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）： １６． Ｂ １７． Ａ、Ｃ １８． B １９． D
２０． 减小、增大 ２１． D
２２． 等分子反向扩散；单向扩散；单向扩散 ２３． A、A、A ２４． B、C ２５． C
２６． 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６０分） １．（10分）
解：①（5分）以O-O’为基准，1～2面间列柏努利方程：
P1=100kPa, P2=60kPa Z1=10m, Z2=0 u1=0, u2未知
0?10?100000?u22?0?60000??H
1000?9.812g1000?9.81f其中：
22u2300u2 ?Hf?0.03? ?900.12g2g2u2所以： 91?14.08
2gu2=1.742m/s
Q1??
d2u2?0.785?0.12?1.742?0.01367m3/s 4?49.2m3/h②（5分）高位槽停止供水时：
100000P3?P1??PAD??10?20.19mH2O
1000?9.8160000P2??6.12mH2O
1000?9.813～2面间列柏努利方程：
u2u2200u2 0?20.19??0?6.12??0.03??2g2g0.12gu=2.145m/s
Q2?0.01684m3/s?60.6m3/h
２．（１０分）
解：①（6分）此为低粘度流体在圆直管内强制对流的情况。
12.751G??11.279kg/m2s 23600?0.785?0.020.02?11.279Re?dG/???1.15?104 ?30.0196?10Pr?Cp?/??1005?0.0196?10?3/0.0276?0.714 L/di?87.5 故：
??i?0.023Re0.8Pr0.4di
0.80.0276??0.023?1.15?104??0.7140.4?49.16w/m2K0.0212.751②（4分）Q?m2Cp2(t2?t1)??1005?(60?20)?142.W
3600Ao??doL?3.14?0.025?1.75?0.1374m2
11Ko???39.17W/m2K
12511do1???idi?o49.1620104Q142.4?tm???26.5℃
KoAo39.17?0.1374３．（１５分）
①（4分）因L/V=m，故：
?ym??y1??y2
y?y2y?y20.06?0.01NOG?1?1??5
?ymy2?mx20.01 ②（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：
'''y1?y2y1?y20.06?y2' NOG????10 ''?ymy2y2'?0.00545 y2③（6分）HOG?0.3V?V0.3 Kya两塔并联组合时，每一个塔的单元高度为：
?1?H???HOG
?2?每一个塔的传质单元数为：
NH5'?OG'OG??6.156 NOGHOG0.50.3'OG''0.06?y2有 ?6.156 ''y2''?0.00838 y2 ４．（15分）
④ (5分)D=40kmol/h, W=60kmol/h
xR?0.8以及D?0.16 R?1R?1有R=4 xD=0.8
L=RD=160kmol/h V=(R+1)D=200kmol/h
L’=L=160kmol/h V’=V-eF=200-100=100kmol/h
100?0.35?40?0.8xW??0.05
6016060ym?1?xm??0.05?1.6xm?0.03
100100⑤ （5分）x1=0.7 y2=0.8x1+0.16=0.72
2.5?0.7?y1??0.854
1?1.5?0.7y1=xD=0.8
y?y20.8?0.72EMV?1??0.599 ?y1?y20.854?0.72
③（５分）塔板数无穷多、R=4不变时， xD＝1
W=L=4D 故有 5D=100 D=20kmol/h W=80kmol/h 20?80xW?100?0.35 xW=0.1875 ５．（10分）
①（5分）XF?
XN?0.1?XN?0.1XF?0.1?0.428?0.0428 XFA?0.428 B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：
B?1.22?Smin?0.820B Smax B?0.7F
?0.574 则：SFmin?0.689 ②（5分）若 S?1.2SFFmin 则：B?1.016
S 操作线方程为：
Y?B?X?XN??1.016X?0.0435
S 如图：找出B点，连接BC即为 此时的操作线，用图解法得：N=3
????????????
