2018年华东理工大学材料科学与工程学院801化工原理考研强化五套模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 吸附分离常用的吸附剂有哪些？
【答案】（1）活性炭； （2）硅胶； （3）活性氧化铝；
（4）各种活性土（如漂白土、酸性白土）； （5）合成沸石和天然沸石分子筛； （6）吸附树脂。
3． 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。
二、计算题
4． 冬季时一定流量的冷却水进入换热器的温度为10°C ，离开换热器时的温度为70°C ，可将油从12CTC 冷却至60°C 。已知油侧的对流给热系数为
，
水侧的对流给热系数为
冷、热流体呈逆流流动，其中冷却水走管程。夏季时冷却水的进口温度升至
30°C ，热油的流量和进口温度不变，试求冷却水的流量应增加多少。假设流体在换热器内作湍流流动，管壁热阻和污垢热阻可以忽略不计。
【答案】冬季操作时，因两端温差相等，则有
夏季操作时，设所需冷却水流量为
则据题意可得
从而
又
得到
即
由于流体在换热器内作湍流流动，故有
联立式（1）、式（2）、式（3）可求出可求得
；由式（3）可求得
假设结果基本相同，不必再试，即即冷却水的流量应増加116.2%。
5． 某平壁厚度，
内表面温度
+0.00076t，式中
单位为
；由式（1）可求得
，与
三个未知数。设
，则由式（2）
。因的计算值与假设值相符，以上计算结果有效，
，外表面温度，平壁材料导热系数
若将导热系数分别按常量（取平均导热系数）和
变量计算，试求平壁的温度分布关系式和导热热通量。
【答案】本题的目的是考察导热系数线性变化时定态一维热传导公式能否简化。 （1）导热系数按常量计算。 平壁的平均温度
平壁材料的平均导热系数
导热热通量为
设壁厚x 处的温度为t , 则有
故
上式即为平壁内的温度分布关系式，表示当为常量时，平壁内的温度分布为直线关系。 （2
）导热系数按变量计算。 根据傅里叶定律，有
或积分得
代入数据，得
当
时，
代入式（1），可得
整理上式，得
解得
上式即为当随t 呈线性变化时单层平壁内的温度分布关系式，此时温度分布为曲线。
6． 在双效并流蒸发设备中
，每小时蒸发1000kg 浓度为
10%的某种水溶液。第一效完成液浓度
为15%，第二效完成液浓度为30%。在两效中溶液的沸点分别为108
°C
和95°C 。试求在第二效中自蒸发的水量及其占第二效中总蒸发量的百分数。
（假设温度差损失可忽略，95°C 时蒸汽的汽化潜热为2271kJ/kg）。 【答案】已知
第一效的水分蒸发量为
第一效完成液量为第二效总蒸发量为