青島科技大學(xué)

青島科技大學(xué)二O一一年碩士研究生入學(xué)考試試題考試科目：化工原理注意事項：1．本試卷共7道大題（共計7個小題），滿分150分；2．本卷屬試題卷，答題另有答題卷，答案一律寫在答題卷上，寫在該試題卷上或草紙上均無效。要注意試卷清潔，不要在試卷上涂劃；3．必須用藍、黑鋼筆或簽字筆答題，其它均無效。﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡一、（20分）如附圖所示，用泵將敞口貯槽中的溶液送到蒸發(fā)器內(nèi)，貯槽內(nèi)液面維持恒定。溶液的密度為1200kg/m3，飽和蒸氣壓為4.247kPa（絕壓）。蒸發(fā)器產(chǎn)生的水蒸氣送入真空操作的冷凝器中冷凝，蒸發(fā)器的操作壓力與冷凝器內(nèi)的操作壓力相同。冷凝器下部氣壓管中水上升的高度為2.72m，水的密度為1000kg/m3。蒸發(fā)器進料口高于貯槽液面15m，進料量為20m3/h。泵吸入管路總長為86m，壓出管路總長為100m（均包括所有局部阻力的當(dāng)量長度），管路摩擦系數(shù)取為0.02，管路內(nèi)試求：（1）蒸發(fā)器的操作壓力；（2）泵的有效功率；（3）若該操作狀況下泵的必需氣蝕余量(NPSH)r為2.0m，則泵的允許安裝高度為多少？（當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01.3kPa）題1附圖二、（10分）用標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器（ζ=8.0，B=D/4，h=D/2，Ne=5）除去氣體中的固體顆粒。已知顆粒密度為1200kg/m3，氣體密度為1.2kg/m3，氣體黏度為1.8×10-5Pa?s，氣體處理量為1440m3/h，允許壓強降為1275Pa。顆粒直徑為6.5μm?，F(xiàn)采用多臺相同的旋風(fēng)分離器并聯(lián)操作的分離方案，試計算所需并聯(lián)的旋風(fēng)分離器的個數(shù)和直徑第1頁（共3頁）三、（20分）一單管程的列管式換熱器，由Φ25×2mm的136根不銹鋼管組成。現(xiàn)有平均比熱容為4.187kJ(kg?℃)的某溶液在管內(nèi)作湍流流動，其質(zhì)量流量為1.5×104kg/h，并由15℃被加熱到100℃。溫度為110℃的飽和水蒸氣在殼方冷凝。管壁對溶液的對流傳熱系數(shù)為520W/(m2?℃)，蒸汽對管壁的對流傳熱系數(shù)為1.16×104W/(m2?℃)，不銹鋼管的導(dǎo)熱系數(shù)為試求：（1）列管長度；（2）若將該換熱器管程改用于把5.0×104kg/h的苯從30℃加熱至70℃，并已知操作范圍內(nèi)苯的平均密度為900kg/m3，黏度為0.47×10-3Pa?s，比熱容為1.80kJ/(kg?℃)，導(dǎo)熱系數(shù)為0.14W/(m?四、（20分）某二元混合液的組成（易揮發(fā)組分A的摩爾分?jǐn)?shù)，下同）為0.52，在泡點狀態(tài)下進入精餾塔。工藝要求塔頂產(chǎn)品的組成為0.75，塔頂產(chǎn)品采出率D/F為1:2。塔頂設(shè)全凝器，泡點回流。若操作條件下，該物系的相對揮發(fā)度α為2.5，回流比R為2.5。試求完成上述分離要求所需的理論板數(shù)和進料板位置。五、（20分）在直徑為1m的填料吸收塔內(nèi)，用清水作溶劑，入塔混合氣流量為100kmol/h，其中溶質(zhì)為6%（體積分?jǐn)?shù)）。要求溶質(zhì)回收率為95%，取實際液氣比為最小液氣比的1.5倍。已知在操作條件下的平衡關(guān)系為Y*=2.0X，氣相總體積吸收系數(shù)KYα=200kmol/(m3?h)。試求：（1）出塔液體組成；（2）所需填料層高度；（3）若其他條件不變（如G、L、y入塔、x入塔等不變），將填料層在原有基礎(chǔ)上加高2m，溶質(zhì)回收率可增加多少？六、（20分）某干燥器的操作壓強為79.98kPa（絕壓），出口氣體的溫度為60℃，相對濕度為70%，將部分出口氣體返回干燥器入口與新鮮空氣相混合，使進入干燥器的氣體溫度不超過90℃，相對濕度為12%（如附圖所示）。已知新鮮空氣的質(zhì)量流量為0.503kg/s，溫度為20℃，濕度為0.005kg水/kg干空氣。水在60℃時的飽和蒸汽壓為19.91kPa（絕壓），在90試求：（1）新鮮空氣的預(yù)熱溫度及空氣的循環(huán)量；（2）預(yù)熱器需提供的熱量為多少？若將流程改為先混合后預(yù)熱，所需熱量是否有變化？題6附圖第2頁（共3頁）七、簡答題（每題5分，共40分）什么是連續(xù)性方程？如何通過實驗測定離心泵的特性曲線？傳熱有哪幾種基本方式？如何通過實