2017年四川大学化工综合之化工原理复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 化工原理实验中使用了哪些测试流量、压强的方法？它们各有什么特点？
【答案】测流量用转子流量计、测压强用U 型管压差计、压差变送器。转子流量计随流量的大小，转子可以上、下浮动。U 形管压差计结构简单，使用方便、经济。压差变送器将压差转换成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由已知的压差，电流回归式计算出相应的压差，可测大流量下的压强差。
2． 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。
3． 请简述萃取操作的基本原理。如图所示，说明萃取相图中各点、区、线的含义。
A 、B 、S 、P 点；①、②区；
线
【答案】萃取是指利用化合物在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取，将绝大部分的化合物提取出来。
A 溶质, B 稀释剂，S 溶剂，P 辅助曲线与溶解度曲线的交点 ①均相区，②两相区
联结线，P-Q 辅助曲线。
若雷诺数相同，且密度
4． 在相同管径的两条圆形管道中，同时分别流动着油和清水相近，试判断油速大还是水速大，为什么？
【答案】油速大。因为
二、计算题
5． 有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为水的对流传热系数
（1）冷却水消耗量；
（2）并流和逆流操作时所需的传热面积；
忽略污垢热阻。试求：
流量为2000kg/h的苯在内管中从
80°C 冷却到50°C 。冷却水在套管环隙从15°C 升到35°C 。苯的对流传热系数
（3）如果逆流操作时所采用的传热面积与并流时的相同，计算冷却水出口温度与消耗量，假设总传热系数随温度的变化忽略不计。
【答案】（1）苯在定性温度在定性温度
由
得冷却水消耗量
（2）设以内表面积
为基准的总传热系数为
碳钢的导热系数
得
对并流操作：
对逆流操作：
因
（3）逆流操作时
则有
设冷却水出口温度为
则有
下的定压比热容
下的定压比热容
水
列热量衡算式为
则
本题管壁热阻与其他传热阻力相比很小，可忽略不计。
为简便起见，由算术平均傕水的定性温度
查得
得
则冷却水消耗量
逆流操作比并流操作可节省冷却水
可见，若使逆流与并流操作时的传热面积相同，则逆流时冷却水出口温度由原来的35°C 变为46.6°C ，在传热量Q 相同条件下，冷却水消耗量减少了36.6%。
6． 用某精馏塔分离易挥发组分和水的混合物，流程如图所示，F=200kmol/h
，
（摩尔分
数，下同），加料为气液混合物，气液的物质的量比为2:3。塔底用饱和水蒸气直接加热，离开塔顶的气相经分凝器冷凝，一半作为回流液体，另外一半经全凝器冷凝作产品，已知D=90kmol/h
、
相对挥发度a=2, 全塔符合恒摩尔流假定。试求: （1）离开塔顶第1块板的气相浓度（2）塔底产品产品浓度
如
进料位置、
）不变，试分析塔顶
（3）若将饱和水蒸气用量增大，而其他条件（何变化，写出分析过程。
图
【答案】（1）由题意知:设回流液浓度为所以
（2）由题意知:
于是
根据恒摩尔流假定，由全塔物料衡算知
则
对分凝器做物料衡算，可知:
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