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华东理工大学二00五年硕士研究生入学考试试题
考试科目代码及名称：461化工原理（含实验） （答案必须写在答题纸上，写在试题上无效）
考试科目代码及名称：461化工原理 （共150分）
一、简答题：（30分）
1．非牛顿流体中，塑性流体的特点是什么？ 2．试列举出三种搅拌器放大的准则。 3．加快过滤速率的途径有哪些？
4．对于非球形颗粒，当沉降处于斯托克斯定律区时，试写出颗粒的等沉降速度当量直径de的计算式。 5．在考虑流体通过固定床流动的压降时，颗粒群的平均直径是按什么原则定义的？为什么？ 6．蒸发器提高液体循环速度的意义有哪些？
7．筛板塔的汽液接触状态有哪三种，各有什么特点？ 8．简述填料塔载点、泛点的概念。
9．简述萃取过程中选择溶剂的基本要求有哪些？ 10．湿球温度与绝热饱和温度的物理意义有何区别？
二、流体流动计算（30分）
如图示常温水由高位槽流向低位槽，管内流速1.5rn/s，管路中装有一个孔板流量计和一个截止阀，己知管道为中υ57×3.5mm的钢管，直管与局部阻力的当量长度（不包括截止阀）总和为60m，截止阀在某一开度时的局部阻力系数ξ为7.5。设系统为稳定湍流。管路摩擦系数λ为0.026。
求：(1）管路中的质量流量及两槽液面的位差ΔZ; (2）阀门前后的压强差及汞柱压差计的读数R2。
若将阀门关小，使流速减为原来的0.8倍，设系统仍为稳定湍流，λ近似不变。问：
(3)孔板流量计的读数R1变为原来的多少倍（流量系数不变）？截止阀的ξ变为多少？ (4)定性分析阀门前a点处的压强如何变化？为什么？
三、吸收计算（30分）
用CO2水溶液的解吸来测定新型填料的传质单元高度HOG值。实验塔中填料层高度为2.0m，塔顶入塔水流量为5000kg水/h，CO2浓度为7×10-5（摩尔分率），塔底通入不含CO2
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的新鲜空气，用量为8kg/ h，现测得出塔液体浓度为3×10-6（摩尔分率），相平衡关系为y=1240x(摩尔分率），试求：
(1)出塔气体（摩尔分率）浓度； (2)该填料的HOG值；
(3)现若将气体用量增加20%，且设HOG不变，则出塔液体、气体浓度将各为多少?
四、精馏计算（30分）
常压下，将乙醇-水混合物（其恒沸物含乙醇摩尔分率为0.894）加以分离。加料F=1 ookmol/h，xF.=0.3（乙醇摩尔分率，下同），进料状态为汽液混合状态，其中汽相含乙醇y=0.48,液相含乙醇x=0.12。要求xD=0.75，xW=0.1。塔釜间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，泡点下回流，设回流比R=1.6Rmin，夹紧点不是平衡线与操作线的切点。系统符合恒摩尔流假定。试求：
（1）q线方程； （2）最小回流比；
（3）提馏段操作线方程；
（4）若F、xF、q、D、 R不变，理论板数不受限制，且假定平切线与操作线不出现切点，则馏出液可能达到的最大浓度为多少？釜液可能达到的最低浓度为多少？
五、传热计算（此题应届考生必答，30分）
一夹套搅拌反应釜装有0.25m3密度为900kg/m3、热容为3 .3 kJ/kg℃的液体。拟通过夹套用蒸汽加热，釜内的温度到处均匀一致。夹套换热面积为2.5m2，蒸汽温度为107℃，釜壁厚度为l0mm，导热系数为6.0 W/m℃，釜壁外蒸汽侧的给热系数为1.7kW/ m2℃。在搅拌转速为1.5rps时，釜内侧的给热系数为1.1 kW/ m2℃。现搅拌器转速为3rps，己知釜内侧的给热系数与搅拌速度的2/3次方成正比，忽略热损失及垢层热阻。将釜内液体从22℃加热到102℃需多长时间？
六、传热计算（此题在职考生必答，30分）
拟用一套管换热器将密度为1100kg/m3、热容为4.0kJ/kgK的料液从295K加热到375K。料液走管内，管外用395K的饱和蒸汽加热。料液的流量为1.75×10-4 m3/s，管内料液侧的给热系数为0.141 kW/m2 K。管外蒸汽侧的给热系数为3.40kW/m2 K。假定管内料液侧的给热系数与流速的0.8次方成正比，并忽略热损失、管壁与垢层热阻。 （1）试求所需的换热面积；
（2）该换热器投入使用时，料液的流量增大至3.25×10-4 m3/s , 其余条件均不变，试求料液的出口温度。
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华东理工大学二00四年硕士研究生入学考试试题
考试科目代码及名称：461化工原理（含实验）
一、简答题：（30分）
1． 动量守恒和机械能守恒应用于流体流动时，二者关系如何? 2． 简述因次分析法规划实验的主要步骤。 3． 简述搅拌过程中强化湍动的主要措施。 4． 影响颗粒沉降速度的因素有哪些?
5． 何谓流化床层的内生不稳定性?如何抑制? 6． 影响辐射传热的主要因素有哪些? 7． 化学吸收和物理吸收相比有何优点?
8． 简述恒沸精馏和萃取精馏的主要异同点。 9． 板式塔的不正常操作现象有哪些? 10． 何谓填料塔的载点和泛点?
二、流体流动计算30分）
如图所示的输水管路系统，AO管长lAO=100m，管内径75mm，两支管管长分别为 lOB= lOC =75m，管内径均为50mm，支管OC上阀门全开时的局部阻力系数ξ==15。所有管路均
3
取摩擦系数λ＝0.03。支管OB中流量为18m/h，方向如图所示。除阀门外其他局部阻力的当量长度均已包括在上述管长中。试求：
3
(1)支管OC的流量，m/h；
(2)A糟上方压强表的读数PA ， kPa。
三、吸收计算(30分)
某填料吸收塔，用纯水逆流吸收气体混合物中的可溶组分A，气相总传质单元高度HOG
为0. 3m 。入塔气体中A组分的含量为0.06（摩尔分率，下同），工艺要求A组分的回收率为95%,采用液气比为最小液气比的1.4倍。己知在操作范围内相平衡关系为y＝0.2x。试求：
（1）填料塔的有效高度应为多少？
（2）若在该填料塔内进行吸收操作，采用液气比为1.8，则出塔的液体、气体浓度各为多少？
四、精馏计算(30分)
如图所示的连续精馏流程，以回收二元理想混合物中的易挥发组分A。两塔塔顶设全凝
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器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热．物系相对挥发度α＝2．0，已知xF＝0．4，xD＝0．99，xW＝0．01, xT＝0．7, xB＝0．2(均为摩尔分率），加料F =100kmol/h。F、T、B均为饱和液体。试求：
（1）D，T，B，W的流率； （2）塔I的最小回流比Rmin；
（3）当塔I的回流比取R=1．5Rmin时，写出F与B之间塔段的操作线数值方程。
五、传热（此题应届考生必答，30分）
质量162kg的某液体在一装有换热盘管的无夹套搅拌釜中用饱和蒸汽加热。盘管内蒸
22.
汽的温度为383K，盘管的换热面积为l m。总传热系数为500 W／mK。搅拌釜的外表面积
22.
为2．5 m，环境温度为293K，釜壁对环境的给热系数为5 W／mK。试求将液体从293K加
.
热到377K所需时间。（设液体的热容为2．1 kJ/kgK，且不随温度而变。釜内液体因充分混合，温度保持均一。忽略釜壁热阻，釜壁温度可取与液体温度相同。）
如用一连续逆流换热器取代间歇的搅拌釜，加热介质的进出口温度分别为388K和333K，
2.
总传热系数为250 W／mK,在同样时间内完成162kg该液体的加热，忽略热损 失，试问连续换热器的面积为多少？
六、传热（此题在职考生必答，30分）
有一套管换热器对油品进行冷却，水以0.1kg/s的质量流量通过金属内管，内管管径为υ19×1.3mm，热油以 0.075kg/s的质量流量逆流通过套管的环隙。已知管长 2m，热油
2.
和冷水的进口温度分别为370K和280K。油侧的给热系数为l．7 KW／mK，水侧的给热系数
2...
