2017年清华大学化学工程与技术学院专业综合考试化学原理复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 试述传热和传质的区别和联系。
【答案】传热又称热传递，由于温度差引起的热量的转移；传质:物质内溶质存在浓度差而促使溶质向低浓度段转移的过程。两种方式一般是同时存在于某一体系内。
2． 吸收的基本依据是什么？吸收的主要操作费用花在哪里？
【答案】吸收的基本依据是：气体混合物中各组分在溶剂中溶解度的差异。吸收的主要操作费用为：
（1）气、液两相流经吸收设备的能耗； （2）溶剂损失；
（3）溶剂再生费（解吸操作费）。
3． 在相同管径的两条圆形管道中，同时分别流动着油和清水相近，试判断油速大还是水速大，为什么？
【答案】油速大。因为
4． 要提高恒速干燥阶段的干燥速率，你认为可采取哪些措施？
【答案】可采取改变气固接触方式，减小物料尺寸，提高气体温度、降低气体湿度和采用较高的气流速度等措施。
若雷诺数相同，且密度
二、计算题
5． 在列管式换热器中用锅炉给水冷却原油。已知换热器的传热面积为与水之间呈逆流流动。若已知换热器的传热系数为热器，则原油的出口温度将为多少？
【答案】（1）平均推动力法。 所要求的传热速率
可由热量衡算方程得到
校核换热器是否合用，取决于冷、热流体间由传热速率方程决定的的传热速率传热面积
若
则表明该换热器合用。或者由
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，原油的流量为
8.33kg/s，温度要求由150°C 降到65°C ；锅炉给水的流量为9.17kg/s，其进口温度为35°C ；原油
，
原油的平均比热容为
。若忽略换热器的散热损失，试问该换热器是否合用。若在实际操作中采用该换
是否大于所要求
求出完成传热任务所必需的
若小于给定的实际传热面积A ，则也表示该换热器合用。
由热量衡算方程可计算出锅炉给水的出口温度
按逆流计算平均传热温差
由传热速率方程，在此条件下换热器实际传热速率为
由于实际传热速率小于所要求的传热速率，因而，该换热器不合用。 或者计算
也可说明该换热器不合用。
下面计算采用该换热器进行实际操作时，原油的出口温度。
设原油和锅炉给水的实际出口温度为
变。根据热量衡算方程和传热速率方程，有
联立上述三式，采用试差法或消元法求解，计算结果为
可见，由于实际传热速率小于所要求的数值，则原油的实际出口温度大于65°C ，锅炉给水的出口温度也低于74.8°C ，也说明该换热器不能满足工艺条件的需要。
（2）传热单元数法。 由已知条件可计算出
因而，取
则
该换热器的实际传热速率为
上式说明该换热器的实际传热速率小于所需要的传热速率，故不合用。
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换热器的实际传热速率为并假定传热系数不
由此可见，原油的出口温度未能降至规定的要求，因此该换热器不合用。
6． 用常压精馏塔分离某二元理想溶液，其平均相对挥发度为
原料液组成0.5（摩尔分数），
进料量为200kmol/h，饱和蒸气进料，塔顶易挥发组分的回收率为0.95。已知精馏段操作线方程
塔釜用间接蒸汽加热，塔顶为全凝器，泡点回流。试求：
（1）塔顶、塔底产品组成；
（2）全凝器中每小时冷凝的蒸气量和再沸器中每小时产生的蒸气量； （3）最小回流比
（4）提馏段操作线方程和q 线方程；
（5）若塔顶第一块板的液相默弗里板效率为0.6，则离开塔顶第二块板的气相组成为多少？ （6）若该塔在操条件不变的前提下，由于长期运行板效率下降，使得塔顶产品中易挥发组分，试定性说明为保证产品质量，应采取什么措施，同时应考虑什么问含量下降（采出量D 不变）题？
【答案】（1）由精馏段操作线方程
得
（2）
（3）
（4）提馏段操作线方程q 线方程为（5）
（6）增加R ，上升蒸气量、下降液体量都增加，塔釜加热功率增加，冷凝量也加大。
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