2008化工原理竞赛题解
2008年省化学竞赛初赛试题及答案
3．亚硫酸盐和硫酸盐都常用于造纸业制浆，亚硫酸盐浆较白，返黄现象较轻，为什么？
4．纸浆多要经过漂白粉液漂白，其温度要控制在35-38℃，不能超过40℃，为什么？
5．若纸浆白度已达到，残氯尚高，必须终止漂白作用，一般加什么化合物？并写出化学反应。
二．（10分）
1．根据溶度积原理（2分），该反应可以发生， 反应方程式为
SrSO4+ 2NH4HCO3=SrCO3↓ + (NH4)2SO4+CO2↑ +H2O，（2分）
SrCO3+ 2HCl＝SrCl2+H2O + CO2↑（2分）
SrCl2+ 2NH4HCO3＝SrCO3↓ + 2NH4Cl +H2O +CO2↑（2分）
当滴入NaOH溶液11.00ml时已知pH=4.80,即溶液中
A-的量为:0.110011.00=1.210(m mol)(2分)
则HA的量为:0.110024.60-0.110011.00=1.496(m mol)(2分)
4.80=pKa+ (4分)
pKa=4.80+0.09=4.89(2分)
八．(5分)
五．（10分）试写出COCl2的路易斯（Lewis）结构；用（VSEPR）价电子对互斥理论预测COCl2的几何构型；用（VB）价键法说明分子成键的过程，并讨论分子中键的性质，预测并说明∠ClCO及∠ClCCl大小。
六．（10分）为解决能源危机，有人提出用CaCO3制取C2H2作燃料。具体反应为：
（1）
5.加Na2S2O3（1分）
2Ca(ClO)2+ Na2S2O3+ H2O = 2CaCl2+ Na2SO4+ H2SO4（1分）
2008全国高中化学奥林匹克竞赛山东省预赛试题 Word版含答案[ 高考]
![2008全国高中化学奥林匹克竞赛山东省预赛试题 Word版含答案[ 高考]](https://img.taocdn.com/s3/m/d6643d21bb68a98271fefac1.png)
2008年全国高中化学奥林匹克竞赛山东省预赛试题（满分100分时间120分钟）说明：1、本试卷分为必做和选做两部分试题。
必做题包括必修和化学反应原理模块试题；选做试题只需从所给的三个模块大题中选做二个即可，若都选，则按前二个模块给分。
2、允许使用计算器。
必做试题（共68分）一、选择题（本题包括16个小题，每小题2分，共32分，每题有1~2个选项符合题意。
多选、错选不得分，有两个答案的只选一个且答对者得1分）1、最近，“嫦娥一号”月球探测卫星在西昌卫星发射中心有“长征三号甲”运载火箭发射升空。
卫星发射后，经过调轨道段、地月转移轨道段和环月轨道段飞行，已经开始成功执行科学探测任务。
“长征三号甲”运载火箭的第一、二级发动机的燃料为偏二甲肼(C2N2H8)，四氧化二氮(N2O4)为氧化剂，发生的化学反应是C2N2H8+2N2O4==2CO2+4H2O+3N2+Q(Q>0)。
以下说法完全正确的是（）A、推动火箭飞行的强大动力源于上述反应产生的气体B、火箭燃料燃烧后的氧化产物是N2和H2OC、火箭起飞后，保险活动门自动开启，排出部分氧化剂D、排出的部分高压氧化剂在空气中氧化成红棕色气体2、由C60分子聚集成的单质是不导电的绝缘体，但它的金属化合物具有半导体性、超导性。
1991年4月Hebard等首先报道掺钾C60(KxC60)由超导性，超导临界温度19K。
在KxC60的晶体中，C60具有面心立方结构（与NaCl晶体结构中Na+或Cl—的排列方式类似），K+位于其四面体和八面体空隙中，晶胞参数1.4253nm(相当于NaCl晶胞的边长)。
下列说法正确的是（）A、KxC60中既有离子键，又有极性共价键B、C60晶体类型与KxC60晶体类型分别是分子晶体、离子晶体C、占据四面体空隙和八面体空隙中的K+数之比是2:1D、x==63、研究发现：塑料经过特殊改造后能够像金属一样具有导电性能。
以聚乙炔为例，要使其能导电，必须用I2和Na处理等作掺杂处理，它们的掺杂过程可用通式表示如下：①[CH]n+3x/2I2[CH]n x—+xI3—；②[CH]n+xNa [CH]n x—+xNa+。
