2017年石河子大学化工原理复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． —包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果将如何变化？主要原因是什么？
【答案】保温效果将变差，因为水的导热系数比空气的导热系数大。
2． 什么是化工原理中的三传？试论述三传的可比拟性。
【答案】化工原理的三传:质量传递、热量传递、动量传递。 三传的类比: （1）传递本质类比
①动量传递是由于流体层之间速度不等，动量将从速度大处向速度小处传递。 ②热量传递是流体内部因温度不同，有热量从高温处向低温处传递。
③质量传递是因物质在流体内存在浓度差，物质将从浓度高处向浓度低处传递。 （2）基础定律数学模型类比 ①动量传递的牛顿粘性定律。 ②热量传递的傅立叶定律。 ③质量传递的费克扩散定律。 （3）物性系数类比 ①粘度系数。 ②导热系数。 ③分子扩散系数。
3． 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。
4． 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
5． 锅炉的蒸发量为9080kg/h，要求进入锅炉的水温为65°C ，但原水温度为21°C ，故需用一卧式列管换热器将水加热到所需温度，加热蒸汽为108°C 的饱和水蒸气，
冷凝传热系数为
列管采用
内流动，流速为0.3m/s。求：
（1）求换热面积。
（2）若因空间限制，管长不能超过2.5m ，换热器如何设置？ 注：水的物性参数
【答案】（1）由题意
的黄铜管（导热系数为
），设水在管
由解得
（2）可以采取的措施为单管程改为多管程。
6． 分离苯-甲苯的精馏塔有10块塔板，总板效率为0.6, 泡点液相进料，进料量为100kmol/h，其浓度
, 要求塔顶产品浓度为0.85, 塔釜浓度为0.1（均为苯的摩尔分数）。相对挥发度为
（1）该塔的操作回流比R 为多少？有几种解法？试对这几种解法进行比较。
（2）用该塔将塔顶产品浓度提高到0.99是否可取？若将塔顶产品浓度提高到0.88, 可采取何种措施？对其中较好的一种方案进行定性和定量的分析。
（3）当塔顶产品浓度为0.85时，最小回流比为多少？若塔顶冷凝水供应不足，回流比只能为最小回流比的0.9, 该塔还能操作吗？
（4）若因回流管堵塞或回流泵损坏，使回流比为0, 此时塔顶、塔釜的组成及流量分别为多少？（设塔板效率不下降）
【答案】（1）求操作回流比
方法一:用芬斯克方法和吉利兰关联图求取
2.46。试讨论下述几种情况:
由吉利兰关联图查得:
对苯-甲苯溶液，a=246, 气液平衡方程为
泡点进料，q=l。联立求解x=0.175与气液平衡方程，可得q
线与平衡线的交点坐标
于是最小回流比为:
求得R=5.7
方法二:图解试差法求回流比。 方法二:逐板试差法 设R=5.7, 精馏段操作线提馏段操作线由物料衡算得
所以操作线方程为逐板试差，___
计算结果如下:
表
所以第6块板为加料板，理论板数为（2）从塔釜此浓度顶产品。
使
不能实现。
假设R=5.7成立。
，得到塔顶最大浓度，若开始在对角线和平衡线之间作7个梯级（全回流）’则
可以实现。实际上
’所以该塔不能得到0.99的塔
=0.88是可能的。因为此时所需要的最少理论板数
即全回流量最少理论板数为5块，而现有7块板，所以达到xD=0.88是可能的。采取的措施