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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。
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一、（20 分）用离心泵将 20C 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89mm4mm 的无缝钢管，直管长为 15m，管路上装有一个
底阀（le=6.3m），一个标准弯头（le=2.7m）；泵排出管路用57mm3.5mm 的无缝钢管，直管长
度为 50m，管路上装有一个全开的闸阀（le=0.33m）和两个标准弯头（le=21.6m）。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 24
102.725 QH （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 1.00510
-3
Pas。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 y2；
（3）提馏段内的液相和蒸汽相摩尔流量。
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