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祝君成功！太原理工大学2023年攻读硕士研究生入学试题。
考试科目：化工原理a 科目**：826
分值：150
考生注意：请标明题号将答案做在答卷上，做在试题上不计分一．(20分）选择填空题（每小题只选一个答案）
1.一常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液，如精馏段操作线方程为：y=0.75x=0.20，则塔顶产品组成为。
a)0.2(b)0.75(c)0.8(d)0.25
2.离心泵在启动前必须充满液体是为了防止发生。
a)气缚现象（b)汽蚀现象（c)气化现象（d)气浮现象。
3.表示对流传热强度的无因次准数为。
a)雷诺准数(re)（b)努赛尔准数(nu)(c)普兰特准数（pr)(d)格拉斯霍夫准数（gr)
4.在连续逆流操作的填料吸收塔内，用清水吸收混合气体中的溶质a。已知填料层高度为。
7.67m，在操作条件下气相传质单元数为5.11，则气相总传质单元高度为。
a)1.5(b)39.2(c)0.67(d)3.92
5.对于均相物系，必须造成一个两相物系才能将均相化合物分离操作是采用改变状态参数的方法使混合物系内部产生出第二个物相。
a)蒸馏（b)吸收（c)萃取（d)蒸发。
6.实验室用水吸收空气中的氨，基本上属于。
a)液膜控制(b)气膜控制（c)两相扩散控制(d)不确定。
7.气相中物质的扩散系数随压强升高而。
a)不变（b)增大（c）降低（d)先降低后增大。
8.精馏操作时，若f，d,x f,,q,r，加料版位置都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔。
顶产品组成x d 变化为。
a)变大（b)变小（c)不变（d）不确定。
9.一般而言，一组分通过另一组分的单相扩散体现在___操作中。
a)吸收(b)精馏（c）萃取（d）干燥。
10.水在管道做湍流流动，若使流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的倍。
a)0.5（b）2（c)4(d)1.74
11.吸收单元操作分离均相物系是通过液相和气相之间的___传递过程来实现的。
a)质量(b)热量(c)动量（d)不确定。
12.板式塔中操作弹性最大的是。
a)浮阀塔(b)筛板塔(c)泡罩塔（d)不确定。
13.相对挥发度___表示不能用普通精馏分离，但能用萃取精馏或恒沸精馏分离。
a)小于1(b)大于1（c)等于1（d）不确定。
14.吸收操作时塔内任一截面上溶质在气相中的实际分压总是___与其接触的液相平衡分压，溶质从液相向气相转移。
a)高于(b)低于(c)等于(d)不确定。
15.离心泵的调节阀开大时。
a)泵出口压力减小(b)吸入管路阻力损失不变(c)泵入口真空度减小(d)泵工作点扬程升高。
16.在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩察系数λ数值___
a)与粗糙度无关（b）只取决于re（c)与光滑管一样（d)取决于相对粗糙度。
17.吸收塔的设计中，若填料性质及处理量（气体）一定，液气比增加，则传质单元高度___
a)不变（b）增大（c)减小（d)不能判断。
18.流体在管内流动时如要测取管截面上的流速分布，应选用___流量计测量。
a)皮托管(b)孔板流量计(c)文丘里流量计（d）转子流量计。
19.热传导的基本定律是___
a)牛顿粘性定律（b）傅里叶定律（c)牛顿冷却定律（d）费克尔定律。
20.利用各组分___不同而分离气体混合物的单元操作称为吸收。
a)溶解度(b)挥发度（c）扩散系数（d）传热系数。
二．计算题（80分）
1.（20分）现有一台isi100-80-125型离心泵，在本题附图所示的实验装置测定其性能曲线时的某一点数据如下：q=60m3/h;真空表读数为2×104pa,压强表读数为。
2.1×105pa,功率表读数5550w。已知液体密度为p=1000kg/m3。
真空表与压强表两侧压口间的垂直距离为0.4m，泵的吸入管内径为100mm，排出管内径为80mm，试求：（1）该泵在输送条件下的压头h；（2）有效功率n e效率η。
附图12.某制药厂现有一直径为1.2m,填料层高度为6.
5m的吸收塔，用来吸收某气体混合物中的溶质组分。已知操作压力为300kpa,温度为30℃；入塔混合气体中溶质的含量为6％（体积分数），要求吸收率不低于98％；吸收剂为纯溶剂，测得出塔液相的组成为0.0185（摩尔分数）操作条件下的平衡关系为y=2.
16x,气相总体积吸收系数为65.5kmol/(m
使核算（1）出塔气体中溶质的摩尔比；（2）吸收剂用量为最小用量的多少倍；（3）气相总传质单元数；（4）
气相总传质单元高度；（5）该填料塔的年处理量[m3混合气/年（注：7200小时/每年计）]。
3.（20分）用常压精馏塔分离某二元混合物，其平均相对挥发度ɑ=2，原料液量f=10kmol/h,饱和蒸汽进料，进料浓度x f=0.5(摩尔分率，下同），流出液浓度x d=0.
9,易挥发组分的**率为90％，回流比r=r min,塔顶为全凝器，塔底为间接蒸汽加热，求：（1）馏出液量及釜残液组成？（2）从第一块塔板下降的液体组成x1为多少？
（3）最小回流比？（4）精馏段各板上升的蒸汽量为多少kmol/h?（5）提馏段各板上升的蒸汽量为多少kmol/h?
4..(20分）有一单壳程双管程列管换热器，管外用t=120℃饱和蒸汽加热，常压干空气以u=12m/s的流速在管内流过，管径为ф38×2.5mm，总管数为n=200根，已知空气进口温度。
为t1=26℃,要求空气出口温度为t
86℃,试求：（1）空气一侧对流传热膜系数；（2）该换热。
器的管长l；（3）若气体处理量q m2,,进口温度t1,管长l均保持不变，而将管径增大为ф54×2mm，总管数减少20％即n'=80％n,此时的出口温度t2为多少？（提示：可认为管外蒸汽冷凝系数远大于空气侧对流传热膜系数，不计出口温度变化对物性的影响，忽略热损失）。
56℃干空气物性参数为：
cp=1.0kj/㎏.1.07kg/m3,λ=0.0286w/
三．解答题（20分）
1.简要指出换热器强化有哪些途径？
2.请根据牛顿粘性（剪切）定律，傅立叶热传导定律和费克尔定律分析归纳动量传递，热量。
传递和质量传递的共性问题，并用一个统一的数学表达式来描述。
四．（20分）某单位研制了一种新型套管换热器用于冷热水的热量交换，现欲测定其总传热系数试拟定一合理的实验方案：
1）实验原理（包括计算公式和计算方法）（8分）
2）列出所需测量参数（4分）
3）设计实验流程（绘出流程示意图，包括所需主要设备，测量仪器，仪表和主要阀门）（8分）
五．作图题（10分）
如图所示为精馏计算中气液平衡感谢的x-y图，x d,x f,x w,分别为塔顶馏出液，进料及塔底釜残液的浓度，图中也给出了精馏段的操作线ab，如果进料为饱和蒸汽，请在图中准确绘出提馏段的操作线（可在答题纸上用文字简要描述作图过程）。
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