资源描述
第 页 （ 共 4页 ）1青 岛 科 技 大 学二 一 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 29 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 效 率 为 75%的 离 心 泵 将 蓄 水 池 中 20oC的 水 送 至 敞 口 高 位 槽 中 ， 管 路 的 直 径 为 57mm 3.5mm 的 光 滑 钢 管 ， 直 管 长 度 与 所 有 局 部 阻 力 （ 包 括 孔 板 ） 当 量 长 度 之 和 为 85m。 采 用 孔 板 流量 计 测 量 水 的 流 量 ， 孔 板 直 径 do=20mm， 孔 流 系 数 Co=0.60。 从 水 池 到 孔 板 前 测 压 点 截 面 A 的 管长 （ 含 所 有 局 部 阻 力 当 量 长 度 ） 为 35m。 U 型 管 中 指 示 液 为 汞 ， 20oC 水 的 密 度 =998.2kg/m3， 黏度 =1.010-3 Pas。 摩 擦 系数 可 近 似 用 下 式 计 算 ：0.25=0.3164/Re当 水 的 流 量 为 8.50m3/h时 ，试 求 ：1. 两 个 蓄 水 池 液 面 间 的 阻力 损 失 为 多 少 ？2. 泵 的 轴 功 率 为 多 少 ？3.A 截 面 U 型 管 压 差 计 读数 R1为 多 少 ？4.U 型 管 压 差 计 读 数 R2为 多 少 ？第 页 （ 共 4页 ）2二 、 (10 分 )拟 用 降 尘 室 去 除 矿 石 焙 烧 炉 炉 气 中 的 矿 尘 ， 已 知 操 作 条 件 下 的 气 体 体 积 流 量 为 10800m3/h， 密 度 为 1.6kg/m3， 黏 度 为 0.03cP。 矿 尘 颗 粒 的 密 度 为 4500kg/m3。 要 求 净 化 后 的 气体 中 不 含 大 于 40 m 的 尘 粒 。 试 求 ：1. 所 需 降 尘 室 面 积 至 少 为 多 少 m2？2. 若 降 尘 室 底 面 宽 1.5m， 长 4.0m， 则 降 尘 室 需 要 几 层 ？3. 采 用 该 降 尘 室 ， 直 径 为 20 m 的 尘 粒 能 除 去 的 百 分 数 ？三 、 （ 20 分 ） 一 单 管 程 的 列 管 式 换 热 器 ， 由 25 2.5mm 的 135 根 不 锈 钢 管 组 成 。 现 有 平 均 比 热容 为 4.187kJ/(kg )的 某 溶 液 在 管 内 作 湍 流 流 动 ， 其 质 量 流 量 为 2 104kg/h， 并 由 15 被 加 热 到100 。 温 度 为 110 的 饱 和 水 蒸 气 在 壳 方 冷 凝 。 管 壁 对 溶 液 的 对 流 传 热 系 数 为 2000W/(m2 )，蒸 汽 对 管 壁 的 对 流 传 热 系 数 为 1.16 104W/(m2 )， 不 锈 钢 管 的 导 热 系 数 为 17W/(m )， 忽 略 污垢 热 阻 和 热 损 失 。试 求 ：1. 总 传 热 系 数 ；2. 列 管 长 度 ；3. 若 将 该 换 热 器 管 程 改 用 于 把 5.0 104kg/h 的 苯 从 30 加 热 至 70 ， 并 已 知 操 作 范 围 内 苯的 平 均 密 度 为 900kg/m3， 黏 度 为 0.47 10-3Pas， 比 热 容 为 1.80kJ/(kg )， 导 热 系 数 为 0.14W/(m )， 换 热 器 其 他 条 件 不 变 ， 判 断 该 换 热 器 是 否 合 用 。四 、 （ 20分 ） 某 苯 -甲 苯 分 离 精 馏 塔 ， 已 知 进 料 组 成 xF=0.4， 塔 顶 产 品 组 成 xD=0.96， 进 料 流 量F=100kmol/h， 泡 点 进 料 ， 塔 顶 为 全 凝 器 ， 回 流 比 R=1.6Rmin。 要 求 塔 顶 苯 的 回 收 率 不 低 于 96%，物 系 的 相 对 挥 发 度 =2.47。 试 求 ：1. 