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江南大学食品学院食品科学与工程专业
802
化工原理（含实验）
重点、难点及模拟测试题
目
录
第一部分专业课考试科目剖析
.
... .................................................. .................................................
2
第二部分
知识点串讲
.
............... .................................................. .................................................. .
3
一、
流体流动
.
................................... .................................................. ...........................................
3
二、流体输送机械
.
................................................. .................................................. .......................
3
三、非均相物系的分离
.
...... .................................................. .................................................. ........
4
四、传热
.......... .................................................. .................................................. .............................
4
五、蒸馏
....................................... .................................................. ..................................................
4
六、吸收
................... .................................................. .................................................. ....................
5
七、液液萃取及干燥
.
....... .................................................. .................................................. ...........
5
第三部分
应试技巧
.
................ .................................................. .................................................. ....
6
第四部分模拟测试题及答案
< p>.
........................................ .................................................. ................
7
2012
年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（一）
........................................... ...........
7
2012
年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（二）
........................................... .........
10
2012
年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（三）
........................................... .........
13
2012
年攻读硕士学位研 究生入学考试模拟试题（一）答案解析
....................................
16
2012
年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（二）答案解析
....................................
19 < /p>
2012
年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（三）答案解析
....................................
23
第一部分专业课考试科目剖析
一、考试题型
填空：
30
分
计算：
30
分
*4=120
分
二、考试重点
主要是三传：动量传递、
传热、
