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攻讀碩士學位研究生入學考試樣題
科目名稱：化工原理 科目代碼：807 滿分🏡：150分
一👨👩👧👦、填空題（每空2分，共20分）
1. 化工原理中的“三傳”是指 、 和質量傳遞。
2. 在一敞口儲槽中盛有密度為1000kg/m3的水🪼，若當地的大氣壓為100kPa🌚，g取9.81m/s2，則距離水面以下10m處的絕對壓力為 kPa。
3. 某流體在圓形直管內作層流流動🛌，若其雷諾數Re=1000，則摩擦系數λ= 。
4. 在t-x-y圖中的氣液共存區內👩🏽🍳，氣液兩相溫度 👨🏿🦰🚵♂️，但氣相組成 液相組成🤱🏽。
5. 塔板上的異常操作現象包括 、 和霧沫夾帶🤙🏻。
6. 萃取操作中選擇溶劑的主要原則 、 和容易回收。
二、選擇題（每題2分🫰🏽，共30分）
1. 下列單元操作屬於質量傳遞的有（ ）。
A 攪拌 B 液體精餾 C 液體加熱 D 沉降
2. 離心泵最常用的調節方法是（ ）。
A 改變吸入管路中閥門開度 B 改變壓出管路中閥門的開度
C 安置回流支路𓀉，改變循環量的大小 D 車削離心泵的葉輪
3. 降塵室的生產能力取決於（ ）☛。
A 沉降面積和降塵室高度 B 沉降面積
C 降塵室高度 D 降塵室的體積
4. 過濾推動力一般是指（ ）🧑🏽⚕️🤸🏽♀️。
A 過濾介質兩邊的壓差 B 過濾介質與濾餅構成的過濾層兩邊的壓差
C 濾餅兩面的壓差 D 液體進出過濾機的壓差
5. 恒壓過濾時，如濾餅不可壓縮，介質阻力可忽略，當操作壓差增加1倍，則在同樣的時間裏所得濾液量將是原來的（ ）倍。
A 1倍 B 2倍 C 
倍 D 1/2倍
6. 關於傳熱系數K，下述說法中錯誤的是（ ）。
A 傳熱過程中總傳熱系數K實際是個平均值
B 總傳熱系數K隨著所取的傳熱面不同而異
C 總傳熱系數K可用來表示傳熱過程的強弱，與冷👨🏻🦲、熱流體的物性無關
D 要提高K值，應從降低最大熱阻著手
7. 對在蒸汽-空氣間壁換熱過程中💁🏿，為強化傳熱，下列方案中（ ）在工程上是可行的。
A 提高空氣流速
B 提高蒸汽流速
C 采用過熱蒸汽以提高蒸汽溫度
D 在蒸汽一側管壁上加裝翅片，增加冷凝面積並及時導走冷凝液
8. 由傅立葉定律🙍🏿🫐，可以定義出導熱系數λ；由牛頓冷卻定律🎣，可以定義出對流傳熱系數α。對於λ和α的下列認識中正確的是（ ）。
A λ和α皆為物質的物性參數
B λ和α具有相同的因次
C α和λ不一樣，僅λ為物質的物性參數
D α和λ不一樣，僅α為物質的物性參數
4. 精餾塔的設計中，若進料熱狀況由原來的飽和蒸氣進料改為飽和液體進料，其他條件維持不變🔍，則所需的理論塔板數NT（ ）🛌🏽🤐。
A 減小 B 不變 C 增加 D 不確定
5. 精餾塔采用全回流時⏯，其兩操作線（ ）🧑🤝🧑。
A 與對角線重合 B 距平衡線最近
C 斜率為零 D 在y軸上的截距為1
6. 吸收操作中，當X*>X時，則（ ）。
A 發生解吸過程 B 解吸推動力為零
C 發生吸收過程 D 吸收推動力為零
12．進行萃取操作時應使溶質A的（ ）🦈。
A 分配系數大於1 B 分配系數小於1
C 選擇性系數大於1 D 選擇性系數小於1
13．萃取劑加入量應使原料和萃取劑的和點M位於（ ）😾。
A 溶解度曲線之上方區 B 溶解度曲線上
C 溶解度曲線之下方區 D 座標線上
14．萃取是利用各組分間的（ ）差異來分離液體混合物的。
A 揮發度 B 離散度 C 溶解度 D 密度
15. 空氣的濕含量一定時，其溫度愈高🫵🏼，則它的相對濕度（ ）。
A 愈低 B 愈高 C 不變 D 不確定