2008年研究生入学考试化工原理答案B
1.5 溶液的沸点升高与杜林规则 1.6 漂流因子与单向扩散
1.7 对流传热系数与定性温度 1.8 可压缩滤饼与不可压缩滤饼 1.9 阻力系数与局部损失
1.10 聚式流化床与散式流化床
2（50 分）简述题（任选且不多选于 5 题，每题 10 分，按顺序计分，多答无效） 2.1 边界层分离及其对流体输送、传热和传质的影响？
3.4 某燃烧炉的平壁由下列三种砖依次砌成：耐火砖：热导率 λ1=1.05W·m-1·K-1，厚度 b1=0.23m ；绝热转 ：热导 率 λ2=0.151W·m-1·K-1，厚 度 b2=0.23m ；红砖：热 导率 λ3=93W·m-1·K-1，厚度 b2=0.23m；若已知耐火砖内侧温度为 1000℃，耐火砖与绝热砖接 触处温度为 940℃。而绝热砖与红砖接触处的温度不得超过 138℃，试求：（1）绝热层需 几块绝热砖？此时普通砖外侧温度为多少？
共2页
第1页
3.2 在填料塔中用清水吸收气体中所含的丙酮蒸汽，操作温度 20℃、压强 1atm。若已知传 质系数 kG＝3.5×10－4kmol/m2s atm，kL＝1.5×10－4m/s，平衡关系服从亨利定律，亨利 系数 E = 32atm，求传质系数 KG、kx、Kx、Ky 和气相阻力在总阻力中所占的比例。
3.3 在内径为 800mm、填料层高度为 3.5m 的常压吸收塔中，用清水吸收混合气中的溶质 组分 A。已知入塔的气体流率为 1200m3h-1(标准状态)，含 A 5%（体积分数）；清水用量 为 2850kg/h；溶质 A 的吸收率为 90%；操作条件下系统的亨利系数为 150kPa,可视为气 膜控制过程。试求该塔的气相总传质单元高度和气相总体积传质系数。
3.5 水箱中的水经等径虹吸管，再经过一喷嘴流出，如图所示，喷嘴直径是虹吸管直径的 60%。，试求喷嘴处和管内水的流速。大气压为 10.33mH2O。（设流动阻力可忽略不计）
北化2008化工原理竞赛题解
汽氨
热流体
热流体
液氨
液氨
（2）答：在汽氨管线上设置阀门，通过改变阀门的开度调整换热器壳程的压力，从而改 变壳程液氨的温度，实现对传热过程的调整。要使热流体出口温度降低，只需开大阀门， 降低壳程压力（温度）
4． （8 分）一逆流吸收塔，气量、液量和塔高不变，气膜控制过程，在气体和吸收剂进口组 成不变的情况下，使得吸收温度降低，吸收属于低浓度吸收，且温度对 ky 的影响可忽略， 试通过具体分析过程指出吸收效果如何变化？示意性画出平衡线和操作线如何变化？定性 分析吸收推动力如何变化？
轴功率增加为
P qV Hg
72 / 3600 18.5 1000 9.81 5.22kW 0.6956
' （2）关小阀门时， qV 72 m3/h，泵的效率为 69.56%
4
此时泵的轴功率：
P qV Hg
72 / 3600 53.1 1000 9.81 14.98kW 0.6956
t↓,m↓, 气膜控制过程，Ky=ky 所以，HOG＝V/ Kya 不变，塔高不变，NOG 不变， S 由吸收因数关联图得 y2↓
m L /V
y mx 2 y1 mx2 ， 1 c 0 ， y1 cy 2 mx 2 (1 c) y 2 mx2 y 2 mx 2
调转速时：降低离心泵转速改变流量，工作点如 C 点所示。此时管路特性方程 1 不变， 故该点的压头 H C 34.6m 。 求取新转速下泵的特性方程: 设转速减少率小于 20%, 由比例定律
qV ' n ' , qV n
qV n n' qV ' ,
2008年全国化工仪表技能大赛试题 9
仪表维修工技能大赛应知试题与答案试卷九一、压力、温度、流量、液位仪表的工作原理：1、控制系统控制稳定的衰减系统ζ应是（C ）。
