青岛科技大学士研究生入学考入学考试二O一一年硕士研究生入学考试试题
考试科目: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、(20分)如附图所示,用泵将敞口贮槽中的溶液送到蒸发器内,贮槽内液面维持恒定。。蒸发器产生的水蒸气送入真溶液的密度为1200kgm3,饱和蒸气压为4247kPa(绝压)空操作的冷凝器中冷凝,蒸发器的操作压力与冷凝器内的操作压力相同。冷凝器下部气压管中水上升的高度为272m,水的密度为1000kgm3。蒸发器进料口高于贮槽液面15m,3进料量为20mh。泵吸入管路总长为86m,压出管路总长为100m(均包括所有局部阻力的当量长度),管路摩擦系数取为002,管路内径为60mm。试求:(1)蒸发器的操作压力;(2)泵的有效功率;(3)若该操作状况下泵的必需气蚀余量NPSHr为20m,则泵的允许安装高度为多少?(当地大气压为1013kPa)
题1附图
二、(10分)用标准型旋风分离器(ζ80,BD4,hD2,Ne5)除去气体中的固体颗粒。已知颗粒密度为1200kgm3,气体密度为12kgm3,气体黏度为18×105Pas,气体处理量为1440m3h,允许压强降为1275Pa。颗粒直径为65m。现采用多台相同的旋风分离器并联操作的分离方案,试计算所需并联的旋风分离器的个数和直径。第1页(共3页)
f三、(20分)一单管程的列管式换热器,由Φ25×2mm的136根不锈钢管组成。现有平均比热容为4187kJkg℃的某溶液在管内作湍流流动,其质量流量为15×104kgh,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520Wm2℃,蒸汽对管壁的对流传热系数为116×104Wm2℃,不锈钢管的导热系数为17Wm℃,忽略污垢热阻和热损失。试求:(1)列管长度;(2)若将该换热器管程改用于把50×104kgh的苯从30℃加热至70℃,并已知操作范围内苯的平均密度为900kgm3,黏度为047×103Pas,比热容为180kJkg℃,导热系数为014Wm℃,换热器其他条件不变,判断该换热器是否合用。四、(20分)某二元混合液的组成(易挥发组分A的摩尔分数,下同)为052,在泡点状态下进入精馏塔。工艺要求塔顶产品的组成为075,塔顶产品采出r