石油大学(华东)一九九九年硕士研究生入学考试试题 考试科目：化工原理 总 3 页 第 1 页 适用专业：有机化工、应用化学、精细化工、环境化工 注意：全部答案均需写在答题纸上，否则无效。一、 填空及选择题（共分）：1.理想流体在一条水平圆管中作稳定流动，则直径大的截面比直径小的截面比位能_，比静压能_，比动能_。 . 大 B. 小 C. 相等 第题图2.原用以输送水的离心泵，现改用来输送密度为水的1.2倍的水溶液，水溶液的其它性质可视为与水的相同。若管路布局等都不改变，则泵的流量将_，扬程将_，泵出口处的压强将 _。 . 增大 . 减小 . 不变3.已知钢质圆管（外半径为r1）外两层不等厚（b1i，管壁及污垢热阻可忽略，不计热损失，故： i空气流量增加前：Q=mCp(50-30)=KAtm空气流量增加后：Q=mCp(47-30)=KAtmtm=(80+60)/2=70tm=(80+63)/2=71.5Q/Q=20m/(17m)=70K/(71.5K)湍流状态：im0.8即m0.8，所以：Q/Q=20m/(17m)=70K0.8/(71.5K0.8)m/m=2.505,Q/Q=2.130(m/m)water= Q/Q=2.130（分） （分）m=E/P=2.786/1.103=2.75 混合气体的组成y1=(yG1+yG2)/2=(0.04+0.02)/2=0.03 混合气体的流量G=G1+G2=0.03kmol/s 气体出口浓度y2=(1-) y1=(1-0.85)0.03=0.0045 (L/G)min=(y1-y2)/(y1/m)=(0.03-0.0045)/(0.03/2.75)=2.3375 Lmin=2.3375G=2.33750.03=0.0701kmol/s （分） 混合气=22.40.03293/273=0.721m3/s 塔径（4V/u）0.5=40.721/(3.140.5）0.5=1.335m (L/G)= 1.2(L/G)min=1.22.3375=2.805 x1=(y1-y2)G/L+x2=(0.03-0.0045)/2.805=0.00909 y1= y1-mx1=0.03-2.750.00909=0.005 y2= y2-mx2=0.0045ym=(0.005-0.0045)/2=0.00475Z= =14.4m（分）两股气体分别进塔时，塔下半部液气比大于上半部，操作线首先在中间加料处与平衡线相交。 (L/G)min=(0.02-0.0045)/(0.02/2.75)=2.1312Lmin=2.1312G=2.13120.03=0.0639kmol/s（分） (分)q/(q-1)=6 q=1.2xF /(q-1)= xF/0.2=3 xF=0.6 （分）0.6F=0.04(F-D)+0.94DD/F=0.622 （分）由 y=6x-3 及 y=1.2x/(1+0.2x) 得：x=0.6085 y=0.6510Rmin=(0.94-0.6510)/(0.6510-0.6085)=6.8Yn+1=0.8718xn+0.1205. 85=0.8718xn+0.1205xn=0.8368 yn*=0.8602EMV=(0.858-0.85)/(0.8602-0.85)=0.784（分） 恒压过滤，s=0,K 1.93610-48/10=1.548810-4 m2/s e=qe2/K=0.012/1.548810-4=0.65 s =/n=40 s (q+qe)2=K(+e)q=1.548810-4(40+0.65)0.5-0.01=0.0693 m3/m2 V=Aq=Dlq=3.141.5100.0693=3.264 m3 T=120 s Q=V/T=3.264/120=0.0272 m3/s=97.9m3/h石油大学(华东)二年硕士研究生入学考试试题科目名称：化工原理 共4页 注意：全部答案均需写在答题纸上，否则无效。 一、 填空及选择题（共25分）：1. 当管路的特性曲线写为H=A+BQ2时，_。A. A只包括单位重量流体增加的位能。B. A只包括单位重量流体增加的位能与静压能之和。C. BQ2代表管路系统的阻力损失。D. BQ2代表单位重量流体增加的动能。2. 如图所示，两个相互连通的密闭容器中装有处于静止状态、密度为的液体，对于图中A、B两点，PA_PB,_。 A. B.；B.；B. B. = C. 第10题图11. 利用LoBo-Evans方法进行辐射室传热计算时，冷平面面积是指 ；当量冷平面面积是指 。二、简答题(15分)试用最简洁的语言描述化工原理课程所涉及到的各种单元操作的核心内容。要求：至少需描述5种单元操作，每种单元操作的叙述限于12句话。三、计算题（共60分） （10分）某化工厂吸收塔的操作压力P=60kPa（绝）,由水泵或高位槽向塔顶输入作为吸收剂的20的清水，流程如图所示（高位槽水位恒定）。已知：lAB=100m，lAC=200m(均包括局部阻力当量长度),管线内径均为0.1m，摩擦系数均为0.03,当地大气压力为100kPa，AD间距H=10m。试求： 未启动泵时，高位槽向吸收塔的供水量Q1，m3/h； 启动泵后，AC管路中水量Q2为多大时，高位槽将停止供水？ 第1题图 （10分） 1.75米长的套管换热器，内管为252.5mm的钢管，外管为603.5mm的钢管。管间为蒸汽冷凝，内管中空气流量为12.751kg/h,进、出口温度分别为20和60。试求： 空气侧对流传热系数，W/m2K； 已测出蒸汽侧的对流传热系数为104 W/m2K,传热的平均温差多大？注：计算过程中不计热损失，忽略管壁及污垢热阻； 空气的物性参数可视为常数：1.128kg/m3,Cp=1.005kJ/kgK，0.0276W/mK,0.0196cP。 （15分）在一吸收塔内用纯水吸收某气体混合物，混合物的初始浓度为0.06（摩尔分率，下同），在操作条件下，相平衡关系为ye=1.2x，液气比为1.2,两相逆流操作，气体出口浓度为0.01,吸收过程为气膜阻力控制，KyaV0.7（其中V为入塔气体流率，kmol/(m2s)）。现另有一完全相同的吸收塔，在两流体入口浓度、流量及操作条件皆不变的前提下，两塔可以串连或并联组合操作，如图所示。请问： 单塔操作时，传质单元数为多少？ 两塔串联组合逆流操作时（图a），气体残余浓度为多少？ 两塔并联组合逆流操作、气液两相皆均匀分配时（图b），气体残余浓度为多少？ 第3题图 （15分）在连续操作的精馏塔中分离苯甲苯溶液。塔釜采用间接蒸汽加热，塔顶为全凝器，泡点回流。饱和蒸汽进料，其中含苯0.35（摩尔分率，下同），流量为100kmol/h。塔顶馏出液量为40 kmol/h.系统的相对挥发度为2.5,且知精馏段操作线方程为y=0.8x+0.16。试求： 提馏段操作线方程； 若塔顶第一块板下降的液体中含苯0.70,求该板以气相组成表示的板效率EMV； 若塔釜停止供应蒸汽，保持回流比不变，当塔板数无限多时，塔底残液的浓度为多少？ （10分）某混合液含溶质A30%，稀释剂B70%（均为质量分率），拟采用多级逆流萃取加以分离，已知萃取剂S与稀释剂B完全不相溶，溶质A在B与S之间的分配曲线如图所示，所用萃取剂为纯溶剂，要求溶质萃余率不超过10%，试求：最小萃取剂比(S/F)min ；若所采用萃取剂比（S/F）为（S/F）min的1.2倍，则所需理论级数为多少？第5题图石油大学(华东)二年硕士研究生入学考试化工原理试题答案一、 填空及选择题（共25分）： 、 B D 减小、增大 D 等分子反向扩散；单向扩散；单向扩散 A、A、A B、C C 管排占据的全部面积；烟气对管排的有效辐射面积二、简答题（共15分）： 本题为主观创新型题目，无标准答案。三、计算题（共分）（10分）解：（5分）以O-O为基准，12面间列柏努利方程： P1=100kPa, P2=60kPa Z1=10m, Z2=0 u1=0, u2未知 其中： 所以： u2=1.742m/s（5分）高位槽停止供水时：32面间列柏努利方程：u=2.145m/s（分）解：（6分）此为低粘度流体在圆直管内强制对流的情况。