2017年江苏科技大学934化工原理复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 简述以雷诺数（Re ）作为判据对流体流型的三种分类类型。
【答案】（1）当（2）当（3）当
时，为层流区；
时，有时出现层流，有时出现湍流，依赖于环境，为过渡区； 时，为湍流区。
2． 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。
3． 简述和比较萃取、吸收、精馏各自的原理，用途和特点。
【答案】（1）萃取:萃取是利用化合物在两种互不相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。经过多次反复萃取，将绝大部分的化合物提取出来的方法。
多用于提纯和分离。
（2）吸收:利用混合气体中分组分在液体中溶解度的差异而分离气体混合物的单元操作成为吸收。
主要用途有：①制取产品；②分离混合气体；③气体净化等。
（3）精馏: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，使混合物得到不断分离的过程成为精馏。
特点是传热、传质过程同时进行。
（4）比较：①吸收和萃取一般不需要外部能量，精馏需要加热和冷凝；
②吸收和萃取都引入第三种物质，普通精馏不引入第三种物质，有些特殊精馏引入第三种物质；
③吸收一般为气液，气固，液固相间的操作，萃取多为液液相间的操作。
4． 将60°C 的湿泥坯（砖）放入80°C 的热空气流中干燥，空气的湿球温度为50°C ，试说明该泥坯从放入时起到完全干燥为止的温度变化（假设空气量很大，其温度与湿度均保持不变）。
【答案】该题为恒定干燥条件，开始时，湿泥坯中含有较多的非结合水，这部分非结合水先被干燥，温度由60°C降低至空气的湿球温度50°C; 然后泥坯表面维持50°C被干燥，此过程为恒；完全干燥时，达到平衡含水量，泥定干燥阶段；然后温度会由50°C不断升高（进入降速阶段）坯的温度达到热空气流的温度80°C。
二、计算题
5． 球形容器内半径为
温度为，外半径为、温度为，球壁的导热系数球形壁内定态传热速率Q 的计算公式，并与圆筒壁进行比较。
【答案】对于定态一维热传导，传热速率Q 不随半径r 而变，由傅里叶定律可得到
即
将上式积分，得（注意Q 不变）
试推导此
即
由于
故上式也可写成
令则
即
说明通过球形壁导热的热流量Q 也可写成
式中，1为圆筒壁的长度；
为圆筒壁内、外半径的对数平均值，即
6． 为了减少热损失并保证安全工作，在外径为159mm 的蒸汽管道上包覆保温层。蒸汽管道外壁的温度为300°C 。保温材料为水泥珍珠岩制品，水泥珍珠岩制品的导热系数随温度的变化关系为
要求包覆保温层后外壁的温度不超过50°C ，并要求将每米长度上的热损
【答案】
保温层的平均工作温度为
代入数据可得：
于是
则保温层的厚度为：
7． 矿石焙烧炉炉气中含有密度
的球形颗粒污染物，拟用一个降尘室将其除去。降尘室
，
气体密度为
，粘度为
，
的颗粒，能被除去的百分率为多
高2m ，宽2m , 长5m 。操作条件下气流流量为少？
【答案】⑴
假设流体沉降符合斯托克斯公式：
的形式，即与平壁的形式一致。
对圆筒壁内的定态一维热传导，热流量Q 也可写成如上的形式，但式中的平均传热面积为
失控制在300W ，则保温层的厚度为多少？
由此得保温层的导热系数
为
试求理论上能完全除去的矿尘颗粒最小直径；对于粒径为