Aζ=0 B ζ＜0 C 0＜ζ＜1 D ζ=12、用差压测量容器液位时,液位的高度取决于( D ).A 压力差和容器截面B 压力差、容器截面和介质密度C 压力差、容器截面D 压力差、介质密度和取压点位置3、用热电偶配电位差计测温时,如热端升温2℃ ,冷端降温4℃,则仪表指示( A ).A 升温2℃B 下降2℃C 升高6℃D 升高4℃4、控制系统中控制器正、反作用的确定,是依据:( B ).A 实现闭环回路的正反馈B 实现闭环回路的负反馈C 系统放大倍数恰到好处D 生产的安全性5、控制阀正、反作用的确定,是依据:( D ).A 实现正反馈B 实现负反馈C 放大倍数恰到好处D 生产安全性6、PI控制系统中，如P已经合适，在加入积分作用过程中（ B ）比例带。
Ａ应适当减少Ｂ应适当增加Ｃ无需改变 D 不影响7、正作用控制器是指（Ｄ）．Ａ输入＞０、输出＞０Ｂ输入增大、输出也增大Ｃ输出与输入成正比Ｄ正偏差增大、输出也增大8、对ＤＤＺ－Ⅲ型控制器，以下切换中，无需先平衡的切换是（Ｂ）．Ａ自动－硬Ｂ自动－软Ｃ软手动－硬9、对Ⅲ型调节器，若要增大积分作用，减少微分作用，则应（ C ）时间。
A 增大积分、微分B 增大积分时间、减小微分C 减小积分、微分D 减小积分时间、增大微分10、在正产过程中，最常见的操纵变量是介质的（ C ）。
A 压力B 温度 C流量 D 液位二、仪表故障原因分析方法：1、用热电偶和数显表组合测温，在连接的补偿导线短路时，仪表指示（ A ）。
A 补偿温度B 溢出指示C 不确定D 0℃2、电位差计测量范围为200～800℃，若桥路电压增大，则测量下限（ A ）200℃。
A 大于B 小于C 仍为D 不影响3、与平衡电桥桥路连接的三线制连线，若下支路线电阻高于上支路线电阻，则仪表指示（ B ）。
08级下学期化工原理B卷参考答案
衡阳师范学院2008年下学期 2006级应用化学、高分子材料与工程专业 《化工原理》期末考试试题B 卷参考答案一、填空题（每空1分，共20分） 1、流体流动的连续性方程是 11122u ρA =u ρA ，圆形直管内不可压缩流体的连续性方程可表示为 21221u d u d ⎛⎫= ⎪⎝⎭ 。
2、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，， 叶轮入口处的压力等于被输送流体在该温度下的饱和蒸气压，离心泵会发生 气蚀 现象。
3、化工生产中常用的过滤设备有（任写三种） 板框压滤机 、 叶滤机 、 回转真空过滤机 、 厢式压滤机 、 离心机等。
4、低浓度难溶气体在填料塔中被逆流吸收时，若其他条件不变，但入塔气量增加，则出口气体组成y 2将 变大 ，出口液体组成x 1将_变大 。
（变大，变小，不变，不确定） 5、精馏塔设计中，回流比越___大___所需理论板数越少，操作能耗____大__ 。
但随着回流比的逐渐增大，操作费用设备费的总和将呈现__先减小后增大__变化过程。
6、吸收、解吸操作时低温对__吸收___有利，低压对_解吸___有利。
7、用精馏操作实现混合液高纯度分离的依据是_混合液各组分挥发度差异_。
8、对于一定的干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度___越低__ 。
9、在套管换热器中，用一定量的热流体将另一定量的冷流体加热。
过程中热流体温度由120℃降到70℃，冷流体温度由20℃升到60℃。
若是并流传热，则传热温差为℃；若是逆流传热，其他条件不变，则传热温差为℃。
10、牛顿粘性定律的数学表达式为___τ=－μdu/dy__，牛顿粘性定律适用于__牛顿__型流体。
二、选择题（每小题3分，共30分）1、化工原理中的“三传”是指 D 。
A、动能传递、势能传递、化学能传递B、动能传递、内能传递、物质传递C、动量传递、能量传递、热量传递D、动量传递、热量传递、质量传递2、离心泵的工作点决定于 C 。
2008年全国化工仪表技能大赛试题 1
仪表维修工技能大赛应知试题与答案试卷一一、选择题仪表知识部分：1．在流量补偿中进行的压力、温度修正是修正的（A ）误差。
A．系统误差B．偶然误差 C．疏忽误差D．静态误差2．调节阀阀盖四氟填料的工作温度不适用于（D ）。
A．20～150℃B．-40～250℃C．-40～450℃（加散热法）D．200～600℃3．我们无法控制的误差是（C ）。
A．疏忽误差B．缓变误差C．随机误差D．系统误差4．仪表设备使用24V DC电源的电压，其电压范围不超过（C ）。