传质，其中动量传递对应着课本上的流体流动和其输送
机械
泵，
传热对应着课本上的传热章节，
而传质则对应于课本上的蒸馏、
吸收及干燥等内容。
三、科目剖析
化工
原理是化工及相近专业的综合性技术专业基础主干课程，
理论与实际紧密相连，
在
化学工程与工艺专业课程设置中占有重要的地位和作用。
根据以往化工原 理的考试大纲，
主
要内容是流体流动与输送机械、非均相物系的分离、传
热、蒸馏、吸收、萃取及干燥等单元
操作，
利用这些单元操作概念和公式 去解决工程问题，
所以复习中，
重点要放在对概念的理
解
和对公式的应用上。
在考试过程中，
也会遇到把多个单元操作结合起来的现象，< /p>
这就增加
了些难度，常被视为难点，但只要从各个单元操作着手，问题还是
会很快迎刃而解的。
第二部分
知识点串讲
一、
流体流动
1
、公式：
静力学方程：
P=P
0
+ρgh
连续性方程：
u
1<
/p>
A
1
ρ
1
=u
2
A
2
ρ
2
（稳态流动）
u
1
A
1
=u
2
A
2
（不可压缩流体）
u
1
d
1
2
=u
2
d
2
2
（圆管）
伯努利方程：（三种形式）
阻力公式：包括直管阻力和局部阻力
2
、重要概念：
连续性介质模型、等压面、牛顿黏性定律、牛顿型流体与非牛顿型流体
黏度及其影响因素、雷诺数、流动类型
层流与湍流的本质区别
量纲分析法本质
边界层概念
设备及仪表等
二、流体输送机械
1
、离心泵（重点）：
结构、工作原理
影响特性曲线的因素
流量调节
泵的组合操作
安装高度
气缚、气蚀现象
2
、往复泵（与离心泵对比）：
工作原理、特性曲线的形状、流量调节方法、安装
3
、通风机（与离心泵对比）：
主要性能参数：风量、风向、功率、效率
特性曲线的形状
三、非均相物系的分离
1
、过滤
：
过滤速度公式
洗涤速度公式
恒压过滤方程
恒速过滤方程
重要概念：滤浆、滤饼、过滤介质、滤液、生产能力
设备：板框机、叶滤机、转筒真空过滤机
2
、沉降：
自由沉降的斯托克斯公式
离心沉降的速度公式
重要概念：自由沉降、离
心沉降、沉降速度、影响沉降速度的因素、离心分离因素
设备：沉降室、旋风分离器
四、传热
基本概念：
热阻与温度差成正比
若稳态导热则：平壁的各层热通量相同，而圆筒壁的热通量不同
对流传热的主要热阻集中在层流底层内，影响因素很多
蒸汽冷凝方式
冷凝的影响因素
液体沸腾的方式、沸腾曲线、影响沸腾的因素
辐射传热的一些基本概念
五、蒸馏
1
、平衡蒸馏
理论板概念以及恒摩尔流假定
物料衡算和操作线方程
进料热状况的影响
回流比的影响和选择
塔高和塔径的计算
2
、其他蒸馏
简单蒸馏
复杂蒸馏
间歇蒸馏
特殊蒸馏：恒沸蒸馏、萃取蒸馏等
六、吸收
1
、吸收
气体吸收的相平衡关系
相平衡关系在吸收过程中的应用
传质机理和吸收速率
吸收过程的机理
吸收速率方程
吸收塔的计算
影响吸收过程因素分析
2
、解吸
七、液液萃取及干燥
1
、液液萃取
萃取的基本原理
三元体系的液液相平衡
萃取过程的计算：单级萃取、多级错流萃取、多级逆流萃取等
2
、干燥
干燥的原理及必要条件
湿空气的性质以及湿焓图
干燥过程的物料衡算与热量衡算
固体物料在干燥过程中的平衡关系和速率关系
第三部分
应试技巧
一、合理规划日程表
化工原理属于理工科类的，
做题需要静下心来投入的做，
所以复 习时可以把自己学习效
率最高的时段安排来复习化工原理，
并且要保证每 天都看化工原理的知识或做相关的题。
也
就是说，定一个复习计划，要有
集中的时间和安静的环境，尽量减少干扰，
保证能集中注意
力。
二、复习要诀
复习要围绕一个中心内容来进行。
从 内容上来说不要超越教学大纲，
也不要离开教材范
围；每次复习的内容不
要太多，要适当。
要做好复习的前期准备工作。平时要利用零星时间，
把与复习有关的书、笔记、作业试
卷、参考题准备好，以便复习时综合比较，避免浪费时间。
认真做好复习笔记。
在复习中应及时把自己思考总结出的完整而系统的知识记下尽量简
明，有的可
用图表。
汇总起来，
就是编织的知识之网。由厚厚一本书变成薄薄几页纸上的东< /p>
西，既起到提纲挈领又有利于下次复习，强化记忆的作用。
用回忆法进行复习。
在复习每个具体问题时，
最好先独立想一想再看书；
在复习每第二
个章节时，
最好先把前面的回忆一下。
在全面复习完后，
最好把整个的知识点在脑中过一次
电影。
要适当看点题，
做点题。
在复习知识的同时再做些题目练一练。
做题时应先回忆解题思
路。做题应围绕复习的中心选题，题目宜精不宜多，应注意题目的类型和综合性。
三、其他准备
复习过程中要注意作息，首先要保证以一个好身体投入复习，其次要保持良好的心态，
积极地投入复习，尽量少受周围不良情绪的影响。
第四部分模拟测试题及答案
2012
年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（一）
考试科目：化工原理（含实验）
共
3
页
（所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效）
一、概念题（
30
分，每空或每选择
1.5
分 ）
1
、
SI
制中黏度的 单位为
__________,
其物理意义为
_________ ____
。
随温度的升高，液体的黏度
________ __,
气体的黏度
_____________
。
2
、
某孔板流量计，
当水流量为
q
V
时，
U
型压差计读数
R=600mm
（指
示液
?
0
?
3000
kg
/
m
3
）
，若改用
?
0
?