故：（4分）（分） （4分）因L/V=m，故： （5分）两塔串联组合时，每一个塔的NOG不变，总传质单元数加倍： （6分）两塔并联组合时，每一个塔的单元高度为：每一个塔的传质单元数为： 有 （15分） (5分)D=40kmol/h, W=60kmol/h 有R=4 xD=0.8L=RD=160kmol/h V=(R+1)D=200kmol/hL=L=160kmol/h V=V-eF=200-100=100kmol/h （5分）x1=0.7 y2=0.8x1+0.16=0.72y1=xD=0.8（分）塔板数无穷多、R=4不变时， xD1 W=L=4D 故有 5D=100 D=20kmol/h W=80kmol/h xW=0.1875（10分） （5分） 对B与S互不相溶的多级逆流萃取，其操作线的斜率为（B/S），S越小，则（B/S）越大， 操作线越靠近分配曲线，当S=Smin时，操作线与分配曲线相交，如图求出点A，则直线AC的斜率为（B/S）max，得： 则： （5分）若 则： 操作线方程为： 如图：找出B点，连接BC即为 此时的操作线，用图解法得：N=3 中国石油大学（华东）2008年硕士研究生入学考试试题A答案考试科目: 化工原理 总 7 页 第 页一、填空题（每空1分，共25分）：1、2、小、大3、力场、密度、重力、离心4、依次增加5、表面蒸发、泡核沸腾、膜状沸腾6、小于、等于7、提高、下降、增加8、气膜、液膜、液膜9、组分在萃取剂中的溶解度的差异；对被萃取组分有较好的选择性、与稀释剂互溶度愈小愈好、易回收便宜无毒性二、判断题（正确的打，错误的打，每题1分，共5分）： 2、4、5题正确，其余题错误。三、简答分析题（每题5分，共20分）1、答：避免压缩后气体温度过高，提高气缸容积糸数，减小功率，使压缩机结构更为合理。2、答：= 考试科目: 化工原理 总 7 页 第 页3、答：4、答：液流量、塔板结构和液流长度；可采取双溢流或多溢流降液管、结构简单的筛板塔。四、计算题（共100分）1、（20分）解：设高位槽E高出D点H m，则当R1=0时，管路DE上无流体通过，由静力学方程可得容器E的高度H： PDPC（3分）总管流量：在如图中以0-0截面为基准水平面，0-1截面间列柏努利方程：其中： （2分）代入数据可得：u=1.324m/s；流量V为0.01040m3/s=37.45m3/h （2分）DF段的流量：（2分）DE段的流量：VDE=V-VDF=37.45-11.41=26.04 m3/h （1分） （1分）考试科目: 化工原理 总 7 页 第 页在如图中以D-D截面为基准水平面，D-E截面间列柏努利方程： （2分）在如图中以0-0截面为基准水平面，0-D截面间列柏努利方程： （2分）两式相加得：其中： （2分）代入数据可得：H=19.69m （1分）有效功率为：（1分）轴功率为： （1分）考试科目: 化工原理 总 7 页 第 页2、（20分）解： （3分） （3分） （2分） （2分）最佳操作周期： （1分） （1分） （2分）减半，K减半，D不变，最佳操作周期不变，故有 （6分）考试科目: 化工原理 总 7 页 第 页3、（20分）解：换热器的总传热系数； (2分)(1分) (2分) (2分)判断该换热器是否可用； (2分) (2分) (1分) 该换热器不能满足要求。(1分)(2分)其中： 解得： (1分)措施：延长管长增加传热面积；管程改两管程；提高加热蒸汽温度；加入阻垢剂减少污垢产生速度。 （4分）考试科目: 化工原理 总 7 页 第 页4、（20分）解： （4分）操作液气比： 最小液气比： （4分） 吸收因数法： （6分）改变压力可影响传质系数及相平衡常数m，从而影响NOG压力增加一倍后： （6分）考试科目: 化工原理 总 7 页 第 页5、（20分）解：由全塔物料平衡方程：解得：W=63.9kmol/h xw=0.011 （4分）最小回流比：操作回流比： （4分）再沸器相当于一块理论板，设再沸器入口组成为xn，出口气相组成为yw，则：对再沸器列物料衡算：其中：代入衡算方程可求得： （6分）回流比一定的条件下，由已知给定的精馏段两板气相组成，根据操作线方程可求得两板上层塔板流下的液相组成，用逐板计算法求得达到分离程度所需要的理论板数，从而求得全塔效率。精馏段操作线方程：将yj+3代入方程，可求得：用逐板计算法可求得： 故所需理论板数为2，该塔段的总板效率为： （6分）石油大学（华东）2004年工程硕士研究生入学考试试题考试科目：化工原理 总 3 页 第 1 页一、选择及填空题（共30分）1.某稳定流动管路，流体在流经一半开闸阀后，其质量流量 ，总机械能 。 A 变大 B 变小 C 不变 D 不一定2.如在测定离心泵的性能曲线时，错误地将压力表安装在泵出口调节阀以后，则操作时压力表读数（表压）将 。A 随真空表读数的增大而减小 B 随流量的增大而减小C 随泵的实际扬程增大而增大 D 随流量的增大而增大3.离心式水泵吸入管路漏入过量的空气后，将发生 现象，当离心式水泵入口压力低于被输送液体的饱和蒸汽压时，将发生 现象。A 气蚀 B 气浮 C 过载 D 气缚4.灰体辐射能力 同温度下黑体辐射能力；灰体的吸收率 该灰体的黑度。A 大于 B 小于 C 等于 D 不确定5.实验室用水吸收NH3的过程，气相中的浓度梯度 液相中的浓度梯度（均已换算为相应的液相组成）；气膜阻力 液膜阻力。A 大于 B 小于 C 等于 D 不确定6.下列情况 不是诱发降液管液泛的原因。A 气液负荷过大 B 过量雾沫夹带 C 塔板间距过小 D 过量漏液7.精馏的操作线是直线，主要基于如下原因 。A 理论板假定 B 理想物系 C 恒摩尔假定 D 塔顶泡点回流8.有一黑表面，当其温度分别为327和27时，向外辐射的能量之比为 。A 2 B 4 C 8 D 169.用管子从高位槽放水，当管径增大一倍，则水的流量为原流量 倍。假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变，且管路出口处的流体动能项可忽略。10.某设备上，真空表的读数为80mmHg，其绝压 kgf/cm2 Pa，该地区大气压强为720mmHg。11.降液管内停留时间太短会造成 ，而泛点率过大则会造成 , 气相流速太小会造成 。考试科目：化工原理 总 3 页 第 2 页12.萃取操作选择萃取剂的原则为（写出两条）： ； 。二、问答题(下面两题任选一题)（共10分）1.试分析造成加热炉热效率低的可能原因（至少提出三条），并阐述它们是如何影响热效率的。2.根据所学知识，设计一实验用于测定离心泵的特性曲线。请画出实验流程示意图、写出主要的设备名称及所需测定的主要参数。三、计算题（60分）1（15分）用离心泵将20的水从储水池打入一高位槽，已知水的物性参数如下:密度为998.2kg/m3 ，粘度为1.005cP。已知泵入口真空表读数为400mmHg，输送管路为1084mm的钢管，总长度（包括当量长度）为50m，其中吸入管路长度为6m（包括当量长度），储水池与高位槽两液面高度差为30m，管路摩擦系数为0.02，流量为45m3/h，压力表和真空表之间的垂直距离为20cm。压力表和真空表之间的阻力损失可以忽略不计，试问：（1）泵的扬程；（2）泵出口处压力表的读数,。 2（10分）某板框压滤机有10个边长为1m的正方形滤框，在2kgf/cm2的表压下对某悬浮液进行恒压过滤。在该操作压力下，过滤常数为K=1.510-4m2/s，滤饼与滤液的体积比为0.04m3/m3，整理、装卸等辅助时间为20min。滤饼不洗涤，过滤介质阻力可以忽略不计。试计算：(1)过滤10min时所得滤液体积；(2)若板框压滤机滤框的厚度为40mm，求该板框压滤机的生产能力？m3/h。考试科目：化工原理 总 3 页 第 3 页3（15分）在某厂一套管换热器中，将溶液与冷却水进行逆流换热。溶液走壳程，流量为，比热为，从150冷却到80；冷却水走管程，从15加热到40。已知壳程的对流传热系数，换热管的尺寸为，管壁的导热系数；水的物性为：，。污垢热阻忽略不计，试求：（1）换热器的热负荷；（2）冷却水的流量；（3）传热过程的总传热系数。4. （10分）逆流操作的吸收塔中，用清水吸收空气中所含的丙酮蒸汽，进塔气体中含丙酮0.03（摩尔分率），需在该塔中将丙酮吸收掉95%，空气入塔流率V=72kmol/（m2h），相平衡关系为：，体积总传质系数0.016kmol/（m3s），用水量为2500kg/( m2h)。试求：(1)气相出口浓度；(2)用水量为最小用水量的多少倍；(3)填料层高度h，m。5.（10分）在连续精馏塔内分离苯-甲苯溶液，过冷液体进料，。已知操作线方程为：精馏段 ；提馏段 。试求：（1）塔顶轻组份的组成；（2）塔底轻组份的组成；（3）进料中轻组份的组成。2004年工程硕士研究生入学考试试题答案一、选择及填空题（共30分） 总 7 页 第 1 页1.某稳定流动管路，流体在流经一半开闸阀后，其质量流量 C ，总机械能 B 。 A 变大 B 变小 C 不变 D 不一定2.如在测定离心泵的性能曲线时，错误地将压力表安装在泵出口调节阀以后，则操作时压力表读数（表压）将 D 。A 随真空表读数的增大而减小 B 随流量的增大而减小C 随泵的实际扬程增大而增大 D 随流量的增大而增大3.离心式水泵吸入管路漏入过量的空气后，将发生 D 现象，当离心式水泵入口压力低于被输送液体的饱和蒸汽压时，将发生 A 现象。 A 气蚀 B 气浮 C 过载 D 气缚4.灰体辐射能力 B 同温度下黑体辐射能力；灰体的吸收率 C 该灰体的黑度。A 大于 B 小于 C 等于 D 不确定5.