东北大学材料与冶金学院《833化工原理》历年考研真题汇编（含部分答案）.pdf

目录2014年东北大学化工原理考研真题（含部分答案）2013年东北大学化工原理考研真题2012年东北大学化工原理B卷考研真题2008年东北大学化工原理考研真题及详解2007年东北大学832化工原理B卷考研真题2006年东北大学化工原理考研真题2005年东北大学化工原理A卷考研真题2004年东北大学化工原理A卷考研真题2004年东北大学化工原理B卷考研真题2003年东北大学化工原理A卷考研真题2001年东北大学化工原理考研真题2014年东北大学化工原理考研真题（含部分答案）一、概念题1传质单元与传质单元高度2沉降分离和沉降速度3加热蒸汽和二次蒸汽4热流量和热通量5溶液沸点升高和杜林规则6三传类比7搅拌目的8离心泵压头及其意义9浓缩热和自蒸发（闪蒸）10给热系数和传质系数 二、简述题1试用瑞利法和布金汉定理定理推导圆柱绕流的阻力FD的表达式，并说明瑞利法和布金汉p定理各适用于何种情况？已知圆柱绕流阻力FD与圆柱的直径为D，流体的流速为V，流体的密度和流体的动力粘滞系数有关。2为什么工业上气体的除尘常放在冷却之后进行而在悬浮液的过滤分离中,滤浆 却不宜在冷却后才进行过滤？3为什么离心泵可用出口阀来调节流量？往复泵可否采用同样方法调节流量？为什么？由离心泵的工作点知，改变泵出口阀的开度，使局部阻力改变，而管路特性曲线改变，流量随之改变，此法虽不经济，但对泵运转无其它影响；而往复泵属容积式泵，压头与流量基本无关，若关闭出口阀，则因泵内压力急剧升高，造成泵体。管路和电机的损坏，故不宜用出口阀来调节流量。4流体的流动形态？判断依据？5温差损失及其原因？6什么是过滤操作？过滤操作的优点？7何谓离心泵的“气缚”和“气蚀”现象，它们对泵的操作有何危害？应如何防止？三、计算题1如图的输水系统。已知管内径d=50mm,在阀门全开时输送系统的（L+Le）=50m，摩擦系数可取=0.03,泵的性能曲线,在流量为6m3/h至15m3/h范围内可用下式描述：He=18.92-0.82V0.8，此处He为泵的扬程m,V为泵的流量m3/h，问：如要求流量为10m3/h，单位质量的水所需外加功为多少?单位重量的水所需外加功为多少?此泵能否完成任务?如要求输送量减至8m3/h（通过关小阀门来达到），泵的轴功率减少百分之多少?（设泵的效率变化忽略不计）2在两个蒸发器中，每小时将5000kg的无机盐水溶液从12（质量）浓缩到30%。第二蒸发器比第一蒸发器多蒸出5%的水分。试求：（1）各蒸发器每小时蒸出水分的量；（2）第一蒸发器送出的溶液浓度。解：首先画一个流程图表示进行的过程用方框表示设备，输入输出设备的物流方向用箭头表示。划定衡算的范围为求各蒸发器蒸发的水量，以整个流程为衡算范围，用一圈封闭的虚线画出。选择衡算基准（连续操作以单位时间为基准，间歇操作以一批操作为基准）由于连续操作，以1小时为基准。确定衡算对象此题中有两个未知数，蒸发的水量及送出的NaOH溶液量B，因此，我们就以不同衡算对象列出两个衡算式。3气体中所含尘粒的密度为2000kg/m3，气体的流量为5500标m3/h，温度为500，密度为0.43kg/m3，粘度为3.610-5Pa.s，拟采用标准形式的旋风分离器进行除尘，要求分离效率不低于90%，且知相应的临界粒径不大于10m，要求压降不超过700Pa，试决定旋风分离器的尺寸与个数。（阻力系数8，N取经验值5）4某平壁燃烧炉是由一层耐火砖与一层普通砖砌成，两层的厚度均为100mm，其导热系数分别为0.9W/m.K及0.7W/m.K。待操作稳定后，测得炉壁的内表面温度为700，外表面温度为130，为减少燃烧炉的热损失，在普通砖的外表面增加一层厚度为40mm，导热系数为0.06W/m.K的保温材料。操作稳定后，又测得炉内表面温度为740，外表面温度为90。设两层材料的导热系数不变。试计算加保温层后炉壁的热损失比原来的减少百分之几？5某板框过滤机的过滤面积为0.4m2，在恒压下过滤某种悬浮液，4小时后得滤液量80m3，（过滤介质阻力不计）。试求：（1）若其它情况不变，过滤面积加倍，可得滤液多少？（2）若过滤4小时后，用5m3的水洗涤滤饼，需要多长的洗涤时间？（洗水的粘度与滤液的相同）（3）若以上情况不变，折卸和组装时间为2小时，求生产能力（以m3（滤液）/h）？6在填料塔中用清水吸收气体中所含的丙酮蒸汽，丙酮初含量为3%（体积%）。今需在该塔中将其吸收掉98%。混合气入塔流率G=0.02kmol/m2s，操作压力P=1atm，温度t=293K。此时平衡关系可用y=1.75x表示，体积总传质系数Kya=0.016kmol/m3sy。若出塔水溶液中的丙酮浓度为饱和浓度的70%，求所需水量及填料层高度。2013年东北大学化工原理考研真题一、名词解释1牛顿流体与非牛顿流体2汽蚀与气缚3自由沉降和干扰沉降4滤饼过滤与深层过滤5灰体与黑度6搅拌单元操作7单效蒸发与多效蒸发8等摩尔扩散与单向扩散9等温吸收与非等温吸收10传质单元与传质单元高度二、简答题1气液传质双膜理论及缺陷2溶液的沸点升高和杜林规则3泵工作点的确定和调节4边界层分离及其对流体输送传热和传质影响5简述离心分离与旋风分离差别6简述聚式流态化特点7溶质从气相转移到液相的传质过程可分为哪三个步骤三、计算题1在温度为20oC，总压为101.3kpa条件下，CO2与空气混合气缓慢的沿着Na2CO3溶液液面流过，空气不溶于Na2CO3溶液。