A．±1 ％ B．±3％C．±5％D．±10％5．膜盒结构的差压变送器通常所测差压比工作压力小得多，由于操作或其他因素难免会使膜盒单向受压，为了使测量元件不因此而受到影响，所以在膜盒结构中都有（D ）。
A．限位装置B．锁定装置C．泄压装置D．单向过载保护装置6．选择调节器正反作用的目的是使调节器、调节阀、对象三个环节组合起来在控制系统中起到（C ）作用。
A．调节 B．正反馈C．负反馈D．闭环7．仪表校验点应在全刻度范围均匀选取，其数目除特殊规定外，不应小于（B ）点。
A．6 B．5 C．4 D．38．仪表施工图是施工的依据，也是（D ）的依据。
A．交工验收B．编制施工图预算C．工程结算D．以上三项9．以完全真空作为零标准表示的压力称为（A ）。
A．绝对压力B．差压力C．表压力D．负压力10．本质安全型线路敷设完毕后，要用50Hz、500V交流电压进行（A ）min试验，如没有击穿表明其绝缘性能符合要求。
A．1 B．2 C．5 D．1O11．仪表的精度级别是指仪表的（D ）。
A．误差B．基本误差C．最大误差D．基本误差和最大允许值12．抗干扰有许多方式，其中双绞线是（B ）方式。
A．物理隔离B．减小磁干扰C．屏蔽D．消磁13．炉膛火焰检测器一般安装在炉膛火焰中心线的（A ），距炉墙最近处，并用压缩空气吹扫，以冷却探头。
化工原理试卷2008B答案
重庆大学 化工原理 课程试卷A卷B卷200 8 ~2009 学年 第 学期开课学院： 化学化工 课程号： 22014025 考试日期：考试方式：开卷闭卷 其他 考试时间： 120 分注：1.大标题用四号宋体、小标题及正文推荐用小四号宋体；2.按A4纸缩小打印一． 填空题 （22 分）1. 流体的粘度值和传导率随温度变化而变化，对于水，温度升高，粘度降低 ，传导率 增大 ；对于空气，温度升高，粘度 增大 ，传导率 增大 。
（增大，减小，不变）。
2. 流体在管内作层流流动，若仅增大管径，则摩擦系数变 小 ，直管阻力变 大 ，计算局部阻力的当量长度变 不变 。
（大，小）。
3. 水在管内作湍流流动，若流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的＿20.8＿倍；管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原来的＿21.8＿倍。
（设条件改变后仍在湍流范围）4. 离心泵的工作点是＿＿离心泵工作＿＿＿曲线与＿＿管路特性＿＿＿曲线的交点。
调节泵流量的方法有 调节阀门开度 、 改变转速 和 泵组合 。
5. 含尘气体通过长为4米，宽为3米，高为1米的降尘室，已知颗粒的沉降速度为0.03m/s,则降尘室的生产能力为 0.36 m 3/s. 6. 间壁式换热器中冷热流体定态传热，该传热是由 壳程对流给热 、 管壁传热 和 管内对流给热 三个串联传热组成，如在壳程用饱和蒸汽加热，总传热系数接近于 管内 侧的对流传热系数，因此若强化该传热过程，应从 管内 侧着手 8. 厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b 1＞b 2＞b 3，导热系数λ1﹤λ2﹤λ3，在稳定传热过程中，各层的热阻b 1/λ1>b 2/λ2>b 3/λ3＿,各层导热速率＿＿相等＿＿＿＿。
二．选择题 （20分）1. 在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数λ数值＿D ＿＿＿。
A 只取决于Re B 与光滑管一样 C 取决于相对粗糙度 D 与粗糙度无关2.过滤基本方程式是基于＿B ＿＿＿推导出来的。
化工原理习题解答(第二版)(祁存谦)习题解
祁存谦丁楠吕树申《化工原理》习题解答第1章流体流动第2章流体输送第3章沉降过滤第4章传热第5章蒸发第6章蒸馏第7章吸收第9章干燥第8章萃取第10章流态化广州中山大学化工学院（510275）2008/09/28第1章 流体流动1-1．容器A 中气体的表压力为60kPa ，容器B 中的气体的真空度为Pa 102.14⨯。
