2022年华东理工大学化工原理考研模拟试卷 .pdf
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1、20XX 年全国硕士研究生入学考试自主命题科目模拟试题招生专业:考试科目: 801化工原理考试时间: 14:00-17:00试题编号:20XX年全国硕士研究生考试华东理工大学自主命题模拟试题姓名:准考证号:报考院校:报考专业:精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页,共 26 页 - - - - - - - - - - 考场注意事项:一、考生参加考试必须按时进入考场,按指定座位就坐。将有关身份证件(准考证、身份证)放在桌面左上角,以备查对。二、闭卷考试,考生进入考场,不得携带任何书刊、笔记、
2、报纸和通讯工具(如手机、寻呼机等),或有存储、编程、查询功能的电子用品(如已携带,必须存放在监考老师指定的地方)。考生只准带必需的文具,如钢笔、圆珠笔、铅笔、橡皮、绘图仪器或根据考试所需携带的用具。能否使用计算器,及开卷考试时允许携带的书籍及用具等由任课教师决定。三、考生迟到30 分钟不得入场,逾时以旷考论;因特殊原因不能参加考试者,必须事前请假,并经研究生部批准,否则作旷考论。考试开始30 分钟后才准交卷出场。答卷时,不得中途离场后再行返回。如有特殊原因需离场者,必须经监考教师准许并陪同。答卷一经考生带出考场,即行作废。四、考生拿到试卷后,应先用钢笔填写好试卷封面各项,特别是学号、 姓名、
3、学院名称、课程名称等,不到规定的开考时间,考生不得答题。五、考试期间, 考生应将写好的有答卷文字的一面朝下放置,考生必须按时交卷,交卷时应将试卷、答卷纸和草稿纸整理好,等候监考老师收取,未经许可,不得将试卷、答卷纸和草稿纸带出场外。六、考生在考场内必须保持安静。提前交卷的考生,应立即离开考场,不得在考场附近逗留。七、考生答题必须用钢笔或圆珠笔(蓝、黑色)书写,字迹要工整、清楚。答案书写在草稿纸上的一律无效。八、考生对试题内容有疑问的,不得向监考老师询问。但在试题分发错误或试卷字迹模糊时,可举手询问。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳
4、- - - - - - - - - -第 2 页,共 26 页 - - - - - - - - - - 华东理工大学20XX年硕士研究生入学考试模拟试题(一)科目代码: 801科目名称:化工原理所有答案必须做在答案题纸上,做在试题纸上无效!一、简答题(30 分) 1.等板高度 HETP 的含义是什么? 2.常用的吸附剂有哪些? 3.萃取溶剂的必要条件是什么? 4.何谓载点,泛点? 5.搅拌器应具备哪两种功能?强化搅拌的工程措施有哪些?6、非牛顿型流体中,塑性流体的特点? 7、临界含水量受哪些因素影响? 8、液体沸腾的另个必要条件? 9.什么是自由沉降速度?10. 数学模型法的主要步骤有哪些?二
5、、( 30 分)某供液系统的输水量为40m3/h ,输水管均为mm5.489的钢管,已知水泵吸入管路的阻力损失为0.5m 水柱,压出管路的阻力损失为0.8m 水柱,压力表的读数为0.245MPa,两表之间高度差为0.3m 且阻力损失可忽略,泵距输水面的垂直距离为5m 。若当地大气压为750mmHg ,试求:(1)该泵吸入管路上真空表的读数;(2)该泵的扬程;(3)两槽之间的高度差;(4)若该泵的效率%65,求轴功率。三、( 30 分)某逆流套管式换热器,内管为603.5mm ,外管为1144mm 。内管中有流量为1800Kg/h的甲苯被冷却,进口温度分别为100与 40. 套管环隙中有初温为2
6、0的冷却水,出口温精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页,共 26 页 - - - - - - - - - - 度为 65. 已知冷却水侧的对流传热系数为1.32kW/(m2?K),内管内表面污垢热阻为0.000782 (m2?K)/W,内管外表面污垢热阻为0.000473 (m2?K)/W,管壁导热系数为45W/(m ?K)。已知水的比热取)/(17.42KkgkJpc,甲苯在操作温度下的物性,3/8291mkg),/(81.11kkgkJpc)/(136.01,41062.31KmWs
7、pa试求:(1)冷却水的用量;(2)管壁对甲苯的对流传热系数;(3)完成上述处理量所需套管的有效长度;(4)当冬季因冷却水平均温度降至10而出口水温不变,则甲苯的出口温度有何变化?(假设流量与总传热系数不变,且平均温度差可用算术平均计算)。四、 (30 分)在常压逆流接触的填料塔内,用纯水吸收氨- 空气混合气中的氨,入塔气体中氨的浓度为 0.03 (摩尔分率,下同) ,要求回收率为95% 。已知操作条件下的吸收因数为1,物系服从亨利定律,与入塔气体相平衡的液体浓度为0.03 ,气相总传质单元高度为0.45m,计算:(1)最小液气比;(2)出塔液体的浓度;(3)完成上述分离任务所需的填料层高度;
