青島科技大學(xué)2005-2012年化工原理（含大題答案）考研真題

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青島科技大學(xué)2005年研究生入學(xué)考試試卷

考試科目：化工原理A（答案全部寫在答題紙上）

一、（20分)如圖所示，用泵將水從貯槽送至敞口高位槽，兩槽液面均

恒定不變，輸送管路尺寸為φ83×3.5mm，泵的進出口管道分別安

裝有真空表和壓力表，真空表安裝位置離貯槽的水面高度H1為

4.8m，壓力表安裝位置離貯槽的水面高度為H2為5m。當(dāng)輸水量為

36m3/h時，進水管道全部阻力損失為1.96J/kg，出水管道全部阻

力損失為4.9J/kg（均包括局部阻力），壓力表讀數(shù)為2.452×

105Pa，泵的效率為70%，水的密度ρ為1000kg/m3，試求：

（1）兩槽液面的高度H為多少？

（2）泵所需要的實際功率為多少kW？

（3）真空表的讀數(shù)為多少kgf/cm2？

二、（10分）一種測定粘度的儀器由一鋼球及玻璃筒組成。測試時筒內(nèi)充被測液體，記錄鋼球下落

一定距離的時間，球的直徑為6mm，下落距離為200mm，測試一種糖漿時記下的時間間隔為7.32

秒，此糖漿的密度為1300kg/m3，鋼球的密度為7900kg/m3，求此糖漿的粘度是多少厘泊。

三、（20分）在套管換熱器中用120℃的飽和蒸汽于環(huán)隙間冷凝以加熱管內(nèi)湍流的苯。苯的流量為

4000kg/h，比熱容為1.9kJ/(kg·℃)，溫度從30℃升至60℃。蒸汽冷凝傳熱系數(shù)為1×104W/(m2·℃),

換熱管內(nèi)側(cè)污垢熱阻為4×10-4m2·℃/W，忽略管壁熱阻、換熱管外側(cè)污垢熱阻及熱損失。換熱

管為φ54×2mm的鋼管，有效長度為12m。試求：

（1）飽和蒸汽流量（其冷凝潛熱為2204kJ/kg）；

（2）管內(nèi)苯的對流傳熱系數(shù)αi；

（3）當(dāng)苯的流量增加50%、但其他條件維持不變時，苯的出口溫度為若干？

四、(20分)用連續(xù)精餾塔分離某雙組分物系，原料液組成為0.20（摩爾分率，下同），流量為150kmol/h。

根據(jù)工藝要求，塔頂設(shè)分凝器，冷凝液部分入塔作回流L,

分凝器

全凝器

部分作為產(chǎn)品D2,由分凝器出來的氣相經(jīng)全凝器冷凝后作

D1xD1

為產(chǎn)品D1。要求產(chǎn)品D1的組成不小于0.9，塔釜殘液組成L

V1y1

Dx

不大于0.05。操作中取L/D1=1.5,D2/D1=1/4,物系相對揮發(fā)2D2

度為2.47,流程如圖所示。試求：（1）餾出液流量D1、D2

及塔頂?shù)谝粔K理論板上升蒸汽流量V1?（2）精餾段操作

線方程及塔頂?shù)谝粔K理論板上升蒸汽的組成？（3）若塔頂

FxF

只設(shè)全凝器，全回流操作時，測得相鄰兩板下降液體的組

成分別為0.82,0.75，求下一板的氣相默弗里板效率？

五、（20分）一填料塔用清水逆流吸收混合氣中的有害成分A。

已知操作條件下氣相總傳質(zhì)單元高度為1.5m，進塔混合氣

組成為0.04（A的摩爾分率，下同），出塔尾氣組成為0.0053,

Wx

出塔水溶液濃度為0.0128，操作條件下平衡關(guān)系為Y=2.5X。W

試求：(1)液氣比為最小液氣比的倍數(shù)。（2）所需填料層高

度。（3）若氣液流量和初始組成不變，要求尾氣濃度降至

0.0033,需將填料層加高多少米?