实验室用水吸收NH3的过程，气相中的浓度梯度 A 液相中的浓度梯度（均已换算为相应的液相组成）；气膜阻力 A 液膜阻力。A 大于 B 小于 C 等于 D 不确定6.下列情况 D 不是诱发降液管液泛的原因。A 气液负荷过大 B 过量雾沫夹带 C 塔板间距过小 D 过量漏液7.精馏的操作线是直线，主要基于如下原因 C 。A 理论板假定 B 理想物系 C 恒摩尔假定 D 塔顶泡点回流8.有一黑表面，当其温度分别为327和27时，向外辐射的能量之比为 D 。A 2 B 4 C 8 D 169.用管子从高位槽放水，当管径增大一倍，则水的流量为原流量倍。假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变，且管路出口处的流体动能项可忽略。10.某设备上，真空表的读数为80mmHg，其绝压 0.87kgf/cm2 85326 Pa，该地区大气压强为720mmHg。11.降液管内停留时间太短会造成 过量气泡夹带 ，而泛点率过大则会造成 过量雾沫夹 带 ，气相流速太小会造成 漏液 。 总 7 页 第 2 页12.萃取操作选择萃取剂的原则为（写出两条）： 选择性系数比较大 ； 易于与被萃取物分离 。二、问答题（共10分）1.试分析造成加热炉热效率低的可能原因（至少提出三条），并阐述它们是如何影响热效率的。 答：过剩空气系数过大，致使烟气量增大，烟气带走热量增加，使下降； 炉体密封不严，致使大量空气进入炉膛，烟气量增加，使下降； 火嘴雾化燃烧效果不好，燃料燃烧不充分，使下降。2.根据所学知识，设计一实验用于测定离心泵的特性曲线。请画出实验流程示意图、写出主要的设备名称及所需测定的主要参数。答：实验装置：离心泵，真空表、压力表、功率表、转速表、温度计，流量计。所需测定的主要参数：离心泵进出口压力，电机功率及转速，水的温度，流体流量。三、计算题1（15分）用离心泵将20的水从储水池打入一高位槽，已知水的物性参数如下:密度为998.2kg/m3 ，粘度为1.005cP。已知泵入口真空表读数为400mmHg，输送管路为1084mm的钢管，总长度（包括当量长度）为50m，其中吸入管路长度为6m（包括当量长度），储水池与高位槽两液面高度差为30m，管路摩擦系数为0.02，流量为45m3/h，压力表和真空表之间的垂直距离为20cm，压力表和真空表之间的阻力损失可以忽略不计，试问：（1）泵的扬程；（2）泵出口处压力表的读数,。解：（1）泵的扬程在两液面间列柏努利方程 总 7页 第 3 页其中 （2）在真空表和压力表之间列柏努利方程式代入数据2（10分）某板框压滤机有10个边长为1m的正方形滤框，在2kgf/cm2的表压下对某悬浮液进行恒压过滤。在该操作压力下，过滤常数为K=1.510-4m2/s，滤饼与滤液的体积比为0.04m3/m3，整理、装卸等辅助时间为20min。滤饼不洗涤，过滤介质阻力可以忽略不计。请计算：(1)过滤10min时所得滤液体积；(2) 若板框压滤机滤框的厚度为40mm，求该板框压滤机的生产能力？m3/h。解：(1) 过滤10min时所得滤液体积根据公式，得（2）板框压滤机的生产能力 总 7 页 第 4 页3（15分）在某厂一套管换热器中，将溶液与冷却水进行逆流换热。溶液走壳程，流量为，比热为，从150冷却到80；冷却水走管程，从15加热到40。已知壳程的对流传热系数，换热管的尺寸为，管壁的导热系数；水的物性为：,，。污垢热阻忽略不计，试求：（1）换热器的热负荷；（2）冷却水的流量；（3）传热过程的总传热系数。解：（1）换热器的热负荷（2）冷却水的流量（3）传热过程的总传热系数 总 7 页 第 5 页4. （10分）逆流操作的吸收塔中，用清水吸收空气中所含的丙酮蒸汽，进塔气体中含丙酮0.03（摩尔分率），需在该塔中将丙酮吸收掉95%，空气入塔流率V=72kmol/（m2h），相平衡关系为：，体积总传质系数0.016kmol/（m3s），用水量为2500kg/( m2h)，试求：(1)气相出口浓度；(2)用水量为最小用水量的多少倍；(3)填料层高度h，m。解：(1) (2) ( kmol/（m2h）)(3) 由全塔的物料衡算对数平均推动力法： 总 7 页 第 6 页 数学分析法： 5.（10分）在连续精馏塔内分离苯-甲苯溶液，过冷液体进料，。已知操作线方程为：精馏段 ；提馏段 。试求：（1）塔顶轻组份的组成；（2）塔底轻组份的组成；（3）进料中轻组份的组成。总 7 页 第 7 页解：1.求由精馏段操作线方程，可知： 解得2.求由提馏段操作线方程和对角线方程解得 3求由精馏段操作线方程和提馏段的操作线方程解得 线方程为：将代入线方程，得石油大学(华东)2005年硕士研究生入学考试试题A一、填空题（30分）1.某流体在圆形光滑管内作湍流流动，若管长和管径不变，流量增加为原来的2倍，则摩擦阻力增加为原来的 3.36 倍，若管长和流量不变，管径减小为原来的2倍，则摩擦阻力增加为原来的 26.9 倍。2.如在测定离心泵的性能曲线时，错误地将压力表安装在泵出口调节阀以后，则操作时压力表读数（表压）将随真空表读数的增大而 增大 。3.离心式水泵吸入管路漏入过量的空气后，将发生 气缚 现象，当离心式水泵入口压力低于被输送液体的饱和蒸汽压时，将发生 气蚀 现象。4.萃取操作选择萃取剂的原则为（写出三条）： 萃取剂的选择性好 、 化学稳定性好 、 价廉易得等 。5.逆流吸收塔用纯溶剂吸收混合气中易溶组分，设备高为无穷大，入塔(摩尔比浓度)，平衡关系，问：当液气比为1时，气、液两相在吸收塔的 塔底 位置达到相平衡，吸收率为 66.7% ；当液气比为2时，吸收率为 100% 。6.在板框压滤机的操作中，若分别采用置换洗涤和横穿洗涤的方式，用与滤液体积相同的洗液在相同的压力下对滤饼进行洗涤，已知洗液的粘度与滤液相同，过滤介质阻力可忽略，则洗涤时间分别为过滤时间的 8 和 2 倍。7.在固体流态化操作中，增大流体的流速，则单位高度流化床层的压降 降低 ，膨胀比 增加 。二、简答题（20分，各4分）1. 已知欲全部除去的尘粒在降尘室内的沉降速度为，试从理论上推导降尘室的处理能力和降尘室结构尺寸（降尘式的长、宽、高分别为L、W、H）间的关系。答：当欲除去的尘粒直径为d时，尘粒的沉降速度一定，则沉降时间，设处理量为Vs，尘粒在降尘室内的停留时间为，。2. 举例说明什么是单向扩散，什么是等分子反向扩散？答：在吸收过程中，溶质分子从气相扩散至液相可以看作为气体的单向扩散；在恒摩尔假定成立的蒸馏过程中，气相中的分子通过扩散的方式进入液相，同时有相同数量的液相分子通过扩散的方式进入气相，该过程为等分子反向扩散。3. 精馏塔板设计过程中，发现设计好的塔板在操作条件下易出现漏液现象，应考虑更改塔板的那些设计参数？答：出现漏液现象说明塔板的阀孔动能因数太低，应考虑增大气相流速，可采用减小开孔考试科目：化工原理 总3页 第1 页 总3页 第 2页率、减小塔径或减小塔板鼓泡区的面积等方法。4萃取中分配系数K及选择性系数的定义是什么？K=1及=1两种情况下萃取操作能否进行？答：分配系数K：是指溶质在互成平衡的萃取相和萃余相中的质量分率之比。选择性系数：是指萃取相中溶质与稀释剂的组成之比和萃余相中溶质与稀释剂的组成之比的比值。K=1时，萃取操作可以进行，=1时萃取操作不能进行。5.简述黑体辐射的Stefan-Boltzmann定律，并解释为何低温下的辐射热量可以忽略。答：单位面积的黑表面的辐射能力与绝对温度的4次方成正比：，其中低温下因为很小，辐射能力很小，故辐射热量可以忽略。三、计算题（100分）1.（20分）如图所示，贮槽内水位不变，槽底与内径为100mm的钢质放水管相连，管路上装一闸阀和U型管压差计，其内指示液为水银。压差计一端与管道相连，连接管内充满了水，另一端通大气。（1）当闸阀关闭时，测得R=600mm，h=1500mm；当闸阀部分开启时，测得R=400mm，h=1400mm。摩擦系数可取为0.025，问每小时管中流量为若干m3/h？（2）当闸阀全开时，其当量长度与管内径之比为15，管路的摩擦系数仍可取为0.025，求U型管压差计测压点处的压力为若干Pa（表压）？解：（1）当闸阀关闭时， 当闸阀部分开启时，在A、B间列能平：，代入数据，解得：u=3.129m/s，V=88.47m3/h （2）当闸阀部分开启时，在A、C间列能平：解得：u=3.506m/s。在B、C间列能平：解得：PB=33.05 kPa2.（15分）用压滤机在1.5atm（表压）下恒压过滤某种悬浮液，1.6h后得滤液25m3，介质阻力可以忽略不计。（1）如果压力提高一倍（指表压的数值），滤饼的压缩系数s为0.3，则过滤1.6h后可得多少滤液？（2）设其他情况不变，将操作时间缩短一半，所得滤液为多少？（3）若在原表压下进行过滤1.6h后，以横穿洗涤方式用3m3的水（水的粘度与滤液相同）来洗涤滤饼，求所需的洗涤时间。