2018年华东理工大学生物工程学院801化工原理考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 造成溶液过饱和度的方法有哪些？溶液结晶的两个阶段是指哪两个阶段？
【答案】造成过饱和度的方法有: （1）降低温度（冷却结晶）； （2）溶液浓缩（蒸发）。
溶液结晶的两个阶段:晶核生成，晶体成长。
2． 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。
3． 列管换热器在什么情况下要考虑热补偿，热补偿的形式有哪些？
【答案】当管束和壳体温度差超过50°C 时，换热器内部将出现很大的热应力（管子和壳体热胀冷缩程度不同），可能使管子弯曲、断裂或从管板上松脱，列管换热器要考虑热补偿，热补偿的形式有带补偿圈的固定管板式换热器、浮头式换热器和U 形管式换热器三种。
二、计算题
4． 用板框过滤机在恒压下过滤悬浮液。若滤饼不可压缩，且过滤介质阻力可忽略不计。试求：（1）当其他条件不变，过滤面积加倍时，获得的滤液量为原来的多少倍？（2）当其他条件不变，过滤时间减半时，获得的滤液量为原来的多少倍？（3）当其他条件不变，过滤压强差加倍时，获得的滤液量为原来的多少倍？
【答案】（1）过滤介质阻力忽略不计，则恒压过滤方程可变为：
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于是
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（2）
（3）由于滤饼不可压缩，压缩性指数s=0，因此压强增加滤饼比阻不变，由过滤常数的定义
可知，
于是
（包括所有局部阻
水的密度为
5． 某敞口高位槽送水的管路如图所示，所有管径均为50mm ，管长力当量长度），
使得CE 、CD
两管路中的流量相等。假设总管路及支路中的阻力系数均为
1000kg/m3。试写出在支路分叉C 处管道内的压力的计算过程及计算公式。
（阀b 全开时，包括所有局部阻力当量长度）。阀b 全开
，调节阀a ,
图
【答案】对于相同管径流速相同时，
两分支管路流量相同而对于总管路与分支间关系如下:
则
令
分别对水槽液面和分支点及分支点和E 出列柏努利方程如下:
即
代入数值为
第
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对水槽和分支点C 截面间的柏努利方程可化简为:
6． 如图所示，用泵将水由低位槽打到高位槽（均敞口，且液面保持不变）。已知两槽液面距离为20m ，管路全部阻力损失为5m 水柱（包括管路进出口局部阻力损失），泵出口管路内径为50mm ，其上装有U 形压差计，AB 长为6m ，压差计读数R 为40mmHg ，
设摩擦系数为0.02。求: （1）泵所需的外加功（J/kg）; （2
）管路流速（m/s）; （3）泵的有效功率（kW ）; （4）A 截面压强（Pa
, 以表压计）。
H 为
图
【答案】（1）以低位槽液面为截面
与
间列柏努利方程。
与
间列柏努利方程，有
即
（3）
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高位槽液面为截面
外加功
以截面为基准面在截面
（2）在截面