为 2．5KW／mK。油的平均热容为l.9 kJ/kgK，水的平均热容为 4．18 kJ/kgK。试求：
（1）以金属内管外表面为基准的总传热系数； （2）油和水的出口温度。
（忽略管壁热阻、垢层热阻及热损失。）
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华东理工大学二00三年硕士研究生入学考试试题
考试科目号码及名称：461化工原理（含实验）
一、简答题：（40分）
11． 什么是流体流动的边界层？边界层分离的条件是什么？ 12． 非牛顿流体中，震凝性流体的特点是什么？ 13． 搅拌器按工作原理可分为哪几类？各类搅拌器的特点是什么？ 14． 简述数学模型实验研究方法的主要步骤。 15． 实际流化现象有哪两种？通常，各自发生于什么系统？ 16． 简述填料塔载点、泛点的概念。 17． 液液萃取溶剂的必要条件有哪些？ 18． 吸附分离常用的吸附剂有哪些？ 19． 简述膜分离的基本原理。
20． 在恒定干燥条件下，将含水20％（湿基）的湿物料进行干燥，开始时干燥速度恒定，
当干燥至含水量为5％（干基）时，干燥速率开始下降，再继续干燥至物料恒重，并测得此时物料含水量为0．05％，则物料的临界含水量为_______（干基），平衡含水量为_____（干基），自由含水量为______（干基）。
二、带泵管路(25分）
如图所示的输水循环管路，两台离心泵型号相同，两条管路除两个阀门开度不同外，其
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它条件完全相同，流向如图示。封闭容器B内的真空度为7×10Pa，两液面的高度差为9m。两管路内的流速均为 3m/s，泵1出口阀两端的水银U形压差计读数R为300mm。试求； （1） 泵1出口阀的局部阻力系数为多少？ （2） 泵2出口阀的局部阻力系数为多少？
三、吸收计算(30分)
某厂吸收塔的填料层高度3m，用纯溶剂逆流等温吸收尾气中的有害组分。入塔气体中有害组分的含量为0．04(摩尔分率，下同)，出塔气体中有害组分含量为0.008，出塔液体中有害组分含量为0.03。己知在操作范围内相平衡关系为y＝o.8x。试求： (1)填料塔的气相总传质单元高度HOG为多少？ (2)原塔操作液气比为最小液气比的多少倍？
(3)因法定排放气有害组分含量为0.004，现增加塔高以使出口气体达标，若液气比不受，填料层总高应为多少？
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四、精馏计算(30分)
采用连续精馏塔分离苯、甲苯混合物，进料量为100kmol/h，进料中苯（易挥发组分）浓度0.4（摩尔分率，下同）,饱和汽体进料。该塔塔顶设全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。要求塔顶产品苯浓度为0.99，塔釜产品苯浓度为0.03，操作条件下，该物系相对挥发度α＝2．5，实际回流比为最小回流比的1．5倍。试求： (1）塔顶采出率和易挥发组分的回收率； （2）精馏段和提馏段的操作线方程；
（3）若塔釜停止供应蒸汽，保持回流比不变，若塔板数无限多，塔底残液的浓度为多少？
五、传热（此题应届考生必答，25分）
用一带有搅拌器的夹套式换热器将质量m=800kg，比热容为2.2 kJ/kg℃的有机物从
22
80℃冷却至40℃。己知夹套式换热器的总传热系数K=160W／m℃，传热面积为3 m，冷却水流量为0.1 kJ/s，入口温度t1＝20℃，忽略热损失，搅拌器内液体主体温度均一。试求： （1） 完成冷却任务所需时间。 （2） 终了时，冷却水的出口温度。
六、传热（此题在职考生必答，25分）
一管壳式换热器由38根υ25×2.5mm，长3m的钢管组成。110℃的饱和蒸汽通入壳程，
2
加热管程中的甲苯，蒸汽冷凝对流给热系数为 10000W／m℃。甲苯流量为7kg/s，入口温度
2
为30℃。甲苯的比热为1840J/Kg℃。该流量条件下，甲苯侧的对流给热系数为 1090 W／m℃,管壁很薄，可忽略管壁及两侧的垢层热阻。试求： (1)此时，甲苯的出口温度为多少℃？
(2)现因生产需要，甲苯的处理量增加50％，蒸汽冷凝对流给热系数视作不变，甲苯的出口温度为多少℃？
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华东理工大学二00二年研究生（硕士、博士）入学考试试题
考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）
一、简答题：（20分）
1. 层流与湍流的本质区别是什么？
2.非牛顿流体中，塑性流体的特点是什么？
3.搅拌器的两个功能是什么？改善搅拌效果的工程措施有哪些？ 4.加快过滤速率的途径有哪些？ 5.什么是颗粒的自由沉降速度？ 6.简述辐射传热中灰体的概念。
7.简述填料塔等板高度HETP的概念。
8.简述萃取过程中选择溶剂的基本要求有哪些？
9.恒速干燥阶段的湿物料表面温度是什么温度？为什么？ 10.简述综合评价板式塔塔板性能优劣的主要标准。
二、带泵管路（20分）图示离心泵输水管路，将敞口低位槽中的水输送到塔设备中。泵的
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扬程可用 H＝40-6×10qV（He:m，qv:m/s）表示，管路均为Φ50×2.5mm，总管长（包括局部阻力当量长度）为80m，摩擦系数λ＝0.025。塔内压强为0.1MPa（表） 塔内出水口与低位槽液面垂直高差为12m。试求：
3（l）管路的流量为多少m/s？泵的有效功率为多少？ （2）若塔内压强变为 0.2MPa（表），则此时流量为原流量的百分之几？
三、吸收计算（20分）某逆流操作的吸收塔，用纯溶剂等温吸收某混合气中的A组分。混合气的处理量为60kmol/h，进塔混合气中A组分的含量为0.05(mol分率)，回收率为80％，
3相平衡关系为y＝2x。填料塔的塔径为0.8米，气相体积总传质系数为120kmol/（m·h）,该过程为气相阻力控制。设计液气比为最小液气比的 1.25倍，试求: (1) 填料塔的有效高度H为多少？
(2) 若采用 20%的吸收剂再循环，新鲜吸收剂的用量和其它入塔条件不变，则回收率为多
少？
四、精馏计算（20分）采用连续精馏塔分离某双组分液体混合物，进料量为200kmol/h，
进料中易挥发组分浓度0.4，汽液混合物进料，汽：液=1：1（摩尔量之比）。该塔塔顶设全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。要求塔顶产品浓度为0.95，塔釜产品浓度为0.05（以上皆为摩尔分率），操作条件下，该物系相对挥发度α＝2.5， 实际回流比为最小回流比的1.5倍。试求：
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（1） 塔顶易挥发组分和塔釜难挥发组分的回收率； （2） 精馏段和提馏段的操作线方程；
（3） 若第一块板的汽相默弗里板效率EmV为0.6，求塔顶第二块板（自塔顶向下数）上升
汽相的组成。
五、传热（此题应届考生必答，20分）某熔盐槽内盛有温度为800℃的熔盐。在熔盐内浸
有一电加热器。开始通电时，加热器的温度与熔盐相同。加热过程中熔盐温度保持恒定。己
2
知加热器功率为1.0kW，加热器外表面积为0.05m，加热器的热容相当于1kg水，水的比热
2容4.183kJ/(kg℃),熔盐与加热器表面间的给热系为1.5kW／(m℃)。假设在加热过程中给热系数不变，加热器温度始终保持均一，求通电1分钟时加热器的壁温为多少度？加热器的最高壁温可达多少度？
六、传热（此题在职考生必答，20分）
有一逆流操作管壳式换热器，120℃的热油通过管程冷却至80℃,20℃冷水通过壳程加热至
250℃，管、壳程流体流动均处于高度湍流状态，管程给热系数1.0kW／(m℃)，壳程给热系
2数为2.5kW／(m℃)，若将管程的热油流量加倍，其它操作条件不变，油和水的出口温度分别变为多少度？（管壁很薄，忽略管壁及两侧的垢层热阻）
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华东理工大学二00一年研究生（硕士、博士）入学考试试题
考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）
一、简答题：（20分）
1.