试分别求出A 、B 二容器中气体的绝对压力为若干Pa 。
该处环境大气压等于标准大气压。
（答：A,160kPa ；B,88kPa ）解：取标准大气压为kPa 100，所以得到：kPa 16010060=+=A P ；kPa 8812100=-=B P 。
1-2．某设备进、出口的表压分别为 12kPa -和157kPa ，当地大气压为101.3kPa ，试求此设备进、出口的压力差为多少Pa 。
(答：169kPa -) 解：kPa 16915712-=--=-=∆出进P P P 。
1-3．为了排除煤气管中的少量积水，用如图示水封设备，水由煤气管道上的垂直支管排出，已知煤气压力为10kPa （表压）。
问水封管插入液面下的深度h 最小应为若干？ （答：m 02.1）解：m 02.18.910101033=⨯⨯=∆=g P H ρ习题1-3 附图1-4．某一套管换热器，其内管为mm,25.3mm 5.33⨯φ外管为mm 5.3mm 60⨯φ。
内管流过密度为3m 1150kg -⋅，流量为1h 5000kg -⋅的冷冻盐水。
管隙间流着压力（绝压）为MPa 5.0，平均温度为C 00，流量为1h 160kg -⋅的气体。
标准状态下气体密度为3m 1.2kg -⋅，试求气体和液体的流速分别为若干1s m -⋅？（ 答：1L s m11.2U -⋅=；1g s 5.69m U -⋅= ）习题1-4 附图解：mm 27225.35.33=⨯-=内d ，m m 5325.360=⨯-=外d ；对液体：122s m 11.2027.011503600/500044/-⋅=⨯⨯⨯===ππρ内d m A V u l l l l l ； 对气体：0101P P =ρρ⇒3560101m kg 92.51001325.1105.02.1-⋅=⨯⨯⨯==P P ρρ，()224内外内外D d A A A g -=-=π()2322m 1032.10335.0053.04⨯=-=π，13s m 69.592.51032.13600/160/--⋅=⨯⨯===ggg gg g A m A V u ρ。
2008年全国化工仪表技能大赛试题 12
仪表维修工技能大赛应知试题与答案试卷十二一、单选题（四选一）1．热电偶的测温原理是基于（）。
A．热磁效应B．热阻效应C．热电效应D．热压效应答案：C2．铜热电阻的测温范围是（）。
A．0～150o C B．0～200o C C．－200～650o C D．－50～150o C答案：D3.有一块精度为2.5级，测量范围为0~100kPa的压力表，它的最大绝对误差是（）。
A．2.0KPa B．2.5KPa C．4.0KPa D．1.5KPa答案：B4．测温元件一般应插入管道（）。
A．越过管道中心5～10cm B．5～10cm C．50mm D．100mm答案：A5．有一块精度为2.5级，测量范围为0~100kPa的压力表，它的刻度标尺最多可分（）格。
A．40 B．20 C．25 D．50答案：A．6．测量氨气用的弹簧管压力表的颜色是（）。
A．深绿色B．天蓝色C．白色D．黄色答案：D．7．调校压力表用的标准表，其绝对误差应小于被校表绝对误差的（）A．1/2 B．1/4 C．1/3 D．2/3答案：C8．浮球式液位计所测液位越高，则浮球所受浮力（）。
A．越大B．越小C．不变D．不一定答案：C9．工业上常用的流量仪表可分为：速度式、体积式和（）。
A．加速度式B．质量式C．重量式D．容积式答案：B10．已知一椭圆齿轮流量计的齿轮转速为30r/min，计量室容积为75cm3，则其所测流量为（）m3/h。
A．0．135 B．9 C．540 D．0．54答案：D11．下面的（）不是差压变送器无指示的故障原因。
A．仪表未校准B．信号线脱落或电源故障C．安全栅坏了D．电路板损坏答案：A12．用电阻法检查仪表的故障时，应该在仪表（）情况下进行。
A．通电B．通电并接入负载C．不通电D．任意答案：C13．某厂在大修后仪表开车，出现大批量热电偶测温仪表示值偏低，可能性最大的原因是A．热电偶型号选错B．热电偶正负极接线错误C．外界电磁场干扰D．热电偶冷端温度补偿处理得不好答案：D14．调节阀产生严重的振动，其原因可能是作用于阀上外力的频率（）阀的固有频率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