解：（1）如果压力提高一倍，因为， （2）将操作时间缩短一半，（3）横穿洗涤时，粘度不变，则，所以，小时3.（20分）现有两台单壳程单管程的传热面积均为=20m2的列管式空气加热器，每台加热器均由64根573.5mm钢管组成，壳程为170的饱和水蒸气冷凝（冷凝潜热为2054kJ/kg），空气入口温度t1=30，流量为2.5kg/s，以湍流方式通过管内。（该传热过程的控制热阻在空气侧）。（1）若两台换热器并联使用，通过每台换热器的空气流量均等，此时空气的对流传热系数为38W/(m2K)，求空气的出口温度t2及水蒸气的总冷凝量为多少？(2) 若两台换热器串联使用，问此时空气的出口温度t2及水蒸气的总冷凝量为多少？假设空气的物性不随温度及压力而变化，视为常数，cp=1kJ/(kgK)。忽略热损失。5（25分）用一连续精馏塔分离某二元混合物。进料组成xF=0.5000(轻组分的摩尔分数，下同)，进料为饱和液体。塔顶产品的组成为xD=0.9500，塔顶产品量为D=50 kmol/h，要求塔顶产品量中轻组分的回收率为=96%。塔顶采用一分凝器和一全凝器，分凝器中的饱和液体作回流用。已知回流液体的组成为x0=0.88，离开第一块塔板向下流动液体组成为x1=0.79，。塔底采用间接加热方式，塔内皆为理论板。全塔相对挥发度为常数。试求：(1)进料量F、塔底产品量W和塔底产品组成xW各为多少？（2）操作回流比是最小回流比的多少倍?(3)精馏段和提馏段的气相流量各是多少？总3页 第 3页解：（1）并联使用，因该传热过程的控制热阻在空气侧，所以 ，代入数据，解得： 水蒸气的总冷凝量 （2）串联使用， ，代入数据，解得4（20分）一吸收塔，用清水吸收某易溶气体，已知其填料层高度为6m，平衡关系Y*=0.75X，气体流率G=50kmol/（m2h），清水流率L=40kmol/（m2h），Yb=0.10（摩尔比组成，下同），吸收率为98%。求（1）传质单元高度HOG；（2）若生产情况有变化，新的气体流率为60kmol/（m2h），新的清水流率为58.6kmol/（m2h），塔仍能维持正常操作。欲使其他参数Yb，Ya，Xa保持不变，试求新情况下填料层高度应为多少？假设KYa=AG0.7L0.8。解：（1）Ya=Yb(1-)=0.1(1-0.98)=0.002 G(Yb - Ya)=L(Xb - Xa) 即：50(0.1 - 0.002)=40(Xb - 0)解得：Xb= 0.1225Yb=Yb-mXb=0.1-0.750.1225=0.008125Ya=Ya-mXa= 0.002-0.750=0.002解得：Xb= 0.15（25分）用一连续精馏塔分离某二元混合物。进料组成xF=0.5000(轻组分的摩尔分数，下同)，进料为饱和液体。塔顶产品的组成为xD=0.9500，塔顶产品量为D=50 kmol/h，要求塔顶产品量中轻组分的回收率为=96%。塔顶采用一分凝器和一全凝器，分凝器中的饱和液体作回流用。已知回流液体的组成为x0=0.88，离开第一块塔板向下流动液体组成为x1=0.79，。塔底采用间接加热方式，塔内皆为理论板。全塔相对挥发度为常数。试求：(1)进料量F、塔底产品量W和塔底产品组成xW各为多少？（2）操作回流比是最小回流比的多少倍?(3)精馏段和提馏段的气相流量各是多少？总3页 第 3页(2) 即：解得：Xb= 0.15（25分）用一连续精馏塔分离某二元混合物。进料组成xF=0.5000(轻组分的摩尔分数，下同)，进料为饱和液体。塔顶产品的组成为xD=0.9500，塔顶产品量为D=50 kmol/h，要求塔顶产品量中轻组分的回收率为=96%。塔顶采用一分凝器和一全凝器，分凝器中的饱和液体作回流用。已知回流液体的组成为x0=0.88，离开第一块塔板向下流动液体组成为x1=0.79，。塔底采用间接加热方式，塔内皆为理论板。全塔相对挥发度为常数。试求：(1) 进料量F、塔底产品量W和塔底产品组成xW各为多少？(2) 操作回流比是最小回流比的多少倍?(3)精馏段和提馏段的气相流量各是多少？解：(1)解得：F=98.96 kmol/hW=F-D=98.96-50=48.96 (kmol/h)FxF=DxD+WxW即：98.960.5=500.95+48.96xW解得：xW=0.04(2)根据相平衡关系：有：解得：饱和液体进料： 由相平衡关系：代入操作线方程： 解得：R=1.6所以：(3)饱和液体进料：精馏段气相流量为：提馏段气相流量为：一、填空题（30分）1.某设备上，真空表的读数为80mmHg，其绝压 0.87 kgf/cm2 85305 Pa，该地区大气压强为720mmHg。2.某流体在圆形光滑管内作湍流流动，若管长和管径不变，流量增加为原来的2倍，则摩擦阻力增加为原来的 3.36 倍，若管长和流量不变，管径减小为原来的2倍，则摩擦阻力增加为原来的 26.9 倍。3.在固体流态化操作中，增大流体的流速，则单位高度流化床层的压降 降低 ，膨胀比 增大 ，床层高度 增大 。4.压缩比增大，往复式压缩机的容积系数 减小 ，气体的出口温度 升高 。5.常见的萃取操作有： 单级萃取 、 多级错流萃取 、 多级逆流萃取 。7.逆流吸收塔用纯溶剂吸收混合气中易溶组分，设备高为无穷大，入塔(摩尔比浓度)，平衡关系，问：液气比为1时，吸收率为 66.7% 。8.转筒真空过滤机，转速越大则生产能力 越大 ，形成的滤饼厚度 越薄 。二、简答题（20分，各4分）1. 画出塔板负荷性能示意图并说明操作弹性如何确定。2. 简述双膜模型的基本假设？答：（1）在相界面的两侧存在一层稳定的层流膜层，溶质以分子扩散方式通过此两膜层；（2）相界面上气液两相呈平衡；（3）传质阻力集中在层流膜层内，两相主体中无传质阻力。3. 简述板式塔和填料塔的优缺点？答：同填料塔相比，板式塔当塔径较大时造价较低，易于取热和侧线抽出等；当塔径较小时，填料塔造价较低，分离效率高，压降较小，适用于小流量、腐蚀性、易发泡的物系。2005年硕士研究生入学考试试题B考试科目：化工原理 总7页 第1 页 总7页 第 2页4萃取剂量一定，采用单级萃取和三级错流萃取结果有何不同，为什么？答：萃取剂一定，采用三级错流萃取时的萃取效果要比单级萃取的效果好。因为三级错流萃取要经过三次相平衡，而单级萃取只经历一次相平衡，三级错流萃取的平均传质推动力比单级萃取的推动力大。5.造成离心泵汽蚀的原因有哪些？应采取何种解决方法？答：（1）离心泵的安装高度过高，应降低泵的安装高度；（2）被输送液体的温度太高，可考虑降低液体温度或降低泵的安装高度；（3）被输送液体上方的压力太低，可加大液体上方压力或降低泵的安装高度；（4）被输送液体的饱和蒸汽压太大，上述解决方案均可。三、计算题（100分）1.（20分）如图一冷冻盐水的循环系统。盐水的循环量为45m3/h，流体流经管路的压头损失，自A至B的一段为9m，自B至A的一段为12m。盐水的密度为1100kg/m3，求：（1）泵的功率为若干kw?设其效率为0.65。（2）若A处的压力表读数为1.5 kgf/m2，则B处的压力表读数应为多少Pa（表压）？ 解：（1）整个管路的压头损失为： （2）从A至B截面列柏努利方程， 2.（15分）拟用一板框压滤机在恒压下过滤某一悬浮液，要求经过3个小时能获得4m3滤液，若已知过滤常数K=1.4810-3m2/h，滤布阻力可以忽略不计，试求：（1）若滤框尺寸为1000mm1000mm30mm，则需要滤框几块？（2）过滤终了用水进行横穿洗涤，洗涤水粘度与滤液相同，洗涤压力与过滤压力相同，若洗涤水量为0.4 m3，试求洗涤时间。（3）若辅助时间为1小时，试求该压滤机的生产能力。 总7页 第 3页解：（1）根据恒压过滤方程，每个框的过滤面积为2m2，所以需要框数为：60/2=30个。（2）(3)3.（20分）有一套管换热器，用热水加热空气，内管为342mm的钢管，空气走管内，其流量为m1，由20被加热到50；热水走环隙，其流量为m2，温度由100冷却到70，逆流操作，假设流体在管内和环隙中的流动均为湍流流动，试问：（1）下列方程中的三个温度是否相等？各为多少？Q=m1cp1t1= m2cp2t2=KAtm（2）如改为并流操作，欲达到同样的出口温度，其平均温度差为多少？，管长需要作怎样的变化？（3）当空气流量增加一倍时，要达到同样的空气出口温度，提出以下两种方案：管长加长一倍；管子直径减小一倍。你认为哪种方案可行？哪种方案较好？(4)试通过计算结果定性分析说明何种方案更合理？解：（1）根据题给数据，三个温差如下：，此温差为冷流体（空气）的进、出口温差；，此温差为热流体（水）的进、出口温差；，此温差为换热器两端传热温差的对数或算术平均值。（2）如果由逆流改为并流操作，即管子长度应增加15%。（3）设管壁热阻及污垢热阻均不计，因为所以，（空气侧）管长增加一倍，由，得即管长只需增加15%便可完成任务，这一方案是较为可行的。