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2017年湖北民族大学化工原理(同等学力加试)考研复试核心题库

  摘要

一、简答题

1. 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。

2. 何谓平衡水、自由水、结合水和非结合水?它们之间有何相互关系?

【答案】平衡水:当气体为不饱和气体时,与气体的水分分压呈平衡的物料含水量称为平衡含水量

低于

的水分称为平衡水,高于

的水分称为自由水。

物料中大于

的那

当气体为饱和气体时,与气体的水分分压呈平衡的物料含水量定义为部分水分称为非结合水,小于

水量,结合水与非结合水的总合为物料的总含水量。

3. 何谓萃取操作的选择性系数?什么情况下

【答案】选择性系数定义如下: 溶物系),

4. 溶质渗透理论中的

当组分B 不溶解于溶剂S 时(完全不互

的那部分水分称为结合水。自由水和平衡水的总合为物料的总含

含义是什么?已知D , 如何表达?

【答案】溶质渗透理论中是溶质渗透时间,即每隔时间,液体发生一次完全的混合。己知D ,

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二、计算题

5. 有一列管式换热器,110°C 的饱和水蒸气在壳程被冷凝为同温度的水,一定流量的某气体在管束内从30°C 加热至50°C 。现因气体的流量增加,加热蒸汽的压强及气体入口温度均不变,致使气体的出口温度降至48°C 。换热器的管壁及污垢热阻可忽略,换热器的热损失也可忽略,气体在管束内均为湍流流动。试求:

(1)气体流量为原来的多少倍; (2)换热器的换热速率为原来的多少倍。 两种情况下气体的物性可以认为不变。 【答案】(1)由题意:

湍流流动时,

当气体流量发生变化时,由于管内流体的流速发生变化,所以会导致传热系数发生改变,本题的切入点正在于此。

整理得:

解得,(2)

6. 在多级逆流萃取装置中,以水为溶剂从含丙酮质量分数为40%的丙酮-醋酸乙酯混合液中提取丙酮。已知原料液的处理量为2000kg/h, 操作溶剂比(S/F)为0.9, 要求最终萃余相中丙酮质量分数不大于6%,试求:

(1)所需的理论级数;(2)萃取液的组成和流量。操作条件下的平衡数据列于表中。

表丙酮(A )-醋酸乙酯(B )-水(s )的平衡数据(质量分数/%)

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【答案】(1)由平衡数据在直角三角形坐标图上绘出溶解度曲线及辅助曲线,如图所示。由原料组成两线的交点△即为

操作点。借助辅助曲线作图可得度曲线交于

(2)联结

同理可找到

并延长交AB 与

级数。由作图可得N=6

E’即为萃取液的相点,读图可得

由杠杆规则可得

的共轭相点

(第一级萃取萃佘相点),联结

与溶解

直至萃余相的组成小于0.06为止,操作线的条数即为理论

在图中确定原料相点F 。

确定RN 。联结

再根据杠杆规则可确定F 、S 的

其延长线与溶解度曲线交于

和点M 。由最终萃取要求

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