1 二．（20分）用离心泵将水库中的水送至60m 高的敞口容器，若水的流量为80m3/h，管路的内径为150mm，阀门全开时，管路总长（包括所有局部阻力当量

长度）为900m，现有一台离心泵,其特性曲线为qVH2004.0120，（Vq的单位：m3/h， H的单位：m）。已知水的密度ρ=1000kg/m3，摩擦系数为0.02。

（1） 求阀门全开时管路的特性曲线； （2） 该泵是否可用？并求阀门全开时该泵的工作点； （3） 用阀将流量调至80m3/h, 求由于流量调节损失在阀门上的压头是多少米；若泵的效率为70%，求轴功率； （4） 在泵的出口管线上并联一管路，定性分析泵的工作点如何变化，并图示之。

量增加。系统流动阻力减小，流相当于阀门开度增大，轴功率门上的压头由于调节流量损失在阀泵提供的扬程时，管路需要的扬程用阀门将流量调至（该泵可用，其工作点为）将其代入式（则若令）解：（)4(4.29100036007.010004.9480;7.247.694.94;4.9480004.0120,7.698000151.060/80)3()44.76,/4.10444.764.10400151.0601/4.104,6000551.0,004.012000151.060)2()1(00151.0603600215.01690002.060150436001215.090002.060221223323222222252221021112000kWgPPmHmHmLhmmLHhmqmLhmqqqqLHqLqgqgLhgugpzLgugpzeVVVVVVVVf





三．（10分）用一回转真空过滤机过滤某水悬浮液，操作真空度为80kPa,生产能力为6m3(滤液)/h，过滤面积为5m2,转鼓沉浸角为1200，转数为0.6转/分，现拟用一板框过滤机代替上述回转真空过滤机，已知滤框长与宽均为1000mm,过滤压力为196kPa（表压）,要求获得的滤液量为10 m3，过滤时间0.5小时，设滤饼不可压缩，过滤介质阻力忽略不计。试求： （1） 需要滤框和滤板各多少； （2） 板框过滤机过滤终了后在压力仍为196kPa（表压）下用相当于滤液量1/5的水洗涤，洗涤时间为多少小时﹖若卸渣﹑重装等辅助时间为0.2小时，则生产能力是多少m3(滤液)/h﹖

（回转真空过滤机生产能力KnAVh3600 ） 2

hmVVKAVddVVaVKAddVddVmmAAAKAVhmKsmKKKnKAVDWhWWWEWh/667.62.08.05.0108.05.02.082.08;841)2(1413,2,26;5.0294.0100;5.0294.010/294.036008019610333.3/10333.31206.02536003606036;360120606.05360036360120606.053600360013222222222225252''22''小时个。个，滤板需要滤框一个滤框的过滤面积为）解：（ 四. （20分）拟用125℃、汽化热为2191.8 kJ/kg的饱和蒸汽将空气由20℃加热到120℃，空气的流量为9000kg/h,空气在其平均温度下的物性数据为：粘度η=2.06×10-5Pas,比热容Cpc=1.017kJ/(kg·K), 热导率λ=0.02996W/(m K)。若忽略热损失，试求： （1） 蒸汽消耗量是多少(kg/h)? （2） 已设计一台单壳程单管程换热器，其传热管规格为Ф19×2,管长为2 m,管子数目为900根，在蒸汽侧对流传热热阻及管壁与污垢热阻均可忽略的条件下，该换热器是否够用？此时空气的出口温度为多少？ （3） 如果把该换热器改为双管程，则空气的出口温度为多少？若使空气的出口 温度恰好达到120℃，应在操作上采取何种措施？（通过定量计算说明） 3 （4） CttttttKmWKKmWhuuhhCtttttttKAWtKAWrDKtttttmLdAKmWKKmWcuddhddhddhhRddbddRddhKhkgDrDttcqiiiccccccmmmpiiiiiiidmidiiicccpcm2.1233.59125105083354.410179000360044.10763.9612520125ln12520125ln)125()20125(44.10763.963600)20(10179000)(63.96019.0015.04.122)/(4.1223.70741.1;741.12)3(1154364.10125201253453.210179000360044.1075.5512520125ln12520125ln)125()20125(44.1075.553600)20(1017900019588285.3244.1075.5525424936006.417108.2191360085.325105ln)120125()20125(ln44.1072900019.0)(5.55019.0015.03.70)(3.7002996.01006.210017.11006.2900015.0436009000015.0015.002996.0023.0023.0100001111)2(/6.4178.2191)20120(017.19000;)()1('2'2'2'2'2'224502450,8.08.0900450900,450,2222223212120224.0538.0524.08.00000,00012,`,