六、（20分）某并流式干燥器的操作壓力為101kPa，濕物料流量為1200kg/h，濕基含水量為15%，

要求干燥產(chǎn)品的濕基含水量不超過0.5%。以溫度為20℃、濕度為0.0723kg水/Kg絕干氣的新

鮮濕空氣為干燥介質(zhì)，在預(yù)熱器中預(yù)熱至90℃后送入干燥器，濕空氣離開干燥器的溫度仍為

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2

90℃，濕度為0.239kg水/kg絕干氣。單位干燥面積絕干物料量Gc/S=20kg絕干料/m，物料所

含水分性質(zhì)如圖1所示，干燥速率曲線如圖2所示。水在20℃、90℃時的飽和蒸汽壓分別為

2.34kPa和70.09kPa。試求：

(1)新鮮濕空氣消耗量；（2）預(yù)熱器提供的熱量（忽略預(yù)熱器的熱損失）；

(3)在H-I圖上作出干燥過程濕空氣的狀態(tài)變化示意圖；(4)計算干燥過程所需的時間。

七、（16分）設(shè)計一套實驗裝置要求既可以測量直管摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系，又可同時測量離心

泵特性曲線，標(biāo)注儀表、儀器名稱。簡要說明實驗步驟，需測量哪些參數(shù)？

八、簡要回答下述問題：（24分，每小題4分）

（1）對于溶解度系數(shù)很低的氣體吸收，可采用哪些措施以提高吸收速率？

（2）恒沸精餾原理

（3）定態(tài)流動與非定態(tài)流動

（4）臨界粒徑

（5）平衡水分和自由水分

（6）灰體的定義及特點

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青島科技大學(xué)2006年研究生入學(xué)考試試卷A

