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2010年青岛科技大学化工原理考研真题.doc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 （l e =6.3m ） ， 一个 标准 弯头 （l e =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 （l e =0.33m ） 和两个 标准 弯头 （l e =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 2 4 10 2 . 7 25 Q H ? ? ? （H 的单位 为 m ，Q 的单 位 为 m 3 /s ） 。取管 路摩 擦系 数 03 . 0 ? ? ，苯的密 度 为 880kg/m 3 ，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/m 3 。 河 水 的 密 度 为 998.2kg/m 3 ，黏度为 1.005 ?10 -3 Pa ?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 φ 25 ×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/ （m 2 ?K ） 和 1700W/ （m 2 ?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y 2 ； （3） 提馏 段内 的液 相和 蒸 汽相摩 尔流 量。