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1、青岛科技大学2005-2010年化工原理真题 作者： 日期：青岛科技大学2005年研究生入学考试试卷考试科目：化工原理A（答案全部写在答题纸上）一、 （20分)如图所示，用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽液面均恒定不变，输送管路尺寸为833.5mm，泵的进出口管道分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮槽的水面高度H1为4.8m，压力表安装位置离贮槽的水面高度为H2为5m。当输水量为36m3/h时，进水管道全部阻力损失为1.96J/kg，出水管道全部阻力损失为4.9J/kg（均包括局部阻力），压力表读数为2.452105Pa，泵的效率为70%，水的密度为1000kg/m3，试求：（1） 两
2、槽液面的高度H为多少？（2） 泵所需要的实际功率为多少kW？（3） 真空表的读数为多少kgf/cm2？二、（10分）一种测定粘度的仪器由一钢球及玻璃筒组成。测试时筒内充被测液体，记录钢球下落一定距离的时间，球的直径为6mm，下落距离为200mm，测试一种糖浆时记下的时间间隔为7.32秒，此糖浆的密度为1300 kg/m3，钢球的密度为7900 kg/m3，求此糖浆的粘度是多少厘泊。三、（20分）在套管换热器中用120的饱和蒸汽于环隙间冷凝以加热管内湍流的苯。苯的流量为4000kg/h，比热容为1.9kJ/(kg)，温度从30升至60。蒸汽冷凝传热系数为1104W/(m2),换热管内侧污垢热阻为
3、410-4m2/W，忽略管壁热阻、换热管外侧污垢热阻及热损失。换热管为542mm的钢管，有效长度为12m。试求：（1）饱和蒸汽流量（其冷凝潜热为2204kJ/kg）；（2）管内苯的对流传热系数i；（3）当苯的流量增加50%、但其他条件维持不变时，苯的出口温度为若干？四、(20分)用连续精馏塔分离某双组分物系，原料液组成为0.20（摩尔分率，下同），流量为150kmol/h。根据工艺要求，塔顶设分凝器，冷凝液部分入塔作回流L,部分作为产品D2,由分凝器出来的气相经全凝器冷凝后作为产品 D1。要求产品D1的组成不小于0.9，塔釜残液组成不大于0.05。操作中取 L/D1=1.5,D2/D1=1/4
4、,物系相对挥发度为2.47,流程如图所示。试求：（1）馏出液流量D1、D2及塔顶第一块理论板上升蒸汽流量V1? （2）精馏段操作线方程及塔顶第一块理论板上升蒸汽的组成？（3）若塔顶只设全凝器，全回流操作时，测得相邻两板下降液体的组成分别为0.82,0.75，求下一板的气相默弗里板效率？五、（20分）一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害成分A。已知操作条件下气相总传质单元高度为1.5m，进塔混合气组成为0.04（A的摩尔分率，下同），出塔尾气组成为0.0053,出塔水溶液浓度为0.0128，操作条件下平衡关系为Y=2.5X。试求：(1)液气比为最小液气比的倍数。（2）所需填料层高度。（3）若气液
5、流量和初始组成不变，要求尾气浓度降至0.0033,需将填料层加高多少米?六、（20分）某并流式干燥器的操作压力为101kPa，湿物料流量为1200kg/h，湿基含水量为15%，要求干燥产品的湿基含水量不超过0.5%。以温度为20、湿度为 0.0723kg水/Kg绝干气的新鲜湿空气为干燥介质，在预热器中预热至90后送入干燥器，湿空气离开干燥器的温度仍为90，湿度为0.239 kg水/kg绝干气。单位干燥面积绝干物料量Gc/S= 20kg绝干料/m2，物料所含水分性质如图1所示，干燥速率曲线如图2所示。水在20、90时的饱和蒸汽压分别为2.34kPa和70.09kPa。试求：(1) 新鲜湿空气消耗
6、量；（2）预热器提供的热量（忽略预热器的热损失）；(3) 在H-I图上作出干燥过程湿空气的状态变化示意图；(4) 计算干燥过程所需的时间。 七、（16分）设计一套实验装置要求既可以测量直管摩擦系数与雷诺数的关系，又可同时测量离心泵特性曲线，标注仪表、仪器名称。简要说明实验步骤，需测量哪些参数？八、简要回答下述问题：（24分，每小题4分）（1） 对于溶解度系数很低的气体吸收，可采用哪些措施以提高吸收速率？（2） 恒沸精馏原理（3） 定态流动与非定态流动（4） 临界粒径（5） 平衡水分和自由水分（6） 灰体的定义及特点 青岛科技大学2006年研究生入学考试试卷A考试科目：化工原理（答案全部写在答题
7、纸上）一、（20分）水槽中水经管道可以从C、D两支管同时放出，水槽液面维持恒定，AB段管长为6m（忽略AB间所有的局部阻力），管内径为41mm。BC段长6m，当阀门全开时该段局部阻力总和的当量长度为9m（包括出口阻力损失）；BD段长9m，当阀门全开时该段局部阻力总和的当量长度为15m（包括出口阻力损失），BC和BD段管道内径均为25mm。如图所示。试求：（1）当D管阀门关闭而C管阀门全开时的流量；（2）当C、D两管阀门都全开时各自的流量和总流量。设管内摩擦系数均可取0.03不变。其余数据见图。二、（10分）在一管路系统中，用一台离心泵将密度为1000kg/m3的清水从敞口地面水池输送到高位密封