管径减小一倍，由而传热面积：即传热速率提高了203%，能完成任务，但由于阻力增加，能耗也随之增加。4（25分）用板式精馏塔分离苯-甲苯二元混合物，进料流量为15000 kg/h，其中苯的含量为40.0 %（质量百分数，下同）。要求塔顶馏出液中苯的回收率达到97.1 %，塔釜液体中苯的含量不超过2.0 %。进料为饱和液体，塔顶采用全凝器，饱和液体回流。操作条件下的相对挥发度可取为2.47，苯的相对分子质量为78，甲苯的相对分子质量为92。（1）试求塔顶馏出液和塔底釜液的摩尔流量及摩尔组成各为多少？（2）试计算最小回流比？（3）如回流比为最小回流比的1.2倍，试求精馏段操作线方程，并指出斜率和截距各为多少？（4）如果塔内各层塔板认为是理论板，计算由塔顶数起第二块塔板流下的液体组成为多少？解：(1)将质量分率换算为摩尔分率： 由： 5（20分）拟在填料吸收塔中用纯水吸收空气-氨混合气体中的氨，混合气体中的氨浓度为yb=0.05(摩尔分数，下同)。要求氨的吸收率不低于95%，塔底得到的氨水的浓度不低于0.05。已知在操作条件下的气液相平衡关系为Y=0.95X(Y、X为摩尔比浓度)，试计算：(1)如用纯水吸收采用逆流操作，混合气体的摩尔流率为 0.02 kmol/(m2s)，总体积传质系数KYa=0.02 kmol/(m3s)，所需要的塔高为多少m？(2)如果采用部分吸收液再循环吸收的流程操作（如附图所示），新鲜吸收剂（纯水）与循环吸收液的摩尔流量之比L/LR =20，气体的流速不变，总体积传质系数KYa也近似为常数，所需要的塔高为多少m？(3)示意画出两种操作情况时的操作线图。总7页 第 4页总7页 第 5页代入数据： 解得：(2)由相平衡关系及进料组成（xF=0.44）计算进料的气相组成：最小回流比为：(3)适宜回流比为： R=1.2Rmin=1.21.25=1.5精馏段操作线方程： 精馏段操作线方程的斜率为：0.6，截距为：0.374。(4)塔顶采用全凝器时：由相平衡方程计算x1：解得：由精馏段操作线方程计算：再由相平衡方程计算x2：解得：5（20分）拟在填料吸收塔中用纯水吸收空气-氨混合气体中的氨，混合气体中的氨浓度为yb=0.05(摩尔分数，下同)。要求氨的吸收率不低于95%，塔底得到的氨水的浓度不低于0.05。已知在操作条件下的气液相平衡关系为Ye=0.95X(Y、X为摩尔比浓度)，试计算：(1)如用纯水吸收采用逆流操作，混合气体的摩尔流率为 0.02 kmol/(m2s)，总体积传质系数KYa=0.02 kmol/(m3s)，所需要的塔高为多少m？(2)如果采用部分吸收液再循环吸收的流程操作（如附图所示），新鲜吸收剂（纯水）与循环吸收液的摩尔流量之比L/LR =20，气体的流速不变，总体积传质系数KYa也近似为常数，所需要的塔高为多少m？(3)示意画出两种操作情况时的操作线图。(4)试通过计算结果定性分析说明何种方案更合理？解：(1)将摩尔组成换算为摩尔比组成：混合气体中惰性气体摩尔流率：吸收剂的摩尔流率：(2)采用部分循环时，吸收剂的组成为：（3）操作（4）通过计算可以看出，当有循环时，达到同样的吸收效果，需要塔高明显增高，因此，无循环的吸收操作更加合理。线示意图总7页 第6页总7页 第 7页中国石油大学（华东） 2006年硕士学位研究生入学考试试题B答案考试科目: 化工原理 总 6 页 第 1 页一、填空题（共30分，每空1分）： 流体在圆形直管内作层流流动时的速度分布是 抛物线 形曲线，摩擦阻力系数只与 Re 有关；作湍流流动时，是 /d及Re 的函数；若流动在阻力平方区，只与 /d 有关。 离心泵将低位敞口水池的水送到高位敞口水槽中，若改送密度为1200kg/m3、其它性质与水相同的的液体，则流量 不变 ，压头 不变 ，轴功率 变大 。 某降尘室有三层隔板，设气流均匀分布并为层流流动，颗粒沉降处于斯托克斯区。已知理论上能100除去的颗粒粒径为60m，则能90除去的颗粒粒径为 56.92 m。 聚式流化床不正常操作现象有 沟流 和 节涌 。 间壁两侧流体的传热过程，o、i相差很大（oi ），则K值接近 o ，传热管壁温接近 管内 流体的温度。 温度相差100的两灰体间进行辐射传热，现因某种原因，两者的温度各下降了10，则此时的辐射传热量与原来相比将 变小 。（填“变大”、“变小”、“不变”或“不确定”） 扩散通量JA等于传质通量NA的条件是： 等分子反向扩散 ；气体吸收属于 单向 扩散过程，此时JA NA（填“”、“”或“”），这是由于 总体流动 对传质速率产生的影响。 若S1、S2、S3分别为难溶、中等溶解度、易溶气体在吸收过程中的脱吸因数，吸收过程中操作条件相同，则应有S1 S2S3。（填“”、“”或“”） 某连续精馏塔中，若精馏段的操作线方程的截距为0，则回流比R为 ，馏出液流量为 0 ，操作线方程为 y=x 。 塔板负荷性能图由 液泛线 、 过量雾沫夹带线 、 漏液线 、 液体负荷过小线 、 降液管内液体停留时间不足线 五条线组成。 在单级萃取器中，用纯溶剂S萃取A、B混合液中的溶质A，测得平衡的萃取相与萃余相中组分A的质量分数分别为yA=0.37，xA=0.14，组分B、S可视为完全不互溶，则组分A的分配系数kA= 2.643 ，选择性系数= 3.608 ，萃取中，值均应 大于1 。二、分析简答题：（共20分，每题5分） 答：由连续性方程可知，并联前，管2内的流速较大，故管2内的阻力比较大，因此将管3并联在管2上时整个管路的总阻力下降较大，此时流量增大也较多，方案2有利。考试科目: 化工原理 总 6 页 第 2 页 答：过剩空气系数过大，致使烟气量增大，烟气带走热量增加，使下降； 炉体密封不严，致使大量空气进入炉膛，烟气量增加，使下降； 火嘴雾化燃烧效果不好，燃料燃烧不充分，使下降。 答：实验流程如图： 需要测定数据：入口真空表读数、出口压力表读数、流体流速或流量、流体温度、泵的转速、电机功率。 答：需要已知：回流比R；塔顶、塔底产品组成xD、xW；进料组成xF、进料热状况参数q；相平衡常数。考试科目: 化工原理 总 6 页 第 3 页三、计算题：（共100分，每题20分） 解：当一楼阀半开时，在1-1与2-2之间列柏努利方程： 即： 代入数据： （A） 同理，在1-1与3-3之间列柏努利方程，可得： （B） 由连续性方程： （C） 联立以上三式，试差解得：u1=3.47m/s u2=3.10m/s u3=0.37m/s 由以上计算结果可以看出，阀门半开时u3很小，可以假设阀门全开时三楼没有水流出，管路变为简单管路，在1-1与2-2之间列柏努利方程： 解得： u1=3.49m/s此时：而： E3EA，三楼没有水流出的假设是正确的。考试科目: 化工原理 总 6 页 第 4 页 解：以一个滤框为基准计算：将以上数据代入过滤方程：解得：=2384.2s=39.74min洗涤液体积VW=V/10=0.0267m3横穿洗涤时：生产能力：解：由热量衡算方程： 热负荷： W冷却水消耗量 kg/h以内表面积Ai为基准的总传热系数为Ki： 并流操作：m2逆流操作：m2考试科目: 化工原理 总 6 页 第 5 页因。 若逆流时采用的操作面积与并流时相同： Ai=6.84m2，则此时：tm=34.1设冷却水出口温度为t2，代入tm式，试差得： t2=46.7冷却水消耗量：kg/h逆流操作比并流操作可节省冷却水： 解：由于两塔的L、V相同，且两塔的填料层高度h相同，因此两个塔的HOG、NOG、S均相同，由 可知： 清水吸收：Xa=0，代入上式： 已知：yb=0.05，则：考试科目: 化工原理 总 6 页 第 6 页 解：已知：D=1kmol，列全塔的物料衡算： 泡点进料：xe=xF=0.6，全凝器，泡点回流：y1=xD=0.9精馏段的操作线方程：x2xF，故第二层板为进料板，精馏段只有一层理论塔板。提馏段的操作线方程：若进料板上的溶液组成仍为0.6，则上升的气相组成为：中国石油大学（华东） 2006年硕士学位研究生入学考试试题A考试科目: 化工原理 总 4 页 第 1 页注意：所有试题答案必须标明题号，按序写在专用答题纸上，写在本试卷上或草稿纸上者一律不给分。一、填空题（共30分，每空2分）： 在大气压为101.3103Pa的地区，某真空蒸馏塔塔顶真空表读数为9.81104Pa。若在大气压为8.73104Pa的地区使塔内绝对压强维持相同的数值，则真空表读数应为 Pa，相当于 kgf/cm2。 某一离心泵在运行一段时间后，发现吸入口真空表读数不断下降，管路中的流量也不断减少直至断流。经检查，点机、轴、叶轮都处在正常运转后，可以断定泵内发生了 现象；应检查进口管路有否 。 将降尘室用隔板分层后，若能将100除去的最小颗粒直径要求不变，则生产能力将 ，沉降时间 。