考試科目：化工原理（答案全部寫在答題紙上）

一、（20分）水槽中水經(jīng)管道可以從C、D兩支管同時放出，水槽液面

維持恒定，AB段管長為6m（忽略AB間所有的局部阻力），管內(nèi)徑

為41mm。BC段長6m，當(dāng)閥門全開時該段局部阻力總和的當(dāng)量長

度為9m（包括出口阻力損失）；BD段長9m，當(dāng)閥門全開時該段局

部阻力總和的當(dāng)量長度為15m（包括出口阻力損失），BC和BD段

管道內(nèi)徑均為25mm。如圖所示。試求：（1）當(dāng)D管閥門關(guān)閉而C

管閥門全開時的流量；（2）當(dāng)C、D兩管閥門都全開時各自的流量

和總流量。設(shè)管內(nèi)摩擦系數(shù)均可取0.03不變。其余數(shù)據(jù)見圖。

二、（10分）在一管路系統(tǒng)中，用一臺離心泵將密度為1000kg/m3的清水從敞口地面水池輸送到高

位密封儲槽（其表壓為9.81×104Pa），兩端液面的位差Δz=10m，管路總長L=50m（包括所有

局部阻力的當(dāng)量長度），管內(nèi)徑均為40mm，摩擦因數(shù)λ=0.02。試求：(1)該管路的特性曲線方

程。(2)若離心泵的特性曲線方程為H40222Q2（式中，H為壓頭，單位為m；Q為流量，

單位為m3/min），求該管路的輸送量（單位為m3/min）。

三、（20分）一列管式換熱器，管徑為φ25mm×2.5mm，傳熱面積為10m2（按管外徑計）。今擬用于

使80℃的飽和苯蒸氣冷凝、冷卻到50℃。苯走管外，流量為1.25kg/s；冷卻水走管內(nèi)與苯逆

流，流量為6kg/s，進口溫度為10℃。現(xiàn)已估算出苯冷凝、冷卻時的對流傳熱系數(shù)分別為

1600W/(m2·K)和850W/(m2·K)；水的對流傳熱系數(shù)為2500W/(m2·K)。忽略管壁兩側(cè)污垢熱阻

和管壁熱阻。已知水和苯（液體）的比熱容分別為4.18×103J/(kg·K)和1.76×103J/(kg·K)，

苯蒸氣在80℃的冷凝潛熱為395×103J/kg。問此換熱器是否合用？

四、(20分）在一具有N塊理論板的精餾塔中分離苯-甲苯混合液。進料量F=100kmol/h，進料中苯

的摩爾分率xF=0.45，泡點進料，加料板為第四塊理論板（從上往下數(shù)），塔釜上升蒸氣量

V'=140kmol/h，回流比R=2.11。已測得塔頂出料中苯的摩爾分率為xD=0.901。已知苯-甲苯體系

的相對揮發(fā)度α=2.47。試求：(1)精餾段、提餾段的操作線方程；（2）離開第1~4塊理論板的

苯的液相組成；（3）此時加料位置是否合適？

五、（20分）在逆流操作的填料塔中,用清水吸收焦?fàn)t氣中的氨,氨的濃度為8g/標(biāo)準(zhǔn)m3,混合氣體處

理量為4500標(biāo)準(zhǔn)m3/h。氨的回收率為95%，吸收劑用量為最小用量的1.5倍?？账馑贋?.2m/s。

30.7

氣相體積總吸收系數(shù)KYa為0.06kmol/（m·h），且KYa正比于V，（V為惰性氣體處理量）。操

作壓強為101.33kPa，溫度為30℃，在操作條件下氣液平衡關(guān)系為Y=1.2X。試求：（1）用水量，

kg/h；（2）塔徑和塔高，m；（3）若混合氣體處理量增加20%，要求吸收率不變，則需增加的填

料層高度，m。(氨分子量17)

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六、（20分）在常壓絕熱干燥器中將1500kg濕物料從原始含水量18%降至1.5%(均為濕基)。

t025℃、H00.010kg/kg絕干氣的空氣在預(yù)熱器中升溫至90℃后進入干燥器，離開干

燥器空氣的溫度為50℃。試求：(1)完成上述干燥任務(wù)所需要的空氣量；（2）預(yù)熱器中加熱蒸

汽的消耗量（蒸汽的相變熱為2205kJ/kg，忽略預(yù)熱器熱損失）；（3）干燥系統(tǒng)的熱效率；（4）

通過恒定條件下的干燥實驗測得，物料的臨界含水量Xc0.1kg/kg絕干料，平衡含

水量X*0.01kg/kg絕干料；已知干燥面積為48m2，恒速階段的干燥速率

2

Uc2.2kg/(mh)，假定降速階段干燥速率與自由含水量(XX*)呈直線關(guān)系，則所需干

燥時間為若干。

七、簡要回答下述問題：（24分，每小題4分）

(1)離心泵啟動和關(guān)閉時出口閥門為何先關(guān)閉？(2)菲克定律

(3)雙膜理論(4)畫出負(fù)荷性能圖并標(biāo)注各線名稱

（5）進料熱狀況參數(shù)(6)濕球溫度

八、（16分）設(shè)計一套實驗裝置要求既可以測量總傳熱系數(shù)，又可同時測量對流傳熱系數(shù)，標(biāo)注儀

表、儀器名稱。并簡要說明試驗步驟，需要測量那些參數(shù)。？

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青島科技大學(xué)

二OO七年碩士研究生入學(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(lán)、黑鋼筆或簽字筆答題，其它均無效。

一、（10分）如附圖所示，利用虹吸管將池中的某一液體引出。兩敞

口容器水面的垂直距離H為3m，管段AB長4m，管段BC長12m

（兩段長度皆包括局部阻力的當(dāng)量長度），管路直徑為30mm，測

得此時的直管阻力系數(shù)為0.024，操作狀況下該液體的飽和蒸汽

壓為47.38kPa，密度為971.8kg/m3，黏度為35.65×10－4Pa?s。

試求：（1）管路中液體的流量；（2）若要保證管路中不發(fā)生汽化

現(xiàn)象，則管路頂點的最大安裝高度為多少？（3）由于某種原因高

度差H發(fā)生了變化，導(dǎo)致液體以1m/s的流速在管內(nèi)層流流動。

如果流體物性保持不變，確定H值的大小。

二、（20分）如附圖所示，用泵將20℃河水打入洗滌塔中

經(jīng)噴嘴噴出，噴淋下來后流入廢水池。已知管道尺寸

為Φ114×4mm，流量為85m3/h，泵的吸入和壓出管路

總長分別為5m和35m(包括管路中所有局部阻力的當(dāng)

量長度)，管內(nèi)摩擦因子λ=0.023，水從塔中流入廢水

池的摩擦損失為8J/kg，水的密度為1000kg/m3。

試求：（1）洗滌塔內(nèi)的壓強；（2）泵的有效功率；（3）

若需將進入塔的河水流量增加20%，泵對單位質(zhì)量流

體所作的有效功及其它條件均不變，則洗滌塔頂噴嘴

的高度應(yīng)如何調(diào)整？

1

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三、（20分）有一套管換熱器，某流體走殼程，水走管程，逆流換熱。工藝上要求將流量為870kg/h