CO2透过1mm厚的静止空气层扩散到Na2CO3溶液中，混合气体中CO2的摩尔分率为0.2，CO2到达Na2CO3溶液液面上立即被吸收，故相界面上CO2的浓度可忽略不计。已知温度20oC时CO2在空气的扩散系数为0.18cm2/3,试求CO2的传质速率为多少？2拟设计一常压填料吸收塔，用清水处理3000m3/h,含NH35%（体积分数）的空气，要求NH3的回收率为99%，取塔底气速为1.1m/s，实际用水量为最小用水量的1.5倍。已知塔内操作温度为25oC，平衡关系为y=1.3X,气相体积总传质系数Kya为270Kmol/(m3h)，试求（1）用水量和出塔溶液浓度？（2）填料层高度？（3）若入塔水中已含氨0.1%，所需填料层高度可随意增加，能否达到99%的回收率？3一套管换热器，用饱和水蒸气将在内管作端流运动的空气加热，设此时的传热系数近似等于空气给热系数。今要求空气量增加到2倍，而空气的进出口温度不变，该换热器的理论长度应增加百分之几？4实验室内用一片过滤面积为0.05m2的滤液在36kpa绝压下进行实验。于300s内共抽出400cm3溶液，再过600，又另外抽吸出400cm3滤液。（1）估算该过滤压下K,qe。（2）估算再得到400cm3滤液需要多少时间？（3）若再收集1L滤液有5g固体物沉积在滤液上，求比阻r,（m/kg）。滤液粘度为0.001pa.s。2012年东北大学化工原理B卷考研真题1（40分）概念题（任选且不多选于8题，每题5分，按顺序计分，多答无效）1.1稳流与不稳流1.2扬程1.3非均相混合物及其特点1.4起始流化速度1.5搅拌中的打旋现象1.6搅拌器功率及影响因素1.7沸腾中的过热度1.8最小液气比1.9滤饼过滤1.10多效蒸发2（50分）简述题（任选且不多选于5题，每题10分，按顺序计分，多答无效）2.1流体流动两种流型差异2.2离心泵汽蚀现象及安装高度确定方法2.3重力收尘与旋风收尘工作条件2.4结合图说明流化床压力降与气速关系2.5溶液沸点升高与杜林规则2.6反应器放大的基本原则2.7根据双模，溶质渗透膜和表面更新理论，指出传质系数k与扩散系数D之间的数学关系3（60分）计算题（任选且不多选与4题，每题15分，按顺序计分，多答无效）3.1水平管内径30mm和40mm的两段直管组成，水在细管内以4m/s的速度流向大管，在接头两侧相距1m的A.B两截面处各接一测压管，已知A-B两截面间的压头损失为240mmH2O。分析两侧压管中水位哪个高，相差多少？3.2在填料塔内用稀硫酸吸收空气中的氨，当溶液中存在游离酸时，氨的平衡分压为0。下列三种情况下的操作条件基本相同，试求填料层高度比？1）混合气含氨1%，要求吸收率90%2）混合气含氨1%，要求吸收率95%3）混合气含氨3%，要求吸收率99%3.3总压100KPa，温度为30oC时，用清水吸收混合气体中的氨，气相传质系数KG=4.15610-6Kmol/(m2skPa)，液相传质系数KL=1.8310-4m/s。假设此操作条件下的平衡关系服从亨利定律，测得液相溶质摩尔分率为0.05，其气相平衡分压为6.7kPa。求塔内其截面上气液组成分别为y=0.05，x=0.01时1）以PA-PA*，CA*-CA表示的传质总推动力及相应的传质速率，总传质系数2）分析该过程的控制因素3.4某板框过滤1.5h，送出滤液20m3，停过滤后用4m3清水洗涤，求洗涤时间？3.5某燃烧炉由以下三种砖依次砌成，耐火砖：导热率1=0.9Wm-1K-1，厚度b1=0.25m，绝热砖：导热率2=0.145Wm-1K-1，厚度b2=0.25m，普通的红砖：导热率3=0.8Wm-1K-1，厚度b3=0.3m，耐火砖的内侧温度为1100oC，耐火砖与绝热砖接触处温度1050oC，绝热砖与普通砖接触处温度不得超过150oC，求1）几块绝热砖？2）普通砖的外册温度是多少？3.6若实验装置中过滤某固体-水悬浮液滤压0.3MPa过滤常数k=510-8m2/s，qe=0.01m3/m2。滤渣体积与滤液体积比为c=0.08m3现用工业型压滤机过滤同液，型号为BMY33/810-45。B表板框或M表明流Y表采用液压压紧装置，框空处长与宽为810mm厚45mm共26个框，过滤面积33m2。框内容量为0.760m31）过滤进行到框内全充满滤渣的时间2）过滤后用相当于滤液量1/10，清水横穿洗涤，求洗涤时间？3）洗涤后，卸，清，重共需40分钟，求每台压滤机的生产能力，以每小时平均可得多少固体滤渣计？2008年东北大学化工原理考研真题及详解2007年东北大学832化工原理B卷考研真题2006年东北大学化工原理考研真题2005年东北大学化工原理A卷考研真题2004年东北大学化工原理A卷考研真题2004年东北大学化工原理B卷考研真题2003年东北大学化工原理A卷考研真题2001年东北大学化工原理考研真题