6000
kg< /p>
/
m
3
的指示液，水流量不变，<
/p>
则读数
R
变为
_____________ mm
。
3
、用板框过滤机在恒压下过滤 悬浮液。若滤饼不可压缩，且过滤介
质阻力可忽略不计。
当其他条件不变，
过滤面积加倍，
则获得的滤液量为原来的
< p>_____
倍；
当其他条件不变，
过滤时间减半，
则获得的滤液量为原来的
_____
倍；
当其他条件不变，
过滤压强加倍，
< p>则获得的滤液量为原来的_____
倍。
4
、难溶气体的吸收过程属于
________
控 制过程，传质总阻力主要集
中在
_______
侧，提高 吸收速率的有效措施是提高
________
相流体的
流
速和湍动程度。
5
、萃取是利用原料液中各组分
_____
的差异而实现分离的单元操作。
6
、空气在进入干燥器前必须预热，其目的是
________
和< /p>
_________
。
7
、物料的平衡水分
______
结合水分（一定是、不是、不一定是）
< p>。
8
、
精馏塔板负荷性能图中包含 的
5
条线是
______
、
___ ____
、
_______
、
_____
___
、
_______
。
二、
（
30
分）水以
60 m
3
/h
的流量在一倾斜管中流过，此管中内径由
100 mm
突然扩大到
200 mm
，
A
、
B
两点的垂直距离为
0.2 m
。在
< p>此两点间连接一
U
型压差计，指示液为四氯化碳，其密度为
1630
kg/m
3
。若忽视阻力损失，试求：
（
1
）
U
型管两侧的指示液液面哪测
高，相差多少毫米？（
2
）若将上述扩大管道改为水平放置，压差计
的
读
数
有
何
化？
三、（
30
分）在逆流操作的单程管壳式换热器中，热气体将
2.5 kg/s
的水从
35
℃加热到
85
℃
。
热气体温度由
200
℃降到
93
℃。
水在管内
< p>流动。已知换热器的总传热系数为
180W/(m
2
*
℃
)
，水和气体的比热
容分别为
4.18KJ/
（
kg*
℃）和
1.09KJ/(kg*
℃
)
。若水的流量减小一半，< /p>
气体流量和两流体进口温度均不变，试求：
变<
/p>
（
1
）水和空气的出口温度；
（
2
）传热量减小的百分数。
四、（
30
分）在填料塔内逆 流吸收空气
-
氨混合气中的氨，进塔气中
含氨
（体积）
，
要求回收率
?<
/p>
为
0.96
，
气相流率
V< /p>
为
0.35kg/(m
2
*s)<
/p>
。
采用的液气比为最小液气比的
1.6
倍， 平衡
关
系
为
y
< br>*
?
0
.
92
x< /p>
，
总
传
质
系
数
K
y
?
为<
/p>
0.043kmol/(m
3
*s)
。试求：
（
1
）塔底液相浓 度
x
1
;
（
2
）所需填料层高度
Z
。
五、（
30
分）已知某精馏塔 操作以饱和蒸汽进料，操作线方程分别
如下：
精馏线：
y
?
0
.
714 3
x
?
0
.
2714
，提馏线：
y
?
1
.
25
x
?
0
.
01
，试求该塔操
作的回流比、进料组成及塔顶、塔底产品中轻组分的摩尔分
率。
2012
年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（二）
考试科目：化工原理（含实验）
共
3
页
（所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效）
一、概念题（
30
分，每空或每选择
1.5
分 ）
1
、用孔板流量计测量流体流量时，随流量的增加， 孔板前后的压差
值将
______;
若改用转子流量计， 则转子前后压差值将
__________
。
< br>2
、离心泵开启前必须先灌泵，其作用是为了防止
_______
，而后需关
闭出口阀再启动，其目的是
___________< /p>
；离心泵的安装高度不当，
会发生
__________< /p>
。
3
、在相同的操作压力下，当洗涤液与 滤液的黏度相同时，板框式过
滤机的洗涤速度
(
dV
dV
)
W
是最终过滤速度
(
)
E
的
_______
，其原因是洗
dt
dt
涤液通过的滤饼层厚度和面积分别是过滤终了时的
______
和
______
。
4
_____
沸腾和
_____
沸腾之分，工业上的沸
腾传热装置一般是按
______
沸腾设计的。
5
、
物料的平衡 含水量取决于
___
和
____
，
而结合水分量仅
____
与有关。
6<
/p>
、
恒定干燥条件下，
物料的干燥过程通常分
____ _
和
_____
两个阶段，
其分界处物料
的含水量称为
______
。
7
、塔板上的气液接触状态有
_____
、
_____
和
_______
三种。
二
、
（
30
分）两贮罐中均装有密度为
800 kg/m
3
的油品，用一根管路
连通
（见图）
。
两贮罐的直径分别为
1 .2 m
和
0.48 m
，贮罐
1
< p>中的真
空度为
1.2*10
4
Pa
且维持恒定，
贮罐
2
与大气相 通。
当阀门
F
关闭时，
贮罐
1
、
2
内的液面高度分别是
2.4
m
，
1.8
m
。试判断阀门 开启后
油品的流向，并计算平衡后两贮罐新的液面高度。
三、
（
< p>30分）一列管式冷凝器，换热管规格是
?