2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
流体流动过程中，稳定性是指什么?定态性是指什么? 简述因次论指导下的实验研究方法的主要步骤。 在表面过滤方式中，何谓架桥现象?
简述旋风分离器性能指标中分割直径Dpc的概念。 液体沸腾的必要条件有哪两个?
循环型蒸发器中，降低单程汽化率的目的是什么? 筛板塔的气液接触状态有哪三种，各有什么特点?
简述萃取(三元物系)过程中的临界混溶点、选择性系数?
在恒定干燥条件下，将含水35%(湿基)的湿物料进行干燥，开始时干燥速度恒定，当干燥至含水量为8%(干基)时， 干燥速率开始下降，再继续干燥至物料恒重，并测得此时物料含水量为0.08%(干基)，则物料的临界含水量为________(干基)，平衡含水量为________(干基)， 白由含水量为_______(干基)。 10. 简述干燥中的临界含水量受哪些因素影响。
二、（20分）一列管式换热器，内有Φ19×2mm钢管33根，管长1.5m，单管程。现将此
换热器用来冷凝某工艺物料的蒸汽，壳程蒸汽冷凝温度为90℃，蒸汽侧热阻、管壁热阻可
3忽略。冷却水走管程，进口温度 t1=20℃，流量为 21m/h。试求：
(1) 蒸汽冷凝量为多少?冷却水的出口温度为多少? (0.522kg/s，40.70℃)
(2) 夏季时，冷却水进口温度为25℃时，若冷却水流量不变，则蒸汽冷凝量为多少?已
3知冷却水比热Cp=4180J/kg·K，粘度μ=l mPa·S占，密度ρ= 1000Kg/m ，导热系数
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λ= 0.6W/m ·K，物料蒸汽汽化潜热r=1.2×10J/Kg 。(设以上物性不随温度而变。)
三、（20分）欲按下图流程设计吸收塔。已知:y1=0.05(摩尔分
率，下同),吸收率η=0.9，G=150kmol/ m2h ， x3=0.004，
x2=0.015，L2=L3 塔顶处液气比(摩尔比)为0.5，全塔 HOG=0.5m，相平衡关系：y=0.5x。L2在塔内液相组成与X2相同处加入.试求： (1) 所需塔高，(2.943m) (2) 若L2与L3合并后，由塔顶加入，试定性分析所需塔
高将发生什么变化。在y-x图上画出上述两种进料方案的操作线。(所需塔高增加，略)
四、（20分）一连续操作的常压精馏塔用于分离双组分混
合物。己知原料液中含易挥发组分 xf=0.40(摩尔分率，下同)，进料状况为汽液混合物，其摩尔比为：汽量比液量=1比1，
所达分离结果为塔顶产品 xD =0.98，塔釜残液 xW= 0.02，若该系统的相对挥发度α=2，操作时采用的回流比R=1.6Rmin，试计算： (1) 易挥发组分的回收率：(0.970) (2) 最小回流比Rmin;(3.04)
(3) 提馏段操作线的数值方程；(y=1.332x-0.00663)
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(4) 若在饱和液相组成xθ=0.70的塔板处抽侧线，其量θ又和有侧线时获得的塔顶产品量D
相等，减少采出率D／F，回流比R=5 ，理论板为无穷多，那么此时塔顶的浓度xD可能维持的最高值将是多少 ?(0.92)
五、（此题应届考生必答，20分）用离心泵将敞口水池中的水送往敞口高位槽，两液位差
为6m。泵的特性方程为He=28-1.45×10qV(He:m,qv:m/s)，管路流量为 0.01m/s。试求： (1) 泵的有效功率?(1324W) (2) 若高位槽直径为2m，水池液面高度不变，要使高位槽液位上升1m需多长时间? (317．6s)
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336m 六、(此题在职考生必答，20分)
某厂自江水中取水去冷却某物质，换热后的水仍排入江中，流程见图。当电机转速为2900
623转/分时，离心泵的特性方程为He=48-1.3×10qV (He-m,Qv-m/s)，该泵吸入管路长为20m，压出管路长为100m(以上管长均包括了全部局部阻力的当量长度，也包括了流体流经换热器的阻力当量长度)，管路直径均为Φ57×3.5mm，摩擦系数为0.02。试求： (1)泵的有效功率? (769.9W)
4
(2)泵入口处真空表的读数? (7.8l×10Pa)
(3)当泵的转速调为2700转／分时，泵的有效功率又为多少? (62lW)
换热器P5m
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华东理工大学二000年研究生（硕士、博士）入学考试试题
考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）
一、简答题：（14分）
1．功能校正系数α为什么总是大于、等于l的？试说明理由？ 2．大小不一的搅拌器能否使用同一条功率曲线？为什么？ 3．简述数学模型法规划实验的主要步骤。 4．加快过滤速率有哪几种途径？
5．评价旋风分离器性能的主要指标有哪些？ 6．简述辐射传热中黑体和灰体的概念？ 7．液液萃取塔设备的主要技术性能有哪些？
二、（20分）贮槽内有40℃的粗汽油 （密度ρ=710kg/m3）,维持液面恒定，用泵抽出后分
成两股，一股送到分馏塔顶部，另一股送到吸收解吸塔中部。有关位置距地面以上的高度见附图。若阀门全开时，包括局都阻力当量长度的各管段长度如下：1-0段，l1＝ 10m,0-3段，l3＝ 20m,管内径均为 50mm，摩擦系数均为λ=0.03。调节0－2段中阀门开度，使送往吸收解吸塔的流量为送往分馏塔的流量的一半。此时，孔板流量计的压差ΔP=513mmHg,孔径d0=25mm，流量系数C0=0.62。试求：
①总管流量和管路所需的压头；(6.33×10-3m3 /s,22.7m) ②若泵效率为60%，求所需泵功率。(1.67kw)
三、（l2分）用连续精馏塔分离双组分混合液，混合液中含易挥发组分xF=0.4(摩尔分率、
下同)，原料以饱和液体状态加入塔中部，塔顶全凝，泡点回流。操作条件下物系的相对挥发度α=2.5，要求塔顶产品浓度xD=0.8，塔顶易挥发组分的回收率η=0.9。塔釜间接蒸汽加热。试求：
①完成上述分离任务的最小回流比；(0.778)
② 若操作回流比取最小回流比的1.5倍，则进入塔顶第一块塔板的汽相组成为多少？(0.7006) 四、（14分）间歇干燥处理某湿物料3.89kg，含水量为10%（湿基），用总压 100kPa、温度为50℃的空气进行干燥，并测得空气的露点温度为23℃，湿球温度为 30℃，要求干燥产品的含水量不超过l%（湿基）。已知干燥面积为外0.5m2，气相传质系数kH为0.0695kg／s.m2，物料的临界自由含水量Xc为0.07kg／kg干料，平衡含水量可视为零。降速阶段的干燥速率曲线可按通过原点的直线处理，求干燥时间。(0.545h) 温度t/ ℃ 23 30 50 饱和蒸汽压/kPa 2.904 4.250 12.34
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五、（20分）一逆流操作吸收塔如图所示。混合气体由塔底引入，其中可溶组分的浓度y1=0.05（摩尔分率，下同），单位塔截面上的气相流率G=0.014kmol／m2.s。吸收剂分两处加入。由塔顶加入的为纯溶剂，单位塔截面上的流率L1=0.0112 kmol／m2.s。从塔顶往下，经2米填料层高度后，又加入一股 x’2＝0.01的吸收剂，单位塔截面上的流率 L2＝0.0112 kmol／m2.s，再经 6米填料层高度后，液体由塔底引出。全塔各处Kya均为0.028 kmol／m3.s，物系平衡关系y=0.8x。试求：
