2017年武汉理工大学化学化工与生命科学学院896化工原理(化工专用)考研题库
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一、简答题
1． 因某种原因使进入降尘室的含尘气体温度升高，若气体质量及含尘情况不变，降尘室出口气体的含尘量将有何变化？原因何在？
【答案】进入降尘室的含尘气体温度升高，降尘室出口气体的含尘量增加。因为：
（1）黏度变大、沉降速度变慢、沉降时间增加；
（2）密度减小、气体质量不变则体积流量増加，停留时间减少。
2． 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。
3． 何谓萃取操作的选择性系数？什么情况下
【答案】选择性系数定义如下:
，溶物系）
4． 简述如何通过实验测定过滤常数。
【答案】（1）安装过滤设备，配料，在恒压测定不同时刻的滤液量V ;
（2）利用（3）用将数据整理得到关系表；
； 数据作图（或数据拟合）当组分B 不溶解于溶剂S 时（完全不互（4）将数据拟合成直线，根据直线斜率和截距求出过滤常数
5． 按照热能供给湿物料的方式，干燥可分为几类？并分别说明各自的特点。
【答案】按加热方式不同，干燥可分为对流干燥、传导干燥和辐射干燥等几类。
（1）对流干燥是将干燥介质（气体）加热后，由干燥介质以对流传热的方式将热量传递给湿物料，传热速率快；
（2）传导干燥，是由干燥设备的壁面将热量传递给湿物料，汽化的水分再由气体带走； （3）辐射干燥主要使用红外线热源加热物料，由于物料表面干燥后红外线穿透干固体层深入物料内部较困难，因此，主要用于薄层物料的干燥。
6． 何谓平衡水、自由水、结合水和非结合水？它们之间有何相互关系？
【答案】平衡水:当气体为不饱和气体时，与气体的水分分压呈平衡的物料含水量称为平衡含水量低于的水分称为平衡水，高于的水分称为自由水。
当气体为饱和气体时，与气体的水分分压呈平衡的物料含水量定义为部分水分称为非结合水，小于
水量，结合水与非结合水的总合为物料的总含水量。
7． 什么叫全回流？全回流操作一般用在哪些场合？ 物料中大于的那的那部分水分称为结合水。自由水和平衡水的总合为物料的总含
【答案】精馏塔不进料也不出料，塔顶冷凝液全部回流，即全回流操作。全回流时，回流比为无穷大，达到指定分离要求的理论板数最少。开车时为不稳定过程，为了尽快达到分离要求，采用全回流操作，然后再慢慢减小回流至规定回流比。停车时先过渡到全回流操作再停车，科研实验中采用全回流操作测定板效率。
8． 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。
9． 什么是理论板？用图解法求理论板层数时，为什么一个梯级代表一层理论板？
【答案】理论板是指离开这种板的气液两相温度相等、浓度成相平衡的塔板。每一个梯级与平衡线相交一次，表示气、液两相达到一次平衡，因此代表一层理论板。
10．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
11．如图所示，一连续精馏塔分离二元理想混合液，已知精馏段第n 块塔板（实际板）的气、液组成分别为0.83和0.70, 相邻上层塔板的液相组成为0.77, 而相邻下层塔板的气相组成为0.78（以上均为易挥发组分的摩尔分数，下同）。塔顶为泡点回流，进料为饱和液体，其组成为0.46。相对挥发度为2.5。若已知塔顶与塔
底产量比为2/3，试求:
（1）精馏段第n 板的液相默弗里板效率
（2）精馏段操作线方程；
（3）提馏段操作线方程；
（4）最小回流比；
（5）若改用饱和蒸气进料，操作回流比R 不变，所需的塔板数为多少？
图
【答案】（1）液相默弗里板效率
则
（2）将题目所给条件分别带入精馏段操作线方程得到两个方程，联立求解可得R 和
即
解得:
则精馏段操作线方程为:
（3）要求提馏段操作线方程，须先求釜液组成
及两操作线在回流比R 时的交点坐标
和
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