東北大學(xué)化工原理考研真題答案完整

1、2014年東北大學(xué)化工原理真題部分答案一，概念題1. 傳質(zhì)單元與傳質(zhì)單元高度2. 沉降分離和沉降速度3. 加熱蒸汽和二次蒸汽4. 熱流量和熱通量5. 溶液沸點(diǎn)升高和杜林規(guī)則6. 三傳類比7. 攪拌目的8. 離心泵壓頭及其意義9. 濃縮熱和自蒸發(fā)（閃蒸）10. 給熱系數(shù)和傳質(zhì)系數(shù)二,簡述題FD 的表達(dá)式，并說明瑞利法FD與圓柱的直徑為D,流體的流速1.1試用瑞利法和定理（布金漢定理）推導(dǎo)圓柱繞流的阻力和布金漢定理各適用于何種情況？已知圓柱繞流阻力為V,流體的密度和流體的動(dòng)力粘滯系數(shù)有關(guān)。砥選L.1.M作基本童納，襄示各特理量的量綱|3人LSfTAm二二二iiiirrj二.Kp,“即九將胞力石相i

2、f. V. p、£ 1的櫛敕盞筮邢扎、即Fo = kD<'VhpcAL: 1*a+b-3c-tM: 1?c+eT:-2b-e因?yàn)樯衔鞯娜齻€(gè)方棋式中有內(nèi)卜未知皴、所決不能舍部解出我們低昭算中的心待實(shí)臉中去唏芯井用它表示算Iff科霸a=2-e,b=2-e,c-l-e二、JT定理求解據(jù)題總，本烷共肓5牛物理量*即fl-5.這些棘理量丈問再在下述關(guān)系式f問罰f 3即 屬WD卞%7/(耳刀”衛(wèi)中)=0如展奢?！绷ο登偂⑷酝?朋的如式 冊.冊人？-廠-(?ft2,選取34衣本輸理癥，依次為幾何曹童A運(yùn)動(dòng)學(xué)董竦功力學(xué)董攀，三?；拘乩硗膼劬晔蔷?，就阻力系獲f占黝體的謝狀和

3、雷謹(jǐn)教有羌.更后由實(shí)聆確老*dimDAL'rtf 11 dimF = i)T Afa dim/-U'T aM其中卞X為榕遲指欺*I 0 01 -I 0=-1*0-3 01故說明恚本珂理量的于細(xì)逐相互獨(dú)立的 叮寫出辟-3 - 5 - 3 - 2牛無熊綢ar項(xiàng).4?牛氐捉童蝴族諧性原理，事用頊中的指裁孫嗣藕煽 如下www.docirkcom對于加其量明扎為Lr2M = L* (£ _,r)* r rJwr對于踴.甚量舸或?yàn)樨浪鰺o走蜩釜步釋*真中壓項(xiàng)相期嚅要取真倒I AL 鞋.但不會茂口既具無童蜩性賄，所以盤L -幾眼尸 耳=廊估=11竺UD足：='誓式中：靈譽(yù)1

4、稱筠斑淀阻力系軟.與杓體的附狀和雷詵歉有餐由實(shí)r'r lv = i> (LT1/1 (尹 M 戶步ET"嚴(yán)虬一迅日勺=T : -1 = -Ajr - K = L | >止； 邑-J - RcM = C2tj =1蠡胸定.曲以士可以盤出，用祈種不同的量酹分析法礙ISI為筑覆也疊* T”虛利漁直用于itu學(xué) 磚FIJii *昱菱陣.而松4有餐n牲曲肓決d2.為什么工業(yè)上氣體的除塵常放在冷卻之后進(jìn)行而在懸浮液的過濾分離中漿卻不宜在冷卻后才進(jìn)行過濾?1善.由沉降公式u用(p-pM伽)可見.U與*成反比，對千氣體溫度升卜高其粘度坤大，局度下障粘度減少。所以對弋悴的除塵常放狂

5、冷iPGUtATr這樣可增大憂jSJSU”而累浮液的過濾，過濾U率為dv/Wdfi)=AF/(r|jL),即粘度為過濾阻力樣當(dāng)懸浮液的沿度降低時(shí)，粘度卻增丈.為提周過濾速率.所以不宜冷卻3?為什么離心泵可用出口閥來調(diào)節(jié)流往復(fù)泵可否采用同樣方法調(diào)節(jié)流M?為什么？由離心泵的工作點(diǎn)知，改變泵出口閥的開度，使局部阻力改變，而管路特性曲線改變，流M隨之改變，此法雖不經(jīng)濟(jì)，但對泵運(yùn)轉(zhuǎn)無其它影響；而往復(fù)泵屬容積式泵，壓頭與流M基本無關(guān)，若關(guān)閉出口閥，貝U因泵內(nèi)壓力急劇升高，造成泵體。管路和電機(jī)的損壞，故不宜用出口閥來調(diào)節(jié)流4.流體的流動(dòng)形態(tài)？判斷依據(jù)？5溫差損失及其原因？6.什么是過濾操作？過濾操作的優(yōu)點(diǎn)？