(1)第二股吸收剂L2加入后，塔内该截面的液相浓度X’’2; (0.008378) (2)塔底排出的液相浓度x1。 (0.035405) (3)为使出塔气体浓度y2降低，第二股吸收剂的加入口应向上移还是向下移？为什么？(下移)
六、（此题应届考生必答，20分）槽内盛有10吨某有机物，拟用图示装置加热，加热介质为120℃的饱和水蒸汽，在加热过程中，传热系数的平均值为320W／m2K，加热器的换热面积为12m2，泵的输送量为W＝4000kg／h，有机物的比热容 Cp=2.1 kJ／kg.K。试求: (1) 若将槽内有机物从20℃加热到80℃，需多长时间？
(2) 若泵的输送量增加为5000 kg／h , 传热系数K∝ W0.8 ，则将槽内有机物从20℃加热到80℃，需多长时间？ (槽内液体因搅拌而温度均一，忽略热损失。) (2.84hr, 2.31hr)
七、（此题在职考生必答，20分）用某热流体与甲苯在一台列管式换热器中进行逆流换热。列管的管内径为 25mm，甲苯走管内，入口温度t1=20℃，出口温度t2=80℃；热流体走管外；入口温度T1=200℃，出口温度T2＝120℃。已知此时热流体的对流给热系数α1=1000W/m2.K，甲苯的对流给热系数为α2=2800 W／m2.K。现把甲苯的流量增大50%，试求： ①热流体的出口温度为多少？(106.6℃)
②新工况的热流量 Q’较原来增加了多少？(17%)
25
（已知甲苯的Re＞104,Pr＞0.7，管壁热阻可略，流体物性随温度的变化可忽略。）
华东理工大学一九九九年研究生（硕士、博士）入学考试试题
（试题附在考卷内交回） 考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）
一、简答题：（20分）
1． 何谓轨线？何谓流线？为什么流线互不相交？
2． 简述往复泵的水锤现象。往复泵的流量调节方法有哪几种？ 3． 搅拌器应具有哪两种功能？
4． 在考虑流体通过固定床流动的压降时，颗粒群平均直径是按什么规则定义的？为什么？ 5． 因某种原因使进入降尘室的含尘气体温度升高，若气体质量及含尘情况不变，降尘室出
口气体的含尘量将有何变化？原因何在？ 6． 影响辐射传热的因素有那些？ 7． 综合评价塔板性能的标准是什么？
8． 当两相流量比相差很大时，而且所选用的萃取塔设备又可能产生严重的轴向返混，此时
应将流量大的还是流量小的一相作为分散相？为什么？
9． 何谓平衡水、自由水、结合水和非结合水？它们之间有何关系？ 10. 何谓蒸发设备的生产强度？
二、（20分）某列管换热器，壳程通以0.2Mpa（绝）的饱和蒸汽，可将一定量的冷水从
25℃加热到65℃。若加热蒸汽的压强及水的入口温度保持不变，水的出口温度降为63℃，求此时换热器的热通量较原工况有何变化（以原工况的相对比值表示）？计算时可忽略垢阻、管壁及蒸汽侧的热阻，水在管内作湍流流动。0.2Mpa（绝）的饱和蒸汽温度为120℃。
三、（20分）在一逆流操作吸收塔中，吸收混合气体（氨与空气）中的氨。单位塔截面上
的混合气体流率为0.036kmol／m2.s，含氨2%（体积），新鲜吸收剂为含氨0.0003（mol分率）的水溶液，从塔顶加入，要求氨的回收率不低于91%，设计采用液气比为最小液气比的1.3倍，氨-水-空气物系的相平衡关系y=1.2x。已知气相总传质系数Kya均为0.0483 kmol／m3.s，试求：(1)所需塔高H; （2）若采用部分吸收剂再循环从塔顶加入，新鲜吸收剂用量不变，循环量与新鲜吸收剂用量之比为1：10，为达到同样的回收率，所需塔高为多少？(5.03m,12.84m)
四、（20分）用连续精馏塔分离双组分混合液，进料组成为0.4（易挥发组分摩尔分率），
进料液气比为1：1（摩尔量之比）。塔顶泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。要求塔顶易挥发组分的回收率达到98%，塔釜难挥发组分的回收率达到99%，操作条件下物系的相对挥发度为3。试求：（1）塔顶、塔底的浓度和塔顶采出率；(0.985,0.0133,0.398) （2）最小回流比 ；(1.783) （3）若操作回流比取最小回流比的1.5倍，试写出提馏段操作线方程。
(y=1.626x-0.008314)
五、（此题应届考生必答，20分）图示输水管路，圆桶形高位槽直径位为0.5m ,底部接
一长30m (包括局都阻力当量长度),内径为20mm的管路，摩擦系数λ=0.02。水平支管很短，除阀门外的其它阻力可忽略，支管直径与总管相同。高位槽水面与支管出口的初始距离为5m，槽内水深为1m，阀门1、2的类型相同。试求：
（1） 当一个阀门1全开（ξ=2）、阀门2全关时，支管1中的瞬时流速为多少？
26
（2） 在上述情况下，将槽中的水放出一半，需多少时间？
（3） 若在阀门1全开、阀门2全关的条件下放水100秒后，将阀门2也全开，问放
完槽中的水总共需多长时间？(1.72m／s, 186s, 374s)
1mH=5m21
六、（此题在职考生必答，20分）图示输水管路，用离心泵将料液（密度ρ=800kg/m3）
送至常压容器B和压力容器C。两股流量相同，V1=V2=4 l/s。高度ZB=25m。压力容器C中的压强为9.81kpa(表压)，高度ZC=20m。管段ED内径d=75mm,长度l=100m(包括局部阻力的当量长度), 管段DF内径d1=50mm,长度l1=50m(包括局部阻力的当量长度), 管段DG内径d2=50mm,长度l2=50m(包括除阀门外的所有局部阻力的当量长度), 摩擦系数均为λ=0.03，不计分流点的阻力损失和动量交换。试求：
（1） 泵的压头和理论功率；
（2） 支路DG中阀门的局部阻力损失，J/N;
（3） 若希望长期提高，V’1=V’2=1.5V1,并再提供一台同型号的水泵，离心泵的特性曲
线为He=56-2.81×105V2(式中：He : m; V : m3/s)。问能否达到要求？（设管路阀门阻力已调整到相应值）。(38m，2386w, 3.75m, 不能)
BFZBDGCZcAE
27
华东理工大学一九九八年研究生（硕士、博士）入学考试试题
（试题附在考卷内交回） 考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）
一、简答题：（20分）
1． 简述搅拌釜中加挡板或导流筒的主要作用是什么？
2． 试写出回转真空过滤机单位面积滤液量q与转速n、浸入面积分率υ以及过滤常数的关
系式，并说明过滤面积为什么用转鼓面积A而不用Aυ？
3． 当沉降处于斯托克斯定律区时，试写出非球形颗粒的等沉降速度当量直径de的计算式。 4． 流化床的压降与哪些因素有关？
5． 蒸发器提高液体循环速度的意义有哪些？ 6． 简述什么是气液传质板式塔操作中的转相点？ 7． 何谓萃取操作的选择性系数？什么情况下β=∞？ 8． 什么是转盘萃取塔的特性速度？
9． 在连续干燥器之前用预热器加热空气，被加热空气所获得的热量Q按其去向可分为哪四
项？干燥器热效率定义为哪些项之比？ Pa10. 提高连续干燥器的热效率的措施有哪些？ D二、（20分）图示输水管路，用离心泵将江水输送至高
ΔZCB位槽，已知吸入管直径υ70×3mm，管长lAB=15m，压出管直径υ60×3mm，管长lCD=80m(管长均包括局部阻力的当量长度)，摩擦系数均为λ=0.03，ΔZ=12m，离心泵的特性曲线为He=30-6×105V2(式中：He : m; V : m3/s)。试求：
（1） 管路流量为多少m3/h；
（2） 旱季江面下降3m ,与原流量相比，此时流
量下降百分之几？
（3） 江面下降后，B处真空表和C处压力表的
读数各有什么变化（定性分析）？ (14．8m/h ；8．8%：真空表读数上升，压力表读数下