（填“变大”、“变小”或“不变”） 流化床的操作气速范围是 ，在此气速范围内，床层压降保持恒定。质量为m的颗粒床层在截面为A的气固流化系统中，床层压降可近似为 。 通过三层平壁的定态传导过程，各层界面接触均匀，第一层两侧面温度为120和80，第三层外表面温度为40，则第一层热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的大小关系为：R1 R2R3。（填“”、“”、“=”或“无法确定”） 科希霍夫定律的形式是 ，能以相同的吸收率且部分地吸收由零到的所有波长范围的辐射能的物体称为 。 双组分气体A、B在进行稳定分子扩散时，JA及NA分别表示在传质方向上某截面溶质A的分子扩散通量与传质通量。当整个系统为单向扩散时（B为停滞组分），则有： ， 。（填“”、“”或“=”） 萃取操作选择萃取剂的基本原则为： 、 。（写出两条）二、分析简答题：（共20分，每题4分） 试述离心泵和往复泵在操作时的区别。 试述Lobo-Evans假定的主要内容。 画出塔板的负荷性能图，标明各条线的名称，并分析在板式塔的结构设计中，哪些因素考虑不周时，易发生降液管液泛现象，举出三个原因。考试科目: 化工原理 总 4 页 第 2 页 一精馏塔用以分离某二元理想混合液，进料量为F，组成xF，泡点进料，经过N块理论板分离后在塔顶、塔底分别得到组成为xD、xW的产品。现分别采取：冷液进料；将料液预热至汽液混合状态后进料。试分析对于改变后的进料热状况，能否采取调节回流比的方法达到同样的分离要求？三、计算题：（共100分，每题20分） 用离心泵将蓄水池内的常温水在定态流动条件下送至高位槽，操作状态下的流程如下图所示。采用573.5mm的无缝钢管，在图中水平管路上装有孔径为20mm的孔板流量计，用角接法安装的U形管压差计B测量孔板两侧的压差。由于工作上的需要，在A-A面上又设置了一个开口压差计A，通过其上RA的变化掌握A-A截面上的压强情况。两压差计均用汞为指示剂，其中RB=0.47m。压差计A左支管汞面上灌有一小段水（图中未标出），计算是可以忽略这段水柱。从蓄水池至A-A面间的管路长度为100m（包括全部的当量长度在内，下同），由截面AA至高位槽的管路长度为150m。水池与高位槽以及高位槽与水平管炉间的相对位置均示于图中，忽略系统中管路的进、出口阻力损失。已知：水的密度为1000 kg/m3，粘度为1Cp，汞的密度为13600kg/m3；管路可按光滑管处理；孔板流量计的流速可用下式求出： ，C0=0.60，视为常数。试求：管路中水的流速u，m/s；若离心泵的效率为0.8，求泵的轴功率；已知当截止阀全关时，压差计A指示剂两液面等高，且与其测压面AA中心线间的垂直距离为0.5m（图中未反映出），求操作条件下压差计A上的读数RA。考试科目: 化工原理 总 4 页 第 3 页 用板框过滤机进行恒压过滤碳酸钙水悬浮液，边长为800mm、厚度为50mm的正方形滤框共有15个。已测得在指定条件下的的过滤常数K=2105m2/s，qe=0.01m3/m2，滤饼体积与滤液体积之比为0.12。试求：滤饼充满滤框所需的过滤时间，min；过滤完毕后用1/10滤液体积的清水进行横穿洗涤，求洗涤所用的时间（洗涤的压强差和洗水粘度与过滤终了时相同）W，min；若每批操作的辅助时间为25min，求生产能力Q，m3/h。 某车间需将流率为30m3/h、浓度为10的NaOH水溶液由20预热至60，溶液走管程，然后加热压强为19.62kPa（表压）的反应器内，其流程如图所示。加热介质为127的饱和蒸汽。碱液管全部采用直径为763mm的钢管。当阀门全开时，管路、换热器及所有局部阻力的当量长度之和为330m。摩擦阻力系数可取为定值0.02。该车间库存一台两管成列管换热器，其规格为：列管尺寸：252mm长度： 3m总管数： 72根操作条件下，NaOH水溶液的物性常数为：密度=1100kg/m3，导热系数=0.58W/(m)，比热Cp=3.77kJ/(kg)，粘度=1.5cP。蒸汽冷凝传热系数为1104W/(m2)，该测污垢热阻为0.0003m2/W，忽略管壁和热损失。试求：库存换热器能否满足传热任务；若离心泵的特性曲线方程为：H = 41.17-0.007Q2，H的单位为m，Q的单位为m3/h，当碱液在上述管路中达到最大输送量时，求碱液的出口温度。（计算时总传热系数K、流体物性可视为不变） 某逆流吸收塔，用清水吸收混合气体中的氨。气体入塔浓度为7.6g/Nm3，混合气处理量为5520Nm3/h，要求氨的回收率为0.9。操作压力101.33kPa、温度30时的平衡关系为Y=2X，操作液气比为最小液气比的1.2倍，气相总体积传质系数KYa=0.06kmol/(m3h)，塔径为1.2m/s。试求：气相传质单元高度HOG，m；考试科目: 化工原理 总 4 页 第 4 页塔的填料层高度h，m；若该塔操作时，因解吸不良导致入塔水溶液的Xa=0.0005，其它入塔条件及操作条件不变，则回收率又为若干？在Y-X图上定性画出原工况及新工况（解吸不良）下的操作线与平衡线示意图。 设一连续精馏塔，塔板无穷多，塔釜间接蒸汽加热，塔顶全凝器，泡点回流。进料中含易挥发组分0.41（摩尔分率，下同），进料量为100kmol/h，以饱和蒸汽状态进入塔中部某适当部位。塔顶馏出液量为40kmol/h，浓度xD=0.95，体系的相对挥发度为2.5。试求：塔底残液的组成、回流比R； 若塔釜停止供应蒸汽，保持F、xF、q、D不变，求塔顶馏出液及塔底残液的组成。中国石油大学（华东） 2006年硕士学位研究生入学考试试题A答案考试科目: 化工原理 总 6 页 第 1 页一、填空题（共30分，每空2分）：在大气压为101.3103Pa的地区，某真空蒸馏塔塔顶真空表读数为9.81104Pa。若在大气压为8.73104Pa的地区使塔内绝对压强维持相同的数值，则真空表读数应为 8.41104 Pa，相当于 0.8576 kgf/cm2。某一离心泵在运行一段时间后，发现吸入口真空表读数不断下降，管路中的流量也不断减少直至断流。经检查，点机、轴、叶轮都处在正常运转后，可以断定泵内发生了 气缚 现象；应检查进口管路有否 泄漏 。将降尘室用隔板分层后，若能将100除去的最小颗粒直径要求不变，则生产能力将 变大 ，沉降时间 变小 。（填“变大”、“变小”或“不变”）流化床的操作气速范围是 umfuut ，在此气速范围内，床层压降保持恒定。质量为m的颗粒床层在截面为A的气固流化系统中，床层压降可近似为 mg/A 。通过三层平壁的定态传导过程，各层界面接触均匀，第一层两侧面温度为120和80，第三层外表面温度为40，则第一层热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的大小关系为：R1 = R2R3。（填“”、“”、“=”或“无法确定”） 科希霍夫定律的形式是 = ，能以相同的吸收率且部分地吸收由零到的所有波长范围的辐射能的物体称为 灰体 。双组分气体A、B在进行稳定分子扩散时，JA及NA分别表示在传质方向上某截面溶质A的分子扩散通量与传质通量。当整个系统为单向扩散时（B为停滞组分），则有： = ， 。（填“”、“”或“=”）萃取操作选择萃取剂的基本原则为 良好的选择性、分配系数大、溶剂易回收等 （写出两条）。 二、分析简答题：（共20分，每题4分） 答：离心泵：启动前要灌泵；关闭出口阀启动；操作中用出口阀调节流量；往复泵：启动前无需灌泵；全开旁路阀启动；操作时用旁路阀和出口阀共同调节流量。 答：将火焰和炽热烟气看成等温的发热面；将管排看成等温的吸热面；将炉墙看成全反射面。考试科目: 化工原理 总 6 页 第 2 页 答：如图：1、过量液沫夹带线2、漏液线3、液泛线4、液体负荷过小线5、降液管中液体停留时间不足线原因：板间距太小、开孔率太小、降液管截面太小、降液管底隙太小等。 答：冷液进料时，q1，设塔顶、塔底组成及回流比R不变，通过yx相图可知，此时达到同样的分离要求所需要的N1N，若要使N不变，采取减小回流比的方法可以同时满足要求。同理，气液混合进料时，0q1，可增大回流比，使N一定的情况下，达到同样的分离要求。三、计算题：（共100分，每题20分） 解： 流速： 管路中的流速： 取水池液面为11截面，高位槽液面为22截面，并以11面为基准水平面，在两截面简列柏努利方程：其中：z1=0，z2=15m，P1=P2=0（表压），u1=u20， 雷诺数： 应用光滑管的柏拉修斯公式计算： 代入柏努利方程： 质量流量：轴功率： 在A-A至2-2截面间列柏努利方程，以过A-A面中心线为基准水平面：考试科目: 化工原理 总 6 页 第 3 页其中：zA=0，z2=1m，P2=0（表压），uA=u=1.034m/s，u20因忽略了管路中的进、出口阻力损失，而能量与管长成正比，故可按比例算出：代入上式： （注：若从1-1列到A-A截面，可得到同样的结果）可看出，PA为正值，故压差计A的右支管汞面低于左支管，如图所示。