的此流體從120℃冷卻至70℃，其比熱容為3.36kJ/(kg?℃)，它對管壁的對流傳熱系數(shù)為

2326W/(m2?℃)，并可視為不變。已知內(nèi)管為Ф57×3.5mm的鋼管，水的進口溫度為20℃。此換

熱器剛投入使用時很清潔，當(dāng)流體出口溫度為70℃時，測得水出口溫度為50℃，管壁對水的對

流傳熱系數(shù)為873W/(m2?℃)，水的比熱容為4.174kJ/(kg?℃)，水的密度為994kg/m3。由于冷

卻水的水質(zhì)問題，管內(nèi)壁結(jié)垢，使用一年后致使水的出口溫度降為45℃。管壁熱阻及外壁污垢

熱阻可忽略不計，且管內(nèi)外對流傳熱系數(shù)可視為不變。

試求：（1）新工況（結(jié)垢后）時的熱流體出口溫度；（2）該換熱器面積；（3）新工況時的內(nèi)壁污

垢熱阻系數(shù)。

四、（20分）填料塔內(nèi)用純?nèi)軇┪諝怏w混合物中的某溶質(zhì)組分，進塔氣體溶質(zhì)濃度為0.01（摩爾

比，下同），混合氣體的質(zhì)量流量為1400kg/h，平均摩爾質(zhì)量為29g/mol，操作液氣比為1.5，

在此操作條件下氣液相平衡關(guān)系為Y*=1.5X，當(dāng)兩相逆流操作時，工藝要求氣體吸收率為95%，

現(xiàn)有一填料層高度為7m、塔徑為0.8m的填料塔，氣相總體積吸收系數(shù)KYa為0.088

kmol/(m3·s)，求（1）操作液氣比是最小液氣比的多少倍？（2）出塔液體濃度X?（3）該塔

是否合用？

五、（20分）如圖所示，分離某二元體系的精餾塔共有

一塊塔板，一個再沸器和一個全凝器，料液以飽和

液體狀態(tài)連續(xù)向塔釜進料，進料流率為80kmol/h，

組成為0.45（摩爾分率，下同），二元體系相對揮發(fā)

度α＝4，塔頂、底產(chǎn)品組成分別為0.65和0.2，回

流比為1。求（1）該塊塔板上的氣相單板效率Emv

和液相單板效率Eml各是多少？（2）冷凝器冷凝液流率和再沸器氣化流率分別是多少kmol/h？

六、（20分）采用如圖所示的廢氣循環(huán)系統(tǒng)干燥濕物料，已知數(shù)據(jù)標(biāo)示于附圖中。在常壓操作中，假

設(shè)系統(tǒng)熱損失可忽略，干燥操作為等焓干燥過程。求（1）新鮮空氣體積流量（m3/h）?（2）進

入干燥器的濕空氣的溫度及焓？（3）預(yù)熱器的加熱量？

［注：I(1.011.88H)t2490H，vH＝（0.772+1.244H）×(273+t)/t×(P0/P)］

2

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七、簡答題（每題5分，共計40分）

1.簡要說明層流與湍流的區(qū)別

2.簡述簡單管路計算中試差法的主要步驟

3.以套管式換熱器中水蒸氣加熱空氣為例，簡要說明如何實驗測定總傳熱系數(shù)K

4.分析顆粒的自由沉降過程

5.說明傳質(zhì)單元高度的物理意義

6.如何進行恒定干燥操作

7.平衡蒸餾原理

8.液泛的定義及其預(yù)防措施

3

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青島科技大學(xué)

二OO八年碩士研究生入學(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26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(lán)、黑鋼筆或簽字筆答題，其它均無效。

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一、（20分）用離心泵將20℃水從水池送至敞口高位槽中，流程如附圖所示。兩槽液面高度