3A降。)
三、（20分）用填料塔吸收混合气体中的有用组分。塔底
y2L/22 mL/2L,x2入塔气体浓度y1=0.05（摩尔分率，下同），回收率为90%，
用纯溶剂吸收，液气比L/G=1,操作条件下，物系平衡关系y=0.5x。HOG=1m,气膜控制，试求：
（1） 为完成此分离任务，所需填料层高度H； （2） 若采用纯溶剂分成两股加料（流程如图虚线），
一股L/2溶剂仍从塔顶加入，另一股L/2溶剂从距塔顶2m 处加入。求为完成同样的分离任务所需填料层高度；
（3） 在y~x图上画出两种情况下的平衡线和操作
线，并说明填料层高度变化的原因。
(3.41m：4.02m；略。)
y1x128
四、（20分）一连续操作的常压精馏塔，用于分离A（轻组分）-B（重组分）混合物，混
合液中含易挥发组分xF =0.4(摩尔分率、下同)，进料温度为50℃，要求达到塔顶产品A组分含量xD=0.95,塔底馏出液A组分含量xW=0.03, 操作条件下物系的相对挥发度α=2.5，实际操作回流比为1.95，试计算：
（1） A组分的回收率； （2） 最小回流比；
（3） 提馏段操作线方程；
（4） 若塔顶第一块塔板下降的液相浓度为0.9，求该塔板以气相组成表示的默弗里板
效率EmV。
（由平衡数据已知xF =0.4时混合液的泡点为95.2℃，定性温度下原料液平均比热Cp=39kcal/kmol.℃,千摩尔汽化潜热r=8800 kcal/kmol）。 (0.955;1.275;y=1.43x-0.013;81.6%)
五、（此题应届考生必答，20分）槽内盛有20吨重油，拟用图示装置在4小时内将其
从20℃加热至80℃，加热介质为120℃的饱和水蒸汽，在加热过程中，传热系数的平均值
22
为350W／mK，加热器的换热面积为12m，泵的输送量为W＝5000kg／h，重油的比热容 Cp=2.0 kJ／kg.K。试求换热器应具有多大的换热面积才能满足要求？(槽内重油因搅拌而温度均一，
2
忽略热损失。) (19.7m )
六、（此题在职考生必答，20分）一套管换热器用133℃饱和蒸汽将管内的氯苯从33℃
加热到73℃，氯苯的流量为5500kg/h。现因某种原因，氯苯流量减少到3300kg/h，但其进出口温度欲维持不变，试问此时饱和蒸汽的温度应为多少，才能满足要求？此时饱和蒸汽的冷凝量为原工况的百分之几？（设在两种工况下蒸汽冷凝热阻、管壁热阻、垢阻和热损失均可忽略，且氯苯在管内作湍流流动。忽略两工况下饱和蒸汽汽化潜热的变化）。(125.6℃； 60%。)
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华东理工大学一九九七年研究生（硕士、博士）入学考试试题
（试题附在考卷内交回） 考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）
一、简答与填空：（20分）
1． 搅拌器应具有的两种主要功能是什么？
2． 过滤速率与哪些物性因素、操作因素有关？
3． 在上升气流中悬浮稳定的固体颗粒，它所受到的力应该是： 重力=压差力+
向上摩擦力 还是 重力-浮力=压差力+向上摩擦力 为什么？ 4． 流体流动边界层分离（脱体）的两个条件是什么？ 5． 多效蒸发的效数受哪些限制？
6． 简述板式塔的夹带液泛与溢流液泛现象。 7． 简述填料塔的载点和泛点。 8． 转盘萃取塔中，对于正系统（dσ/dx>0）物系，传质方向应当选从____相向____
相传质较为有利。（连续，分散）
9． 分配系数等于1时，能否进行萃取分离操作？为什么？ 10. 在同样的干燥条件（干空气的t,H一定），湿物料的尺度减小，则临界含水量____，平衡含水量____。（上升、下降、不变）
二、（20分）有一台列管式换热器，内有υ25×2.5mm钢管44根，管长1.5m，单管程。
管程中的冷却水将壳程中100℃的蒸汽冷凝，蒸汽冷凝侧热阻可忽略。冬季时冷却水进口温
度为15℃，出口温度为37℃，试求：
（1） 冬季时冷却水用量及蒸汽冷凝量各为多少kg／h？
（2） 夏季时冷却水进口温度为29℃，若冷却水用量与冬季相同，则夏季冷却水出口
温度为多少℃？蒸汽冷凝量将变为多少？
已知冷却水的比热Cp=4180 J／kg. ℃，粘度μ=1cp,导热系数λ=0.6 W/m.℃,蒸汽冷凝潜热r=2.26×106 J／kg。（设以上物性不随温度变化）。
333
(47.4×10 kg／h，1.93×10 kg／h；47.41℃，1．62×10 kg／h)
三、（20分）如图所示的精馏塔具有一块实际板和一只蒸馏釜（可视为一块理论板），原
料预热到泡点，由塔顶连续加入，F=100kmol/h，xf=0.20(摩尔分率、下同)，泡点回流，回流比R=2, 物系的相对挥发度α=2.5，今测得塔顶出料量D=57.2 kmol/h，且xD=0.28。试求：
（1） 塔底出料量W及浓度xW;
F,xF（2） 该塔板的默弗里板效率EmV和EmL。
（42.8Kmol/h,0.0391:49.5%,56.2%）
D,xD
四、（20分）分离如图所示的低浓度气体吸收-解吸
系
统，已知吸收塔的传质单元高度HOG=0.4m, 解吸塔的传
W,xW质单元高度H’OG=1.0m,处理气体量G=1000kmol/h,吸
收剂循环量L=150 kmol/h,解吸气体流量G’=300kmol/h, 各有关浓度（摩尔分率）如下：y1=0.015 y1’=0.045 y2’’=0 x2=0.005
吸收系统的相平衡关系为ye=0.15x ,解吸系统的相平衡关系为y’e=0.6x ,试求：
（1） 吸收塔的气体出口浓度y2及液体出口浓度x1;
30
（2） 吸收塔的填料层高度H及解吸塔的填料层高度H’；
（3） 实际操作时，若解吸气体流量改为G’=250kmol/h,则吸收塔的气体出口浓度y2
又为多少？(设L、G、y1、y’2、均不变，HOG、H’OG不变)。
（0.0015，0.095：7.2m,6.93m:0.0025）
y2y'1Z2P2吸收塔PaZ1解吸塔G,y1L,x1x2G',y'2
五、（此题应届考生必答，20分）图示离心泵输水管路，将敞口低位槽中的水输送到塔设备中，泵的扬程可用H=20-4×104V2(式中：H: m; V : m3/s)表示，管路内径50mm，总管长l+le=50 m, 摩擦系数λ=0.03，开始时，低位槽液面高度为Z1=1m,塔设备入口高Z2=12m,塔内入口处压强P2=0.3 at(表)，试求：
（1） 开始时，管路的流量为多少m3/s？
（2） 低位槽横截面积A1=1.5m2,求低位槽液面下降0.8m所需的时间为多少？ (3.71×10-3m3/s;335秒)
六、（此题在职考生必答，20分）图示输水管路，A、B均为常压设备，两泵完全相同，
冬季仅设备A用水，开单泵；夏季时，设备A、B均用水，开双泵。已知管子直径d均为 υ57×3.5mm，摩擦系数均为λ=0.03，吸入管长lOC=10m,压出管长lO‘A=50m, lO‘B=70m(以上管长均包括局部阻力的当量长度), 忽略OO’间管子长度，离心泵的单泵特性曲线He=25-7.2×105V2(式中：He: m; V : m3/s)表示，试求：
(1) 冬季时设备A的用水量为多少m3/h？
(2) 夏季时设备A、B的用水量各为多少m3/h？ (13.5m3/h;13.1m3/h,11.0m3/h) AB 8 m O' O
C31
华东理工大学一九九六年研究生（硕士、博士）入学考试试题
（试题附在考卷内交回） 考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）
一、简答与填空：（20分）
