2018年福建省培养单位福建物质结构研究所818化工原理[专业硕士]考研核心题库
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一、简答题
1． 原用以输送水的离心泵，现改用来输送相对密度为1.4的某溶液（其粘度与水相近），若管路布局不变，泵的前后两个开口容器液面间的垂直距离不变，试说明泵的流量、扬程、出口压力表的读数和轴功率有何变化？
【答案】泵的流量、扬程均不变、出口压力表的读数増大、轴功率增大。
2． 什么是膜分离过程，膜分离过程的特点是什么？
【答案】膜分离过程是利用流体混合物中组分在特定的半透膜中的迁移速度不同，经半透膜的渗透作用，改变混合物的组成，使混合物中的组分分离。膜分离过程的特点是:
（1）两个产品（指截留物和透过物）通常是互溶的； （2）分离剂是半透膜；
（3）往往难以实现组分间的清晰分离。
3． 说明精馏塔塔顶产品组成不能无限增大的原因。
【答案】原因是：（1）精馏塔塔顶浓度但极限值是
如果
则
的提高受到物料衡算的限制。加大回流比可提高极限值是1；（2）
的提高受到塔板数即精馏塔分
也有确定的最高极限值；（3）增加回流
离能力的限制，即便回流比是无穷大（即全回流）
，
比意味着増加蒸发量和冷凝量，这在数值上还将受到塔釜及冷凝器的传热面积的限制。
二、计算题
4． 如图所示，用离心泵将贮槽中密度为
的溶液（其他物性与水相近）同时输送至两个
的长度为15m ，管径为50mm , 支
高位槽中。已知密闭容器上方的表压为15kPa 。在各阀门全开的情况下，吸入管路长度为12m （包括所有局部阻力的当量长度，下同），管径为60mm , 支管管
的长度为10m , 管径为50mm , 要求向高位槽2及3
中的最大输送量分别为
管路摩擦系数可取为0.03，当地大气压为100kPa 。
（1）试选用一台合适的离心泵；
（2）若在操作条件下溶液的饱和蒸气压为8.5kPa ，确定泵的安装高度；
（3）若用图中吸入管线上的阀门调节流量，可否保证输送系统正常操作？管路布置是否合理？为什么？
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图
【答案】
（1）选泵。计算完成最大输送量时管路所需要的压头。因该泵同时向两个高位槽输送液体，应分别计算管路所需压头，以较大压头作为选泵的依据。
各管路中流速为
支路
支路
总管流量与流速
在贮槽1
与高位槽2间列伯努利方程
其中:
查得
故
所以
在贮槽1与高位槽3间列伯努利方程
其中:
（表压），
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所以
比较之，取压头能表，选
用
因所输送量
型水泵，其性能为:流量
轴功率
压头
kW , 以
kW 进行核算:
故所配电动机容量够用，该泵合适。 （2）确定高度。吸入管路压头损失为
则泵的允许安装高度
为安全计，再降低0.5m ，故实际安装高度应低于
（3）用吸入管线上的阀门调节流量不合适，因为随阀门关小，吸入管路阻力増大，使泵入口处压力降低，
可能降至操作条件下该溶液的饱和蒸气压以下，泵将发生汽蚀现象而不能正常操作。该管路布置不合理，因底部有底阀，吸入管路中无须再加阀门。若离心泵安装在液面下方，为便于检修，通常在吸入管路上安装阀门，当正常操作时，该阀应处于全开状态，而不能作为调节阀使用。
5． —敞口高位水槽A 中水流经一喉径为14mm 的文丘里管，将浓碱液槽B 中的碱液（密度为
）抽吸入管内混合成稀碱液送入C 槽，各部分标高如图所示；输水管规格为
自A 至文丘里喉部M 处管路总长（包括所有局部阻力损失的当量长度在内）为20m ，摩擦系数可取0.025。
（1）当水流量为小与哪些因素有关？
时，试计算文丘里喉部M 处的真空度为多少mmHg ;
（2）判断槽的浓碱液能否被抽吸入文丘里内（说明判断依据）。如果能被吸入，吸入量的大
效率
轴功率2.22kW ，必需汽
蚀余量3m
, 配用电动机容量3kW ，转速
查泵性
因所需输送的液体与水相近，可选用清水泵。根据流量