由已知条件，截止阀全关时压差计内液面等高，且与A-A面中心线间的垂直距离为0.5m。操作条件下两液面相差RA，则右侧液面较静止时下降了RA/2高度，此时汞面与A-A面中心线间的垂直距离应为（0.5+ RA/2）m。在U型管A上取等压面EF，由静力学基本方程：于是： 解得： RA=0.372m 解：以一个滤框为基准计算：将以上数据代入过滤方程：解得：=2384.2s=39.74min洗涤液体积VW=V/10=0.0267m3横穿洗涤时：生产能力：考试科目: 化工原理 总 6 页 第 4 页 解：以换热器的传热能力进行核算：管内流速： 对数平均温差： Q供Q需，故换热器能够完成换热任务。 达到最大流量，实际上就是确定离心泵的工作点。先求管路特性曲线：与泵的特性曲线联立，解得： Q=32.74m3/h H=33.66m最大流量时： 即： 考试科目: 化工原理 总 6 页 第 5 页 解：进塔气体组成：惰性气体流量： Xa增大到0.0005后，S不变，HOG不变，NOG不变，则不变，即：吸收率：示意图：考试科目: 化工原理 总 6 页 第 6 页 解：全塔物料衡算： 当塔板无穷多时，回流比R=Rmin；露点进料：ye=xF=0.41停止供应蒸汽，V=0，即：此时只有精馏段，无提馏段，又因为塔板无穷多，故必有恒浓区，恒浓区可能处在两个部位，一是进料处，二是塔顶。若在塔顶，xD=1，但此时回流比R比原来减小了，塔的分离能力应该下降，xD不可能增大，因此恒浓点不会在塔顶，而在进料处，故：xW=xe=0.2175代入：解得：xD=0.699(xD也可按下式求出：)中国石油大学（华东）2008年硕士研究生入学考试试题B答案考试科目: 化工原理 总 7 页 第 页一、填空题（每空一分，共25分）：1、抛物线、0.5、2、离心泵入口处压力低到操作温度下输送液体的饱和蒸汽压，使得液体气化；1m3、滤饼层、过滤介质4、导热糸数小的5、2497.3Pa。6、膨胀节、浮头、U型管7、C、A 8、减少、增加、增加9、操作范围内平衡线为直线；操作范围内平衡线为直线；各种情况。10 、降低；增加。11、两相区；均相区；两相区二、简答分析题（共20分）1、（5分）答：如图所示，一个工作循环包括四个过程，分别为：压缩阶段；排气阶段；余隙膨胀阶段；吸气阶段考试科目: 化工原理 总 7 页 第 页2、（4分）答：定义：管式炉中实际入炉空气量与理论空气量之比：对加热炉热效率的影响：太小O2供应不足燃料燃烧不充分热效率太大烟气量烟气带走的热量热损失烟气中含氧量炉管表面氧化使用寿命所以加热炉操作时应在确保燃料完全燃烧的前提下，尽量降低过剩空气系数。3、（5分）答： (1)内容：恒摩尔汽化：在精馏塔精馏段内由每层塔板上升的汽相摩尔流率相等，在提馏段也是如此；恒摩尔溢流：在精馏塔精馏段内由每层塔板下降的液相摩尔流率相等，在提馏段也是如此。(2)成立条件：组分的摩尔汽化热相等或相近；汽、液相接触时由于温度不同而传递的显热可以忽略不计；塔的热损失可以忽略。4、（5分）答：分配系数k：一定温度下，溶质组分A在平衡的E相与R相中的组成之比，即：kA = yA/xa；选择性系数：k = 1时萃取操作可以进行，而=1使萃取操作不能进行。5、（6分）答：1过量雾沫夹带线 2过量漏液线（气相负 荷下限线） 33 液相负荷下限线 4 液相负荷上限线 (降液管超负荷线) 5液泛线 (每项1分)液泛或过量漏液(1分)考试科目: 化工原理 总 7 页 第 页三、计算题（共100分）1、（20分）解：单泵P1在最大流量条件下工作是系统的阻力（用m液柱表示）假设管路特性曲线方程为（Qe，m3/h）,即系统阻力为第二项的数值。管路特性曲线中第一项 （2分）由泵的特性曲线、管路特性曲线及最大流量为60m3/h可以计算得到：管路特性曲线中第二项系数B=3.12110-3，扬程H=25m。 （2分）单泵P1在最大流量时系统的阻力为： （1分）两泵并联操作时的最大输送流量。两泵并联的特性曲线方程可表示为：H=40-0.0015Q2（Q，m3/h） （1分）管路特性曲线仍为：（Qe，m3/h）； （1分）正常工作时H=He，Q=Qe （1分）。解方程组得两泵并联操作时的最大输送流量为：Q=70.24m3/h。 （2分）双泵操作时，若将流量增加至60m3/h，泵出口处压力表的读数；泵提供的扬程： （1分）由于泵的出口阀门与离心泵出口、出口阀与汇合点之间距离很短，吸入管路阻力可忽略不计，所以阻力项BQe2等于出口管阻力则： （1分）在如图中以1-1截面为基准水平面，1-2截面间列柏努利方程： （1分）其中：考试科目: 化工原理 总 7 页 第 页代入数据得： （1分）P1=2.665105Pa （1分）若用阀门调节流量，由于调节流量消耗在阀门上的轴功率。流量60m3/h时管路消耗的扬程H=28.44m： （1分）消耗在阀门上的扬程H=34.6-28.44=6.16m。 （2分）对应的轴功率为： （2分）2、（20分）解：过滤面积A=20.635226=20.9677m2 （2分）滤框总容积VC=0.63520.02526=0.2621m3 （2分）滤液体积滤框总容积VC/ C=0.2621/0.01787=14.80 m3 （2分）（3分） （3分）（3分）用转筒过滤机： （2分） （2分） （1分）考试科目: 化工原理 总 7 页 第 页3、（20分）解：变化前： （3分）其中： （2分） （2分）变化后： （3分）由热量衡算得出冷流体出口温度： （2分）其中： （2分） （2分） （2分） （2分）考试科目: 化工原理 总 7 页 第 页4、（20分）解：当=2.1时，所以5%，由 解得： =9.18由可知： 因填料层高度不变：=解得： （13分）气相量不变，不变，因填料层高度不变，所以NOG不变由 =2%解得： （7分）考试科目: 化工原理 总 7 页 第 页5、（20分）解：设进料量为F，由回收率及全塔物料衡算： （4分）塔顶进料，操作线方程为提馏段操作线方程：（4分）逐板计算法求理论板数：相平衡方程：由塔顶开始交替应用相平衡方程和操作线方程：故需要两块理论板，其中再沸器相当于一块理论板，塔体需要一块理论板。（5分）沿塔自下而上编号，除去再沸器，则有：由气相默弗里塔板效率：故经过一块实际板没有完成分离任务，按操作线方程继续求解： （5分）因此需要两块实际板才能完成分离任务。 （2分）中国石油大学（华东）2008年硕士研究生入学考试试题B考试科目: 化工原理 总 3 页 第 页注意：考生在本试题或草稿纸上答题无效。所有试题答案必须标明题号，按序写在专用答题纸上。以下是试题内容： 一、填空题（每空一分，共25分）：1、流体在圆形直管内滞流流动时，其速度分布是_ 型曲线，其管中心的最大流速为平均流速的_ ，縻擦糸数与的关系为_。2、离心泵气蚀现象产生的原因是 ；某离心泵的允许吸上真空度为5m，输送20的水。已知入口液面通大气，大气压强Pa=760mmHg，吸入管路中的全部摩擦阻力损失为4m，速度头可忽略，则其允许安装高度为 m。3、在过滤操作中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是_ _而不是_ _。4、用两厚度相同的材料保温时，往往把_ 的材料包在内层，以达到好的保温效果。5、将50千克的固体颗粒放在直径为50cm的容器中，用空气做流化剂。在正常流化阶段，该床层的压降为 Pa。6、消除列管式换热器温差产生的应力常用的有三种方法，即在壳体上加 、采用 结构或采用 结构。7、以下各物体表面温度相等且均一， 的辐射能力最大， 的辐射能力最小。A. 氧气和氮气各占50%的混合气体； B. 黑度为0.8的固体；C. 黑体； D. 二氧化碳气体8、当增大操作压强时，精馏过程中物糸的相对挥发度_,塔顶温度_,塔釜温度_。9、对于低浓度气体吸收操作，在求传质单元数时，解析法的适用条件是_，对数平均推动力法的适用条件是_， 图解积分法的适用条件是_ _。10 、精馏塔结构不变，操作时若保持进料的组成、流率、热状况及塔顶流率一定，只减少塔釜的热负荷，则塔顶组成_ _,塔底组成_ _。11、溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，曲线以内为_，曲线以外为_，萃取操作只能在_内进行。考试科目: 化工原理 总 3 页 第 页二、简答分析题（共25分）1、（5分）图示回答压缩机的一个工作循环过程。2、（4分）什么是过剩空气系数？试分析过剩空气系数对加热炉热效率的影响。3、（5分）请写出恒摩尔流假定的内容及其成立的条件。4、（5分）萃取中分配系数k及选择性系数的定义是什么？k=1及=1两种情况下萃取操作能否进行？5、（6分）右图为一实际塔板的负荷性能图，图中P点为设计操作点。