差為12m，輸送管為Ф57×3.5mm的鋼管，吸入管路總長為20m，壓出管路總長為155m

（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，水密度為1000kg/m3。操作條

件下此離心泵的特性方程為H=60－7.91×106Q2（單位：H－m，Q－m3/s），泵的軸功率為

0.49kW。

試求：（1）管路中水的流量，m3/h；（2）泵效率；（3）泵入口處真空表的讀數(shù)，kPa。

二、（10分）某廠爐氣中含有最小直徑為10μm的塵粒，塵粒的密度為4000kg/m3，爐氣溫度

為700K。在此溫度下，氣體黏度為3.4×10-5Pa.s，密度為0.5kg/m3?，F(xiàn)要求爐氣處理量為

8000kg/h。采用多層降塵室除塵粒，若降塵室中的隔板已選定長度為5m，寬為3m，且降塵

室總高不超過4.8m。試計算降塵室中隔板間的距離。

三、（20分）有一單程管殼式換熱器，內(nèi)裝有Φ25×2.5mm的鋼管300根，管長為2m。要求

將流量為8000kg/h的常壓空氣于管程由20℃加熱到85℃，殼方選用108℃的飽和蒸汽冷凝。

若蒸汽側(cè)冷凝的對流傳熱系數(shù)為1×104W/(m2.℃)，忽略管壁及兩側(cè)污垢熱阻和熱損失?？諝?/p>

－2-5

在平均溫度下的物性常數(shù)為cp=1kJ/(kg.℃)，λ＝2.85×10W/(m.℃)，μ＝1.98×10Pa.s。

試求：（1）空氣在管內(nèi)的對流傳熱系數(shù)；（2）換熱器的總傳熱系數(shù)（以管子外表面為基準(zhǔn)）；

（3）通過計算說明該換熱器能否滿足要求；（4）計算說明管壁溫度接近哪一側(cè)的流體溫度。

四、（20分）在一連續(xù)精餾塔中分離苯-甲苯溶液。塔釜為間接蒸汽加熱，塔頂采用全凝器，

泡點回流。進料中含苯35%（摩爾分?jǐn)?shù)，下同），進料量為100kmol/h，以飽和蒸氣狀態(tài)進入

第1頁（共2頁）

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塔中部。塔頂餾出液量為40kmol/h，要求塔釜液含苯濃度不高于5%，采用的回流比

R=1.54Rmin，系統(tǒng)的相對揮發(fā)度為2.5。

試求：（1）回流比R；（2）精餾段和提餾段的操作線方程；（3）已知塔頂?shù)谝粔K實際板以液

相組成表示的默弗里板效率為0.54，求離開塔頂?shù)诙K實際板進入第一塊實際板的氣相組成；

（4）若該塔再沸器可看作是一塊理論板，求進入再沸器的液體的組成。

五、（20分）用填料塔吸收混合氣體中所含的苯，入塔氣體中含苯5%（體積分率），其余為

空氣，要求苯的回收率為90%，吸收塔在常壓、25℃下操作，入塔混合氣體為每小時940m3

（標(biāo)準(zhǔn)狀況），入塔吸收劑為純煤油，其耗用量為最小耗用量的1.5倍，已知該系統(tǒng)的相平衡

3

關(guān)系為Y=0.14X（其中X、Y為摩爾比），氣相總體積吸收系數(shù)KYa=0.035kmol/(m·s)，純

煤油的平均分子量為170，塔徑為0.6m。

試求：（1）吸收劑用量kg/h；（2）溶劑出塔濃度；（3）填料層高度。

六、（20分）如附圖所示，某干燥器的操作壓強為80kPa（絕壓），出口氣體的溫度t2為59℃，

相對濕度φ2為72%。為保證干燥產(chǎn)品的質(zhì)量，空氣進入干燥器的溫度不得高于92℃，故將

部分出口氣體送回干燥器入口與新鮮空氣混合，混合后氣體相對濕度φm為11%。已知新鮮

空氣的質(zhì)量流量為0.49kg/s，溫度t0為18℃，濕度H0為0.005kg水/kg絕干空氣。

試求：（1）空氣的循環(huán)量LR；（2）新鮮空氣預(yù)熱后的溫度t1；（3）預(yù)熱器需提供的熱量QP。

（水的飽和蒸氣壓：59℃時為19.013kPa，92℃時為75.598kPa）

七、簡答題（每題5分，共計40分）

1.簡要說明化工計算中，物料衡算的主要步驟。

2.什么是“氣縛”現(xiàn)象？什么是“氣蝕”現(xiàn)象？

3.什么是離心泵的工作點？如何調(diào)節(jié)離心泵的工作點？

4.以常壓下水為例，畫出并說明液體沸騰曲線。

5.寫出亨利定律的定義及表達公式。

6.什么是理想物系？

7.簡述簡捷法求解理論板層數(shù)的主要步驟。

8.簡述填料塔的基本結(jié)構(gòu)與主要特點。

第2頁（共2頁）

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青島科技大學(xué)