25
mm
?
2
.
5
mm
，其有效
长度为
3.0m
。 冷凝剂以
0.7m/s
的流速在管内流过，其温度由
20
℃升
至
50
℃。流量为
5000k g/h
，温度为
75
℃以饱和有机蒸汽在壳程冷凝
为同温度的液体后排出，
冷凝潜热为
310KJ/kg
。
已测得蒸汽冷凝传热
系数为
800 W/(m
< p>2
*K)
，冷却剂的对流传热系数为
250 0 W/(m
2
*K)
。冷
却剂侧的污垢热阻为
0.00055
m
2
*K/W
，蒸汽侧污垢热阻和管壁热阻
忽略不计。
试计算该换热器的传热面积，
并确定该换热器中换热管的
总根数
及管程数。
四、
（
30
分）有一吸收塔，填料层高度为
3m
，在常压、
20
℃用清水
来吸收氨和空气混合气体中的氨。吸收率为
99%
< p>，进口气体中含氨
6%
（体积百分数）
，进口气体速 率为
580kg/m
2
*h
，进 口清水速率为
770kg/m
2
*h<
/p>
，假设在等温条件下逆流吸收操作，平衡关系
y
e
?
0
.
9
x
，
且
K
G
< br>?
与气体质量流速的
0.8
次方成正比，分别计算 改变下列操作条
件后，达到相同分离程度所需填料层高度。
< p>
（
1
）将操作压强增加一倍（
P=202.6kPa
）
，其他条件不变。
（
2
）将进口清水量增加一倍，其他条件不变。
（
3
）将进口气体流量增加一倍，其他条件不变。
五、（
30
分）苯、甲苯双组 分混
合液用如图所示的设备进行常压
连续蒸馏操作，
原料以其泡点温度直接加入设有
盘管式加
热器的塔釜中，进料量
为
100kmol/h
，
进料中苯的摩尔分
数为
0.7
。
要 求塔顶产品中苯的摩尔分数不低于
0.8
，
塔顶采用分凝器，
它将
50%
的塔顶蒸汽冷凝后作为回流液返回塔内。
已知体系的相对挥
发度为
2.46
。问塔顶、塔底 产量为多少？并求该塔操作线方程。
2012
年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（三）
考试科目：化工原理（含实验）
共
3
页
（所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效）
一、概念题（
30
分，每空或每选择
1.5
分 ）
1
、有一并联管路，其两支管的流量、流速、管径、 管长及流动能量
损失分别为
q
V
、
u
1
、
d< /p>
1
、
l
1
、
W
f
和
q
V
2
、
u
2
、
d
2
、<
/p>
l
2
、
W
f
。已知
d
1
=2d
2
，
1
1
2
l
1
=3l
2
，流体在两支管中均为层流流动，则
W
f
/
W
f
< br>=____________
，
1
2
q
V
1
/
< br>q
V
2
=____________
，
u
1
/u
2
=_________
。
2
、现用离心泵向高压容器输送液体，若将高压容器改为常压，其他
条件不
变，则该泵输送的液体量
__________
，轴功率
____ ______
。
3
、
在 下列各因素中，
与过滤常数
K
无关的是
_____ ____
和
_________
。
滤液的黏度；滤浆的浓度；滤饼的压缩性指数；过滤面积；滤饼
层的空隙率；
滤饼层的厚度
4
、降尘室和旋风分离器的临界颗粒直径 是指
__________________
。
5
、饱和蒸汽冷凝时，壁温与饱和蒸汽的温差越大，则冷凝传热系数
越
______
。
6
、某精馏塔精馏段内相邻两层理论板，离开上层板的气相露点温度
为
t
1
，液相泡点温度为
t
2
；离开下层板的气相露点为
t
3
，液相泡点温
度为
t
4
。试按从大到小的顺序将以上
4
个温度排列
_____ ________
。
7
、以空气作为湿 物料的干燥介质，当所用空气的相对湿度增大时，
湿物料的平衡含水量相应
____
，自由含水量相应
______
。
< /p>
8
、恒速干燥阶段又称为
_____
，影响 该阶段干燥速率的主要因素是