北京化工大学“BASF ”杯 第一届化工原理学科竞赛试题一、简答题1.（5分）医院输液容器即为一马里奥特恒速装置：如图所示，为了使高位槽底部排出的液体量不随槽中液面的下降而减少，通常可将高位槽上端密封，并于底部设置与大气相通的细管。
试说明其恒速原理。
解答：由于液体从下管排出而使槽内上方空间形成真空，在大气压力的作用下，A 管中的液面开始下降，降至A 处时，空气进入槽内补充，从而使槽中A 截面处的压力始终为大气压力。
在1-2截面列柏努利方程，2221121u p g z p +=+ρρ又 a p p p ==21 所以 g h g z u 21222==由此可见，只要液面下降不低于A 处，则h 2一定，流速一定。
一旦A 处暴露，则h 2下降，出口流速相应减少。
2．（3分）日常生活中存在大量正确利用传热学原理强化或削弱传热过程的实例，试针对导热、对流传热和热辐射三种传热方式各举一例答：（1）导热——房屋窗户采用双层玻璃，中间抽成真空 （2）对流——电风扇pp（3）热辐射——暖壶胆表面涂以银白色，并且光洁度很高3．（5分）生产中有一股热流体需要被降低至一定温度，选用液氨作为冷剂，利用其蒸发达到致冷的目的。
（1） 试构想出一种合适的换热器，图示其主要结构，并在图中标出其所有相关物流的名称、流向。
（2） 生产中如果要改变冷却效果，例如，使热流体出口温度更低，试给出一种合理、可行的方法。
答：（1）液氨（2）答：在汽氨管线上设置阀门，通过改变阀门的开度调整换热器壳程的压力，从而改变壳程液氨的温度，实现对传热过程的调整。
要使热流体出口温度降低，只需开大阀门，降低壳程压力（温度）4．（8分）一逆流吸收塔，气量、液量和塔高不变，气膜控制过程，在气体和吸收剂进口组成不变的情况下，使得吸收温度降低，吸收属于低浓度吸收，且温度对ky 的影响可忽略，试通过具体分析过程指出吸收效果如何变化？示意性画出平衡线和操作线如何变化？定性分析吸收推动力如何变化？t ↓,m ↓, 气膜控制过程，Ky=ky所以，H OG ＝V/ Kya 不变，塔高不变，N OG 不变，↓=VL m S /由吸收因数关联图得↑--2221mx y mx y ，2221>=--c mx y mx y ，)1(221c mx cy y -=-y 2↓由L(x1-x2)=V(y1-y2)，x 1↑ 见图因为，Hy y KyaV y m21-=∆所以，推动力增加二、计算题（20分）某工厂用离心泵从凉水塔底部向换热器供应冷却水，如图所示。
所有管内径均为100mm ，总长为200m 。
管内流动已进入阻力平方区，摩擦系数为0.025。
凉水塔常压操作，冷却水入塔喷头与塔底水面相差5m 。
所用离心泵为IS100-65-200型，转速在2900rpm 下，其特性可表示为：压头：2410333.80333.055V V q q H -⨯-+= m效率：231075.3875.026V V q q -⨯-+=η %式中q V 的单位为m 3/h 。
（1） 夏季冷却水用量为90m 3/h ，而冬季冷却水用量比夏季减少20%，用阀门来调节流量，则阀门的局部阻力系数增加多少？消耗在阀门上的轴功率为多少？（2） 原本用阀门调节流量，现经过技术改造，将电机更换为变频调速电动机，则电机转速将调至多少？一个冬季可节省电费多少元（设电费为0.80元/度，一季度以90天计）？（3） 离心泵在夏季操作中，某日出现了异常情况：压力表及流量计读数均比正常值小，甚至出现不稳定状况，试对此故障进行诊断，并提出改进措施。
解：（1）夏季输送量为90m 3/h 时，工作点如A 点所示。
