2005年山东青岛科技大学化工原理考研真题A卷.doc

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2005 年山东青岛科技大学化工原理考研真题 A 卷一、（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φ83×3.5mm，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 2.452×105Pa，泵的效率为 70%，水的密度ρ为 1000kg/m3，试求：两槽液面的高度 H 为多少？泵所需要的实际功率为多少 kW？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 1×104W/(m2·℃),换热管内侧污垢热阻为 4×10-4m2·℃/W，忽略管壁热阻、换热管外侧污垢热阻及热损失。换热管为φ54×2mm 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αi；（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,物系相对挥发度为 2.47,流程如图所示。试分凝器全凝器 1 DxD 1 1 yV 1 L DxD 2 2 FF x WW x 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）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？恒沸精馏原理定态流动与非定态流动临界粒径平衡水分和自由水分灰体的定义及特点

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