三、簡答題（每題5分🔉，共15分）
1. 什麽是汽蝕現象？（5分）
2. 對板框過濾機，洗滌速率(dV/dθ)w是終了時的過濾速率(dV/dθ)E的多少倍🙍🏼♂️？為什麽？（5分）
3. 液液萃取的原理? 萃取三角形相圖的頂點和三條邊分別表示什麽？（5分）
四🀄️、計算題（共85分）
1、( 18分) 用離心泵將20℃的水從敞口貯槽送至表壓強為150kPa的密閉容器，貯槽和容器的水位恒定。各部分相對位置如附圖所示。管道均為Φ108×4mm的無縫鋼管📊，泵吸入管長為20m，排出管長為100m（各管段均包括所有局部阻力的當量長度）👲。離心泵前後裝有真空表和壓力表，真空表讀數為42.7kPa🤱🏿，兩測壓口的垂直距離為0.5m🤙🏼，忽略兩測壓口間的阻力，摩擦系數取為0.02，水的密度取為1000kg/m3。試求📘：（1）管路中水的流量（m3/h）；（2）壓強表的讀數（kPa，表壓）；（3）泵的有效功率（kW）。
附圖1
2、 (18分) 某列管換熱器由多根Φ25×2.5 mm的鋼管組成，將流量為15噸/小時的苯由20℃加熱到55℃，苯在管中流速為0.5 m/s🤹🏻♂️，加熱劑為130℃的飽和水蒸氣在管外冷凝👷🏿♀️，其汽化潛熱為2178 kJ/kg👩🏿🎨，苯的比熱cp=1.76 kJ/(kg·K)👩🚀，密度ρ=858kg/m3，粘度μ=0.52×10-3 Pa·s🚶🏻♀️➡️，導熱系數λ=0.148 W/(m·K)🧑🏿🏭，熱損失、管壁及汙垢熱阻均忽略不計📒，蒸汽冷凝的α=104 W/(m2·K) 。
試求🫵🏼6️⃣：（1）水蒸氣用量（kg/h）；（2）傳熱系數K（以管外表面積為基準）；
（3）換熱器所需管數n及單根管長度l🧑🏽🏫。
3、(18分) 在一常壓精餾塔內分離苯和甲苯混合物，塔頂為全凝器❄️，塔釜間接蒸汽加熱。進料量為1000kmol/h👩🏽⚖️🤵♀️，含苯0.4，要求塔頂餾出液中含苯0.9（以上均為摩爾分率），苯的回收率不低於90%🧑🏻🦽➡️，泡點進料👩🏻🍼，泡點回流。已知a=2.5，取回流比為最小回流比的1.5倍。試求：（1）塔頂產品量D、塔底殘液量W及組成xw🧣；（2）最小回流比；（3）精餾段操作線方程🧏🏻♀️；（4）提餾段操作線方程🏋🏽♂️。
4、(18分) 用煤油從苯蒸氣與空氣的混合物中回收苯，要求回收99%。入塔的混合氣中含苯2%（摩爾分數）；入塔的煤油中含苯0.02%（摩爾分數）。溶劑用量為最小用量的1.5倍😄，操作溫度為50℃👩🦽➡️，壓力為100kPa🧟，相平衡關系為
📞，氣相總傳質系數 
👩🏿🦰🤲🏻。入塔混合氣單位塔截面上的摩爾流量為
。試求：(1)填料塔的氣相總傳質單元高度; (2)出塔的吸收液組成; (3)填料塔的填料層高度👨🏿🦳。
5🔯、 (13分) 在一連續幹燥器中鹽類結晶，每小時處理濕物料為1000 kg🤾🏻♀️，經幹燥後物料的含水量由20%減少至3%（均為濕基），以熱空氣為幹燥介質👩🏻🏭，初始濕度H1為0.001kg水/kg絕幹氣，離開幹燥器時濕度H2為0.051 kg水/kg絕幹氣➗，假定幹燥過程中無物料損失🌤，試求：
（1）水分蒸發量W（kg水/h）；
（2）新鮮空氣消耗量L0（kg新鮮空氣/h）；
（3）幹燥產品量（kg /h）。
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攻讀碩士學位研究生入學考試樣題
科目名稱：化工原理 科目代碼：807 滿分：150分
一𓀒、填空題（共 20分, 每空2分）
1. 動量傳遞 熱量傳遞
2. 198.1
3. 0.064
4. 相等 大於
5. 漏液 液泛