由泵的特性方程，泵产生的压头为mq q H V V 25.519010333.8900333.05510333.80333.0552424=⨯⨯-⨯+=⨯-+=--设此时管路的特性方程为25BQH e +=代入 290525.51⨯+=B 所以321071.590525.51-⨯=-=B又32422421071.5360011.08)1.0200025.0(360018)(-⨯=∑+=∑+=g gddl B πζπζλ所以 47.39=∑ζ冬季流量减小为728.090'=⨯=V q m 3/h泵产生的压头为mq q H V V 1.537210333.8720333.05510333.80333.0552424'=⨯⨯-⨯+=⨯-+=--所以 32'1028.97251.53-⨯=-=B又3242242'1028.9360011.08)1.0200025.0(360018)(-⨯=∑+=∑+=g gddl B πζπζλ所以 41.95'=∑ζ由于阀门关小引起的局部阻力系数增大为（95.41-39.47）＝55.94 阀门原开度时管路1中C 的压头：mq H VeC 6.34721071.551071.552323=⨯⨯+=⨯+=--阀门关小导致压头的增加为：mH H H C B 5.186.341.53=-=-=∆效率：%56.69721075.372875.0261075.3875.0262323=⨯⨯-⨯+=⨯-+=--V V q q η轴功率增加为kWgH q P V 22.56956.081.910005.183600/72=⨯⨯⨯=∆=∆ηρ（2）关小阀门时，72'=V q m 3/h ，泵的效率为%56.69=ηHq Vq Vq V ′此时泵的轴功率：kWgH q P V 98.146956.081.910001.533600/72=⨯⨯⨯==ηρ调转速时：降低离心泵转速改变流量，工作点如C 点所示。
此时管路特性方程1不变，故该点的压头m H C 6.34=。
求取新转速下泵的特性方程: 设转速减少率小于20%, 由比例定律2'''',⎪⎪⎭⎫⎝⎛==n n H Hnn q q VV得 '2''',Hn n H q nn q V V⎪⎭⎫ ⎝⎛==代入原转速下的泵特性方程中2410333.80333.055VV q q H -⨯-+=2''4'''2'10333.80333.055⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛-V V q n nq n n H n n得新转速下的泵特性方程2'4''2''10333.80333.055VV q q n n n n H -⨯-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=将新工作点C ：mH h mq C CV 6.34,/723==代入上式得820.0'=nn即 r p m 2378290082.082.0'=⨯==n n 此时%20%1818.0<==∆nn ，比例定律适用。
与新转速q VC 对应的原转速下的等效率点为82.01'1==nn q q VCVC h mq q VC VC /8.8782.031==该点下效率为%9.738.871075.38.87875.0261075.3875.0262323=⨯⨯-⨯+=⨯-+=--V V q q η此时泵的轴功率为kWgH q P V 19.9739.081.910006.343600/72=⨯⨯⨯==ηρ若一个冬季按90天计，调频较之关小阀门节省电费：100058.02490)19.998.14(=⨯⨯⨯-元（3）出现以上现象的根本原因为泵内有气体。
可能原因：①从塔内液体中带入：凉水塔中水流撞击液面或液位下降，水从液面夹带大量空气直冲泵吸入口,使泵吸入大量空气；②系统不严密引起：吸入管路中各法兰接口以及阀门处发生漏气，填料函、水封密封不严, 真空表接头松动；③泵发生汽蚀：如循环回水温度过高或吸入管路阻力增大（吸入阀门未完全打开；吸入管路堵塞或滤器脏污）。
三、计算题（17分）在传热面积为5m 2的换热器中用冷却水冷却某溶液。
冷却水流量为1.5kg/s ，入口温度为20℃，比热为4.17kJ/kg ⋅K ；溶液的流量为1kg/s ，入口温度为78℃，比热为2.45kJ/kg ⋅K 。
已知溶液与冷却水逆流流动，两流体的对流传热系数均为1800 W/ m 2⋅K 。
