http://www.kaoyansky.cn/viewthread.php?tid=431386http://www.kaoyansky.cn/viewthread.php?tid=3423102007
一． 单选题（每题2.5 分，共25 分）
1．某流体在内径为D 的水平管中平稳流动，当该流体以相同的体积流量通过等长的内径
为0.5D 的水平管时，如果流动为完全湍流（阻力平方区），则压降是原来的（ ）。
A. 4 倍； B. 8 倍； C. 16 倍； D. 32 倍。
2． 在空气－蒸汽间壁换热过程中可采用（ ）方法来提高传热速率。
A. 提高蒸汽速度；
B. 采用过热蒸汽；
C. 降低空气流速；
D. 提高空气流速。
3． 有关多效蒸发器的三种加料类型：并流加料、逆流加料、平流加料，说法错误的是：
（ ）。
A. 并流加料和平流加料都采用并流换热方式；
B. 在同等进料条件下，逆流加料的蒸发效率高于并流加料；
C. 平流加料更适合于易结晶的物料；
D. 三种加料方式的采用都提高了物料蒸发量，但以牺牲蒸汽的经济性为代价。
4．结晶分离的过程通常采用降温或者浓缩的方法，其目的是提高溶液的（ ），从而推
动晶体的析出。
A. 过饱和度； B. 浓度差； C. 粘度差； D. Gibbs 自由能。
5． 双组分溶液萃取分离体系实际上是两个部分互溶的液相，其组分数为3，根据相律，系
统的自由度为3，当两相处于平衡时，组成只占用1 个自由度，因此操作中（ ）。
A. 只能调整压力；
B. 只能调整温度；
试题名称：化工原理共5 页第1 页
C. 压力和温度都可以调整；
D. 无法确定调整压力还是温度。
6．假设一液滴与一固体球的体积和密度都相同，并且在同一流体中自由沉降，则下列哪种
液滴所受到的曳力小于流体对固体球的曳力： （ ）。
A. 刚性小液滴；
B. 有内部环流的球形液滴；
C. 曲折运动的椭球形液滴；
D. 上述3 种液滴受到的曳力作用都大于固体球。
7．空气的干球温度为t ，湿球温度为tw ，露点为td ，当空气的相对湿度为95%时， 则
（ ）。
A. t = tw = td ； B. t > tw > td ； C. t < tw < td ； D. t > tw = td
8．如果某固定床中的颗粒装填为紧密排列，假设该固定床内部包括下述几种区域（圆柱状
颗粒与球形颗粒的当量直径相等），请问流体最难通过的床层区域是：（ ）。
A. 壁面附近；
B. 直径均一的球形颗粒区；
C. 乱堆的圆柱状颗粒区；
D. 直径不等的球形颗粒区。
9．下列板式塔中操作弹性最大的是（ ）。
A. 筛板塔； B. 浮阀塔； C. 泡罩塔； D. 舌形喷射塔。
10． 厚度不同的两种材料构成两层平壁，层接触良好，已知壁厚d1＞d2，导热系数
λ1＜λ2，在稳定传热过程中，下列关系式正确的是：（ ）。
A. 导热速率q1 > q 2 ；
B. 热阻R1 > R2, ；
C. 温差ΔT1 < ΔT2 ；
D. 2 2 1 1 T R T R Δ = Δ
二． 填空题（每空1 分，共30 分）
1．如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生、及等不正常现象，使塔
无法工作。
试题名称：化工原理共5 页第2 页
2．启动时需要关闭出口阀门的液体输送泵是： 。为改善往复泵流量不均匀的缺点，
常用的两个方法是： 、。
3．用裸露热电偶测量管道内温度为1000K 的高温气体，由于辐射造成的测量误差为10
％，管壁温度为400K，当气体加热到1500K 时，辐射造成的测量误差约为。
4．恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括和阶段，其中两干燥阶段的交点对
应的物料含水量称为。
5．对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则塔的HOG ，NOG 。
6． 对流传质理论的主要三个理论是： 、、。
7． 蒸发器的热阻主要是由四部分组成： 、、和。
8． 膜分离发生所需要的驱动力是或，请列举三种典型的膜分离过
程： 、、。
9．表征“三传”的三个类似的定律是：表征动量传递的、表征热量传递的、
表征质量传递的。
10．边界层分离会大大增加机械能的损耗，从流体流动的结构上分析，这是因
为： 。在管路流动中，由于边界层分离导致阻力损失增加的两个典
型的例子是： 、。
三． 简答题（每题4 分，共20 分）
