中国石油大学830化工原理真题Word文件下载.docx
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(1)当D管阀门关闭而C管阀门全开时的流量;
(2)当C、D两管阀门都全开时各自的流量和总流量。
设管内摩擦系数均可取0.03不变。
其余数据见图。
二、在一管路系统中,用一台离心泵将密度为1000kg/m3的清水从敞口地面水池输送到高位密封储槽(其表压为9.81×
104Pa),两端液面的位差Δz=10m,管路总长L=50m(包括所有局部阻力的当量长度),管内径均为40mm,摩擦因数λ=0.02。
(1)该管路的特性曲线方程。
(2)若离心泵的特性曲线方程为(式中,H为压头,单位为m;
Q为流量,单位为m3/min),求该管路的输送量(单位为m3/min)。
三、一列管式换热器,管径为φ25mm×
2.5mm,传热面积为10m2(按管外径计)。
今拟用于使80℃的饱和苯蒸气冷凝、冷却到50℃。
苯走管外,流量为1.25kg/s;
冷却水走管内与苯逆流,流量为6kg/s,进口温度为10℃。
现已估算出苯冷凝、冷却时的对流传热系数分别为1600W/(m2·
K)和850W/(m2·
K);
水的对流传热系数为2500W/(m2·
K)。
忽略管壁两侧污垢热阻和管壁热阻。
已知水和苯(液体)的比热容分别为4.18×
103J/(kg·
K)和1.76×
K),苯蒸气在80℃的冷凝潜热为395×
103J/kg。
问此换热器是否合用?
四、在一具有N块理论板的精馏塔中分离苯-甲苯混合液。
进料量F=100kmol/h,进料中苯的摩尔分率xF=0.45,泡点进料,加料板为第四块理论板(从上往下数),塔釜上升蒸气量V'
=140kmol/h,回流比R=2.11。
已测得塔顶出料中苯的摩尔分率为xD=0.901。
已知苯-甲苯体系的相对挥发度α=2.47。
(1)精馏段、提馏段的操作线方程;
(2)离开第1~4块理论板的苯的液相组成;
(3)此时加料位置是否合适?
五、在逆流操作的填料塔中,用清水吸收焦炉气中的氨,氨的浓度为8g/标准m3,混合气体处理量为4500标准m3/h。
氨的回收率为95%,吸收剂用量为最小用量的1.5倍。
空塔气速为1.2m/s。
气相体积总吸收系数KYa为0.06kmol/(m3·
h),且KYa正比于V0.7,(V为惰性气体处理量)。
操作压强为101.33kPa,温度为30℃,在操作条件下气液平衡关系为Y=1.2X。
(1)用水量,kg/h;
(2)塔径和塔高,m;
(3)若混合气体处理量增加20%,要求吸收率不变,则需增加的填料层高度,m。
(氨分子量17)
六、在常压绝热干燥器中将1500湿物料从原始含水量18%降至1.5%(均为湿基)。
℃、绝干气的空气在预热器中升温至90℃后进入干燥器,离开干燥器空气的温度为50℃。
(1)完成上述干燥任务所需要的空气量;
(2)预热器中加热蒸汽的消耗量(蒸汽的相变热为2205,忽略预热器热损失);
(3)干燥系统的热效率;
(4)通过恒定条件下的干燥实验测得,物料的临界含水量绝干料,平衡含水量绝干料;
已知干燥面积为48,恒速阶段的干燥速率,假定降速阶段干燥速率与自由含水量呈直线关系,则所需干燥时间为若干。
七、简要回答下述问题
(1)离心泵启动和关闭时出口阀门为何先关闭?
(2)菲克定律
(3)双膜理论(4)画出负荷性能图并标注各线名称
(5)进料热状况参数(6)湿球温度
八、设计一套实验装置要求既可以测量总传热系数,又可同时测量对流传热系数,标注仪表、仪器名称。
并简要说明试验步骤,需要测量那些参数。
?