塔 顶 、 塔 釜 产 品 流 率 及 塔 釜 产 品 组 成 xW；2. 精 馏 段 、 提 馏 段 操 作 线 方 程 ；3. 若 该 塔 再 沸 器 可 看 作 是 一 块 理 论 板 ， 求 进 入 再 沸 器 的 液 体 组 成 。4. 已 知 塔 顶 第 一 块 实 际 板 以 液 相 组 成 表 示 的 默 弗 里 板 效 率 为 0.5， 求 离 开 塔 顶 第 二 块 实 际 板进 入 第 一 块 实 际 板 的 气 相 组 成 ；第 页 （ 共 4页 ）3五 、 （ 20 分 ） 用 一 填 料 塔 从 一 混 合 气 体 中 吸 收 所 含 的 苯 。 混 合 气 体 中 含 苯 10%（ 体 积 分 数 ） ， 其余 为 空 气 。 要 求 苯 的 回 收 率 为 95%， 吸 收 塔 为 常 压 操 作 ， 温 度 为 25oC, 入 塔 混 合 气 体 流 率 为1000m3/h（ 标 准 状 况 ） ， 入 塔 吸 收 剂 为 纯 煤 油 ， 煤 油 的 消 耗 量 为 最 小 耗 用 量 的 1.6 倍 ， 已 知 该 系 统的 平 衡 关 系 0.14Y X ， （ 其 中 X 、 Y 为 摩 尔 比 ） ， 气 相 总 体 积 传 质 系 数 30.035 /YK a kmol m s ， 纯 煤 油 的 平 均 相 对 分 子 质 量 为 Ms=170， 塔 径 D=0.6m。 试 求 ：1. 吸 收 剂 的 消 耗 量 ？2. 溶 剂 的 出 塔 浓 度 ？3. 完 成 分 离 任 务 所 需 的 填 料 层 高 度 ？六 、 （ 20 分 ） 某 湿 物 料 在 气 流 干 燥 器 内 进 行 常 压 干 燥 ， 湿 物 料 处 理 量 为 1.0kg/s， 湿 物 料 的 含 水 量为 10%（ 湿 基 含 水 量 ， 下 同 ） ， 要 求 干 燥 后 物 料 含 水 量 不 高 于 2%。 空 气 的 初 始 温 度 为 20 ， 湿度 为 0.006kg 水 /kg 绝 干 气 ， 将 空 气 预 热 至 120 进 入 干 燥 器 。 假 设 干 燥 过 程 为 近 似 等 焓 干 燥 过 程 。水 的 饱 和 蒸 气 压 采 用 如 下 的 Antoine 方 程 计 算 ：ln s Bp A C T 式 中 ， ps 饱 和 蒸 气 压 ， MPa； T 温 度 ， K； A=9.3876， B=3826.36， C= -45.47。求 ： 1. 需 要 蒸 发 的 水 分 量 。2. 风 机 每 小 时 鼓 入 新 鲜 空 气 的 体 积 流 量 。3. 当 气 体 离 开 干 燥 器 的 出 口 温 度 选 定 为 45 时 ， 预 热 器 所 提 供 的 热 量 。4. 如 果 气 体 离 开 干 燥 器 后 ， 因 在 管 道 及 旋 风 分 离 器 中 散 热 ， 温 度 又 降 低 10 ， 是 否 会 发 生物 料 返 潮 现 象 。七 、 简 答 题 （ 每 题 5 分 ， 共 计 40 分 ）1. 简 述 衡 算 的 一 般 步 骤 。2. 离 心 泵 发 生 汽 蚀 的 主 要 原 因 是 什 么 ？ 如 何 避 免 ？3. 降 尘 室 的 处 理 能 力 与 什 么 因 素 有 关 ？ 与 什 么 因 素 无 关 ？4. 画 出 液 体 沸 腾 曲 线 的 示 意 图 ， 标 出 沸 腾 曲 线 的 几 个 阶 段 ， 工 业 沸 腾 装 置 一 般 控 制 在 哪 个第 页 （ 共 4页 ）4阶 段 ， 为 什 么 ？5. 双 膜 理 论 的 要 点 是 什 么 ？6. 画 出 板 式 塔 负 荷 性 能 示 意 图 ， 画 出 操 作 线 示 意 图 ， 并 注 明 如 何 确 定 塔 板 的 操 作 弹 性 ？7. 用 水 吸 收 空 气 中 的 氨 气 ， 是 气 膜 控 制 还 是 液 膜 控 制 ？ 要 提 高 吸 收 速 率 ， 应 采 取 什 么 措 施 ？8. 在 干 燥 过 程 中 ， 干 燥 平 衡 曲 线 有 哪 几 个 方 面 的 应 用 ？
展开阅读全文