6. 對溶質溶解度大 選擇性好
二👸🏽、選擇題（共 30分, 每小題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、簡答題：（共15分, 每小題5分）
1. 答🧘♂️🚿：當泵入口壓強低於被輸送液體的飽和蒸汽壓時，被吸入的流體在泵的入口處汽化，形成氣泡混雜在液體中🫃🏼，由泵中心的低壓區進入泵外緣高壓區🏐，由於氣泡受壓而迅速凝結，使流體內部出現局部真空，周圍的液體則以極大的速度填補氣泡凝結後出現的空間，可產生很大的沖擊力🚕，損害泵殼和葉輪，該現象是氣蝕。
2. 答🧑🏼🔧：對板框過濾機，洗滌面積Aw是過濾面積A的1/2倍🧘🏼♂️🩸，洗滌水走過的距離Lw是濾液在過濾終了時走過的距離L的2倍，因此，洗滌速率(dV/dθ)w是終了時的過濾速率(dV/dθ)E的1/4倍。
3. 答🚍：萃取是利用原料液中各組分在合適的溶劑中溶解度的差異而實現分離的單元操作。三角形的三個頂點分別表示純物質，三角形任一邊代表上的任一點代表二元混合物🐳。
四、計算題（共85分）
1.（18分）
解🕹：（1）以敞開貯槽水面為截面0📯，以泵入口真空表所在水平面為截面1，在0-1截面間列伯努利方程🥝：
（2分）
其中🪑，Z1-Z0=3m🚨👘，u0=0，u1=u，P0=0kPa（表壓），P1=-42.7kPa（表壓）✍🏽，
，
=1000kg/m3。 （2分）
將以上數據代入公式得到◼️：
u=2.31m/s👩🏼💼，Vs=2.31*3.14*0.12/4*3600=65.28m3/h (2分)
（2）以泵出口壓力表所在水平面為截面2🧘🏻♂️，以高位密閉容器中水面為截面3🍯🏄🏻，在2-3截面間列伯努利方程：
（2分）
其中，Z3-Z2=16-3-0.5=12.5m，u2=2.31m/s，u3=0m/s🈵，P3=150kPa（表壓），
J/kg，=1000kg/m3🧏🏼。 （2分）
將以上數據代入公式得到🥔： P2=323kPa（表壓） （2分）
（3）在截面1-2間列方程（也可在0-2,0-3,1-3截面間列方程）
（2分）
其中，Z2-Z1=0.5m🤢，u1=u2，P1=-42.7kPa（表壓），P2=323kPa（表壓）💢，
J/kg（因為不含管路，故沒有管路阻力損失）🔕，=1000kg/m3。 （2分）
將以上數據代入公式得到：
We=370.6J/kg，Ne=We*Vs*ρ=370.6*65.28/3600*1000/1000=6.72kW （2分)
2.（18分）
解：（1）加熱冷流體苯所需要的熱量
（3分)
水蒸汽用量：
（2分)
（2）流體在管內強製湍流傳熱系數
苯的平均溫度
℃，此狀況下的物性為：
，
🐖，
，
（3分)
帶入
表達式有👈🏽：
（2分)
（3分)
（3）因為
所以可以求得
（2分)
換熱面積：
（2分)
又
（2分)
3.（18分）
解：（1）塔頂產品量D、塔底殘液量W及組成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；
泡點進料，q=1, 
（4分)
(3) 精餾段操作線方程；
（4分)
(4) 提餾段操作線方程⛴；
則 
（5分)
4. （18分）
解 (1)氣相總傳質單元高度
計算
入塔混合氣的流量 
惰性氣體流量 
（4分)
(2) 氣相總傳質單元數計算
，回收率
（5分)
以下二選一🫴：
① 吸收因數法計算
（6分)
② 對數平均推動力法計算
（6分)
(3)填料層高度Z計算
（3分)
5🐦⬛🦃、（13分）
解⑴🧑🏼🎄： 
（2分）
（3分）
(2) 
（3分）
（2分）
(3) 
或
（3分）
