2018年北京化工大学能源学院810化工原理[专业硕士]考研核心题库
● 摘要
一、填空题
1. 某连续精馏塔,进料状态
(摩尔比),进料组成
(摩尔分率),回流比
为
R=2,且知提馏段操作线方程的截距为零。则提馏段操作线方程的斜率为_____,馏出液组成_____。
【答案】0.75;0.8
2. 用转筒真空过滤机过滤某种悬浮液,已知在转速为1rpm 时的生产能力为4.8m3/h, 现要将生产能力提高20%,若过滤介质阻力可忽略不计,则转速应改为_____,或将转筒的浸没角增为原来的_____倍。
【答案】1.44rpm ; 1.44倍
【解析】转筒真空过滤机的生产能力
3. 蒸发过程中哪两种情况可以引起蒸发器内沸点升高:_____、_____; 多效蒸发的优点是:_____。
【答案】溶液蒸汽压下降,加热管内液柱静压力;提高了经济效益(加热蒸汽的利用率)。 【解析】溶液的沸点升高与溶液类别、组成和操作压力有关。多效蒸发时,蒸发等量的水分所需的加热蒸汽较单效时少,从而提高了蒸汽利用率,即经济效益。
4. 对逆流操作的填料塔,液体自塔_____部进入,在填料表面呈_____状流下。
【答案】上;膜
5. 在恒速过滤过程中,当滤液体积增大1倍则操作压差将增大_____。设介质阻力可忽略,滤饼不可压缩。
【答案】1倍
6. 在双效蒸发系统中,将1000kg/h,质量分率为10%的稀溶液浓缩到50%,其理论蒸汽用量约为_____kg/h,若第一效的蒸发水量为400kg/h,溶液离开第一效蒸发器的浓度为_____。
【答案】800;16.67%
7. 降低废气出口温度可以提高干燥器的热效率,但废气在离开设备之前的温度的限制是_____,原因是_____
【答案】气体温度不降至露点;原因是空气温度小于或等于露点时,会在分离设备及管道中析出水分,使产品返潮,甚至堵塞设备或管道
二、简答题
8. 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
9. 欲提高填料吸收塔的回收率,应从哪些方面着手?
【答案】(1)降低操作温度或增大压力,可使吸收速率提高,使回收率提高;(2)在保证不发生“液泛”的前提下,适当増大气速;(3)适当增大吸收剂的用量(增大喷淋密度),可使回收率提高(但会导致操作费增大,溶液浓度x 下降);(4)喷淋液体应均匀,并保证填料被充分润湿;(5)可适当增加填料层高度。
10.离心泵启动或关闭时,为什么要先关闭出口阀门?
【答案】关闭泵的出口阀门启动离心泵是为了减小启动电流,以保护电机。停泵前关闭泵的出口阀门是为了防止高压液体倒流,对泵造成损害。
加热产品消耗的热量;
补偿设备热损失消耗的热量;
三、计算题
11.有一套管换热器,某流体走套管环隙,水走管内,逆流换热。工艺上要求将流量为810kg/h的此流体从120°C 冷却到70°C ,其比热容为
并可视为不变。已知内管为
它对管壁的传热膜系数为
钢管,水的初温为20°C ,此换热器刚投
入使用时很清洁,当流体出口温度为70°C ,测得水出口温度为50°C , 管壁对水的传热膜系数为
试问:(1)由于冷却水的水质问题,管内壁结垢,使用一年后致使水的出口温度
降为45°C ,求内壁的污垢系数(管壁热阻及外壁垢阻可忽略不计,管内外传热膜系数可视为不变);(2)经过技术改造,水质处理设备的故障被排除,且换热器内的水垢被清除,如果水的流量增加了73.2%,问完成规定的生产任务所需的套管换热器的有效长度为原长度的百分之几?(3)同(2)清垢后水的流量增加了73.2%,如采用原来的换热器,则水和热流体的出口温度是否变化;如变化,计算它们的出口温度分别为多少?
【答案】(1)解题思路:换热器使用一年后,由于水结垢,热阻增大,总传热系数下降,单位时间内通过传热面的热量减少,使冷却水的出口温度从50°C 下降到45°C ;由于冷却水的用量不变,根据冷热流体的热量衡算式(在无热损失的情况下,冷流体吸收的热量等于热流体放出的热量),所以热流体在流量不变的情况下,
其出口温度上升。 原工况(结垢前)
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原工况热负荷
冷却水用量
现工况(结垢后)
现工况热负荷
现工况热流体的出口温度
原工况
现工况
因为由于原工况
现工况
壁阻和管外的垢阻可忽略,则 原工况
现工况
可按平壁处理。
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