6、7?何謂離心泵的“氣縛”和“氣蝕”現(xiàn)象，它們對泵的操作有何危害？應(yīng)如何防止？二。計(jì)算題1 .如圖的輸水系統(tǒng)。已知管內(nèi)徑d=50mm在閥門全開時(shí)輸送系統(tǒng)的工（L+Le）=50m,摩擦系數(shù)可取入=0.03,泵的性能曲線，在流M為6nVh至15nVh范圍內(nèi)可用下式描述：Ht=18.92-0.82V0，此處耳為泵的揚(yáng)程m,V為泵的流Mmi/h,問:如要求流M為10nVh，單位質(zhì)M的水所需外加功為多少？單位重M的水所需外加功為多少？此泵能否完成任務(wù)？如要求輸送M減至8nVh（通過關(guān)小閥門來達(dá)到），泵的軸功率減少百分之多少？（設(shè)泵的效率變化忽略不計(jì)）當(dāng)V1=10m3/h,所需外加功Ws=gz+hf=9.8

7、1X10+8X0.03X5035000/(20.0505)=128.1J/kgHe'=Wg=128.1/9.81=13.06J/N泵的揚(yáng)程He=18.92-0.82(10)0.8=13.75J/NTHeHe'故此泵能完成任務(wù)(2)Vi=10m3/h時(shí)，He,i=13.75m,V2=8m3/h時(shí)，He，2=18.920.82(8)0.8=14.59m,?軸功率Na=HeVg/，其中、g、均為常(Na,1Na,2)/Na,1=(HeJVHe,2V2)/(He,M)二(13.75X1014.59X8)/(13.75X10)=0.1512 .在兩個(gè)蒸發(fā)器中，每小時(shí)將5000kg的無機(jī)鹽

8、水溶液從5%的水分。試求12%(質(zhì)M%)濃縮到30%。第二蒸發(fā)器比第一蒸發(fā)器多蒸出(1)各蒸發(fā)器每小時(shí)蒸出水分的M；(2)第一蒸發(fā)器送出的溶液濃度。解：首先畫一個(gè)流程圖表示進(jìn)行的過程用方框表示設(shè)備，輸入輸出設(shè)備的物流方向用箭頭表示。劃定衡算的范圍為求各蒸發(fā)器蒸發(fā)的水以整個(gè)流程為衡算范圍，用一圈封閉的虛線畫出。選擇衡算基準(zhǔn)(連續(xù)操作以單位時(shí)間為基準(zhǔn)，間歇操作以一批操作為基準(zhǔn))由于連續(xù)操作，以1小時(shí)為基準(zhǔn)。確定衡算對象此題中有兩個(gè)未知數(shù)，蒸發(fā)的水M及送出的以不NaOH溶液MB,因此，我們就同衡算對象列出兩個(gè)衡算式。F0X0F2X2對鹽作物料衡算:對總物料作衡算：5000二F2W-W2代入已知數(shù)據(jù)，

9、得F2=2000kg!h旺+嶼=3000/田/由題意知L05JJ;Wr=1463Akg/hW=1536.6kg/h求笫-個(gè)蒸笈器達(dá)出的漕液濃度.選擇第一個(gè)堇蚩器為南算范圈。r對鹽作物料衡算：血？*0口Q對池物料柞衡算代開；+斥代入已知數(shù)據(jù)，得：5000?0.12耳科5000=1463.4+的解得*Fl=3536.6kg!hx,=0.1697=16.97%3?氣體中所含塵粒的密度為2000kg/m3,氣體的流M為5500標(biāo)m3/h,溫度為500C,密度為0.43kg/m3,粘度為3.6x10-5Pa.s,擬采用標(biāo)準(zhǔn)形式的旋風(fēng)分離器進(jìn)行除塵，要求分離效率不低于90%,且知相應(yīng)的臨界粒徑不大于10y