中国石油大学(北京)2015年攻读硕士学位研究生入学考试试题
一、如图所示,用泵将水从贮槽送至敞口高位槽,两槽液面均恒定不变,输送管路尺寸为φ83×
3.5mm,泵的进出口管道分别安装有真空表和压力表,真空表安装位置离贮槽的水面高度H1为4.8m,压力表安装位置离贮槽的水面高度为H2为5m。
当输水量为36m3/h时,进水管道全部阻力损失为1.96J/kg,出水管道全部阻力损失为4.9J/kg(均包括局部阻力),压力表读数为2.452×
105Pa,泵的效率为70%,水的密度ρ为1000kg/m3,试求:
(1)两槽液面的高度H为多少?
(2)泵所需要的实际功率为多少kW?
(3)真空表的读数为多少kgf/cm2?
二、一种测定粘度的仪器由一钢球及玻璃筒组成。
测试时筒内充被测液体,记录钢球下落一定距离的时间,球的直径为6mm,下落距离为200mm,测试一种糖浆时记下的时间间隔为7.32秒,此糖浆的密度为1300kg/m3,钢球的密度为7900kg/m3,求此糖浆的粘度是多少厘泊。
三、(20分)在套管换热器中用120℃的饱和蒸汽于环隙间冷凝以加热管内湍流的苯。
苯的流量为4000kg/h,比热容为1.9kJ/(kg·
℃),温度从30℃升至60℃。
蒸汽冷凝传热系数为1×
104W/(m2·
℃),换热管内侧污垢热阻为4×
10-4m2·
℃/W,忽略管壁热阻、换热管外侧污垢热阻及热损失。
换热管为φ54×
2mm的钢管,有效长度为12m。
(1)饱和蒸汽流量(其冷凝潜热为2204kJ/kg);
(2)管内苯的对流传热系数αi;
(3)当苯的流量增加50%、但其他条件维持不变时,苯的出口温度为若干?
四、用连续精馏塔分离某双组分物系,原料液组成为0.20(摩尔分率,下同),流量为150kmol/h。
根据工艺要求,塔顶设分凝器,冷凝液部分入塔作回流L,部分作为产品D2,由分凝器出来的气相经全凝器冷凝后作为产品D1。
要求产品D1的组成不小于0.9,塔釜残液组成不大于0.05。
操作中取L/D1=1.5,D2/D1=1/4,物系相对挥发度为2.47,流程如图所示。
(1)馏出液流量D1、D2及塔顶第一块理论板上升蒸汽流量V1?
(2)精馏段操作线方程及塔顶第一块理论板上升蒸汽的组成?
(3)若塔顶只设全凝器,全回流操作时,测得相邻两板下降液体的组成分别为0.82,0.75,求下一板的气相默弗里板效率?
五、一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害成分A。
已知操作条件下气相总传质单元高度为1.5m,进塔混合气组成为0.04(A的摩尔分率,下同),出塔尾气组成为0.0053,出塔水溶液浓度为0.0128,操作条件下平衡关系为Y=2.5X。
(1)液气比为最小液气比的倍数。
(2)所需填料层高度。
(3)若气液流量和初始组成不变,要求尾气浓度降至0.0033,需将填料层加高多少米?
六、某并流式干燥器的操作压力为101kPa,湿物料流量为1200kg/h,湿基含水量为15%,要求干燥产品的湿基含水量不超过0.5%。
以温度为20℃、湿度为0.0723kg水/Kg绝干气的新鲜湿空气为干燥介质,在预热器中预热至90℃后送入干燥器,湿空气离开干燥器的温度仍为90℃,湿度为0.239kg水/kg绝干气。
单位干燥面积绝干物料量Gc/S=20kg绝干料/m2,物料所含水分性质如图1所示,干燥速率曲线如图2所示。
水在20℃、90℃时的饱和蒸汽压分别为2.34kPa和70.09kPa。
(1)新鲜湿空气消耗量;
(2)预热器提供的热量(忽略预热器的热损失);
(3)在H-I图上作出干燥过程湿空气的状态变化示意图;
(4)计算干燥过程所需的时间。
七、设计一套实验装置要求既可以测量直管摩擦系数与雷诺数的关系,又可同时测量离心泵特性曲线,标注仪表、仪器名称。
简要说明实验步骤,需测量哪些参数?