二OO九年碩士研究生入學(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27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(lán)、黑鋼筆或簽字筆答題，其它均無效。

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一、（20分）如附圖所示，用離心泵將蓄水池中20℃的水（密度為1000kg/m3，黏度為1.0×10-3Pa.s）

送到敞口高位槽中。管路為573.5mm的光滑鋼管，直管長度與所有局部阻力當(dāng)量長度之和為250m。

在管路的A點處裝有一U形管壓差計，管中指示液為汞（密度為13600kg/m3），并且從蓄水池面到A

點的管長（包括所有局部阻力當(dāng)量長度）為100m。過渡流和湍流時的摩擦系數(shù)可近似用λ＝0.3164/Re0.25

計算。管路中水的流量為7.42m3/h。

試求：（1）每公斤水通過泵所獲得的凈功；（2）A點的壓強；（3）U形管壓差計的讀數(shù)R。

二、（20分）在一列管式蒸汽冷凝器中，110℃的飽和水蒸氣在殼程冷凝為同溫度的水，蒸汽冷凝傳熱

系數(shù)為1.1×104W/(m2?℃)。水在管內(nèi)被加熱，其進口溫度為25℃，比熱容為4.18kJ/(kg?℃)，流量為

12500kg/h，管壁對水的對流傳熱系數(shù)為1000W/(m2?℃)。列管式換熱器由252.5mm、長3m的32根

鋼管組成。忽略管壁和污垢熱阻，不計換熱器的熱損失。

試求：（1）冷水的出口溫度；（2）計算說明管壁溫度接近哪一側(cè)的流體溫度；（3）如果該換熱器運行

一段時間后，水側(cè)集聚了一層導(dǎo)熱系數(shù)為0.2W/(m?℃)的污垢，導(dǎo)致冷水的出口溫度下降了5℃，其他

條件不變，試求此時污垢的厚度。

三、（20分）某苯-甲苯分離精餾塔，已知進料組成xF=0.4，塔頂產(chǎn)品組成xD=0.9，進料流量F=100kmol/h，

泡點進料，塔頂為全凝器，回流比R=1.5Rmin。要求塔頂苯的回收率不低于90%，物系的相對揮發(fā)度

=2.47。

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試求：(1)塔釜產(chǎn)品組成xW；（2）精餾段和提餾段的操作線方程；(3)精餾段和提餾段的氣液相流量；

（4）若該塔再沸器可看作是一塊理論板，求進入再沸器的液體的組成。

四、（20分）空氣和氨的混合物在直徑為800mm的填料塔中，用清水吸收其中所含氨的99.5%。混合

氣流量為1400kg/h，混合氣體中氨與空氣的摩爾比為0.0132，所用液氣比為最小液氣比的1.4倍。操作

*3

溫度為20℃，相平衡關(guān)系為Y=0.75X，氣相體積吸收系數(shù)為KYa=0.088kmol/(m.s)。試求：（1）每小

時吸收劑用量；（2）溶劑出口濃度；（3）所需填料層高度。

五、(20分)某干燥系統(tǒng)如附圖所示，干燥器的操作壓強為100kPa，出口氣體的溫度為60℃，相對濕

度為80%。將部分出口氣體送回干燥器入口與新鮮空氣混合，使進入干燥器的氣體溫度不超過90℃，

相對濕度為10%。已知新鮮空氣的質(zhì)量流量為0.6kg/s，溫度為25℃，濕度為0.0054kg水/kg絕干氣。

試求：（1）絕干空氣消耗量（kg絕干氣／s）?（2）空氣的循環(huán)量LR為多少?（3）新鮮空氣預(yù)熱后的

溫度t1(℃)?

