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青 岛 科 技 大 学
二○一二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。
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一、（20 分）如附图所示，用离心泵将 10000kg/h 的乙醇-水溶液（乙醇的质量分率为 0.9）
从低位敞口贮槽输送至高位槽，两槽内液面维持恒定。高位槽上装有以水银为指示液的复
式 U 形管压差计，来测量液面上方气体的压强。已知该 U 形管压差计的读数为 R1=350mm，
R2=450mm，H=800mm，h=100mm，两指示剂之间以及指示剂与容器之间的流体与输液管
路内流体相同，U 形管外端与大气相通。输送管道为φ 50×2.5mm 的钢管，总长 50m（包
括所有局部阻力的当量长度），管壁的绝对粗糙度为 0.2mm。高位槽内液面高出低位槽液
面 20m，离心泵的效率为 0.7。乙醇和水的摩尔质量分别为 46kg/kmol 和 18kg/kmol，密度
分别为 789 kg/m
3
和 998kg/m
3
，溶液黏度为 1.4mPa·s，水银的密度为 13500kg/m
3
。过渡流
和湍流时的摩擦系数λ 采用如下的 Chen 公式计算：
1 5.0452 lg
2 lg
3.7065 Re
d A
，其中
1.1098
0.8981
5.8506
2.8257 Re
d
A
试求：（1）高位槽液面上方的操作压力 p2；（2）泵的轴功率；（3）若管道内径减至原有的
1/2，其他条件不变，则管道内的流动阻力损失变为原来的多少倍？
p2
20m R1
h R2H
题一附图
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