该换热器不够用。实际达到的传热速率需要的传热速率

解： 4 CTTTTTTTTT74.1215224.58120200694.410179000360044.1073.9612020ln12020ln)120()20(44.10763.963600)20120(10179000'''''''''









五．（20分）在连续精馏塔中分离苯-甲苯溶液，塔釜间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，泡点回流。进料为100kmol/h的含苯0.35（摩尔分率，下同）的饱和蒸汽，塔顶馏出液量为40 kmol/h，系统的相对挥发度为2.5。且知精馏段操作线方程为

16.08.0xy，试求：

（1）该操作条件下的最小回流比； （2）提馏段操作线方程； （3）若塔顶第一块板下降的液相中含苯0.70，求该板以气相组成表示的Murphree板效率。

WnWnFnLnWmnWnFnLnFnLmnWnLnVnWnVnLWnVnWmnVnLmnWnWnWnDnFeeeDDDeeeFexqqqqqxqqqqqqqyqqqqqqxqqxqqyhkmolqqqqqxyyxRxRxRRRyyxzyq1''''''

'

1

min/6040100)2(

6.2

1772.035.0

35.08.0

8.016.014541

1772.035.0)15.2(5.235.0)1(,35.0,01）解：（

08.06.105.0608.04035.010060160606016016044111mmWWWnWDnDFnFWmmWnWnLnWmnWnDnDmxyxxxqxqzqxxyxqqqxqqqy 72.016.07.08.0;8.0;)3(212*1211*1yxyyyyyyyyyEDnnnnmV 5

%6072.0854.072.08.0;85.07.05.117.05.2*1mVEy 六．（20分）在一逆流填料吸收塔中，用清水吸收混合气中的丙酮，气体处理量为1400 m3/h（标准状态）。已知混合气中含丙酮0.05（摩尔分率，下同），操作

条件下的平衡关系为xye68.1，若要求丙酮回收率为96%，出塔溶液中丙酮的浓度为0.02，试求： （1） 塔顶液相喷淋量为多少（以kg/h计）； （2） 最少吸收剂用量为多少？ （3） 若此时塔的气相总传质单元高度HOG=0.8m，填料层高度应为多少？ （4） 若填料层高度保持不变，减少吸收剂用量，丙酮回收率如何变化（定性说明），图示操作线变化情况。

mNHhyyyNyyyyyyyyyyhkgqqqxhkghkmolqxxyyqqyyyxxqyyqOGOGmOGmenLnGnLenLnGnLnLnG61.50138.78.00138.700684367.0002.005.000684367.0002.00164.0ln002.00164.0ln002.00;0164.002.068.105.0)3(/6.1132;00298.002.005.0;0298.068.1/05.0)2(/2700/1504.2214004.2,4.2002.0002.005.0002.0)96.01(05.0)1(,05.0);()()1(21212122111minmin121211212121解：

（4）若填料层高度保持不变，减少吸收剂用量，丙酮回收率将随吸收剂用量减小而不断降低。OGmNyyxmxyy11111;

七．（10分）在一常压绝热干燥器内干燥某种物料，干燥器有效传质面积为5m2。空气进入预热器的温度为15C ，湿含量为0.0073kg水/（kg干空气）。空气进干燥器温度为90C，空气出干燥器温度为50C，干燥过程可近似为等焓过程。进入干燥器的湿物料干基含水量为0.15kg水/(kg绝干物料)，产品干基含水量为0.01kg水/(kg绝干物料)；干燥器的生产能力为280kg/h（以干燥产品计）。试求： （1）干空气消耗量（kg干空气/h）； （2）预热器加入的热量（kW）(预热器热损失忽略)； （3）若实验测得该条件下的干燥速率曲线如图所示，试求恒速干燥阶段的干燥时间。