按图中所标顺序依次写出包围塔板适宜工作区域的五条线的名称；若该塔板所在塔欲调整处理量，请问首先可能出现的不正常现象是什么。三、计算题（共100分）1、（20分）如附图所示，用效率为75%的离心泵P1将水由储槽A处输送至密闭罐B内，已知泵P1的特性曲线方程可以表达为：H=40-0.006Q2（Q，m3/h），该系统的最大输送能力为50m3/h，管路尺寸均为1084mm。假定所有的流动均处于完全湍流区；两泵的出口阀门与离心泵出口距离、出口阀与汇合点之间距离很短，吸入管路阻力可忽略不计。试求：单泵P1在最大流量条件下工作时系统的阻力（用m液柱表示）；（5分）由于装置调整需增大流量，将原来备用泵P2启用（P1、P2型号相同），两泵并联操作时的最大输送流量；（5分）双泵操作时，若将流量增加至60m3/h，泵出口处压力表的读数；（5分）若用阀门调节流量，由于调节流量消耗在阀门上的轴功率（5分）。考试科目: 化工原理 总 3 页 第 页2、（20分）用有26框(63563525mm)的板框过滤机在3.04105Pa压差下恒压过滤饼液比为0.01787的悬浮液，滤饼充满滤框时结束过滤。K=1.67810-4m2/s，Ve=0.4557m3；过滤完毕用水洗涤，洗水粘度和洗涤压差与过滤终了时同，洗水为滤液体积的10%，辅助操作时间15min，滤饼不可压缩，算该过滤机生产能力Q。（15分）若用1台浸没度为0.4，过滤面积与压滤机相同的真空转筒过滤机在0.3atm的真空度下完成相同的过滤任务，试计算过滤机的转速。（5分）3、（20分）在一套管换热器中用水冷却热油。换热器管长为3m；两流体在换热器中逆流流动。热油被由170冷却至100；冷却水的进出口温度分别为15和25。若采用加长换热器管长的方法是热油的出口温度降至70，试计算管长应增加多少米。假定在前后两种情况下热油和冷却水的流量、物性参数、进口温度均不发生变化；换热器除管长外，其他尺寸也不变；换热器的热损失可忽略不计。4、（20分）某吸收塔在101.3kPa，293K下操作，用清水吸收混合气中的丙酮，已知，过程受气膜控制，当L/V=2.1时，丙酮回收率。试求：若气体流率增大20%，而液量及两相进口浓度不变，求丙酮回收率；（13分）气相量及液相进口浓度不变，采用增大液量的办法使提高到98%，问清水用量应增加为原用量的几倍？（7分）5、（20分）含氨5%（摩尔分率，下同）的水溶液，预热至泡点后送入一精馏塔顶以回收其中90%的氨，塔釜用再沸器间接加热，排出废液中含氨小于1%。已知操作范围内的相对挥发度为6.5。试求：塔顶馏出液组成xD；（4分）塔的操作线方程；（4分）所需的理论板数；（5分）如果该塔由若干块实际塔板组成，每一块实际塔板的气相默弗里板效率为0.45，求该塔除加热釜外尚需几块实际塔板？（5分）该塔的全塔效率ET。（2分）中国石油大学（华东）2008年硕士研究生入学考试试题A考试科目: 化工原理 总 4 页 第 页注意：考生在本试题或草稿纸上答题无效。所有试题答案必须标明题号，按序写在专用答题纸上。以下是试题内容： 一、填空题（每空1分，共25分）：1、经内径为158mm的钢管输送运动粘度为90m2/s的燃料油，若保持油品作层流流动，则最大流速不能超过_。2、往复式压缩机的余隙系数=_，_，则增大，生产能力_。3、沉降操作是指在某种_ _中利用分散相和连续相之间的_使之发生相对运动而实现分离的操作。沉降过程有_ _和_ _沉降两种方式。4、在平壁稳定热传导过程中，通过三层厚度相同的材料，三层间的温度差变化是依次降低，则三层材料的导热系数的大小顺序是_。5、沸腾传热可分为三个区域，分别是_、_、_ 。应维持在_区内操作。6、灰体的辐射能力_ _同温度下黑体的辐射能力。灰体的吸收率_ _灰体的黑度。7、在连续精馏塔中，其它条件均不变时，仅加大回流，可以使塔顶产品_ _，若此时加热蒸汽量V不变，产品量D将_。若在改变R的同时，保持塔顶采出量不变，必需增加蒸汽用量，那么冷却水用量将_ _。8、所谓气膜控制，即吸收总阻力集中在_ _一侧，而_一侧阻力可忽略；如果吸收质气体属于难溶气体，则此吸收过程是_ _控制。9、萃取操作的依据是_。萃取操作选择溶剂的主要原则是_、_、_。考试科目: 化工原理 总 4 页 第 页二、判断题（正确的打，错误的打，每题1分，共5分）：1、用雷诺准数来判断流体的流动形态时，在SI制中属层流范围，在cgs制中则属湍流范围。 （ ）2、沉降器的生产能力与沉降速度及沉降面积有关，与沉降高度无关。 （ ）3、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液量不断增加，生产能力也不断增加。 ( )4、多层导热时，其总传热推动力为各层推动力之和，总热阻也为各层热阻之和。( )5、黑体、镜体、和灰体都是理想化的物体，在自然界中并不存在。 ( )三、简答分析题（每题5分，共20分）1、采用多级压缩的优点有哪些？2、单层圆筒壁的内、外半径分别为和，壁表面温度分别为和，若，试写出圆筒任意半径r处的温度表达式？3、画出单级萃取操作相图。4、板式塔塔板上造成液面落差的原因有哪些？如何防止？四、计算题（共100分）1、(20分)如图所示，用效率为65%的离心泵将水由敞口水池输送至敞口高位槽E和F，调节阀门V2（E、F内液面高度保持不变），使R1降为零时，D点压力表读数为0.05MPa。现重新调节阀门V2，使离心泵入口真空表B的读数为12kPa，与孔板流量计相连接的U形管压差计读数R2=400mmHg，求此时泵的轴功率。已知：各管段直管及所有局部阻力的总当量长度如下表。各段管路的摩擦阻力系数均取为0.03，孔板流量计的孔径为25mm，流量系数Co=0.625，流量计算公式为：。其他数据见附图。管段代号ABCDDEDF管规格/mm10841084763.5763.5总当量长度/m58030-考试科目: 化工原理 总 4 页 第 页2、（20分）用一板框压滤机在2kgf/cm2的表压下对某悬浮液进行恒压过滤。在该操作压力下，过滤常数为K=1.510-5 m2/s，滤饼与滤液的体积比为0.12m3/m3，整理、装卸等辅助时间为30min。过滤30min时所得滤液体积5m3。滤饼不可压缩，过滤介质阻力可以忽略不计。试求：压滤机的过滤面积A；（6分）若用滤液体积1/8的洗液在相同的压力下对滤饼进行横穿洗涤，洗液与滤液粘度相同，求在一个最佳操作周期中所获得的滤饼体积；（8分）将过滤和洗涤的操作表压力降到1kgf/cm2，其它条件不变，最大生产能力为原来生产能力的倍数；（6分）3、（20分）现有一单程列管式换热器，管子尺寸192mm，管长为3.0m，共有40根，拟用来将2104kg/h的苯从20加热到55，壳程（管外）为130的水蒸气冷凝。管内苯侧的污垢热阻为Ri=8.510-4 m2K/W，管外的污垢热阻及换热器热损失忽略不计。试求： 换热器的总传热系数Ko，W/(m2K)；（7分）判断该换热器是否可用；（6分）若使用上述换热器，实际操作过程中苯的出口温度；（3分）操作过程中可以采取哪些措施使苯的出口温度达到原工艺要求。（4分）已知：管材的导热系数为45 W/(mK)；水蒸汽的冷凝传热系数o为104W/(m2K)定性温度下苯的物性参数可视为常数：密度=900kg/m3，粘度=0.47cP，定压比热CP=1.80kJ/(kgK)，导热系数=0.14 W/(mK)。4、（20分）有一填料逆流吸收塔，在101.3kPa的压力下用清水吸收空气中的氨，进口气体中含氨6%（体积分率），要求吸收率达到99%，混合气体流率为21.28kmol/(m2h)，进口清水流率为50 kmol/(m2h)，填料层高度为4.6m，已知操作条件下的相平衡关系为Y*=0.9X，气相总体积传质系数KyaP 。试求：出口尾气的组成Ya；（4分）操作液气比为最小液气比的多少倍？（4分）气相传质单元高度HOG和气相传质单元数NOG；（6分）其他条件不变，若操作压力增加一倍，要保持原来的吸收率，填料层高度应变为原来的多少倍？（6分）考试科目: 化工原理 总 4 页 第 页5、（20分）在常压下采用精馏的方法分离进料量为100kmol/h，进料组成为0.35（摩尔分率，下同）的苯、甲苯混合物，泡点进料，要求塔顶馏出液中苯含量不低于0.95，其回收率不低于98%，塔顶设全凝器，泡点回流，操作回流比为最小回流比的1.4倍，塔底设一釜式再沸器，苯对甲苯的相对挥发度为2.47。试求：塔底产品组成xWw；（5分）操作回流比R；（5分）将再沸器视为一块理论板，求再沸器入口液体组成及出口气相组成；（6分）在回流比R=2.5的实际工况条件下，在精馏段取2个取样点，取样点间有4块实际塔板，取样点所在板上的气相组成分别为：第j板：yj=0.825；第j+3板：yj+3=0.66，试求该塔段的总板效率ET。（4分）