2018年北京市培养单位国家纳米科学中心818化工原理[专业硕士]考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 有一高温炉，炉内温度高达1000°C 以上，炉内有燃烧气体和被加热物体，试定性分析从炉内向外界大气传热的传热过程。
【答案】炉内以对流和辐射并联联合传热，将热量传给炉的内壁面；在炉壁内通过传导传热，将热量从炉的内壁面传到炉的外壁面，它与炉内对流与辐射传热相串联。炉外通过对流与辐射并联联合传热，将热量从炉的外壁面传到大气中，它与炉壁内的传导传热相串联；所以该传热过程的特点是：传导、对流、辐射三种传热方式同时存在；并联、串联的联合传热同时存在。
2． 蒸发器提高流体循环速度的意义有哪些？
【答案】蒸发器流体循环速度提高，可增大传热系数，从而传热速率高，并可减少溶液在加热管内析出晶体，且可减轻传热表面的污垢积存。
3． 往复泵有无“汽蚀”和“气缚”现象？为什么？
【答案】往复泵无“气缚”现象，因为往复泵有自吸能力。存在“汽蚀”现象问题，任何泵安装高度不适都会发生“汽蚀”现象。
二、计算题
4． 由矿石焙烧炉出来的气体含有9%（摩尔分数）的质可认为与空气相同）。炉气进入填料吸收塔用纯水吸收比的1.2倍。要求
，炉气中其余气体视为惰性气体（其性，炉气量为
温度为20°C ,
操作压力为101.33kPa ，在此条件下，气液平衡关系式为y=1.25x，操作的实际液气比为最小液气
的回收率不小于90%，己知填料塔直径为lm ，体积传质系数
，试求：
（1）出塔的溶液组成^和吸收剂用量； （2）填料层高度。 【答案】（1）气体出口含量最小液气比实际液气比出塔液相组成气体流量吸收剂用量
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传质单元高度
平均推动力
传质单元数
5． 重油和原油在单程套管换热器中呈并流流动，重油放热由至
降至
，原油吸热由
升
若维持两种油的初温和质量流量不变，而将两流体改为逆流流动，试求此时冷、热流体
的出口温度和此时的对数平均温度差。假设在两种流动情况下，流体的物性和总传热系数均不变化，热损失也可以忽略。
【答案】依题意，开始时原油重油并流，已知又
其中
代入得:
当将并流改为逆流时，初始温度不变
综上可以得出:解得:
此时对数平均温度差为
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6． 填料吸收塔，填料层高度为3米，操作压强为latm ，温度为20°C 。用清水吸收空气-氨混合气中的氨，混合气体的质量速度为水的质量速度为试求：
（1）出口氨水浓度；
（2）以气相组成表示的平均推动力； （3）气相总传质单元高度（4）如果
；
与气体质量速度的0.8次方成正比，试估算：当操作压强增大一倍，气体质量
。其中含氨6%（体积％），要求吸收率为99%,
。
，已知该塔在等温下逆流操作，
操作条件下的平衡关系为
速度也增大一倍时，为保持原来的吸收率，在塔径和水的质量速度不变的情况下填料层高度为多少？（空气分子量取29, 氨的分子量17，水的分子量18）
【答案】（1）惰性气体流率为
液相流率
解得（2）
（3）
（4）气体流量增大会影响操作压强増大会影响m 值
值
不变，且吸收率不变，所以.
填料层高度应为
值不变
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