8、储槽（其表压为9.81104Pa），两端液面的位差z=10m，管路总长L=50m（包括所有局部阻力的当量长度），管内径均为40mm，摩擦因数=0.02。试求：(1)该管路的特性曲线方程。(2)若离心泵的特性曲线方程为（式中，H为压头，单位为m；Q为流量，单位为m3/min），求该管路的输送量（单位为m3/min）。三、（20分）一列管式换热器，管径为25mm2.5mm，传热面积为10m2（按管外径计）。今拟用于使80的饱和苯蒸气冷凝、冷却到50。苯走管外，流量为1.25kg/s；冷却水走管内与苯逆流，流量为6kg/s，进口温度为10。现已估算出苯冷凝、冷却时的对流传热系数分别为1600W/(m
9、2K)和850 W/(m2K)；水的对流传热系数为2500W/(m2K)。忽略管壁两侧污垢热阻和管壁热阻。已知水和苯（液体）的比热容分别为4.18103J/(kgK)和1.76103J/(kgK)，苯蒸气在80的冷凝潜热为395103J/kg。问此换热器是否合用？四、(20分）在一具有N块理论板的精馏塔中分离苯-甲苯混合液。进料量F=100kmol/h，进料中苯的摩尔分率xF=0.45，泡点进料，加料板为第四块理论板（从上往下数），塔釜上升蒸气量V=140kmol/h，回流比R=2.11。已测得塔顶出料中苯的摩尔分率为xD=0.901。已知苯-甲苯体系的相对挥发度=2.47。试求：(1) 精馏
10、段、提馏段的操作线方程；（2）离开第14 块理论板的苯的液相组成；（3）此时加料位置是否合适？五、（20分）在逆流操作的填料塔中,用清水吸收焦炉气中的氨,氨的浓度为8g/标准m3,混合气体处理量为4500标准m3/h。氨的回收率为95%，吸收剂用量为最小用量的1.5倍。空塔气速为1.2m/s。气相体积总吸收系数KYa为 0.06kmol/（m3h），且KYa正比于V0.7，（V为惰性气体处理量）。操作压强为101.33kPa，温度为30，在操作条件下气液平衡关系为Y=1.2X。试求：（1）用水量，kg/h；（2）塔径和塔高，m；（3）若混合气体处理量增加20%，要求吸收率不变，则需增加的填料层
11、高度，m。(氨分子量17)六、（20分）在常压绝热干燥器中将1500湿物料从原始含水量18%降至1.5%(均为湿基)。、绝干气的空气在预热器中升温至90后进入干燥器，离开干燥器空气的温度为50。试求： (1)完成上述干燥任务所需要的空气量；（2）预热器中加热蒸汽的消耗量（蒸汽的相变热为2205，忽略预热器热损失）；（3）干燥系统的热效率；（4）通过恒定条件下的干燥实验测得，物料的临界含水量绝干料，平衡含水量绝干料；已知干燥面积为48，恒速阶段的干燥速率，假定降速阶段干燥速率与自由含水量呈直线关系，则所需干燥时间为若干。七、简要回答下述问题：（24分，每小题4分）(1) 离心泵启动和关闭时出口阀
12、门为何先关闭？ (2)菲克定律 (3) 双膜理论 (4)画出负荷性能图并标注各线名称（5）进料热状况参数 (6)湿球温度 八、（16分）设计一套实验装置要求既可以测量总传热系数，又可同时测量对流传热系数，标注仪表、仪器名称。并简要说明试验步骤，需要测量那些参数。？ 青 岛 科 技 大 学二OO七 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 7 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、（10分）如附图所示
13、，利用虹吸管将池中的某一液体引出。两敞口容器水面的垂直距离H为3m，管段AB长4m，管段BC长12m（两段长度皆包括局部阻力的当量长度），管路直径为30mm，测得此时的直管阻力系数为0.024，操作状况下该液体的饱和蒸汽压为47.38 kPa，密度为971.8 kg/m3，黏度为35.65104 Pas。试求：（1）管路中液体的流量；（2）若要保证管路中不发生汽化现象，则管路顶点的最大安装高度为多少？（3）由于某种原因高度差H发生了变化，导致液体以1m/s的流速在管内层流流动。如果流体物性保持不变，确定H值的大小。二、（20分）如附图所示，用泵将20河水打入洗涤塔中经喷嘴喷出，喷淋下来后流入废水池。已知管道尺寸为1144mm，流量为85m3/h，泵的吸入和压出管路总长分别为5m和35m(包括管路中所有局部阻力的当量长度)，管内摩擦因子=0.023，水从塔中流入废水池的摩擦损失为8 J/kg，水的密度为1000 kg/m3。试求：（1）洗涤塔内的压强；（2）泵的有效功率；（3）若需将进入塔的河水流量增加20%，泵对单位质量流体所作的有效功及其它条件均不变，则洗涤塔顶喷嘴的高度应如何调整？三、（20分）有一套管换热器，某流体走壳程，水走管程，逆流换热。工艺上要求将流量为870kg/h的此流体从120冷却至7
