2017年东华理工大学化学生物与材料科学学院812化工原理考研仿真模拟题
● 摘要
一、填空题
1． 列管式换热器按热补偿的方式不同有_____、_____、_____。
【答案】浮头式；U 形管式；带补偿圈（膨胀节）的固定管板式
2． 当介质阻力不计时回转真空过滤机的生产能力与转速的_____次方成正比。
【答案】0.5
3． 已知在常压、25°C 下水分在某湿物料与空气之间的平衡关系为:相对湿度
水量绝干料；相对湿度时，平衡含水
，现将湿基含水量为20%的该物料与25°C 、
【答案】0.241; 0.225
4． 一列管换热器，用饱和蒸汽加热某种易结垢的悬浮液，此换热器在流程安排上应使悬浮液走管程还是壳程？_____。若蒸气中含不凝性气体，则冷凝热阻由决定_____。
【答案】管程；气膜热阻
【解析】由于壳程不易检修和清洗，因此壳方流体应是较洁净且不易结垢的物料。易结垢的悬浮液走管内，管内清洗较为方便。当两种流体的对流传热系数相差很大时，此传热过程的热阻主要在气体一侧。
5． 恒沸精馏操作中加入挟带剂的作用是_____。
【答案】以提高各组分间相对挥发度的差别，使其得以分离。
【解析】对于挥发度相近的物系，夹带剂与原有组分所形成的恒沸液的性质决定了恒沸精馏的流程。
6． 以下两种蒸馏方式，当在原料液组成一定且得到的液相分率也相同时，则平衡蒸馏的塔顶产品组成比简单蒸馏的组成_____，其原因为_____。
【答案】小，因为简单蒸馏的气相组成多是与开始阶段较高的液相组成成平衡的，而平衡蒸馏的气相组成只能与最终 较低的液相组成平衡。
【解析】若气化率相同，简单蒸馏较平衡蒸馏可获得更好的分离效果。若要求两种蒸馏保持相同的分离程度， 则简单蒸馏的气化率较平衡蒸馏时的大。
7． 往复泵的流量取决于_____，而压头取决于_____。
【答案】泵的几何尺寸与活塞的往复次数；管路特性
第 2 页，共 58 页 时，平衡含绝干料。，的空气接触则该物料的自由含水量为_____kg水/kg绝干料，非结合水分量为_____kg水/kg绝干料。
【解析】往复泵的流量只与泵的几何尺寸和活塞的往复次数有关，而压头与管路特性有关。
8． 在逆流操作的填料吸收塔中，若吸收因子A=0.5, 气液相平衡关系为y=2x，塔底气相进料中当填料层高
【答案】0.25
，塔底液相浓度为_____。
二、简答题
9． 采用离心泵从地下贮槽中抽送原料液体，原本操作正常的离心泵本身完好，但无法泵送液体，试分析导致故障的可能原因有哪些。
【答案】槽内液面下降；吸入管堵塞；液体温度上升；容器内压强下降；泵入口侧漏气。
10．简述填料塔等板高度HETP 的概念。
【答案】HETP 表示分离能力和一块理论板相当的填料层高度。
11．在连续干燥器前用预热器加热空气，被加热空气所获得的热量Q 按其去向可分为哪四项？干燥器热效率定义为哪些项之比？
【答案】被加热空气获得的热量按其去向可分为以下四项:
汽化水分消耗的热量；
随废气放空。 干燥热效率定义为
12．什么是理论板？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。
13．简述工业吸收操作大多是选用化学吸收的原因，即化学吸收的优点。
【答案】（1）化学反应提高了吸收的选择性；
（2）加快吸收速度，从而减小设备容积；
（3）反应増加了溶质在液相的溶解度，减少吸收剂用量；
（4）反应降低了溶质在气相中的平衡分压，可较彻底地除去气相中很少量的有害气体。
14．多效蒸发有何优点？为什么多效蒸发的效数有一定限制？
【答案】多效蒸发过程生产单位质量产品消耗的生蒸汽量少，操作费用低。但随效数的增加，单位蒸汽消耗量减小的趋势减慢，操作费用降低的趋势减小，同时，随效数的増加，蒸发器生产强度降低很快，设备投资增加，因此，需根据设备费与操作费之和最小的原则核算出最佳效数。
15．什么叫全回流？全回流操作一般用在哪些场合？
【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
第 3 页，共 58 页 加热产品消耗的热量；补偿设备热损失消耗的热量；
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。
16．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。
17．列管换热器在什么情况下要考虑热补偿，热补偿的形式有哪些？
【答案】当管束和壳体温度差超过50°C 时，换热器内部将出现很大的热应力（管子和壳体
，可能使管子弯曲、断裂或从管板上松脱，列管换热器要考虑热补偿，热补偿热胀冷缩程度不同）
的形式有带补偿圈的固定管板式换热器、浮头式换热器和U 形管式换热器三种。
18．冬天，室外温度为2°C ，刮着风，潮湿的衣服晒在外面有没有可能会结冰？为什么？
【答案】可能会结冰，因为潮湿的衣服上温度为空气的湿球温度，当湿球温度低于0°C就会结冰。
三、计算题
19．在逆流吸收塔内用纯溶剂吸收某混合气体中的溶质A
。操作条件下的平衡关系为
均为摩尔比组成），吸收剂用量为最小用量的1.5倍，
气相总传质单元高度
，且气相总体积吸收系数
的回收率达到95%。试求:
（1）所需填料层的有效高度，m ;
（2）若将混合气体的处理流量増加10%，在原有操作条件下（气相入塔组成、吸收剂用量、
，希望溶质A 的回收率仍能达到95%，试计算需将填料层的有效高度增加操作温度、压力不变）
多少，m 。
【答案】（1）填料层高度由题给条件:
第 4 页，共 58 页 ，V 为气相惰性气体摩尔流量，若要求溶质A