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一、简答题

1． 恒速干燥段的湿物料表面温度是什么温度？为什么？

【答案】恒速干燥段的湿物料表面温度等于干燥介质的湿球温度。恒速干燥段是表面汽化控制段，在此阶段，对流传热系数和传质系数不变，水分恒定速率汽化，汽化的是非结合水，水分由物料内部向表面输送的速度足以保证物料表面充分润湿。

2． 简述简单蒸馏与精馏的区别？请论述精馏操作的基本原理。

【答案】（1）简单蒸馏又称微分蒸馏，也是一种单级蒸馏操作，常以简歇的方式进行。简单蒸馏多用于混合液的 初步分离，是非稳态过程，只能得到一种产品，产品无需回流，产量小，是一次部分气化与部分冷凝。

精馏是多次简单蒸馏的组合，可以是连续稳定过程，也可以间歇过程，多次部分气化与部分冷凝。

（2）精馏的原理：精馏是在一个设备内同时进行多次部分汽化和部分冷凝以分离液体混合物中的组分。操 作时，将由精馏塔顶凝缩而得的液体的一部分，由塔顶回流入塔内，使与从蒸馏釜连续上升的蒸汽密切接触。可得到与重复简单蒸馏若干次相当的效果，从而提高各组分的分离程度。

3． 离心泵发生气缚与汽蚀现象的原因是什么？应如何消除？

【答案】离心泵在启动过程中若泵壳内混有空气或未灌满泵，则泵壳内的流体在随电机做离心运动产生负压不足以吸入液体至泵壳内，泵像被“气体”缚住一样，称离心泵的气缚现象。避免或消除气缚的方法是启动前灌泵并使泵壳内充满待输送的液体，启动时关闭出口阀。

当泵壳内吸入的液体在泵的吸入口处因压强减小恰好汽化时，给泵壳内壁带来巨大的水力冲击，使壳壁像被“气体”腐蚀一样，该现象称为汽蚀现象。降低泵高度能避免汽蚀现象的产生。

4． 评价板式塔塔板性能的标准有哪些？

【答案】通过能力大、塔板效率高、塔板压降低、操作弹性大、结构简单、制造成本低。

二、计算题

5． 某三元物系的溶解度曲线及平衡联结线如图所示，用纯溶剂S 对100kg 进料进行单级萃取，液体混合物含溶质A 为30%，含溶剂S 为0（皆为质量分数），试求:

（1）萃取液可达到的最大浓度为多少？

（2）要使萃取液浓度达到最大，溶剂用量为多少？此时溶质A 的萃余率

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为多少？

（3）要求根据解题步骤在图上作出相应的线段。

图

【答案】（1）作图, 画切线，得（2）画ER 线和FS 线，作图得M 点

图中读得

（3）如图所示。

6． 密度为

的某液体从敞口容器通过内径为40mm 的管路进入敞口容器B ，两容器内的

液面高度恒定，管路中有一调节阀。阀前管长65m ，阀后管长25m （均包括全部阻力损失的当量长度，进口阻力损失忽略不计）。当阀门全关时，阀前后的压强表读数分别为80KPa 和40KPa 。现将调节阀开至某一开度，阀门阻力的当量长度为30m ，直管摩擦系数

（1）管内流量为多少

（2）阀前后的压强表的读数为多少？

（3）将阀门调节至另一开度，且液面不再恒定（液面初始高度同上），试求两液面高度差降至3m 时所需要的时间。（两容器内径均为5m ，假定流动系统总能量损失为

）。

试求:

图

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【答案】（1）设A 液面的高度为代入数值后可求出:

则:

设B 液面高度为代入数值后可求出:

则:

对于A , B 两截面间列柏努利方程:

代入数值可以求出:

（2）对液面A 和阀前截面列柏努利方程可得:

代入数值可以求出:

对阀后和B 液面列柏努利方程为:

代入数值为:

（3）设当两槽液位高度差为3m 时，较高的槽其最终液位高度为

可以求出:

对于高位槽设在任意时刻高位槽的液位高度为z 。设在时间为列物料平衡方程为:积累速率=-出料速率，即:

可化简为:

对两槽瞬时液面列柏努利方程为:

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则有:

内液面下降高度dz 。