[注：60℃時水的飽和蒸氣壓為19.923KPa；90℃時水的飽和蒸氣壓為70.136KPa]

六、（10分）用直徑為500mm的標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器處理某股含塵氣體。已知塵粒的密度為2600kg/m3，

氣體的密度為0.8kg/m3，黏度為2.4×10-5Pa.s。含塵氣體的處理量為2000m3/h（操作條件下）。

試求：（1）此分離器所收集塵粒的臨界粒徑dC；（2）氣體通過該旋風(fēng)分離器的壓降；（3）若入口氣體

中含塵量為3.0×10-3kg/m3，而操作中每小時收集的塵粒量為5.2kg，求該旋風(fēng)分離器的總效率。

七、簡答題（每題5分，共計40分）

1．簡要說明流量測量的基本原理。

2．簡要說明主要的換熱器類型及其各自特點。

3．影響對流傳熱系數(shù)的主要因素有哪些？

4．以乙醇-水混合液的分離為例，簡要說明恒沸精餾的基本原理。

5．如何選擇吸收劑？

6．簡要說明濕空氣H-I圖的構(gòu)成及其使用方法。

7．評價旋風(fēng)分離器性能的主要指標(biāo)有哪些？

8．?dāng)⑹鰧嶒炛袦y定填料塔吸收系數(shù)的主要步驟。

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青島科技大學(xué)

二O一O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21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(lán)、黑鋼筆或簽字筆答題，其它均無效。

﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡

一、（20分）用離心泵將20C的苯從地下貯罐送到高位槽，高位槽液面比貯罐液面高10m，管

路出口在液面之下。泵吸入管路用89mm4mm的無縫鋼管，直管長為15m，管路上裝有一個

底閥（le=6.3m），一個標(biāo)準(zhǔn)彎頭（le=2.7m）；泵排出管路用57mm3.5mm的無縫鋼管，直管長

度為50m，管路上裝有一個全開的閘閥（le=0.33m）和兩個標(biāo)準(zhǔn)彎頭（le=21.6m）。貯罐和高位

槽液面上方均為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，且液面維持恒定。離心泵的特性曲線為H257.2104Q2（H

的單位為m，Q的單位為m3/s）。取管路摩擦系數(shù)0.03，苯的密度為880kg/m3，試求：

（1）管路的工作流量；

（2）泵的軸功率，已知泵的效率為70%；

二、（10分）取含有泥沙的混濁河水，靜置1h，然后用吸液管于水面下5cm處取少量試樣，問

可能存在于試樣中的最大微粒直徑是多少m？泥沙顆粒的密度為2500kg/m3。河水的密度為

998.2kg/m3，黏度為1.00510-3Pas。假設(shè)顆粒為球形，在水中自由沉降。

三、（20分）現(xiàn)有一臺新的套管換熱器，冷卻水在φ25×2.5mm的內(nèi)管中流動，以冷凝環(huán)隙間

的某飽和蒸汽。當(dāng)冷卻水的流速為0.4m/s和0.8m/s時，測得基于內(nèi)管外表面的總傳熱系數(shù)分

別為1200W/（m2K）和1700W/（m2K）。水在管內(nèi)為湍流，管壁的導(dǎo)熱系數(shù)為45w/（m?K）。

水流速改變后可認(rèn)為環(huán)隙內(nèi)蒸汽冷凝的傳熱膜系數(shù)不變，試求：

（1）當(dāng)水的流速為0.4m/s時，管壁對水的對流傳熱系數(shù)為多少？

（2）管外蒸汽冷凝的對流傳熱系數(shù)為多少？

（3）若操作一段時間后，水流速仍維持0.4m/s，但測得的總傳熱系數(shù)比操作初期下降10%，

試分析可能的原因，并論述此時蒸汽的冷凝量是否也下降10%。

四、(20分)由苯和甲苯組成的原料液中苯的濃度為0.5（摩爾分?jǐn)?shù)，下同），利用精餾塔分離，

進料量為1000kg/h，泡點進料，要求塔頂產(chǎn)品的濃度為0.99，塔底產(chǎn)品的濃度為0.03，回流比

為最小回流比的1.7倍，苯對甲苯的平均相對揮發(fā)度為2.46，試求：

（1）塔頂和塔底產(chǎn)品的流量；

（2）離開塔頂?shù)诙K板的蒸汽相濃度y2；

（3）提餾段內(nèi)的液相和蒸汽相摩爾流量。

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五、（20）用水吸收空氣-氨混合氣中的氨，在溫度為28C、壓強為101.3kPa的操作條件下，混

合氣體的流量為200m3/h。對于直徑為0.3m的填料塔，填料為25253（mm3）的瓷環(huán)，欲使

混合氣中的氨含量由0.05降到0.004（均為摩爾分?jǐn)?shù)），已知在28C及101.3kPa時，相平衡關(guān)