10、m,要求壓降不超過700Pa,試決定旋風(fēng)分離器的尺寸與個(gè)數(shù)。（阻力系數(shù)8,N取經(jīng)驗(yàn)值5）Ap = g PW = 700解：根據(jù)允許的壓強(qiáng)降確定氣體在入口的流速UiG&0旅風(fēng)分離暮的田事斟罄"與叫計(jì)箜每牛分慮器的處理星，即植據(jù)宅低潦呈碑宦屬艮分島邸的甌目？琛七管截面積 豳久2.蘭d如24&每2鳳分離篇的P體葉癢呈為：Vs = （hBA = 0.076 K 20 L2 =1.535人 fs5X3Q : 273+?00所得醍昌井離越的臺數(shù)亦二78w C為前斥媒床 的氣侔妙埠憒、壓強(qiáng)降投分禺牌聚三或 稍標(biāo).簾要直卷不大于。刑口的標(biāo)唯分U黠至少三臺，為了井聯(lián)”四臺棄腹時(shí)*曾合陵

11、風(fēng)汁島常莎攤的處理曲為一 IT為了保UF汨斤於汕鶉救舉.，臨程科輕仍取沏口陽?" g f =、= 一 =»*1 膏"c “IhM /Th-從雉拌描寶的用大允許壓降敘恒為前I® ?求祥每合覆鳳分海II胭駕的冊小宦怦.D -中2哪葉雄?-0.695/ MV加若D冉埴大.商此弓金增大.Jp-TOOPa| 2x700彳喬專頑莎l- = O.O5S5m 2T沁皿井屬皺串盎卜瞥麗然U“z鷲陶腐增九- />?Ai狡棧臨界乾待切”=9- "山務(wù)=9-伽 £ p la.Q'x tM5隹井離旻耒*牯界瞠檜不尢于討耳，Mt脫臨弄粒檢 玄M呻來

12、計(jì)算井甜器的尺寸.由吟與di+ JJQ仇."-_UZ0 J 5-5撤據(jù)以上il悴町知，當(dāng)采用四牛尺寸相同的棲準(zhǔn)型風(fēng)分商黠芹聯(lián)榛非來好輝本惡中的甑牛弋加時(shí)+只朝分科器在(0.654-G.6ft5m)范4#內(nèi)+便可同時(shí)滿足氣瑩、壓強(qiáng)陸眨效宰倘若宜輕E,69“U則在*S宇的氣量下不能這到煤定的臂離效乘儲薦直榆mzw.則住規(guī)定的H邑下壓降特粗山完許的范窗LR-辟,M心'疔*$*2000:2乩2><0¥>4(人9p_“96m4.莫平壁燃燒爐是由一層耐火石專與一層普通石專砌成，兩層的厚度均為100mm,其導(dǎo)熱系數(shù)分別為0.9W/m.K及0.7W/m.K。待操作

13、穩(wěn)定后，測得爐壁的內(nèi)表面溫度為700C,外表面溫度為130C,為減少燃燒爐的熱損失，在普通石專的外表面增加一層厚度為40mm,導(dǎo)熱系數(shù)為0.06W/m.K的保溫材料。操作穩(wěn)定后，又測得爐內(nèi)表面溫度為740E,外表面溫度為90E。設(shè)兩層材料的導(dǎo)熱系數(shù)不變。試計(jì)算加保溫層后爐壁的熱損失比原來的減少百分之幾？解：加保溫層前，單位面積爐壁的熱損失(Q/A)”此為雙層平壁的熱傳導(dǎo)，其導(dǎo)熱速率方程為(Q/A)i=(ti_t3)/(b1/入i+b2/入2)=(700-130)/(0.1/0.9+040.7)=2240 W/m2加保溫層后，單位面積爐壁的熱損失(Q/A)2：此為三層平壁的熱傳導(dǎo)，其導(dǎo)熱速率方程式為(Q/A)2=(t1-t4)/(b1/入1+b2/入2+b3/入3)=(740-90)/(0.1/0.9+040.7+0.040.06)=706W/m故加保溫層后熱損失比原來減少的百分?jǐn)?shù)為：莫板框過濾機(jī)的過(Q/A)1-(Q/A)2/(Q/A)1100%=(2240-706)2/240100%=68.5%5濾面積為0.4m2,在恒壓下過濾莫種懸浮液，4小時(shí)后得濾液量80m3,（過濾介質(zhì)阻力不計(jì)）。試求：（1）若其它情況不變，過濾面積加倍，可得濾液多少？（ 2） 若過濾4小時(shí)后，用5m3的水洗滌濾餅，需要多長的洗滌時(shí)間？（洗水的粘度