽略换热器的热损失，并假设流体在管内均呈圆形湍流流动，两种情况下蒸气冷凝对流传热系数相同）第二页共三页五、某制药厂用板式精馏塔回收丙酮含量为75％（摩尔％，下同）的废丙酮液媒。该精馏塔共装有28层塔板，塔顶采用全凝器，泡点回流；塔底采用再沸器间接加热。因在常压下操作，该分离物系可视为二元理想物系，其平均相对挥发度为1.8。现场测得一组数据如下：馏出液中丙酮的含量96％釜残夜中丙酮的含量5％减压蒸馏段液相的负荷40kmol/h减压蒸馏段气相的负荷60kmol/h提馏段液相的负荷66kmol/h提馏段气相的负荷60kmol/h试根据以上数据核算：（1）丙酮的回收率；（5分后）（