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2018年东华大学环境科学与工程学院830化工原理考研基础五套测试题

  摘要

一、填空题

1. 单效蒸发器将F=2000kg/h

,(质量分数)的原料液浓缩到35%(质量分数),料

蒸发室压强下水的饱液沸点进料,忽略热损失。蒸发器的传热面积.

和汽化潜热r=2330kJ/kg,则蒸发水量为_____kg/h,有效温差为_____°C 。

【答案】1428.6;46.2

2. 已知某重力降尘室在处理含尘气体时处于层流流动,理论计算出可被完全除去的颗粒最小粒径为100微米,若在降尘室中加隔板,将降尘室分为上下两层,则理论上可被完全除去的最小颗

粒粒径变为_____微米。若保持完全除去的颗粒最小粒径不变,则生产能力增加为原来的_____倍。

【答案】70.7; 2

【解析】重力沉降过程,若在降尘室中加隔板,将沉降室分为上下两层,沉降速度为原来的1/2, 根据公式得生产能力

3. 以下两种蒸馏方式,当在原料液组成一定且得到的液相分率也相同时,则平衡蒸馏的塔顶产品组成比简单蒸馏的组成_____,其原因为_____。

【答案】小,因为简单蒸馏的气相组成多是与开始阶段较高的液相组成成平衡的,而平衡蒸馏的气相组成只能与最终 较低的液相组成平衡。

【解析】若气化率相同,简单蒸馏较平衡蒸馏可获得更好的分离效果。若要求两种蒸馏保持相同的分离程度, 则简单蒸馏的气化率较平衡蒸馏时的大。

4. 某板框压滤机,恒压过滤1小时得滤液停止过滤用

【答案】2.6

5. 颗粒的重力沉降和离心分离均借助于颗粒与流体之间的_____才能实现分离过程;含颗粒流体进入旋风分离器时,切向进入方式的分离效果径向进入_____。

【答案】密度差;大于

【解析】沉降分离的原理:在外力场的作用下,利用分散相和连续相之间的密度差,使之发生相对运动而实现非均相混合物的分离;

切向速度越大,越大,分离效果越好。 清水横穿洗涤(清水粘度与滤液粘度相同),为得到最大生产能力,辅助时间应控制在_____小时(过滤介质阻力忽略不计)。

二、计算题

6. 某湿物料11.6kg ,均匀地平摊在直径为0.7m 的某一平底圆形浅盘内,并在恒定的空气条件下进行干燥, 假定降速阶段的干燥速率与物料的自由含水量(干基)呈线性关系。已知物料的初始含水量为15% (湿基,下同), 干燥5h 后含水量将为8%, 且在此条件下物料的临界含水量为6%, 平衡含水量为1%。试求:将物料均匀平摊在两个相同的浅盘(大小同上)内,并在同样的空气条件下进行干燥,只需5h 便可将物料水分降至2%,问此时 物料的临界含水量为多少?

【答案】已知:

干物料质量为

所以干燥过程为恒速干燥阶段

干燥出水的质量为

恒速干燥阶段时间:

得到:

第二种情况下

分为恒速阶段和降速阶段

恒速阶段:

三式联立,解得

7. 用两台离心泵从水池向密闭器供水,单台泵的特性曲线可近似表示为

适当关闭或开启阀门,两泵既可串联又可并联工作,如图1所示。已知水池和容器内液面间的高度差为10m ,容器内压强为98.1kPa (表压),管路总长为20m (包括各种管件的当量长度,但不包括阀门A ),管径为50mm 。假设管内流动已进入阻力平方区,其阻力系数为

两支路皆很短,其阻力损失可以忽略。试求:

(1)阀门A 全开,哪一种组合方式的输送能力大?

(2)若将阀门A 关小至哪一种组合方式的输送能力大?

(3)若容器内压强升至343.4kPa (表压),阀门A 全开,哪一种组合方式的输送能力大? 若

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图1

【答案】(1)阀门A 全开时的管路特性曲线方程为

两泵并联时,流量加倍,压头不变,故并联泵的合成特性曲线为

联立管路特性方程,可求出并联泵的流量(如图2中点所示)

两泵串联时

,流量不变

,压头加倍,故串联泵的特性曲线为

联立管路特性方程,可求出串联泵的流量(如图2中点所示)

显然,

时,管路的特性方程变为

分别与并联泵特性曲线方程和串联泵特性曲线方程联立,可得

(如图2中点2所示)

(2)当阀门关小至