1． 均匀流段有何特点？流体匀速通过等直径弯管的流动能否视作均匀流段？为什么？ 2． 转子流量计的特点是什么？孔板流量计的缺点是什么？设计孔板流量计的中心问题是
什么？
3． 简述旋桨式和涡轮式搅拌器的特点。 4． 简述数学模型法的主要步骤。 5． 过滤常数K与哪些因素有关？
6． 颗粒的自由沉降速度是否仅是颗粒与流体的特性？
7． 在筛板塔的设计中，塔径D、孔径d0、孔间距t一定，若增大溢流堰长度lw,则组成负荷
性能图的液相上限线____,液沫夹带线____,溢流液泛线____,漏夜线____。（上移、下移、左移、右移、不变）
8． 在多效蒸发系统的操作中，各效蒸发器的温度和各效浓度分别取决于什么？
9． 液液传质设备内会发生轴向混合，严格说来，轴向混合是改变传质单元数NOC,还是改变
传质单元高度HOC?而在塔设备的设计中，又是如何处理轴向混合之影响的？ 10. 温度为t、湿度为H的湿空气在一定流速下掠过某湿物料以测定干燥速率曲线。
（1） 若气体状态不变，流速增加，则临界含水量____,平衡含水量____。
（2） 若气速不变，湿度不变，气温降低，则临界含水量____,平衡含水量____。（上
升、下降、不变）
二、（20分）某离心泵输水管路系统如图所示。已知江水在工作温度下的饱和蒸汽压为
pv=17.54mmHg,吸入管的阻力损失Hf吸入=1.0mH2O,压出管路的阻力损失Hf压出=3.0mH2O,泵的允许汽蚀余量[Δh]= 5.0m。现因落潮，江水液面下降了0.5m 。
（1） 通过计算指出，此泵在落潮时能否正常工
作？定性判断流量将如何变化？ （2） 若该管路有足够的调节余地，现调节管的
流量与落潮前相等，则出口阀门应开大还是关小？此时泵的进口真空表和出口压力表的读数各较落潮前变化了多少at?压出管的阻力损失变化了多少mH2O? (计算中忽略两测压点的位差、动能项及流量对[Δh]的影响，设流动已进入阻力平方区。)
(能正常工作，0.05at，0.5mH2O)
三、（20分）用CO2水溶液的解吸来测定新型填料的传质单元高度HOG值，实验塔中填料
层高度为2.5m，塔顶入塔水流量为4000Kg水/h, CO2的浓度为8×10-5 （摩尔分率），塔底
32
通入不含CO2的新鲜空气，用量为6 Kg/h,现测得出塔液体浓度为4×10-6 （摩尔分率），相平衡关系为y=1420x（摩尔分率）,试求： （1） 出塔气体（摩尔分率）浓度； （2） 该填料的HOG值； （3） 现若将气体用量增加20%，且设HOG不变，则出塔气体和液体浓度各为多
少？
-6
(0.466m，1.31×10 ，0.0704)
四、（20分）用精馏塔分离双组分混合液，进料组成为0.45（易挥发组分摩尔分率），泡
点进料，塔顶采出率为0.50（摩尔流量之比）要求塔顶易挥发组分的回收率达到98%，操作条件下物系的相对挥发度为2.5，试求： （1） 塔顶、塔底产物的浓度； （2） 最小回流比 ；
（3） 若操作回流比取最小回流比的1.4倍，采出率不变，则塔顶产物理论上可达到的最
高浓度是多少？ (0.882，0.018，0.946，0.9)
五、（此题应届考生必答，20分） 有一夹套的反应釜，釜内盛有某种反应液，反应液
的初始温度为20℃，釜内液体由于剧烈搅拌可以认为温度均一。反应液需加热到80℃进行反应。
（1） 若夹套内通以120℃的饱和水蒸汽加热，已知前10min反应液的温升至60℃，
则反应液由初始温度加热到反应温度需要多少时间？
（2） 若夹套内通以进口温度为120℃的热流体加热，已知前10min反应液同样温升
至60℃，则反应液由初始温度加热到反应温度需要多少时间？（热流体无相变）
（答案 17.94min 17.94min）
六、（此题在职考生必答，20分）一套管换热器，内管为υ25×2.5mm的钢管，管外为
T=120℃的饱和水蒸汽加热，管内流过气体，入口温度t1=20℃, 出口温度t2=60℃,现改为υ19×2mm的钢管代替υ25×2.5mm的钢管，并使气体流量为原来的1.5倍，管长、T及t1不变，试求：
（1） 气体出口温度t’2（设气体在管内， Re＞104,Pr＞0.7，冷凝侧、管壁热阻及热损失可
略，且不计物性变化影响）；
（2） 如气体通过原管子的压降为30mmH2O,求现工况的压降（设摩擦系数λ相同，换热
器进出口阻力损失不计） (64.73，284.4mmH2O)
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华东理工大学一九九五年研究生（硕士、博士）入学考试试题
（试题附在考卷内交回） 考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）
一、简答题：（20分）
1． 简要比较实验研究方法和数学模型方法之间的异同。
2． 何谓蒸发器的生产强度 ? 如何寻求提高生产强度的途径? 3． 简述如何通过实验测定过滤常数 ?
4． 绘出连续并流干燥器内气、固两相温度的变化。气流干燥器操作的关键是连续而均
匀地加料，请列举三种常用的固体加料器。 5． 操作中的精馏塔，若进料组成xf 上升至xf’，
在同一回流比R下，馏出液组成 XD 和釜液组成 xw 将如何变化 ? 欲保持 xw 不变 , 采取何种调节措施 ?
6． 图示为某萃取物系的互溶曲线，分配系数
kA=l ，原料液组成 Xf= 40% ( 质量百分率，下同)，采用多级错流萃取，每级萃取溶剂比均为 0.5 ，要求最终萃余相浓度大于5%，求错流萃取所需的理论级数 ?
二、（20分）有一列管式换热器，壳程通以 120℃的饱和蒸汽，可将定量的气体从20 ℃
加热至 60 ℃。若加热蒸汽的压强及气体的入口温度保持不变，气体的出口温度升至 62 ℃，试求：
（1） 此时换热器的热流量有何变化 ( 以原工况热流量的相对比值表示 )? 设气体
4
在管内均已Re>10 ， Pr>0.7 ，计算时可忽略垢层，管壁及蒸汽侧的热阻，不考虑 气体物性的变化。？
（2） 气体通过换热器的压降有何变化(以原工况压降的相对值表示)?设摩擦系数λ
相同，换热器进、出口阻力损失不计。 (0.762,0.526)
三、（20分）用具有两块理论板的精馏塔提取水溶液中的易挥发组分。饱和水蒸汽以
50kmol/h
2四、（20分）拟用逆流吸收流程以回收空气混合气中95%的氨。混合气流率为0.5kg／m.s，
入塔氨浓度2%(体积)。吸收剂为含氨0.0003(摩尔分率)的稀氨水。采用液气比为最小液气
3比的1.4倍。设操作范围内物系服从亨利定律y=1.2x，填料总传质系数Kya=0.05kmol/s.m 试求：
(1) 所需填料层高度是多少m?
2(2) 该塔在实际操作时,另有一股流率为0.2kg/m.s,含氨0.001(摩尔分率)的稀氨
水也要并入该塔作为吸收剂，若要求加入口处无返混，设其他入塔条件不变，试问该股吸收剂应在距塔顶往下几米处加入? (2.9m， 0.9m)
五、（此题应届考生必答，20分） 用一离心泵将低位大槽中的料液送至高位小槽，如
图。大槽内径6米，小槽内径3米。管径均为40毫米，管长30米(包括局部阻力的当量长
23度)。离心泵特性曲线：He=40-0.1V(He :m，V:m/h)。开始时，两槽面垂直距离8米，问若要小槽中液位上升2米，需多少时间? (设流动均处于高度湍流区，λ=0.03)
34
六、（此题在职考生必答，20分）现欲用一离心泵将低位槽中的水送至12米高处的水
3塔，流量要求12m /h，吸入管路总长20m(包括局部阻力的当量长度)，压出管路总长40mm(包括局部阻力的当量长度)，管径均为40mm,λ=0.025 ,试求：
(1) 管路所需压头为多少?
(2) 若在12m／h流量下，泵的压头He=27m，允许吸上真空高度 ［Hs］=7m，问该
流量下泵的有效功率Ne为多少?泵的允许安装高度［Hg］为多少?
