一、選擇與填空（共30分）
1.如圖所示的流動系統，當閥門C的開度增大時，流動系統的總摩擦阻力損失Σhf將 ，AB管段的摩擦阻力損失Σhf，AB將____（2分）
2.三只長度相等的并聯管路，管徑的比為1:2:3，若三只管路的流動摩擦系數均相等，則三只管路的體積流量之比為____（2分）
A、1:2:3 B、1:3:9 C、1:24:39 D、1:4:9
3.如圖所示的清水輸送系統，兩液面均為敞口容器。現用該系統輸送密度為1200kg/m3的某溶液（溶液的其他性質與水相同），與輸送清水相比，離心泵所提供的壓頭 ，軸功率____（2分）
A、增大 B、減小 C、不變 D、不確定
4.如圖所示為某流動系統的豎直圓管段部分，當清水的平均流速為50mm/s時（此時管內為層流），管軸心處的某剛性球形固體顆粒由A截面到達B截面的時間為20s；當平均流速為30mm/s時，該固體顆粒在管軸心處由A截面到達B截面的時間為 。（2分）
5.板框過濾機采用橫穿洗滌法洗滌濾餅，其洗滌操作的特征是：洗液流經濾餅的厚度大約是過濾終點濾餅厚度的 倍；洗液流通面積是過濾面積的 倍。（2分）
A、1 B、0.5 C、2 D、4
6.一維穩態溫度場傅立葉定律的表達式為 。（2分）
7.在傳熱計算中，平均溫度差法往往用于 計算，傳熱單元數法往往用于 計算。（2分）
A、設計型 B、核算型 C、設計型和核算型
8.操作中的精餾塔，若保持F、xF、q、R不變，減小W，則L/V ，L’ 。（2分）
A、減小 B、不變 C、增大 D、不確定
9.在吸收操作中，以液相組成差表示的吸收塔某一截面上的總推動力為 。（2分）
A、X*－X B、X－X* C、Xi－X D、X－Xi
10.板式塔是 接觸式氣液傳質設備，操作時 為連續相；填料塔是 接觸式氣液傳質設備，操作時 為連續相。（4分）
11.若萃取相和萃余相在脫除溶劑后的組成均與原料液的組成相同，則所用萃取劑的選擇性系數 。（2分）
A、小于1 B、大于1 C、不確定 D、等于1
12.多級錯流萃取的特點是： 、 和 。（3分）
13.常壓濕空氣由t1加熱到t2，則空氣的性質參數H2 H1、I2 I1、tW2 tW1。（3分）
A、大于 B、不確定 C、小于 D、等于

二、采用如圖所示的輸送系統，將水池中的清水（密度為1000kg/m3）輸送到密閉高位槽中。離心泵的特性方程為H＝40－7.0×104Q2（式中H的單位為m，Q的單位為m3/s），當壓力表的讀數為100kPa時，輸水量為10L/s，此時管內流動已進入阻力平方區。若管路及閥門開度不變，當壓力表讀數為80kPa時，試求：

（1）管路的特性方程；（10分）
（2）輸水體積流量；（5分）
（3）離心泵的有效功率。（5分）

三、過濾基本方程式為：('dd12esVVvrpAV+Δ=?μθ式中 V——過濾體積，m3；θ——過濾時間，s；A——過濾面積，m2；Δp——過濾的壓差，Pa；s——濾餅的壓縮性指數，無因次；μ——濾液的粘度，Pa·s；r’——單位壓差下濾餅的比阻，1/m2；v——濾餅體積與相應濾液體積之比，m3濾餅/m3濾液；Ve——過濾介質的虛擬濾液體積，m3。

