青 岛 科 技 大 学 二O 一O 年硕士研究生入学考试试题 考试科目：化工原理 注意事项：1．本试卷共 7 道大题（共计 21 个小题），满分 150 分； 2．本卷属试题卷，答题另有答题卷，答案一律写在答题卷上，写在该试题卷上或草纸上均无效。要注意试卷清洁，不要在试卷上涂划； 3．必须用蓝、黑钢笔或签字笔答题，其它均无效。 ﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡ 一、（20分）用离心泵将20?C的苯从地下贮罐送到高位槽，高位槽液面比贮罐液面高10m，管路出口在液面之下。泵吸入管路用?89mm?4mm的无缝钢管，直管长为15m，管路上装有一个底阀（le=6.3m），一个标准弯头（le=2.7m）；泵排出管路用?57mm?3.5mm的无缝钢管，直管长度为50m，管路上装有一个全开的闸阀（le=0.33m）和两个标准弯头（le=2?1.6m）。贮罐和高位槽液面上方均为标准大气压，且液面维持恒定。离心泵的特性曲线为H?25?7.2?104Q2（H的单位为m，Q的单位为m3/s）。取管路摩擦系数??0.03，苯的密度为880kg/m3，试求： （1）管路的工作流量； （2）泵的轴功率，已知泵的效率为70%； 二、（10分）取含有泥沙的混浊河水，静置1h，然后用吸液管于水面下5cm处取少量试样，问可能存在于试样中的最大微粒直径是多少?m？泥沙颗粒的密度为2500kg/m3。河水的密度为998.2kg/m3，黏度为1.005?10-3Pa?s。假设颗粒为球形，在水中自由沉降。 三、（20分）现有一台新的套管换热器，冷却水在φ25×2.5mm的内管中流动，以冷凝环隙间的某饱和蒸汽。当冷却水的流速为0.4m/s和0.8m/s时，测得基于内管外表面的总传热系数分别为1200W/（m2?K）和1700W/（m2?K）。水在管内为湍流，管壁的导热系数为45w/（m?K）。水流速改变后可认为环隙内蒸汽冷凝的传热膜系数不变，试求： （1）当水的流速为0.4m/s时，管壁对水的对流传热系数为多少？ （2）管外蒸汽冷凝的对流传热系数为多少？ （3）若操作一段时间后，水流速仍维持0.4m/s，但测得的总传热系数比操作初期下降10%，试分析可能的原因，并论述此时蒸汽的冷凝量是否也下降10%。 四、(20分)由苯和甲苯组成的原料液中苯的浓度为0.5（摩尔分数，下同），利用精馏塔分离，进料量为1000kg/h，泡点进料，要求塔顶产品的浓度为0.99，塔底产品的浓度为0.03，回流比为最小回流比的1.7倍，苯对甲苯的平均相对挥发度为2.46，试求： （1）塔顶和塔底产品的流量； （2）离开塔顶第二块板的蒸汽相浓度y2； （3）提馏段内的液相和蒸汽相摩尔流量。 五、（20）用水吸收空气-氨混合气中的氨，在温度为28?C、压强为101.3kPa的操作条件下，混合气体的流量为200m3/h。对于直径为0.3m的填料塔，填料为25?25?3（mm3）的瓷环，欲使混合气中的氨含量由0.05降到0.004（均为摩尔分数），已知在28?C及101.3kPa时，相平衡关系符合亨利定律Y?1.44X，气相总体积吸收系数KYa?128kmol/(m3?h)，请计算 （1）最小液气比?LV?min； （2）若吸收剂的用量为最小用量的2倍，所需填料层高度。 六、（20）现有一采用废热空气部分循环的干燥系统，设空气在干燥器中经历等焓增湿过程。新鲜常压湿空气的流量为1.667kg/s，焓为50kJ/kg（干空气），水蒸气分压为1600Pa。湿物料最初湿基含水量w1为0.40，最终w2为0.07。进入预热器的常压湿空气湿度H0p为0.034kg（水）/kg（干空气），温度t0p=40?C。离开预热器的空气t1为88?C。假定预热器的热损失可忽略，试求： （1）以绝干物料表示的干燥系统的生产能力； （2）预热器的传热量； （3）废热空气的循环百分比。 L',H2,t2L,t0I0,H0Lpt0p,H0p预热器H1,t1干燥器H2,t2Gc,X1Gc,X2 H kJ/kg（绝干气）［注：I?(1.01?1.88H)t?2490］ 七、 简答题（每题5分，共计40分） 1. 在完全湍流区，直管阻力损失与流体的平均流速呈何关系？ 2. 离心泵的蜗壳有何作用？ 3. 叙述黑体辐射定律。 4. 多层平壁热传导中，各层温度差及其热阻有何关系？ 5. 何为雾沫夹带？ 6. 泛点气速？ 7. 何为适宜回流比？ 8. 干燥过程何时转入降速干燥阶段？ 第 2 页（共 2 页）