3
35
华东理工大学一九九四年研究生（硕士、博士）入学考试试题
（试题附在考卷内交回） 考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）
一、简答题：（20分）
1． 实验测定离心泵特性曲线时，需测取记录哪些数据？
2． 由于某钟原因使进入降尘室的含尘气体温度升高，若气体的质量流量及含尘情况不
变，降尘室出口气体的含尘量将有何变化？导致此变化的原因何在？ 3． 何谓核状沸腾？何谓膜状沸腾？工业操作应采用何种沸腾？为什么？ 4． 液液萃取操作中，分散相的选择应从哪些方面考虑？
5． 用热空气对某湿物料进行对流干燥，在一定的气速和温度下，达到最终湿含量的时
间为3小时，其中等速干燥所用时间为1小时。为提高产量，希望在2小时内达到干燥要求，问采用提高气速的办法能否达到目的？为什么？
二、（20分）某一逆流操作的套管换热器，冷却水入口温度t1=30℃, 出口温度t2=84℃,
热流体进口温度T1=180℃, 出口温度T2=120℃,改为并流操作，其它条件均不变，两流体的出口温度分别为多少度？
三、（20分）在有效高度为4m的填料塔内用纯水逆流吸收气体混合物种的可溶组分，气
体的初始浓度为0.05（摩尔分率），操作条件下，物系的相平衡关系为y=1.2x，操作液气比为1.5。现测得气体出口浓度为为0.005（摩尔分率），试求：
（1） 此填料的传质单元高度HOG为多少？
（2） 若将填料层加高2m，则溶质的回收率η可达到多少？
四、（20分）用精馏塔分离双组分混合液，加料为两股摩尔流量相等的原料液。一股在
塔顶加入，其浓度为0.55（易挥发组分摩尔分率，下同），另一股在塔的中部加入，其浓度为0.35。原料液均在泡点下加入塔内，塔顶设置冷凝器，泡点回流，塔底间接蒸汽加热。操作条件下，物系的相对挥发度为2，操作回流比为2，试求： （1） 塔底产品的浓度为多少？
（2） 中部加料口以上和以下各塔段的操作线方程。
（3） 若塔板可无限增加，则塔顶产品的极限浓度为多少？
F1DF2W
五、（此题应届考生必答，20分）在底面积为1.5m×1.5m的方形容器内设置一垂直
挡板，将其分为容积为2:1的两个空间，设大空间内盛有深度为1m 的水，较小空间内盛有深度为0.4m 的水，挡板上有一直径为20mm的小孔，若将小孔的塞子拔掉，经多长时间容器内的液体停止流动？在这段时间内有多少液体从大空间流进小空间？（小孔的流量系数为0.61）
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六、（此题在职考生必答，20分）操作中的离心泵如图示，P=0.5at(表)，在转速n=2900
转/分下，泵的特性方程He=40-0.1qV (qV:m/h),ρ=900kg/m,流量为8m/h。试求：
（1） 泵的有效功率；
（2） 今将泵的转速调节至n’=2700转/分,则泵的有效功率又为多少？（设流动均在
高度湍流区）
2
333P5m
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华东理工大学一九九三年研究生（硕士、博士）入学考试试题
（试题附在考卷内交回） 考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）
一、填空题：（20分）
1. 如图静止盛水容器中，U型压差计的指示剂ρi=1630kg/m时，压差计读数为R,当改用
3ρi’=13600kg/m时，则R’=___________。
3R
2. 某离心泵将江水送入一敞口高位槽，现因落潮，江水液面下降，当管路条件和λ均不
变（泵仍能正常操作），为维持原送水能力，泵出口调节阀应______。（关小、不变、开大），泵出口处流体压强______。（变小、不变、变大、无法确定）
3. 某二元物系相平衡关系如图所示，现以S作为萃取剂，分离AB混合物得一对平衡的
萃取相E和萃余相R，则该条件下，分配系数kA=___________。选择性系数β=_________。(用线段比例式表示)。
AFEBC
4. 因某种原因使进入降尘室的含尘气体温度升高，若气体质量流量不变，含尘情况不变，
降尘室出口气体的含尘量将______。（变小、不变、变大）导致此变化的原因是（1）____________________________，（2）_______________________________。 5. 温度为t，湿度为H的湿空气以一定的流速掠过某湿物料，测得其临界含水量为XC,平衡含水量为X,现改变条件：
*
（1） 气体状态和湿物料不变，流速增加，则XC_________, X______________。
*
（2） 气速、湿度H、湿物料不变，气温t下降，则XC________, X_____________。
（变小、不变、变大、不确定）
6. 定性在下图中绘出恒速过滤操作中过滤常数K、过滤压强ΔP和滤液量V的关系曲线。
（滤饼可压缩，s≠0,过滤介质阻力qe≠0）
*
KVΔPV
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二、（20分）某一台单程列管式换热器，由18根υ19×2mm，长1.5m的管子组成，现用
它来冷凝冷却乙醇饱和蒸汽，使其自饱和温度78℃冷凝冷却至30℃，乙醇走管外，处理量为100kg/h，其冷凝热为880kJ/kg,液体乙醇的比热为2.93kJ/kg.℃, 冷却水走管内，与乙醇逆流流动，进口温度为15℃，出口温度为30℃，水的平均比热为4.187kJ/kg.℃,乙醇的
22冷凝和冷却的传热系数K1=0.7 kW/m.℃, K2=0.12 kW/m.℃,(以管子外表面积为基准)。问此换热器是否适用？
三、（20分）用精馏塔分离双组分混合液，原料处理量为F=100 kmol/h, 混合液中含易
挥发组分xF =0.5(摩尔分率、下同)，原料以汽液混合状态（汽液各占一半）加入塔的中部，塔顶泡点回流，回流比为最小回流比的1.2倍，塔釜间接蒸汽加热。要求塔顶产品浓度xD=0.95，塔釜残液浓度xW=0.05，操作条件下物系的相对挥发度为3。试写出该塔提馏段的操作线方程。
四、（20分）在一常压逆流填料塔中，用清水吸收含溶质5%（体积百分数）混合气中的
溶质。已知混合气处理量为2826标准m/h,气体在塔内的空塔速度为1m/s(标准状态下流
3速)。相平衡关系y=1.2x。气相总传质系数Kya均为180 kmol／m.h，吸收剂用量为最小用量的1.4倍，要求吸收率为95%，试求：
(1) 吸收剂出塔浓度x1(摩尔百分数)； (2) 完成上述任务所需的填料层高度；
(3) 按以上条件设计的塔，若气液两相入塔流量、组成、温度、操作压强均不变，
而改用并流操作，则吸收率可达多少？（假定Kya与流向无关）
3
五、（此题在职考生必答，20分）图示用虹吸管自贮槽排液，液体密度为800kg/m3,
粘度为0.015Pa.s，虹吸管内径为15mm。
（1） 当y=1.4m时，此时管路阻力（除出口以外全部阻力）损失为1m 水柱,试求此时排
液量为多少kg/h?