試根據該式分析強化過濾操作的途徑。（8分）

四、某低粘度流體的流量為10000kg/h，比熱容為4.18kJ/(kg·℃)，生產上要求將該流體由15℃加熱到100℃。現采用的換熱器是列管式換熱器，其管束由160根管徑為φ25mm×2mm的不銹鋼管組成。管外的加熱熱源為110℃的飽和水蒸氣，其冷凝對流傳熱系數為12kW/(m2·℃)。欲完成生產任務，當換熱器為單管程時，換熱器的長度為4.5m；若將單程改為雙管程，而管子的總數不變，試求：

（1）換熱器的總傳熱系數；（10分）
（2）所需換熱管的長度。（6分）
（不考慮管壁及可能的污垢熱阻，忽略換熱器的熱損失，并假設流體在管內均呈湍流流動，兩種情況下蒸氣冷凝對流傳熱系數相同）

五、某制藥廠用板式精餾塔回收丙酮含量為75％（摩爾％，下同）的廢丙酮液媒。該精餾塔共裝有28層塔板，塔頂采用全凝器，泡點回流；塔底采用再沸器間接加熱。因在常壓下操作，該分離物系可視為二元理想物系，其平均相對揮發度為1.8。現場測得一組數據如下：

餾出液中丙酮的含量 96％ 釜殘夜中丙酮的含量 5％
精餾段液相的負荷 40kmol/h 精餾段氣相的負荷 60kmol/h
提餾段液相的負荷 66kmol/h 提餾段氣相的負荷 60kmol/h
試根據以上數據核算：
（1）丙酮的回收率；（5分）
（2）操作回流比與最小回流比的比值；（8分）
（3）該板式塔的總板效率。（7分）
提示：吉利蘭圖中的曲線可用下式表示，即：
Y＝0.5458－0.5914X＋0.0027／X

其中 1min+?=RRRX，2min+?=NNNY

六、在直徑為1.2m的填料吸收塔中，擬裝填3m高的DN25塑料階梯環填料，該填料的比表面積為228m2/m3，在該填料吸收塔中用純溶劑吸收某混合氣體中的溶質組分。已知入塔混合氣體的流量為40kmol/h，溶質的含量為0.06（摩爾分數）；溶質的吸收率為95％；操作條件下的氣液平衡關系為Y＝2.2X（X、Y均為摩爾比）；溶劑用量為最小用量的1.5倍；氣相總吸收系數為0.35kmol/(m3·h)。試通過計算判斷擬裝填的填料高度能否達到分離要求。（注：填料的有效比表面積可近似取為填料比表面積的90％）（15分）

七、在一常壓逆流干燥器中，用熱空氣將某濕物料的含水量由8％干燥至0.5％（均為濕基）；干燥介質為20℃的濕空氣，經預熱器后被加熱到90℃，其中所含水汽的分壓為0.98kPa，離開干燥器廢氣的溫度為45℃。假設本干燥過程為理想干燥過程。
（1）計算空氣經過干燥器的濕度變化量；（8分）
（2）若向干燥系統提供的熱量為500kW，計算濕物料的處理量。（8分）（大氣壓取為101.3kPa）

八、實驗部分（共25分）

1.在標繪孔板流量計流量系數與雷諾數關系曲線應選用 坐標系。（2分）
2.常用的實驗數據處理方法有 、 、 。（2分）
3.干燥過程中，隨著干燥空氣流速的增加，干燥速率 ，臨界濕含量 。（2分）
4.在恒壓過濾實驗中，提高過濾溫度，過濾常數K ；增加料漿濃度，過濾常數K 。（2分）
5.畫出間歇精餾開車過程中，塔頂溫度與時間變化關系示意圖。（2分）
6.在冷模塔實驗中，在風機出口連接一根π形管的目的是 。（2分）
7.設計一實驗流程（畫出其實驗流程示意圖），并寫出簡要實驗步驟，完成如下實驗內容：（13分）
（1）進行光滑管內傳熱系數的測定（包括空氣—水蒸氣和水—水蒸氣系統）；
（2）精確測定努塞爾數與雷諾數和普蘭特數的變化關系。