八、简要回答下述问题:
(24分,每小题4分)
(1)对于溶解度系数很低的气体吸收,可采用哪些措施以提高吸收速率?
(2)恒沸精馏原理
(3)定态流动与非定态流动
(4)临界粒径
(5)平衡水分和自由水分
(6)灰体的定义及特点
中国石油大学(北京)2014年攻读硕士学位研究生入学考试试题
一、)如附图所示,利用虹吸管将池中的某一液体引出。
两敞口容器水面的垂直距离H为3m,管段AB长4m,管段BC长12m(两段长度皆包括局部阻力的当量长度),管路直径为30mm,测得此时的直管阻力系数为0.024,操作状况下该液体的饱和蒸汽压为47.38kPa,密度为971.8kg/m3,黏度为35.65×
10-4Pa•s。
(1)管路中液体的流量;
(2)若要保证管路中不发生汽化现象,则管路顶点的最大安装高度为多少?
(3)由于某种原因高度差H发生了变化,导致液体以1m/s的流速在管内层流流动。
如果流体物性保持不变,确定H值的大小。
二、如附图所示,用泵将20℃河水打入洗涤塔中经喷嘴喷出,喷淋下来后流入废水池。
已知管道尺寸为Φ114×
4mm,流量为85m3/h,泵的吸入和压出管路总长分别为5m和35m(包括管路中所有局部阻力的当量长度),管内摩擦因子λ=0.023,水从塔中流入废水池的摩擦损失为8J/kg,水的密度为1000kg/m3。
(1)洗涤塔内的压强;
(2)泵的有效功率;
(3)若需将进入塔的河水流量增加20%,泵对单位质量流体所作的有效功及其它条件均不变,则洗涤塔顶喷嘴的高度应如何调整?
三、有一套管换热器,某流体走壳程,水走管程,逆流换热。
工艺上要求将流量为870kg/h的此流体从120℃冷却至70℃,其比热容为3.36kJ/(kg•℃),它对管壁的对流传热系数为2326W/(m2•℃),并可视为不变。
已知内管为Ф57×
3.5mm的钢管,水的进口温度为20℃。
此换热器刚投入使用时很清洁,当流体出口温度为70℃时,测得水出口温度为50℃,管壁对水的对流传热系数为873W/(m2•℃),水的比热容为4.174kJ/(kg•℃),水的密度为994kg/m3。
由于冷却水的水质问题,管内壁结垢,使用一年后致使水的出口温度降为45℃。
管壁热阻及外壁污垢热阻可忽略不计,且管内外对流传热系数可视为不变。
(1)新工况(结垢后)时的热流体出口温度;
(2)该换热器面积;
(3)新工况时的内壁污垢热阻系数。
四、填料塔内用纯溶剂吸收气体混合物中的某溶质组分,进塔气体溶质浓度为0.01(摩尔比,下同),混合气体的质量流量为1400kg/h,平均摩尔质量为29g/mol,操作液气比为1.5,在此操作条件下气液相平衡关系为Y*=1.5X,当两相逆流操作时,工艺要求气体吸收率为95%,现有一填料层高度为7m、塔径为0.8m的填料塔,气相总体积吸收系数KYa为0.088kmol/(m3·
s),求
(1)操作液气比是最小液气比的多少倍?
(2)出塔液体浓度X?
(3)该塔是否合用?
五、如图所示,分离某二元体系的精馏塔共有一块塔板,一个再沸器和一个全凝器,料液以饱和液体状态连续向塔釜进料,进料流率为80kmol/h,组成为0.45(摩尔分率,下同),二元体系相
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- 中国 石油大学 830 化工 原理