（2） 在管子总长不变的情况下，欲使排液量增加20%，试问y 至少应为多少？ （3） 若y一定，改变x是否对排液有影响？（列出方程，定性讨论）
Paxy
六、（此题应届考生必答，20分）底部在同一水平面上的两个贮槽之间用内径150mm、
长300m（包括局部阻力的当量长度）的管子连接。初始直径7m的贮槽内液面高度为7m，直径5m的贮槽内液面高度为2m，问大槽液面下降1m需多少时间？设管路阻力系数λ=0.016。（提示：作拟定态处理）
PaPaH0=7m7md=150mml=300m5mh0=7m
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华东理工大学一九九二年研究生（硕士、博士）入学考试试题
（试题附在考卷内交回） 考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）
一、填空题：（20分）
1． 如图，实验室用一虹吸管吸取20℃的水，已知管长lAB=0.8m,虹吸管内径
d=10mm,直管摩擦系数λ=0.02，该管理论上可能达到的最大速度u=_______m/s。
BAZ
2． 某厂车间内用往复泵输送液体，用旁路阀调节阀调节主管道内的流量。现
将旁路阀关小，而主管道的管长、管径、局部管件情况、泵和泵的往复频率均不变，则往复泵提供的扬程H_______。（增加、减少、不变、不确定） 3． 某化工厂在将一定质量流量的含尘气体送入高温反应器以前，需进行预热
和降尘室除尘。采用先除尘后预热的方式可达到最佳除尘效果，其原因是（1）
_____________ _____________________，（2）_______________________________。 4． 用叶滤机过滤某固体悬浮液，过滤始终在恒压下进行，每一过滤周期内辅
助时间和洗涤时间一定，若每一周期内过滤时间过长，过滤机的生产能力下降，其原因是_______________________________________________________。 5． 用饱和蒸汽在固定管板式列管换热器内加热某易生垢液体时，应使哪种流
体走管程？
_____________________________________________________________________。 6． 工业物理解吸过程常采用升温、减压的方式是为了
____________________________而达到较好的解吸效果。 7． 操作中的精馏塔，若维持相对挥发度α、进料量F、组成xF、塔底上升蒸
汽量V,塔顶产品量D，加料位置等均不变，而使进料热状态q上升，则塔顶产品组成xD_________，塔底产品组成xW_________。（上升、不变、下降、不确定） 8． 某二元混合物用溶剂萃取，该设备为一个理论级，已知溶质A和稀释剂B
yA的浓度（质量百分数）比为：萃取相
yB=4,萃余相
xAxB=0.25，该操作条件下，
溶剂的选择性系数β=________。 9． 大量干球温度为50℃，湿球温度为40℃的湿空气与极少量的水长期接触
后（水温40℃），水温最终可达到________℃。
二、（20分）某填料塔用清水吸收低浓度混合气中的溶质。要求吸收率为90%。设计条
件下，物体的相平衡关系y=2x，传质分系数kya=kxa=0.026kmol／m.s，处理气量为5×-3210kmol／m.s，采用液气比为最小液气比的1.2倍，试求： （1） 为完成分离任务所需的填料高度。
（2） 现在该塔内操作时，将气体压强增加一倍，而液气比、气体入塔浓度和量均维持
原设计条件不变，则实际回收率可达到多少？
3 40
三、（20分）组成为0.2的混合液以饱和蒸汽状态加入精馏塔中部进行连续精馏。塔顶
全凝，泡点回流，要求塔顶产品浓度xD=0.95，塔釜残液浓度xW=0.11，（以上均为易挥发组分的摩尔分率）。操作条件下物系的相对挥发度为2.7。试求： （1） 塔顶易挥发组分的回收率和塔底难挥发组分的回收率。
（2） 取操作回流比为最小回流比的1.5倍时，精馏段和提馏段的操作线方程。
（3） 若塔顶第一块实际板的液相默弗里板效率EmL=0.6，离开该板的液相组成为多少？
四、（此题在职考生必答，20分）有一管壳式换热器，其管束由269根υ25×2.5mm，
长3m的铜管组成，现用该换热器将流量为8000kg/h的空气从10℃加热至110℃，已知在空气的平均温度下，空气的比热为1kJ/kg.℃, 导热系数λ=0.0289W/m.℃,Pr=0.7。若壳程通以饱和蒸汽作加热剂，为将空气加热至指定温度，加热蒸汽的温度应为多少度？（空气的粘度μ=0.0202 cp）忽略蒸汽、垢层和管壁热阻。
五、（20分）用离心泵将敞口水池中的水送往一敞口高位槽，管径均为50mm，当阀A
全开（ξA=0.17）时，泵入口处真空度P1=52.6kPa,泵出口处表压位P2=155.9kPa+。该泵
523的特性方程为He=23.1-1.43×10qV (qV:m/s),试求：
(1) A阀全开时泵的有效功率Ne。
(2) 将A阀关小而保持管长、管径、其它局部管件情况不变，则泵的流量可为多少？
（A阀关小后，ξA=80）
5mP1P2 六、（此题应届考生必答，20分）某槽内盛有液体8000kg，液体比热为1.5kJ/kg.℃, 槽内装有加热蒸汽盘管，管内通130℃的饱和水蒸汽，槽内液体温度均匀，当该槽无热损失时，测得将液体从20℃加热到80℃需1小时，实际工作环境下，外界大气温度为20℃，槽
22
外壁对大气的给热系数α=0.01kW/m.℃, 槽外表面积为10m,槽壁热阻及垢层热阻均可忽略，试求：
（1） 实际工作环境下，槽内液体可能达到的最高温度； （2） 实际情况下将液体从20℃加热到80℃需多少时间？
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华东理工大学一九九一年研究生（硕士、博士）入学考试试题
（试题附在考卷内交回） 考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）
一、填空题：（20分）
1． 用U型计进行测量，两容器内为同一种静止液体（如图），在原安装情况下，U型计读
数分别为H和 R,若现将测量点A往下移至A’点，而U型计仍处在原位置，测得的H’__H,R’____R。（>,<,=,不确定）
AA’RHB
2． 某工厂仓库中现有两台完全相同的离心泵可供使用，已知该泵的单泵特性方程为
233He=20-2qV (qV:m/min),现要求用这两台离心泵来完成输送流量qV=1.6m/min,补充能量为He=35J/N的输送任务，应采用___________。（单泵操作、双泵并联、双泵串联、该两泵无法满足要求）
3． 某过滤机始终在恒压下操作，（过滤介质阻力可忽略不计，滤饼不可压缩），原在τ小
3
时可获得滤液V m,现要求在τ/2的时间得到相同的滤液量，则操作表压ΔP应为原来的_____倍。
4． 含尘气体在降尘室内除尘，（尘粒均为球形，且尘降在斯托克斯区），理论上能使流量
为qV的气体中颗粒直径dp≥50μm的颗粒100% 除去。现要求将同样气量中的dp≥35μm的颗粒100% 除去，则降尘室的底面积为原来的____倍。
5． 某工厂必须用江水将流量为qV,温度为T1的热油冷却至T2,选用一换热器操作后，发现当
江水进出该换热器的温度t1t2时，仍不能使热油冷却至T2,为保证完成任务，应采取的措施是________________________________________________。
6． 填料塔设计时，采用吸收剂再循环的方案（如图）。y2新鲜吸收剂入塔浓度x2,量L,入塔温度t均确定后，
L,x2吸收剂循环量L’增加，填料层高度将________。（过程属气膜控制）
7． 操作中的精馏塔，若将冷回流改为泡点回流，而回流
L’液量、塔顶产品量及原料入塔条件均维持不变，则提
馏段液气比V_____，塔顶产品组成xD_______。（上
升、不变、下降、不确定）
8． 将不饱和湿空气等压降温，气体的湿度H_______，
相对湿度υ_____。（上升、不变、下降、不确定） 9． 对组成为xF 的混合液进行单级萃取，要求萃余相中
溶质浓度为x,若物系的分配系数kA越大，则所需的溶剂比S/F将________。
Ly1x1 42
二、（20分）有一套管换热器，管隙用饱和蒸汽加热内管的冷气体，饱和蒸汽和冷气的
进口温度分别为180℃和40℃，原工况条件下，气侧给热系数αi=40W/m.℃, 蒸汽侧给热系
2数αo=10000W/m.℃,管壁厚（小管）2.5mm，导热系数λ=45W/m.℃,冷气体出口温度为130℃，冷气体的Re>10000,Pr>0.7,现将冷气体流量增加一倍，而其它入口条件不变，则冷气体的出口温度为多少度？（忽略垢层热阻和物性的变化。）
2y2三、（20分）某填料塔用水吸收低浓度混合气中的可溶组分
（如图）。混合气入塔浓度y1=0.02(摩尔分率,下同)，吸收剂为解吸后的循环水，吸收液气比L/G=1.5,操作条件下，物体的相平衡关系y=1.2x，原工况下，解吸后吸收剂入塔浓度x2=0.001,出塔气体浓度y2=0.002,该塔填料层高度H=5m，试求： （1） 该塔的传质单元高度HOG; （2） 若因解吸不良，吸收塔入塔浓度变为x2’=0.005,而其它
入塔条件不变，此时气体出塔浓度y2’为多少？
吸收塔解吸塔四、（20分）用精馏塔分离双组分混合液，混合液中含易挥
发组分xF =0.4(摩尔分率、下同)，原料以饱和液体状态加入塔的中部，塔顶全凝，泡点回流，操作条件下物系的相对挥发度为2.5。要求塔顶产品浓度xD=0.8，塔顶易挥发组分的回收率η
x2=0.9，试求： 1xy1（1） 为完成上述任务所需的最小回流比；
（2） 若操作回流比为最小回流比的1.5倍，则精馏段和提馏段的操作液气比各为多少？ （3） 在上述液气比下操作，进入塔顶第一块塔板的汽相组成为多少？
五、（20分）实验室需用离心泵将敞口地面水池的水送入一敞口高位槽。高位槽原液面
距水池液面距离为5m (如图),地面水池较大，液面可视为恒定。工作条件下，泵的特性曲
23线为He=20-222qV (qV:m/min),整个管路长度为50m（包括全部局部阻力的当量长度），管径均为50mm，管路摩擦系数λ=0.03，试计算使高位槽内液面升高1m需多少时间？（设高位槽位直径为1m的圆桶）。提示：用拟定态方法处理。
1m5m 43
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