（1）试分别求两流体的出口温度？（2）现溶液流量增加30%, 欲通过提高冷却水流量的方法使溶液出口温度仍维持原值，试求冷却水流量应达到多少？（设冷却水和溶液的对流传热系数均与各自流量的0.8次方成正比，忽略管壁热阻和污垢热阻）（提示，可初估冷却水流量增为原来的1.5倍） 解：（1）总传热系数近似用下式计算：KW/m 90018001180011111221⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ααK12.141705.124501124501590012078lnlnp2m2p1m1p1m1221221=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯-⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=--=--c q cq c q KA T t t T t T （a ）热平衡方程：222112p2m2p1m17820392.0T t T T t t c q c q --=--== （b ）（a ）式（b ）式联立求解得：19.332=T ℃；56.372=t ℃ （2）新工况下的总传热系数：()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=8.0m2m28.08.0m2m2218.021/'13.112/'13.1111'q q K q q K K αααα新工况下：()()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=--p2m2m2m2p1m1p1m18.0m2m28.01221/''1'/'/13.1/12''lnc q q q c q c q q q KAt T t T （*）将已知数据代入上式：()()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯=--41705.1/'24503.1124503.1/'/13.1/1590022019.33'78lnm2m28.0m2m28.02q q q q t (c)新工况下热平衡方程：19.337820'''41705.1/'24503.1/''22112m2m2p2m2m2m2p1m1--=--=⨯⨯⨯=t T T t t q q c q q q c q (d)试差求解上述关于m2m2/'q q 和2't 的方程组，可得：418.1/'m2m2=q q ；09.36'2=t ℃ 所以，冷却水流量需要提高至kg/s 127.25.1418.1'm2=⨯=q试差过程如下初估5.1/'m 2m 2=q q ，由平衡方程可得()''7820''''41705.15.124503.1/''22112p2m 2m 2m 2p1m 1T t T T t t c q q q c q --=--=⨯⨯⨯=（e ）由（*）式可得()()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=--p2m 2p1m 1p1m 18.08.012215.1'1'5.1/13.1/12""lnc q c q c q KAt T t T (f)联立求解(e)和(f)，可得61.32"2=T ℃<2T故5.1/'m 2m 2=q q 比真实值偏高，下一步试差应下调m 2m 2/'q q四、计算题（17分）一逆流吸收塔用洗油吸收煤气中所含的苯蒸汽，煤气进塔组成0.025（摩尔分率，下同），吸收剂入塔组成0.004，煤气出塔组成0.001，液气比为0.2，吸收塔内气液平衡关系y e =0.11x ，该体系为气膜控制，若要求出吸收塔气体中苯蒸汽的组成降为0.00044和0.0004，在塔高不变的情况下，应如何调节？调节的参数是什么？调到多大？ 解：情况1 00044.0'2=y 004.02=x00044.0004.011.022=⨯==mx y e ＝y ‘2所以，①H 不变，L 为无穷大，才能行。