3

系符合亨利定律Y1.44X，氣相總體積吸收系數(shù)KYa128kmol/(mh)，請計算

（1）最小液氣比LVmin；

（2）若吸收劑的用量為最小用量的2倍，所需填料層高度。

六、（20）現(xiàn)有一采用廢熱空氣部分循環(huán)的干燥系統(tǒng)，設(shè)空氣在干燥器中經(jīng)歷等焓增濕過程。

新鮮常壓濕空氣的流量為1.667kg/s，焓為50kJ/kg（干空氣），水蒸氣分壓為1600Pa。濕物料最

初濕基含水量w1為0.40，最終w2為0.07。進入預(yù)熱器的常壓濕空氣濕度H0p為0.034kg（水）

/kg（干空氣），溫度t0p=40C。離開預(yù)熱器的空氣t1為88C。假定預(yù)熱器的熱損失可忽略，試

求：

（1）以絕干物料表示的干燥系統(tǒng)的生產(chǎn)能力；

（2）預(yù)熱器的傳熱量；

（3）廢熱空氣的循環(huán)百分比。

L',H2,t2

H,t

LH,t22

L,t0p11

預(yù)熱器干燥器

I0,H0t0p,H0p

Gc,X1

G,X

c2

［注：I(1.011.88H)t2490HkJ/kg（絕干氣）］

七、簡答題（每題5分，共計40分）

1.在完全湍流區(qū)，直管阻力損失與流體的平均流速呈何關(guān)系？

2.離心泵的蝸殼有何作用？

3.敘述黑體輻射定律。

4.多層平壁熱傳導(dǎo)中，各層溫度差及其熱阻有何關(guān)系？

5.何為霧沫夾帶？

6.泛點氣速？

7.何為適宜回流比？

8.干燥過程何時轉(zhuǎn)入降速干燥階段？

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青青青島島島科科科技技技大大大學(xué)學(xué)學(xué)

二二二○二○○○一一一一二二二二年年年年碩碩碩碩士研究生士研究生入學(xué)考試試試試試試題題題題

考試科目：：：化工原理：化工原理

注意事項：1．本試卷共7道大題（共計29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(lán)、黑鋼筆或簽字筆答題，其它均無效。

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一、（20分）如附圖所示，用離心泵將10000kg/h的乙醇-水溶液（乙醇的質(zhì)量分率為0.9）

從低位敞口貯槽輸送至高位槽，兩槽內(nèi)液面維持恒定。高位槽上裝有以水銀為指示液的復(fù)

式U形管壓差計，來測量液面上方氣體的壓強。已知該U形管壓差計的讀數(shù)為R1=350mm，

R2=450mm，H=800mm，h=100mm，兩指示劑之間以及指示劑與容器之間的流體與輸液管

路內(nèi)流體相同，U形管外端與大氣相通。輸送管道為φ50×2.5mm的鋼管，總長50m（包

括所有局部阻力的當(dāng)量長度），管壁的絕對粗糙度為0.2mm。高位槽內(nèi)液面高出低位槽液

面20m，離心泵的效率為0.7。乙醇和水的摩爾質(zhì)量分別為46kg/kmol和18kg/kmol，密度

分別為789kg/m3和998kg/m3，溶液黏度為1.4mPa·s，水銀的密度為13500kg/m3。過渡流

和湍流時的摩擦系數(shù)λ采用如下的Chen公式計算：

εd1.1098

1εd5.0452lgA()5.8506

=?2lg?，其中A=+

λ3.7065Re2.8257Re0.8981

試求：（1）高位槽液面上方的操作壓力p2；（2）泵的軸功率；（3）若管道內(nèi)徑減至原有的

1/2，其他條件不變，則管道內(nèi)的流動阻力損失變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮?/p>

題一附圖

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二、（10分）含塵爐氣進入一降塵室中除去其中所含的礦塵。降塵室長5m，寬2m，高4m。

氣體溫度為200℃，常壓，黏度為0.034mPa·s，摩爾質(zhì)量為29kg/kmol，其密度可按理想氣

體來計算，操作條件下的氣體體積流量為70000m3/h。礦塵密度為2100kg/m3。要求凈化后

的爐氣中不含粒徑大于60