1． 简述化学吸收的主要优点。
2．化工厂有一搅拌反应釜，反应的选择性一直不理想。经研究发现，是因为反应器内的湍
流微观混合效果不好，必须强化混合。要强化微观混合，对搅拌器输出液体量和输出压
头的大小有什么要求？如果该反应釜的搅拌功率已不能再提高了，请问如何改变搅拌桨
的大小和搅拌操作条件？
3．在气体吸附分离或者气体膜分离中，经常碰到一个重要的扩散－努森（Knudsen）扩
散，请叙述努森扩散对含有不同分子量的气体混合物进行分离的原理。
试题名称：化工原理共5 页第3 页
试题名称：化工原理共5 页第4 页
4． 气固流态化可分为散式流态化和聚式流态化两类，已知经典散式流态化的床层膨胀方
程为： n
t
0 ε ＝
u
u ，式中的u0 为流体表观速度，ut 为颗粒终端沉降速度， ε 为床层空隙率，
n 为膨胀指数。聚式流态化不满足上述方程。请问：如果以此方程为判据，如何设计一套
实验与数据处理程序，来鉴别某气固流化床为聚式流态化还是散式流态化？
5．对于A+B 的可萃取分离体系，采用一般的多级逆流萃取，可以使最终萃取余相中A 的
含量降至很低，但是仍含有一定量的B，这时如果引入精馏中采用的回流技术以实现A
和B 的高纯分离。请简要叙述回流萃取及其实现高纯分离的原理？
四． 分析计算题（共75 分）
1．（10 分）有一板框过滤机，恒压过滤某悬浮液。过滤时间为2 小时，滤渣完全充满滤框
时的滤液量为20 m3。随后用10％滤液量的洗涤液（物性与滤液相同）洗涤，每次拆装
所需时间为15 分钟。已知该操作过程中的过滤介质当量滤液量Ve＝2.5 m3。请问该过
滤机的生产能力是多少（m3/h）？
2． （12 分） 一精馏塔，原料液组成为0.5（摩尔分率），饱和蒸气进料，原料处理量为
100kmol/h，塔顶、塔底产品量各为50kmol/h 。已知精馏段操作线方程为
y = 0.833x + 0.15，塔釜用间接蒸汽加热，塔顶全凝器，泡点回流。试求：
（1）塔顶、塔底产品组成xD 和xw；
（2）全凝器中每小时冷凝蒸汽量；
（3）蒸馏釜中每小时产生蒸汽量；
（4）若全塔平均挥发度α =3.0，塔顶第一块塔板默弗里效率Emvl = 0.6，求离开塔顶第二块
塔板的气相组成。
3．（12 分） 某非牛顿流体在直管内流动，可以用幂律模型来描述该流体的剪切力τ与剪
切率之间的关系，即
n
r
u K ⎟
d τ ，u 是流体的轴向速度，r 是圆管的径向坐标，K 和n
是常数。请依据管流的剪应力分布，证明该流体在圆管截面上的平均流速是：
= ，式中，L 是管子长度， P Δ 为包含位能和压强能的压力差，R
是圆管半径。
4．（13 分） 在由若干根φ 25×2.5mm，长为3m 的钢管组成的列管式换热器中，用温度为
140℃的饱和水蒸汽加热空气，空气走管程。空气的质量流量为3600kg/h，空气的进、
出口温度分别是20℃和60℃，操作条件下的空气比热为1.0 kJ/(kg·℃)，空气的对流给
热系数为50 W/(m2·℃)，蒸汽冷凝给热系数为8000 W/(m2·℃)，假定管壁热阻、垢层热
阻及热损失可忽略不计。试求：
（1）加热空气需要的热量Q 为多少？
（2）以管子外表面为基准的总传热系数K 为多少？
（3）列管换热器至少需要多少根管子？
5．（13 分） 某湿物料10kg，均匀地平铺在面积为0.50m2 的平底浅盘内，并在恒定干燥条
件下进行干燥。物料的初始含水量为15%，已知在此条件下物料的平衡含水量为1%，临
界含水量为6%（均为湿基），并已测出在恒速阶段的干燥速率为0.394kg/(m2·h)，假设降
速阶段的干燥速率与物料的自由含水量（干基）成线性关系。试求：（1）将物料干燥至
含水量为2%（湿基），所需要的总干燥时间为多少小时？（2）现将物料均匀地平铺在
两个与上述尺寸相同的浅盘内，并在同样的空气条件下进行干燥，只需4 小时便可将物
料的水分降至2%（湿基），问物料的临界含水量有何变化？恒速及降速两个干燥阶段的
时间各为多少小时？（可假设一个物料临界含水量c X ′ 值试算）
6．（15 分） 如图所示的双塔流程以纯溶剂S 吸收某组分Z，混合气中的Z 的摩尔含量为
y1，两塔的纯溶剂S 用量相等，且均为最少溶剂使用量的R 倍。在操作范围内，物系的
平衡关系服从亨利定律，两个塔的总传质系数相同，塔直径相同。
试证明：（i） 3 1 2 y y y = ； （ii）两个塔的塔高B A H H = 。
A B
纯溶剂S
混合气
y1
xA
y2
y3
xB