2017年合肥工业大学化工原理复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 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）。
2． 什么叫精馏操作？举例说明精馏过程在化工生产中的应用。
【答案】精馏操作是指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, 使得混合物得到不断分离的过程。
应用：产品的分离提纯。
3． 恒速干燥段的湿物料表面温度是什么温度？为什么？
【答案】恒速干燥段的湿物料表面温度等于干燥介质的湿球温度。恒速干燥段是表面汽化控制段，在此阶段，对流传热系数和传质系数不变，水分恒定速率汽化，汽化的是非结合水，水分由物料内部向表面输送的速度足以保证物料表面充分润湿。
4． 流体黏度的意义是什么？流体黏度对流体流动有什么影响？
【答案】流体的黏度是衡量流体黏性大小的物理量，它的意义是相邻流体层在单位接触面积上，速度梯度为1时，内摩擦力的大小。流体黏度在相同条件下，流体的黏度越大，所产生黏性也越大，液体阻力也越大。
二、计算题
5． 有一离心泵，其特性曲线为
（
的单位为
，转速为）
如图1所示，现拟用该泵将水库中的水送到高度为58.5m 的常压高位水槽，输送管路的管内径均为150mm ，当泵出口阀门全开时，管路总长（包括所有局部阻力当量长度）为900m 。已知水的密度系统流量在
摩擦系数为0.025。
（1）若该泵的实际安装高度为1.5m , 吸入管总长（包括所有局部阻力当量长度）为60m ，求
时泵入口处的真空度为多少（kPa ）?
求泵的轴功率；
（2）求出口阀全开时管路的特性曲线方程；
（3）求该泵在出口阀门全开时的工作点，若泵的效率为
（4）若用出口阀将流量调至求由于流量调节损失在阀门上的压头；
，求在新的转速下泵的特（泵出口阀门全开）
（5）若通过降低泵的转速，将流量调至
性曲线方程，并图2说明在泵出口阀门全开的条件下，泵的流量、扬程变化情况。
图1
【答案】（1）
在水池液面
和真空表所在液面
间列柏努利方程
泵入口处的真空度为23.447kPa （2）阀门全开时，在水池液面
和高位槽所在液面
间列柏努利方程
（3）联立得:
（4）将将
代入泵的特性方程得代入管路特性方程
（5）转速由2900r/min变为新转速将
下的特性曲线方程:
代入得
新转速n ＇下的特性曲线方程:
变为
扬程由80.5m 变为71.6m
流量由
图2
6． 用有两块理论板的精馏塔提取水溶液中的易挥发组分，饱和水蒸气S=50kmol/h, 由塔底进入，加料组成
（摩尔分率，下同），温度为20°C , F=100kmol/h，料液由塔顶加入，无回流，
液相组成x=0.2时，泡点温度为80°C, 比热为
试求塔顶产品浓度xd 及易挥发组分的回收率η。
在本题范围内平衡关系可表示为100kJKkmol ）,
汽化潜热为40000kJ/kmol。 【答案】物料衡算有:
即
有由
无回流，则R=0，得:
由恒摩尔流假定得因此，
D=35kmol/h
于是得提馏段操作线方程为:
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