8、(4)当回收率要求变为98% 且吸收因数不变,此时的填料层高度为原来的多少倍?五、 (30 分)用板式精馏塔常压下分离本甲苯溶液,塔顶为全凝器,塔斧用间接蒸汽加热,相对挥发度为2.5 ,进料量为F=140kmol/h ,进料组成为XF=0.5 ,饱和液体进料,塔顶馏出液中苯的回收率为0.98 ,塔斧采出液中甲苯回收率为0.95 ,提留段液气比4/5VL。计算:(1)塔顶馏出液组成XD以及塔斧组成XW;(2)提留段操作线方程;(3)最小回流比;(4)若再沸器是斧式再沸器,求进入再沸器液体组成华东理工大学20XX年硕士研究生入学考试模拟试题(一)精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - -
9、- - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页,共 26 页 - - - - - - - - - - 科目代码: 801科目名称:化工原理(评分参考卷)所有答案必须做在答案题纸上,做在试题纸上无效!一、简答题( 30 分)1. 等板高度 HETP的含义是什么?答:分离效果相当于一块理论板的填料塔高度。2. 常用的吸附剂有哪些?答:活性炭,硅胶,活性氧化铝,活性土,沸石分子筛,吸附树脂等。3. 萃取溶剂的必要条件是什么?答: 1. 与物料中 B组分不互溶; 2. 对组分 A具有选择性溶解。4. 何谓载点,泛点?答:载点:气液两相流动的交互作用开始变得
10、比较显著的操作状态;泛点:气速进一步增大至压降陡增,在压降- 气速曲线图表现为曲线斜率趋于垂直的转折点。5. 搅拌器应具备哪两种功能?强化搅拌的工程措施有哪些?答:功能: 1. 产生总体流动;2. 产生湍动或剪切立场。措施: 1. 提高转速; 2. 阻止液体圆周运动,如加档板,搅拌器离心或者倾斜安装;3.安装导流筒,消除短路,死区。6. 非牛顿型流体中,塑性流体的特点?答:只有施加的剪应力超过某一临界值时才开始流动,流动后多数具有剪切稀化特性,少数也具有剪切增稠特性。7. 临界含水量受哪些因素影响?答: 1. 物质本身性质,结构,分散程度;2. 干燥介质条件:气速,温度,湿度。8. 液体沸腾的
11、另个必要条件?答: 1. 过热度; 2. 汽化核心。9. 什么是自由沉降速度?答:重力作用下,沉降速度的增大,颗粒受阻力增大,当阻力等于其重力时的速度。10. 数学模型法的主要步骤有哪些?答: 1. 简化物理模型;2. 建立数学模型;3. 参数测定,模型检验。二、解: (1)由题意,知管内流速为2240/ 36002.21 /0.785 0.084vqum sd对 1-1 截面至 2-2- 截面之间机械能衡算式,可得22112212(1 2)22fpupuzzHgggg精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - -
12、 - -第 5 页,共 26 页 - - - - - - - - - - 由 1-1 截面为基准面, 则1z=0,2z=5m ,1p=0 (表),1u0,2u=2.21m/s, (1 2)fH=0.5m,则有: 0=2232.2150.5109.8129.81p因此,吸入管路上真空表读数为2p=-56.0kPa=-420mmHg。(2)对真空表2-2 截面至压力表3-3 截面列伯努利方程,得22332223(23)22fpupuzHzHgggg若以 1-1 截面为基准面, 则2z=5m ,3z=5.3m,2p=-56.0kPa,3p=245kPa(表),23uuu,(23)fH=0 所以,33
13、232(24556.0) 10()(5.35)30.91000 9.81ppHzzmg因此,泵的扬程H为30.9m。(3)对 1-1 至 4-4 截面之间列机械能衡算式,得22114414(1 4)22fpupuzHzHgggg以 1-1 截面为基准面,则1z=0,140pp(表) ,14uu0。阻力损失(1 4)(12)(23)(3 4)0.50.81.3ffffHHHHm精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页,共 26 页 - - - - - - - - - - 故两槽( 1 与 4)
14、高度差即为泵的升扬高度41(1 4)30.91.329.6fhzzHHm(4)根据泵轴功率的定义,当泵的效率为65% 时,泵的轴功率为三、解: (1)由题意,根据传热过程的热量衡算式11122221()()mpmpQq CTTqCtt故可得所需冷却水的用量为11122221()1800 1.81(100 40)1042/()4.17 (6520)mpmpq CTTqkg hCtt(2)内管中甲苯的流速为111221/1800/8290.547/0.785 0.05336004mqum sd41 11410.0530.547829Re6.64103.6210d u341111.81 103.62
15、 10Pr4.820.136pC甲苯冷却时n=0.3 ,则所求管壁对甲苯的对流传热系数1为0.80.340.80.321110.1360.023RePr0.023(6.6410 )(4.82)682/ ()0.053WmKd( 3 ) 由 题 意 , 知 内 管 内 、 外 表 面 的 热 阻 分 别 为210.000782() /RmKW,精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页,共 26 页 - - - - - - - - - - 220.000473() /RmKW,若以内管得外表面积
