2017年青岛农业大学化工原理复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 简述干燥中的临界含水量受哪些因素影响。
【答案】固体物料在恒速干燥阶段终了时的含水量称为临界含水量，临界含水量不但与物料本身的结构、分散程度有关，也受干燥介质（流速、温度、湿度）的影响。物料分散越细，临界含水量越低。等速干燥阶段的干燥速率越大，临界含水量越高。
3． 为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作？
【答案】逆流操作可以获得较大的平均传热温度差，对传递相同热负荷而言，需较小的传热面积，节省设备费用。此外，逆流热流体出口温度
可接近冷流体进口温度
对相同热负荷而言，对相同热负荷而
需加热剂少；同样，就冷流体而言，逆流体出口温度可接近热流体进口温度言，需要冷却剂少，故对逆流就加热剂或冷却剂用量考虑，逆流操作费小。
4． 简述和比较萃取、吸收、精馏各自的原理，用途和特点。
【答案】（1）萃取:萃取是利用化合物在两种互不相溶的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过多次反复萃取，将绝大部分的化合物提取出来的方法。
多用于提纯和分离。
（2）吸收:利用混合气体中分组分在液体中溶解度的差异而分离气体混合物的单元操作成为吸收。
主要用途有：①制取产品；②分离混合气体；③气体净化等。
（3）精馏:利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气液两相逆向多级接触，在 热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组分不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁 移，使混合物得到不断分离的过程成为精馏。
特点是传热、传质过程同时进行。
（4）比较：①吸收和萃取一般不需要外部能量，精馏需要加热和冷凝；
②吸收和萃取都引入第三种物质，普通精馏不引入第三种物质，有些特殊精馏引入第三种物质；
③吸收一般为气液，气固，液固相间的操作，萃取多为液液相间的操作。
二、计算题
5． 在填料塔中用纯吸收剂逆流吸收某气体混合物中的可溶组分A 。已知气体混合物中A 的初始组成为0.06 （摩尔分率，下同）。通过吸收后气体的出口组成为0.005, 吸收后溶液的组成为0.095, 操作条件下气液平衡关系为
液相和气相分传质系数与液相流量和气相流量的关系为
试求:
且此吸收过程为气模控制，
（1）填料层高度及填料层高度一半时的塔截面上的气相组成；
（2）当液相流量増加时，保持气相流量和气液进口组成不变，则溶质A 被吸收的量如何变化？请说明理由。
【答案】已知
:控制。
（1）
代入数据得
则填料层高度当填料层高度一半时，
S 不变
，
不变，代入上式得:不变，
不变，又h 不变，则
气膜
（2）溶质A 被吸收的量増大，理由如下: 吸收过程是气膜控制，故L 增大，G 不变时，变，
变小，由
得出
增大，又不变，则减小。
增大。
不
于是溶质A 被吸收的量
6． 有苯和甲苯混合物，含苯0.4（摩尔分数，下同），流量1000kmol/h, 在一常压精馏塔内进行分离，要求塔顶馏出液中含苯0.9, 苯的回收率不低于90%, 泡点进料，泡点回流，取回流比为最小回流比的1.5倍，已知相对挥发度
试求：
（1）塔顶产品量D 、塔底残液量W 及组成
（2）回流比R 及精馏段操作线方程；
（3）第二块理论板（从上往下数）上升蒸气的组成。 【答案】⑴
（2）平衡线方程：
联立求得：
精馏段操作线：
（3）
由平衡线方程可得：
q 线方程：
由精馏段操作线：
7． 有一填料塔，内充填50mm （乱堆）陶瓷拉西环。当塔内上升的气量达到5000kg/h时，顶部开始液泛。为了提高产量，拟将填料改换为50ram （乱堆）陶瓷矩鞍，操作的液气质量比不变。上升气量可提高到多少才会液泛？生产中若采用上升气量8000kg/h, 是否合适？
【答案】查表得50_（乱堆）陶瓷拉西环的填料因子填料因子
设塔内充填50mm （乱堆）陶瓷拉西环和50mm （乱堆）陶瓷矩鞍的泛点气速
分别为
又
故有
所以上升气量提高到6300kg/h才会液泛。因此，采用上升气量8000kg/h，会出现液泛现象，故该气量不合适。
（乱堆）陶瓷矩鞍的
因液气质量比不变，操作条件不变，所以流动参数不变，泛点时对
应的纵坐标值Y 相同。