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北京化工大學攻讀碩士學位研究生入學考試化工原理(含實驗)樣題（滿分150分）
注意事項：
    1、答案必須寫在答題紙上，寫在試題上均不給分。
    2、答題時可不抄題，但必須寫清題號。
    3、答題必須用藍、黑墨水筆或圓珠筆，用紅色筆或鉛筆均不給分。
 
一、填空題 (每空1分，共計22分)
    1、用孔板流量計測量流體流量時，隨流量的增加，孔板前后的壓差值將         ；若改用轉子流量計，轉子前后壓差值將          。  
    2、離心分離因數 K_C 是指                           。
3、當顆粒雷諾數 Re_p 小于       時，顆粒的沉降屬于層流區。此時，
顆粒的沉降速度與顆粒直徑的        次方成正比。
4、一般認為流化床正常操作的流速范圍在        與        之間。
5、聚式流化床的兩種不正常操作現象分別是         和         。
    6、對固定管板式列管換熱器，一般采取          方法減小熱應力。
7、在逆流操作的吸收塔中，當吸收因數A>1時，若填料層高度h₀趨于無窮大，則出塔氣體的極限濃度只與           和           有關。
    8、精餾塔設計時，若將塔釜間接蒸汽加熱改為直接蒸汽加熱，而保
持 x_F、D/F、q、R、x_D 不變，則x_W將        ，理論板數將        。
    9、工業生產中篩板上的氣液接觸狀態通常為        和        。
10、在B-S部分互溶物系中加入溶質A組分，將使B-S的互溶度             ；恰當降低操作溫度，B-S的互溶度將             。
11、部分互溶物系單級萃取操作中，在維持相同萃余相濃度前提下，用含有少量溶質的萃取劑S′代替純溶劑S，則所得萃取相量與萃余相量之比將              ，萃取液中溶質A的質量分數              。
12、在多級逆流萃取中，欲達到同樣的分離程度，溶劑比愈大則所需理論級數愈___  ___；當溶劑比為最小值時，理論級數為__________。
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二、簡答題 (每小題3分，共計18分)
1、離心泵啟動前應做好哪些準備工作？為什么？
2、影響過濾速率的因素有哪些？
3、一包有石棉泥保溫層的蒸汽管道，當石棉泥受潮后，其保溫效果將如何變化？為什么？
4、什么是精餾塔操作的最小回流比？影響最小回流比的主要因素有哪些？
5、什么是填料塔的泛點和載點，測得泛點和載點的意義是什么？
6、什么是臨界含水量？它與哪些因素有關？
 
三、計算題 (25分)
用離心泵將密度為1200kg/m³的溶液，從一敞口貯槽送至表壓為 57.33 kPa的高位槽中。貯槽與容器的液位恒定。輸液量用孔徑為20mm、流量系數為0.65的孔板流量計測量，水銀U型壓差計的讀數為460mm，水銀的密度為 13600kg/m³。已知輸送條件下離心泵的特性曲線為H=40－0.031Q²（Q的單位為m³/h，H的單位為m）。求：
（1）離心泵的輸液量（m³/h）；
（2）管路特性曲線；
（3）若泵的轉速提高5%，此泵的有效功率為多少（kW）？
四、計算題 (22分)
某新安裝的列管式換熱器(雙管程、單殼程)，內有φ38×2.5mm的無縫鋼管200根，管外為130°C飽和水蒸汽冷凝，將管內的水溶液從20°C加熱到80°C，水溶液的流速為 0.8 m/s。已知蒸汽側對流傳熱系數為10⁴ W/m².K，管壁熱阻及兩側垢阻均可忽略不計。求：
（1）該換熱器的總傳熱系數；
（2）運行一年后，由于水側管壁結垢，水溶液出口溫度下降為70°C。求此時的總傳熱系數與水側垢阻（壁阻及蒸汽側垢阻仍可忽略不計）；
（3）為盡量維持原水溶液的出口溫度，現將換熱器的管數增加20%，新增加鋼管及原鋼管的水側結垢情況均與（2）中相同，問此時水溶液的出口溫度為多少？
（水溶液在定性溫度下的物性參數分別為：ρ=988.1kg/m³；
 C_P=4.174 kJ/kg.K；λ=0.6473W/m.K； μ=0.549×10^-3Pa.s ）
 
五、計算題 (20分)
         在內徑為1m的填料塔中，用清水逆流吸收低濃度二元氣體混合物中的溶質。操作條件下物系的相平衡關系為y^*=2x，體積傳質分系數 k_ya=k_xa=
0.12kmol/m³.s，且k_ya與氣量的0.7次方成正比。操作液氣比為最小液氣比的1.5倍。已知混合氣體的處理量為120kmol/h，要求吸收率達到90%。求：
（1）完成上述任務所需的填料層高度；
（2）若混合氣體的處理量增加20%，此時溶質的吸收率可達多少？
（3） 分析說明當入塔氣體溶質含量降低后，其它入塔條件不變，溶質的吸收率及出塔水溶液的濃度有何變化。
 
六、計算題 (23分)
有一兩股進料的連續精餾塔分離苯和甲苯混合液，塔頂采用全凝器，塔釜為間接蒸汽加熱。已知F₁=F₂=50kmol/h，x_F1=0.7，x_F2=0.5，要求x_D=0.95，x_W=0.05（以上均為摩爾分率），操作回流比R=1.0，相對揮發度為2.47，兩股進料均為飽和液體，并且均從各自的適宜位置進料。求：
（1）塔頂和塔釜的采出量；
（2）寫出兩進料之間塔段的操作線方程；
（3）最小回流比R_min ；
（4）如果將兩股進料先混合均勻再以單股物料從適宜位置進料，試問所需理論板數及能耗將如何變化？（不必計算分析，只需給出結論）
 
七、計算題 (10分)
在恒定干燥條件下，將某物料由X₁=0.33kg水/kg干料干燥至X₂=0.09
kg水/kg干料，共需7小時，問繼續干燥至0.07kg水/kg干料還需多少小時？
已知臨界含水量X_C=0.16kg水/kg干料，平衡含水量X^*=0.05kg水/kg干料。
 
 
八、實驗題 (10分)
現設計一個孔徑為d₀的標準孔板流量計，安裝在直徑為d的管道中。欲建立一套實驗裝置標定其流量系數與雷諾數的關系曲線。
（1）說明需測量哪些數據，畫出實驗裝置的流程示意圖，并在圖上標出主要測量點；
（2）列出計算公式，說明如何由所測數據整理出C₀-Re曲線。
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