2017年四川理工学院化学与制药工程学院804化工原理考研仿真模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 什么叫全回流？全回流操作一般用在哪些场合？
【答案】精馏塔不进料也不出料，塔顶冷凝液全部回流，即全回流操作。全回流时，回流比为无穷大，达到指定分离要求的理论板数最少。开车时为不稳定过程，为了尽快达到分离要求，采用全回流操作，然后再慢慢减小回流至规定回流比。停车时先过渡到全回流操作再停车，科研实验中采用全回流操作测定板效率。
2． 什么是化工原理中的三传？试论述三传的可比拟性。
【答案】化工原理的三传:质量传递、热量传递、动量传递。
三传的类比:
（1）传递本质类比
①动量传递是由于流体层之间速度不等，动量将从速度大处向速度小处传递。
②热量传递是流体内部因温度不同，有热量从高温处向低温处传递。
③质量传递是因物质在流体内存在浓度差，物质将从浓度高处向浓度低处传递。
（2）基础定律数学模型类比
①动量传递的牛顿粘性定律。
②热量传递的傅立叶定律。
③质量传递的费克扩散定律。
（3）物性系数类比
①粘度系数。
②导热系数。
③分子扩散系数。
3． 简述以雷诺数（Re ）作为判据对流体流型的三种分类类型。
【答案】（1）当
（2）当
（3）当时，为层流区； 时，有时出现层流，有时出现湍流，依赖于环境，为过渡区； 时，为湍流区。
4． 何谓蒸发设备的生产强度？
【答案】蒸发设备的生产强度是指单位时间内在单位传热面积上蒸发的水量，是衡量蒸发器性能的一个重要指标。
5． 物料干燥过程分为几个阶段？各阶段的特点？
【答案】物料干燥过程分为三个阶段，即预热段，恒速干燥段和降速干燥段。
（1）预热段:物料吸收气体的热量温度升高，湿含量变化不大。
（2）恒速干燥段:物料表面温度恒定在气体的湿球温度不变，气体传给物料的热量全部用于水分的汽化，干燥速率恒定。
（3）降速干燥段:物料温度上升，干燥速率逐渐减小，气体传给物料的热量只有一部分用于水分汽化，其余用于物料的升温。
6． 在乙醇-水体系精馏实验中，如果增加塔的塔板数，在相同的操作条件下，是否可以得到99.5%（摩尔分数）的乙醇？为什么？
【答案】不可以得到99.5%（摩尔分数）的乙醇，因为：
（1）精馏实验中，在相同的操作条件下，如果增加塔的塔板数，塔顶的浓度会增大；
（2）由于乙醇水体系存在恒沸物，随着塔板数的增加，塔顶的浓度会趋近恒沸组成89.4%（摩尔分数）。
7． 采用离心泵从地下贮槽中抽送原料液体，原本操作正常的离心泵本身完好，但无法泵送液体，试分析导致故障的可能原因有哪些。
【答案】槽内液面下降；吸入管堵塞；液体温度上升；容器内压强下降；泵入口侧漏气。
8． 简述填料塔等板高度HETP 的概念。
【答案】HETP 表示分离能力和一块理论板相当的填料层高度。
9． 什么是填料塔的传质单兀尚度
【答案】传质单元高度和等板尚度HETP? 填料吸收塔每个传质单元对应的填料层高度。等板高度（HETP ）:填料精馏塔一块理论板所对应的填料层高度。
10．按照热能供给湿物料的方式，干燥可分为几类？并分别说明各自的特点。
【答案】按加热方式不同，干燥可分为对流干燥、传导干燥和辐射干燥等几类。
（1）对流干燥是将干燥介质（气体）加热后，由干燥介质以对流传热的方式将热量传递给湿物料，传热速率快；
（2）传导干燥，是由干燥设备的壁面将热量传递给湿物料，汽化的水分再由气体带走； （3）辐射干燥主要使用红外线热源加热物料，由于物料表面干燥后红外线穿透干固体层深入物料内部较困难，因此，主要用于薄层物料的干燥。
11．某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空表指示真空度很高，他分析后做出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因？（水温太高，真空表坏了，吸入管路堵塞，排出管路堵塞），为什么？
【答案】排出管路堵塞。
因为水温太高可能造成汽蚀，出水管不出水，但泵进口处真空表指示真空度很高，说明水温太高，错；真空表坏了不会导致出水管不出水；吸入管路堵塞与泵进口处真空表指示真空度很高相矛盾，故排出管路堵塞，正确。
12．在萃取过程中，采用普通筛板塔、填料塔一般传质效果不是很好。为了强化液液传质过程，工业上有时会采用脉冲萃取塔（包括脉冲筛板塔和脉冲填料塔），其工作原理是在塔的底部设置脉冲发生器，迫使塔内液体产生附加的脉冲运动。现有一含有少量细小悬浮物的含5%己内酰胺的废水，经有机溶剂萃取处理后放，萃取 相经蒸溶剂塔后塔底回收已内酰胺，塔顶有机溶剂回收后重新用作萃取的溶剂，假定有机溶剂与水不互溶。请你 综合考虑技术、经济等因素，分析上述萃取过程若采用脉冲筛板塔或脉冲填料塔，哪种较为合适？请说明理由； 并讨论脉冲振幅增大对萃取过程的利弊。
【答案】综合考虑技术、经济等因素，应采用脉冲筛板塔。原因在于液体中含有少量悬浮物，而填料塔的填料之间缝隙较小，在液体含有悬浮物的情况下阻力较大，易堵塞，不利于进行后续操作，同时脉冲填料塔在处理含悬 浮物液体时能耗比脉冲筛板塔大。
脉冲振幅增大的优点是有利于液体之间的充分混合，有利于萃取过程的进行，缺点是振幅过大会引起塔内萃 取过程不稳定，同时能耗大大増加。
二、计算题
13．现用一板框压滤机过滤含钛白（Ti02）的水悬浮液，过滤压力为
滤框尺寸为共有40个框，
已经测得过滤常数滤饼体积与滤液体积之比滤框充满（表压）。已知后，在同样压力下用清水洗涤滤饼，洗涤水量为滤液体积的1/10，水与钛白水悬浮液的黏度可认为近似相等。试计算：（1）框全部充满时所需过滤时间；（2）洗涤时间；（3）洗涤后卸渣、清理、重装等共需40min ，求板框压滤机的生产能力；（4）这个板框压滤机的最大生产能力及最大生产能力下的滤饼厚度。
【答案】（1）框全部充满时， 获得的滤液量
过滤面积
由恒压过滤方程得
（2）洗涤时间
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