16、为基准,则总传热系数2K为2222212111212442111ln2110.060.060.060.0617.82 10ln4.73 10682 0.0530.0532450.0531320259/()KddddRRdddWmK传热过程的对数平均温差为1212(10065)(4020)26.810065lnln4020mttttt换热器的热负荷2221()18001.81 (10040) / 360054.3mpQqCttkW根据传热基本方程,则换热面积为3254.3 107.82259 26.8mQAmKt所需套管的有效长度为27.8241.53.140.06ALmd(4)当冬季冷却水温度
17、降至1t=10后,设甲苯的出口温度变为2T,由题意则1222(10065)(10)25222mttTTt精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页,共 26 页 - - - - - - - - - - 由此可得1112()mpQq CTT=mKA t即3222518001.81 10(100)2597.8236002TT解得,甲苯的出口温度变为2T=34.0 。四、解: (1)由题知,20 x根据平衡关系eymx得eyxm由题意知110.0310.03eymx1212min112()0.95e
18、yyyyLmyGxxm(2)由题知 A=1,即1LmG,所以1LG即:12121yyLGxx对低浓气体吸收21(1)0.03(1 95%)0.0015yy12120.030.001500.0015/1.0yyxxLG(3)采用对数平均推动力法1110.03 1 0.00150.0015yymx精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页,共 26 页 - - - - - - - - - - 2220.001500.0015yymx即吸收塔内各处的推动力相等12myyy120.030.001519
19、0.0015OGmyyNy0.45 198.55OGOGHHNm(4)S=1时,12121122OGeeyyyyNyyyy由题知OGH不变OGOGHHNOGOGHHN122122OGOGyyNyHyyHNy2111(1)(198%)2%yyyy2111(1)(1 95%)5%yyyy则121211212198%2%2.695%5%OGOGyyyNyyHyyyHNyy2.6HH即填料层高度为原来的2.6 倍。五、精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页,共 26 页 - - - - - -
20、- - - - 解: (1)由题意知:10.981400.5DDFDxDxFx2(1)(1)0.95(1)140(10.5)WWFWxWxFx由物衡得140FDW140 0.5FDWFxDxWx由上式解得:0.951Dx0.021Wx72.1/Dkmolh67.9/Wkmolh(2)提留段操作线方程为1nnWnWLWLqFWyxxxxVVVV由题:54LV,则54LqFV,由于 q=1,(1)VVRD故5(1)4RDFRD即72.11405(1)72.14RR解得:回流比R=2.77,因此(1)3.77 72.1271.8/VVRDkmol h精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - -
21、 - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页,共 26 页 - - - - - - - - - - 所以提留段操作线方程为1567.90.0214271.81.250.00525nnnyxx(3)操作回流比R=2.77,q=1,所以0.5qFxx,交点的纵坐标为:2.5 0.50.7141(1)1 1.5 0.5qqqxyxmin0.951 0.7141.1070.7140.5DqqqxyRyx(4)釜式再沸器,相当于一块理论版,即釜内产生的气相组成Wy与釜液组成Wx为平衡关系,故2.50.0210.05091(1)11.50.021WWWx
22、yx进入再沸器的液相组成nx与Wy之间应符合提留段操作线方程,即有0.05091.250.00525nx解得0.0449nx华东理工大学精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页,共 26 页 - - - - - - - - - - 20XX年硕士研究生入学考试模拟试题(二)科目代码: 801科目名称:化工原理所有答案必须做在答案题纸上,做在试题纸上无效!一、简答题( 30 分)1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件 ? 2. 离心泵的压头受哪些因素影响? 3、搅拌的目的是
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